WO2019093398A1 - 無線装置及び無線通信方法とプログラム - Google Patents

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WO2019093398A1
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weight
signal
unit
metric
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一志 村岡
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日本電気株式会社
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    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver

Definitions

  • the present invention is based on the claim of priority of Japanese Patent Application No. 2017-216825 (filed on November 9, 2017), and the entire contents of the same application are incorporated and described herein by reference. It shall be.
  • the present invention relates to a wireless device, a wireless communication method, and a program.
  • wireless devices such as base stations for cellular phones and wireless LAN (Local Area Network) access points are often provided with a plurality of antennas in order to realize high-speed communication.
  • beamforming which controls the directivity of the multiple antennas as a whole by adjusting the amplitude and phase of the transmit signal or receive signal of each antenna.
  • Beam forming includes analog beam forming and digital beam forming.
  • Analog beamforming adjusts the amplitude and phase of a radio frequency band signal using an amplifier and a phase shifter.
  • Digital beamforming adjusts the amplitude and phase of a baseband signal by multiplication of weights (i.e., weighting factors).
  • a wireless device such as a base station can realize, for example, multi-user multiple input multiple output (MIMO) transmission in which signals of a plurality of terminals (wireless terminals) are spatially multiplexed by using digital beam forming.
  • MIMO multi-user multiple input multiple output
  • Patent Document 1 discloses a method of generating reception weights used in a base station when uplink multi-user MIMO is used.
  • the base station separates signals of individual terminals from signals of a plurality of spatially multiplexed terminals by using, for example, reception weights generated by the minimum mean square error (MMSE) standard.
  • Signal detection is performed.
  • the received signal received by each antenna of the base station is used for signal detection.
  • the received signal includes thermal noise generated by a low noise amplifier connected to each antenna.
  • Non-Patent Document 1 is directed to super multi-element MIMO (Massive MIMO) transmission in which a base station is equipped with super multi-element antennas, and a method for estimating an uplink channel using a reference signal transmitted in uplink.
  • the base station forms a plurality of beams corresponding to the fixed weights by applying a plurality of fixed weights prepared in advance to the reception signal of each antenna.
  • the base station uses the plurality of beams to receive a reference signal from the terminal, and selects a beam with good reception quality therefrom. That is, the base station excludes a beam having a high ratio of thermal noise components and a low signal to noise ratio as compared to the reference signal components. As a result, the base station obtains a channel response with good estimation accuracy as compared to the case where the fixed beam is not used.
  • Non-Patent Document 1 when transmitting a reference signal from a terminal to a base station in uplink multi-element MIMO transmission, a fixed beam matched with the arrival direction of the reference signal of each terminal is used. Reception can improve the reception level.
  • a wireless device such as a base station must simultaneously receive wireless signals of a plurality of wireless terminals with different directions of arrival. Is required.
  • a wireless device such as a base station, if it is received by all fixed beams prepared in advance, it is possible to receive a wireless signal from any direction of arrival.
  • thermal noise contained in all fixed beams affects signal detection. Therefore, improvement in reception quality can not be expected.
  • the fixed beam corresponds to a fixed beam whose reception level is low for another wireless terminal.
  • such fixed beams are selected to perform signal detection of data signals.
  • the thermal noise component can not be reduced, and there is a concern that the final reception quality may be reduced.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and for example, a wireless device and a wireless device that improve the reception quality of transmission from a plurality of wireless terminals to a wireless device, such as uplink multiuser MIMO transmission. It aims at providing a communication method and program.
  • a signal having a first weight corresponding to each of a plurality of beams, wherein a received signal corresponding to a reference signal transmitted from a plurality of wireless terminals is multiplied by the first weight.
  • a channel estimation unit configured to estimate a channel response for each of the plurality of beams using the signal multiplied by the first weight, and a plurality of wireless terminals
  • a metric calculation unit that calculates a predetermined metric and radio signals transmitted from the plurality of wireless terminals are used for each combination of beams to be used using the channel response estimated for each wireless terminal.
  • a beam selector configured to select a beam to be used when performing signal detection on a spatially multiplexed received signal, based on the predetermined metric;
  • a second weight generation unit that determines a second weight to be used for signal detection using the channel response corresponding to the frame, and the received signal in which the radio signals from the plurality of wireless terminals are spatially multiplexed
  • a signal detection unit that performs signal detection by multiplying the second weight.
  • a received signal having a first weight corresponding to each of a plurality of beams and corresponding to a reference signal transmitted from a plurality of wireless terminals is multiplied by the first weight , Estimating a channel response for each of the plurality of beams for each of the wireless terminals using the signal multiplied by the first weight; Using the channel response estimated for each of the plurality of wireless terminals, a predetermined metric is calculated for each combination of beams to be used, Selecting a beam to be used when performing signal detection on a reception signal in which radio signals respectively transmitted from the plurality of radio terminals are spatially multiplexed, based on the predetermined metric, Determining a second weight used for signal detection using the channel response corresponding to the selected beam;
  • a wireless communication method is provided, including performing signal detection by multiplying the second weight with the reception signal in which the wireless signals from the plurality of wireless terminals are spatially multiplexed.
  • a received signal corresponding to a reference signal transmitted from a plurality of wireless terminals, having a first weight corresponding to each of a plurality of beams is multiplied by the first weight.
  • a program that causes a computer to execute is provided.
  • a non-temporary computer readable medium (RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) recording the program according to the third aspect. Etc.) and recording media such as HDD (Hard Disk Drive), CD (Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc), and the like.
  • a wireless device a wireless communication method, and a program that can contribute to improvement in the reception quality of transmission from a plurality of wireless terminals to a wireless device, such as uplink multiuser MIMO transmission. Ru.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a wireless communication system according to an exemplary first embodiment. It is a figure which shows an example of a structure of the radio
  • FIG. 6 illustrates an example implementation of a wireless device on a computing device.
  • connection lines between blocks in each figure include both bidirectional and unidirectional directions.
  • the unidirectional arrows schematically indicate the flow of main signals (data), and do not exclude bidirectionality.
  • the wireless device 10 includes a first weight multiplication unit 101, a channel estimation unit 102, a metric calculation unit 103, a beam selection unit 104, and a second weight generation unit 105. And a signal detection unit 106.
  • the first weight multiplication unit 101 has a first weight corresponding to each of the plurality of beams, and multiplies the first weight by the wireless signal corresponding to the reference signal transmitted from the wireless terminal (not shown).
  • Channel estimation section 102 estimates the channel response for each of the plurality of beams using the signal multiplied by the first weight.
  • the metric calculation unit 103 calculates a metric corresponding to the selected beam combination using the channel response of the wireless signal of the wireless terminal transmitted in space multiplexing.
  • the metric a value corresponding to the reception quality at the time of detecting a radio signal corresponding to the data signal of the wireless terminal transmitted spatially multiplexed is used.
  • the beam selection unit 104 selects a beam to be used for receiving a radio signal corresponding to the data signal of the wireless terminal based on the selected metric.
  • the second weight generation unit 105 generates a second weight to be applied to the received signal corresponding to the data signal transmitted from the wireless terminal, using the channel response corresponding to the selected beam.
  • the signal detection unit 106 performs signal detection on the received signal corresponding to the selected beam using the second weight.
  • the wireless device 10 calculates a metric for each combination of beams for wireless signals of a plurality of wireless terminals transmitted in space multiplexing.
  • the wireless device 10 sets a value corresponding to the reception quality in the metric.
  • the influence of that beam on reception quality can be determined based on the metric.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a wireless communication system according to the first exemplary embodiment.
  • the wireless communication system 1 is configured to include a wireless device 20 and terminals 30-1 to 30-K (K is a positive integer, hereinafter the same).
  • K is a positive integer, hereinafter the same.
  • the reference numbers are simply referred to as "terminals 30" without adding branch numbers.
  • the terminal 30 is a wireless terminal that performs wireless communication with the wireless device 20 (corresponding to the wireless terminal referred to in the description of FIG. 1.
  • the terminal 30 is also referred to as a wireless terminal 30).
  • At least one or more terminals K may be present in the terminals 30-1 to 30-K. Also, instead of the terminal 30, a relay apparatus having a relay function may be included in the wireless communication system.
  • the wireless device 20 is a base station or an access point, and includes a plurality of antennas 201-1 to 201-N (N is an integer of 2 or more, and so forth).
  • Each terminal 30 includes a plurality of antennas 301-1 to 301-M (M is an integer of 2 or more, for example).
  • antennas 201-1 to 201-N when there is no particular reason to distinguish the antennas 201-1 to 201-N, they are simply referred to as “antenna 201". Similarly, when there is no particular reason to distinguish the antennas 301-1 to 301-M, it is simply described as “antenna 301".
  • FIG. 2 shows a terminal 30 provided with a plurality of antennas 301, each terminal 30 does not have to have a plurality of antennas 301.
  • FIG. 2 illustrates the case where each terminal 30 includes M antennas 301, the number of antennas included in each terminal 30 may be different.
  • the wireless device 20 includes an antenna 201, a wireless transmission / reception unit 202, a first weight multiplication unit 203, a channel estimation unit 204, a metric calculation unit 205, a beam selection unit 206, and a second weight.
  • a generation unit 207 and a signal detection unit 208 are included.
  • the antenna 201 receives the radio signal transmitted by the terminal 30, and outputs the received signal to the radio transmission / reception unit 202.
  • radio signals are roughly classified into reference signals and data signals.
  • the reference signal transmitted by the terminal 30 is known in the wireless device 20 (an agreement on the transmitted and received reference signals exists between the wireless device 20 and the terminal 30).
  • the antenna 201 for example, an antenna having a planar array configuration in which antenna elements are arranged in the horizontal direction and the vertical direction can be used.
  • the wireless transmission and reception unit 202 converts a wireless signal (received signal) acquired from the antenna 201 into a baseband signal, and outputs the baseband signal to the first weight multiplication unit 203.
  • processing such as timing detection, removal of CP (Cyclic Prefix), and fast Fourier transform (FFT) may be performed between the wireless transmission / reception unit 202 and the first weight multiplication unit 203.
  • Processing module is included.
  • the first weight multiplication unit 203 has a first weight corresponding to each of the plurality of beams (the first weight is stored in advance in a storage device (for example, a semiconductor memory or the like, not shown) or a register or the like not shown).
  • a storage device for example, a semiconductor memory or the like, not shown
  • a register or the like not shown for example, a register or the like
  • the first weight multiplication unit 203 multiplies the first weight corresponding to each of the plurality of beams by the baseband signal acquired from the wireless transmission / reception unit 202.
  • the first weight multiplication unit 203 delivers the signal corresponding to the reference signal among the signals corresponding to each beam after multiplication of the first weight to the channel estimation unit 204, and the signal corresponding to the data signal is beamed Deliver to the selection unit 206.
  • the channel estimation unit 204 estimates the channel response for each of the plurality of beams, using a signal corresponding to the reference signal after being multiplied by the first weight.
  • channel estimation section 204 estimates the channel response corresponding to each beam based on the signal (the signal multiplied by the first weight) acquired from first weight multiplication section 203 and the reference signal.
  • channel estimation section 204 delivers the estimated value of the channel response to metric calculation section 205 and second weight generation section 207.
  • the metric calculation unit 205 calculates a metric by a predetermined calculation method for each combination of beams to be selected. The metric calculation method will be described later.
  • the metric has a value corresponding to the reception quality when detecting radio signals of a plurality of wireless terminals spatially multiplexed.
  • the number of wireless terminals to be spatially multiplexed is K, and designation of a wireless terminal (selection of a wireless terminal that transmits data using an uplink shared data channel) is performed by a MAC (Media Access Control) scheduler (not shown). Shall be performed.
  • the metric calculation unit 205 outputs a metric for each combination of beams to the beam selection unit 206.
  • the beam selection unit 206 receives the metric for each combination of beams from the metric calculation unit 205 as an input.
  • the beam selection unit 206 receives, as an input, the data signal multiplied by the first weight from the first weight multiplication unit 203.
  • the beam selection unit 206 outputs, to the second weight generation unit 207, a combination of beams corresponding to the metric that has the maximum value among the metrics input from the metric calculation unit 205.
  • the beam selection unit 206 detects, for example, a data signal included in a combination of beams with the largest metric among the data signals multiplied by the first weight delivered from the first weight multiplication unit 203 as the signal detection unit 208. Pass to
  • the second weight generation unit 207 generates a second weight using a channel response corresponding to the combination of beams received from the beam selection unit 206.
  • the second weight generation unit 207 outputs the generated second weight to the signal detection unit 208.
  • the signal detection unit 208 receives the second weight output from the second weight generation unit 207.
  • the signal detection unit 208 performs signal detection by multiplying the signal received from the beam selection unit 206 by the second weight.
  • the signal detection unit 208 passes the result of signal detection to a decoder (not shown).
  • An upper layer process (not shown) is performed on the decoding result of the decoder. Note that the processing after signal detection is not directly related to the subject matter of the present application, and this processing is apparent to those skilled in the art. For this reason, illustration and description are omitted.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the wireless device 20 according to the first exemplary embodiment.
  • step S101 the antenna 201 receives the wireless signal transmitted by the terminal 30, including the data signal and the reference signal. Thereafter, the wireless signal is input to the wireless transmitting / receiving unit 202 and converted into a baseband signal.
  • step S102 the first weight multiplication unit 203 multiplies the baseband signal acquired from the wireless transmission and reception unit 202 by the first weight corresponding to each of the plurality of beams. More specifically, an N-dimensional received signal vector (a vector of baseband received signals) having N signals received by the N antennas 201 of the wireless device 20 as components. And an N-dimensional first weight vector corresponding to the b-th beam (1 ⁇ b ⁇ B) in B beams Then, the multiplication process in step S102 is expressed by the following equation (1). ... (1)
  • Equation (1) H on the shoulder represents Hermite transposition (in which each component of the matrix is replaced by a complex conjugate: transpose is also referred to as transpose conjugate).
  • the N-dimensional row vector a H b is a 1 ⁇ N matrix
  • the N-dimensional column vector y is an N ⁇ 1 matrix
  • the calculation result of equation (1) is the sum of the products of corresponding elements of each vector It is a 1 x 1 scalar value, also known as the inner product.
  • the matrix A is an N ⁇ B matrix composed of N-dimensional first weight vectors a 1 to a B for B beams.
  • the matrix A is defined by the following equation (3).
  • FIG. 11B is a schematic diagram of the above equations (1) and (2) in the first weight multiplication unit 203 of the wireless device 20.
  • the operation of equation (2) is the multiplication of a B ⁇ N matrix (N transpose of N ⁇ B matrix A) and an N-dimensional received signal vector y (N ⁇ 1 matrix), and the vector that is the multiplication result y ⁇ is a matrix of B ⁇ 1 (i.e., column vector B dimension).
  • B output of the first weight multiplication unit 203 correspond to the components y ⁇ 1 ⁇ y ⁇ B of the received signal vector y ⁇ a B dimension of the formula (2) .
