JP6656500B2 - 無線基地局、無線端末、無線通信システム、送信電力制御方法、制御回路およびプログラム記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、無線端末の送信電力を制御する無線基地局、無線端末、無線通信システムおよび送信電力制御方法に関する。

一般に、無線基地局と通信を行う無線端末は、無線基地局に送信する信号の送信電力を制御している。これは、無線端末が送信した信号を無線基地局が誤りなく受信できるようにするためであり、また、他の無線基地局への不要な干渉を防ぐためである。

第５世代移動通信システムに適用するべく、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において定められたＮＲ（New Radio）規格では、無線端末の送信電力制御の方法として、オープンループ制御およびクローズドループ制御の２つの制御方法が規定されている（非特許文献１）。

オープンループ制御は、無線端末が無線基地局との通信を開始する場合、また、無線端末がハンドオーバにより別の無線基地局に接続して通信を開始する場合に行われる制御方法である。オープンループ制御では、通信開始時に無線端末が物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ：Physical Random Access Channel）を用いて送信するプリアンブルのターゲット受信電力値を無線基地局から無線端末に報知情報として通知しておく。無線端末では、無線基地局から周期的に送信される信号の受信電力値と、別途無線基地局から報知されている無線基地局の送信電力値とから下り（無線基地局から無線端末への方向）送信のパスロスを計算し、計算したパスロス分の電力値を無線基地局から通知されたプリアンブルのターゲット受信電力値に加算して、上り信号の送信電力を決定する。

一方、クローズドループ制御は、通信開始後に、無線基地局が、無線端末に対して送信電力の増減を明示的に指定する送信電力制御コマンド（ＴＰＣ：Transmission Power Control）を送信して、無線端末の送信電力を制御する制御方法である。無線端末は、無線基地局と通信している間、オープンループ制御によっていったん送信電力値を決定し、当該無線基地局からのクローズドループ制御に従って送信電力を調整し、最終的な送信電力値を決定する。

３ＧＰＰ ＴＳ ３８．２１３ Ｖ１５．０．０ （２０１７−１２）

ＮＲ規格では、１つの無線基地局が異なる場所に設置される複数のアンテナから信号を送信する構成、すなわち、１つの無線基地局が複数のＴＲＰ（Transmission Reception Point）を持つ構成が考えられる。ＴＲＰは、無線基地局が実際に信号の送受信を行う場所、すなわちアンテナの設置場所である。複数のＴＲＰを持つ無線基地局は、無線端末が全ての送信ビームに同一送信電力を設定して信号を送信した場合、各ＴＲＰで無線端末からの信号の受信電力が異なる可能性がある。また、無線基地局における他の無線端末からの干渉電力も各ＴＲＰで異なる可能性がある。また、各ＴＲＰにおいて無線端末からの信号のＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise power Ratio）が異なり、あるＴＲＰはＳＩＮＲ適正値を充たしているのに対して、他のＴＲＰはＳＩＮＲ適正値を充たしていないことも想定される。

しかしながら、非特許文献１に記載の技術によれば、ＴＲＰ毎に送信電力制御コマンドを使い分けることができない。すなわち、非特許文献１に記載の技術では、各ＴＲＰで無線端末からの信号のＳＩＮＲが異なり、あるＴＲＰがＳＩＮＲ適正値を充たし、他のＴＲＰがＳＩＮＲ適正値を充たしていない場合、各ＴＲＰに向けられた無線端末の送信ビームの送信電力を同時に上げるか、または同時に下げるかの制御しかできない。そのため、無線基地局が備える各ＴＲＰにおけるＳＩＮＲを個別にＳＩＮＲ適正値に近づける制御ができない、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、無線端末からの信号を複数の場所で受信可能な場合において、信号を受信する場所の単位で無線端末が送信する信号の送信電力を制御可能な無線基地局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、本発明の無線基地局は、各々が基地局受信ビームを生成し、無線端末から端末送信ビームを用いて送信される信号を、基地局受信ビームを用いて受信する複数の基地局アンテナ部を備える。また、無線基地局は、基地局受信ビーム毎に信号の受信品質を測定する測定部を備える。また、無線基地局は、基地局アンテナ部単位で基地局受信ビームをグループに分け、グループ単位の測定部の測定結果に基づいて、グループ単位で無線端末の端末送信ビームの送信電力制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明にかかる無線基地局は、無線端末からの信号を複数の場所で受信可能な場合において、信号を受信する場所の単位で無線端末が送信する信号の送信電力を制御できる、という効果を奏する。

実施の形態１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にかかる無線端末が送信するサウンディング信号の周波数マッピングの例を示す図 実施の形態１にかかる無線基地局において、基地局受信ビーム毎に受信品質が良好な無線端末の端末送信ビームを選択した結果の例を示す図 実施の形態１にかかる無線基地局が無線端末に対して指定した端末送信ビームを用いてデータなどの信号を送信させている状態の例を示す図 実施の形態１にかかる無線基地局の各ＴＲＰでの受信品質の測定結果の例を示す図 実施の形態１にかかる無線基地局の構成例を示す図 実施の形態１にかかる無線基地局において無線端末の端末送信ビームをグループ分けする動作を示すフローチャート 実施の形態１にかかる無線基地局においてＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）を割り当てる無線端末を選択したときの動作を示すフローチャート 実施の形態１にかかる無線端末の構成例を示す図 実施の形態１にかかる無線端末が無線基地局から無線端末の端末送信ビームのグループ情報を取得するまでの動作を示すフローチャート 実施の形態１にかかる無線端末において無線基地局からＰＵＳＣＨが割り当てられたときの動作を示すフローチャート 実施の形態１にかかる無線基地局および無線端末を実現するハードウェア構成の例を示す図 実施の形態２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２における無線基地局が無線端末へ通知するＴＲＰグループＩＤおよび基地局送信ビームの関係の情報の例を示す図 実施の形態２にかかる無線端末において、端末受信ビーム毎の受信品質の測定結果から選択された基地局送信ビームと端末受信ビームとの対応関係を示す図 実施の形態２にかかる無線基地局の構成例を示す図 実施の形態２にかかる無線基地局において、端末受信ビームのグループ分けをする無線端末に対して測定用信号および制御情報を送信する動作を示すフローチャート 実施の形態２にかかる無線端末の構成例を示す図 実施の形態２にかかる無線端末において無線端末の端末送信ビームをグループ分けする動作を示すフローチャート 実施の形態４にかかる無線端末が、１つのＣｏｄｅｗｏｒｄを送信に使用する全ての端末送信ビームにマッピングするマッピングパターンの例を示す図 実施の形態４にかかる無線端末が、１つのＣｏｄｅｗｏｒｄを端末送信ビームの単位でマッピングするマッピングパターンの例を示す図 実施の形態４にかかる無線基地局において無線端末に対する送信電力制御方法を決定する動作を示すフローチャート

