WO2017154555A1 - 基地局 - Google Patents

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WO2017154555A1
WO2017154555A1 PCT/JP2017/006294 JP2017006294W WO2017154555A1 WO 2017154555 A1 WO2017154555 A1 WO 2017154555A1 JP 2017006294 W JP2017006294 W JP 2017006294W WO 2017154555 A1 WO2017154555 A1 WO 2017154555A1
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WO
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mobile stations
combination
base station
selection unit
mobile
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PCT/JP2017/006294
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達樹 奥山
聡 須山
辰徳 小原
奥村　幸彦
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株式会社Ｎｔｔドコモ
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Publication date
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    • H04B7/0452—Multi-user MIMO systems
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    • H04B7/065—Variable contents, e.g. long-term or short-short

Definitions

  • the present invention relates to a base station.
  • LTE Long Term Evolution
  • 5G wireless communication method
  • 5G various elemental technologies have been studied in order to satisfy the requirement that the delay of the radio section be 1 ms or less while realizing a throughput of 10 Gbps or more.
  • Massive Multi Input Multi Output is a large-scale MIMO in which a large number (eg, 100 elements) of antenna elements are installed on the base station side, and the strength of the electric field can be concentrated in a narrow area, thereby reducing interference between mobile stations. Can do.
  • FIG. 1A shows an example of beam forming performed by a conventional base station such as LTE
  • FIG. 1B shows an example of beam forming performed by a base station using Massive MIMO.
  • a radio signal can be transmitted far away by beam forming with a narrow beam width.
  • FIG. 2A shows an operation example when a conventional base station performs multi-user MIMO (MU-MIMO)
  • FIG. 2B shows an operation example when a base station using Massive MIMO performs MU-MIMO. Yes.
  • the base station using Massive MIMO since the base station using Massive MIMO has a sufficient degree of freedom in antennas, it directs a thin beam to a desired mobile station and directs a null (a direction in which no signal is transmitted) to the other mobile station. Thus, it is possible to control interference highly.
  • the base station When performing MU-MIMO in Massive MIMO, the base station has a high communication quality (for example, high throughput, capacity that can accommodate many mobile stations, etc.) in the entire wireless communication system from among a large number of mobile stations existing in the area. ) To select a combination of mobile stations.
  • a high communication quality for example, high throughput, capacity that can accommodate many mobile stations, etc.
  • To select a combination of mobile stations As a method when the base station selects a combination of mobile stations, for example, an optimal combination of mobile stations is selected by performing a predetermined calculation based on a channel matrix (H) between the base station and the mobile station.
  • H channel matrix
  • the base station can simply operate as a single mobile station based on the channel matrix (H) for each mobile station. It is conceivable to select a plurality of mobile stations that can obtain high communication quality. However, since interference may occur between mobile stations, the communication quality of the entire system may be deteriorated. Therefore, it is desirable for the base station to select a combination of mobile stations that can obtain high communication quality while orthogonalizing radio signals between the mobile stations.
  • H channel matrix
  • the base station uses a channel matrix (H) between the base station itself and each mobile station,
  • the orthogonalization weight (W) multiplied by each transmission antenna of the base station is calculated, and a predetermined calculation is performed based on the equivalent channel (H ⁇ W) obtained by multiplying the channel matrix (H) by the orthogonalization weight (W). Therefore, it is conceivable to select a combination of mobile stations that can obtain high communication quality.
  • the base station calculates the orthogonalization weight (W) for each combination using the channel matrix (H) of all the mobile stations to be combined. There is a need. For example, even if an optimum combination of two mobile stations is obtained from six mobile stations, it is necessary to calculate an orthogonalization weight (W) for each mobile station for each of the 15 combinations.
  • the base station calculates orthogonal weights (W) of mobile station A and mobile station B when mobile station A and mobile station B are combined among the six mobile stations,
  • the respective orthogonalized weights (W) of the mobile station A and the mobile station C are calculated, and then the mobile station A and the mobile station D are combined.
  • It is necessary to calculate the orthogonalization weight (W) for every combination and for each mobile station such as calculating the orthogonalization weights (W) of the mobile station A and the mobile station D, respectively.
  • three mobile stations are combined from six mobile stations, four mobile stations are combined, five mobile stations are combined, and all mobile stations are combined.
  • the amount of calculation further increases.
  • the calculation of the orthogonalization weight (W) and the equivalent channel (H ⁇ W) is performed on the entire band band (for example, all subbands of the entire band band). Although it is desirable to perform this for each carrier), the amount of calculation further increases.
  • the size of the channel matrix (H) is large, and the amount of calculation required for calculating the orthogonalization weight (W) and the equivalent channel (H ⁇ W) is large. It will increase further.
  • the disclosed technique has been made in view of the above, and provides a technique capable of quickly selecting a combination of mobile stations performing MU-MIMO in a wireless communication system using MU-MIMO. Objective.
  • a base station of the disclosed technology is a base station that communicates with the plurality of mobile stations in a wireless communication system including a base station and a plurality of mobile stations, and a channel matrix between each of the plurality of mobile stations
  • An acquisition unit that acquires a mobile station, a selection unit that selects a combination of two or more mobile stations that perform multi-user MIMO communication among the plurality of mobile stations, and the two or more mobile stations in the selected combination
  • a communication unit that performs communication by multi-user MIMO, and the selection unit includes, for all combinations of two mobile stations among the two or more mobile stations, correlation values of channel matrices of the two mobile stations, respectively. And the combination of the two or more mobile stations is selected so that the correlation value is less than or equal to a predetermined threshold value for all the combinations of the two mobile stations.
  • a technique capable of quickly selecting a combination of mobile stations performing MU-MIMO in a wireless communication system using MU-MIMO is provided.
  • radio communication system assumes a system of a system compliant with LTE or 5G
  • the present invention is not limited to LTE or 5G, and can be applied to other systems. is there.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to the embodiment.
  • the radio communication system according to the embodiment includes a base station 1 that supports Massive MIMO and “N U ” mobile stations UE from mobile stations UE 1 to N U.
  • mobile station UE when there is no need to distinguish between the mobile stations UE1 ⁇ N U, simply referred to as "mobile station UE.”
  • mobile station UE when there is no need to distinguish between the mobile stations UE1 ⁇ N U, simply referred to as "mobile station UE.”
  • mobile station UE when there is no need to distinguish between the mobile stations UE1 ⁇ N U, simply referred to as "mobile station UE.”
  • mobile station UE when there is no need to distinguish between the mobile stations UE1 ⁇ N U, simply referred to as "mobile station UE.”
  • mobile station UE when there is no need to distinguish between the mobile stations UE1 ⁇ N U, simply referred to as "mobile station UE.”
  • mobile station UE in the
  • the base station 1 has a large number of antenna elements and forms a Massive MIMO cell (MM cell).
  • the MM cell is intended for a cell formed by a number of beams transmitted from the base station 1.
  • the MM cell for example, by using a band of 4 GHz or more and a bandwidth of 100 MHz or more, it is possible to realize communication at a higher speed than the macro cell.
  • the mobile station UE includes a plurality of antenna elements and has a function of communicating with the base station 1 by MIMO.
  • the base station 1 performs MU-MIMO communication by selecting an appropriate combination of mobile stations UE from among “NU ” mobile stations UE existing in the MM cell.
  • FIG. 4 is a sequence diagram illustrating an outline of operations performed by the wireless communication system according to the embodiment.
  • the base station 1 acquires the channel matrix of the downlink between the antennas between the base station 1 and the mobile station UE1 ⁇ N U a (H 1 ⁇ H NU) ( S11). Subsequently, the base station 1 uses the acquired channel matrix (H 1 to H NU ) to calculate a correlation value or an equivalent channel according to “ ⁇ procedure>” to be described later, so that high communication quality can be obtained.
  • a combination of stations UE is selected (S12). Subsequently, the base station 1 starts MU-MIMO communication with the combination of the selected mobile stations UE (S13).
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a functional configuration example of the base station according to the embodiment.
  • the base station 1 includes a signal transmission unit 101, a signal reception unit 102, an acquisition unit 103, and a selection unit 104.
  • FIG. 5 shows only main functional units in the present embodiment, and also has a function (not shown) for performing an operation in conformity with a communication method used in the wireless communication system.
  • a part of the processing of the base station 1 described in “ ⁇ Processing procedure>” described later may be executable.
  • the signal transmission unit 101 has a function of generating various physical layer signals from higher layer signals and wirelessly transmitting them. Further, the signal transmission unit 101 has a function of performing communication by MU-MIMO with a plurality of mobile stations UE selected by the selection unit 104. The signal receiving unit 102 has a function of acquiring a higher layer signal from a physical layer signal received from the mobile station UE.
  • Acquisition unit 103 has a function of acquiring the downlink channel matrix (H 1 ⁇ H NU) between the antennas between the base station 1 and the mobile station UE1 ⁇ N U.
  • Obtaining unit 103 Time Division utilizes reciprocity Duplex (TDD), channel matrix by performing channel estimation based on the reference uplink signal transmitted from each antenna of the mobile stations UE1 ⁇ N U (H 1 ⁇ H NU ) may be acquired.
  • the obtaining unit 103, the channel matrix from each of the mobile stations UE1 ⁇ N U (H 1 ⁇ H NU) may be to get (to feedback).
  • TDD reciprocity Duplex
  • Selection unit 104 among the mobile stations UE1 ⁇ N U has a function of selecting a combination of a plurality of mobile stations UE performing communications by MU-MIMO. More specifically, the selection unit 104 selects a combination of a plurality of mobile stations UE performing communication by MU-MIMO based on the channel matrix (H 1 to H NU ) acquired by the acquisition unit 103.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the base station according to the embodiment.
  • FIG. 6 shows a configuration closer to the mounting example than FIG.
  • the base station 1 performs processing such as a radio frequency (RF) module 201 that performs processing related to a radio signal, a base band (BB) processing module 202 that performs baseband signal processing, and a higher layer.
  • RF radio frequency
  • BB base band
  • the apparatus control module 203 and a communication IF 204 that communicates with other base stations and the like are included.
  • the RF module 201 should transmit from the antenna by performing digital-to-analog (D / A) conversion, modulation, frequency conversion, power amplification, etc. on the digital baseband signal received from the BB processing module 202 Generate a radio signal.
  • a digital baseband signal is generated by performing frequency conversion, analog-to-digital (A / D) conversion, demodulation, and the like on the received radio signal, and passes it to the BB processing module 202.