  • step S103 of FIG. 4 the channel estimation unit 204 estimates the channel response corresponding to each of the B beams using the signal multiplied by the first weight and the reference signal.
  • the reference signal transmitted from the m-th antenna 301-m (FIG. 11B) of the k-th terminal 30-k of the K terminals 30 is x RS k, m
  • the k-th terminal The channel response q k, m, b of the b-th beam to the 30-k m-th antenna 301-m is estimated by the following equation (4).
  • the shoulder * represents a complex conjugate and
  • represents a norm.
  • the channel response is obtained by removing the component of the reference signal (known signal) transmitted from the received reference signal a H b y.
  • a reference signal a H b y the received reference signal (known signal) x RS k, the complex conjugate (x RS k, m) of m multiplied by *, the reference signal (known signal) x RS
  • the reference signal component is removed to obtain a channel response.
  • FIG. 11A schematically shows the m-th antenna 301-m and the b-th beam of the k-th terminal 30-k, the radio apparatus 20, and channel responses q k, m, b , and so on.
  • a channel estimation method other than equation (4) may be used.
  • the channel response estimation value may be subjected to processing such as weighted averaging in the frequency direction or in the time direction.
  • step S102 and step S103 of FIG. 4 can be interchanged. That is, after the channel response for each antenna is estimated, the estimated value may be multiplied by the first weight to obtain the channel response for each beam.
  • the metric calculation unit 205 calculates a metric by a predetermined calculation method for each combination of beams to be selected.
  • the metric is a value corresponding to the reception quality when detecting radio signals of a plurality of wireless terminals to be spatially multiplexed.
  • a B ⁇ B ′ beam selection matrix U is defined by the following equation (5).
  • n (b ′) represents the b′-th selected beam number
  • the vector u i is a B-dimensional unit vector in which only the i-th element is 1 and the other elements are 0, and is defined by the following equation (6).
  • T represents transposition
  • the B′-dimensional reception after beam selection is performed by multiplying the B ′ ⁇ B matrix U H by complex conjugate transposition of the B ⁇ B ′ beam selection matrix U with respect to Signal vector Get
  • the terminal 30 performs spatial multiplex transmission of total L transmission layers (L is a positive integer less than or equal to M) using M antennas.
  • Is an M-dimensional precoding vector for the k-th terminal and the l-th transmission layer (l 1,..., L).
  • transmission layers 1 to L and the precoding vector p k, l used in the precoder 302 at the kth terminal 30-k in FIG. 11A are schematically shown. .
  • Q k p k, l is precoded with the M-dimensional precoding vector p k, l at the k-th terminal and M
  • a beam corresponding to the first weight of the wireless device 20 via the radio transmission channel (received by the channel response after the first weight multiplication of the k-th terminal, the B ⁇ M channel matrix Q k is estimated It can be made to correspond to the received signal (B-dimensional received signal vector) that includes the wireless channel and the beam of the wireless device 20.
  • U H Q k p k, l corresponds to the B′-dimensional signal selected by calculating the transposed conjugate U H of the B ⁇ B ′ beam selection matrix U on this B-dimensional reception vector, and corresponds to the MMSE
  • the desired signal power component of the k-th terminal is obtained by multiplying the Hermite transposition wk, l H of the B'-dimensional weight vector wk, l obtained by the standard or the like.
  • the estimated SINR depends on the beam selection matrix U.
  • the first metric is the smallest SINR of all K terminals and all L transmission layers: Is used.
  • the transmission layer is a unit of signal sequences that can be spatially multiplexed and transmitted by the MIMO terminal.
  • the terminal distributes the modulated symbols to a plurality of transmission layers in layer mapping. ... (9) (1 ⁇ k ⁇ K, 1 ⁇ l ⁇ L)
  • the beam selection matrix U that maximizes this metric, it is possible to select a beam that can improve the SINR of the transmission layer with the lowest SINR among all K terminals and all L transmission layers.
  • SINR is divided by SINR because it is assumed that each SINR value is a true value. However, when each SINR is expressed in decibels (dB) (logarithmic expression), When, And the difference value between If a beam selection matrix U that maximizes this metric is used, it is possible to select a beam that can improve the SINR of the transmission layer most likely to cause block errors, taking into consideration the modulation scheme and coding rate for each transmission layer. it can.
  • the third metric is the total instantaneous transmission rate of all K terminals and all L transmission layers as a metric, using a function r () that converts SINR as an argument to an instantaneous transmission rate, and the following equation (11) Is represented by
  • the fourth metric is based on the proportional fairness (PF) standard, and is expressed by the following equation (12).
  • R k is the moving average throughput of the total of all L transmission layers of the k-th terminal.
  • r () is a function that converts SINR as an argument into an instantaneous transmission rate.
  • a value obtained by dividing the sum of instantaneous throughputs of L transmission layers of each wireless terminal by the moving average throughput is used as a metric of each wireless terminal, and the total of the metrics for all K terminals is used as a final metric.
  • the fifth metric is a metric that can be calculated with a smaller amount of calculation, and is based on the total value of the received power of all wireless terminals per beam, and is expressed by the following equation (13).
  • g k, m is a B-dimensional received power vector having a square of the channel response as an element
  • e is a B-dimensional vector in which all the elements are l, each of which is represented by the following equations (14) and (15) Defined by
  • ⁇ 2 is a coefficient proportional to the noise power contained in each receiving antenna.
  • step S105 of FIG. 4 the beam selection unit 206 selects a beam that maximizes any of the above metrics.
  • the beam selection matrix U for extracting the selected beam is sent to the second weight generation unit 207. Also, using the same beam selection matrix U, the B′-dimensional received signal vector after beam selection is sent to the signal detection unit 208 according to equation (7).
  • the second weight generation unit 207 calculates a second weight for the B′-dimensional received signal vector after beam selection by the MMSE standard or the like.
  • the second weight is a B'-dimensional weight vector obtained in the process of determining the beam selection matrix U in step S104 of FIG. Is the same as Therefore, the weight obtained in step S104 can be reused.
  • step S107 of FIG. 4 the signal detection unit 208 performs signal detection by multiplying the B′-dimensional reception signal vector after beam selection by the second weight.
  • the details of the first weight will be described.
  • the position where the terminal 30 is present with reference to the wireless device 20 is limited to a specific area. Under such restrictions, the direction in which radio waves arrive can be grasped to a certain extent.
  • the first weight is selected under the above conditions, and the details thereof will be described below.
  • the first weight for example, weights that are orthogonal to each other between any two beams are used. That is, in the plurality of beams, the first weights are orthogonal between any two beams. Specifically, for arbitrary beam numbers b1 and b2 (b1 ⁇ b2), weights which satisfy the following equation (16) are used.
  • the above equation (16) corresponds to the fact that the inner product of the first weight vectors a b1 and a b2 of the beam numbers b1 and b2 is zero.
  • the weight having the orthogonal relationship as the first weight a wide range can be covered with a small number of beams.
  • a discrete Fourier transform (DFT) matrix is used as a weight at which the beams are orthogonal to each other. That is, a DFT matrix can be used as the first weight.
  • DFT discrete Fourier transform
  • the Kronecker product of the DFT matrix for each direction is used.
  • the N-dimensional first weight vector a b of the b-th beam at that time is expressed by the following equations (17) and (18).
  • i x (b) is the beam number of the b-th beam in the horizontal direction between 0 and N x and i z (b) is the beam number in the vertical direction of the b-th beam between 0 and N z .
  • i x (b) and i z (b) should not be duplicated between the B beams.
  • the antenna 201 has a planar array configuration in which the antenna elements are arranged in the horizontal direction and the vertical direction
  • the Kronecker of the DFT (Discrete Fourier Transform) matrix in the horizontal direction and the DFT matrix in the vertical direction is used as the first weight.
  • the product can be used.
  • the values of i x (b) and i z (b) may be set according to the position of the terminal 30, for example. By doing so, the beam is directed in the direction in which the arrival of the transmission signal by the terminal 30 is expected, so that the channel estimation accuracy can be improved.
  • the received power may be measured for each beam, and the values of i x (b) and i z (b) having statistically large received power may be selected.
  • ⁇ is the wavelength
  • d x and d z are the antenna element intervals in the horizontal and vertical directions, respectively.
  • the azimuth angle and the zenith angle of the main lobe of the reference beam are both 90 degrees, but when the equation (19) is used, the main beam of the reference beam in any direction You can set the robe.
  • any weight may be used among a plurality of different DFT matrices. For example, when the number of DFT matrices in the horizontal direction and the vertical direction is F x and F z respectively, that is, a total of F x F z DFT matrices, the first weight is It is expressed in place of).
  • i x (b) is 0 or more and less than F x N x
  • i z (b) is 0 or more and less than F z N z .
  • the beam remainder when i x a (b) divided by F x becomes f x corresponds to f x th DFT matrix in the horizontal direction. The same applies to the vertical direction.
  • the N-dimensional first weight vector a b of the b-th beam which directs the main lobe to the azimuth angle ⁇ b and the zenith angle ⁇ b is expressed by Expression (17) and Expression (21).
  • the values of ⁇ b and ⁇ b may be set according to the position of the terminal 30, for example.
  • the received signal power may be measured, and the direction in which the received power is statistically selected may be selected.
  • beams may be formed independently for each polarization.
  • the N-dimensional first weight vector a b of the b-th beam is expressed by the following equation (22).
  • the N-dimensional first weight vector a b of the b-th beam is expressed by the following equation (23).
  • the wireless device 20 calculates metrics for each combination of beams with respect to K wireless terminals that are spatially multiplexed and transmitted.
  • the metric as described above, for example, Minimum value M 1 (U) of SINR after second weight multiplication, The difference value M 2 (U) between the SINR required to achieve a given modulation scheme and code rate at a predetermined block error rate and the SINR after the second weight multiplication, Sum of instantaneous rates M 3 (U), PF metric total value M 4 (U), Sum of received power of all wireless terminals per beam M 5 (U) Decide based on any of
  • first weight multiplication section 203 receives as input baseband signal output from radio transmission / reception section 202.
  • the processing of the first weight multiplication unit 203 is also possible for an analog signal, the same function may be implemented as an analog circuit.
  • FIG. 5 represents the wireless device 20 in an exemplary second embodiment. The description of the same blocks as those of the wireless device 20 of FIG. 3 will be omitted.
  • the channel estimation unit 204-1 estimates a channel response for each beam using a radio signal corresponding to a reference signal.
  • the point different from the channel estimation unit 204 in FIG. 3 is the output destination of the channel response.
  • the channel estimation unit 204-1 in FIG. 5 outputs the estimated channel response to the noise path removal unit 204-2.
  • the noise path removal unit 204-2 determines that the noise component is dominant in the beam response having a power level below a predetermined threshold among the input channel responses, and the channel response is zero (equivalent to no signal being included). ) To update the channel response.
  • the noise path removal unit 204-2 determines that the reference signal is dominant, and uses the channel response input from the channel estimation unit 204-1 as it is.
  • the channel response updated as described above is used as an input of the metric calculation unit 205 and the second weight generation unit 207.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the operation of the wireless device 20 according to the second exemplary embodiment. Hereinafter, only the operation different from that of the flowchart of FIG. 4 will be described.
  • step S103-1 in FIG. 6 the channel estimation unit 204-1 estimates the channel response for each beam, as in step S103 in FIG. However, the difference is that noise path removal is performed on the estimated channel response by the noise path removal unit 204-2 in the next step S103-2.
  • step S103-2 the noise path removal unit 204-2 determines that the noise component is dominant for the beam whose power level is lower than or equal to a predetermined threshold among the channel responses input from the channel estimation unit 204-1. And substitute zero for the channel response to update the channel response. On the other hand, if the power level is equal to or higher than the threshold, the noise path removal unit 204-2 determines that the reference signal is dominant, and adopts the input channel response.
  • the metric calculation in step S104 and the generation of the second weight in step S106 are performed using the channel response updated as described above.
  • the wireless device 20 performs the noise path removal after performing channel estimation for each beam.
  • the influence of thermal noise included in channel estimation can be reduced, the calculation accuracy of the metric can be improved, and the second weight can be determined more accurately.
  • a third exemplary embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
  • the wireless device is functionally divided into a distributed unit and a central control unit.
  • a centralized control unit is connected to a plurality of distributed units and is referred to as a Centralized-RAN (Radio Access Network).
  • FIG. 7 shows a configuration example of the wireless device 40a in the third exemplary embodiment.
  • the dispersion unit parts 50a-1 to 50a-J (J is an integer of 2 or more) are installed at different places.
  • Distributed units 50a-1 to 50a-J are connected to central control unit 60a by a network.
  • a connection method between these units may be wired or wireless, and an arbitrary interface such as CPRI (Common Public Radio Interface) or Ethernet (registered trademark) may be considered.
  • CPRI Common Public Radio Interface
  • Ethernet registered trademark
  • each distributed unit unit 50 a includes an antenna 201 and a wireless transmission / reception unit 202.
  • the centralized control unit unit 60 a includes a first weight multiplication unit 203, a channel estimation unit 204-1, a noise path removal unit 204-2, a metric calculation unit 205, a beam selection unit 206, a second weight generation unit 207, and a signal detection unit 208. including.
  • the antenna 201 and the wireless transmission / reception unit 202 included in each of the distributed unit units 50a-1 to 50a-J have the same functions as those of the second exemplary embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • a reception signal is sent from each of the wireless transmission / reception units 202 of the J distributed unit units 50a-1 to 50a-J.
  • the first weight multiplication unit 203 independently multiplies the reception signals of the dispersion unit units 50a-1 to 50a-J by the first weight.
  • the channel estimation unit 204-1 and the noise path removal unit 204-2 also perform channel response estimation and noise path removal for each of the dispersion unit units 50a.
  • the metric calculation unit 205 calculates metrics for J distributed unit units 50a-1 to 50a-J. Specifically, in place of the equations (9) to (13), the following equations (24) to (28) are used as metrics.
  • U j represents a beam selection matrix for the j-th dispersion unit unit 50a-j.
  • Formulas (24) and (25) correspond to replacing SINRs of formulas (9) and (10) with the total value of SINRs in J dispersion unit units 50a-1 to 50a-J, respectively. .
  • Equations (26) and (27) are equivalent to replacing the instantaneous transmission rates of equations (11) and (12) with the total value of the instantaneous transmission rates of J dispersion unit units 50a-1 to 50a-J. Do.
  • these metrics including the J dispersion unit units 50a-1 to 50a-J are only an example, and for example, the entire reception signal of the J dispersion unit units 50a-1 to 50a-J is one vector It may be regarded and the metric may be calculated.
  • the equation (28) corresponds to the sum of the metrics of the equation (13) in the J dispersion units 50a-1 to 50a-J. Even in the case of Expression (28), even if the beam selection matrix U j is determined for each of the dispersion unit units 50a, it is equivalent.
  • the beam selection unit 206 determines the beam selection matrix U j to be used in each of the dispersion unit units 50 a using the metric of one of Equations (24) to (28).
  • the second weight generation unit 207 generates a second weight for each of the dispersion unit units 50a using the beam selection matrix U j .
  • the second weight generation unit 207 may generate the second weight for the entire reception signal vector by regarding the reception signals of the J dispersion unit units 50a-1 to 50a-J as one vector.
  • the signal detection unit 208 performs signal detection for each of the dispersion unit units 50a using the second weight for each of the dispersion unit units 50a, and obtains the final signal detection result by combining the results.
  • the reception signals of the J dispersion unit units 50a-1 to 50a-J may be regarded as one vector, and signal detection may be performed using the second weight for the entire reception signal vector. .
  • the wireless device is functionally divided into the distributed unit and each unit of the centralized control unit, and the centralized control unit is connected to a plurality of distributed units.
  • a metric for beam selection is calculated for each combination of beams across a plurality of dispersion units. In this way, by determining the beams, it is possible to select beams that are aligned among the plurality of dispersion units, and to select beams that can further improve reception quality. That is, reception quality can be improved as compared with the case where beam selection is performed independently for each dispersion unit.