以下に、本発明の実施の形態にかかる無線基地局、無線端末、無線通信システムおよび送信電力制御方法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．
本実施の形態では、無線基地局が無線端末から送信される信号を受信する場合において、無線端末が送信ビームを生成し、無線基地局が受信ビームを生成して無線通信を行う無線通信システムを想定する。本実施の形態では、無線基地局が２つのＴＲＰを持つ場合を説明するが、無線基地局が有するＴＲＰの数は２つに限定されない。以下、１つのＴＲＰに対応する１つ以上のビームをＴＲＰグループとする。すなわち、無線基地局において１つのＴＲＰが生成する受信ビームは１つのＴＲＰグループであり、１つのＴＲＰに向けて無線端末が生成する１つ以上の送信ビームも１つのＴＲＰグループである。無線基地局は、ＴＲＰグループ単位で送信電力制御コマンドを適用、すなわちＴＲＰグループ単位で無線端末の送信ビームの送信電力を制御する。以降の説明において、無線端末が生成する送信ビームを端末送信ビームと称し、無線基地局が生成する受信ビームを基地局受信ビームと称する。

まず、無線端末で生成される複数の端末送信ビームとＴＲＰとの関係付けを判断する方法について説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかる無線通信システム５０の構成例を示す図である。無線通信システム５０は、無線基地局１０と、無線端末２０と、を備える。無線基地局１０は、信号処理部１７と、アンテナ部１４ａ，１４ｂと、を備える。以下、アンテナ部１４ａ，１４ｂが設置される場所を、それぞれＴＲＰ＃１，ＴＲＰ＃２とする。無線基地局１０は、アンテナ部１４ａ，１４ｂを用いて、無線端末２０との間で無線通信を行う。アンテナ部１４ａ，１４ｂは、それぞれ４つの基地局受信ビームを生成し、基地局受信ビームを用いて、無線端末２０から送信される信号を受信する。図１の例では、アンテナ部１４ａが生成する基地局受信ビームを基地局受信ビーム１０１〜１０４とし、アンテナ部１４ｂが生成する基地局受信ビームを基地局受信ビーム１０５〜１０８とする。無線端末２０は、６つの端末送信ビーム２０１〜２０６を生成し、端末送信ビーム２０１〜２０６を用いて、無線基地局１０へ信号を送信する。なお、無線通信システム５０において、図１では無線端末２０の数が１つであるが一例であり、無線端末２０は２つ以上であってもよい。

図１に示す無線通信システム５０において、最初に、無線端末２０は、生成可能な全ての端末送信ビーム２０１〜２０６でサウンディング信号を送信する。サウンディング信号は、無線基地局１０において受信した信号の受信品質を測定するために用いられる測定用信号である。サウンディング信号は、複数の端末送信ビームとＴＲＰとの関係付けを行う際に使用される。無線基地局１０は、基地局受信ビーム１０１〜１０８を用いてサウンディング信号を受信し、基地局受信ビーム毎にサウンディング信号の受信品質を測定する。なお、無線端末２０は、端末送信ビーム２０１〜２０６の全てを同時に生成できない場合、タイミングを変えて各端末送信ビームを生成してもよい。すなわち、無線端末２０は、端末送信ビーム２０１〜２０６を複数回に分けて生成してもよい。同様に、無線基地局１０は、基地局受信ビーム１０１〜１０８の全てを同時に生成できない場合、タイミングを変えて各基地局受信ビームを生成してもよい。すなわち、無線基地局１０は、基地局受信ビーム１０１〜１０８を複数回に分けて生成してもよい。本実施の形態では、無線端末２０は、端末送信ビーム２０１〜２０６の全てを同時に生成でき、無線基地局１０は、基地局受信ビーム１０１〜１０８の全てを同時に生成できる場合を例にして説明する。

無線基地局１０は、サウンディング信号の受信品質の測定結果に基づいて、各基地局受信ビームで良好な受信品質が得られる無線端末２０からの端末送信ビームを選択する。良好な受信品質とは、受信品質の測定結果、例えばＳＩＮＲが、規定された閾値以上の場合である。ここで、無線基地局１０は、良好な受信品質が得られる端末送信ビームを選択するためには、無線端末２０の複数の端末送信ビームを区別する必要がある。無線基地局１０において無線端末２０の複数の端末送信ビームを区別する方法には、例えば、無線端末２０が各端末送信ビームで送信するサウンディング信号に載せるシーケンスのパターンと端末送信ビームＩＤ（Identifier）とをあらかじめ関係付ける方法がある。また、無線端末２０が各端末送信ビームで送信するサウンディング信号を送信する時間と端末送信ビームＩＤとを関係付ける方法がある。また、無線端末２０が各端末送信ビームで送信するサウンディング信号を配置する周波数領域と端末送信ビームＩＤとを関係付ける方法がある。端末送信ビームＩＤとは、各端末送信ビームを識別するための識別情報であり、図１の例では、端末送信ビーム２０１〜２０６を識別可能な情報である。なお、サウンディング信号に載せるシーケンスの生成方法については、３ＧＰＰ規格書ＴＳ３８．２１１Ｖ１５．０．０の６．４．１．４．２に記載されている。

図２は、実施の形態１にかかる無線端末２０が送信するサウンディング信号の周波数マッピングの例を示す図である。図２に示す周波数マッピングの情報は、無線端末２０が送信するサウンディング信号を配置する周波数領域ｆ１〜ｆ６と端末送信ビームＩＤとの関係付けを示している。図２では、端末送信ビームＩＤを２０１〜２０６で表している。無線端末２０は、各端末送信ビームにおいて、各端末送信ビームに割り当てられた周波数領域のみを用いてサウンディング信号を送信する。例えば、無線端末２０は、端末送信ビーム２０１では、周波数領域ｆ１でサウンディング信号を送信する。無線基地局１０は、図２に示す周波数マッピングの情報をあらかじめ無線端末２０に指定することにより、基地局受信ビームで良好な受信品質が得られる無線端末２０からの端末送信ビームを判別することができる。

