WO2020065818A1

WO2020065818A1 - 送信装置、受信装置および無線通信システム

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Publication number: WO2020065818A1
Application number: PCT/JP2018/035914
Authority: WO
Inventors: 健一郎蒲原; 文大長谷川; 西本　浩
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-04-02
Also published as: CN112740568A; WO2020067449A1; EP3859992A1; US20210211957A1; EP3859992A4; JPWO2020067449A1

Abstract

送信装置としての基地局（１）は、それぞれが複数のビームを形成可能な複数のアンテナ部（１８－１，１８－２）と、複数のアンテナ部が形成可能な各ビームを、各ビームを形成するアンテナ部に基づいてグループ分けする候補ビームグループ化部（１１）と、複数のアンテナ部が形成するビームの識別情報およびビームが属するグループを示すグループ情報を含む送信信号を生成し、生成した送信信号を送信信号に含まれるビームの識別情報に対応するビームを形成するアンテナ部へ出力する送信信号生成部（１５）と、を備える。

Description

送信装置、受信装置および無線通信システム

　本発明は、ビームを形成可能なアンテナを複数備えた送信装置、受信装置および無線通信システムに関する。

　無線通信システムに関する標準仕様である３ＧＰＰ（3rd　Generation　Partnership　Project）　Ｒｅｌｅａｓｅ　１６では、それぞれが独立にビームフォーミング可能であり、異なる送受信点に設置される複数のアレイアンテナを備えた送信局による無線通信サービスが検討されている。この無線通信サービスにおいて、アレイアンテナを用いて通信するには、送信局の各アレイアンテナと受信局の間でデータ伝送用の狭域高利得ビームを選択する必要がある。狭域高利得ビームとは、幅を狭めることにより利得が高められたビームである。

　非特許文献１で示されるように、受信局が初期アクセスを行いセルサーチが完了すると、１つのアレイアンテナからみた受信局の粗い方向が取得できる。すなわち、初期アクセスでは、送信局の複数のアレイアンテナの各々が、狭域高利得ビームよりも幅は広いが利得は低い粗ビームを全方向に向けて形成し、受信局は１つの粗ビームを選択して選択結果を送信局に通知する。これにより、送信局は、通知された粗ビームを形成するアレイアンテナから見た受信局の粗い方向が分かる。

"Initial　Access,　Mobility,　and　User-Centric　Multi-Beam　Operation　in　5G　New　Radio",　IEEE　Communications　Magazine,　March　2018

　上述したように、複数のアレイアンテナを用いて通信するには、送信局の各アレイアンテナと受信局の間でデータ伝送用の狭域高利得ビームを選択する必要がある。また、従来のセルサーチでは、送信局は、通知された粗ビームを形成する１つのアレイアンテナから見た受信局の方向が分かる。そのため、狭域高利得ビームを選択する処理において、送信局は、通知された粗ビームを形成するアレイアンテナについては、通知された粗ビームがカバーする方向にのみ狭域高利得ビームを形成すればよい。しかし、その他のアレイアンテナから見た受信局の方向は分からないため、送信局は、その他のアレイアンテナについては、狭域高利得ビームを全方向に向けて形成し、その中から使用する狭域高利得ビームを受信局が選択する必要がある。よって、使用するアレイアンテナの数の増大に伴い、送信局がデータ伝送で使用する狭域高利得ビームを選択するためのコスト、すなわち、処理負荷および処理の所要時間が増大するという問題があった。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、使用するビームを選択する際の処理負荷および処理の所要時間を抑制することが可能な送信装置を得ることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる送信装置は、それぞれが複数のビームを形成可能な複数のアンテナ部と、複数のアンテナ部が形成可能な各ビームを、各ビームを形成するアンテナ部に基づいてグループ分けするグループ化部と、を備える。また、送信装置は、複数のアンテナ部が形成するビームの識別情報およびビームが属するグループを示すグループ情報を含む送信信号を生成し、生成した送信信号を送信信号に含まれるビームの識別情報に対応するビームを形成するアンテナ部へ出力する送信信号生成部を備える。

　本発明にかかる送信装置は、使用するビームを選択する際の処理負荷および処理の所要時間を抑制することができる、という効果を奏する。

本発明にかかる無線通信システムの構成例を示す図実施の形態１にかかる基地局の構成例を示す図実施の形態１にかかる基地局がＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔを送信する動作の一例を示すフローチャート実施の形態１にかかる基地局がＣＳＩ－ＲＳを送信する動作の一例を示すフローチャート実施の形態２にかかる基地局の構成例を示す図実施の形態３にかかる基地局の構成例を示す図実施の形態３にかかる基地局がＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔを送信する動作の一例を示すフローチャート実施の形態３にかかる基地局がＣＳＩ－ＲＳを送信する動作の一例を示すフローチャート実施の形態４にかかる基地局の構成例を示す図実施の形態５にかかる移動局の構成例を示す図実施の形態５にかかる移動局の動作の一例を示すフローチャート実施の形態６にかかる無線通信システムにおけるビームマネージメント動作の一例を示すシーケンス図本発明にかかる基地局が、ビームのグループ分けの結果を移動局へ通知する方法の第１の例を説明するための図本発明にかかる基地局が、ビームのグループ分けの結果を移動局へ通知する方法の第１の例を説明するための図本発明にかかる基地局が、ビームのグループ分けの結果を移動局へ通知する方法の第２の例を説明するための図本発明にかかる基地局が、ビームのグループ分けの結果を移動局へ通知する方法の第２の例を説明するための図本発明にかかる基地局が、ビームのグループ分けの結果を移動局へ通知する方法の第３の例を説明するための図１つの基地局が１つのアレイアンテナを備える構成の場合の環境を模式的に示す図１つの基地局が２つのアレイアンテナを備える構成の場合の環境を模式的に示す図移動局によるビームの選択結果の一例を示す図本発明にかかる基地局が備えるアンテナの設置方法の第１の例を示す図本発明にかかる基地局が備えるアンテナの設置方法の第２の例を示す図本発明にかかる基地局が備えるアンテナの設置方法の第３の例を示す図本発明にかかる基地局の各部を実現する処理回路の第１の例を示す図本発明にかかる基地局の各部を実現する処理回路の第２の例を示す図

　以下に、本発明の実施の形態にかかる送信装置、受信装置および無線通信システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
　図１は、本発明にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。図１に示したように、本発明にかかる無線通信システム１００は、基地局１および移動局２を含んで構成される。説明を簡単化するため、図１では、無線通信システム１００を構成する基地局１および移動局２をそれぞれ１台とする例を示したが、一般的に、無線通信システム１００を構成する基地局１は複数であり、複数の基地局１のそれぞれは１台以上の移動局２と通信を行う。

　本発明にかかる基地局１は、それぞれが複数のビームを形成可能な複数のアレイアンテナを備え、各アレイアンテナは、任意の方向に位置する通信相手の移動局に向けてビームを形成可能である。本実施の形態では、基地局１が備える各アレイアンテナの設置位置はそれぞれ異なるものとする。なお、無線通信システム１００において、基地局１が移動局２に向けてデータなどを送信する場合は基地局１が送信装置、移動局２が受信装置となる。これとは逆に、移動局２が基地局１に向けてデータを送信する場合は移動局２が送信装置、基地局１が受信装置となる。

　本実施の形態では、無線通信システム１００を構成する基地局１の動作について説明する。なお、後述する各実施の形態で説明する基地局および移動局も図１に示した無線通信システム１００を構成する。

　図２は、実施の形態１にかかる基地局１の構成例を示す図である。実施の形態１にかかる基地局１は、候補ビームグループ化部１１と、記憶部１２と、ビーム設定部１３と、ビーム情報生成部１４と、送信信号生成部１５と、フィードバック情報抽出部１６と、受信信号生成部１７と、アンテナ部１８－１およびアンテナ部１８－２と、を備える。アンテナ部１８－１とアンテナ部１８－２の構成は同一である。アンテナ部１８－１およびアンテナ部１８－２は、それぞれ、ビーム制御部８１、無線送信制御部８２、信号送信部８３、信号受信部８４および無線受信制御部８５を備える。アンテナ部１８－１およびアンテナ部１８－２のそれぞれが備える信号送信部８３および信号受信部８４は、信号処理回路およびアレイアンテナで実現される。以下の説明では、アンテナ部１８－１とアンテナ部１８－２を区別する必要が無い場合、これらをアンテナ部１８と記載する。

　図２では、基地局１が２つのアンテナ部１８を備える場合の構成について示したが、アンテナ部１８の数は３以上であってもよい。後述する各実施の形態の基地局が備えるアンテナ部の数も同様とする。複数のアンテナ部１８のそれぞれは、アレイアンテナを含む。アレイアンテナは、パネルに複数のアンテナ素子が設けられた構造である。一般的な無線通信システムでは、１つの基地局に繋がれた複数のアレイアンテナのセルＩＤ（Identifier）は同一である。すなわち、１つの基地局に繋がれた複数のアレイアンテナのそれぞれが形成する各ビームによって１つのセルがカバーされる。本実施の形態にかかる基地局１も同様であり、アンテナ部１８－１に対応するセルＩＤとアンテナ部１８－２に対応するセルＩＤは同一であるものとする。

　候補ビームグループ化部１１は、ビーム制御部８１より候補ビームの情報を読み出し、読み出した情報が示す候補ビームをグループ分けし、グループ分けの結果を記憶部１２に保存する。候補ビームとは、ビーム制御部８１を備えるアンテナ部１８が形成可能なビームである。グループ分けは、１つのアンテナ部１８に対して１つのグループを作成してもよいし、複数のアンテナ部１８に対して１つのグループを作成してもよい。１つのアンテナ部１８に対して１つのグループを作成する場合、１つのアンテナ部１８で形成可能な各ビームは同じグループに属することになり、基地局１が備えるアンテナ部１８の数と同じ数のグループが作成される。また、候補ビームグループ化部１１は、後述するフィードバック情報抽出部１６が記憶部１２に保存する、移動局２からフィードバックされる情報に基づいてグループを作成してもよい。候補ビームグループ化部１１がビームをグループに分ける方法の具体例については別途説明するが、候補ビームグループ化部１１は、各ビームを形成するアンテナ部１８に基づいて、すなわち、各ビームをどのアンテナ部１８が形成するのかに基づいて、グループ化を行う。候補ビームグループ化部１１は、複数のアンテナ部１８が形成可能な各ビームを、各ビームを形成するアンテナ部１８に基づいてグループ分けするグループ化部である。

　ビーム設定部１３は、記憶部１２が保持している、候補となるビームの情報が示すビームの中から、送信するビームを選択する。ビーム設定部１３は、送信するビームを選択後、選択したビームである選択ビームを示す情報（以下、「選択ビーム情報」と称する）をビーム制御部８１に出力するとともに、選択ビームが属するグループを示すグループ情報（以下、「選択ビームのグループ情報」と称する）および選択ビーム情報をビーム情報生成部１４に出力する。

　ビーム情報生成部１４は、ビーム設定部１３から受け取った選択ビームのグループ情報および選択ビーム情報に対応するビーム情報を生成し、送信信号生成部１５へ出力する。ビーム情報生成部１４は、例えば、候補ビームグループ化部１１により作成されたグループごとにＩＤを割り当て、選択ビーム情報と、選択ビームが属するグループのグループＩＤとを含むビーム情報を生成する。また、ビーム情報生成部１４は、時分割多重方式、周波数分割多重方式、符号分割方式、空間分割多重方式、またはこれら２つ以上の組合せを用いて、移動局２側でビームのグループが区別できるように事前に決定したリソース割当に対応する送信モード情報を生成してこれをビーム情報としてもよい。すなわち、ビーム情報生成部１４が生成するビーム情報は、ビーム設定部１３が選択したビームである選択ビームと、選択ビームが属するグループとを示す情報である。

　送信信号生成部１５は、ビーム情報生成部１４が生成したビーム情報を含むベースバンド送信信号を生成し、ビーム情報が示す選択ビームに対応するアンテナ部１８の信号送信部８３へ出力する。ビーム情報が示す選択ビームに対応するアンテナ部１８とは、選択ビームを形成するアンテナ部１８である。

　ビーム制御部８１は、形成可能なビームのビームＩＤなど、候補ビームに関する情報を候補ビームグループ化部１１へ出力する。また、ビーム制御部８１はビーム設定部１３が選択したビームを示す選択ビーム情報にしたがい、無線送信制御部８２および無線受信制御部８５に対して、選択ビームに対応する各素子の位相および振幅ウエイトを示す情報を出力する。

　無線送信制御部８２は、ビーム制御部８１から入力される、位相および振幅ウエイトを示す情報に基づき、信号送信部８３が信号を送信するタイミング、信号送信部８３が送信する信号の振幅、位相などを制御する。

　信号送信部８３は、送信信号生成部１５から受け取ったベースバンド送信信号を無線信号に変換して送信する。すなわち、信号送信部８３は、送信信号生成部１５から受け取ったベースバンド送信信号を、無線送信制御部８２による制御に基づいて、所定のキャリア周波数からなる高周波の無線信号に変換し、無線信号を送信する。ベースバンド送信信号を高周波の無線信号に変換する処理は信号処理回路が行い、無線信号の送信はアレイアンテナが行う。

　無線受信制御部８５は、ビーム制御部８１から入力される、位相および振幅ウエイトを示す情報に基づき、信号受信部８４における受信処理を制御する。

　信号受信部８４は、移動局２が送信した無線信号を受信する。すなわち、信号受信部８４は、所定のキャリア周波数からなる高周波の無線信号を受信し、無線受信制御部８５による制御に基づいて、高周波の無線信号をベースバンドの受信信号に変換し、受信信号生成部１７へ出力する。高周波の無線信号の受信はアレイアンテナが行い、無線信号をベースバンドの受信信号に変換する処理は信号処理回路が行う。