  • each dispersion unit unit 50 b includes an antenna 201, a wireless transmission / reception unit 202, and a first weight multiplication unit 203.
  • the centralized control unit 60 b includes a channel estimation unit 204-1, a noise path removal unit 204-2, a metric calculation unit 205, a beam selection unit 206, a second weight generation unit 207, and a signal detection unit 208.
  • each dispersion unit unit 50c includes an antenna 201, a wireless transmission / reception unit 202, a first weight multiplication unit 203, a channel estimation unit 204-1, a noise path removal unit 204-2, a beam selection unit Including 206.
  • the central control unit unit 60c in order for the central control unit unit 60c to perform processing across a plurality of distributed units 50c, the central control unit unit 60c includes a metric calculation unit 205, a second weight generation unit 207, and a signal.
  • the detection unit 208 needs to be arranged.
  • a metric is calculated for each combination of beams to be selected, and a beam that can improve reception quality at the time of signal detection is selected.
  • the MAC scheduler performs spatial multiplexing based on the result (metric calculation result for each beam combination). The difference is that the user (wireless terminal) to be performed is determined.
  • FIG. 10 shows a configuration example of the wireless device 70 in the fourth exemplary embodiment.
  • the wireless device 70 has a configuration in which a downlink physical layer processing unit 220 and a MAC (Media Access Control) scheduler unit 230 are added to the functional blocks of the wireless device 20 of FIG. 5. That is, in FIG. 10, the first weight multiplication unit 203, channel estimation unit 204-1, noise path removal unit 204-2, metric calculation unit 205, beam selection unit 206, and second weight generation of the uplink physical layer processing unit 210.
  • the unit 207 and the signal detection unit 208 correspond to the configurations of the units 203 to 208 in FIG. 5, respectively.
  • the wireless device 70 is illustrated as a configuration in which all the functions are accommodated in one device, as in the third exemplary embodiment, the distributed unit unit and the central control unit unit It may be divided into
  • the MAC scheduler unit 230 performs scheduling for allocating radio resources to the radio terminals.
  • a metric is calculated for each combination of a plurality of wireless terminals from among wireless terminals (for example, 30 in FIG. 2) that are under the management of the wireless device 70 and that require uplink data transmission.
  • any metric of equations (9) to (13) is used.
  • the MAC scheduler unit 230 adopts, for example, a combination of wireless terminals with the largest metric.
  • the downlink physical layer processing unit 220 transmits the scheduling information input from the MAC scheduler unit 230 to the wireless terminal (30 in FIG. 2) as control information. Although not directly related to the present invention, the downlink physical layer processing unit 220 is also responsible for transmission of downlink data signals.
  • selection of a wireless terminal to be scheduled is performed based on a metric for each combination of beams.
  • combinations of beams capable of improving transmission quality differ depending on the combination of wireless terminals (30 in FIG. 2) to be scheduled.
  • the fourth exemplary embodiment by selecting a wireless terminal to be scheduled based on a metric for each combination of beams, it is possible to improve transmission quality by using the wireless terminal (30 in FIG. 2) and the beam. Scheduling according to the combination is possible. Thus, according to the fourth exemplary embodiment, transmission quality can be improved as compared to scheduling in which beam combinations are not considered.
  • the processor unit 400 includes a processor 401, a memory 402, and a communication interface 403.
  • the processor 401 may be a communication processor such as a baseband processor or a signal processing processor such as a DSP (Digital Signal Processor).
  • the memory 402 is a semiconductor memory (for example, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), etc.), HDD (Hard Disk Drive), CD (Compact Disc), DVD (DVD) At least one of Digital Versatile Disc) and the like may be included.
  • the communication interface 403 may be configured to be communicably connected to the wireless transmission and reception unit 202 in FIG. 3 and to receive a baseband signal from the wireless transmission and reception unit 202, for example.
  • a program for realizing a part or all of each functional unit such as the noise path removal unit 204-2 in FIG. 5 and necessary data are stored, and the processor 401 reads out and executes the program.
  • a part or all of the functions of the wireless device 20 (40) or the like of each of the above embodiments may be realized.
  • Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 are incorporated herein by reference.
  • modifications and adjustments of the embodiments or examples are possible based on the basic technical concept of the invention.
  • various combinations or selections of various disclosed elements are included within the scope of the entire disclosure of the present invention. It is possible. That is, the present invention of course includes the entire disclosure including the scope of the claims, and various modifications and alterations that can be made by those skilled in the art according to the technical concept.
  • any numerical value or small range falling within the relevant range is specifically described even if it is not otherwise described.
  • a wireless device supporting multi-user MIMO (MU-MIMO), A channel estimation unit for estimating a channel response of a beam corresponding to each antenna of each wireless terminal; For each combination of beams to be used by using each channel response, a metric calculation unit that calculates a predetermined metric, and a signal detection for a reception signal in which radio signals respectively transmitted from a plurality of wireless terminals are spatially multiplexed
  • a beam selection unit which selects a beam to be used when performing the measurement based on the predetermined metric.
  • a first weight multiplying unit having a first weight corresponding to each of a plurality of beams and generating a signal obtained by multiplying the first weight by a received signal corresponding to a reference signal transmitted from a plurality of wireless terminals;
  • a channel estimation unit configured to estimate, for each of the wireless terminals, a channel response for each of the plurality of beams using the signal multiplied by the first weight; For each combination of beams to be used for each of the plurality of wireless terminals using the channel response estimated for each of the wireless terminals, a metric calculator that calculates a predetermined metric and each of the plurality of wireless terminals are transmitted.
  • a beam selection unit for selecting a beam to be used when performing signal detection on a reception signal on which a radio signal is spatially multiplexed, based on the predetermined metric;
  • a second weight generation unit that determines a second weight used for signal detection using the channel response corresponding to the selected beam;
  • a signal detection unit that performs signal detection by multiplying the second weight with the reception signal obtained by spatially multiplexing the wireless signals from the plurality of wireless terminals;
  • a wireless device comprising
  • the metric calculation unit calculates a signal-to-interference-noise power ratio for each of the wireless terminals and for each of the transmission layers of the wireless terminals, which is calculated using the channel response corresponding to the beam to be used, the predetermined metric.
  • the metric calculation unit may use, as the predetermined metric, a minimum value among the signal-to-interference-and-noise power ratios calculated for each of the wireless terminals and for each of the transmission layers of the wireless terminals.
  • the metric calculation unit is configured to calculate, as the predetermined metric, the signal-to-interference noise power ratio calculated for each of the wireless terminals and each of the transmission layers of the wireless terminals, for each of the wireless terminals, and a transmission layer of the wireless terminals. Using the minimum value among the difference values between the signal to interference noise power ratio necessary to achieve a predetermined error rate at a specified modulation scheme and coding rate,
  • the wireless device according to claim 3 characterized in that
  • the metric calculation unit is calculated using the signal-to-interference noise power ratio for each wireless terminal and each transmission layer of the wireless terminal as the predetermined metric, and for each wireless terminal and the wireless Using a value obtained by adding up an instantaneous transmission rate for each transmission layer of a terminal for all of the plurality of wireless terminals and for all transmission layers of each of the wireless terminals;
  • the metric calculation unit is configured to calculate, for each of the wireless terminals calculated using the signal-to-interference noise power ratio as the predetermined metric, an instantaneous transmission rate calculated for each transmission layer of the wireless terminals. Normalized with the average transmission rate of the wireless terminal, Furthermore, using a total value of all of the plurality of wireless terminals,
  • the metric calculation unit may determine the predetermined metric based on a value obtained by summing the reception power calculated in the channel response of the wireless terminal across all of the plurality of wireless terminals.
  • the metric calculation unit receives channel responses corresponding to a plurality of beams from the channel estimation unit, and updates the channel responses whose reception level does not reach a predetermined threshold to channel responses that do not include a signal, Further comprising a noise path removal unit for outputting to the second weight generation unit;
  • the wireless device according to any one of appendices 2 to 9, characterized in that
  • the beam selection unit selects a beam that maximizes the predetermined metric calculated by the metric calculation unit.
  • the wireless device according to any one of appendices 4 to 7, characterized in that
  • the wireless device includes a plurality of distributed units, each including at least a plurality of antennas and a wireless transmission / reception unit, and a central control unit.
  • the central control unit At least the metric calculation unit, the second weight generation unit, and the signal detection unit;
  • the first weight multiplying unit multiplies the first weight for each radio signal received by each of the distribution units,
  • the metric calculator may calculate the predetermined metric for each combination of beams across the plurality of dispersion units.
  • Each of the distribution units further comprises the first weight multiplier.
  • the centralized control unit further comprising the channel estimation unit;
  • the centralized control unit receives channel responses corresponding to a plurality of beams from the channel estimation unit, and updates the channel responses whose reception level does not meet a predetermined threshold to channel responses containing no signal, and A metric calculation unit; and a noise path removal unit for outputting the second weight generation unit;
  • the wireless device characterized in that:
  • Each of the dispersion units further includes the first weight multiplier, the channel estimator, and the beam selector.
  • Each of the dispersion units receives channel responses corresponding to a plurality of beams from the channel estimation unit, and updates the channel responses whose reception level does not meet a predetermined threshold to channel responses containing no signal, and And a noise path removing unit for outputting the metric calculation unit of the centralized control unit and the second weight generation unit.
  • the wireless device characterized in that:
  • the radio terminal further comprises a scheduler unit that performs scheduling for allocating radio resources to the radio terminal;
  • the scheduler unit determines a combination of wireless terminals to be scheduled (wireless terminals that spatially multiplex the same radio resource) based on the metrics for each combination of beams used that are calculated in the metric calculation unit.
  • the wireless device according to any one of appendices 1 to 16, characterized in that
  • a wireless communication method by a wireless apparatus supporting multi-user MIMO comprising: Estimate the channel response of the beam corresponding to each antenna of each wireless terminal; Using each channel response, a predetermined metric is calculated for each combination of beams used, A wireless communication method, wherein a beam to be used when performing signal detection is selected based on the predetermined metric with respect to a reception signal in which radio signals respectively transmitted from a plurality of wireless terminals are spatially multiplexed.
  • a first weight corresponding to each of a plurality of beams, and the received signal corresponding to a reference signal transmitted from a plurality of wireless terminals is multiplied by the first weight; Estimating a channel response for each of the plurality of beams for each of the wireless terminals using the signal multiplied by the first weight; Using the channel response estimated for each of the plurality of wireless terminals, a predetermined metric is calculated for each combination of beams to be used, Selecting a beam to be used when performing signal detection on a reception signal in which radio signals respectively transmitted from the plurality of radio terminals are spatially multiplexed, based on the predetermined metric, Determining a second weight used for signal detection using the channel response corresponding to the selected beam; Performing signal detection by multiplying the second weight with the reception signal obtained by spatially multiplexing the wireless signals from the plurality of wireless terminals; Wireless communication method including:
  • the instantaneous transmission rate calculated for each wireless terminal for each wireless terminal and for each transmission layer of the wireless terminal calculated using the signal-to-interference noise power ratio as the predetermined metric is the average transmission rate of each wireless terminal Normalized with The wireless communication method according to claim 20, further comprising using a total value of all of the plurality of wireless terminals.
  • Appendix 25 Determining the predetermined metric based on the sum of the received power calculated in the channel response of the wireless terminal across all of the plurality of wireless terminals; 24.
  • Channel estimation processing for estimating, for each of the wireless terminals, channel responses to each of the plurality of beams using the signal multiplied by the first weight;
  • Metric calculation processing for calculating a predetermined metric for each combination of beams to be used using the channel response estimated for each of the plurality of wireless terminals for each of the plurality of wireless terminals;
  • Signal detection processing for performing signal detection by multiplying the second weight with the reception signal obtained by spatially multiplexing the radio signals from the plurality of wireless terminals;
  • the signal-to-interference noise power ratio for each wireless terminal and each transmission layer of the wireless terminal is calculated using the channel response corresponding to the beam to be used for the predetermined metric.
  • the metric calculation process may use, as the predetermined metric, a minimum value among the signal-to-interference-noise power ratios calculated for each of the wireless terminals and for each of the transmission layers of the wireless terminals.
  • the metric calculation process may use, as the predetermined metric, a minimum value among the signal-to-interference-noise power ratios calculated for each of the wireless terminals and for each of the transmission layers of the wireless terminals.
  • the metric calculation process includes, as the predetermined metric, the signal to interference noise power ratio calculated for each of the wireless terminals and each of the transmission layers of the wireless terminals, for each of the wireless terminals, and a transmission layer of the wireless terminals Using the minimum value among the difference values between the signal to interference noise power ratio necessary to achieve a predetermined error rate at a specified modulation scheme and coding rate, 32.
  • a program according to appendix 32 characterized in that
  • the metric calculation process is calculated using the signal to interference noise power ratio for each wireless terminal and each transmission layer of the wireless terminal as the predetermined metric, and for each wireless terminal and the wireless Using a value obtained by adding up an instantaneous transmission rate for each transmission layer of a terminal for all of the plurality of wireless terminals and for all transmission layers of each of the wireless terminals; 32.
  • a program according to appendix 32 characterized in that
  • the metric calculation process may determine the predetermined metric based on a value obtained by summing the reception power calculated in the channel response of the wireless terminal over all of the plurality of wireless terminals.
  • the beam selection process selects a beam that maximizes the predetermined metric calculated by the metric calculation process.
  • the program according to any one of appendices 33 to 36, characterized in that
  • Multiply and The metric calculation process of the centralized control unit may calculate the predetermined metric for each combination of beams across the plurality of dispersion units.
  • the scheduler processing is a scheduler that determines a combination of wireless terminals performing scheduling (a wireless terminal that spatially multiplexes the same radio resource) based on a metric for each combination of used beams calculated in the metric calculation processing. Processing Further, causing the computer to execute The program according to any one of appendices 31 to 41, characterized in that
  • Wireless Communication System 10 20, 40a, 40b, 40c, 70 Wireless Device 30-1 to 30-K Wireless Terminal (Terminal) 50a-1 to 50a-J, 50b-1 to 50b-J, 50c-1 to 50c-J Dispersion unit units 60a, 60b, 60c Central control unit unit 101, 203 First weight multiplication unit 102, 204, 204-1 Channel estimation unit 103, 205 Metric calculation unit 104, 206 Beam selection unit 105, 207 Second weight generation unit 106, 208 Signal detection units 201-1 to 201-N, 301-1 to 301-M Antenna 202 Radio transmission / reception unit 204 -2 Noise path removing unit 210 Uplink physical layer processing unit 220 Downlink physical layer processing unit 230 MAC scheduler units 301-1 to 30-M Antenna 302 Precoder 400 Processor unit 401 Processor 402 Memory 403 Communication interface