  • the RF module 201 includes, for example, a part of the signal transmission unit 101 and a part of the signal reception unit 102 illustrated in FIG.
  • the BB processing module 202 performs processing for mutually converting an IP packet and a digital baseband signal.
  • a digital signal processor (DSP) 212 is a processor that performs signal processing in the BB processing module 202.
  • the memory 222 is used as a work area for the DSP 212.
  • the BB processing module 202 includes, for example, a part of the signal transmission unit 101, a part of the signal reception unit 102, an acquisition unit 103, and a selection unit 104 shown in FIG.
  • the device control module 203 performs IP layer protocol processing and the like.
  • the processor 213 is a processor that performs processing performed by the device control module 203.
  • the memory 223 is used as a work area for the processor 213.
  • the device control module 203 may include, for example, the acquisition unit 103 and the selection unit 104 illustrated in FIG.
  • the selection unit 104 of the base station 1 selects “N U” mobile stations UE existing in the MM cell. A processing procedure for selecting a combination of mobile stations UE performing MU-MIMO communication will be described.
  • Procedure in (1) Procedure in (1), the selection unit 104, a channel matrix between each of the plurality of mobile stations UE1 ⁇ N U (H 1 ⁇ H NU) from two mobile stations (here and i and j) Correlation values of channel matrices (H i and H j ) are calculated, and a combination of a plurality of mobile stations UE is selected so that the correlation value is equal to or less than a predetermined threshold in all combinations of two mobile stations.
  • the selection unit 104 calculates the correlation value (C i, j ) of the channel matrix (H i and H j ) using the equations (1) and (2).
  • “h i ” means a vertical vector obtained by cutting out the vertical component of the channel matrix “H i ”.
  • Formula (1) has shown the example of the channel matrix (H i ), by replacing “i” in Formula (1) with “j”, the channel matrix (H j ) and the vertical vector “h j ” Can be expressed by a similar expression.
  • the selection unit 104 uses the vertical vectors “h i ” and “h j ” of all antennas (1 to N T ) of the base station 1 as the antenna “n t ” used for correlation calculation.
  • the value may be calculated, or the correlation value may be calculated using only the vertical vectors “h i ” and “h j ” of some antennas.
  • the selection unit 104 selects the antenna “n t ” from all the antennas (1 to N T ) of the base station 1 at equal intervals (for example, antennas 1, 5, 9,... Or an arbitrary range of antennas (for example, only the range of antennas 5 to 12) may be selected.
  • the selection unit 104 can reduce the amount of calculation compared to calculating the correlation using the vertical vectors “h i ” and “h j ” of all antennas of the base station 1.
  • the normalization coefficients ( ⁇ i, nt ) and ( ⁇ j, nt ) in Equation (2) can be calculated by taking autocorrelation of the vertical vectors “h i, nt ” and “h j, nt ”. it can.
  • the selection unit 104 may calculate the normalization coefficients ( ⁇ i, nt ) and ( ⁇ j, nt ) each time the correlation value is calculated, or save the calculation result in a memory, a table, etc. By using it, the calculation time and the calculation amount may be reduced.
  • the selection unit 104 causes a correlation value to be equal to or less than a predetermined threshold in a combination of all two mobile stations UE in the plurality of mobile stations UE.
  • the mobile station UE is selected.
  • the selection unit 104 selects two or more mobile stations UE that perform communication by MU-MIMO from the four mobile stations UE (1 to 4). It is assumed that the predetermined threshold is set to 0.7 in advance.
  • FIG. 7 shows an example of a correlation value for each combination of two mobile stations UE among the four mobile stations UE.
  • the combination of the mobile stations UE having a correlation value of 0.7 or less is a combination of the mobile station UE1, the mobile station UE3, and the mobile station UE4. More specifically, the correlation value of the combination of the mobile stations UE1 and 3 is 0.5, the correlation value of the combination of the mobile station UE1 and the mobile station UE4 is 0.6, and the mobile station UE3 and the mobile station UE4 The correlation value of the combination is 0.3. That is, when the mobile station UE1, the mobile station UE3, and the mobile station UE4 are combined, the correlation value is 0.7 or less in all combinations of the mobile stations UE. Therefore, the selection unit 104 selects the mobile station UE1, the mobile station UE3, and the mobile station UE4 as a plurality of mobile stations UE that perform communication by MU-MIMO.
  • the selection unit 104 selects a mobile station UE so that the correlation value is equal to or less than a predetermined threshold, if there are a plurality of candidates, for example, [Selection Method 1] to [Selection Method 3] may be used to select any one of the candidates. For example, according to the example of FIG. 7, the combination of the mobile stations UE1, UE3, and UE4 and the combination of the mobile stations UE3 and UE4 are combined with the combination of the mobile stations UE having a correlation value of 0.7 or less. Exists.
  • the selection unit 104 may select a candidate having a small number of mobile stations UE (or a candidate having a large number of mobile stations UE) from among a plurality of candidates, or may select a desired quality (for example, desired) of the mobile station UE. Any one of the plurality of candidates may be selected based on (throughput). For example, when there is a mobile station UE that does not desire high throughput (for example, when the mobile station UE is a Machine Type Communication (MTC) terminal), the selection unit 104 is a candidate that does not include the mobile station UE. May be selected.
  • MTC Machine Type Communication
  • the selection unit 104 may select a candidate whose number of mobile stations UE to be selected is equal to or less than a preset threshold value. For example, when “2” is set in advance as the number of mobile stations UE to be selected, the selection unit 104 may select candidates for the mobile station UE3 and the mobile station UE4.
  • the selection unit 104 calculates the equivalent channel (H ⁇ W) for each mobile station UE for each of the plurality of candidates, and the communication quality is based on the eigenvalue obtained by performing singular value decomposition on the equivalent channel. You may make it select the candidate judged to become high. For example, the selection unit 104 multiplies the channel matrix (H 1 , H 3 , H 4 ) by the orthogonalization weights (W 1 , W 3 , W 4 ) when the mobile stations UE1, UE3, and UE4 are combined.
  • the eigenvalues of the equivalent channels (H 1 ⁇ W 1 , H 3 ⁇ W 3 , H 4 ⁇ W 4 ) obtained by the above, the channel matrix (H 3 , H 4 ), and the mobile stations UE3 and UE4 are combined
  • the communication quality is improved by comparing the eigenvalues of the equivalent channels (H 3 ⁇ W 3 , H 4 ⁇ W 4 ) obtained by multiplying the orthogonal weights (W 3 , W 4 ) in the case.
  • a candidate determined to be may be selected. Any method may be used as a method for selecting a candidate whose communication quality is determined to be high from the eigenvalue.
  • the selection unit 104 may select an equivalent channel (H 1 ⁇ for each subcarrier of the entire system band).
  • a candidate having a large total value may be selected by comparing the total value.
  • the selection unit 104 may reduce the calculation amount by using a procedure shown in a processing procedure (part 2) or a processing procedure (part 3) described later when calculating the orthogonalization weight.
  • the processing procedure (part 1) has been described above. According to the processing procedure (part 1), since a combination of mobile stations UE having a low channel correlation is selected as a combination of mobile stations UE performing communication by MU-MIMO, high communication quality can be ensured.
  • the base station 1 uses a channel between the base station 1 itself and each mobile station UE.
  • the matrix (H) is used to calculate the orthogonalization weight (W) to be multiplied to each transmission antenna of the base station 1, and the equivalent channel (H ⁇ W) obtained by multiplying the channel matrix (H) by the orthogonalization weight (W).
  • W orthogonalization weight
  • H ⁇ W equivalent channel
  • the Massive MIMO is assumed to be used in an environment where the space between the base station 1 and the mobile station UE is visible. Further, when beam forming is applied, the radiation direction of radio waves is narrowed. Therefore, even if it is out of line of sight, it is assumed that there are fewer reflected waves with large received power compared to conventional LTE. In such an environment, since the frequency selective fading is generally relatively gentle, it is considered that the channel fluctuation is small in the entire band band.
  • the selection unit 104 divides the entire system band into a plurality of subbands, and uses the orthogonalization weight (W) using the channel matrix in one of the plurality of subbands. ) To reduce the amount of calculation. In other words, the selection unit 104 performs the calculation of the orthogonalization weight (W) not in the entire band band but only in a specific subband.
  • the selection unit 104 divides the system band into subbands of the number (K) of combination candidates including the specific mobile station UE (i), and performs specific movement. For each combination candidate including the station UE (i), an orthogonalization weight (W) is calculated using a channel matrix in one of the subbands. Further, the selection unit 104 does not calculate the orthogonalization weights (W) of all the mobile stations UE at a certain time, but calculates the orthogonalization weights (W) at different times for each mobile station UE (i). Like that.
  • the combinations including the mobile station UE1 are (UE1, UE2), (UE1, UE3), (UE1, UE4), (UE1, UE2, UE3), (UE1 , UE2, UE4), (UE1, UE3, UE4), (UE1, UE2, UE3, UE4).
  • the selection unit 104 is a combination candidate including the mobile station UE1 (UE1, UE2), (UE1, UE3), (UE1, UE4), (UE1, UE2, UE3), ( For UE1, UE2, UE4), (UE1, UE3, UE4), and (UE1, UE2, UE3, UE4), the channel matrices in subbands 0, 1, 2, 3, 4, 5 and 6 are used, respectively.
  • the orthogonalization weight (W 1 ) is calculated for each combination candidate.
  • the orthogonalization weight (W 1 ) of the mobile station UE1 when the mobile station UE1 and the mobile station UE2 are combined is calculated using the channel matrix (H 1 , H 2 ) in the subband 0.
  • the orthogonalization weight (W 1 ) of the mobile station UE1 when the mobile station UE1 and the mobile station UE3 are combined is calculated using the channel matrix (H 1 , H 3 ) in the subband 1
  • the mobile station All candidate combinations include a process of calculating the orthogonalization weight (W 1 ) of the mobile station UE1 using the channel matrix (H 1 , H 4 ) in the subband 2 when UE1 and the mobile station UE4 are combined. Is performed, the orthogonalization weight (W 1 ) of the mobile station UE1 is calculated for each combination candidate.
  • the selection unit 104 at time t 1, a combination candidate that includes the mobile station UE2 (UE1, UE2), ( UE2, UE3), (UE2, UE4), (UE1, UE2, UE3), ( For UE1, UE2, UE4), (UE2, UE3, UE4), and (UE1, UE2, UE3, UE4) using the channel matrices of subbands 0, 1, 2, 3, 4, 5 and 6, respectively.