図３は、実施の形態１にかかる無線基地局１０において、基地局受信ビーム毎に受信品質が良好な無線端末２０の端末送信ビームを選択した結果の例を示す図である。図３に示すように、無線基地局１０において、基地局受信ビーム１０２では、無線端末２０から端末送信ビーム２０２によって送信されたサウンディング信号の受信品質が良好である。また、無線基地局１０において、基地局受信ビーム１０３では、無線端末２０から端末送信ビーム２０１によって送信されたサウンディング信号の受信品質が良好である。また、無線基地局１０において、基地局受信ビーム１０６では、無線端末２０から端末送信ビーム２０５によって送信されたサウンディング信号の受信品質が良好である。また、無線基地局１０において、基地局受信ビーム１０７では、無線端末２０から端末送信ビーム２０６によって送信されたサウンディング信号の受信品質が良好である。また、図３は、無線基地局１０において、基地局受信ビーム１０１，１０４，１０５，１０８では、無線端末２０から送信されたサウンディング信号に対して良好な受信品質が得られていないことを示している。

また、図３は、無線基地局１０における基地局受信ビームとＴＲＰグループＩＤとの関係も表している。ＴＲＰグループＩＤは、各ＴＲＰグループを識別する情報である。図３に示した例では、ＴＲＰ＃１に対応するＴＲＰグループのＴＲＰグループＩＤを＃１とし、ＴＲＰ＃２に対応するＴＲＰグループのＴＲＰグループＩＤを＃２としている。図３に示した例では、ＴＲＰグループＩＤ＃１には基地局受信ビーム１０１〜１０４が属し、ＴＲＰグループＩＤ＃２には基地局受信ビーム１０５〜１０８が属している。

無線基地局１０は、図３に示す良好な受信品質が得られた無線端末２０の端末送信ビームとＴＲＰグループＩＤとの関係を、無線端末２０へ通知する。無線基地局１０から無線端末２０への通知方法は、ＮＲ規格で定義されているＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）を使ったレイヤ１シグナリング、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤによるＭＡＣシグナリングなどを用いる。通知内容の具体例は、ＴＲＰグループＩＤ＃１＝｛端末送信ビーム２０１，端末送信ビーム２０２｝、およびＴＲＰグループＩＤ＃２＝｛端末送信ビーム２０５，端末送信ビーム２０６｝である。すなわち、無線基地局１０は、端末送信ビーム２０１，２０２をＴＲＰグループＩＤ＃１にグループ分けし、端末送信ビーム２０５，２０６をＴＲＰグループＩＤ＃２にグループ分けしたことになる。ＴＲＰグループＩＤ＃１，＃２によって示されるグループは、無線端末２０の複数の端末送信ビームが、各端末送信ビームによって送信される信号が受信される無線基地局１０のＴＲＰ＃１，＃２の単位に分けられたグループである。

つぎに、無線基地局１０が、送信電力制御コマンドを用いて無線端末２０の送信電力を制御する方法について説明する。図４は、実施の形態１にかかる無線基地局１０が無線端末２０に対して指定した端末送信ビーム２０１，２０２，２０５，２０６を用いてデータなどの信号を送信させている状態の例を示す図である。無線基地局１０は、無線端末２０に対する端末送信ビームの指定を、ＮＲ規格で規定されているＵＬ ｇｒａｎｔを用いて行う。３ＧＰＰ規格書ＴＳ３８．２１２Ｖ１５．０．０に規定されているＤＣＩ（Downlink Control Information）のＦｏｒｍａｔ０＿１は、無線端末２０にＰＵＳＣＨ送信を許可するメッセージ、すなわち前述のＵＬ ｇｒａｎｔの伝送に使用される。Ｆｏｒｍａｔ０＿１のメッセージには、「ＳＲＳ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ」が定義されており、これはサウンディング信号（ＳＲＳ：Sounding Reference Signal）のビーム、またはサウンディング信号と同じビームを使用するＰＵＳＣＨ信号のビームを指定するものである。また、Ｆｏｒｍａｔ０＿１のメッセージには、「ＴＰＣ ｃｏｍｍａｎｄ ｆｏｒ ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ＰＵＳＣＨ」が定義されており、これが送信電力制御コマンドである。ここで、本実施の形態では、この送信電力制御コマンドの要素をＴＲＰグループ数分に拡張する。すなわち、ＴＲＰグループの数をｎ個とすると、送信電力制御コマンドを、「ＴＰＣ ｃｏｍｍａｎｄ ｆｏｒ ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ＰＵＳＣＨ＃１」、「ＴＰＣ ｃｏｍｍａｎｄ ｆｏｒ ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ＰＵＳＣＨ＃２」、…、「ＴＰＣ ｃｏｍｍａｎｄ ｆｏｒ ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ＰＵＳＣＨ＃ｎ」と定義する。本実施の形態では、拡張したフォーマットをＦｏｒｍａｔ０＿１Ｅとする。

拡張したＦｏｒｍａｔ０＿１Ｅのフォーマットを図４の例に適用する場合について説明する。図５は、実施の形態１にかかる無線基地局１０の各ＴＲＰでの受信品質の測定結果の例を示す図である。前述のように、受信品質はＳＩＮＲとする。図５の例では、ＴＲＰ＃１ではＳＩＮＲがＳＩＮＲ適正値を充たしているのに対して、ＴＲＰ＃２ではＳＩＮＲがＳＩＮＲ適正値を充たしていない。このような場合、無線基地局１０は、以下の送信電力制御コマンドの内容を含むメッセージを無線端末２０へ通知する。メッセージに含まれる内容は、「ＴＰＣ ｃｏｍｍａｎｄ ｆｏｒ ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ＰＵＳＣＨ＃１＝−１［ｄＢ］」、「ＴＰＣ ｃｏｍｍａｎｄ ｆｏｒ ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ＰＵＳＣＨ＃２＝＋１［ｄＢ］」、および「ＳＲＳ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ＝｛２０１，２０２，２０５，２０６｝」である。

上記内容を含むメッセージを受信した無線端末２０は、メッセージの内容に従って、端末送信ビームの送信電力を制御する。無線端末２０は、前述のように、ＴＲＰグループＩＤ＃１＝｛端末送信ビーム２０１，端末送信ビーム２０２｝、およびＴＲＰグループＩＤ＃２＝｛端末送信ビーム２０５，端末送信ビーム２０６｝の情報を別途受け取っている。無線端末２０は、取得したこれらの情報を用いて、ＴＲＰグループＩＤ＃１すなわち端末送信ビーム２０１，２０２のグループについては送信電力を前回送信時の値から−１［ｄＢ］累積し、ＴＲＰグループＩＤ＃２すなわち端末送信ビーム２０５，２０６のグループについては送信電力を前回送信時の値から＋１［ｄＢ］累積する。