　受信信号生成部１７は、信号受信部８４から受け取った信号に対し、同期処理およびフーリエ変換といった各種処理を行って受信信号を生成し、フィードバック情報抽出部１６へ出力する。

　フィードバック情報抽出部１６は、受信信号生成部１７より受けた受信信号から、移動局２からフィードバックされた情報を抽出し、記憶部１２へ出力する。フィードバック情報抽出部１６が受信信号から抽出する情報であるフィードバック情報は、移動局２が選択したビームを示す情報であってもよいし、移動局２の位置情報でもよい。また、３ＧＰＰで規定されるＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔで報告される情報をフィードバック情報としてもよい。

　記憶部１２は、候補ビームの情報、候補ビームグループ化部１１が作成するグループ情報、および、フィードバック情報抽出部１６が受信信号から抽出するフィードバック情報を保持する。

　つづいて、基地局１の動作について説明する。なお、以下では、３ＧＰＰに対応する無線通信システムにおいて同期信号として用いられるＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔ（Synchronization　Signal　burst　set）内のＳＳＢ（Synchronization　Signal　Block）の送信、および、初期同期後の狭域高利得ビームの選択などに用いられるＣＳＩ－ＲＳ（Channel　State　Information-Reference　Signal）の送信を例に説明するが、本発明はこれらに限られるものではない。

　図３は、実施の形態１にかかる基地局１がＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔを送信する動作の一例を示すフローチャートである。基地局１は、図３に示したフローチャートに従い、異なるビーム形成を適用して複数のＳＳＢを時分割多重で周期的に送信する。

　基地局１は、ＳＳＢを送信する各候補ビームをグループ化し、グループ化の結果を記憶部１２に保存する（ステップＳ１１）。すなわち、基地局１は、ＳＳＢを送信する各候補ビームをグループ化した後、各候補ビームの情報を、各候補ビームが属するグループの情報と対応付けて記憶部１２に保存する。ここでは、説明の簡単化のため、グループ分けの一例として、アンテナ部１８－１が形成可能な各ビームがグループＧ１に属し、アンテナ部１８－２が形成可能な各ビームがグループＧ２に属するものとする。候補ビームのグループ分けは、候補ビームグループ化部１１が行う。

　次に、基地局１は、送信するビームを候補ビームの中から選択する（ステップＳ１２）。次に、基地局１は、選択したビームを示す情報および選択したビームが属するグループを示す情報を含むビーム情報を生成し（ステップＳ１３）、ＳＳＢを生成する（ステップＳ１４）。具体的には、基地局１は、ＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘと、送信するビームが属するグループを示すグループ情報とを、ＳＳＢ内の物理報知チャネル（ＰＢＣＨ：Physical　Broadcast　CHannel）に含めて、ＳＳＢを生成する。または、基地局１は、送信するビームおよびビームが属するグループを移動局２が特定できるようなリソースの割当情報をＰＢＣＨに含めたＳＳＢを生成する。なお、ＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘは、基地局１が送信するビームと一対一に対応する。移動局２では、ビームが属するグループおよびＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘを把握できれば、どのグループのどのビームが基地局１から送信されたか分かる。

　次に、基地局１は、ステップＳ１２で選択したビームを使用して、ステップＳ１４で生成したＳＳＢを送信する（ステップＳ１５）。基地局１は、全てのＳＳＢの送信が完了するまで、ステップＳ１２でのビームの選択からステップＳ１５でのＳＳＢの送信までを、ＳＳＢ送信周期内で重複がないように繰り返す。具体的には、基地局１は、ステップＳ１５でＳＳＢを送信後、全てのＳＳＢの送信が完了したか、すなわち、全ての候補ビームを使用してＳＳＢを送信したか確認する（ステップＳ１６）。全ての候補ビームを使用したＳＳＢの送信が完了していない場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、基地局１は、ステップＳ１２に戻って動作を継続し、全ての候補ビームを使用したＳＳＢの送信が完了した場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、基地局１は動作を終了する。

　図３に示した動作を基地局１が行いＳＳＢを移動局２へ送信することにより、すなわち、基地局１が、ビームを送信する際に、送信するビームが属するグループの情報を移動局２へ送信することにより、移動局２は、グループ分けを考慮してビームを選択することが可能となる。上記の例では、異なる位置に設置された２つのアレイアンテナのどちらから送信されたＳＳＢかを考慮して、移動局２がビームを選択することが可能となる。

　一般的に、無線通信システムにおいて、基地局は、まず、広域低利得なビームを使用してＳＳＢを送信し、移動局からフィードバックされる情報に基づいて、移動局の粗い方向を取得し、次に、ＣＳＩ－ＲＳを用いたビームサーチを行い、データ伝送用の高利得な狭域ビームを決定する。基地局は、ＳＳＢを送信後、このＳＳＢを受信した移動局からフィードバック情報を受信した場合、このＳＳＢの送信に用いたビームの送信方向に移動局が存在すると判断する。本実施の形態にかかる基地局１が図３に示したフローチャートに従った動作においてＳＳＢを送信するビームも広域低利得なビームである。基地局１がＳＳＢを送信するビームは第１のビームである。

　基地局１は、図３に示したフローチャートに従ってＳＳＢを送信し、その結果、移動局２を検出した場合、すなわち、移動局２が存在する粗い方向の情報が得られた場合、検出した移動局２に対して、ビーム形成を適用したＣＳＩ－ＲＳを送信する。このとき、基地局１は、周期的もしくは非周期的に、時間および周波数で定義されるリソースにＣＳＩ－ＲＳを配置し、符号分割多重および空間分割多重の一方または双方を適用して送信する。ＣＳＩ－ＲＳは、移動局２のモビリティ対応、データ伝送用の高精度なビームの決定などの目的で送信される。図４は、実施の形態１にかかる基地局１がＣＳＩ－ＲＳを送信する動作の一例を示すフローチャートである。

　基地局１は、移動局２からビームの測定結果を示すフィードバック情報を受信したか否かを確認する（ステップＳ２１）。ビームの測定結果とは、例えば、移動局２が受信できたビームの識別情報である。ビームの測定結果は、移動局２が受信できたビームの識別情報と、各ビームの受信レベルの情報とを含んでもよい。ここでは、フィードバック情報が、移動局２によるビーム測定結果を基地局１に通知するためのＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔであるものとする。なお、基地局１は、空間フィルタなどを用いて同時に複数のビームを受信できる移動局２に対して、ＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔの際にグループ毎にビームレポートを実施するｇｒｏｕｐＢａｓｅｄＢｅａｍＲｅｐｏｒｔｉｎｇの実施を指示してもよい。

　基地局１は、ＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔを受信した場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、フィードバック情報、すなわち、ビームの測定結果をＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔから抽出し、記憶部１２へ保存する（ステップＳ２２）。次に、基地局１は、候補ビームをグループ化し、グループ化の結果を記憶部１２に保存する（ステップＳ２３）。すなわち、基地局１は、各候補ビームをグループ化した後、各候補ビームの情報を、各候補ビームが属するグループの情報と対応付けて記憶部１２に保存する。ここでの候補ビームは、ＣＳＩ－ＲＳの送信で使用するビームの候補である。また、ＣＳＩ－ＲＳの送信で使用するビームは、高利得な狭域ビームである。基地局１がＣＳＩ－ＲＳを送信するビームは第２のビームである。ＣＳＩ－ＲＳの送信で使用するビームの候補は、基地局１が形成可能な全ての狭域高利得ビームのうち、記憶部１２が保持しているフィードバック情報に対応するビームである。フィードバック情報に対応するビームとは、例えば、フィードバック情報の送信元の移動局２が存在する方向を含む一定範囲内に向けて形成される狭域高利得ビームである。フィードバック情報の送信元の移動局２が存在する方向を含む一定範囲は、移動局２がＳＳＢを受信したときの広域低利得ビームがカバーする範囲としてもよい。基地局１は、候補ビームをグループ化する必要が無い場合、ステップＳ２３の処理を省略してもよい。候補ビームをグループ化する必要が無い場合とは、例えば、候補ビームが既にグループ化されており、かつ、移動局２から受信したフィードバック情報が前回受信したフィードバック情報と同じ場合である。

　一方、基地局１は、ＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔを受信しない場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、記憶部１２に保存されている情報が示す各候補ビームをグループ化し、各候補ビームの情報を、各候補ビームが属するグループの情報と対応付けて記憶部１２に保存する（ステップＳ２３）。このとき、基地局１は、候補ビームをグループ化する必要が無い場合、グループ化する処理を省略してもよい。候補ビームをグループ化する必要が無い場合とは、例えば、候補ビームが既にグループ化されており、かつ、候補ビームのグループ化を最後に行ってからの経過時間が予め定められた時間以下の場合である。

　次に、基地局１は、記憶部１２に保存された情報、具体的には、移動局２と対応するＳＳＢまたはＣＳＩ－ＲＳの送信に用いたビームの方向を示す情報に基づいて、ＣＳＩ－ＲＳを送信するビームを選択する（ステップＳ２４）。ＣＳＩ－ＲＳを送信するビーム（以下、「ＣＳＩ－ＲＳの送信用ビーム」とする）は、ＳＳＢを送信するビームよりも幅が狭い狭域ビームである。基地局１は、ＣＳＩ－ＲＳを送信する移動局に対して過去にＣＳＩ－ＲＳを送信したことが無い場合、ＳＳＢの送信に用いたビーム、すなわち、移動局２がＳＳＢを受信したときに用いていたビームの方向を示す情報に基づいて、ＣＳＩ－ＲＳの送信用ビームを選択する。例えば、基地局１は、移動局２がＳＳＢを受信したときに用いていたビームの方向を含む一定範囲内に向けて形成されるビームの中の１つを選択する。移動局２がＳＳＢを受信したときに用いていたビームは複数の場合がある。また、基地局１は、ＣＳＩ－ＲＳを送信する移動局に対して過去にＣＳＩ－ＲＳを送信したことがある場合、移動局２がＣＳＩ－ＲＳを受信したときに用いていたビームの方向を示す情報に基づいて、ＣＳＩ－ＲＳの送信用ビームを選択する。例えば、基地局１は、移動局２がＣＳＩ－ＲＳを前回受信したときに用いていたビームの方向を含む一定範囲内に向けて形成されるビームの中の１つを選択する。移動局２がＣＳＩ－ＲＳを受信したときに用いていたビームは複数の場合がある。なお、移動局２がＳＳＢを受信したときに用いていたビーム、および、移動局２がＣＳＩ－ＲＳを受信したときに用いていたビームは、移動局２が送信するフィードバック情報により基地局１に通知される。

　次に、基地局１は、ステップＳ２４で選択したビームである選択ビームおよび選択ビームが属するグループを示すビーム情報を生成し（ステップＳ２５）、ＣＳＩ－ＲＳを生成する（ステップＳ２６）。具体的には、基地局１は、選択ビームが属するグループの情報と、ＣＳＩ－ＲＳと選択ビームとを一対一に対応付けるＣＳＩ－ＲＳ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ（ＣＲＩ）とを含めて、ＣＳＩ－ＲＳを生成する。または、基地局１は、選択ビームが属するグループ、および、ＣＳＩ－ＲＳと選択ビームとを一対一に対応付けるＣＲＩを移動局２が特定できるようなリソース割当情報を含めて、ＣＳＩ－ＲＳを生成する。なお、基地局１は、上記の、選択ビームが属するグループの情報およびＣＲＩ、または、リソース割り当ての結果を、３ＧＰＰで用いられるＤＣＩ（Downlink　Control　Information）にて事前に移動局２へ通知し、これらの情報を含めずにＣＳＩ－ＲＳを生成してもよい。

　次に、基地局１は、選択ビームを使用して、ステップＳ２６で生成したＣＳＩ－ＲＳを送信する（ステップＳ２７）。基地局１は、送信が必要な全てのＣＳＩ－ＲＳについての送信が完了するまで、ステップＳ２４でのビームの選択からステップＳ２７でのＣＳＩ－ＲＳの送信までを、繰り返す。具体的には、基地局１は、ステップＳ２７でＣＳＩ－ＲＳを送信後、必要な全てのＣＳＩ－ＲＳの送信が完了したか確認する（ステップＳ２８）。必要な全てのＣＳＩ－ＲＳの送信とは、上記のステップＳ２４で選択対象となり得るビームのそれぞれを使用したＣＳＩ－ＲＳの送信である。例えば、ステップＳ２４において、基地局１が、移動局２がＳＳＢを受信したときに用いていたビームの方向を含む一定範囲内に向けて形成されるビームの中の１つを選択することとした場合、基地局１は、ステップＳ２８では、一定範囲内に向けて形成される全てのビームを用いてＣＳＩ－ＲＳを送信したかを確認する。

　必要な全てのＣＳＩ－ＲＳの送信が完了していない場合、すなわち、ステップＳ２４で選択対象となるビームの中にＣＳＩ－ＲＳを送信していないビームが存在する場合（ステップＳ２８：Ｎｏ）、基地局１は、ステップＳ２４に戻って動作を継続し、必要な全てのＣＳＩ－ＲＳの送信が完了した場合（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、基地局１は動作を終了する。

　図４に示したフローチャートに従って基地局１がＣＳＩ－ＲＳを送信することにより、移動局２は候補ビームのグループ分けを考慮してＣＳＩ－ＲＳによるビーム選択を実施できる。そのため、基地局１は各移動局２と対応するデータ伝送用の狭域高利得な候補ビームを、グループ毎に取得できる。