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Abstract

本発明は、上りリンクのマルチユーザMIMO伝送の受信品質を改善する無線装置及び無線通信方法を提供する。無線装置は、複数のビームの各々に対応する第１ウェイトを有し、複数の無線端末から送信された参照信号に対応する受信信号に、前記第１ウェイトを乗算し、前記第１ウェイトが乗算された信号を用いて、前記複数のビームの各々に対するチャネル応答を無線端末毎に推定し、前記複数の無線端末のチャネル応答を用いて、使用するビームの組み合わせ毎に所定のメトリックを計算し前記複数の無線端末から送信される無線信号が空間多重された受信信号に対して信号検出を行う際に使用するビームを前記所定のメトリックに基づいて選択し、前記選択したビームに対応する前記チャネル応答を用いて信号検出に用いる第２ウェイトを決定し、前記複数の無線端末からの無線信号が空間多重された前記受信信号に対して前記第２ウェイトを乗算して信号検出を行う。

Description

無線装置及び無線通信方法とプログラム
　（関連出願についての記載）
　本発明は、日本国特許出願：特願２０１７－２１６８２５号（２０１７年１１月９日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
　本発明は、無線装置及び無線通信方法、並びにプログラムに関する。
　近年の携帯電話向けの基地局や無線LAN（Local Area Network）アクセスポイントなどの無線装置は、高速通信を実現するために複数のアンテナを備えることが多い。このような複数のアンテナを用いた伝送技術の１つとして、各アンテナの送信信号又は受信信号の振幅や位相を調整することで、複数アンテナ全体としての指向性を制御するビームフォーミングと称される技術が存在する。
　ビームフォーミングとしては、アナログビームフォーミングとデジタルビームフォーミングがある。アナログビームフォーミングは、アンプや移相器を用いて無線周波数帯の信号の振幅や位相を調整する。デジタルビームフォーミングは、ウェイト（即ち、重み係数）の乗算により、ベースバンド帯の信号の振幅や位相を調整する。
　基地局等の無線装置は、例えば、デジタルビームフォーミングを用いることで、複数の端末（無線端末）の信号を空間的に多重するマルチユーザMIMO（Multiple Input Multiple Output）伝送を実現できる。
　特許文献１は、上りリンクのマルチユーザMIMOを用いた際の基地局で用いる受信ウェイトの生成方法を開示する。基地局では、例えば、最小平均二乗誤差（MMSE：Minimum Mean Square Error）規範により生成した受信ウェイトを用いることで、空間的に多重された複数の端末の信号から、個々の端末の信号を分離する信号検出が行われる。このとき、基地局の各アンテナで受信された受信信号が信号検出に用いられる。この受信信号には、各アンテナに接続された低雑音増幅器で発生した熱雑音が含まれる。
　非特許文献１は、基地局が超多素子のアンテナを備えた超多素子MIMO（Massive MIMO）伝送を対象とし、上りリンクで送信された参照信号を用いて上りリンクのチャネルを推定する方法を開示する。具体的には、基地局は、予め用意した複数の固定ウェイトを各アンテナの受信信号に適用することで、固定ウェイトに対応した複数のビームを形成する。基地局は、これら複数のビームを用いて、端末からの参照信号を受信し、その中で受信品質の良いビームを選択する。すなわち、基地局は、参照信号成分と比べて、熱雑音成分の割合が高く、信号対雑音電力比（Signal to Noise Ratio）が低いビームを除外する。これにより、基地局では、固定ビームを用いない場合と比べて、推定精度の良好なチャネル応答を得る。
国際公開第２０１１／０９００２８号
吉岡翔平他、"2ステージチャネル推定を適用した5G低SHF帯Massive MIMOデジタルビームフォーミング方式の特性評価"、電子情報通信学会　技術報告RCS2016-238、2017年1月
　以下に関連技術の分析を与える。
　非特許文献１に開示されるように、超多素子MIMOの上りリンク伝送において、端末から基地局へ参照信号を送信する場合には、個々の端末の参照信号の到来方向に合致した固定ビームにより受信することで、受信レベルを向上できる。
　しかしながら、個々の端末（無線端末）から送信されるデータ信号を空間的に多重するマルチユーザMIMO伝送では、基地局等の無線装置は到来方向の異なる複数の無線端末の無線信号を同時に受信することが必要となる。
　このとき、基地局等の無線装置において、予め用意した全ての固定ビームにより受信すれば、いかなる到来方向からの無線信号も受信できる。
　しかしながら、基地局等の無線装置において、全ての固定ビームに含まれる熱雑音が信号検出に影響してしまう。このため、受信品質の改善は期待できない。
　一方で、基地局等の無線装置において、ある無線端末にとって受信レベルが高い固定ビームを用いて受信すると、該固定ビームが、別な無線端末にとっては、受信レベルの低い固定ビームに相当する、という可能性がある。
　基地局等の無線装置において、そのような固定ビーム（ある無線端末にとって受信レベルが高いが、別の無線端末にとっては、受信レベルが低い固定ビーム）を選択して、データ信号の信号検出を行えば、結果として、熱雑音成分を低減させることができず、最終的な受信品質を低下させることが懸念される。
　したがって、本発明は、上記の課題を鑑みて創案されたものであって、例えば上りリンクのマルチユーザMIMO伝送等、複数の無線端末から無線装置への伝送の受信品質を改善する無線装置及び無線通信方法、プログラムを提供することを目的とする。
　本発明の第１の視点によれば、複数のビームの各々に対応する第１ウェイトを有し、複数の無線端末から送信された参照信号に対応する受信信号に前記第１ウェイトを乗算した信号を生成する第１ウェイト乗算部と、前記第１ウェイトを乗算した前記信号を用いて、前記複数のビームの各々に対するチャネル応答を前記無線端末毎に推定するチャネル推定部と、前記複数の無線端末に対して前記無線端末毎に推定された前記チャネル応答を用いて、使用するビームの組み合わせ毎に、所定のメトリックを計算するメトリック計算部と、前記複数の無線端末からそれぞれ送信される無線信号が空間多重された受信信号に対して、信号検出を行う際に使用するビームを、前記所定のメトリックに基づいて選択するビーム選択部と、前記選択したビームに対応する前記チャネル応答を用いて、信号検出に用いる第２ウェイトを決定する第２ウェイト生成部と、前記複数の無線端末からの前記無線信号が空間多重された前記受信信号に対して前記第２ウェイトを乗算して信号検出を行う信号検出部と、を備える無線装置が提供される。
　本発明の第２の視点によれば、複数のビームの各々に対応する第１ウェイトを有し、複数の無線端末から送信された参照信号に対応する受信信号に、前記第１ウェイトを乗算し、
　前記第１ウェイトが乗算された信号を用いて、前記複数のビームの各々に対するチャネル応答を前記無線端末毎に推定し、
　前記複数の無線端末に対して前記無線端末毎に推定された前記チャネル応答を用いて、使用するビームの組み合わせ毎に所定のメトリックを計算し、
　前記複数の無線端末からそれぞれ送信される無線信号が空間多重された受信信号に対して信号検出を行う際に使用するビームを前記所定のメトリックに基づいて選択し、
　前記選択したビームに対応する前記チャネル応答を用いて信号検出に用いる第２ウェイトを決定し、
　前記複数の無線端末からの前記無線信号が空間多重された前記受信信号に対して前記第２ウェイトを乗算して信号検出を行うこと、を含む無線通信方法が提供される。
　本発明の第３の視点によれば、複数のビームの各々に対応する第１ウェイトを有し、複数の無線端末から送信された参照信号に対応する受信信号に、前記第１ウェイトを乗算する処理と、
　前記第１ウェイトが乗算された信号を用いて、前記複数のビームの各々に対するチャネル応答を前記無線端末毎に推定する処理と、
　前記複数の無線端末に対して前記無線端末毎に推定された前記チャネル応答を用いて、使用するビームの組み合わせ毎に所定のメトリックを計算する処理と、
　前記複数の無線端末からそれぞれ送信される無線信号が空間多重された受信信号に対して信号検出を行う際に使用するビームを前記所定のメトリックに基づいて選択する処理と、
　前記選択したビームに対応する前記チャネル応答を用いて信号検出に用いる第２ウェイトを決定する処理と、
　前記複数の無線端末からの前記無線信号が空間多重された前記受信信号に対して前記第２ウェイトを乗算して信号検出を行う処理と、
　をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
　本発明によれば、上記第３の視点に係るプログラムを記録した非一時的なコンピュータ読み出し可能な媒体（RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等の半導体メモリやHDD(Hard Disk Drive)、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等の記録媒体）が提供される。
　本発明によれば、例えば上りリンクのマルチユーザMIMO伝送等、複数の無線端末から無線装置への伝送の受信品質の改善に寄与することを可能とする無線装置及び無線通信方法、プログラムが提供される。
一実施形態の概要を説明するための図である。 例示的な第１の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す図である。 例示的な第１の実施形態に係る無線装置の構成の一例を示す図である。 例示的な第１の実施形態に係る無線装置の動作の一例を示すフローチャートである。 例示的な第２の実施形態に係る無線装置の構成の一例を示す図である。 例示的な第２の実施形態に係る無線装置の動作の一例を示すフローチャートである。 例示的な第３の実施形態に係る無線装置の構成の一例を示す図である。 例示的な第３の実施形態に係る無線装置の構成の一例を示す図である。 例示的な第３の実施形態に係る無線装置の構成の一例を示す図である。 例示的な第４の実施形態に係る無線装置の構成の一例を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）は例示的な実施形態を説明する図である。 無線装置のコンピュータ装置での実装例を例示する図である。
　初めに、一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。また、各図におけるブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号（データ）の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。
　図１を参照すると、一実施形態に係る無線装置１０は、第１ウェイト乗算部１０１と、チャネル推定部１０２と、メトリック計算部１０３と、ビーム選択部１０４と、第２ウェイト生成部１０５と、信号検出部１０６とを備える。
　第１ウェイト乗算部１０１は、複数のビームの各々に対応する第１ウェイトを有し、無線端末（不図示）から送信された参照信号に対応する無線信号に、第１ウェイトを乗算する。
　チャネル推定部１０２は、第１ウェイトが乗算された信号を用いて、複数のビームの各々に対するチャネル応答を推定する。
　メトリック計算部１０３は、空間多重して送信される無線端末の無線信号のチャネル応答を用いて、選択されるビームの組み合わせに対応するメトリックを計算する。ここで、メトリックは、空間的に多重して送信された無線端末のデータ信号に相当する無線信号を信号検出する際の受信品質に相当する値を用いる。
　ビーム選択部１０４は、選択されたメトリックに基づき、無線端末のデータ信号に対応する無線信号の受信に用いるビームを選択する。
　第２ウェイト生成部１０５は、選択されたビームに対応するチャネル応答を用いて、無線端末から送信されるデータ信号に相当する受信信号に対して適用する第２ウェイトを生成する。
　信号検出部１０６は、選択されたビームに対応する受信信号に対して第２ウェイトを用いて信号検出を行う。
　無線装置１０では、空間多重して送信される複数の無線端末の無線信号に対して、ビームの組み合わせ毎に、メトリックを計算する。ここで、無線装置１０は、受信品質に相当する値をメトリックに設定する。これにより、無線装置１０では、メトリックが大きいビームの組み合わせを選べば、当該複数の無線端末の無線信号を信号検出する際の受信品質を改善できる。したがって、無線装置１０では、予め用意した全てのビームを用いる場合と比べて、受信品質の改善に寄与しないビームを除外することで、熱雑音（内部雑音）の低減が期待できる。
　一方で、ある無線端末にとっては受信レベルが高いが、別の無線端末にとって受信レベルが低いビームについては、そのビームが受信品質に与える影響をメトリックに基づいて判断することができる。
　本発明の上記形態によれば、受信品質の改善に寄与する適切なビームを選択でき、上りリンクのマルチユーザMIMO伝送の受信品質を改善することができる。
　以下に例示的な実施の形態について、図面を参照してさらに詳しく説明する。なお、各実施形態において同一構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。　
［例示的な第１の実施形態］
　例示的な第１の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。図２は、例示的な第１の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す図である。図２を参照すると、無線通信システム１は、無線装置２０と、端末３０－１～３０－Ｋ（Ｋは正の整数、以下同じ）と、を含んで構成される。なお、以降の説明において、端末３０－１～３０－Ｋを区別する特段の理由がない場合には、参照番号に枝番を付さず、単に「端末３０」と表記する。端末３０は、無線装置２０との間で無線通信を行う無線端末である（図１の説明で参照された無線端末に対応する。端末３０は、無線端末３０ともいう）。
　また、無線通信システム１には、端末３０－１～３０－Ｋにおいて、Ｋは１以上、少なくとも１台以上の端末３０が存在すればよい。また、端末３０に替えて、中継機能を有する中継装置が無線通信システムに含まれていても良い。　
　無線装置２０は、基地局やアクセスポイントであり、複数のアンテナ２０１－１～２０１－Ｎを備える（Ｎは２以上の整数、以下同じ）。各端末３０は、複数のアンテナ３０１－１～３０１－Ｍを備える（Ｍは、例えば２以上の整数、以下同じ）。
　なお、以降の説明において、アンテナ２０１－１～２０１－Ｎを区別する特段の理由がない場合には、単に「アンテナ２０１」と表記する。同様に、アンテナ３０１－１～３０１－Ｍを区別する特段の理由がない場合には、単に「アンテナ３０１」と表記する。
　図２には、複数のアンテナ３０１を備えた端末３０が図示されているが、各端末３０は複数のアンテナ３０１を備えている必要も無い。各端末３０は、少なくとも１本以上のアンテナを備えていればよい（アンテナ３０１－１～３０１－Ｍにおいて、Ｍ＝１の場合も含む）。さらに、図２では、各端末３０がＭ本のアンテナ３０１を備える場合を図示しているが、各端末３０が備えるアンテナの数も異なっていてもよい。
　図３に、図２の無線装置２０の構成の一例を示す。図３を参照すると、無線装置２０は、アンテナ２０１と、無線送受信部２０２と、第１ウェイト乗算部２０３と、チャネル推定部２０４と、メトリック計算部２０５と、ビーム選択部２０６と、第２ウェイト生成部２０７と、信号検出部２０８とを含む。
　アンテナ２０１は、端末３０が送信した無線信号を受信し、受信した信号を無線送受信部２０２へ出力する。ここで無線信号には、大別して参照信号とデータ信号がある。
　端末３０が送信する参照信号は、無線装置２０において既知であるとする（送受信する参照信号に関する合意が無線装置２０と端末３０の間で存在する）。アンテナ２０１には、例えば、アンテナ素子を水平方向と垂直方向に配置した平面アレー構成を有するアンテナを用いることができる。
　無線送受信部２０２は、アンテナ２０１から取得した無線信号（受信信号）をベースバンド信号に変換し、第１ウェイト乗算部２０３へ出力する。なお、無線通信方式によっては、無線送受信部２０２と第１ウェイト乗算部２０３との間で、タイミング検出、ＣＰ（Cyclic Prefix）の除去、高速フーリエ変換（ＦＦＴ；Fast Fourier Transform）などの処理を行う処理モジュールが含まれる。これらの処理（処理モジュール自体）は、本願の主題と直接の関連がなく、また公知のモジュールが実装可能であり、構成、処理は当業者にとって明らかであるため、図面には、図示されず、また本明細書では、その説明は省略する。
　第１ウェイト乗算部２０３は、複数のビームの各々に対応する第１ウェイトを有する（第１ウェイトが予め不図示の記憶装置（例えば半導体メモリ等）やレジスタ等に格納されている）。
　第１ウェイト乗算部２０３は、複数のビームの各々に対応する第１ウェイトを、無線送受信部２０２から取得したベースバンド信号に乗算する。
　その後、第１ウェイト乗算部２０３は、第１ウェイトを乗算した後の各ビームに対応する信号のうち、参照信号に相当する信号を、チャネル推定部２０４へ引き渡し、データ信号に相当する信号をビーム選択部２０６に引き渡す。
　チャネル推定部２０４は、第１ウェイトが乗算された後の参照信号に相当する信号を用いて、複数のビームの各々に対するチャネル応答を推定する。
　より具体的には、チャネル推定部２０４は、第１ウェイト乗算部２０３から取得した信号（第１ウェイトが乗算された信号）と、参照信号に基づき、各ビームに対応するチャネル応答を推定する。
　その後、チャネル推定部２０４は、当該チャネル応答の推定値を、メトリック計算部２０５および第２ウェイト生成部２０７に引き渡す。
　メトリック計算部２０５は、選択するビームの組み合わせ毎に、所定の計算方法でメトリックを計算する。メトリックの計算方法は後述する。
　メトリックは、空間多重される複数の無線端末の無線信号を検出する際の受信品質に相当する値とする。ここで、空間多重される無線端末の数はＫ台とし、図示しないMAC（Media Access Control）スケジューラによって無線端末の指定（上りリンクの共有データチャネルを用いてデータを送信する無線端末の選択）が行われるものとする。
　メトリック計算部２０５では、ビームの組み合わせ毎のメトリックをビーム選択部２０６に対して出力する。
　ビーム選択部２０６は、メトリック計算部２０５からビームの組み合わせ毎のメトリックを入力として受ける。ビーム選択部２０６は、第１ウェイト乗算部２０３から第１ウェイトが乗算されたデータ信号を入力として受ける。
　まず、ビーム選択部２０６は、メトリック計算部２０５から入力されたメトリックの中で最大値となるメトリックに相当するビームの組み合わせを、第２ウェイト生成部２０７に出力する。
　また、ビーム選択部２０６は、第１ウェイト乗算部２０３から引き渡された第１ウェイトが乗算されたデータ信号のうち、例えば、メトリックが最大となるビームの組み合わせに含まれるデータ信号を信号検出部２０８に渡す。
　第２ウェイト生成部２０７は、ビーム選択部２０６から受け取ったビームの組み合わせに対応するチャネル応答を用いて第２ウェイトを生成する。第２ウェイト生成部２０７は、生成した第２ウェイトを信号検出部２０８へ出力する。
　信号検出部２０８は、第２ウェイト生成部２０７から出力された第２ウェイトを受ける。信号検出部２０８は、ビーム選択部２０６から受け渡された信号に対して第２ウェイトを乗算することで信号検出を行う。
　信号検出部２０８は、信号検出の結果を不図示の復号器に受け渡す。復号器での復号結果に対して、不図示の上位レイヤの処理が実行される。なお、信号検出以降の処理は、本願の主題とは直接の関連がなく、この処理は、当業者にとって明らかなものである。このため、図示および説明を省略する。
　次に、図３を参照して説明した例示的な第１の実施形態に係る無線装置２０の動作について説明する。図４は、例示的な第１の実施形態に係る無線装置２０の動作の一例を示すフローチャートである。
　ステップＳ１０１において、アンテナ２０１は、端末３０が送信した、データ信号と参照信号を含む無線信号を受信する。その後、無線信号は無線送受信部２０２に入力され、ベースバンド信号に変換される。
　ステップＳ１０２において、第１ウェイト乗算部２０３は、無線送受信部２０２から取得したベースバンド信号に対して、複数のビームの各々に対応する第１ウェイトを乗算する。より具体的には、無線装置２０のＮ本のアンテナ２０１で受信したＮ個の信号を成分とするＮ次元受信信号ベクトル（ベースバンド受信信号のベクトル）を
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
とし、Ｂ個のビームにおける第ｂビーム（1≦b≦B）に対応するＮ次元第１ウェイトベクトルを
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
とすると、ステップＳ１０２における乗算処理は、次式（１）により表される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　　　　　　　　　　　・・・（１）
　式（１）において、肩のＨはエルミート転置（行列の各成分を複素共役で置き換え転置をとる：転置共役（transpose conjugate）ともいう）を表す。Ｎ次元行ベクトルaH bを1×Nの行列、Ｎ次元列ベクトルyをN×1の行列とみなすと、式（１）の演算結果は、各ベクトルの対応する要素同士の積を合計した1×1のスカラー値であり、内積ともいう。
　式（１）の処理は、Ｂ本のビーム全てに関して行われる（b＝1,…,Bに対して式（１）の処理が実行される）。すなわち、次式（２）によって、第１ウェイト乗算後のＢ次元受信信号ベクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
を得る。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
　　　　　　　　　　　・・・（２）
　ただし、行列Ａは、Ｂ個のビームに対するＮ次元第１ウェイトベクトルａ1～aBで構成されるN×Bの行列である。行列Ａは、次式（３）で定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
　　　　　　　・・・（３）
　図１１（Ｂ）は、無線装置２０の第１ウェイト乗算部２０３における上式（１）、（２）を図式化したものである。式（２）の演算は、B×Nの行列(N×Bの行列Aの転置共役)とＮ次元の受信信号ベクトルy（N×1の行列）との乗算であり、乗算結果であるベクトルｙ~は、B×1の行列（すなわち、Ｂ次元の列ベクトル）となる。図１１（Ｂ）の無線装置２０において、第１ウェイト乗算部２０３のＢ本の出力は、式（２）のＢ次元の受信信号ベクトルｙ~の各成分y~ 1～y~ Bに対応する。
　なお、第１ウェイトの詳細は後述する。
　図４のステップＳ１０３において、チャネル推定部２０４は、第１ウェイトが乗算された後の信号と参照信号を用いて、Ｂ個のビームの各々に対応するチャネル応答を推定する。
　具体的には、Ｋ台の端末３０のうち第ｋ端末３０－ｋの第ｍアンテナ３０１－ｍ（図１１（Ｂ））から送信された参照信号をxRS k,mとすると、第ｋ端末３０－ｋの第ｍアンテナ３０１－ｍに対する第ｂビームのチャネル応答qk,m,bは、次式（４）により推定される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
　　　　　　・・・（４）
　ここで、肩の*は複素共役を表し、｜｜はノルムを表す。受信した参照信号aH byから送信された参照信号（既知信号）の成分を除去することで、チャネル応答が求められる。式（４）では、受信した参照信号aH byを、参照信号（既知信号）xRS k,mの複素共役（xRS k,m）*で乗算し、参照信号（既知信号）xRS k,mのノルムの２乗で除算することで参照信号成分を除去し、チャネル応答を得ている。図１１（Ａ）は、第ｋ端末３０－ｋの第ｍアンテナ３０１－ｍ、第ｂビーム、無線装置２０、および、チャネル応答qk,m,b等を模式的に示している。
　なお、本実施の形態は、式（４）以外のチャネル推定方法を用いても構わない。チャネル応答の推定値は、周波数方向や時間方向に対して、重み付け平均などの処理を行ってもよい。
　さらに、図４のステップＳ１０２とステップＳ１０３は入れ替え可能である。即ち、各アンテナに対するチャネル応答を推定した後に、その推定値に対して第１ウェイトを乗算し、各ビームに対するチャネル応答を求めてもよい。
　ステップＳ１０４において、メトリック計算部２０５は、選択するビームの組み合わせ毎に、所定の計算方法でメトリックを計算する。ここでメトリックは、空間多重される複数の無線端末の無線信号を検出する際の受信品質に相当する値とする。
　Ｂ個のビームのうち、Ｂ’個（ただし、Ｂ以下の正の整数とする）のビームを選択するとき、B×B'のビーム選択行列Ｕを、以下の式（５）で定義する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
　　　　　　　・・・（５）
　ここで、n(b’)はb’番目に選択するビーム番号を表し、b’≠ b’’に対して、
　n(b’)≠n(b’’)
とする。
　ベクトルuiは第i要素のみが１、それ以外の要素が０であるＢ次元単位ベクトルであり、次式（６）で定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
　　　　　　　・・・（６）
　ここで、Ｔは転置を表す。
　第１ウェイトを乗算した後のＢ次元受信信号ベクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
に対して、次式（７）に示すように、B×B'のビーム選択行列Ｕを複素共役転置したB'×Bの行列ＵHを乗算することで、ビーム選択後のＢ’次元受信信号ベクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
を得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
　　　　　　　　　　　・・・（７）
　ビーム選択後のＢ’次元受信信号ベクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
に対して、MMSE規範やZF（Zero Forcing）規範等で求めたウェイト
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014
を乗算した後の第ｋ端末、第ｌ送信レイヤの信号対雑音干渉電力（Signal to Interference plus Noise Ratio: SINR）（＝所望信号電力／（干渉信号電力＋雑音電力））：