無線基地局１０は、無線端末２０の端末送信ビーム２０１，２０２の送信電力を下げ、無線端末２０の端末送信ビーム２０５，２０６の送信電力を上げることで、図５に示す各ＴＲＰのＳＩＮＲについて、ＴＲＰ＃１のＳＩＮＲを下げ、ＴＲＰ＃２のＳＩＮＲを上げることができる。このように、無線基地局１０は、ＴＲＰの単位で無線端末２０が送信する信号の送信電力、具体的には端末送信ビームの送信電力を制御することによって、ＴＲＰの単位でＳＩＮＲをＳＩＮＲ適正値に近づけることができる。

つづいて、無線基地局１０の構成について説明する。図６は、実施の形態１にかかる無線基地局１０の構成例を示す図である。無線基地局１０は、信号処理部１７と、アンテナ部１４ａ，１４ｂと、を備える。信号処理部１７は、制御部１１と、変復調部１２と、送受信部１３と、測定部１５と、を備える。

制御部１１は、無線端末２０へサウンディング信号の送信を指示し、サウンディング信号の受信品質に基づいて、図３に示すようなＴＲＰグループＩＤ、基地局受信ビーム、および端末送信ビームの関係付け、すなわちグループ分けを行う。また、制御部１１は、ＰＵＳＣＨを割り当てる無線端末２０の選択、各基地局受信ビームにおいて良好な受信品質が得られる無線端末２０の端末送信ビームの選択、送信電力制御コマンドで指示する送信電力制御値の計算、基地局受信ビームの方向制御、図示しないコアネットワークとのデータの送受信などを行う。

変復調部１２は、制御部１１から取得したデータ、制御情報などの信号を変調し、送受信部１３へ出力する。また、変復調部１２は、送受信部１３から取得した信号を復調し、制御部１１へ出力する。

送受信部１３は、変復調部１２から取得した信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、周波数をアップコンバートする。送受信部１３は、アップコンバート後のアナログ信号をアンテナ部１４ａ，１４ｂへ出力する。また、送受信部１３は、アンテナ部１４ａ，１４ｂから取得した信号の周波数をダウンコンバートし、アナログ信号からデジタル信号に変換する。送受信部１３は、変換後のデジタル信号を変復調部１２へ出力する。

アンテナ部１４ａ，１４ｂは、各々が複数の基地局受信ビームを生成し、無線端末２０から複数の端末送信ビームを用いて送信される信号を、複数の基地局受信ビームを用いて受信する基地局アンテナ部である。具体的には、アンテナ部１４ａ，１４ｂは、送受信部１３から取得した信号を、制御部１１の指示によるビーム方向へ送信する。また、アンテナ部１４ａ，１４ｂは、制御部１１の指示によるビーム方向で無線端末２０からの信号を受信する。アンテナ部１４ａ，１４ｂは、それぞれ複数の基地局受信ビームを同時に生成する。

測定部１５は、アンテナ部１４ａ，１４ｂから取得した信号の受信品質、受信電力などを測定する。具体的には、測定部１５は、アンテナ部１４ａ，１４ｂで生成される基地局受信ビーム毎に信号の受信品質、受信電力などを測定する。測定部１５は、受信品質、受信電力などの測定結果を制御部１１へ出力する。測定部１５が受信品質、受信電力などを測定する信号には、前述のサウンディング信号が含まれる。

無線基地局１０の動作について説明する。図７は、実施の形態１にかかる無線基地局１０において無線端末２０の端末送信ビームをグループ分けする動作を示すフローチャートである。制御部１１は、無線端末２０からサウンディング信号を送信させ、アンテナ部１４ａ，１４ｂの基地局受信ビーム１０１〜１０８毎のサウンディング信号の受信品質を測定部１５で測定させたい場合、図２に示すような周波数マッピングを作成する。制御部１１は、周波数マッピングの情報を含み、サウンディング信号の送信を指示する制御情報を生成し、変復調部１２、送受信部１３、およびアンテナ部１４ａを介して、制御情報を無線端末２０へ送信する。このようにして、制御部１１は、無線端末２０に対してサウンディング信号の送信を指示する（ステップＳ１１）。無線端末２０は、無線基地局１０から制御情報を受信すると、制御情報の内容に従って、サウンディング信号を送信する。

制御部１１は、サウンディング信号の受信品質を測定させるため、アンテナ部１４ａ，１４ｂに対してそれぞれ基地局受信ビームの方向を指示し、無線端末２０からのサウンディング信号を受信させる（ステップＳ１２）。測定部１５は、アンテナ部１４ａ，１４ｂから受信信号を受け取り、受信品質、具体的には前述のようにＳＩＮＲを測定する（ステップＳ１３）。測定部１５は、受信品質の測定結果を制御部１１へ通知する。制御部１１は、測定部１５からの測定結果に基づいて、無線端末２０の端末送信ビームをグループ分けする（ステップＳ１４）。制御部１１は、具体的には、図３に示すようなＴＲＰグループＩＤ、基地局受信ビーム、および良好な受信品質の端末送信ビームの関係を示すマップを作成する。制御部１１は、作成したマップから、ＴＲＰグループＩＤと良好な受信品質の端末送信ビームとを関係付け、無線基地局１０のＴＲＰの単位で、無線端末２０の端末送信ビームをグループ分けする。具体的には、制御部１１は、規定された受信品質が得られた基地局受信ビーム毎に、各基地局受信ビームで受信されたサウンディング信号の送信に使用された無線端末２０の端末送信ビームを選択する。制御部１１は、同一基地局アンテナ部で生成された基地局受信ビームに対して選択された端末送信ビームを同一グループとして、無線端末２０の複数の端末送信ビームを基地局アンテナ部単位のグループに分ける。制御部１１は、無線端末２０の端末送信ビームをグループ分けしたグループ情報を含む制御情報を生成し、変復調部１２、送受信部１３、およびアンテナ部１４ａを介して、制御情報を無線端末２０へ送信する。これにより、制御部１１は、無線端末２０の端末送信ビームのグループ情報を、無線端末２０へ通知する（ステップＳ１５）。なお、無線基地局１０は、無線端末２０へ制御情報を送信、すなわちグループ情報を通知する場合、例えば、無線端末２０がメインとしてモニタしている１つのＴＲＰで生成される基地局送信ビームを通して伝送することができる。