　移動局２の動作の詳細については別の実施の形態において説明するが、移動局２は、ＳＳＢを受信すると、ＳＳＢを受信したビームが属するグループの情報を保持する。基地局１が、図３に示したフローチャートに従った動作を行い、候補ビームの全てを用いたＳＳＢの送信が完了すると、移動局２は、ＳＳＢを受信することができたビームの中から、基地局１にフィードバックするビームを選択する。このとき、移動局２は、所属するグループが異なる１つ以上のビームを選択する。例えば、移動局２は、ビームｂ１１～ｂ１４およびビームｂ２３～ｂ２５でＳＳＢを受信し、ビームｂ１１～ｂ１４が第１グループに属し、ビームｂ２３～ｂ２５が第２グループに属する場合、ビームｂ１１～ｂ１４の中の１つのビームと、ビームｂ２３～ｂ２５の中の１つのビームとを選択する。そして、移動局２は、選択した２つのビームの情報を基地局１へフィードバックする。この場合、基地局１は、フィードバックされた２つのビームを形成するアンテナ部１８から見た移動局２の方向を把握できる。

　以上のように、本実施の形態にかかる基地局１は、複数のアンテナ部１８を備え、アンテナ部１８で形成可能な各ビームをグループに分け、ＳＳＢおよびＣＳＩ－ＲＳを送信する場合、使用するビームが属するグループの情報を一緒に送信する。これにより、移動局２は、ビームが属するグループを考慮して、ビームを選択することが可能となる。そのため、基地局１は、例えば、ビームをグループに分ける際に、同じアンテナ部１８で形成されるビームを同じグループとし、セルサーチ直後のＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔなどを使用して、各グループから選択した受信可能なビームの情報を移動局２からフィードバックさせることで、２つ以上のアンテナ部１８から見た移動局２の粗い方向が把握可能となる。この結果、基地局１は、データ伝送で使用する狭域高利得なビームを決定する際に、２つ以上のアンテナ部１８から見た移動局２の粗い方向のそれぞれに向けて、狭域高利得なビームの候補を形成すればよく、狭域高利得ビームを選択する際の処理負荷を抑制できる。また、基地局１は、狭域高利得ビームを選択するための処理を開始してから処理が完了するまでの所要時間を抑制できる。基地局１は、データ伝送で使用する狭域高利得なビームを決定する際に、２つ以上のアンテナ部１８から見た移動局２の粗い方向のそれぞれについて、移動局２の粗い方向を含む一定範囲内に向けて狭域高利得なビームの候補を形成するようにしてもよい。

実施の形態２．
　図５は、実施の形態２にかかる基地局の構成例を示す図である。実施の形態２にかかる基地局１ａは、実施の形態１にかかる基地局１のアンテナ部１８－１および１８－２をアンテナ部１８ａ－１および１８ａ－２に置き換え、ビーム制御部１９を追加した構成である。アンテナ部１８ａ－１，１８ａ－２およびビーム制御部１９を除く基地局１ａの各構成要素は、基地局１の同じ符号が付された各構成要素と同一であるため、説明を省略する。

　アンテナ部１８ａ－１とアンテナ部１８ａ－２の構成は同一である。以下の説明では、アンテナ部１８ａ－１とアンテナ部１８ａ－２を区別する必要が無い場合、これらをアンテナ部１８ａと記載する。

　各アンテナ部１８ａは、無線送信制御部８２、信号送信部８３、信号受信部８４および無線受信制御部８５を備える。これらの各部は、実施の形態１にかかる基地局１が備えるアンテナ部１８の無線送信制御部８２、信号送信部８３、信号受信部８４および無線受信制御部８５と同一である。すなわち、アンテナ部１８ａは、アンテナ部１８からビーム制御部８１を削除した構成である。

　ビーム制御部１９は、各アンテナ部１８ａがビームを形成する動作を一括制御する。具体的には、ビーム制御部１９は、各アンテナ部１８ａが形成可能なビームのビームＩＤなど、候補ビームに関する情報を候補ビームグループ化部１１へ出力する。また、ビーム制御部１９は、ビーム設定部１３が選択したビームを示す選択ビーム情報にしたがい、各アンテナ部１８ａの無線送信制御部８２および無線受信制御部８５に対して、選択ビームに対応する各素子の位相および振幅ウエイトを示す情報を出力する。

　基地局１ａの動作は、実施の形態１にかかる基地局１と同様である。そのため、基地局１ａの動作の説明は省略する。

　以上のように、本実施の形態にかかる基地局１ａは、複数のアンテナ部１８ａのビーム制御を、アンテナ部１８ａの外部で一括制御する装置構成である。１つのビーム制御部１９が各アンテナ部１８ａのビーム制御を一括で行う構成とすることで、ビーム制御部１９から候補ビームグループ化部１１およびビーム設定部１３へのインターフェースをそれぞれ１つにまとめることが可能である。そのため、回路規模を抑制することができ、アンテナ部１８ａの数が多い場合ほど、回路規模を効果的に抑制することができる。

実施の形態３．
　図６は、実施の形態３にかかる基地局の構成例を示す図である。図６では、上位層の処理部も含めた基地局の構成を示す。本実施の形態では、アンテナ部の構成が変化する場合も想定した基地局について説明する。なお、上位層の処理部を含む構成は本実施の形態に限らず、実施の形態１および２で説明した基地局にも適用可能である。

　実施の形態３にかかる基地局１ｂは、候補ビームグループ化部１１ｂと、記憶部１２と、ビーム設定部１３ｂと、ビーム情報生成部１４と、送信信号生成部１５ｂと、フィードバック情報抽出部１６と、受信信号生成部１７ｂと、アンテナ部１８ｂ－１および１８ｂ－２と、上位層処理部４１と、送信制御部４２と、ウエイト生成部４３と、アンテナマッピング部４４と、アンテナデマッピング部４５と、受信制御部４６とを備える。基地局１ｂの記憶部１２、ビーム情報生成部１４およびフィードバック情報抽出部１６は、実施の形態１にかかる基地局１の記憶部１２、ビーム情報生成部１４およびフィードバック情報抽出部１６と同一である。ただし、基地局１ｂの記憶部１２が保持するデータは基地局１の記憶部１２が保持するデータと一部異なる。基地局１ｂのビーム情報生成部１４およびフィードバック情報抽出部１６についての説明は省略する。

　アンテナ部１８ｂ－１とアンテナ部１８ｂ－２の構成は同一である。以下の説明では、アンテナ部１８ｂ－１とアンテナ部１８ｂ－２を区別する必要が無い場合、これらをアンテナ部１８ｂと記載する。

　各アンテナ部１８ｂは、複数のアンテナポート部８０を備える。各アンテナポート部８０は、無線送信制御部８２ｂ、信号送信部８３、信号受信部８４および無線受信制御部８５ｂを備える。信号送信部８３および信号受信部８４は、実施の形態１にかかる基地局１が備えるアンテナ部１８の信号送信部８３および信号受信部８４と同一である。

　上位層処理部４１は、無線リソース制御（ＲＲＣ：Radio　Resource　Control）などの上位層の処理を行い、上位層の処理結果に基づいて、送信制御部４２、受信制御部４６および候補ビームグループ化部１１を制御する。また、上位層処理部４１は、記憶部１２に保存された移動局２のフィードバック情報を無線リソースの制御に反映し、反映結果を記憶部１２に保存してもよい。一例としては、上位層処理部４１が、記憶部１２が保持しているＳＳＢと移動局２との対応関係を示す情報、または、ＣＳＩ－ＲＳと移動局２との対応関係を示す情報を用いて、移動局２へのＣＳＩ－ＲＳの送信に用いるビームの候補を生成し、生成した候補の情報を記憶部１２に保存する。

　送信制御部４２は、上位層処理部４１から入力される、ダウンリンクのスケジューリング情報および制御情報と、ビーム設定部１３から得られる選択ビーム情報とに基づき、候補ビームグループ化部１１、ビーム設定部１３、ウエイト生成部４３、送信信号生成部１５、アンテナマッピング部４４、および、アンテナ部１８ｂの各アンテナポート部８０が備える無線送信制御部８２を制御する。

　候補ビームグループ化部１１ｂは、上位層処理部４１および送信制御部４２からの入力信号に基づき、記憶部１２が保持している情報が示す候補ビームをグループ化し、グループ化の結果を記憶部１２へ保存する。一例として、候補ビームグループ化部１１ｂは、上位層処理部４１より入力されるグループ化の必要性の有無を示す情報、複数のアンテナ部１８ｂの設置位置の情報、および、各アンテナ部１８ｂがオン状態なのかオフ状態なのかを示す情報の中の１つ以上を用いて、候補ビームをグループ分けする。また、候補ビームグループ化部１１ｂは、送信制御部４２より入力される、送信対象の移動局２の情報に基づいて候補ビームをグループ分けしてもよい。

　ビーム設定部１３ｂは、送信制御部４２からの入力信号に基づき、記憶部１２が保持している、候補ビームの情報が示すビームの中から、送信するビームを選択し、選択結果を送信制御部４２、ウエイト生成部４３およびビーム情報生成部１４へ出力する。ビーム設定部１３ｂは、送信制御部４２より入力される、送信対象の移動局２の情報、使用可能なアンテナ部の情報などに基づいて送信ビームを選択してもよい。

　ウエイト生成部４３は、送信信号生成部１５ｂが送信信号を生成する際に使用するウエイトを生成する。具体的には、ウエイト生成部４３は、送信制御部４２からの入力信号に基づき、ビーム設定部１３ｂが選択したビームである選択ビームに対応するウエイトを生成し、送信信号生成部１５ｂへ出力する。

　送信信号生成部１５ｂは、送信制御部４２からの入力信号に基づき、ビーム情報生成部１４が生成したビーム情報を含むベースバンド送信信号を生成し、生成したベースバンド送信信号に対してウエイト生成部４３から入力されたウエイトを適用後、アンテナマッピング部４４へ出力する。

　アンテナマッピング部４４は、送信信号生成部１５ｂからの入力信号を、送信制御部４２からの入力信号が示すアンテナポート部８０の信号送信部８３へ出力する。

　各アンテナポート部８０の無線送信制御部８２ｂは、送信制御部４２からの入力信号に基づき、信号送信部８３が信号を送信するタイミングの制御などを行う。

　信号送信部８３は、アンテナマッピング部４４から受け取ったベースバンド送信信号を、無線送信制御部８２ｂからの入力信号に基づき、所定のキャリア周波数からなる高周波の無線信号に変換して送信する。

　受信制御部４６は、上位層処理部４１から入力される、アップリンクのスケジューリング情報や制御情報に基づき、アンテナ部１８ｂの各アンテナポート部８０が備える無線受信制御部８５と、アンテナデマッピング部４５と、受信信号生成部１７ｂとを制御する。

　各アンテナポート部８０の無線受信制御部８５ｂは、受信制御部４６からの入力信号に基づき、信号受信部８４における受信処理を制御する。

　信号受信部８４は、所定のキャリア周波数からなる高周波の無線信号を受信し、無線受信制御部８５ｂからの入力信号に基づき、高周波の受信信号をベースバンドの受信信号に変換し、アンテナデマッピング部４５へ出力する。

　アンテナデマッピング部４５は、受信制御部４６からの入力信号が示すアンテナポート部８０を選択し、選択した信号受信部８４から入力される信号を受信信号生成部１７ｂへ出力する。

　受信信号生成部１７ｂは、受信制御部４６からの入力信号に基づき、アンテナデマッピング部４５から受け取ったベースバンド信号に対し、同期処理およびフーリエ変換といった各種処理を行って受信信号を生成し、フィードバック情報抽出部１６へ出力する。

　記憶部１２は、上位層処理部４１から入力される、複数のアンテナ部１８ｂの情報および候補ビームの情報と、候補ビームグループ化部１１ｂが作成するグループ情報と、フィードバック情報抽出部１６が受信信号から抽出するフィードバック情報とを保持する。

　つづいて、基地局１ｂの動作について説明する。図７は、実施の形態３にかかる基地局１ｂがＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔを送信する動作の一例を示すフローチャートである。基地局１ｂは、図７に示したフローチャートに従い、異なるビーム形成を適用して複数のＳＳＢを時分割多重で周期的に送信する。なお、図７に示したフローチャートのステップＳ１１～Ｓ１６は、図３に示したフローチャートのステップＳ１１～Ｓ１６と同様のステップである。

　基地局１ｂは、アンテナ部１８ｂの構成に変化があるかを確認する（ステップＳ３１）。このステップＳ３１では、上位層処理部４１が、アンテナ部１８ｂの構成の変化、具体的には、一部のアンテナ部１８ｂの取り外し、アンテナ部１８ｂの追加、アンテナ部１８ｂを構成するアレイアンテナの設置位置の変更、などが発生したか否かを観測する。これらの１つ以上が発生した場合、上位層処理部４１は、アンテナ部１８ｂの構成が変化したと判断する。

　アンテナ部１８ｂの構成に変化がある場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、基地局１ｂは、ＳＳＢ送信用のビームのリストを更新する（ステップＳ３２）。ＳＳＢ送信用のビームのリストである第１のリストの更新は上位層処理部４１が行う。例えば、上位層処理部４１は、取り外しなどにより使用不可能なアンテナ部１８ｂが発生した場合、使用不可能となったアンテナ部１８ｂに対応したＳＳＢ送信用のビーム、すなわち、使用不可能となったアンテナ部１８ｂが形成可能なビームを第１のリストから削除する。また、上位層処理部４１は、使用可能なアンテナ部１８ｂが追加された場合、追加されたアンテナ部１８ｂが形成可能なビームを第１のリストに追加する。なお、第１のリストは記憶部１２が保持している。第１のリストに登録されているビームは、ＳＳＢを送信するビームの候補である。第１のリストには、ＳＳＢの送信で使用可能な全てのビームが登録される。