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
は、次式（８）で与えられる。式（８）において、分子は所望信号電力成分、分母は、干渉端末電力成分と雑音電力成分の和に相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016
　　　　　　　　　　　・・・（８）
　ここで、端末３０は、Ｍ本のアンテナを用いて、合計Ｌ送信レイヤ（ＬはＭ以下の正の整数）の空間多重送信を行うものとしている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
は、第ｋ端末、第ｌ送信レイヤ（l=1,…,L）に対するＭ次元プリコーディングベクトルである。なお、図１１（Ｂ）には、図１１（Ａ）の第ｋ端末３０－ｋにおける、送信レイヤ１～Ｌと、プリコーダ３０２で用いるプリコーディングベクトルｐk,lが模式的に示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
は、第ｋ端末の第１ウェイト乗算後のチャネル応答qk,m,b（式（４））を、(b,m)要素(1≦b≦B, 1≦m≦M)とするB×M次元のチャネル行列である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019
はMMSE規範等で得られるＢ’次元ウェイトベクトル（第ｋ端末、第ｌ送信レイヤに対応するウェイトベクトル）である。式（８）の分子のwH k,lUHQkpk,lにおいて、Qkpk,lは、第ｋ端末にてＭ次元プリコーディングベクトルpk,lでプリコーディングされＭ個のアンテナから送信され無線伝送路を介して無線装置２０の第１ウェイトに対応するビームによって受信（第ｋ端末の第１ウェイト乗算後のチャネル応答から推定されるB×Mのチャネル行列Qkが無線伝送路と無線装置２０のビームを含む）された受信信号（Ｂ次元受信信号ベクトル）に対応させることができる。UHQkpk,lは、このＢ次元受信ベクトルにB×B'のビーム選択行列Ｕの転置共役UHを演算してビームを選択したＢ’次元の信号に対応し、これにMMSE規範等で得られるＢ’次元ウェイトベクトルwk,lのエルミート転置wk,l Hを乗算することで、第ｋ端末の所望信号電力成分を得ている。
　式（８）に示す通り、SINRの推定値はビーム選択行列Ｕに依存する。
　以下では、式（８）のSINRを用いた具体的なメトリックについて説明する（ただし、以下に制限されない）。
［具体例１］
　まず、１つ目のメトリックは、全Ｋ端末、全Ｌ送信レイヤのうち、最小のSINR:
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020
を用いるものである。送信レイヤはMIMO端末が空間多重送信できる信号系列の単位である。端末ではレイヤマッピングにおいて変調後のシンボルを複数の送信レイヤに振り分ける。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021
　　　　　　　　　・・・（９）
　(1≦k≦K、1≦l≦L)
　このメトリックが最大となるビーム選択行列Ｕを用いれば、全Ｋ端末、全Ｌ送信レイヤのうち、SINRが最も低い送信レイヤのSINRを改善できるビームを選択することができる。
［具体例２］
　２つ目のメトリックでは、上位レイヤのMACスケジューラ（不図示）から、第ｋ端末、第ｌ送信レイヤの変調方式・符号化率（MCS、Modulation and Coding Schemes）MCSk,lが与えられることを想定している。このとき、所定のブロック誤り率（BLER:Block Error Rate）（例えば0.1や0.01）を満たすことができるSINRである
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000022
と、
第ｋ端末、第ｌ送信レイヤのSINR
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000023
との差をメトリックとする。このメトリックは、次式（１０）で表される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000024
　　　　　・・・（１０）
　なお、上式（１０）では、各SINRの値に真値を用いる想定のため、SINRを除算した値としたが、各SINRをデシベル（dB）表記（対数表記）する場合には、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000025
と、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000026
との差分値を用いる。このメトリックが最大となるビーム選択行列Ｕを用いれば、送信レイヤ毎の変調方式・符号化率まで考慮した上で、ブロック誤りが最も発生しやすい送信レイヤのSINRを改善できるビームを選択することができる。
［具体例３］
　３つ目のメトリックは、SINRを引数として瞬時伝送レートに変換する関数r()を用いて、全Ｋ端末、全Ｌ送信レイヤの合計瞬時伝送レートをメトリックとするもので、次式（１１）で表される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000027
　　　　　　　　　　・・・（１１）
　このメトリックが最大となるビーム選択行列Ｕを用いれば、全Ｋ端末、全Ｌ送信レイヤの瞬時伝送レートの合計値が最大となるビームを選択することができる。
［具体例４］
　４つ目のメトリックは、プロポーショナル・フェアネス（PF: Proportional Fairness）規範に基づくものであり、次式（１２）とする。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000028
　　　　　　　　　・・・（１２）
　ここで、Rkは第ｋ端末の全Ｌ送信レイヤ合計の移動平均スループットである。r()はSINRを引数として瞬時伝送レートに変換する関数である。
　PF規範では、各無線端末のＬ送信レイヤの瞬時スループットの合計値を移動平均スループットで除算した値を各無線端末のメトリックとし、そのメトリックを全Ｋ端末で合計したものを最終的なメトリックとして用いる。
　このメトリックが最大となるビーム選択行列Ｕを用いれば、移動平均スループットと比べて、瞬時スループットが大きい端末、送信レイヤが優先されるようにビームを選択することができる。
［具体例５］
　５つ目のメトリックは、より少ない計算量で計算可能なメトリックであり、ビーム毎の全無線端末の受信電力の合計値に基づくもので、次式（１３）で表される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000029
　　　　　　　　　・・・（１３）
　ここで、gk,mはチャネル応答の二乗値を要素とするＢ次元受信電力ベクトルであり、ｅは全ての要素がｌであるＢ次元ベクトルであり、それぞれ次式（１４）、（１５）で定義される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000030
　　　　　　　　・・・（１４）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000031
　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１５）
　また、σ2は、各受信アンテナに含まれる雑音電力に比例する係数とする。
　式（１３）の括弧内で計算されるベクトルは、受信品質の改善に寄与するビーム番号の要素は正の値をとり、受信品質の改善に寄与しないビーム番号の要素は負の値をとる。従って、括弧内で計算されるベクトルの要素の正負によって、ビームの選択有無を判断することと等価である。このメトリックを用いることで、ウェイト
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000032
の計算を行わずに、受信品質の改善に有効なビームを判断できる。
　図４のステップＳ１０５では、ビーム選択部２０６において、上記のいずれかのメトリックを最大とするビームを選択する。
　ここで、選択したビームを抽出するためのビーム選択行列Ｕは、第２ウェイト生成部２０７に送られる。また、同じビーム選択行列Ｕを用いて、式（７）により、ビーム選択後のＢ’次元受信信号ベクトルが信号検出部２０８に送られる。
　図４のステップＳ１０６では、第２ウェイト生成部２０７は、MMSE規範等により、ビーム選択後のＢ’次元受信信号ベクトルに対する第２ウェイトを計算する。
　なお、この第２ウェイトは、図４のステップＳ１０４において、ビーム選択行列Ｕを決定する過程で求められたＢ’次元ウェイトベクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000033
と同一である。そのため、ステップＳ１０４で得られたウェイトを再利用することができる。
　図４のステップＳ１０７では、信号検出部２０８は、ビーム選択後のＢ’次元受信信号ベクトルに対して、第２ウェイトを乗算することで信号検出を行う。
　続いて、第１ウェイトの詳細について説明する。なお、例示的な第１の実施形態では、無線装置２０を基準として端末３０の存在する位置は特定の領域に限定されているものとする。このような制限の下であれば、電波の到来する方向がある程度把握可能である。例示的な第１の実施形態では、上記条件の下、第１ウェイトが選定されているものとし、以下その詳細を説明する。
　第１ウェイトとしては、例えば、任意の２つのビーム間で互いに直交関係にあるウェイトを用いる。つまり、複数のビームは、任意の２つのビーム間で第１ウェイトが直交する。具体的には、任意のビーム番号b1、b2（b1≠b2）に対して、次式（１６）が成り立つウェイトを用いる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000034
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１６）
　上式（１６）はビーム番号b1、b2の第１ウェイトベクトルab1、ab2の内積が０であることに対応する。このように直交関係が成り立つウェイトを第１ウェイトとして用いれば、少ないビーム数で広い範囲をカバーすることができる。
　ビーム間が互いに直交するウェイトとしては、例えば、DFT（Discrete Fourier Transform）行列が用いられる。つまり、第１ウェイトとして、DFT行列を用いることができる。
　ｎ次のDFT行列をＤの要素d(k,l)(k,l=1,…,n)は、例えば、