図８は、実施の形態１にかかる無線基地局１０においてＰＵＳＣＨを割り当てる無線端末２０を選択したときの動作を示すフローチャートである。制御部１１は、ＰＵＳＣＨを割り当てる無線端末２０を選択すると（ステップＳ２１）、ＴＲＰグループ毎に送信電力制御値を算出する（ステップＳ２２）。制御部１１は、例えば、同一の無線端末２０から前回ＰＵＳＣＨを受信して測定部１５で測定されたＴＲＰ毎の基地局受信ビームのＳＩＮＲと、ＳＩＮＲ適正値とを比較する。制御部１１は、比較結果に基づいて、ＴＲＰグループ毎に送信電力制御値を算出する。制御部１１は、ＴＲＰグループ毎の無線端末２０の端末送信ビームの送信電力制御値を無線端末２０へ通知する（ステップＳ２３）。具体的には、制御部１１は、ＴＲＰグループ毎の送信電力制御値をＴＰＣ ｃｏｍｍａｎｄ ｆｏｒ ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ＰＵＳＣＨ＃１〜＃２とするＤＣＩ ｆｏｒｍａｔ０＿１Ｅを生成し、変復調部１２、送受信部１３、およびアンテナ部１４ａを介して、ＤＣＩ ｆｏｒｍａｔ０＿１Ｅを無線端末２０へ送信する。

つぎに、無線端末２０の構成について説明する。図９は、実施の形態１にかかる無線端末２０の構成例を示す図である。無線端末２０は、制御部２１と、変復調部２２と、送受信部２３と、アンテナ部２４と、サウンディング信号生成部２５と、を備える。

制御部２１は、無線基地局１０から通知された制御情報を解析し、サウンディング信号の送信指示、ＰＵＳＣＨの送信指示、端末送信ビームのグループ毎の送信電力制御、端末送信ビームの方向制御などを行う。

変復調部２２は、制御部２１から取得したデータ、制御情報などの信号を変調し、送受信部２３へ出力する。また、変復調部２２は、送受信部２３から取得した信号を復調し、制御部２１へ出力する。

送受信部２３は、変復調部２２から取得した信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、周波数をアップコンバートする。送受信部２３は、アップコンバート後のアナログ信号を、アンテナ部２４へ出力する。また、送受信部２３は、アンテナ部２４から取得した信号の周波数をダウンコンバートし、アナログ信号からデジタル信号に変換する。送受信部２３は、変換後のデジタル信号を変復調部２２へ出力する。

アンテナ部２４は、複数の端末送信ビームを生成し、複数の端末送信ビームを用いて無線基地局１０へ信号を送信する端末アンテナ部である。アンテナ部２４は、送受信部２３から取得した信号を、制御部２１の指示によるビーム方向へ送信する。また、アンテナ部２４は、制御部２１の指示によるビーム方向で無線基地局１０からの信号を受信する。アンテナ部２４は、複数の端末送信ビームを同時に生成する。

サウンディング信号生成部２５は、制御部２１からの指示に基づいて、サウンディング信号を生成する測定用信号生成部である。

無線端末２０の動作について説明する。図１０は、実施の形態１にかかる無線端末２０が無線基地局１０から無線端末２０の端末送信ビームのグループ情報を取得するまでの動作を示すフローチャートである。制御部２１は、アンテナ部２４、送受信部２３、および変復調部２２を介して、無線基地局１０からサウンディング信号の送信を指示する制御情報を取得すると（ステップＳ３１）、サウンディング信号生成部２５に対してサウンディング信号の生成を指示する。このとき、制御部２１は、制御情報に含まれる周波数マッピングの情報をサウンディング信号生成部２５へ通知する。サウンディング信号生成部２５は、周波数マッピングの情報に基づいて、端末送信ビーム毎のサウンディング信号を生成する（ステップＳ３２）。また、制御部２１は、周波数マッピングの情報に基づいて、端末送信ビームの方向を決定し、アンテナ部２４に対して端末送信ビームの方向を指示する。アンテナ部２４は、制御部２１の指示に基づいて端末送信ビームを生成し、送受信部２３を介してサウンディング信号生成部２５から取得したサウンディング信号を、制御部２１から指示された端末送信ビームの方向で送信する（ステップＳ３３）。前述のように、無線基地局１０は、サウンディング信号を受信した基地局受信ビーム毎の受信品質に基づいて、無線端末２０の端末送信ビームをグループ分けし、グループ情報を含む制御信号を無線端末２０へ通知する。制御部２１は、アンテナ部２４、送受信部２３、および変復調部２２を介して、無線基地局１０からグループ情報を含む制御情報を取得する。これにより、無線端末２０は、無線基地局１０で生成されたグループ情報を取得することができる（ステップＳ３４）。

図１１は、実施の形態１にかかる無線端末２０において無線基地局１０からＰＵＳＣＨが割り当てられたときの動作を示すフローチャートである。制御部２１は、アンテナ部２４、送受信部２３、および変復調部２２を介して、無線基地局１０からＤＣＩ ｆｏｒｍａｔ０＿１Ｅを取得すると、無線端末２０にＰＵＳＣＨが割り当てられたことを検出する（ステップＳ４１）。制御部２１は、無線基地局１０へ送信する信号を生成して変復調部２２へ出力する。また、制御部２１は、ＤＣＩ ｆｏｒｍａｔ０＿１Ｅに含まれるＴＲＰグループ毎の「ＴＰＣ ｃｏｍｍａｎｄ ｆｏｒ ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ＰＵＳＣＨ＃１〜＃２」および「ＳＲＳ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ」に基づいて、端末送信ビームのグループ毎に送信電力制御値の累積を行う。具体的には、制御部２１は、取得済みのグループ情報であるＴＲＰグループＩＤ＃１＝｛端末送信ビーム２０１，端末送信ビーム２０２｝、およびＴＲＰグループＩＤ＃２＝｛端末送信ビーム２０５，端末送信ビーム２０６｝の情報に基づいて、端末送信ビームのグループ毎の送信電力制御値を累積して送信電力を決定し（ステップＳ４２）、アンテナ部２４へ通知する。アンテナ部２４は、制御部２１から通知された送信電力に従って、各端末送信ビームを用いて無線基地局１０へ信号を送信する（ステップＳ４３）。

つづいて、無線基地局１０および無線端末２０を実現するハードウェア構成について説明する。図１２は、実施の形態１にかかる無線基地局１０および無線端末２０を実現するハードウェア構成の例を示す図である。無線基地局１０は、例えば、プロセッサ３１、メモリ３２、送信機３３、受信機３４、およびアンテナ装置３５により実現される。