  • the orthogonalization weight (W 2 ) of the mobile station UE2 is calculated for each combination candidate of the mobile station UE.
  • orthogonalization weights mobile station UE3 at time t 2 a (W 3) is calculated, to calculate orthogonalization weights mobile station UE4 (W 4) at time t 3.
  • the selection unit 104 calculates, for example, an equivalent channel (H ⁇ W) for each mobile station UE for each combination candidate, and sets all equivalent channels for each combination candidate. Based on this, a combination of mobile stations UE that is determined to have high communication quality (a combination of mobile stations UE that performs communication using MU-MIMO) is selected. Any method may be used as a method for selecting a candidate that is determined to have high communication quality. For example, the selection unit 104 may calculate the total eigenvalue of each equivalent channel for each subcarrier in the subband. The values may be compared for each combination candidate, and a combination candidate having a large total value may be selected as a combination of the mobile stations UE.
  • H ⁇ W equivalent channel
  • the selection unit 104 may calculate all orthogonalized weights (W i ) in a specific mobile station UE (i) at a certain time, instead of calculating all of the orthogonal weights (W i ). For example, as illustrated in FIG. 11, the selection unit 104 calculates the orthogonalization weight (W 1 ) of the mobile station UE1 at times t 0 and t 1 , and calculates the orthogonalization weight (W 2 ) of the mobile station UE2 at time t 2.
  • the orthogonalization weight (W 3 ) of the mobile station UE 3 is calculated at times t 4 and t 5
  • the orthogonalization weight (W 4 ) of the mobile station UE 4 is calculated at times t 6 and t 7 .
  • the number of subband divisions may be a number (K / 2 in the example of FIG. 11) divided by a plurality of times used for calculation of orthogonalization weights.
  • the range of subbands of the channel matrix used for the calculation of the orthogonalization weight (W) is widened, so that the communication quality can be judged more appropriately.
  • the selection unit 104 may calculate orthogonalization weights of a plurality of mobile stations UE at a certain time. For example, as illustrated in FIG. 11, the selection unit 104 calculates the orthogonalization weights (W 1 , W 2 ) of the mobile stations UE1 and UE2 at time t 0 , and the orthogonalization weights (W 3 , W2) of the mobile stations UE3 and UE4. W 4 ) may be calculated at time t 1 . Thereby, the orthogonalization weight (W) can be calculated in a shorter time.
  • the selection unit 104 preliminarily limits the combination candidates of the mobile station UE for each subband, and calculates orthogonalization weights for the limited combination candidates of the mobile station UE. To do. More specifically, the selection unit 104 assigns each of the plurality of mobile stations UE1 ⁇ N U in any sub-band, for all combinations candidates in the plurality of mobile stations UE assigned to each sub-band, The orthogonalization weight is calculated using the channel matrix in the assigned subband.
  • the selection unit 104 divides the system band into an arbitrary number of subbands (three in the example of FIG. 13) and assigns each of the mobile stations UE1 to UE8 to an arbitrary subband.
  • selection section 104 assigns mobile stations UE1 to UE3 to subband 0, assigns mobile stations UE4 to 6 to subband 1, and assigns mobile stations UE7 and UE8 to subband 2.
  • the selection unit 104 calculates orthogonal weights (W 1 , W 2 , W 3 ) for each combination candidate of the mobile stations UE1 to UE3 within the subband 0. More specifically, the selection unit 104 calculates orthogonal weights (W 1 , W 2 ) when the mobile stations UE 1 and UE 2 are combined using the channel matrix (H 1 , H 2 ) in the subband 0. Then, the orthogonalization weights (W 1 , W 3 ) when the mobile stations UE 1 and UE 3 are combined using the channel matrix (H 1 , H 3 ) in the subband 0 are calculated, and the channel matrix in the subband 0 is calculated.
  • the orthogonalization weights (W 2 , W 3 ) when the mobile stations UE 2 and UE 3 are combined using (H 2 , H 3 ) are calculated, and the channel matrix (H 1 , H 2 , H 3 ) in subband 0 is calculated.
  • the selection unit 104 calculates orthogonal weights (W 4 , W 5 , W 6 ) for each combination candidate of the mobile stations UE4 to UE6 within the subband 1, and within the subband 2,
  • the orthogonalization weights (W 7 , W 8 ) are calculated for each combination candidate of UE 7 and UE 8 .
  • the selection unit 104 determines that the communication quality is improved from among the combination candidates in the mobile station UE assigned to each subband.
  • a combination of mobile stations UE (a combination of mobile stations UE performing communication by MU-MIMO) may be selected. That is, in the example of FIG. 13, the selection unit 104 may select any one combination of the mobile stations UE from among the combination candidates of all the mobile stations UE illustrated in FIG. 13.
  • the selection unit 104 selects, for each subband, one mobile station UE combination candidate that is determined to have high communication quality, and selects all the mobile stations UE included in the selected combination candidate for the mobile station UE. , It may be a combination of mobile stations UE performing communication by MU-MIMO. For example, in the case of FIG. 13, the selection unit 13 selects a combination of the mobile stations UE1 and UE2 from the subband 0, selects a combination of the mobile stations UE4 and UE6 from the subband 1, and selects a combination of the mobile stations UE7 and UE7 from the subband 2. A combination of UEs 8 may be selected, and the mobile stations UE1, UE2, UE4, UE6, UE7, and UE8 may be a combination of mobile stations UE that performs communication using MU-MIMO.
  • the processing procedure (part 2) has been described above.
  • the division of the subband in the processing procedure (2-1) and the assignment of the mobile station UE to each subband in the processing procedure (2-2) are only for the mobile station UE that performs communication by MU-MIMO. This is done to select a combination. Therefore, when actually performing MU-MIMO communication, the base station 1 may recalculate the orthogonalization weight (W) for the selected combination of mobile stations UE over the entire system band. Good.
  • Processing procedure (3) As described in the processing procedure (part 2), when selecting a combination of mobile stations that can obtain high communication quality while orthogonalizing radio signals between the mobile stations UE, the base station 1 Using the channel matrix (H) with the mobile station UE, the orthogonalization weight (W) to be multiplied to each transmission antenna of the base station 1 is calculated, and the orthogonalization weight (W) is applied to the channel matrix (H).
  • a combination of mobile stations UE that can obtain high communication quality can be selected by performing a predetermined calculation based on the multiplied equivalent channel (H ⁇ W).
  • the Massive MIMO base station has a large number of antenna elements, the size of the channel matrix (H) is large, and the amount of calculation necessary for calculating the orthogonal weight (W) and the equivalent channel (H ⁇ W) is large. It will increase.
  • the selection unit 104 reduces the amount of calculation by calculating the orthogonalization weight (W) using the submatrix (submatrix) obtained by cutting out a part of the channel matrix (H). To do.
  • the position and size of the sub-matrix shown in Expression (3) are merely examples, and can be arbitrarily changed.
  • Formula (3) has shown only the example of the submatrix of mobile station UE (j)
  • the selection part 104 is all the mobile stations UE used for calculation. The calculation is performed with the same position and size of the sub-matrix.
  • the selection unit 104 determines the sub-matrix position and size of the mobile station UE 1 and the sub-station of the mobile station UE 2. The calculation is performed with the same matrix position and size.
  • the processing procedure (part 3) has been described above. Note that the calculation of the orthogonalization weight (W) using the sub-matrix is performed only to select a combination of mobile stations UE that performs communication by MU-MIMO. Therefore, when actually performing MU-MIMO communication, the base station 1 calculates an orthogonalization weight (W) using the original channel matrix (H) for the selected combination of mobile stations UE. You may make it correct.
  • the processing procedure (part 3) can also be applied to the processing procedure (part 1) or the processing procedure (part 2). That is, the selection unit 104 uses the sub-matrix to calculate the orthogonalization weight when calculating the orthogonalization weight in the processing procedure (part 1) (particularly when performing the [selection method part 3] in the processing procedure (part 1)). May be calculated. In addition, when calculating the orthogonalization weight in the processing procedure (part 2), the selection unit 104 may calculate the orthogonalization weight using a sub-matrix.
  • a radio communication system including a base station and a plurality of mobile stations, a base station that communicates with the plurality of mobile stations, and a channel between each of the plurality of mobile stations
  • An acquisition unit that acquires a matrix
  • a selection unit that selects a combination of two or more mobile stations that perform communication by multiuser MIMO among the plurality of mobile stations; and the two or more mobile stations in the selected combination
  • a communication unit that performs multi-user MIMO communication, and the selection unit correlates channel matrixes of the two mobile stations for all combinations of two mobile stations among the two or more mobile stations.
  • the base station 1 provides a technique capable of quickly selecting a combination of mobile stations that perform MU-MIMO in a wireless communication system that uses MU-MIMO.
  • the selection unit calculates the correlation value from the channel matrix of two of the two or more mobile stations, among the vertical vectors generated from the channel matrix,
  • the correlation value may be calculated using a vertical vector. Therefore, the calculation amount at the time of calculating a correlation value can be reduced, and the selection of the combination of the mobile station UE can be performed rapidly.
  • a radio communication system including a base station and a plurality of mobile stations, a base station that communicates with the plurality of mobile stations, and a channel between each of the plurality of mobile stations
  • An acquisition unit that acquires a matrix; a selection unit that selects a combination of two or more mobile stations that perform communication by multiuser MIMO among the plurality of mobile stations; and the two or more mobile stations in the selected combination
  • a communication unit that performs communication by multi-user MIMO, and the selection unit divides the entire system band into a plurality of subbands, and sets a channel matrix in any one of the plurality of subbands.
  • a base station that selects a combination of the two or more mobile stations by calculating orthogonal weights and equivalent channels.
  • the base station 1 provides a technique capable of quickly selecting a combination of mobile stations that perform MU-MIMO in a wireless communication system that uses MU-MIMO.
  • the selection unit performs orthogonalization using a channel matrix in one of the subbands for each combination candidate of the two or more mobile stations that perform multi-user MIMO communication among the plurality of mobile stations. Weights and equivalent channels may be calculated. This can reduce the amount of calculation when calculating the orthogonalization weight and the equivalent channel.
  • the selection unit divides the plurality of mobile stations into a plurality of groups corresponding to the number of the plurality of subbands, and each group of the plurality of groups is selected from any of the plurality of subbands.