　基地局１ｂは、ステップＳ３２を実行してＳＳＢ送信用のビームのリストを更新した場合、ＳＳＢを送信するビームの各候補、すなわち、各候補ビームについて、グループ化を行い、グループ化の結果を記憶部１２に保存する（ステップＳ１１）。候補ビームのグループ化は候補ビームグループ化部１１ｂが行う。候補ビームグループ化部１１ｂは、例えば、上位層処理部４１からアンテナ部１８ｂの配置情報などを受け取り、受け取った情報に基づいてグループ分けを行う。候補ビームグループ化部１１ｂは、アンテナ部１８ｂの配置情報に基づいてグループ化を行う場合、例えば、位置が近いアンテナ部１８ｂが形成される各ビームを同じグループとする。ステップＳ１１に続くステップＳ１２～Ｓ１６は、図３に示したフローチャートのステップＳ１２～Ｓ１６と同様のステップである。

　基地局１ｂは、アンテナ部１８ｂの構成に変化がない場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）、ステップＳ１２およびこれに続く各ステップを実行する。

　ステップＳ１２では、ビーム設定部１３ｂが、送信するビーム、すなわち、ＳＳＢを送信するビームを候補ビームの中から選択する。

　ステップＳ１３では、ビーム情報生成部１４が、ステップＳ１２でビーム設定部１３ｂが選択したビームを示す情報およびこのビームが属するグループの情報を含むビーム情報を生成する。

　ステップＳ１４では、送信信号生成部１５ｂが、ステップＳ１３でビーム情報生成部１４が生成したビーム情報を含んだＳＳＢを生成する。送信信号生成部１５ｂは、ＳＳＢを生成後、ＳＳＢを含んだ送信信号を生成し、さらに、生成した送信信号に対してウエイト生成部４３から入力されたウエイトを乗算し、アンテナマッピング部４４に出力する。アンテナマッピング部４４は、送信信号生成部１５ｂから入力された送信信号を、送信制御部４２が指示するアンテナポート部８０へ出力する。

　ステップＳ１５では、アンテナマッピング部４４から出力された信号を受け取ったアンテナポート部８０の信号送信部８３が、受け取った信号を送信することによりＳＳＢを送信する。

　図７に示したフローチャートに従った動作を行うことにより、基地局１ｂは、アンテナ部１８ｂの構成が変化した場合に、ＳＳＢの送信に用いるビームのグループ分けを変更することができる。

　図８は、実施の形態３にかかる基地局１ｂがＣＳＩ－ＲＳを送信する動作の一例を示すフローチャートである。なお、図８に示したフローチャートのステップＳ２１～Ｓ２８は、図４に示したフローチャートのステップＳ２１～Ｓ２８と同様のステップである。

　基地局１ｂは、アンテナ部１８ｂの構成に変化があるかを確認する（ステップＳ４１）。このステップＳ４１では、上位層処理部４１が、上述したステップＳ３１と同様の方法により、変化の有無を判定する。アンテナ部１８ｂの構成に変化がある場合（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、基地局１ｂは、ＣＳＩ－ＲＳ送信用のビームのリストを更新する（ステップＳ４２）。ＣＳＩ－ＲＳ送信用のビームのリストである第２のリストの更新は上位層処理部４１が行う。例えば、上位層処理部４１は、使用不可能なアンテナ部１８ｂが発生した場合、使用不可能となったアンテナ部１８ｂに対応したＣＳＩ－ＲＳ送信用のビーム、すなわち、使用不可能となったアンテナ部１８ｂが形成可能なＣＳＩ－ＲＳ送信用のビームを第２のリストから削除する。また、上位層処理部４１は、使用可能なアンテナ部１８ｂが追加された場合、追加されたアンテナ部１８ｂが形成可能なＣＳＩ－ＲＳ送信用のビームを第２のリストに追加する。なお、第２のリストは、上述した第１のリストと同様に、記憶部１２が保持している。第２のリストに登録されているビームは、ＣＳＩ－ＲＳの送信で使用可能なビームである。第２のリストには、ＣＳＩ－ＲＳの送信で使用可能な全てのビームが登録される。

　基地局１ｂは、アンテナ部１８ｂの構成に変化がない場合（ステップＳ４１：Ｎｏ）、移動局２からビームの測定結果を示すフィードバック情報を受信したか否かを確認する（ステップＳ２１）。フィードバック情報を受信した場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、基地局１ｂのフィードバック情報抽出部１６が、受信信号生成部１７ｂから受け取った受信信号に含まれるフィードバック情報を受信信号から抽出し、記憶部１２へ保存する（ステップＳ２２）。

　ステップＳ２２またはステップＳ４２を実行後、または、移動局２からフィードバック情報を受信していない場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、基地局１ｂの上位層処理部４１が、記憶部１２が保持しているフィードバック情報、ダウンリンクのスケジューリング情報などに基づいて、ＣＳＩ－ＲＳ送信用の候補ビームのリストを更新する（ステップＳ４３）。ＣＳＩ－ＲＳ送信用の候補ビームのリストである第３のリストは記憶部１２が保持する。上位層処理部４１は、例えば、フィードバック情報およびスケジューリング情報に基づいて、データ伝送先の移動局２が存在する方向を特定し、特定した方向を含む一定範囲内に向けて形成される狭域高利得ビームを上記第２のリストに登録されているビームの中から選択し、選択した各ビームが含まれるよう、第３のリストを更新する。

　ステップＳ４３に続くステップＳ２３～Ｓ２８は、図４に示したフローチャートのステップＳ２３～Ｓ２８と同様のステップである。

　ステップＳ２３では、候補ビームグループ化部１１ｂが、上位層処理部からの入力信号に基づき、ＣＳＩ－ＲＳ送信用の候補ビームをグループ化し、グループ化の結果を記憶部１２へ保存する。候補ビームグループ化部１１ｂは、例えば、上位層処理部４１からアンテナ部１８ｂの配置情報、移動局２の位置情報などを受け取り、受け取った情報に基づいてグループ分けを行う。候補ビームグループ化部１１ｂは、上記の第３のリストに登録されている狭域高利得ビームを対象としてグループ化を行う。すなわち、ステップＳ２３において、候補ビームグループ化部１１ｂは、上記第３のリストに登録されている狭域高利得ビームをグループ化する。候補ビームグループ化部１１ｂは、候補ビームをグループ化する必要が無い場合、ステップＳ２３の処理を省略してもよい。

　ステップＳ２４では、ビーム設定部１３ｂが、記憶部１２に保存された情報、具体的には、移動局２と対応するＳＳＢまたはＣＳＩ－ＲＳの送信に用いたビームの方向を示す情報に基づいて、ＣＳＩ－ＲＳの送信用ビームを選択する。基地局１ｂは、ＣＳＩ－ＲＳを送信する移動局に対して過去にＣＳＩ－ＲＳを送信したことが無い場合、ＳＳＢの送信に用いたビーム、すなわち、移動局２がＳＳＢを受信したときに用いていたビームの方向を示す情報に基づいて、ＣＳＩ－ＲＳの送信用ビームを選択する。例えば、基地局１ｂは、移動局２がＳＳＢを受信したときに用いていたビームの方向を含む一定範囲内に向けて形成されるビームの中の１つを選択する。また、基地局１ｂは、ＣＳＩ－ＲＳを送信する移動局に対して過去にＣＳＩ－ＲＳを送信したことがある場合、移動局２がＣＳＩ－ＲＳを受信したときに用いていたビームの方向を示す情報に基づいて、ＣＳＩ－ＲＳの送信用ビームを選択する。例えば、基地局１ｂは、移動局２がＣＳＩ－ＲＳを前回受信したときに用いていたビームの方向を含む一定範囲内に向けて形成されるビームの中の１つを選択する。ビーム設定部１３ｂは、ＣＳＩ－ＲＳの送信用ビームを、移動局２へＳＳＢまたはＣＳＩ－ＲＳを前回送信した際に用いたビームの方向、移動局２の位置情報などに基づいて選択してもよい。

　ステップＳ２６では、送信信号生成部１５ｂが、ステップＳ２５でビーム情報生成部１４が生成したビーム情報を含んだＣＳＩ－ＲＳを生成する。送信信号生成部１５ｂは、ＣＳＩ－ＲＳを生成後、ＣＳＩ－ＲＳを含んだ送信信号を生成し、さらに、生成した送信信号に対してウエイト生成部４３から入力されたウエイトを乗算し、アンテナマッピング部４４に出力する。アンテナマッピング部４４は、送信信号生成部１５ｂから入力された送信信号を、送信制御部４２が指示するアンテナポート部８０へ出力する。

　ステップＳ２７では、アンテナマッピング部４４から出力された信号を受け取ったアンテナポート部８０の信号送信部８３が、受け取った信号を送信することによりＣＳＩ－ＲＳを送信する。

　ステップＳ２８では、ビーム設定部１３が、送信が必要な全てのＣＳＩ－ＲＳについての送信が完了したかを確認し、送信が完了していない場合はステップＳ２４～Ｓ２７を再度実行する。送信が必要な全てのＣＳＩ－ＲＳについての送信が完了したとビーム設定部１３が判断した場合、基地局１は動作を終了する。ビーム設定部１３は、上記のステップＳ２４で選択対象となり得るビームのそれぞれを使用したＣＳＩ－ＲＳの送信が完了した場合、送信が必要な全てのＣＳＩ－ＲＳについての送信が完了したと判断する。

　以上のように、本実施の形態にかかる基地局１ｂは、アンテナ部１８ｂの構成が変化したか否かを監視し、構成の変化を検知した場合、すなわち、形成可能なビームの構成が変化した場合、ビームのグループ化を再度行う。そのため、アンテナ部１８ｂの構成が変化した場合でも、移動局２はグループ分けを考慮してデータ伝送用の狭域高利得なビームを選択することが可能であり、基地局１は各移動局２と対応するデータ伝送用の候補ビームを、グループ毎に取得可能である。

実施の形態４．
　図９は、実施の形態４にかかる基地局の構成例を示す図である。実施の形態４にかかる基地局１ｃは、実施の形態３にかかる基地局１ｂのアンテナ部１８ｂ－１および１８ｂ－２を、実施の形態２にかかる基地局１ａが備えるアンテナ部１８ａ－１および１８ａ－２に置き換え、ビーム制御部１９を追加した構成である。図９に示したビーム制御部１９は、実施の形態２にかかる基地局１ａが備えるビーム制御部１９と同じものである。

　基地局１ｃは、実施の形態２にかかる基地局１ａと同様に、複数のアンテナ部１８ａを１つのビーム制御部１９が一括で制御する。基地局１ｃの全体動作、例えば、ビームをグループ化する動作などは実施の形態３にかかる基地局１ｂと同様である。基地局１ｃは、以下に示す、ビーム制御部１９およびアンテナ部１８ａに関連する動作が実施の形態３にかかる基地局１ｂとは異なる。

　実施の形態３にかかる基地局１ｂと基地局１ｃとの違いは、実施の形態１にかかる基地局１と実施の形態２にかかる基地局１ａとの違いと同様、すなわち、複数のアンテナ部１８ａを１つのビーム制御部１９が一括制御する構成とした点である。基地局１ｃにおいて、ビーム制御部１９は、各アンテナ部１８ａが形成可能なビームのビームＩＤなど、候補ビームに関する情報を送信制御部４２へ出力する。また、ビーム制御部１９は、ビーム設定部１３ｂが選択したビームを示す選択ビーム情報を送信制御部４２から受け取り、受け取った選択ビーム情報に基づいてビームの制御を行う。すなわち、ビーム制御部１９は、送信制御部４２から受け取った選択ビーム情報に従い、各アンテナ部１８ａの無線送信制御部８２および無線受信制御部８５に対して、選択ビームに対応する各素子の位相および振幅ウエイトを示す情報を出力する。各アンテナ部１８ａの無線送信制御部８２は、ビーム制御部９１から入力される上記の情報に基づき、信号送信部８３が信号を送信するタイミング、信号送信部８３が送信する信号の振幅、位相などを制御する。また、各アンテナ部１８ａの無線受信制御部８５は、ビーム制御部１９から入力される上記の情報に基づき、信号受信部８４における受信処理を制御する。基地局１ｃのその他の動作については実施の形態３にかかる基地局１ｂと同様であるため、説明を省略する。

　以上のように、本実施の形態にかかる基地局１ｃは、複数のアンテナ部１８ａのそれぞれで行うアナログビーム制御を、アンテナ部１８ａの外部で一括制御する装置構成であり、同様の装置構成を採用している実施の形態２にかかる基地局１ａと同様の効果が得られる。また、基地局１ｃは、実施の形態３にかかる基地局１ｂと同様の効果を得ることができる。

実施の形態５．
　つづいて、図１に示した無線通信システム１００を構成する移動局２の例について説明する。なお、上述した実施の形態１～４にかかる基地局と通信を行う場合の例について説明するが、本実施の形態にかかる移動局２が通信可能な基地局を実施の形態１～４にかかる基地局に限定するものではない。

　図１０は、実施の形態５にかかる移動局２の構成例を示す図である。移動局２は、信号受信部２１、無線受信制御部２２、受信信号生成部２３、受信信号測定部２４、ビーム情報抽出部２５、制御情報抽出部２６、情報処理部２７、記憶部２８、ビーム選択部２９、選択ビーム情報生成部３０、送信信号生成部３１、信号送信部３２、無線送信制御部３３、受信制御部３４、上位層処理部３５および送信制御部３６を備える。図１０では、説明を簡単化するため、移動局２が備えるアンテナ（図示せず）の数が１つの場合を想定した構成例を示している。しかし、移動局２が備えるアンテナの数を１に限定するものではない。移動局２は複数のアンテナまたは複数のアレイアンテナを備えていてもよい。また、移動局２は空間フィルタを備え、異なる方向から到来する信号を同時に複数のビームで受信してもよい。移動局２が備えるアンテナの数は、通信相手の基地局の動作、すなわち、ビームのグループ分け、移動局２からのフィードバック情報を考慮したビーム選択などの動作に影響を与えない。