プロセッサ３１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）、システムＬＳＩ（Large Scale Integration）などである。また、メモリ３２は、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）など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 Disc）などである。

基地局の制御部１１および変復調部１２は、プロセッサ３１およびメモリ３２に格納されているプログラムにより実現される。具体的には、プロセッサ３１が、各部の動作を行うためのプログラムをメモリ３２から読み出して実行することにより実現される。送受信部１３は、送信機３３および受信機３４により実現される。すなわち、送受信部１３における送信処理は、送信機３３において実施され、送受信部１３における受信処理は、受信機３４において実施される。測定部１５も、受信機３４により実現される。アンテナ部１４ａ，１４ｂは、アンテナ装置３５により実現される。

無線端末２０についても同様である。制御部２１、変復調部２２、およびサウンディング信号生成部２５は、プロセッサ３１およびメモリ３２に格納されているプログラムにより実現される。具体的には、プロセッサ３１が、各部の動作を行うためのプログラムをメモリ３２から読み出して実行することにより実現される。送受信部２３は、送信機３３および受信機３４により実現される。すなわち、送受信部２３における送信処理は、送信機３３において実施され、送受信部２３における受信処理は、受信機３４において実施される。アンテナ部２４は、アンテナ装置３５により実現される。

なお、本実施の形態では、ＴＲＰ毎の送信電力制御コマンドを無線基地局１０から無線端末２０へ送信するために、ＮＲ規格で規定されているＦｏｒｍａｔ０＿１をベースに拡張したＦｏｒｍｔ０＿１Ｅを定義したが、このフォーマットに限定されるものではない。ＴＲＰグループ毎にＴＰＣ ｃｏｍｍａｎｄ ｆｏｒ ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ＰＵＳＣＨ＃１〜＃ｎに相当する送信電力制御コマンドを定義できれば、他のフォーマットを用いてもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線基地局１０は、複数のＴＲＰを持ち、それぞれ異なる場所に設置されている場合に、ＴＲＰ毎の信号の受信品質、例えばＳＩＮＲに基づいて無線端末２０の送信電力制御を行う。具体的には、無線基地局１０は、無線端末２０から送信されるサウンディング信号の受信品質を各ＴＲＰの基地局受信ビーム毎に測定し、測定結果に基づいて、１つの無線端末２０が生成する複数の端末送信ビームのうち同一ＴＲＰに向けられた複数の端末送信ビームを同一ＴＲＰグループとし、ＴＲＰグループ単位で送信電力制御を行うこととした。これにより、無線基地局１０は、無線端末２０からの信号を複数のＴＲＰで受信可能な場合において、信号を受信するＴＲＰの単位で無線端末２０が送信する信号の送信電力を制御することで、複数のＴＲＰにおいてそれぞれをＳＩＮＲ適正値に近づける制御が可能となる。また、無線基地局１０は、端末送信ビーム単位による送信電力制御としないことから、不要に送信電力制御コマンドの数を増やすことなく、通信時の制御オーバヘッドの増加を抑圧し、送信電力制御を行うことができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、無線基地局１０が、無線端末２０の端末送信ビームのグループ分けを行っていた。実施の形態２では、無線端末が、端末送信ビームのグループ分けを行う場合について説明する。なお、実施の形態２では、無線基地局の各ＴＲＰにおいて、基地局送信ビームおよび基地局受信ビームが同一利得パターンを形成できている、いわゆるＢｅａｍ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅが成立していることを想定する。基地局送信ビームは、実施の形態２の無線基地局の各ＴＲＰにおいて、無線端末へ信号を送信する際に生成される送信ビームである。また、無線端末においても、端末送信ビームおよび端末受信ビームが同一利得パターンを形成できている、いわゆるＢｅａｍ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅが成立していることを想定する。端末受信ビームは、実施の形態２の無線端末において、無線基地局からの信号を受信する際に生成される受信ビームである。

図１３は、実施の形態２にかかる無線通信システム５０ａの構成例を示す図である。無線通信システム５０ａは、無線基地局１０ａと、無線端末２０ａと、を備える。無線基地局１０ａは、信号処理部１７ａと、アンテナ部１４ａ，１４ｂと、を備える。無線基地局１０ａは、アンテナ部１４ａ，１４ｂを用いて、無線端末２０ａとの間で無線通信を行う。アンテナ部１４ａ，１４ｂは、図１に示す実施の形態１のときと同様、それぞれ、基地局受信ビーム１０１〜１０４，１０５〜１０８を生成し、基地局受信ビーム１０１〜１０４，１０５〜１０８を用いて、無線端末２０ａから送信される信号を受信する。また、本実施の形態において、アンテナ部１４ａ，１４ｂは、図１３に示すように、それぞれ、基地局送信ビーム１１１〜１１４，１１５〜１１８を生成し、基地局送信ビーム１１１〜１１４，１１５〜１１８を用いて、無線端末２０ａへ信号を送信する。無線端末２０ａは、図１に示す無線端末２０と同様、６つの端末送信ビーム２０１〜２０６を生成し、端末送信ビーム２０１〜２０６を用いて、無線基地局１０ａへ信号を送信する。また、本実施の形態において、無線端末２０ａは、図１３に示すように、端末受信ビーム２１１〜２１６を生成し、端末受信ビーム２１１〜２１６を用いて、無線基地局１０ａから送信される信号を受信する。なお、無線通信システム５０ａにおいて、図１３では無線端末２０ａの数が１つであるが一例であり、無線端末２０ａは２つ以上であってもよい。

本実施の形態では、具体的に、無線基地局１０ａにおいて、基地局受信ビーム１０１〜１０８がそれぞれ基地局送信ビーム１１１〜１１８に対応し、基地局受信ビーム１０１〜１０８および基地局送信ビーム１１１〜１１８で同一利得パターンを形成でき、Ｂｅａｍ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅが成立していることとする。また、無線端末２０ａにおいて、端末送信ビーム２０１〜２０６がそれぞれ端末受信ビーム２１１〜２１６に対応し、端末送信ビーム２０１〜２０６および端末受信ビーム２１１〜２１６で同一利得パターンを形成でき、Ｂｅａｍ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅが成立していることとする。