  • a combination of the two or more mobile stations may be selected by calculating an orthogonalization weight and an equivalent channel using the channel matrix. This can reduce the amount of calculation when calculating the orthogonalization weight and the equivalent channel.
  • a radio communication system including a base station and a plurality of mobile stations, a base station that communicates with the plurality of mobile stations, and a channel between each of the plurality of mobile stations
  • An acquisition unit that acquires a matrix; a selection unit that selects a combination of two or more mobile stations that perform communication by multiuser MIMO among the plurality of mobile stations; and the two or more mobile stations in the selected combination
  • a communication unit that performs communication using multi-user MIMO, and the selection unit calculates multi-user MIMO by calculating orthogonal weights and equivalent channels using a sub-matrix obtained by cutting out a part of the channel matrix.
  • a base station is provided that selects the combination for the two or more mobile stations performing communication according to.
  • the base station 1 provides a technique capable of quickly selecting a combination of mobile stations that perform MU-MIMO in a wireless communication system that uses MU-MIMO.
  • each device base station 1 and mobile station UE
  • the configuration of each device (base station 1 and mobile station UE) described in the embodiment of the present invention is realized by executing a program by a CPU (processor) in the device including a CPU and a memory. It may be a configuration, may be a configuration realized by hardware such as a hardware circuit provided with processing logic described in the present embodiment, or may be a mixture of programs and hardware Good.
  • notification of information is not limited to the aspect / embodiment described in this specification, and may be performed by other methods.
  • notification of information includes physical layer signaling (for example, Downlink Control Information (DCI), Uplink Control Information (UCI)), upper layer signaling (for example, RRC signaling, MAC signaling, broadcast information (Master Information Block (MIB), System Information Block (SIB))), other signals, or a combination thereof.
  • the RRC message may be referred to as RRC signaling.
  • the RRC message may be, for example, an RRC connection setup (RRCRRConnection Setup) message, an RRC connection reconfiguration (RRC Connection Reconfiguration) message, or the like.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A LTE-Advanced
  • SUPER 3G IMT-Advanced
  • 4G 5G
  • Future Radio Access FAA
  • W-CDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • GSM registered trademark
  • CDMA2000 Code Division Multiple Access 2000
  • UMB Ultra Mobile Broadband
  • IEEE 802.11 Wi-Fi
  • IEEE 802.16 WiMAX
  • IEEE 802.20 Ultra-WideBand
  • the present invention may be applied to a Bluetooth (registered trademark), a system using other appropriate systems, and / or a next generation system extended based on these systems.
  • the determination or determination may be performed by a value represented by 1 bit (0 or 1), may be performed by a true value (Boolean: true or false), or may be performed by comparing numerical values (for example, (Comparison with a predetermined value).
  • the channel and / or symbol may be a signal.
  • the signal may be a message.
  • UE is a subscriber station, mobile unit, subscriber unit, wireless unit, remote unit, mobile device, wireless device, wireless communication device, remote device, mobile subscriber station, access terminal, mobile terminal, wireless terminal by those skilled in the art , Remote terminal, handset, user agent, mobile client, client, or some other appropriate terminology.
  • notification of predetermined information is not limited to explicitly performed, but is performed implicitly (for example, notification of the predetermined information is not performed). Also good.
  • determining may encompass a wide variety of actions.
  • “Judgment”, “decision” can be, for example, calculating, computing, processing, deriving, investigating, looking up (eg, table, database or another (Searching in the data structure), and confirming (ascertaining) what has been confirmed may be considered as “determining” or “determining”.
  • “determination” and “determination” include receiving (for example, receiving information), transmitting (for example, transmitting information), input (input), output (output), and access. (accessing) (e.g., accessing data in a memory) may be considered as “determined” or "determined”.
  • determination and “decision” means that “resolving”, “selecting”, “choosing”, “establishing”, and “comparing” are regarded as “determining” and “deciding”. May be included. In other words, “determination” and “determination” may include considering some operation as “determination” and “determination”.
  • the phrase “based on” does not mean “based only on”, unless expressly specified otherwise. In other words, the phrase “based on” means both “based only on” and “based at least on.”
  • the input / output information or the like may be stored in a specific place (for example, a memory) or may be managed by a management table. Input / output information and the like can be overwritten, updated, or additionally written. The output information or the like may be deleted. The input information or the like may be transmitted to another device.
  • the notification of the predetermined information is not limited to explicitly performed, and may be performed implicitly (for example, notification of the predetermined information is not performed). .