　以下の説明では、移動局２の通信相手が実施の形態１にかかる基地局１の場合を想定する。

　上位層処理部３５は、ＲＲＣなどの上位層の処理を行い、受信制御部３４および送信制御部３６を制御する。また、上位層処理部３５は、制御情報抽出部２６が受信信号から抽出した、基地局１より送信された制御情報を用いて、上位層の処理、受信制御および送信制御を行う。制御情報抽出部２６が抽出する制御情報の一例は、物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical　Downlink　Control　CHannel）で送信されるＤＣＩが該当する。ＤＣＩは、アップリンクのスケジューリング情報およびダウンリンクのスケジュール情報などを含む。これらの情報にしたがい、上位層処理部３５は受信制御部３４および送信制御部３６を制御する。なお、制御情報抽出部２６が抽出する制御情報をＤＣＩに限定するものではない。

　受信制御部３４は、上位層処理部３５からの入力信号に基づき、無線受信制御部２２、受信信号生成部２３、受信信号測定部２４およびビーム情報抽出部２５を制御する。

　無線受信制御部２２は、受信制御部３４からの入力信号に基づき、信号受信部２１における受信処理を制御する。

　信号受信部２１は、信号処理回路およびアンテナで実現され、基地局から送信された信号を受信する。すなわち、信号受信部２１を構成するアンテナは、基地局から送信された所定のキャリア周波数からなる高周波の無線信号を受信する。信号受信部２１を構成する信号処理回路は、無線受信制御部２２による制御に基づき、アンテナが受信した無線信号をベースバンドの受信信号に変換し、受信信号測定部２４および受信信号生成部２３へ出力する。

　受信信号測定部２４は、受信制御部３４からの入力信号に基づき、信号受信部２１より受け取った受信信号の品質を測定し、測定結果を情報処理部２７へ出力する。受信信号測定部２４は、受信信号の受信電力を測定してもよいし、受信信号に含まれる既知信号を用いてチャネル情報を測定してもよい。チャネル情報の例は、チャネル品質（ＣＱＩ：Channel　Quality　Indicator）、チャネル行列のランク（ＲＩ：Rank　Indicator）、プリコーディング行列（ＰＭＩ：Precoding　Matrix　Indicator）などである。

　受信信号生成部２３は、受信制御部３４からの入力信号に基づき、信号受信部２１より受け取った信号に対してフーリエ変換などの各種処理を行って受信信号を生成し、ビーム情報抽出部２５および制御情報抽出部２６へ出力する。

　制御情報抽出部２６は、受信信号生成部２３より受け取った受信信号から制御情報を抽出し、上位層処理部３５、ビーム情報抽出部２５、選択ビーム情報生成部３０およびビーム選択部２９へ出力する。

　ビーム情報抽出部２５は、受信信号生成部２３より受け取った受信信号からビーム情報を抽出し、情報処理部２７へ出力する。ビーム情報は、移動局２が受信した信号の送信に用いられたビームを示す第１の情報と、移動局２が受信した信号の送信に用いられたビームが属するグループを示す第２の情報とを含む。よって、ビーム情報は、移動局２が受信した信号の送信に用いられたビームおよびビームが属するグループを示す情報である。ビーム情報に含まれる第１の情報は、実施の形態１で説明した選択ビーム情報であり、第２の情報は、実施の形態１で説明した選択ビームのグループ情報である。

　ビーム情報抽出部２５は、受け取った受信信号がＳＳＢを含む場合、ＳＳＢのＰＢＣＨを復調してＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘを抽出する。また、ビーム情報抽出部２５は、抽出したＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘで示されるビームが属するグループを示すグループ情報を取得する。例えば、基地局１のビーム情報生成部１４がＰＢＣＨにグループＩＤをグループ情報として含めた場合、ビーム情報抽出部２５は、ＰＢＣＨを復調してグループＩＤを取得する。また、基地局１のビーム情報生成部１４が、ビームが属するグループに対応したリソース割当に関する送信モード情報をグループ情報として送信した場合、ビーム情報抽出部２５は、取得した送信モード情報を受信制御部３４へ出力し、リソース割当の結果に基づいてグループを区別し、ＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘとグループの区別とを情報処理部２７へ出力する。この場合、受信制御部３４は、送信モード情報を解析してリソース割当の結果を把握し、リソース割当の結果をビーム情報抽出部２５へ出力する。

　ビーム情報抽出部２５は、受け取った受信信号がＣＳＩ－ＲＳを含む場合、ＣＳＩ－ＲＳからＣＲＩを抽出する。また、ビーム情報抽出部２５は、抽出したＣＲＩで示されるビームが属するグループを示すグループ情報を取得する。例えば、基地局１のビーム情報生成部１４がＣＳＩ－ＲＳにグループ情報を含めた場合、ビーム情報抽出部２５は、ＣＳＩ－ＲＳを復調してグループ情報を取得する。また、基地局１のビーム情報生成部１４が、ビームが属するグループに対応したリソース割当の結果を制御情報に含めて送信した場合、ビーム情報抽出部２５は、制御情報抽出部２６より、グループに対応したリソース割当の結果を取得し、ＣＲＩと、ＣＲＩで示されるビームが属するグループの情報とを情報処理部２７へ出力する。

　情報処理部２７は、受信信号測定部２４およびビーム情報抽出部２５より受け取った各情報を関連付けて、すなわち、ビーム情報抽出部２５から受け取ったビーム情報と受信信号測定部２４から受け取った測定結果とを関連付けて、記憶部２８へ保存する。

　送信制御部３６は、上位層処理部３５からの入力信号に基づき、ビーム選択部２９、選択ビーム情報生成部３０、送信信号生成部３１および、無線送信制御部３３を制御する。

　ビーム選択部２９は、送信制御部３６による制御に基づき、記憶部２８が保持しているビーム情報および測定結果を参照し、ビーム情報が示すビームの中からビームを選択する。ビーム選択部２９は、例えば、ビームのグループそれぞれから、測定結果が最も良いビームを選択する。ビーム選択部２９は、選択ビーム情報生成部３０へ選択結果を出力する。ビーム選択部２９は、制御情報抽出部２６が受信信号から抽出した制御情報を制御情報抽出部２６から受け取り、受け取った制御情報に基づいてビームを選択してもよい。

　選択ビーム情報生成部３０は、制御情報抽出部２６が取得した基地局１からの制御情報にしたがい、ビーム選択部２９が選択したビームである選択ビームに対応するＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘを含むフィードバック情報であるＳＳＢ／ＰＢＣＨ　Ｂｌｏｃｋ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ（ＳＳＢＲＩ）またはＣＲＩと、選択ビームを用いて基地局１が送信した信号の受信品質を示すチャネル情報とを生成し、送信信号生成部３１へ出力する。

　送信信号生成部３１は、送信制御部３６による制御に基づき、選択ビーム情報生成部３０が生成した情報を含むベースバンド送信信号を生成し、信号送信部３２へ出力する。選択ビーム情報生成部３０が生成した情報とは、上述した、選択ビームに対応するＳＳＢＲＩまたはＣＲＩ、および、チャネル情報である。

　無線送信制御部３３は、送信制御部３６による制御に基づき、信号送信部３２が信号を送信するタイミング、信号送信部３２が送信する信号の振幅、位相などを制御する。

　信号送信部３２は、信号受信部２１と同様に、信号処理回路およびアンテナで実現され、送信信号生成部３１から受け取ったベースバンド送信信号を無線信号に変換して基地局へ送信する。すなわち、信号送信部３２を構成する信号処理回路は、無線送信制御部３３による制御に基づき、送信信号生成部３１から受け取ったベースバンド送信信号を所定のキャリア周波数からなる高周波の無線信号に変換する。信号送信部３２を構成するアンテナは、信号処理回路で生成された無線信号を基地局へ送信する。

　記憶部２８は、情報処理部２７より受け取ったビーム情報と、ビーム情報に関連付けられた測定結果とを保持する。

　つづいて、実施の形態５にかかる移動局２の動作について説明する。図１１は、実施の形態５にかかる移動局２の動作の一例を示すフローチャートである。図１１のフローチャートは、セルサーチ完了後の移動局２がＳＳＢまたはＣＳＩ－ＲＳを基地局１から受信し、これに伴いフィードバック情報を基地局１へ送信する動作の例を示す。

　なお、実施の形態１で説明したように、基地局１は、ＳＳＢを周期的に送信する。一方で、基地局１は、セルサーチ完了後の移動局２に対して、ＤＣＩによりダウンリンクのスケジューリング情報を送信後、ＣＳＩ－ＲＳを周期的に、もしくは、非周期に送信する。そのため、移動局２は、周期的にＳＳＢを受信するとともに、基地局１の指示に従い周期的もしくは非周期的にＣＳＩ－ＲＳを受信する必要がある。

　基地局１がＳＳＢを送信した場合、移動局２は、ＳＳＢを受信する（ステップＳ５１）。次に、移動局２は、受信信号の測定およびビーム情報の抽出を行う（ステップＳ５２）。受信信号の測定は、受信信号測定部２４が行う。受信信号測定部２４は、例えば、受信信号に含まれる参照信号の受信電力であるＲＳＲＰ（Reference　Signal　Received　Power）を測定する。ビーム情報の抽出はビーム情報抽出部２５が行う。受信信号測定部２４による受信信号の測定結果およびビーム情報抽出部２５が抽出したビーム情報は、情報処理部２７を介して記憶部２８へ保存される。

　基地局１がＣＳＩ－ＲＳを送信した場合、移動局２は、基地局１よりＤＣＩを受信する（ステップＳ５３）。ＤＣＩの受信処理では、制御情報抽出部２６が、ダウンリンクおよびアップリンクのスケジューリング結果を示すスケジューリング情報といった制御情報を抽出する。また、移動局２のビーム情報抽出部２５が、受信したＤＣＩにビーム情報が含まれるかを確認し（ステップＳ５４）、ＤＣＩにビーム情報が含まれる場合（ステップＳ５４：Ｙｅｓ）、ビーム情報をＤＣＩから抽出する（ステップＳ５５）。ステップＳ５５を実行後、移動局２は、制御情報抽出部２６が抽出したスケジューリング情報で示されるダウンリンクのスケジューリングにしたがい、ＣＳＩ－ＲＳを受信するとともに、受信信号の測定を行う（ステップＳ５６）。受信信号の測定は、受信信号測定部２４が行う。受信信号測定部２４は、例えば、ＲＳＲＰを測定する。ステップＳ５５で抽出されたビーム情報、および、ステップＳ５６における受信信号の測定結果は、情報処理部２７に入力され、情報処理部２７は、入力されたビーム情報と測定結果とを関連付けて記憶部２８に保存する。

　ステップＳ５３で受信したＤＣＩにビーム情報が含まれない場合（ステップＳ５４：Ｎｏ）、移動局２は、制御情報抽出部２６が抽出したスケジューリング情報で示されるダウンリンクのスケジューリングにしたがい、ＣＳＩ－ＲＳを受信するとともに、受信信号の測定を行う（ステップＳ５７）。受信信号の測定は、上記のステップＳ５６と同様に、受信信号測定部２４が行い、受信信号測定部２４は、例えば、ＲＳＲＰを測定する。また、移動局２は、ＣＳＩ－ＲＳからビーム情報を抽出する（ステップＳ５８）。ビーム情報の抽出はビーム情報抽出部２５が行う。ステップＳ５７における受信信号の測定結果、および、ステップＳ５８で抽出されたビーム情報は、情報処理部２７に入力され、情報処理部２７は、入力されたビーム情報と測定結果とを関連付けて記憶部２８に保存する。

　移動局２は、ステップＳ５２、Ｓ５６またはＳ５８を実行した後、送信ビームのグループを考慮してビームを選択する（ステップＳ５９）。送信ビームの選択はビーム選択部２９が行う。ビーム選択部２９は、記憶部２８が保持しているビーム情報および受信信号の測定結果に基づき、ビーム情報が示す各ビームが属するグループを考慮しつつ、ビームを選択する。なお、基地局１よりｇｒｏｕｐＢａｓｅｄＢｅａｍＲｅｐｏｒｔｉｎｇの指示を受けた移動局２は、２つの異なるグループに属するビームからそれぞれ１つのビームを選択する。

　次に、移動局２は、基地局１へのフィードバック情報を生成する（ステップＳ６０）。フィードバック情報は、ステップＳ５９での選択結果を示す情報である。フィードバック情報の生成は選択ビーム情報生成部３０が生成する。フィードバック情報は、ステップＳ５９で選択したビームを基地局１が把握可能な情報であればどのような情報であってもよい。フィードバック情報の例は、ＣＲＩ、ＳＳＢＲＩ、ＲＩ、ＰＭＩ、ＲＳＲＰ、前回のフィードバック情報に対する差分のＲＳＲＰなどが挙げられる。なお、フィードバック情報の種類、すなわち、上記のフィードバック情報の例として挙げた情報を含む各種情報の中のどれを使用して選択結果を通知するのかを、基地局１から移動局２への制御情報を用いて基地局１が移動局２に対して指定してもよい。また、基地局１よりｇｒｏｕｐＢａｓｅｄＢｅａｍＲｅｐｏｒｔｉｎｇの指示を受けた移動局２は、２つの選択ビームを両方含めた選択ビーム情報を生成する。