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000035
で与えられる。ｊ2=-1である。
　アンテナ２０１が水平方向にNx個、垂直方向にNz個の素子を持つ平面アレー構成（N=Nx×Nz）の場合には、第１ウェイトの一例として、水平方向と垂直方向の各方向に対するDFT行列のクロネッカー積が用いられる。そのときの第ｂビームのＮ次元第１ウェイトベクトルabは、下記の式（１７）、（１８）により表される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000036
　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１７）

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000037
　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１８）
　ただし、ix(b)は0以上Nx未満の第ｂビームの水平方向のビーム番号であり、iz(b)は0以上Nz未満の第ｂビームの垂直方向のビーム番号である。
　Ｂ個のビーム間ではix(b)とiz(b)の組み合わせが重複しないようにする。
　このように、アンテナ２０１がアンテナ素子を水平方向と垂直方向に配置した平面アレー構成であれば、第１ウェイトとして、水平方向のDFT（Discrete Fourier Transform）行列と、垂直方向のDFT行列とのクロネッカー積を用いることができる。
　ix(b)とiz(b)の値は、例えば、端末３０の位置に応じて設定してもよい。そうすることで、端末３０による送信信号の到来が期待される方向にビームを向けるので、チャネル推定精度を改善できる。あるいは、ビーム毎に受信電力を測定し、統計的に受信電力の大きいix(b)とiz(b)の値を選択してもよい。
　式（１８）のウェイトは、下記の式（１９）のように一般化して表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000038
　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１９）
　上式において、λは波長で、dxとdzはそれぞれ水平方向と垂直方向のアンテナ素子間隔である。また、φとθは、それぞれ、基準のビーム（ix(b) = iz(b) = 0のビーム）のメインローブの方位角と天頂角である。
　つまり、式（１８）を用いた場合には、基準のビームのメインローブの方位角と天頂角はともに90度であるが、式（１９）を用いると、任意の方向に基準のビームのメインローブを設定できる。
　第１ウェイトの他の例として、互いに異なる複数のDFT行列の中から任意のウェイトを用いてもよい。例えば、水平方向と垂直方向のDFT行列の数をそれぞれFx個とFz個、つまり合計FxFz個のDFT行列を用いるとき、第１ウェイトは、式（１８）を次式（２０）に置き換えて表される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000039
　　　　　　　　　　　　　・・・（２０）
　ただし、ix(b)は0以上FxNx未満、iz(b)は0以上FzNz未満である。なお、ix(b)をFxで割ったときの余りがfxとなるビームが、水平方向におけるfx番目のDFT行列に対応する。垂直方向に対しても同様である。
　第１ウェイトの他の例としては、特定の方向にメインローブを向けるウェイトが用いられる。方位角φb、天頂角θbにメインローブを向ける第ｂビームのＮ次元第１ウェイトベクトルabは、式（１７）と次式（２１）で表される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000040
　　　　　　　　　　　　　　・・・（２１）
　ここでφb、θbの値は、例えば端末３０の位置に応じて設定すればよい。あるいは、受信信号電力を測定し、統計的に受信電力の大きい方向を選択してもよい。
　アンテナ２０１が２偏波の平面アレー構成である場合（N=Nx×Nz×2）には、偏波ごとに独立にビームを形成すればよい。
　ここで、Ｎ次元第１ウェイトベクトルabの要素が、第１偏波のNx×Nz個のウェイト、第２偏波のNx×Nz個のウェイトの順に並んでいるとすると、第ｂビームが第１偏波に対応する場合には、第ｂビームのＮ次元第１ウェイトベクトルabは次式（２２）で表される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000041

　　　　　　　　　　　　　　・・・（２２）
　一方、第ｂビームが第２偏波に対応する場合には、第ｂビームのＮ次元第１ウェイトベクトルabは次式（２３）で表される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000042

　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２３）
　以上説明したように、例示的な第１の実施形態によれば、無線装置２０では、空間多重して送信されるＫ台の無線端末に対して、ビームの組み合わせ毎にメトリックを計算する。メトリックとしては、上記したように、例えば、
　第２ウェイト乗算後のSINRの最小値M1(U)、
　与えられた変調方式・符号率を所定のブロック誤り率で達成するために必要なSINRと　第２ウェイト乗算後のSINRとの差分値M2(U)、
　瞬時レートの合計値M3(U)、
　PFメトリックの合計値M4(U)、
　ビーム毎の全無線端末の受信電力の合計値M5(U)
のいずれかに基づき決定する。
　これらのメトリックM1（U）～M4（U）については、その値が最大となるビームを選択することで、受信品質の改善に寄与するビームを選択することができる。また、受信品質の改善に寄与せずに熱雑音を増加させるビームを除外することができる。上記メトリックM5（U）については、第２ウェイトの計算を行わずに、受信品質の改善に有効なビームを判別することができる。このため、複数の無線端末から無線装置への上りリンクのマルチユーザMIMO伝送の受信品質を改善できる。なお、本実施の形態では、第１ウェイト乗算部２０３は、無線送受信部２０２から出力されるベースバンド信号を入力としている。一方で、第１ウェイト乗算部２０３の処理は、アナログ信号に対しても可能であることから、同機能をアナログ回路として実装してもよい。
［例示的な第２の実施形態］
　続いて、例示的な第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。前記例示的な第１の実施形態では、適切なビームを選択することで、信号検出時における不要な熱雑音を抑制した。一方で例示的な第２の実施形態では、チャネル推定時における不要な熱雑音の影響を低減することが目的である。
　図５は、例示的な第２の実施形態における無線装置２０を表す。図３の無線装置２０と、同一のブロックについては説明を省略する。
　チャネル推定部２０４－１は、図３のチャネル推定部２０４と同様に、参照信号に相当する無線信号を用いて、ビーム毎のチャネル応答を推定する。図３のチャネル推定部２０４と異なる点は、チャネル応答の出力先である。図５のチャネル推定部２０４－１では、推定したチャネル応答を雑音パス除去部２０４－２に対して出力する。
　雑音パス除去部２０４－２では、入力されたチャネル応答のうち、電力レベルが所定の閾値以下のビームは、雑音成分が支配的と判断し、チャネル応答にゼロ（信号が含まれないことに相当する）を代入して、チャネル応答を更新する。
　一方で、雑音パス除去部２０４－２では、電力レベルが閾値以上であれば、参照信号が支配的であると判断し、チャネル推定部２０４－１から入力されたチャネル応答をそのまま用いる。以上の通りに更新されたチャネル応答は、メトリック計算部２０５および第２ウェイト生成部２０７の入力に用いられる。
　図６は、例示的な第２の実施形態に係る無線装置２０の動作の一例を示すフローチャートである。以下では、図４のフローチャートと異なる動作のみを説明する。
　図６のステップＳ１０３－１では、チャネル推定部２０４－１は、図４のステップＳ１０３と同様にして、ビーム毎のチャネル応答を推定する。ただし、推定したチャネル応答に対して、次のステップＳ１０３－２において、雑音パス除去部２０４－２により雑音パス除去が行われる点が異なる。
　ステップＳ１０３－２では、雑音パス除去部２０４－２は、チャネル推定部２０４－１から入力されたチャネル応答のうち、電力レベルが所定の閾値以下のビームは、雑音成分が支配的であると判断し、チャネル応答にゼロを代入して、チャネル応答を更新する。一方で、雑音パス除去部２０４－２は、電力レベルが閾値以上であれば、参照信号が支配的であると判断し、入力されたチャネル応答を採用する。以上の通りに更新されたチャネル応答を用いて、ステップＳ１０４のメトリック計算や、ステップＳ１０６の第２ウェイトの生成が行われる。
　以上説明したように、例示的な第２の実施形態によれば、無線装置２０がビーム毎のチャネル推定を実施後に、雑音パス除去を行う点が特徴である。雑音パス除去を行うことで、チャネル推定時に含まれる熱雑音の影響を低減でき、メトリックの計算精度を向上し、また、第２ウェイトをより正確に求められる。
［例示的な第３の実施形態］
続いて、例示的な第３の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。前記例示的な第１の実施形態、および、前記例示的な第２の実施形態では、基地局に相当する単一の無線装置が受信処理を行った。例示的な第３の実施形態では、無線装置を、分散ユニット（Distributed Unit）と、集中制御ユニット（Center Unit）に機能分割する。また、集中制御ユニットが複数の分散ユニットと接続されるCentralized-RAN（Radio Access Network）と称される形態を想定する。
　図７に、例示的な第３の実施形態における無線装置４０ａの構成例を示す。図７において、分散ユニット部５０ａ－１～５０ａ－Ｊ（Ｊは２以上の整数）は、それぞれ異なる場所に設置される。分散ユニット部５０ａ－１～５０ａ－Ｊは、集中制御ユニット部６０ａとはネットワークで接続されているものとする。これらのユニット間の接続方法は有線でも無線でもよく、インタフェースとしては例えばCPRI（Common Public Radio Interface）やイーサネット（登録商標）等の任意の方法が考えられる。
　図７の無線装置４０ａの構成では、各分散ユニット部５０ａはアンテナ２０１と無線送受信部２０２を含む。
　集中制御ユニット部６０ａは、第１ウェイト乗算部２０３、チャネル推定部２０４－１、雑音パス除去部２０４－２、メトリック計算部２０５、ビーム選択部２０６、第２ウェイト生成部２０７、信号検出部２０８を含む。
　分散ユニット部５０ａ－1～５０ａ－Jの各々に含まれるアンテナ２０１と無線送受信部２０２は、例示的な第２の実施形態と同様の機能であるため説明を省略する。
　集中制御ユニット部６０ａでは、Ｊ個の分散ユニット部５０ａ－1～５０ａ－Jの無線送受信部２０２の各々から受信信号が送られる。第１ウェイト乗算部２０３では、それぞれの分散ユニット部５０ａ－1～５０ａ－Jの受信信号に対して、独立に第１ウェイトを乗算する。同様に、チャネル推定部２０４－１、雑音パス除去部２０４－２でも、分散ユニット部５０ａ毎にチャネル応答の推定と雑音パスの除去を行う。
　メトリック計算部２０５では、Ｊ個の分散ユニット部５０ａ－1～５０ａ－Jに対するメトリックを計算する。具体的には、式（９）～（１３）の代わりに、次式（２４）～（２８）をメトリックとする。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000043
　　　　　　　　　　　・・・（２４）