  • 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 order of the sequences and flowcharts described in the embodiments may be changed as long as there is no contradiction.
  • the base station 1 and the mobile station UE have been described using functional block diagrams. However, such a device may be realized by hardware, software, or a combination thereof.
  • the software operated by the processor of the base station 1 according to the embodiment of the present invention and the software operated by the processor of the mobile station UE according to the embodiment of the present invention are random access memory (RAM), flash memory, and read-only, respectively. It may be stored in any appropriate storage medium such as a memory (ROM), EPROM, EEPROM, register, hard disk (HDD), removable disk, CD-ROM, database, server or the like.

Landscapes

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Abstract

基地局と複数の移動局とを備える無線通信システムにおいて前記複数の移動局と通信を行う基地局であって、前記複数の移動局の各々との間のチャネル行列を取得する取得部と、前記複数の移動局のうち、マルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う２以上の移動局についての組み合わせを選択する選択部と、選択された前記組み合わせにおける前記２以上の移動局とマルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う通信部と、を有し、前記選択部は、前記２以上の移動局のうち２つの移動局の組み合わせ全てについて、それぞれ、該２つの移動局のチャネル行列の相関値を算出し、２つの移動局の組み合わせ全てについて相関値が所定の閾値以下になるように前記２以上の移動局についての組み合わせを選択する、基地局を提供する。

Description

基地局
　本発明は、基地局に関する。
　Long Term Evolution（ＬＴＥ）では、システム容量の更なる大容量化、データ伝送速度の更なる高速化、無線区間における更なる低遅延化などを実現するために、５Ｇと呼ばれる無線通信方式の検討が進んでいる。５Ｇでは、１０Ｇｂｐｓ以上のスループットを実現しつつ無線区間の遅延を１ｍｓ以下にするという要求条件を満たすために、様々な要素技術の検討が行われている。
　５Ｇでは、ＬＴＥよりも更に高周波数帯を使用することが想定されている。ここで、高周波数帯では伝搬ロスが増大することから、それを補うために、ビーム幅の狭いビームフォーミングを行うＭａｓｓｉｖｅMulti Input Multi Output（ＭＩＭＯ）を適用することが検討されている。ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯは、基地局側に多数（例：１００素子）のアンテナ素子を設置する大規模ＭＩＭＯであり、狭い領域に電界の強さを集中させることができるため、移動局間の干渉を小さくすることができる。
　図１Ａは、ＬＴＥ等の従来の基地局が行うビームフォーミングの例を示しており、図１Ｂは、ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯを用いる基地局が行うビームフォーミングの例を示している。図１Ｂに示すように、ビーム幅の狭いビームフォーミングにより、遠方まで無線信号を送信することができるようになる。
　図２Ａは、従来の基地局がマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ－ＭＩＭＯ）を行う際の動作例を示しており、図２Ｂは、ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯを用いる基地局がＭＵ－ＭＩＭＯを行う際の動作例を示している。図２Ｂに示すように、ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯを用いる基地局は、アンテナの自由度に余裕があるため、細いビームを所望の移動局に向けると共に、ヌル（信号が送信されない方向）を他方の移動局に向けることで、干渉を高度に制御することが可能である。
株式会社ＮＴＴドコモ、"ドコモ５Ｇホワイトペーパー"、２０１４年９月
　ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯにおいてＭＵ－ＭＩＭＯを行う際、基地局は、エリア内に存在する多数の移動局の中から、無線通信システム全体で高い通信品質（例えば高いスループットや、多くの移動局を収容できるキャパシティなど）を確保できるように移動局の組み合わせを選択する。基地局が移動局の組み合わせを選択する場合の方法として、例えば、基地局と移動局との間のチャネル行列（Ｈ）に基づいて所定の計算を行うことで最適な移動局の組み合わせを選択する方法が考えられる。
　仮に移動局の間で無線信号を直交させることを考慮しない場合（つまり、ヌルの向きを考慮しない場合）、基地局は、単純に移動局ごとのチャネル行列（Ｈ）に基づいて移動局単体として高い通信品質が得られる移動局を複数選択することが考えられる。しかしながら、移動局の間で干渉が発生する可能性があるため、システム全体としての通信品質は劣化してしまう可能性がある。従って、基地局は、移動局の間で無線信号を直交させつつ高い通信品質が得られる移動局の組み合わせを選択するのが望ましい。
　移動局の間で無線信号を直交させつつ高い通信品質が得られる移動局の組み合わせを選択する場合、基地局は、基地局自身と各移動局との間のチャネル行列（Ｈ）を用いて、基地局の各送信アンテナに乗算する直交化ウェイト（Ｗ）を算出すると共に、チャネル行列（Ｈ）に直交化ウェイト（Ｗ）を乗算した等価チャネル（Ｈ×Ｗ）に基づいて所定の計算を行うことで高い通信品質が得られる移動局の組み合わせを選択することが考えられる。
　しかしながら、直交化ウェイト（Ｗ）は組み合わせる移動局に応じて変動するため、基地局は、組み合わせる全ての移動局のチャネル行列（Ｈ）を用いて、組み合わせ毎に直交化ウェイト（Ｗ）を算出する必要がある。例えば、６つの移動局から２つの移動局の最適な組み合わせを求めるだけでも、１５通りの組み合わせの各々について、移動局ごとに直交化ウェイト（Ｗ）を算出する必要がある。具体的には、基地局は、６つの移動局のうち移動局Ａと移動局Ｂを組み合わせた場合における、移動局Ａ及び移動局Ｂのそれぞれの直交化ウェイト（Ｗ）を算出し、次に、移動局Ａと移動局Ｃを組み合わせた場合における、移動局Ａと移動局Ｃのそれぞれの直交化ウェイト（Ｗ）を算出し、次に、移動局Ａと移動局Ｄを組み合わせた場合における、移動局Ａと移動局Ｄのそれぞれの直交化ウェイト（Ｗ）を算出するというように、全ての組み合わせ毎かつ移動局ごとに直交化ウェイト（Ｗ）を算出する必要がある。更に、６つの移動局から最適な組み合わせを求めるためには、６つの移動局から３つの移動局を組み合わせる場合、４つの移動局を組み合わせる場合、５つの移動局を組み合わせる場合、及び全ての移動局を組み合わせる場合についても同様に移動局ごとの直交化ウェイト（Ｗ）を算出する必要があるため、計算量は更に膨大になってしまう。
　また、周波数が異なることによるチャネル行列（Ｈ）の変動を考慮するために、直交化ウェイト（Ｗ）及び等価チャネル（Ｈ×Ｗ）の計算をバンド帯域全体（例えば、バンド帯域全体の全てのサブキャリアごと）で行うのが望ましいが、更に計算量が増加してしまうことになる。また、ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯの基地局は多数のアンテナ素子を有していることからチャネル行列（Ｈ）のサイズが大きく、直交化ウェイト（Ｗ）及び等価チャネル（Ｈ×Ｗ）の算出に必要な計算量が更に増加してしまうことになる。
　以上のように、ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯを用いる基地局は、移動局の組み合わせを選択する際に膨大な計算を行う必要があるため、移動局の組み合わせを決定するまでに多くの時間を要してしまうという問題がある。また、移動局の組み合わせを決定するまでの間はデータ通信を開始することができず、システム全体の通信効率が低下してしまうことになる。
　開示の技術は上記に鑑みてなされたものであって、ＭＵ－ＭＩＭＯを用いる無線通信システムにおいて、ＭＵ－ＭＩＭＯを行う移動局の組み合わせの選択を迅速に行うことが可能な技術を提供することを目的とする。
　開示の技術の基地局は、基地局と複数の移動局とを備える無線通信システムにおいて前記複数の移動局と通信を行う基地局であって、前記複数の移動局の各々との間のチャネル行列を取得する取得部と、前記複数の移動局のうち、マルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う２以上の移動局についての組み合わせを選択する選択部と、選択された前記組み合わせにおける前記２以上の移動局とマルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う通信部と、を有し、前記選択部は、前記２以上の移動局のうち２つの移動局の組み合わせ全てについて、それぞれ、該２つの移動局のチャネル行列の相関値を算出し、２つの移動局の組み合わせ全てについて相関値が所定の閾値以下になるように前記２以上の移動局についての組み合わせを選択する。
　開示の技術によれば、ＭＵ－ＭＩＭＯを用いる無線通信システムにおいて、ＭＵ－ＭＩＭＯを行う移動局の組み合わせの選択を迅速に行うことが可能な技術が提供される。
ビームフォーミングの例を示す図である。 ビームフォーミングの例を示す図である。 ＭＵ－ＭＩＭＯの例を示す図である。 ＭＵ－ＭＩＭＯの例を示す図である。 実施の形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。 実施の形態に係る無線通信システムが行う動作の概要を示すシーケンス図である。 実施の形態に係る基地局の機能構成例を示す図である。 実施の形態に係る基地局のハードウェア構成例を示す図である。 移動局の組み合わせと相関値の例を示す図である。 サブバンド毎に直交化ウェイトを算出する手順の一例を説明するための図である。 移動局の組み合わせ候補の例を示す図である。 サブバンド毎にウェイト候補を算出する手順の具体例を説明するための図である。 サブバンド毎にウェイト候補を算出する手順の具体例（変形例１）を説明するための図である。 サブバンド毎にウェイト候補を算出する手順の具体例（変形例２）を説明するための図である。 サブバンド毎に移動局の組み合わせ候補を限定する手順を説明するための図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、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無線通信システムはＬＴＥ又は５Ｇ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又は５Ｇ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。
　＜システム構成＞
　図３は、実施の形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。実施の形態に係る無線通信システムは、ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯをサポートする基地局１と、移動局ＵＥ１～ＮＵまでの「ＮＵ」台の移動局ＵＥとを含む。以下の説明において、移動局ＵＥ１～ＮＵを区別しない場合、単に「移動局ＵＥ」と記載する。また、「ＮＵ」台の移動局ＵＥのうち特定の移動局ＵＥを示す場合、「移動局ＵＥ（ｉ）」、「移動局ＵＥ（ｊ）」などと記載する。なお、ｉ、ｊ＝１～ＮＵである。
　基地局１は、多数のアンテナ素子を有しており、ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯセル（ＭＭセル）を形成している。なお、ＭＭセルとは、基地局１から送信される多数のビームにより形成されるセルを意図している。ＭＭセルでは、例えば４ＧＨｚ以上で帯域幅が１００ＭＨｚ以上のバンド等を用いることで、マクロセルよりも高速な通信を実現することができる。