　次に、移動局２は、ステップＳ６０で生成したフィードバック情報を含んだ送信信号であるフィードバック信号を生成し（ステップＳ６１）、基地局１より受信したスケジューリング情報で示されるアップリンクのスケジューリングにしたがい、フィードバック信号を送信する（ステップＳ６２）。ステップＳ６１でのフィードバック信号の生成は送信信号生成部３１が行う。送信信号生成部３１は、ビーム選択部２９による選択結果を基地局１へフィードバックするための信号を生成するフィードバック信号生成部である。ステップＳ６２においては、信号送信部３２がフィードバック信号を送信する。

　以上のように、実施の形態５にかかる移動局２は、信号の送信に用いられたビームを示す情報と、信号の送信に用いられたビームが属するグループの情報とを含んだビーム情報を受信すると、信号の受信品質およびビーム情報に基づき、受信した信号の送信に用いられた各ビームが属するグループを考慮して、通信で使用するビームを選択する。これにより、基地局１が複数のアンテナ部のそれぞれを構成するアレイアンテナの設置位置などを考慮してグループ化したビームについて、移動局２はそのグループ分けを考慮して、使用するビームを選択できるようになる。そのため、基地局１および移動局２は、伝送ダイバーシチに優位なビーム選択を確実に行うことが可能になる。

実施の形態６．
　つづいて、図１に示した無線通信システム１００において、セルサーチが完了した後の基地局および移動局が行うビームマネージメントについて説明する。本実施の形態では、実施の形態１にかかる基地局１および実施の形態５にかかる移動局２が無線通信システム１００を構成する場合について説明するが、実施の形態２～４にかかる基地局が無線通信システム１００を構成する場合の動作も同様である。

　図１２は、実施の形態６にかかる無線通信システムにおけるビームマネージメント動作の一例を示すシーケンス図である。図１２は、セルサーチ完了後の基地局１および移動局２の動作の一例を示している。なお、基地局１は、移動局２へ、ＳＳＢおよびＣＳＩ－ＲＳを、ビームが属するグループを移動局２が区別できるように送信するものとする。また、基地局１は、異なる送受信点に設置された複数のアレイアンテナごとにグループ化を行う、すなわち、同じアレイアンテナで形成されるビームが同じグループとなるようグループ化を行うものとする。しかし、グループ化の方法がこれに限定されるものではない。他の方法でグループ化を行うようにしてもよい。

　移動局２は、セルサーチ時に１つのＳＳＢを選択してランダムアクセスを行い、セルサーチを完了する。そのため、セルサーチ直後では、基地局１は、移動局２がランダムアクセスに用いたＳＳＢを送信した方向のみの位置関係しか取得できない。つまり、基地局１が複数の異なる位置に設置されたアレイアンテナを有する場合でも、その内の１つのアレイアンテナから見た移動局２へのビーム方向しか取得できない。そのため、複数のアレイアンテナを用いて、基地局１と移動局２の間で送受信ダイバーシチの効果を得るためには、基地局１は、他のアレイアンテナ（ランダムアクセス時に選択されたＳＳＢを送信したアレイアンテナ以外のアレイアンテナ）から見た移動局２のビーム方向を取得する必要がある。これらのビーム方向を効率的に取得し、送信ダイバーシチを適用するための動作シーケンスを概説する。

　セルサーチ時もしくはセルサーチ完了後、移動局２は、基地局１のＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔを受信し、ＳＳＢの受信および測定を行う（ステップＳ８１）。ＳＳＢの測定とは、ＳＳＢを含む信号の受信品質の測定を意味する。

　基地局１は、移動局２に対して、ＰＤＣＣＨにてＤＣＩを送信し（ステップＳ７１）、移動局２へＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔのためのアップリンクおよびダウンリンクのスケジューリング情報を通知する。このとき、基地局１は、ランダムアクセスで使用したＳＳＢの測定結果と、ランダムアクセスで使用したＳＳＢと異なるグループのＳＳＢ　ＩｎｄｅｘおよびＳＳＢの測定結果とをフィードバックするように指示してもよい。また、基地局１は、自局の収容移動局に応じて、フィードバックするグループ数を制限してもよい。例えば、ビームが４つのグループに分けられている状態のときに、基地局１は、移動局２に対して、フィードバックするグループ数を２とするよう指示する。この場合、移動局２は、４つのグループの中の２つのグループを対象として、対象とした２つのグループのそれぞれからビームを選択し、選択したビームを示すＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘと、ＳＳＢの測定結果とを、ランダムアクセスで使用したＳＳＢの測定結果とともにフィードバックする。なお、移動局２は、基地局１から明確な指示がない場合、選択したビームを示す情報すなわちＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘを少なくともフィードバックすればよく、ＳＳＢの測定結果についてはフィードバックしなくてもよい。

　移動局２は、ＳＳＢの送信に用いられたビームが属するグループを考慮してＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘすなわちビームに対応するＳＳＢを選択する（ステップＳ８２）。このとき、移動局２は、ＤＣＩで受信した制御情報により、基地局１から指示を受けた場合にはその内容にしたがい、ＳＳＢの受信および測定を行う。そして、移動局２は、ＣＳＩ　ＲｅｐｏｒｔでフィードバックするＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘを選択する。基地局１からの指示がない場合、移動局２は、アプリケーションが使用する通信要求に従い、ランダムアクセスで使用したＳＳＢと、このＳＳＢとは異なる複数のグループに対応したＳＳＢとを選択し、選択した各ＳＳＢに対応するＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘを選択する。

　その後、移動局２は、ステップＳ８２で選択したＳＳＢのＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘを含むＳＳＢＲＩおよびステップＳ８２で選択したＳＳＢを受信した信号の測定結果を含めたＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔを、ＤＣＩで通知されたアップリンクのスケジューリングにしたがい基地局１へ送信する（ステップＳ８３）。

　基地局１は、移動局２からＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔを受信すると、ＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔで通知されたＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘが示すＳＳＢに基づいて、ＣＳＩ－ＲＳを送信する方向を選択する（ステップＳ７２）。ＳＳＢは広域低利得なビームで送信するため、移動局２が異なるグループのＳＳＢを示すＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘをフィードバックする場合、基地局１は、複数の異なる位置に設定されるアレイアンテナから見た移動局２の粗い方向を知ることになる。基地局１は、この粗い方向に基づいて、ＣＳＩ－ＲＳを送信する狭域高利得なビームを選択する。基地局１は、例えば、移動局２の複数の粗い方向のそれぞれについて、粗い方向を含む一定範囲内に向けて形成される狭域高利得ビームの中からビームを選択する。

　その後、基地局１は、ＤＣＩおよびＣＳＩ－ＲＳを移動局２へ送信する（ステップＳ７３）。具体的には、基地局１は、まず、ＤＣＩを送信することで、ＣＳＩ－ＲＳを送信するダウンリンクのスケジューリングと、このＣＳＩ－ＲＳの送信に対するフィードバック情報を送信するためのアップリンクのスケジューリングとを移動局２に通知する。このとき、基地局１は、ＤＣＩに、移動局２がフィードバックすべき測定項目の情報を含めてもよい。そして、基地局１は、ステップＳ７２で選択した狭域高利得ビームを適用したＣＳＩ－ＲＳを、ＤＣＩにて移動局２に通知したダウンリンクのスケジューリングにしたがって送信する。

　移動局２は、ＤＣＩを受信し、ＣＳＩ－ＲＳの送信に関するダウンリンクのスケジューリングおよびＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔの送信に関するアップリンクのスケジューリングを示すスケジューリング情報を取得する。移動局２は、取得したスケジューリング情報が示すダウンリンクのスケジュールにしたがい、ＣＳＩ－ＲＳの受信および測定を行う（ステップＳ８４）。ＣＳＩ－ＲＳの測定とは、ＣＳＩ－ＲＳを含む信号の受信品質の測定を意味する。そして、移動局２は、ＣＳＩ－ＲＳの送信に用いられた狭域高利得ビームが属するグループを考慮してＣＲＩを選択する（ステップＳ８５）。

　次に、移動局２は、上記取得したスケジューリング情報が示すアップリンクのスケジューリングにしたがい、ステップＳ８５で選択したＣＲＩを含むＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔを基地局１へ送信する（ステップＳ８６）。なお、ＤＣＩにて基地局１より測定項目の指定が有った場合、移動局２は、指定された測定項目の測定結果をＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔに含めて、ＣＲＩと一緒にフィードバックする。

　基地局１は、移動局２からＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔを受信すると、ＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔの送信元の移動局２の情報と、ＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔに含まれるＣＲＩ、すなわち、移動局２がステップＳ８５で選択した狭域高利得ビームの情報とを保持する（ステップＳ７４）。これにより、基地局１は、複数の異なる位置に設置されたアレイアンテナから見た移動局２の方向を精度良く検出することができる。よって、基地局１は、ＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔの送信元の移動局２と通信を行う場合に、送信ダイバーシチを適用した通信が可能となる。

　なお、セルサーチ直後を想定した動作シーケンスを図１２に基づいて説明したが、移動局２の移動に伴い、基地局１が１つのＳＳＢと移動局２の対応関係のみを有する場合でも、同様のシーケンスにより、複数の異なる送受信点に設置されたアレイアンテナのそれぞれから見た移動局２の方向を精度良く検出することが可能である。

　候補ビームのグループ化を想定した上記の動作シーケンスにより、基地局１は、ランダムアクセスに用いられたＳＳＢに対応するアレイアンテナ以外の全てのアレイアンテナのそれぞれから見た全方位についてＣＳＩ－ＲＳによるビームサーチを実施することなく、複数の異なる送受信点に設置されたアレイアンテナから移動局２へのデータ伝送用の狭域高利得ビームの方向を決定することが可能となる。そのため、データ伝送用のビームを選択する際の処理負荷、および、データ伝送用のビーム選択に要する無線リソースの抑制が可能となる。

　つづいて、本発明にかかる基地局がビームのグループを移動局へ通知する方法、すなわち、基地局が、ビームのグループ分けの結果を移動局へ通知する方法について、図面を参照しながら説明する。以下の説明では、基地局および移動局の符号の記載を省略する。

（通知方法の第１の例）
　図１３および図１４は、本発明にかかる基地局が、ビームのグループ分けの結果を移動局へ通知する方法の第１の例を説明するための図である。図１３および図１４は、参照信号にグループＩＤを付加して送信する場合の一例を示している。

　３ＧＰＰ　Ｒｅｌｅａｓｅ　１５（Ｒｅｌ.１５）に対応する無線通信システムでは、基地局は、ＳＳＢおよびＣＳＩ－ＲＳにインデックスを付加して、移動局へ送信する。基地局は、例えば、図１３に示したように、ＳＳＢにＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘを付加して送信する。また、基地局は、図１４に示したように、ＣＳＩ－ＲＳにＣＲＩを付加して送信する。これにより、移動局は、異なるウエイトを用いて形成されたビームで送信されるＳＳＢおよびＣＳＩ－ＲＳを区別できる。なお、１つの移動局に送信するＣＳＩ－ＲＳの最大数は６４でもそれ以上でもよい。

　基地局が候補ビームをグループ化し、候補ビームのグループ毎にグループＩＤを作成し、送信信号にグループＩＤ（図１３および図１４に示した「Ｇｒｏｕｐ　ＩＤ」が該当）を含めて送信することで、移動局２は、グループＩＤを区別することが可能になる。例えば、基地局がＳＳＢのＰＢＣＨにグループＩＤを含めて送信する場合、および、基地局がＣＳＩ－ＲＳのＣＲＩにグループＩＤを含めて送信する場合が挙げられる。

　上記のようなグループＩＤの作成および送信を行う場合、移動局はこれまでのＳＳＢ　ＩｎｄｅｘまたはＣＲＩの復調と同様の処理でグループＩＤを復調可能である。

（通知方法の第２の例）
　図１５および図１６は、本発明にかかる基地局が、ビームのグループ分けの結果を移動局へ通知する方法の第２の例を説明するための図である。図１５および図１６は、基地局が候補ビームのグループ分けの結果をＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘを用いて通知する場合の一例を示している。

　図１５および図１６では、一例として、基地局が６４のＳＳＢを４つにグループ分けし、各ＳＳＢに対応するグループをＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘにて移動局に通知する場合を示す。なお、ＳＳＢの数およびグループの数をこれに限定するものではない。

　図１５は、ＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘ＃１～＃６４を、連続する１６個ごとに４分割する場合の例を示す。すなわち、基地局は、ＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘ＃１～＃１６をグループＧ１、ＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘ＃１７～＃３２をグループＧ２、ＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘ＃３３～＃４８をグループＧ３、ＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘ＃４９～＃６４をグループＧ４として、ＳＳＢを送信する。ＳＳＢの分割の方法を示す制御情報をＤＣＩなどで基地局から移動局へ予め通知しておくことにより、移動局は、ＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘに基づいて、ＳＳＢがどのグループに属するのかを知ることができる。

　図１６は、ＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘ＃１～＃６４を４分割し、不連続で分散したＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘで構成される４つのグループを生成する場合の例を示す。図１６に示した例の場合、基地局は、ＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘ＃ｉを、剰余を計算するｍｏｄ関数を用いてｍｏｄ(ｉ，４)で示されるグループに割り当てることで４つのグループに分ける。これにより、１つのＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔ内で分散したＳＳＢのグループ割当が可能である。この場合も、ＳＳＢの分割の方法を示す制御情報をＤＣＩなどで基地局から移動局へ予め通知しておくことにより、移動局は、ＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘに基づいて、ＳＳＢがどのグループに属するのかを知ることができる。