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000044
　　　　　　　　　　・・・（２５）

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000045
　　　　　　　　　　　・・・（２６）

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000046
　　　　　　　　　　　　・・・（２７）

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000047
　　　　　　　　　　　・・・（２８）
　ここで、Ｕjは、第j分散ユニット部５０ａ―jに対するビーム選択行列を表す。
　式（２４）および（２５）は、それぞれ、式（９）および（１０）のSINRを、Ｊ個の分散ユニット部５０ａ－1～５０ａ－JでのSINRの合計値に置き換えたことに相当する。
　式（２６）および（２７）は、式（１１）および（１２）の瞬時伝送レートを、Ｊ個の分散ユニット部５０ａ－1～５０ａ－Jの瞬時伝送レートの合計値に置き換えたことに相当する。
　なお、Ｊ個の分散ユニット部５０ａ－1～５０ａ－Jを含めたこれらのメトリックは一例であり、例えば、Ｊ個の分散ユニット部５０ａ－1～５０ａ－Jの受信信号全体を１つベクトルと見なして、メトリックを計算してもよい。
　また式（２８）は、式（１３）のメトリックを、Ｊ個の分散ユニット部５０ａ－1～５０ａ－Jで合計したことに相当する。式（２８）の場合にのみ、各分散ユニット部５０ａ毎にビーム選択行列Ｕjを決定しても等価となる。
　ビーム選択部２０６では、式（２４）～（２８）のいずれかのメトリックを用いて、各分散ユニット部５０ａで用いるビーム選択行列Ｕjを決定する。
　第２ウェイト生成部２０７では、ビーム選択行列Ｕjを用いて分散ユニット部５０ａ毎に第２ウェイトを生成する。もしくは、第２ウェイト生成部２０７では、Ｊ個の分散ユニット部５０ａ－1～５０ａ－Jの受信信号を一つのベクトルと見なして、受信信号ベクトル全体に対する第２ウェイトを生成してもよい。
　信号検出部２０８では、分散ユニット部５０ａ毎の第２ウェイトを用いて、分散ユニット部５０ａ毎に信号検出を行い、その結果を合成することで最終的な信号検出結果を得る。もしくは、信号検出部２０８では、Ｊ個の分散ユニット部５０ａ－1～５０ａ－Jの受信信号を一つのベクトルと見なして、受信信号ベクトル全体に対する第２ウェイトを用いて信号検出を行ってもよい。
　以上説明したように、例示的な第３の実施形態によれば、無線装置が、分散ユニットと、集中制御ユニットの各部に機能分割され、集中制御ユニットが複数の分散ユニットと接続される形態を想定した。このとき、集中制御ユニットでは、複数の分散ユニットに跨るビームの組み合わせ毎に、ビーム選択のためのメトリックを計算する。このようにして、ビームを決定することで、複数の分散ユニット間で整合のとれたビームを選ぶことができ、より受信品質を向上できるビームを選択できるようになる。すなわち、分散ユニット毎に独立にビーム選択をする場合と比べて、受信品質を改善することができる。
　なお、図７は第３の例示的な実施形態を実現するための一例であり、この構成に制限されない。例えば、図８や図９に示すような構成であっても、同様の効果を得られる。図８の無線装置４０ｂの構成では、各分散ユニット部５０ｂは、アンテナ２０１、無線送受信部２０２、第１ウェイト乗算部２０３を含む。集中制御ユニット部６０ｂは、チャネル推定部２０４－１、雑音パス除去部２０４－２、メトリック計算部２０５、ビーム選択部２０６、第２ウェイト生成部２０７、信号検出部２０８を含む。図９の無線装置４０ｃの構成では、各分散ユニット部５０ｃは、アンテナ２０１、無線送受信部２０２、第１ウェイト乗算部２０３、チャネル推定部２０４－１、雑音パス除去部２０４－２、ビーム選択部２０６を含む。図９に示すように、集中制御ユニット部６０ｃは、複数の分散ユニット５０ｃに跨った処理を行うために、該集中制御ユニット部６０ｃには、メトリック計算部２０５、第２ウェイト生成部２０７、信号検出部２０８を配置する必要がある。
［例示的な第４の実施形態］
　続いて、例示的な第４の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。前記例示的な第１の実施形態ないし前記例示的な第３の実施形態では、選択するビームの組み合わせ毎にメトリックを計算し、信号検出時に受信品質を向上できるビームを選択した。一方で、例示的な第４の実施形態では、ビームの組み合わせ毎にメトリックを計算する点は同じであるが、その結果（ビームの組み合わせ毎のメトリック計算結果）に基づき、MACスケジューラが、空間多重させるユーザ（無線端末）を決定する点が異なる。
　図１０は、例示的な第４の実施形態における無線装置７０の構成例を示す。無線装置７０は、図５の無線装置２０の機能ブロックに加えて、下りリンク物理レイヤ処理部２２０と、MAC（Media Access Control）スケジューラ部２３０を追加した構成となっている。すなわち、図１０において、上りリンク物理レイヤ処理部２１０の第１ウェイト乗算部２０３、チャネル推定部２０４－１、雑音パス除去部２０４－２、メトリック計算部２０５、ビーム選択部２０６、第２ウェイト生成部２０７、信号検出部２０８は、それぞれ図５の各部２０３－２０８の構成に対応している。以下では、図５に含まれない機能についてのみ説明する。なお、無線装置７０は、全ての機能が一つの装置内に収容された構成として図示されているが、前記例示的な第３の実施形態のように、分散ユニット部と、集中制御ユニット部とに分かれていてもよい。
　MACスケジューラ部２３０は、無線端末に対して、無線リソースを割当てるスケジューリングを行う。スケジューリングでは、無線装置７０の管理下にあって、上りリンクのデータ送信が必要な無線端末（例えば図２の３０）の中から、複数の無線端末の組み合わせ毎にメトリックを計算する。メトリックとしては、式（９）から（１３）のいずれかのメトリックを用いる。MACスケジューラ部２３０では、例えば、メトリックが最大となる無線端末の組み合わせを採用する。
　下りリンク物理レイヤ処理部２２０は、MACスケジューラ部２３０から入力されるスケジューリング情報を、制御情報として無線端末（図２の３０）に送信する。本発明とは直接関係しないが、下りリンク物理レイヤ処理部２２０は、下りリンクのデータ信号の送信も担う。
　以上説明したように、例示的な第４の実施形態によれば、スケジューリングを行う無線端末の選択を、ビームの組み合わせ毎のメトリックに基づいて行う。
　ここで、スケジューリングされる無線端末（図２の３０）の組み合わせによって、伝送品質の向上が可能なビームの組み合わせが異なる。
　例示的な第４の実施形態では、ビームの組み合わせ毎のメトリックに基づいて、スケジューリングされる無線端末を選択することで、伝送品質を向上させることができる無線端末（図２の３０）とビームの組み合わせに応じたスケジューリングを可能としている。このため、例示的な第４の実施形態によれば、ビームの組み合わせを考慮しないスケジューリングと比べて伝送品質を向上できる。
　前記例示的な第１乃至第４の実施形態の無線装置２０、４０、７０の処理の少なくとも一部は、例えば図１２に模式的に示すように、プロセッサ装置４００に実装してもよい。図１２を参照すると、プロセッサ装置４００は、プロセッサ４０１、メモリ４０２と、通信インタフェース４０３を備えている。特に制限されないが、プロセッサ４０１は、ベースバンドプロセッサ等の通信用プロセッサや、DSP（Digital Signal Processor）等の信号処理用プロセッサであってもよい。メモリ４０２は、半導体メモリ（例えばRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、又は、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)等）、HDD(Hard Disk Drive)、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等の少なくともいずれかを含むでもよい。通信インタフェース４０３は、例えば図３において、無線送受信部２０２と通信接続し、無線送受信部２０２からベースバンド信号を受け取る構成としてもよい。メモリ４０２に、例えば、図３の無線装置２０の第１ウェイト乗算部２０３、チャネル推定部２０４、メトリック計算部２０５、ビーム選択部２０６、第２ウェイト生成部２０７、信号検出部２０８の各機能部、あるいは図５の雑音パス除去部２０４－２等の各機能部の一部又は全部を実現するプログラム及び必要なデータを記憶しておき、プロセッサ４０１が、該プログラムを読み出して実行することによって、前記各実施形態の無線装置２０（４０）等の機能の一部又は全部を実現するようにしてもよい。
　なお、引用した上記の特許文献１、非特許文献１等の各開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各付記の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
　上記した実施形態は以下のように付記される（ただし、以下に制限されない）。
（付記１）
　マルチユーザMIMO（MU-MIMO）対応の無線装置であって、
　各無線端末の各々のアンテナに対応するビームのチャネル応答を推定するチャネル推定部と、
　前記各チャネル応答を用いて、使用するビームの組み合わせ毎に、所定のメトリックを計算するメトリック計算部と
　複数の無線端末からそれぞれ送信される無線信号が空間多重された受信信号に対して、信号検出を行う際に使用するビームを前記所定のメトリックに基づいて選択するビーム選択部と、を備えた無線装置。
（付記２）
　複数のビームの各々に対応する第１ウェイトを有し、複数の無線端末から送信された参照信号に対応する受信信号に前記第１ウェイトを乗算した信号を生成する第１ウェイト乗算部と、
　前記第１ウェイトを乗算した前記信号を用いて、前記複数のビームの各々に対するチャネル応答を前記無線端末毎に推定するチャネル推定部と、
　前記複数の無線端末に対して前記無線端末毎に推定された前記チャネル応答を用いて、使用するビームの組み合わせ毎に、所定のメトリックを計算するメトリック計算部と
　前記複数の無線端末からそれぞれ送信される無線信号が空間多重された受信信号に対して、信号検出を行う際に使用するビームを、前記所定のメトリックに基づいて選択するビーム選択部と、
　前記選択したビームに対応する前記チャネル応答を用いて、信号検出に用いる第２ウェイトを決定する第２ウェイト生成部と、
　前記複数の無線端末からの前記無線信号が空間多重された前記受信信号に対して前記第２ウェイトを乗算して信号検出を行う信号検出部と、
　を備える無線装置。
（付記３）
　前記メトリック計算部は、前記所定のメトリックを、前記使用するビームに対応する前記チャネル応答を用いて算出した、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎の信号対干渉雑音電力比に基づいて決定すること、
を特徴とする付記１又は２に記載の無線装置。
（付記４）
　前記メトリック計算部は、前記所定のメトリックとして、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎に算出した前記信号対干渉雑音電力比の中の最小値を用いること、
を特徴とする付記３に記載の無線装置。
（付記５）
　前記メトリック計算部は、前記所定のメトリックとして、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎に算出される前記信号対干渉雑音電力比と、前記無線端末毎、前記無線端末の送信レイヤ毎に指定された変調方式・符号化率において所定の誤り率を達成するために必要な信号対干渉雑音電力比との差分値の中の最小値を用いること、
を特徴とする付記３に記載の無線装置。
（付記６）
　前記メトリック計算部は、前記所定のメトリックとして、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎の前記信号対干渉雑音電力比を用いて算出される、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎の瞬時伝送レートを、前記複数の無線端末の全てについて、及び、各前記無線端末の全ての送信レイヤについて合計した値を用いること、
を特徴とする付記３に記載の無線装置。
（付記７）
　前記メトリック計算部は、前記所定のメトリックとして、前記信号対干渉雑音電力比を用いて算出される前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎に算出される瞬時伝送レートを、各前記無線端末の平均伝送レートで正規化し、
　さらに前記複数の無線端末の全てで合計した値を用いること、
を特徴とする付記３に記載の無線装置。
（付記８）
　前記メトリック計算部は、前記所定のメトリックを、前記無線端末のチャネル応答に算出した受信電力を前記複数の無線端末の全てに亘って合計した値に基づき決定すること、
を特徴とする付記３に記載の無線装置。
（付記９）
　前記メトリック計算部、及び、前記第２ウェイト生成部は、前記チャネル推定部が出力する複数のビームに対応したチャネル応答の中で、受信レベルが予め定められた閾値に満たないチャネル応答は用いないこと、
を特徴とする付記２に記載の無線装置。
（付記１０）
　前記チャネル推定部から複数のビームに対応したチャネル応答を受け、受信レベルが予め定められた閾値に満たないチャネル応答を、信号を含まないチャネル応答に更新した上で、前記メトリック計算部、及び、前記第２ウェイト生成部に出力する雑音パス除去部をさらに備えたこと、
を特徴とする付記２乃至９のいずれかに記載の無線装置。
（付記１１）
　前記ビーム選択部は、前記メトリック計算部で計算された前記所定のメトリックが最大となるビームを選択すること、
を特徴とする付記４乃至７のいずれかに記載の無線装置。
（付記１２）
　前記無線装置は、それぞれが少なくとも複数のアンテナと無線送受信部を含む複数の分散ユニットと、集中制御ユニットとを備え、
　前記集中制御ユニットは、
　少なくとも前記メトリック計算部と、前記第２ウェイト生成部と、前記信号検出部とを含み、
　前記第１ウェイト乗算部は、各々の前記分散ユニットで受信した無線信号毎に、前記第１ウェイトを乗算し、
　前記メトリック計算部は、前記複数の分散ユニットに渡るビームの組み合わせ毎に前記所定のメトリックを計算すること、
を特徴とする付記２乃至１１のいずれかに記載の無線装置。
（付記１３）
　各前記分散ユニットが、前記第１ウェイト乗算部をさらに備え、
　前記集中制御ユニットが、前記チャネル推定部をさらに備えたこと、
を特徴とする付記１２に記載の無線装置。
（付記１４）
　前記集中制御ユニットが、前記チャネル推定部から複数のビームに対応したチャネル応答を受け、受信レベルが予め定められた閾値に満たないチャネル応答を、信号を含まないチャネル応答に更新した上で、前記メトリック計算部、及び、前記第２ウェイト生成部に出力する雑音パス除去部をさらに備えたこと、
を特徴とする付記１２に記載の無線装置。
（付記１５）
　各前記分散ユニットが、前記第１ウェイト乗算部、前記チャネル推定部、前記ビーム選択部をさらに備えたこと、
を特徴とする付記１２に記載の無線装置。
（付記１６）
　各前記分散ユニットが、前記チャネル推定部から複数のビームに対応したチャネル応答を受け、受信レベルが予め定められた閾値に満たないチャネル応答を、信号を含まないチャネル応答に更新した上で、前記集中制御ユニットの前記メトリック計算部、及び、前記第２ウェイト生成部に出力する雑音パス除去部をさらに備えたこと、
を特徴とする付記１２に記載の無線装置。
（付記１７）
　前記無線端末に対して無線リソースを割当てるスケジューリングを行うスケジューラ部をさらに備え、
　前記スケジューラ部は、前記メトリック計算部で計算される使用するビームの組み合わせ毎のメトリックに基づき、スケジューリングを行う無線端末（同一の無線リソースを空間多重する無線端末）の組み合わせを決定すること、
を特徴とする付記１乃至１６のいずれかに記載の無線装置。
（付記１８）
　マルチユーザMIMO対応の無線装置による無線通信方法であって、
　各無線端末の各々のアンテナに対応するビームのチャネル応答を推定し、
　前記各チャネル応答を用いて、使用するビームの組み合わせ毎に、所定のメトリックを計算し、
　複数の無線端末からそれぞれ送信される無線信号が空間多重された受信信号に対して、信号検出を行う際に使用するビームを前記所定のメトリックに基づいて選択する、無線通信方法。
（付記１９）
　複数のビームの各々に対応する第１ウェイトを有し、複数の無線端末から送信された参照信号に対応する受信信号に、前記第１ウェイトを乗算し、
　前記第１ウェイトが乗算された信号を用いて、前記複数のビームの各々に対するチャネル応答を前記無線端末毎に推定し、
　前記複数の無線端末に対して前記無線端末毎に推定された前記チャネル応答を用いて、使用するビームの組み合わせ毎に所定のメトリックを計算し、
　前記複数の無線端末からそれぞれ送信される無線信号が空間多重された受信信号に対して信号検出を行う際に使用するビームを前記所定のメトリックに基づいて選択し、
　前記選択したビームに対応する前記チャネル応答を用いて信号検出に用いる第２ウェイトを決定し、
　前記複数の無線端末からの前記無線信号が空間多重された前記受信信号に対して前記第２ウェイトを乗算して信号検出を行うこと、
を含む無線通信方法。
（付記２０）
　前記所定のメトリックを、前記使用するビームに対応する前記チャネル応答を用いて算出した、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎の信号対干渉雑音電力比に基づいて決定すること、
を特徴とする付記１９に記載の無線通信方法。
（付記２１）
　前記所定のメトリックとして、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎に算出した前記信号対干渉雑音電力比の中の最小値を用いること、
を特徴とする付記２０に記載の無線通信方法。
（付記２２）
　前記所定のメトリックとして、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎に算出される前記信号対干渉雑音電力比と、前記無線端末毎、前記無線端末の送信レイヤ毎に指定された変調方式・符号化率において所定の誤り率を達成するために必要な信号対干渉雑音電力比との差分値の中の最小値を用いること、
を特徴とする付記２０に記載の無線通信方法。
（付記２３）
　前記所定のメトリックとして、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎の前記信号対干渉雑音電力比を用いて算出される、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎の瞬時伝送レートを、前記複数の無線端末の全てについて、及び、各前記無線端末の全ての送信レイヤについて合計した値を用いること、
を特徴とする付記２０に記載の無線通信方法。
（付記２４）
　前記所定のメトリックとして、前記信号対干渉雑音電力比を用いて算出される前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎に算出される瞬時伝送レートを、各前記無線端末の平均伝送レートで正規化し、
　さらに前記複数の無線端末の全てで合計した値を用いること
を特徴とする付記２０に記載の無線通信方法。
（付記２５）
　前記所定のメトリックを、前記無線端末のチャネル応答に算出した受信電力を前記複数の無線端末の全てに亘って合計した値に基づき決定すること、
を特徴とする付記２０に記載の無線通信方法。
（付記２６）
　複数のビームに対応したチャネル応答の中で、受信レベルが予め定められた閾値に満たないチャネル応答は用いないこと、
を特徴とする付記１９に記載の無線通信方法。
（付記２７）
　前記複数のビームに対応したチャネル応答を受け、受信レベルが予め定められた閾値に満たないチャネル応答を、信号を含まないチャネル応答に更新した上で出力すること、
を特徴とする付記１９乃至２６のいずれかに記載の無線通信方法。
（付記２８）
　前記計算された前記所定のメトリックが最大となるビームを選択すること、
を特徴とする付記２１乃至２４のいずれかに記載の無線通信方法。
（付記２９）
　前記使用するビームの組み合わせ毎のメトリックに基づき、スケジューリングを行う無線端末（同一の無線リソースを空間多重する無線端末）の組み合わせを決定すること、
を特徴とする付記１９乃至２８のいずれかに記載の無線通信方法。
（付記３０）
　マルチユーザMIMO対応の無線装置を構成するコンピュータに、
　各無線端末の各々のアンテナに対応するビームのチャネル応答を推定する処理と、
　前記各チャネル応答を用いて、使用するビームの組み合わせ毎に、所定のメトリックを計算する処理と、
　複数の無線端末からそれぞれ送信される無線信号が空間多重された受信信号に対して、信号検出を行う際に使用するビームを前記所定のメトリックに基づいて選択する処理と、を実行させるプログラム。
（付記３１）
　無線装置を構成するコンピュータに、
　複数のビームの各々に対応する第１ウェイトを有し、複数の無線端末から送信された参照信号に対応する受信信号に、前記第１ウェイトを乗算する第１ウェイト乗算処理と、
　前記第１ウェイトが乗算された信号を用いて、前記複数のビームの各々に対するチャネル応答を前記無線端末毎に推定するチャネル推定処理と、
　前記複数の無線端末に対して前記無線端末毎に推定された前記チャネル応答を用いて、使用するビームの組み合わせ毎に所定のメトリックを計算するメトリック計算処理と、
　前記複数の無線端末からそれぞれ送信される無線信号が空間多重された受信信号に対して信号検出を行う際に使用するビームを前記所定のメトリックに基づいて選択するビーム選択処理と、
　前記選択したビームに対応する前記チャネル応答を用いて信号検出に用いる第２ウェイトを決定する処理と、
　前記複数の無線端末からの前記無線信号が空間多重された前記受信信号に対して前記第２ウェイトを乗算して信号検出を行う信号検出処理と、
を実行させるプログラム。
（付記３２）
　前記メトリック計算処理は、前記所定のメトリックを、前記使用するビームに対応する前記チャネル応答を用いて算出した、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎の信号対干渉雑音電力比に基づいて決定すること、
を特徴とする付記３１に記載のプログラム。
（付記３３）
　前記メトリック計算処理は、前記所定のメトリックとして、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎に算出した前記信号対干渉雑音電力比の中の最小値を用いること、
を特徴とする付記３２に記載のプログラム。
（付記３４）
　前記メトリック計算処理は、前記所定のメトリックとして、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎に算出される前記信号対干渉雑音電力比と、前記無線端末毎、前記無線端末の送信レイヤ毎に指定された変調方式・符号化率において所定の誤り率を達成するために必要な信号対干渉雑音電力比との差分値の中の最小値を用いること、
を特徴とする付記３２に記載のプログラム。
（付記３５）
　前記メトリック計算処理は、前記所定のメトリックとして、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎の前記信号対干渉雑音電力比を用いて算出される、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎の瞬時伝送レートを、前記複数の無線端末の全てについて、及び、各前記無線端末の全ての送信レイヤについて合計した値を用いること、
を特徴とする付記３２に記載のプログラム。
（付記３６）
　前記メトリック計算処理は、前記所定のメトリックとして、前記信号対干渉雑音電力比を用いて算出される前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎に算出される瞬時伝送レートを、各前記無線端末の平均伝送レートで正規化し、
　さらに前記複数の無線端末の全てで合計した値を用いること
を特徴とする付記３２に記載のプログラム。
（付記３７）
　前記メトリック計算処理は、前記所定のメトリックを、前記無線端末のチャネル応答に算出した受信電力を前記複数の無線端末の全てに亘って合計した値に基づき決定すること、
を特徴とする付記３１に記載のプログラム。
（付記３８）
　前記メトリック計算処理、及び、前記第２ウェイト生成処理は、前記チャネル推定処理が出力する複数のビームに対応したチャネル応答の中で、受信レベルが予め定められた閾値に満たないチャネル応答は用いないこと、
を特徴とする付記３１に記載のプログラム。
（付記３９）
　前記チャネル推定処理から複数のビームに対応したチャネル応答を受け、受信レベルが予め定められた閾値に満たないチャネル応答を、信号を含まないチャネル応答に更新した上で、前記メトリック計算処理、及び、前記第２ウェイト生成処理に出力する雑音パス除去処理を、
　さらに前記コンピュータに実行させること、
を特徴とする付記３１乃至３８のいずれかに記載のプログラム。
（付記４０）
　前記ビーム選択処理は、前記メトリック計算処理で計算された前記所定のメトリックが最大となるビームを選択すること、
を特徴とする付記３３乃至３６のいずれかに記載のプログラム。
（付記４１）
　それぞれが少なくとも複数のアンテナと無線送受信処理を含む複数の分散ユニットに接続される集中制御ユニットの前記第１ウェイト乗算処理は、各々の前記分散ユニットで受信した無線信号毎に、前記第１ウェイトを乗算し、
　前記集中制御ユニットの前記メトリック計算処理は、前記複数の分散ユニットに渡るビームの組み合わせ毎に前記所定のメトリックを計算すること、
を特徴とする付記３１乃至４０のいずれかに記載のプログラム。
（付記４２）
　前記無線端末に対して無線リソースの割当てるスケジューリングを行うスケジューラ処理であって、
　前記スケジューラ処理は、前記メトリック計算処理で計算される使用するビームの組み合わせ毎のメトリックに基づきを用いて、スケジューリングを行う無線端末（同一の無線リソースを空間多重する無線端末）の組み合わせを決定するスケジューラ処理を、
　さらに前記コンピュータに実行させること、
を特徴とする付記３１乃至４１のいずれかに記載のプログラム。
１　無線通信システム
１０、２０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、７０　無線装置
３０－１～３０－Ｋ　無線端末（端末）
５０ａ－１～５０ａ－Ｊ、５０ｂ－１～５０ｂ－Ｊ、５０ｃ－１～５０ｃ－Ｊ　分散ユニット部
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ　集中制御ユニット部
１０１、２０３　第１ウェイト乗算部
１０２、２０４、２０４－１　チャネル推定部
１０３、２０５　メトリック計算部
１０４、２０６　ビーム選択部
１０５、２０７　第２ウェイト生成部
１０６、２０８　信号検出部
２０１－１～２０１－Ｎ、３０１－１～３０１－Ｍ　アンテナ
２０２　無線送受信部
２０４－２　雑音パス除去部
２１０　上りリンク物理レイヤ処理部
２２０　下りリンク物理レイヤ処理部
２３０　ＭＡＣスケジューラ部
３０１－１～３０－Ｍ　アンテナ
３０２　プリコーダ
４００　プロセッサ装置
４０１　プロセッサ
４０２　メモリ
４０３　通信インタフェース