　移動局ＵＥは複数のアンテナ素子を備えており、基地局１とＭＩＭＯによる通信を行う機能を有する。
　＜動作概要＞
　本実施の形態では、基地局１は、ＭＭセル内に存在する「ＮＵ」台の移動局ＵＥの中から、適切な移動局ＵＥの組み合わせを選択してＭＵ－ＭＩＭＯ通信を行う。
　図４は、実施の形態に係る無線通信システムが行う動作の概要を示すシーケンス図である。まず、基地局１は、基地局１と移動局ＵＥ１～ＮＵとの間の各アンテナ間の下りリンクのチャネル行列（Ｈ１～ＨＮＵ）を取得する（Ｓ１１）。続いて、基地局１は、取得したチャネル行列（Ｈ１～ＨＮＵ）を用いて、後述する「＜処理手順＞」により相関値又は等価チャネルを算出することで、高い通信品質が得られる移動局ＵＥの組み合わせを選択する（Ｓ１２）。続いて、基地局１は、選択された移動局ＵＥの組み合わせによりＭＵ－ＭＩＭＯ通信を開始する（Ｓ１３）。
　＜機能構成＞
　図５は、実施の形態に係る基地局の機能構成例を示す図である。図５に示すように、基地局１は、信号送信部１０１、信号受信部１０２、取得部１０３、及び選択部１０４を有する。図５は、本実施の形態における主要な機能部のみを示すものであり、本無線通信システムで用いられる通信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。ただし、後述する「＜処理手順＞」で説明する基地局１の処理の一部（例：特定の１つ又は複数の処理手順、具体例、変形例のみ等）を実行可能としてもよい。
　信号送信部１０１は、上位のレイヤの信号から、物理レイヤの各種信号を生成し、無線送信する機能を有する。また、信号送信部１０１は、選択部１０４により選択された複数の移動局ＵＥとＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う機能を有する。信号受信部１０２は、移動局ＵＥから受信した物理レイヤの信号からより上位のレイヤの信号を取得する機能を有する。
　取得部１０３は、基地局１と移動局ＵＥ１～ＮＵとの間の各アンテナ間の下りリンクのチャネル行列（Ｈ１～ＨＮＵ）を取得する機能を有する。取得部１０３は、Time Division Duplex（ＴＤＤ）の相反性を利用し、移動局ＵＥ１～ＮＵの各アンテナから送信される上りリンクの参照信号に基づいてチャネル推定を行うことでチャネル行列（Ｈ１～ＨＮＵ）を取得してもよい。また、取得部１０３は、移動局ＵＥ１～ＮＵの各々からチャネル行列（Ｈ１～ＨＮＵ）を取得する（フィードバックさせる）ようにしてもよい。
　選択部１０４は、移動局ＵＥ１～ＮＵのうち、ＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う複数の移動局ＵＥの組み合わせを選択する機能を有する。より具体的には、選択部１０４は、取得部１０３で取得されたチャネル行列（Ｈ１～ＨＮＵ）に基づいて、ＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う複数の移動局ＵＥの組み合わせを選択する。
　＜ハードウェア構成＞
　図６は、実施の形態に係る基地局のハードウェア構成例を示す図である。図６は、図５よりも実装例に近い構成を示している。図６に示すように、基地局１は、無線信号に関する処理を行うRadio Frequency（ＲＦ）モジュール２０１と、ベースバンド信号処理を行うBase Band（ＢＢ）処理モジュール２０２と、上位レイヤ等の処理を行う装置制御モジュール２０３と、他の基地局等と通信を行う通信ＩＦ２０４とを有する。
　ＲＦモジュール２０１は、ＢＢ処理モジュール２０２から受信したデジタルベースバンド信号に対して、Digital-to-Analog（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、受信した無線信号に対して、周波数変換、Analog to Digital（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２０２に渡す。ＲＦモジュール２０１は、例えば、図５に示す信号送信部１０１の一部、信号受信部１０２の一部を含む。
　ＢＢ処理モジュール２０２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。Digital Signal Processor（ＤＳＰ）２１２は、ＢＢ処理モジュール２０２における信号処理を行うプロセッサである。メモリ２２２は、ＤＳＰ２１２のワークエリアとして使用される。ＢＢ処理モジュール２０２は、例えば、図５に示す信号送信部１０１の一部、信号受信部１０２の一部、取得部１０３、選択部１０４を含む。
　装置制御モジュール２０３は、ＩＰレイヤのプロトコル処理等を行う。プロセッサ２１３は、装置制御モジュール２０３が行う処理を行うプロセッサである。メモリ２２３は、プロセッサ２１３のワークエリアとして使用される。装置制御モジュール２０３は、例えば、図５に示す取得部１０３、選択部１０４を含んでいてもよい。
　＜処理手順＞
　続いて、基地局１の選択部１０４が、取得部１０３で取得されたチャネル行列（Ｈ１～ＨＮＵ）に基づいて、ＭＭセル内に存在する「ＮＵ」台の移動局ＵＥの中からＭＵ－ＭＩＭＯ通信を行う移動局ＵＥの組み合わせを選択する際の処理手順について説明する。
　（処理手順（その１））
　処理手順（その１）では、選択部１０４は、複数の移動局ＵＥ１～ＮＵの各々との間のチャネル行列（Ｈ１～ＨＮＵ）から２つの移動局（ここではｉ及びｊとする）のチャネル行列（Ｈｉ及びＨｊ）の相関値を算出し、全ての２つの移動局の組み合わせにおいて相関値が所定の閾値以下になるように複数の移動局ＵＥの組み合わせを選択する。
　まず、選択部１０４は、式（１）及び式（２）を用いてチャネル行列（Ｈｉ及びＨｊ）の相関値（Ｃｉ，ｊ）を算出する。式（１）において、「ｈｉ」はチャネル行列「Ｈｉ」の縦成分を切り出した縦ベクトルを意味している。なお、式（１）はチャネル行列（Ｈｉ）の例を示しているが、式（１）の「ｉ」を「ｊ」に置き換えることで、チャネル行列（Ｈｊ）及び縦ベクトル「ｈｊ」も同様の式で表現できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　式（２）において、選択部１０４は、相関計算用に用いるアンテナ「ｎｔ」として基地局１の全アンテナ（１～ＮＴ）の縦ベクトル「ｈｉ」及び「ｈｊ」を用いて相関値を算出するようにしてもよいし、一部のアンテナの縦ベクトル「ｈｉ」及び「ｈｊ」のみを用いて相関値を算出するようにしてもよい。一部のアンテナのみを用いる場合、選択部１０４は、基地局１の全てのアンテナ（１～ＮＴ）から等間隔にアンテナ「ｎｔ」を選択する（例えば、アンテナ１、５、９・・など）ようにしてもよいし、任意の範囲のアンテナ（例えば、アンテナ５～１２の範囲のみなど）を選択するようにしてもよい。選択部１０４は、基地局１の全アンテナの縦ベクトル「ｈｉ」及び「ｈｊ」を用いて相関を計算するよりも計算量を削減することができる。
　式（２）の正規化用係数（αｉ，ｎｔ）及び（αｊ，ｎｔ）は、縦ベクトル「ｈｉ，ｎｔ」及び「ｈｊ，ｎｔ」の自己相関を取ることで算出することができる。選択部１０４は、相関値の計算を行う度に正規化用係数（αｉ，ｎｔ）及び（αｊ，ｎｔ）を算出してもよいし、算出結果をメモリやテーブル等に保存して再利用することで、計算時間及び計算量を削減するようにしてもよい。
　続いて、選択部１０４は、ＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う複数の移動局ＵＥとして、当該複数の移動局ＵＥにおける全ての２つの移動局ＵＥの組み合わせにおいて、相関値が所定の閾値以下になるように移動局ＵＥを選択する。ここで、選択部１０４が、４つの移動局ＵＥ（１～４）からＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う２以上の移動局ＵＥを選択する場合の具体例を説明する。所定の閾値は予め０．７に設定されていると仮定する。図７に、４つの移動局ＵＥのうち２つの移動局ＵＥの組み合わせごとの相関値の例を示す。
　図７によれば、相関値が０．７以下になる移動局ＵＥの組み合わせは、移動局ＵＥ１、移動局ＵＥ３及び移動局ＵＥ４を組み合わせた場合である。より具体的には、移動局ＵＥ１及び３の組み合わせの相関値は０．５であり、移動局ＵＥ１及び移動局ＵＥ４の組み合わせの相関値は０．６であり、移動局ＵＥ３及び移動局ＵＥ４の組み合わせの相関値は０．３である。つまり、移動局ＵＥ１、移動局ＵＥ３及び移動局ＵＥ４を組み合わせた場合、全ての移動局ＵＥの組み合わせにおいて、相関値は０．７以下になる。従って、選択部１０４は、ＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う複数の移動局ＵＥとして、移動局ＵＥ１、移動局ＵＥ３及び移動局ＵＥ４を選択する。
　なお、選択部１０４は、相関値が所定の閾値以下になるように移動局ＵＥを選択する際に、複数の候補が存在する場合、例えば以下に示す［選択方法その１］～［選択方法その３］のいずれかを用いて、いずれか１つの候補を選択するようにしてもよい。例えば、図７の例によれば、相関値が０．７以下になる移動局ＵＥの組み合わせには、移動局ＵＥ１、ＵＥ３及びＵＥ４を組み合わせた場合と、移動局ＵＥ３及びＵＥ４を組み合わせた場合とが存在する。
　［選択方法その１］
　選択部１０４は、複数の候補のうち移動局ＵＥの数が少ない候補（又は移動局ＵＥの数が多い候補）を選択するようにしてもよいし、移動局ＵＥの所望の品質（例えば希望するスループット）に基づいて複数の候補のうちいずれか１つの候補を選択するようにしてもよい。例えば、高いスループットを望まないような移動局ＵＥが存在する場合（例えば移動局ＵＥがMachine Type Communication（ＭＴＣ）端末である場合など）、選択部１０４は、当該移動局ＵＥが含まれていない候補を選択するようにしてもよい。
　［選択方法その２］
　選択部１０４は、選択する移動局ＵＥの数が予め設定された閾値以下になる候補を選択するようにしてもよい。例えば、選択する移動局ＵＥの数として予め「２」が設定されている場合、選択部１０４は、移動局ＵＥ３及び移動局ＵＥ４の候補を選択するようにしてもよい。
　［選択方法その３］
　また、選択部１０４は、複数の候補の各々について、移動局ＵＥごとの等価チャネル（Ｈ×Ｗ）を算出すると共に、等価チャネルを特異値分解することで求められる固有値に基づいて、通信品質が高くなると判断される候補を選択するようにしてもよい。例えば、選択部１０４は、チャネル行列（Ｈ１、Ｈ３、Ｈ４）と、移動局ＵＥ１、ＵＥ３及びＵＥ４を組み合わせた場合における直交化ウェイト（Ｗ１、Ｗ３、Ｗ４）とを乗算することで求められる等価チャネル（Ｈ１×Ｗ１、Ｈ３×Ｗ３、Ｈ４×Ｗ４）の各々の固有値と、チャネル行列（Ｈ３、Ｈ４）と、移動局ＵＥ３及びＵＥ４を組み合わせた場合における直交化ウェイト（Ｗ３、Ｗ４）とを乗算することで求められる等価チャネル（Ｈ３×Ｗ３、Ｈ４×Ｗ４）の各々の固有値とを比較することで、通信品質が高くなると判断される候補を選択するようにしてもよい。固有値から通信品質が高くなると判断される候補を選択する方法についてはどのような方法が用いられてもよいが、選択部１０４は、例えば、システム帯域全体のサブキャリア毎の等価チャネル（Ｈ１×Ｗ１、Ｈ３×Ｗ３、Ｈ４×Ｗ４）の各々の固有値の合計と、システム帯域全体のサブキャリア毎等価チャネル（Ｈ３×Ｗ３、Ｈ４×Ｗ４）の各々の固有値の合計値とを比較し、合計値が大きい候補を選択するようにしてもよい。
　なお、選択部１０４は、直交化ウェイトを算出する際に、後述する処理手順（その２）又は処理手順（その３）に示す手順を用いることで、計算量を削減するようにしてもよい。
　以上、処理手順（その１）について説明した。処理手順（その１）によれば、ＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う移動局ＵＥの組み合わせとして、チャネル相関が低い移動局ＵＥの組み合わせが選択されるため、高い通信品質を確保することができる。
　（処理手順（その２））
　前述の通り、移動局ＵＥの間で無線信号を直交させつつ高い通信品質が得られる移動局の組み合わせを選択する場合、基地局１は、基地局１自身と各移動局ＵＥとの間のチャネル行列（Ｈ）を用いて、基地局１の各送信アンテナに乗算する直交化ウェイト（Ｗ）を算出すると共に、チャネル行列（Ｈ）に直交化ウェイト（Ｗ）を乗算した等価チャネル（Ｈ×Ｗ）に基づいて所定の計算を行うことで高い通信品質が得られる移動局ＵＥの組み合わせを選択することができる。この場合、周波数が異なることによるチャネル行列（Ｈ）の変動を考慮するために、直交化ウェイト（Ｗ）及び等価チャネル（Ｈ×Ｗ）の計算をバンド帯域全体で行うのが望ましい。
　一方、ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯは、従来のＬＴＥとは異なり、基地局１と移動局ＵＥの間が見通しになるような環境での利用が想定されている。また、ビームフォーミングを適用すると、電波の放射方向が狭まるため、見通し外であったとしても、従来のＬＴＥと比較して、受信電力の大きい反射波は少なくなることが想定される。これらのような環境では、一般的に周波数選択性フェージングが比較的緩やかであるため、バンド帯域全体においてチャネルの変動は少ないと考えられる。