　上記のように、ＳＳＢのグループ分けを行い、グループ分けの結果をＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘに特徴付けて送信する手法は、３ＧＰＰ　Ｒｅｌ.１５の規格に対して、ＤＣＩで送信モードおよびグループ数を通知できる仕組みを追加するのみで実施可能であり、送信する情報量の制約が厳しい同期信号であるＳＳＢに対する変更を必要としない。また、ＳＳＢの受信周期は３ＧＰＰ　Ｒｅｌ.１５の規格と同様であり、ＳＳＢを用いたビーム選択のチャネルの変動に対する追従性に劣化はない。

（通知方法の第３の例）
　図１７は、本発明にかかる基地局が、ビームのグループ分けの結果を移動局へ通知する方法の第３の例を説明するための図である。図１７は、基地局が候補ビームのグループ分けの結果をＳＳＢ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔを用いて通知する場合の一例を示している。

　図１７では、一例として、基地局が候補ビームを４つにグループ分けし、各候補ビームが属するグループをＳＳＢ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔにて移動局に通知する場合を示す。なお、グループの数をこれに限定するものではない。

　図１７は、基地局が４つにグループ分けした候補ビームを、連続したＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔ＃１～＃４にそれぞれ１グループずつ割り当てて送信する場合の例を示す。すなわち、基地局は、ＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔ＃１をグループＧ１、ＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔ＃２をグループＧ２、ＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔ＃３をグループＧ３、ＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔ＃４をグループＧ４、ＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔ＃５をグループＧ１、…というように、グループＧ１～Ｇ４をＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔに繰り返し割り当てる。

　ＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔへ各グループを割り当てる方法を示す制御情報をＤＣＩなどで基地局から移動局へ予め通知しておくことにより、移動局は、ＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔがどのグループに対応するのかを知ることができる。

　この通知方法は、前述のグループ分けをＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘに特徴付けて送信する方法と同様に、３ＧＰＰ　Ｒｅｌ.１５の規格に対して、ＤＣＩで送信モードおよびグループ数を通知できる仕組みを追加するのみで実施可能であり、ＳＳＢを変更する必要はない。また、１つのＳＳ　ｂｕｒｓｔ　ｓｅｔで送信可能な全てのＳＳＢを１つのグループに割り当てることが可能であるため、１つのグループのカバレッジは３ＧＰＰ　Ｒｅｌ.１５の１基地局につき１アレイアンテナ構成とする場合と同等である。

　つづいて、本発明にかかる基地局がビームをグループ分けする目的、グループ分けの方法、グループ分けすることにより得られる効果について、図面を参照しながら説明する。

　３ＧＰＰ　Ｒｅｌ.１５までは、１つの基地局が１つのアレイアンテナを有する構成を主に検討していた。３ＧＰＰ　Ｒｅｌ.１６では、１つの基地局が複数の送受信点に配置された、１つまたは複数のアレイアンテナ（３ＧＰＰ　ＴＲ３８．９０１　７．３Ａｎｔｅｎｎａ　ｍｏｄｅｌｉｎｇのアレイアンテナを参照）を有する構成（Ｍｕｌｔｉ－ＴＲＰ／Ｐａｎｅｌとも呼ばれる）を検討している。この変化により生じる、データ伝送用の狭域高利得ビーム選択のためのビームマネージメントへの影響を、Ｍｕｌｔｉ－ＴＲＰ／Ｐａｎｅｌによる送受信ダイバーシチの観点を踏まえて説明する。

　図１８は、１つの基地局が１つのアレイアンテナを備える構成の場合の環境を模式的に示す図である。図１９は、１つの基地局が２つのアレイアンテナを備える構成の場合の環境を模式的に示す図である。図１８に示した例では、１つの基地局に１つのアレイアンテナＡのみが接続され、図１９に示した例では１つの基地局に２つのアレイアンテナＡ１およびアレイアンテナＡ２が接続され、これらのアレイアンテナＡ１とアレイアンテナＡ２は異なる場所に設置されている。

　移動局は、セルサーチを行うために、基地局が時分割で周期的に広域低利得ビームを適用して送信するＳＳＢを受信し、１つのＳＳＢを選択しランダムアクセスを開始する。そのため、セルサーチ完了後、基地局は、ランダムアクセスで使用されたＳＳＢに適用した広域低利得ビームで対応付けられる粗い方向（図１８および図１９において破線で示したビームの方向）に移動局が位置することが分かる。

　図１８に示した構成の場合、セルサーチ完了後に１つのアレイアンテナＡから見た移動局の粗い方向が取得でき、その方向に対してＣＳＩ－ＲＳに狭域高利得ビームを用いて送信することで、効率的なデータ伝送用のビーム選択が可能である。

　一方、図１９に示した構成の場合、セルサーチ後に１つのアレイアンテナ（図１９のアレイアンテナＡ１）から見た移動局の粗い方向は取得できるが、他のアレイアンテナ（図１９のアレイアンテナＡ２）から見た移動局の方向は不明である。そのため、ランダムアクセスで移動局が選択したＳＳＢを送信するアレイアンテナＡ１以外のアレイアンテナＡ２のデータ伝送用の狭域高利得ビームを確実に選択するには、そのアレイアンテナＡ２からＣＳＩ－ＲＳを用いて全方向のビームサーチを行う必要があり、データ伝送用のビーム選択の処理負荷が増大するとともに、選択が完了するまでの所要時間が増大する。

　また、セルサーチ直後のＣＳＩ　Ｒｅｐｏｒｔにて、移動局がＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘをフィードバックすることが考えられるが、ランダムアクセスで移動局が選択したＳＳＢを送信するアレイアンテナとは異なるアレイアンテナ（図１９の例ではアレイアンテナＡ２）が送信するＳＳＢを示すＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘを移動局が確実にフィードバックする保証はない。一例として、図２０に示したように、移動局がアレイアンテナＡ１の近傍に位置し、アレイアンテナＡ１がＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘ＃１～＃５のそれぞれに対応する５つのＳＳＢを送信する場合について説明する。この場合、移動局は、アレイアンテナＡ１から送信される広域低利得ビームのサイドローブでＳＳＢを受信したときのＲＳＲＰが、アレイアンテナＡ２から送信される広域低利得ビームでＳＳＢを受信したときのＲＳＲＰよりも高くなり、アレイアンテナＡ１から送信されたＳＳＢのみを選択してＳＳＢ　Ｉｎｄｅｘでフィードバックする可能性がある。

　上記の不確実性を改善するために、移動局側でＳＳＢが送信されたアレイアンテナを区別できるようにすることが有効である。すなわち、実施の形態１～４で説明した基地局と、実施の形態５で説明した移動局とを組み合わせて無線通信システムを構築し、基地局および移動局が、実施の形態６で説明したシーケンス（図１２参照）に従って動作することが有効である。この場合、移動局は、ＳＳＢが送信されたアレイアンテナの区別が可能となり、その結果、ランダムアクセスで用いたＳＳＢを送信するアレイアンテナ以外のアレイアンテナが送信したＳＳＢを確実にフィードバックできるようになる。

　そして、基地局は、上記の方法によるフィードバックで得られる移動局の粗い方向に対して、対応するアレイアンテナから狭域高利得ビームを用いてＣＳＩ－ＲＳを送信することで、全方向のビームサーチが不要となる。すなわち、基地局は、ランダムアクセスで用いたＳＳＢを送信するアレイアンテナ以外の各アレイアンテナを用いた全方向のビームサーチを実施せずに、データ伝送用の狭域高利得ビームの選択のために十分なＣＳＩ－ＲＳを移動局へ送信することができる。この結果、データ伝送用のビーム選択の処理負荷、および、ビーム選択が完了するまでの所要時間を抑制できる。

　ただし、移動局がＣＳＩ－ＲＳを受信し、データ伝送用の狭域高利得ビームを選択する際に、同一アレイアンテナから送信されたＣＳＩ－ＲＳを選択すると、結果的に１つのアレイアンテナと通信することになり、送信ダイバーシチの効果を享受できない。そのため、基地局は、ＣＳＩ－ＲＳを送信する際もＳＳＢの送信と同様に、移動局がアンテナ部を区別できるようＣＳＩ－ＲＳ送信用のビーム候補をグループ分けし、移動局へ通知する。これにより、Ｍｕｌｔｉ－ＴＲＰ／Ｐａｎｅｌを活用した送信ダイバーシチによるデータ伝送が可能となる。

　以上のように、基地局が、ＳＳＢを送信するビーム候補のグループ化を行いグループの情報を含むビーム情報とともにＳＳＢを送信し、移動局が、異なるグループのＳＳＢに対応するＳＳＢＲＩをフィードバックすることにより、ビーム選択の処理負荷および所要時間の低減が可能である。また、基地局が、ＣＳＩ－ＲＳを送信するビーム候補のグループ化を行いグループの情報を含むビーム情報とともにＣＳＩ－ＲＳを送信し、移動局が、異なるグループのＣＳＩ－ＲＳに対応するＣＲＩをフィードバックすることにより、送信ダイバーシチの確実な活用が可能となる。

　以上は、基地局の２つのアレイアンテナが異なる送受信点に設置される場合を前提として、適切なグループ分けとして２つのアレイアンテナに対して異なるグループ情報を割り当てることで、上記の効果が得られことを示した。

　しかしながら、３ＧＰＰ　Ｒｅｌ.１６のＭｕｌｔｉ－ＴＲＰ／Ｐａｎｅｌのユースケースは、上記の分散配置に限らず多様である。候補ビームの適切なグループ分けは複数のアレイアンテナの送受信点配置により異なる。そこで、典型的な配置に対するグループ分けの例を以下に図を用いて説明する。なお、説明の簡単化のため、アレイアンテナの数が２の場合の集中配置について説明するが、アンテナ数は２に限定されない。

　図２１は、本発明にかかる基地局が備えるアンテナの設置方法の第１の例を示す図である。図２１は、２つのアレイアンテナＡ１およびＡ２を横並びに集中配置した例を示す。集中配置では一般的に、アレイアンテナＡ１およびＡ２のどちらからも同じ方向に移動局が存在し、アレイアンテナＡ１と移動局のアンテナとの間の伝搬路＃１およびアレイアンテナＡ２と移動局のアンテナとの間の伝搬路＃２が同じ統計的性質を有する（ＱＣＬ：Quasi　Co-Location）。伝搬路の統計的性質を示すパラメタには、ドップラシフト、ドップラ広がり、平均遅延、遅延広がり、などが含まれる。このような伝搬路＃１および＃２を用いてＭＩＭＯ（Multiple-Input　Multiple-Output）伝送する場合、チャネルの相関が高く、チャネル行列の固有値分布は縮退傾向となり、得られるダイバーシチ効果は限られたものとなる。

　つまり、集中配置でＱＣＬとなるアレイアンテナＡ１およびＡ２に対して、異なるグループ分けを適用し、２つのグループに対してビーム選択のリソースを割り当て、適切なビームを選択した場合でも、期待のダイバーシチ効果は得られず、ビーム選択のためのリソースを浪費することになる。したがって、ビーム選択の処理負荷を低減し、無理にダイバーシチ効果を得ようとしないために、集中配置のアレイアンテナＡ１よびＡ２は同一のグループ情報を割り当てることが適切である。例えば、基地局は、移動局から見たアレイアンテナＡ１の方向と移動局から見たアレイアンテナＡ２の方向との誤差が予め定められた値以下の場合、アレイアンテナＡ１およびＡ２が形成する各ビームを同じグループとする。基地局は、アレイアンテナＡ１の設置位置とアレイアンテナＡ２の設置位置との距離が予め定められた値以下の場合に、アレイアンテナＡ１およびＡ２が形成する各ビームを同じグループとしてもよい。

　ただし、集中配置でも、それぞれのアレイアンテナでチルト角が異なる場合には、ＱＣＬは成り立たないため、それらのアレイアンテナが形成する各ビームを、アレイアンテナ毎に異なるグループとすることも考えられる。

　図２２は、本発明にかかる基地局が備えるアンテナの設置方法の第２の例を示す図である。図２２は、２つのアレイアンテナＡ１およびＡ２を異なる場所に分散配置した例を示す。分散配置では、異なる場所にアレイアンテナを配置するため、アレイアンテナＡ１とＡ２はどのサービスエリアに対してもＱＣＬが成り立たない。そのため、各アレイアンテナに異なるグループ情報を割り当て、各グループでＳＳＢによる広域低利得ビーム方向の取得後に、ＣＳＩ－ＲＳによる狭域高利得ビーム方向をそれぞれ取得することで、ビーム選択の処理負荷を低減しつつ、ダイバーシチ効果を得ることができる。例えば、基地局は、アレイアンテナＡ１の設置位置とアレイアンテナＡ２の設置位置との距離が予め定められた値よりも大きい場合に、アレイアンテナＡ１およびＡ２が形成する各ビームを異なるグループとする。

　一般的に、既存のシステムでは、基地局のアンテナとサービスエリア内の移動局アンテナの距離は離れているため、図２１および図２２に示した２つのケースにおいて、アレイアンテナのグループ分けをサービスエリアに対して一律に適用する場合を示した。しかしながら、第５世代移動通信システム（５Ｇ）ではミリ波帯である２４ＧＨｚ周辺～５２ＧＨｚ周辺（３ＧＰＰ規定のＦＲ２に相当）の利用も決定しており、基地局が備えるアレイアンテナとサービスエリア内の移動局が備えるアンテナとの距離が近い場合が想定される。このような場合、サービスエリアに応じて、アレイアンテナのグループ割り当てを適切に設定することで、ビーム選択の処理負荷の低減およびダイバーシチ効果の取得の観点で、グループ分けを最適化することができる。