Claims (14)

  1. 　複数のビームの各々に対応する第１ウェイトを有し、複数の無線端末から送信された参照信号に対応する受信信号に前記第１ウェイトを乗算した信号を生成する第１ウェイト乗算部と、
    　前記第１ウェイトを乗算した前記信号を用いて、前記複数のビームの各々に対するチャネル応答を前記無線端末毎に推定するチャネル推定部と、
    　前記複数の無線端末に対して前記無線端末毎に推定された前記チャネル応答を用いて、使用するビームの組み合わせ毎に、所定のメトリックを計算するメトリック計算部と、
    　前記複数の無線端末からそれぞれ送信される無線信号が空間多重された受信信号に対して、信号検出を行う際に使用するビームを、前記所定のメトリックに基づいて選択するビーム選択部と、
    　前記選択したビームに対応する前記チャネル応答を用いて、信号検出に用いる第２ウェイトを決定する第２ウェイト生成部と、
    　前記複数の無線端末からの前記無線信号が空間多重された前記受信信号に対して前記第２ウェイトを乗算して信号検出を行う信号検出部と、
    　を備える無線装置。
  2. 　前記メトリック計算部は、前記所定のメトリックを、前記使用するビームに対応する前記チャネル応答を用いて算出した、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎の信号対干渉雑音電力比に基づいて決定すること、
    を特徴とする請求項１に記載の無線装置。
  3. 　前記メトリック計算部は、前記所定のメトリックとして、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎に算出した前記信号対干渉雑音電力比の中の最小値を用いること、
    を特徴とする請求項２に記載の無線装置。
  4. 　前記メトリック計算部は、前記所定のメトリックとして、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎に算出される前記信号対干渉雑音電力比と、前記無線端末毎、前記無線端末の送信レイヤ毎に指定された変調方式・符号化率において所定の誤り率を達成するために必要な信号対干渉雑音電力比との差分値の中の最小値を用いること、
    を特徴とする請求項２に記載の無線装置。
  5. 　前記メトリック計算部は、前記所定のメトリックとして、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎の前記信号対干渉雑音電力比を用いて算出される、前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎の瞬時伝送レートを、前記複数の無線端末の全てについて、及び、各前記無線端末の全ての送信レイヤについて合計した値を用いること、
    を特徴とする請求項２に記載の無線装置。
  6. 　前記メトリック計算部は、前記所定のメトリックとして、前記信号対干渉雑音電力比を用いて算出される前記無線端末毎、且つ、前記無線端末の送信レイヤ毎に算出される瞬時伝送レートを、各前記無線端末の平均伝送レートで正規化し、
    　さらに前記複数の無線端末の全てで合計した値を用いること、
    を特徴とする請求項２に記載の無線装置。
  7. 　前記メトリック計算部は、前記所定のメトリックを、前記無線端末のチャネル応答に算出した受信電力を前記複数の無線端末の全てに亘って合計した値に基づき決定すること、
    を特徴とする請求項２に記載の無線装置。
  8. 　前記チャネル推定部から複数のビームに対応したチャネル応答を受け、受信レベルが予め定められた閾値に満たないチャネル応答を、信号を含まないチャネル応答に更新した上で、前記メトリック計算部、及び、前記第２ウェイト生成部に出力する雑音パス除去部をさらに備えたこと、
    を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無線装置。
  9. 　前記無線装置は、それぞれが少なくとも複数のアンテナと無線送受信部を含む複数の分散ユニットと、集中制御ユニットとを備え、
    　前記集中制御ユニットは、
    　少なくとも前記メトリック計算部と、前記第２ウェイト生成部と、前記信号検出部とを含み、
    　前記第１ウェイト乗算部は、各々の前記分散ユニットで受信した無線信号毎に、前記第１ウェイトを乗算し、
    　前記メトリック計算部は、前記複数の分散ユニットに渡るビームの組み合わせ毎に前記所定のメトリックを計算すること、
    を特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の無線装置。
  10. 　前記無線端末に対して無線リソースを割当てるスケジューリングを行うスケジューラ部をさらに備え、
    　前記スケジューラ部は、前記メトリック計算部で計算される使用するビームの組み合わせ毎のメトリックに基づき、スケジューリングを行う無線端末の組み合わせを決定すること、
    を特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の無線装置。
  11. 　前記ビーム選択部が選択するビームは、前記メトリック計算部で計算された前記所定のメトリックが最大となるビームを含むこと、
    を特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の無線装置。
  12. 　無線装置の無線通信方法であって、
    　複数のビームの各々に対応する第１ウェイトを有し、複数の無線端末から送信された参照信号に対応する受信信号に、前記第１ウェイトを乗算し、
    　前記第１ウェイトが乗算された信号を用いて、前記複数のビームの各々に対するチャネル応答を前記無線端末毎に推定し、
    　前記複数の無線端末に対して前記無線端末毎に推定された前記チャネル応答を用いて、使用するビームの組み合わせ毎に所定のメトリックを計算し、
    　前記複数の無線端末からそれぞれ送信される無線信号が空間多重された受信信号に対して信号検出を行う際に使用するビームを前記所定のメトリックに基づいて選択し、
    　前記選択したビームに対応する前記チャネル応答を用いて信号検出に用いる第２ウェイトを決定し、
    　前記複数の無線端末からの前記無線信号が空間多重された前記受信信号に対して前記第２ウェイトを乗算して信号検出を行うこと、
    を含む無線通信方法。
  13. 　複数のビームの各々に対応する第１ウェイトを有し、複数の無線端末から送信された参照信号に対応する受信信号に、前記第１ウェイトを乗算する処理と、
    　前記第１ウェイトが乗算された信号を用いて、前記複数のビームの各々に対するチャネル応答を前記無線端末毎に推定する処理と、
    　前記複数の無線端末に対して前記無線端末毎に推定された前記チャネル応答を用いて、使用するビームの組み合わせ毎に所定のメトリックを計算する処理と、
    　前記複数の無線端末からそれぞれ送信される無線信号が空間多重された受信信号に対して信号検出を行う際に使用するビームを前記所定のメトリックに基づいて選択する処理と、
    　前記選択したビームに対応する前記チャネル応答を用いて信号検出に用いる第２ウェイトを決定する処理と、
    　前記複数の無線端末からの前記無線信号が空間多重された前記受信信号に対して前記第２ウェイトを乗算して信号検出を行う処理と、
    　を無線装置を構成するコンピュータに実行させるプログラム。
  14. 　複数のビームの各々に対応する第１ウェイトを有し、複数の無線端末から送信された参照信号に対応する受信信号に、前記第１ウェイトを乗算する処理と、
    　前記第１ウェイトが乗算された信号を用いて、前記複数のビームの各々に対するチャネル応答を前記無線端末毎に推定する処理と、
    　前記複数の無線端末に対して前記無線端末毎に推定された前記チャネル応答を用いて、使用するビームの組み合わせ毎に所定のメトリックを計算する処理と、
    　前記複数の無線端末からそれぞれ送信される無線信号が空間多重された受信信号に対して信号検出を行う際に使用するビームを前記所定のメトリックに基づいて選択する処理と、
    　前記選択したビームに対応する前記チャネル応答を用いて信号検出に用いる第２ウェイトを決定する処理と、
    　前記複数の無線端末からの前記無線信号が空間多重された前記受信信号に対して前記第２ウェイトを乗算して信号検出を行う処理と、
    　をコンピュータに実行させるプログラムを記憶した記録媒体。
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