　そこで、処理手順（その２）では、選択部１０４は、システム帯域全体を複数のサブバンドに分割し、複数のサブバンドのうちいずれかのサブバンド内におけるチャネル行列を用いて直交化ウェイト（Ｗ）を算出することで計算量を削減するようにする。言い換えると、選択部１０４は、直交化ウェイト（Ｗ）の計算をバンド帯域全体で行うのではなく、特定のサブバンドのみで行うようにする。
　［処理手順（その２－１）］
　処理手順（その２－１）では、選択部１０４は、複数の移動局ＵＥ１～ＮＵのうちＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う複数の移動局の組み合わせの候補ごとに、いずれかのサブバンド内におけるチャネル行列を用いて直交化ウェイトを算出する。
　より具体的には、図８に示すように、選択部１０４は、システム帯域を、特定の移動局ＵＥ（ｉ）が含まれる組み合わせ候補の数（Ｋ）のサブバンドに分割し、特定の移動局ＵＥ（ｉ）が含まれる組み合わせ候補毎にいずれかのサブバンド内のチャネル行列を用いて直交化ウェイト（Ｗ）を算出する。また、選択部１０４は、ある時間で全ての移動局ＵＥの直交化ウェイト（Ｗ）を計算するのではなく、移動局ＵＥ（ｉ）毎にそれぞれ異なる時間で直交化ウェイト（Ｗ）を計算するようにする。
　以下、図９及び図１０を用いて具体例を説明する。例えば、ＮＵ＝４である場合、４つの移動局ＵＥの全ての組み合わせ候補は、図９に示すようにＫ＝１１通り存在する。また、これらの１１通りの組み合わせ候補のうち、移動局ＵＥ１が含まれる組み合わせ候補は、（ＵＥ１、ＵＥ２）、（ＵＥ１、ＵＥ３）、（ＵＥ１、ＵＥ４）、（ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３）、（ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ４）、（ＵＥ１、ＵＥ３、ＵＥ４）、（ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、ＵＥ４）の７通りである。移動局ＵＥ２～移動局ＵＥ４が含まれる組み合わせ候補についても同様に７通りである。従って、選択部１０４は、システム帯域を７個（Ｋ＝７）のサブバンドに分割する。
　続いて、選択部１０４は、時刻ｔ０で、移動局ＵＥ１が含まれる組み合わせ候補である（ＵＥ１、ＵＥ２）、（ＵＥ１、ＵＥ３）、（ＵＥ１、ＵＥ４）、（ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３）、（ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ４）、（ＵＥ１、ＵＥ３、ＵＥ４）、及び（ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、ＵＥ４）について、それぞれ、サブバンド０、１、２、３、４、５及び６内のチャネル行列を用いて、組み合わせ候補毎に直交化ウェイト（Ｗ１）を計算する。より具体的には、移動局ＵＥ１と移動局ＵＥ２とを組み合わせた場合の移動局ＵＥ１の直交化ウェイト（Ｗ１）を、サブバンド０内のチャネル行列（Ｈ１、Ｈ２）を用いて算出し、移動局ＵＥ１と移動局ＵＥ３とを組み合わせた場合の移動局ＵＥ１の直交化ウェイト（Ｗ１）を、サブバンド１内のチャネル行列（Ｈ１、Ｈ３）を用いて算出し、移動局ＵＥ１と移動局ＵＥ４とを組み合わせた場合の移動局ＵＥ１の直交化ウェイト（Ｗ１）を、サブバンド２内のチャネル行列（Ｈ１、Ｈ４）を用いて算出するという処理を全ての組み合わせ候補について行うことで、組み合わせ候補毎に移動局ＵＥ１の直交化ウェイト（Ｗ１）を算出する。
　続いて、選択部１０４は、時刻ｔ１で、移動局ＵＥ２が含まれる組み合わせ候補である（ＵＥ１、ＵＥ２）、（ＵＥ２、ＵＥ３）、（ＵＥ２、ＵＥ４）、（ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３）、（ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ４）、（ＵＥ２、ＵＥ３、ＵＥ４）、及び（ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、ＵＥ４）について、それぞれ、サブバンド０、１、２、３、４、５及び６のチャネル行列を用いて移動局ＵＥの組み合わせ候補毎に移動局ＵＥ２の直交化ウェイト（Ｗ２）を計算する。同様に、時刻ｔ２で移動局ＵＥ３の直交化ウェイト（Ｗ３）を計算し、時刻ｔ３で移動局ＵＥ４の直交化ウェイト（Ｗ４）を計算する。
　以上の手順で直交化ウェイトの計算が完了した後、選択部１０４は、例えば、組み合わせ候補毎に移動局ＵＥ毎の等価チャネル（Ｈ×Ｗ）を算出し、組み合わせ候補毎の全ての等価チャネルに基づいて、通信品質が高くなると判断される移動局ＵＥの組み合わせ（ＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う移動局ＵＥの組み合わせ）を選択する。通信品質が高くなると判断される候補を選択する方法についてはどのような方法が用いられてもよいが、選択部１０４は、例えば、サブバンド内のサブキャリア毎の等価チャネルの各々の固有値の合計値を組み合わせ候補毎に比較し、合計値が大きい組み合わせ候補を移動局ＵＥの組み合わせとして選択するようにしてもよい。
　以上、図９及び図１０を用いて具体例を説明した。なお、選択部１０４は、ある時刻において特定の移動局ＵＥ（ｉ）における直交化ウェイト（Ｗｉ）を全て計算するのではなく、複数の時刻に跨って計算するようにしてもよい。例えば図１１に示すように、選択部１０４は、移動局ＵＥ１の直交化ウェイト（Ｗ１）を時刻ｔ０及びｔ１で計算し、移動局ＵＥ２の直交化ウェイト（Ｗ２）を時刻ｔ２及びｔ３で計算し、移動局ＵＥ３の直交化ウェイト（Ｗ３）を時刻ｔ４及びｔ５で計算し、移動局ＵＥ４の直交化ウェイト（Ｗ４）を時刻ｔ６及びｔ７で計算するようにしてもよい。この場合、サブバンドの分割数を直交化ウェイトの計算に用いる複数の時間で除算した数（図１１の例ではＫ／２）にしてもよい。これにより、直交化ウェイト（Ｗ）の計算に用いられるチャネル行列のサブバンドの範囲が広くなるため通信品質の判断をより適切に行うことが可能になる。
　また、選択部１０４は、ある時刻において複数の移動局ＵＥの直交化ウェイトを計算するようにしてもよい。例えば図１１に示すように、選択部１０４は、移動局ＵＥ１及びＵＥ２の直交化ウェイト（Ｗ１、Ｗ２）を時刻ｔ０で計算し、移動局ＵＥ３及びＵＥ４の直交化ウェイト（Ｗ３、Ｗ４）を時刻ｔ１で計算するようにしてもよい。これにより、より短い時間で直交化ウェイト（Ｗ）を計算することができる。
　［処理手順（その２－２）］
　処理手順（その２－２）では、選択部１０４は、サブバンド毎に移動局ＵＥの組み合わせ候補を予め限定し、限定された移動局ＵＥの組み合わせ候補に対して直交化ウェイトを算出するようにする。より具体的には、選択部１０４は、複数の移動局ＵＥ１～ＮＵの各々を任意のサブバンドに割当て、サブバンドごとに割当てられた複数の移動局ＵＥにおける全ての組み合わせ候補に対して、割当てられたサブバンド内のチャネル行列を用いて直交化ウェイトを算出する。
　図１３を用いて、処理手順（その２－２）の具体例を説明する。なお、図１３では、ＮＵ＝８であると仮定する。まず、選択部１０４は、システム帯域を任意の数のサブバンドに分割（図１３の例では３つ）すると共に、移動局ＵＥ１～ＵＥ８の各々を任意のサブバンドに割当てる。図１３の例では、選択部１０４は、移動局ＵＥ１～ＵＥ３をサブバンド０に割当て、移動局ＵＥ４～６をサブバンド１に割当て、移動局ＵＥ７及びＵＥ８をサブバンド２に割当てる。
　次に、選択部１０４は、サブバンド０内で、移動局ＵＥ１～３の組み合わせ候補毎に直交化ウェイト（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の計算を行う。より具体的には、選択部１０４は、サブバンド０内のチャネル行列（Ｈ１、Ｈ２）を用いて移動局ＵＥ１及びＵＥ２を組み合わせた場合の直交化ウェイト（Ｗ１、Ｗ２）を計算し、サブバンド０内のチャネル行列（Ｈ１、Ｈ３）を用いて移動局ＵＥ１及びＵＥ３を組み合わせた場合の直交化ウェイト（Ｗ１、Ｗ３）を計算し、サブバンド０内のチャネル行列（Ｈ２、Ｈ３）を用いて移動局ＵＥ２及びＵＥ３を組み合わせた場合の直交化ウェイト（Ｗ２、Ｗ３）を計算し、サブバンド０内のチャネル行列（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３）を用いて移動局ＵＥ１、ＵＥ２及びＵＥ３を組み合わせた場合の直交化ウェイト（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）を計算する。同様に、選択部１０４は、サブバンド１内で、移動局ＵＥ４～ＵＥ６の組み合わせ候補毎に直交化ウェイト（Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６）の計算を行い、サブバンド２内で、移動局ＵＥ７及びＵＥ８の組み合わせ候補毎に直交化ウェイト（Ｗ７、Ｗ８）の計算を行う。
　直交化ウェイトの計算が完了した後、処理手順（その２－２）では、選択部１０４は、各サブバンドに割当てた移動局ＵＥ内の組み合わせ候補の中から、通信品質が高くなると判断される移動局ＵＥの組み合わせ（ＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う移動局ＵＥの組み合わせ）を選択するようにしてもよい。つまり、図１３の例では、選択部１０４は、図１３に示す全ての移動局ＵＥの組み合わせ候補のうち、いずれか１つの移動局ＵＥの組み合わせを選択するようにしてもよい。
　また、選択部１０４は、サブバンドごとに、通信品質が高いと判断される移動局ＵＥの組み合わせ候補を１つずつ選択し、選択した移動局ＵＥの組み合わせ候補に含まれる全ての移動局ＵＥを、ＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う移動局ＵＥの組み合わせとするようにしてもよい。例えば、図１３の場合、選択部１３は、サブバンド０から移動局ＵＥ１及びＵＥ２の組み合わせを選択し、サブバンド１から移動局ＵＥ４及びＵＥ６の組み合わせを選択し、サブバンド２から移動局ＵＥ７及びＵＥ８の組み合わせを選択し、移動局ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ４、ＵＥ６、ＵＥ７及びＵＥ８を、ＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う移動局ＵＥの組み合わせとするようにしてもよい。
　以上、処理手順（その２）について説明した。なお、処理手順（その２－１）におけるサブバンドの分割、及び処理手順（その２－２）における各サブバンドへの移動局ＵＥの割当ては、あくまでＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う移動局ＵＥの組み合わせを選択するために行われる。従って、実際にＭＵ－ＭＩＭＯの通信を行う場合、基地局１は、選択された移動局ＵＥの組み合わせに対して、再度システム帯域全体で直交化ウェイト（Ｗ）の計算をし直すようにしてもよい。
　（処理手順（その３））
　処理手順（その２）で説明したように、移動局ＵＥの間で無線信号を直交させつつ高い通信品質が得られる移動局の組み合わせを選択する場合、基地局１は、基地局１自身と各移動局ＵＥとの間のチャネル行列（Ｈ）を用いて、基地局１の各送信アンテナに乗算する直交化ウェイト（Ｗ）を算出すると共に、チャネル行列（Ｈ）に直交化ウェイト（Ｗ）を乗算した等価チャネル（Ｈ×Ｗ）に基づいて所定の計算を行うことで高い通信品質が得られる移動局ＵＥの組み合わせを選択することができる。しかしながら、ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯ基地局は多数のアンテナ素子を有していることから、チャネル行列（Ｈ）のサイズが大きく、直交化ウェイト（Ｗ）及び等価チャネル（Ｈ×Ｗ）の算出に必要な計算量が増加してしまうことになる。
　しかしながら、ＭａｓｓｉｖｅＭＩＭＯではアンテナ素子間の距離が比較的近いことから、アンテナ間でのチャネルの変動は比較的小さいと想定される。そこで、処理手順（その３）では、選択部１０４は、チャネル行列（Ｈ）の一部を切り出したサブマトリックス（サブ行列）を用いて直交化ウェイト（Ｗ）を算出することで計算量を削減するようにする。
　なお、式（３）に示すサブマトリックスの位置及びサイズは一例であり、任意に変更可能である。なお、式（３）は移動局ＵＥ（ｊ）のサブマトリックスの例のみを示しているが、直交化ウェイト（Ｗ）を算出する際、選択部１０４は、算出に用いる各移動局ＵＥの全てのサブマトリックスの位置及びサイズを同一にして算出を行う。例えば、移動局ＵＥ１と移動局ＵＥ２との組み合わせにおける直交化ウェイト（Ｗ１、Ｗ２）を算出する場合、選択部１０４は、移動局ＵＥ１のサブマトリックスの位置及びサイズと、移動局ＵＥ２のサブマトリックスの位置及びサイズとを同一にして算出を行う。