　図２３は、本発明にかかる基地局が備えるアンテナの設置方法の第３の例を示す図である。図２３は、２つのアレイアンテナＡ１およびＡ２を横並びに集中配置した場合で、アレイアンテナとサービスエリアが比較的近い環境を示す。

　図２３に示した近傍エリアに存在する移動局から見た場合、アレイアンテナＡ１とＡ２の方向を区別でき、アレイアンテナ間でＱＣＬが成り立たない。このエリアに対しては、アレイアンテナＡ１およびＡ２にそれぞれ異なるグループ情報を割り当てることで、送信ダイバーシチを用いた伝送が可能となる。一方、図２３に示した遠方エリアに存在する移動局から見た場合、アレイアンテナＡ１とＡ２の方向は概ね同じ方向となり、アレイアンテナ間でＱＣＬが成立する。このエリアに対しては、アレイアンテナＡ１およびＡ２に同じグループ情報を割り当てることで、図２１に示した第１の例の場合と同様に、相関の高いチャネルに対してＭＩＭＯ伝送を適用することを防ぐことができる。

　アレイアンテナＡ１とＡ２を別のグループとしダイバーシチ効果を得るか、アレイアンテナＡ１とＡ２を同一グループとしダイバーシチ無しとするかは、基地局が、アレイアンテナＡ１と移動局との間の状態を示すパラメタ及びアレイアンテナＡ２と移動局との間の状態を示すパラメタを取得し、これらのパラメタの差にしきい値を設定して判断してもよい。例えば、基地局は、各アレイアンテナを使用して移動局と通信を行うことで、各アレイアンテナと移動局との間のチャネル特性を取得し、統計的性質を示す複数のパラメタのそれぞれを比較して決定する。また、基地局は、ＣＳＩ－Ｒｅｐｏｒｔにて取得可能なＣＱＩ、ＲＩ、ＰＭＩなどを上記のパラメタとして利用してもよい。または、基地局が移動局の位置情報を取得し、基地局のアレイアンテナとの距離に応じて決定してもよい。この場合、基地局は、アレイアンテナからの距離が予め定められたしきい値以下のエリアを近傍エリア、アレイアンテナからの距離が予め定められたしきい値よりも大きいエリアを遠方エリアとし、近傍エリアに向けて形成する各ビームはアレイアンテナＡ１とアレイアンテナＡ２で異なるグループＩＤを割り当て、遠方エリアに向けて形成する各ビームはアレイアンテナＡ１とアレイアンテナＡ２で同じグループＩＤを割り当てる。

　なお、本実施の形態に記載した手法は、移動局が複数のパネルすなわち複数のアレイアンテナを備える構成の場合、アップリンク向けにも用いることができる。例えば、ＳＲＳ（Sounding　Reference　Signal）およびＰＵＳＣＨ（Physical　Uplink　Shared　CHannel）の送信時にアレイアンテナのグループ化を行うか否か決断してもよい。移動局でグループ化を行うか判断する情報は基地局および移動局の位置情報、ＱＣＬ情報などとし、上位レイヤ、ＭＡＣ－ＣＥ、ＤＣＩにより基地局により通知されてもよい。あるいはダウンリンクのデータであるＰＤＳＣＨ（Physical　Downlink　Shared　CHannel）によって通知される基地局および移動局の位置情報、ＱＣＬ情報などを用いて判断してもよい。アップリンクでアレイアンテナのグループ化を行うことで、ダイバーシチ効果が得られる環境において、周波数利用効率が改善し、ダイバーシチ効果が無い環境においてグループ化を行わず、送信電力の削減あるいは移動局が信号を送信する際に必要な演算量の削減を行うことができる。なお、移動局においてグループ化を行うかはＵＣＩ（Uplink　Control　Information）あるいはＰＵＳＣＨを用いて基地局に伝達してよい。この場合、フラグを用いて、例えばフラグの値が“１”であれば、グループ化が施されたことを示し、フラグの値が“０”であれば、グループ化が施されなかった事を示すようにする。ＰＵＳＣＨの送信にＤＭＲＳ（Demodulation　Reference　Signal）が含まれるので、グループ化の処理はアップリンクのＤＭＲＳに適用されてもよい。また、移動局は、基地局に通知を行わず、基地局がアップリンクのＤＭＲＳを参照しながらブラインドデコーディングを行いアレイアンテナのグループ化が移動局にて施された否かを判断してもよい。

　図２１～図２３に示した３つのグループ分けを組み合わせることで、３ＧＰＰ　Ｒｅｌ.１６のＭｕｌｔｉ－ＴＲＰ／Ｐａｎｅｌの多様な配置に対して、柔軟なグループ分けを適用し、ビーム選択の処理負荷およびビーム選択の所要時間といったビーム選択のコストを最適化することができる。

　次に、上記の各実施の形態で説明した基地局および移動局のハードウェア構成について説明する。

　実施の形態１にかかる基地局１の各構成要素のうち、候補ビームグループ化部１１、記憶部１２、ビーム設定部１３、ビーム情報生成部１４、送信信号生成部１５、フィードバック情報抽出部１６、受信信号生成部１７、ビーム制御部８１、無線送信制御部８２および無線受信制御部８５は、処理回路により実現される。

　上記の処理回路は、プロセッサを備える制御回路であってもよいし、専用ハードウェアであってもよい。

　図２４は、本発明にかかる基地局の各部を実現する処理回路の第１の例を示す図である。図２４は、処理回路がプロセッサを備える制御回路で実現される場合の構成例を示す。図２４に示した処理回路は、外部から入力されたデータを受信する受信部である入力部２０１と、プロセッサ２０２と、メモリ２０３と、データを外部へ送信する送信部である出力部２０４とを備える。入力部２０１は、制御回路の外部から入力されたデータを受信してプロセッサに与えるインターフェース回路である。出力部２０４は、プロセッサ２０２又はメモリ２０３からのデータを制御回路の外部に送るインターフェース回路である。

　基地局１の構成要素のうち、候補ビームグループ化部１１、ビーム設定部１３、ビーム情報生成部１４、送信信号生成部１５、フィードバック情報抽出部１６、受信信号生成部１７、ビーム制御部８１、無線送信制御部８２、信号送信部８３、信号受信部８４および無線受信制御部８５は、プロセッサ２０２がメモリ２０３に記憶された、これらの各構成要素を実現するためのプログラムを読み出して実行することにより、実現される。また、基地局１の記憶部１２は、メモリ２０３により実現される。また、メモリ２０３は、プロセッサ２０２が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。なお、基地局１の構成要素のうち、信号送信部８３および信号受信部８４は、実施の形態１で示したように、アレイアンテナおよび信号処理回路で実現される。

　プロセッサ２０２は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）ともいう）である。メモリ２０３は、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　Read　Only　Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically　Erasable　Programmable　Read　Only　Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital　Versatile　Disk）等が該当する。

　図２５は、本発明にかかる基地局の各部を実現する処理回路の第２の例を示す図である。図２５は、処理回路が専用のハードウェアで実現される場合の構成例を示す。図２５に示した処理回路は、入力部３０１、処理回路部３０２、メモリ３０３および送信処理部３０４を備える。入力部３０１は、図２４に示した入力部２０１と同様の回路であり、外部から入力されたデータを受信する。処理回路部３０２は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、またはこれらを組み合わせたものである。メモリ３０３は、図２４に示したメモリ２０３と同様のメモリである。送信処理部３０４は、データを外部へ送信する送信部である。

　基地局１を図２５に示した処理回路で実現する場合、基地局１の候補ビームグループ化部１１、ビーム設定部１３、ビーム情報生成部１４、送信信号生成部１５、フィードバック情報抽出部１６、受信信号生成部１７、ビーム制御部８１、無線送信制御部８２、信号送信部８３、信号受信部８４および無線受信制御部８５は、処理回路部３０２で実現される。また、基地局１の記憶部１２はメモリ３０３で実現される。

　なお、基地局１の一部の構成要素を図２４に示した処理回路で実現し、残りの構成要素を図２５に示した処理回路で実現するようにしてもよい。

　実施の形態１にかかる基地局１を実現するハードウェアについて説明したが、他の実施の形態にかかる基地局も同様のハードウェアで実現できる。すなわち、実施の形態２～４のそれぞれにかかる基地局の構成要素のうち、信号送信部８３および信号受信部８４を除いた残りの構成要素は、図２４に示した構成の処理回路または図２５に示した構成の処理回路で実現可能である。また、実施の形態２～４のそれぞれにかかる基地局の信号送信部８３および信号受信部８４は、アレイアンテナおよび信号処理回路で実現される。

　また、実施の形態５にかかる移動局２についても、図２４に示した構成の処理回路または図２５に示した構成の処理回路で実現可能である。すなわち、移動局２の構成要素のうち、無線受信制御部２２、受信信号生成部２３、受信信号測定部２４、ビーム情報抽出部２５、制御情報抽出部２６、情報処理部２７、記憶部２８、ビーム選択部２９、選択ビーム情報生成部３０、送信信号生成部３１、無線送信制御部３３、受信制御部３４、上位層処理部３５および送信制御部３６は、図２４に示した構成の処理回路または図２５に示した構成の処理回路で実現可能である。また、移動局２の信号受信部２１および信号送信部３２は、アンテナおよび信号処理回路で実現される。

　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

　１，１ａ，１ｂ，１ｃ　基地局、２　移動局、１１，１１ｂ　候補ビームグループ化部、１２，２８　記憶部、１３，１３ｂ　ビーム設定部、１４　ビーム情報生成部、１５，１５ｂ，３１　送信信号生成部、１６　フィードバック情報抽出部、１７，１７ｂ，２３　受信信号生成部、１８－１，１８ａ－１，１８ｂ－１，１８－２，１８ａ－２，１８ｂ－２　アンテナ部、１９，８１　ビーム制御部、２１，８４　信号受信部、２２，８５　無線受信制御部、２４　受信信号測定部、２５　ビーム情報抽出部、２６　制御情報抽出部、２７　情報処理部、２９　ビーム選択部、３０　選択ビーム情報生成部、３２，８３　信号送信部、３３，８２　無線送信制御部、３４，４６　受信制御部、３５，４１　上位層処理部、３６，４２　送信制御部、４３　ウエイト生成部、４４　アンテナマッピング部、４５　アンテナデマッピング部、８０　アンテナポート部、１００　無線通信システム。

Claims

　それぞれが複数のビームを形成可能な複数のアンテナ部と、
　前記複数のアンテナ部が形成可能な各ビームを、各ビームを形成するアンテナ部に基づいてグループ分けするグループ化部と、
　前記複数のアンテナ部が形成するビームの識別情報および当該ビームが属するグループを示すグループ情報を含む送信信号を生成し、生成した送信信号を当該送信信号に含まれるビームの識別情報に対応するビームを形成するアンテナ部へ出力する送信信号生成部と、
　を備えることを特徴とする送信装置。
　前記グループ化部は、同じアンテナ部で形成されるビームが同じグループとなるようグループ分けを行う、
　ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
　前記複数のアンテナ部の中に、異なる位置に設けられたアンテナ部が存在する場合、
　前記グループ化部は、異なる位置に設けられたアンテナ部が形成するビームが異なるグループとなるようグループ分けを行う、
　ことを特徴とする請求項１または２に記載の送信装置。
　前記複数のアンテナ部の中に、通信相手から見た方向の誤差が予め定められたしきい値以下のアンテナ部が存在する場合、
　前記グループ化部は、前記誤差が前記しきい値以下の各アンテナ部が形成する各ビームが同じグループとなるようグループ分けを行う、
　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の送信装置。
　前記グループ化部は、同じアンテナ部で形成される各ビームを、ビームを形成するアンテナ部からの距離が予め定められた値以下のエリアに向けて形成されるビームと、前記距離が前記予め定められた値よりも大きいエリアに向けて形成されるビームとが異なるグループとなるようグループ分けを行う、
　ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
　前記グループ化部は、少なくとも１つの前記アンテナ部の設置位置が変化するか、前記アンテナ部の数が変化した場合に、前記グループ分けを再度行う、
　ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の送信装置。
　前記アンテナ部は、セルサーチ用の第１のビームおよび前記第１のビームよりも幅が狭くかつ高利得な第２のビームを形成可能であり、
　前記グループ化部は、前記第１のビームおよび前記第２のビームのそれぞれについてグループ化を行う、
　ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の送信装置。
　前記送信信号生成部は、前記セルサーチの結果に基づいて、前記第２のビームの中の一部の第２のビームで送信する送信信号を生成する、
　ことを特徴とする請求項７に記載の送信装置。
　前記複数のアンテナ部のそれぞれがビームを形成する動作を一括制御するビーム制御部、
　を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の送信装置。
　請求項１から９のいずれか１項に記載の送信装置が送信する信号を受信する受信装置であって、
　前記ビームの識別情報および前記グループ情報を含む信号を受信する信号受信部と、
　前記信号受信部が受信した信号に含まれる前記グループ情報に基づいて、前記送信装置との通信で使用するビームを選択するビーム選択部と、
　前記ビーム選択部による選択結果を前記送信装置へフィードバックするための信号を生成するフィードバック信号生成部と、
　を備えることを特徴とする受信装置。
　請求項１から９のいずれか１項に記載の送信装置と、
　前記送信装置が送信する信号を受信する受信装置と、
　を備えることを特徴とする無線通信システム。
　前記受信装置は、
　前記ビームの識別情報および前記グループ情報を含む信号を受信する信号受信部と、
　前記信号受信部が受信した信号に含まれる前記グループ情報に基づいて、前記送信装置との通信で使用するビームを選択するビーム選択部と、
　前記ビーム選択部による選択結果を前記送信装置へフィードバックするための信号を生成するフィードバック信号生成部と、
　を備えることを特徴とする請求項１１に記載の無線通信システム。