Ｂｅａｍ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅが成立している場合、無線基地局１０ａは、図１４に示すような情報を無線端末２０ａへ通知する。図１４は、実施の形態２における無線基地局１０ａが無線端末２０ａへ通知するＴＲＰグループＩＤおよび基地局送信ビームの関係の情報の例を示す図である。このように、無線基地局１０ａは、各ＴＲＰで送信の際に使用する基地局送信ビームの情報を無線端末２０ａへ通知する。無線基地局１０ａは、図１４に示す情報を、報知情報として全ての無線端末２０ａへ共通に通知してもよいし、無線端末２０ａそれぞれへ個別に通知してもよい。

ＴＲＰグループＩＤと基地局送信ビームとの関係付けの情報を取得した無線端末２０ａは、基地局送信ビームと端末受信ビームとの関係付けを行う。無線端末２０ａは、図１３に示すように、無線基地局１０ａから基地局送信ビーム１１１〜１１８を用いて送信される信号を、どの端末受信ビーム２１１〜２１６を用いて受信すればよいかを選択するため、端末受信ビーム２１１〜２１６毎の受信品質を測定する。図１５は、実施の形態２にかかる無線端末２０ａにおいて、端末受信ビーム２１１〜２１６毎の受信品質の測定結果から選択された基地局送信ビーム１１１〜１１８と端末受信ビーム２１１〜２１６との対応関係を示す図である。

図１５に示すように、無線端末２０ａは、無線基地局１０ａから基地局送信ビーム１１１を用いて送信された信号を、端末受信ビーム２１３を用いて受信することで、最も良好な受信品質を得ることができる。また、無線端末２０ａは、無線基地局１０ａから基地局送信ビーム１１２を用いて送信された信号を、端末受信ビーム２１２を用いて受信することで、最も良好な受信品質を得ることができる。また、無線端末２０ａは、無線基地局１０ａから基地局送信ビーム１１３を用いて送信された信号を、端末受信ビーム２１１を用いて受信することで、最も良好な受信品質を得ることができる。また、無線端末２０ａは、無線基地局１０ａから基地局送信ビーム１１５を用いて送信された信号を、端末受信ビーム２１４を用いて受信することで、最も良好な受信品質を得ることができる。また、無線端末２０ａは、無線基地局１０ａから基地局送信ビーム１１６を用いて送信された信号を、端末受信ビーム２１５を用いて受信することで、最も良好な受信品質を得ることができる。また、無線端末２０ａは、無線基地局１０ａから基地局送信ビーム１１７を用いて送信された信号を、端末受信ビーム２１６を用いて受信することで、最も良好な受信品質を得ることができる。また、図１５は、無線端末２０ａにおいて、無線基地局１０ａから基地局送信ビーム１１４，１１８を用いて送信された信号については、良好な受信品質が得られた端末受信ビームがないことを示している。

無線基地局１０ａから送信され無線端末２０ａで受信品質を測定するために使用される信号については、ＮＲ規格で規定されているＳＳ（Synchronization Signal）、またはＣＳＩ−ＲＳ（Channel State Information−Reference Signal）とする。いずれの信号も、無線基地局１０ａから周期的に送信される信号である。また、ＳＳには基地局送信ビーム毎のインデックスが付与されている。ＣＳＩ−ＲＳは、基地局送信ビーム毎に時間周波数リソースが異なっている。そのため、無線端末２０ａは、ＳＳまたはＣＳＩ−ＲＳのどちらを受信した場合でも、どの基地局送信ビームによって送信されたのかを区別することができる。

基地局送信ビームと端末受信ビームとの関係付けができた無線端末２０ａは、図１４および図１５に示す情報を用いて、無線基地局１０ａおよび無線端末２０ａで共にＢｅａｍ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅが成立していることから、ＴＲＰグループＩＤと端末送信ビームとの関係付けを行うことができる。これにより、無線端末２０ａは、無線基地局１０ａのＴＲＰの単位に対応した端末送信ビームのグループを作成することができる。具体的には、無線端末２０ａは、端末受信ビーム２１１，２１２，２１３に対応する端末送信ビーム２０１，２０２，２０３は同一グループでＴＲＰグループ＃１にグループ分けされ、端末受信ビーム２１４，２１５，２１６に対応する端末送信ビーム２０４，２０５，２０６は別の同一グループでＴＲＰグループ＃２にグループ分けされると判断できる。なお、無線基地局１０ａおよび無線端末２０ａにおいて、グループ分け以外の動作は、それぞれ、実施の形態１の無線基地局１０および無線端末２０と同様である。

つづいて、無線基地局１０ａの構成について説明する。図１６は、実施の形態２にかかる無線基地局１０ａの構成例を示す図である。無線基地局１０ａは、信号処理部１７ａと、アンテナ部１４ａ，１４ｂと、を備える。信号処理部１７ａは、図６に示す実施の形態１の信号処理部１７に、測定用信号生成部１６を追加したものである。測定用信号生成部１６は、制御部１１の指示により測定用信号、具体的には前述のようにＳＳまたはＣＳＩ−ＲＳを生成する。無線基地局１０ａにおいて、制御部１１は、実施の形態１で説明した動作に加えて、さらに、無線端末２０ａにおいて複数の端末送信ビームを無線基地局１０ａで信号が受信される基地局アンテナ部単位のグループに分けさせるため、測定用信号生成部１６にＳＳまたはＣＳＩ−ＲＳを生成させる。制御部１１は、ＳＳまたはＣＳＩ−ＲＳを送信するため、アンテナ部１４ａ，１４ｂに対して基地局送信ビームの方向を指示する。また、制御部１１は、図１４に示すＴＲＰグループＩＤと基地局送信ビームとの関係付けの情報を含む制御情報を生成し、変復調部１２、送受信部１３、およびアンテナ部１４ａを介して、制御情報を無線端末２０ａへ通知する。

無線基地局１０ａの動作について説明する。図１７は、実施の形態２にかかる無線基地局１０ａにおいて、端末受信ビームのグループ分けをする無線端末２０ａに対して測定用信号および制御情報を送信する動作を示すフローチャートである。制御部１１は、測定用信号生成部１６に測定用信号、具体的には前述のようにＳＳまたはＣＳＩ−ＲＳを生成させる。測定用信号生成部１６は、測定用信号を生成する（ステップＳ５１）。測定用信号生成部１６は、送受信部１３を介して、アンテナ部１４ａ，１４ｂへ測定用信号を出力する。また、制御部１１は、基地局送信ビームの方向を決定し、アンテナ部１４ａ，１４ｂに対して基地局送信ビームの方向を指示する。アンテナ部１４ａ，１４ｂは、制御部１１の指示に基づいて複数の基地局送信ビームを生成し、複数の基地局送信ビームを用いて、送受信部１３を介して測定用信号生成部１６から取得した測定用信号を、制御部１１から指示された基地局送信ビームの方向で送信する（ステップＳ５２）。また、制御部１１は、ＴＲＰグループＩＤと基地局送信ビームとの関係付けの情報を含む制御情報を生成する（ステップＳ５３）。制御部１１は、変復調部１２、送受信部１３、およびアンテナ部１４ａを介して、制御情報を無線端末２０ａへ通知する（ステップＳ５４）。なお、無線基地局１０ａにおける、ＰＵＳＣＨを割り当てる無線端末２０ａを選択したときの動作は、図８に示す実施の形態１の無線基地局１０の動作と同様である。