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 　以上、処理手順（その３）について説明した。なお、サブマトリックスを用いた直交化ウェイト（Ｗ）の計算は、あくまでＭＵ－ＭＩＭＯによる通信を行う移動局ＵＥの組み合わせを選択するために行われる。従って、実際にＭＵ－ＭＩＭＯの通信を行う場合、基地局１は、選択された移動局ＵＥの組み合わせに対して、元のチャネル行列（Ｈ）を用いて直交化ウェイト（Ｗ）の計算をし直すようにしてもよい。
　なお、処理手順（その３）は、処理手順（その１）又は処理手順（その２）にも適用可能である。つまり、選択部１０４は、処理手順（その１）で直交化ウェイトを算出する場合（特に処理手順（その１）における［選択方法その３］を行う場合）に、サブマトリックスを用いて直交化ウェイトを算出するようにしてもよい。また、選択部１０４は、処理手順（その２）で直交化ウェイトを算出する場合、サブマトリックスを用いて直交化ウェイトを算出するようにしてもよい。
　＜まとめ＞
　以上、実施の形態によれば、基地局と複数の移動局とを備える無線通信システムにおいて前記複数の移動局と通信を行う基地局であって、前記複数の移動局の各々との間のチャネル行列を取得する取得部と、前記複数の移動局のうち、マルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う２以上の移動局についての組み合わせを選択する選択部と、選択された前記組み合わせにおける前記２以上の移動局とマルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う通信部と、を有し、前記選択部は、前記２以上の移動局のうち２つの移動局の組み合わせ全てについて、それぞれ、該２つの移動局のチャネル行列の相関値を算出し、２つの移動局の組み合わせ全てについて相関値が所定の閾値以下になるように前記２以上の移動局についての組み合わせを選択する、基地局が提供される。この基地局１により、ＭＵ－ＭＩＭＯを用いる無線通信システムにおいて、ＭＵ－ＭＩＭＯを行う移動局の組み合わせの選択を迅速に行うことが可能な技術が提供される。
　なお、前記選択部は、前記２以上の移動局のうち２つの移動局のチャネル行列から相関値を算出する際、チャネル行列から生成される縦ベクトルのうち、当該基地局の一部のアンテナにおける縦ベクトルを用いて相関値を算出するようにしてもよい。これにより、相関値を計算する際の計算量を削減することができ、移動局ＵＥの組み合わせの選択を迅速に行うことができる。
　以上、実施の形態によれば、基地局と複数の移動局とを備える無線通信システムにおいて前記複数の移動局と通信を行う基地局であって、前記複数の移動局の各々との間のチャネル行列を取得する取得部と、前記複数の移動局のうち、マルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う２以上の移動局についての組み合わせを選択する選択部と、選択された前記組み合わせにおける前記２以上の移動局とマルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う通信部と、を有し、前記選択部は、システム帯域全体を複数のサブバンドに分割し、該複数のサブバンドのうちいずれかのサブバンド内におけるチャネル行列を用いて直交化ウェイト及び等価チャネルを算出することで、前記２以上の移動局についての組み合わせを選択する、基地局が提供される。この基地局１により、ＭＵ－ＭＩＭＯを用いる無線通信システムにおいて、ＭＵ－ＭＩＭＯを行う移動局の組み合わせの選択を迅速に行うことが可能な技術が提供される。
　また、前記選択部は、前記複数の移動局のうち、マルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う前記２以上の移動局についての組み合わせの候補ごとに、いずれかのサブバンド内におけるチャネル行列を用いて直交化ウェイト及び等価チャネルを算出するようにしてもよい。これにより、直交化ウェイト及び等価チャネルを算出する際の計算量を削減することができる。
　また、前記選択部は、前記複数の移動局を前記複数のサブバンドの数に対応する複数のグループにグループ分けし、前記複数のグループのうちの各グループを前記複数のサブバンドのうちのいずれかのサブバンドに対応付け、前記複数のサブバンドのうちの各サブバンドに対応付けられた前記グループに含まれる複数の移動局の中における移動局の組み合わせ候補に対して、割当てられたサブバンド内のチャネル行列を用いて直交化ウェイト及び等価チャネルを算出することで、前記２以上の移動局についての組み合わせを選択するようにしてもよい。これにより、直交化ウェイト及び等価チャネルを算出する際の計算量を削減することができる。
　また、実施の形態によれば、基地局と複数の移動局とを備える無線通信システムにおいて前記複数の移動局と通信を行う基地局であって、前記複数の移動局の各々との間のチャネル行列を取得する取得部と、前記複数の移動局のうち、マルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う２以上の移動局についての組み合わせを選択する選択部と、選択された前記組み合わせにおける前記２以上の移動局とマルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う通信部と、を有し、前記選択部は、前記チャネル行列の一部を切り出したサブ行列を用いて直交化ウェイト及び等価チャネルを算出することで、マルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う前記２以上の移動局についての前記組み合わせを選択する、基地局が提供される。この基地局１により、ＭＵ－ＭＩＭＯを用いる無線通信システムにおいて、ＭＵ－ＭＩＭＯを行う移動局の組み合わせの選択を迅速に行うことが可能な技術が提供される。
　＜実施形態の補足＞
　以上説明した実施の形態における「処理手順（その１）」～「処理手順（その３）」は、任意に組み合わせることができる。
　以上、本発明の実施の形態で説明する各装置（基地局１及び移動局ＵＥ）の構成は、ＣＰＵとメモリを備える当該装置において、プログラムがＣＰＵ（プロセッサ）により実行されることで実現される構成であってもよいし、本実施の形態で説明する処理のロジックを備えたハードウェア回路等のハードウェアで実現される構成であってもよいし、プログラムとハードウェアが混在していてもよい。
　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、Downlink　Control　Information（ＤＣＩ）、Uplink　Control　Information（ＵＣＩ））、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（Master　Information　Block（ＭＩＢ）、System　Information　Block（ＳＩＢ）））、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、Long　Term　Evolution（ＬＴＥ）、LTE-Advanced（ＬＴＥ－Ａ）、ＳＵＰＥＲ　３Ｇ、ＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、Future　Radio　Access（ＦＲＡ）、Ｗ－ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、Ultra　Mobile　Broadband（ＵＭＢ）、ＩＥＥＥ　８０２．１１（Ｗｉ－Ｆｉ）、ＩＥＥＥ　８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ　８０２．２０、Ultra-WideBand（ＵＷＢ）、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。
　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。実施の形態で述べたシーケンス及びフローチャートは、矛盾の無い限り順序を入れ替えてもよい。処理説明の便宜上、基地局１及び移動局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基地局１が有するプロセッサにより動作するソフトウェア及び本発明の実施の形態に従って移動局ＵＥ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。
　本国際特許出願は２０１６年３月１１日に出願した日本国特許出願第２０１６－０４８７５５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２０１６－０４８７５５号の全内容を本願に援用する。
１　基地局
ＵＥ　移動局
１０１　信号送信部
１０２　信号受信部
１０３　取得部
１０４　選択部
２０１　ＲＦモジュール
２０２　ＢＢ処理モジュール
２０３　装置制御モジュール
２０４　通信ＩＦ

Claims (6)

  1. 　基地局と複数の移動局とを備える無線通信システムにおいて前記複数の移動局と通信を行う基地局であって、
    　前記複数の移動局の各々との間のチャネル行列を取得する取得部と、
    　前記複数の移動局のうち、マルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う２以上の移動局についての組み合わせを選択する選択部と、
    　選択された前記組み合わせにおける前記２以上の移動局とマルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う通信部と、
    　を有し、
    　前記選択部は、前記２以上の移動局のうち２つの移動局の組み合わせ全てについて、それぞれ、該２つの移動局のチャネル行列の相関値を算出し、２つの移動局の組み合わせ全てについて相関値が所定の閾値以下になるように前記２以上の移動局についての組み合わせを選択する、基地局。
  2. 　前記選択部は、前記２以上の移動局のうち２つの移動局のチャネル行列から相関値を算出する際、チャネル行列から生成される縦ベクトルのうち、当該基地局の一部のアンテナにおける縦ベクトルを用いて相関値を算出する、請求項１に記載の基地局。
  3. 　基地局と複数の移動局とを備える無線通信システムにおいて前記複数の移動局と通信を行う基地局であって、
    　前記複数の移動局の各々との間のチャネル行列を取得する取得部と、
    　前記複数の移動局のうち、マルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う２以上の移動局についての組み合わせを選択する選択部と、
    　選択された前記組み合わせにおける前記２以上の移動局とマルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う通信部と、
    　を有し、
    　前記選択部は、システム帯域全体を複数のサブバンドに分割し、該複数のサブバンドのうちいずれかのサブバンド内におけるチャネル行列を用いて直交化ウェイト及び等価チャネルを算出することで、前記２以上の移動局についての組み合わせを選択する、基地局。
  4. 　前記選択部は、前記複数の移動局のうち、マルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う前記２以上の移動局についての組み合わせの候補ごとに、いずれかのサブバンド内におけるチャネル行列を用いて直交化ウェイト及び等価チャネルを算出する、請求項３に記載の基地局。
  5. 　前記選択部は、前記複数の移動局を前記複数のサブバンドの数に対応する複数のグループにグループ分けし、前記複数のグループのうちの各グループを前記複数のサブバンドのうちのいずれかのサブバンドに対応付け、前記複数のサブバンドのうちの各サブバンドに対応付けられた前記グループに含まれる複数の移動局の中における移動局の組み合わせ候補に対して、割当てられたサブバンド内のチャネル行列を用いて直交化ウェイト及び等価チャネルを算出することで、前記２以上の移動局についての組み合わせを選択する、請求項３に記載の基地局。
  6. 　基地局と複数の移動局とを備える無線通信システムにおいて前記複数の移動局と通信を行う基地局であって、
    　前記複数の移動局の各々との間のチャネル行列を取得する取得部と、
    　前記複数の移動局のうち、マルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う２以上の移動局についての組み合わせを選択する選択部と、
    　選択された前記組み合わせにおける前記２以上の移動局とマルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う通信部と、
    　を有し、
    　前記選択部は、前記チャネル行列の一部を切り出したサブ行列を用いて直交化ウェイト及び等価チャネルを算出することで、マルチユーザＭＩＭＯによる通信を行う前記２以上の移動局についての前記組み合わせを選択する、基地局。
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