つぎに、無線端末２０ａの構成について説明する。図１８は、実施の形態２にかかる無線端末２０ａの構成例を示す図である。無線端末２０ａは、図９に示す実施の形態１の無線端末２０に、測定部２６を追加したものである。測定部２６は、図１５に示すような基地局送信ビームと端末受信ビームとの関係付けを作成するために、アンテナ部２４から得た各端末受信ビームを用いて受信された測定用信号の受信品質、受信電力などを測定する。具体的には、測定部２６は、アンテナ部２４で生成される複数の端末受信ビームを用いて無線基地局１０ａから送信される測定用信号を受信した際の受信品質、受信電力などを、端末受信ビーム毎に測定する。測定部２６は、測定結果を制御部２１へ通知する。制御部２１は、測定結果を取得すると、図１５に示すマップを生成する。制御部２１は、別途無線基地局１０ａから、図１４に示すようなＴＲＰグループＩＤと基地局送信ビームとの関係付けの制御情報を獲得し、最終的にＴＲＰグループＩＤと端末送信ビームとの関係付けを決定する。

無線端末２０ａの動作について説明する。図１９は、実施の形態２にかかる無線端末２０ａにおいて無線端末２０ａの端末送信ビームをグループ分けする動作を示すフローチャートである。制御部２１は、無線基地局１０ａから送信される測定用信号の受信品質を測定させるため、アンテナ部２４に対して端末受信ビームの方向を指示し、無線基地局１０ａからの測定用信号を受信させる（ステップＳ６１）。測定部２６は、アンテナ部２４から受信信号を受け取り、受信品質、具体的には前述のようにＳＩＮＲを測定する（ステップＳ６２）。測定部２６は、受信品質すなわちＳＩＮＲの測定結果を制御部２１へ報告する。また、アンテナ部２４は、無線基地局１０ａから、ＴＲＰグループＩＤと基地局送信ビームとの関係付けの情報を含む制御情報を受信する（ステップＳ６３）。アンテナ部２４は、受信した制御情報を、送受信部２３、および変復調部２２を介して、制御部２１へ出力する。制御部２１は、取得した測定結果および制御情報に基づいて、無線端末２０ａの端末送信ビームのグループ分けを行う（ステップＳ６４）。このように、制御部２１は、受信品質に基づいて、端末受信ビーム毎に、各端末受信ビームで受信された測定用信号の送信に使用された無線基地局１０ａの基地局送信ビームを選択する。制御部２１は、無線基地局１０ａの同一基地局アンテナ部で生成された基地局送信ビームが選択された端末受信ビームに基づいて、端末受信ビームに対応する端末送信ビームを無線基地局の基地局アンテナ部単位のグループに分ける。なお、無線端末２０ａにおける、無線基地局１０ａからＰＵＳＣＨが割り当てられたときの動作は、図１１に示す実施の形態１の無線端末２０の動作と同様である。

無線基地局１０ａのハードウェア構成について、実施の形態１の無線基地局１０に対して追加された測定用信号生成部１６は、図１２に示すプロセッサ３１およびメモリ３２に格納されているプログラムにより実現される。また、無線端末２０ａのハードウェア構成について、実施の形態１の無線端末２０に対して追加された測定部２６は、図１２に示す受信機３４により実現される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線基地局１０ａおよび無線端末２０ａにおいて共にＢｅａｍ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅが成立している場合、無線端末２０ａが端末送信ビームのグループ分けを行うこととした。この場合においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
実施の形態１において、無線基地局１０は、ＴＲＰグループ毎に対応した送信電力制御コマンドを同時に無線端末２０へ送信していたが、必ずしも同時に送信する必要はない。実施の形態３では、無線基地局１０が、タイミングを変えてＴＲＰグループ毎に対応した送信電力制御コマンドを１つずつ送信する場合について説明する。実施の形態２の無線基地局１０ａについても適用可能であるが、同様の動作のため、実施の形態１の無線基地局１０を例にして説明する。

実施の形態３において、無線基地局１０は、送信電力制御コマンドＴＰＣ ｃｏｍｍａｎｄ ｆｏｒ ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ＰＵＳＣＨについては１つの定義でよく、代わりにＴＰＣ ｃｏｍｍａｎｄ ｆｏｒ ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ＰＵＳＣＨを適用するＴＲＰグループＩＤを無線端末２０に対して通知する。具体的には、前述のＦｏｒｍａｔ０＿１のメッセージに定義されているいずれかの領域に、ＴＲＰグループＩＤの情報を付加する。ＴＲＰグループＩＤの情報が付加されたものを、例えば、Ｆｏｒｍａｔ０＿１ＥＥとする。無線基地局１０は、Ｆｏｒｍａｔ０＿１ＥＥを用いて、例えば、第１のタイミングで、「ＴＲＰグループＩＤ＝＃１」、および「ＴＰＣ ｃｏｍｍａｎｄ ｆｏｒ ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ＰＵＳＣＨ＝−１［ｄＢ］」の内容を含むメッセージを生成して無線端末２０へ通知する。また、無線基地局１０は、Ｆｏｒｍａｔ０＿１ＥＥを用いて、例えば、第２のタイミングで、「ＴＲＰグループＩＤ＝＃２」、および「ＴＰＣ ｃｏｍｍａｎｄ ｆｏｒ ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ ＰＵＳＣＨ＝＋１［ｄＢ］」の内容を含むメッセージを生成して無線端末２０へ通知する。具体的には、無線基地局１０において、制御部１１は、ＴＲＰグループ単位の送信電力制御値を、ＴＲＰグループ毎に送信タイミングを変えて無線端末２０へ通知する動作を行う。なお、無線基地局１０において、ＴＲＰグループＩＤと端末送信ビームとの関係付けの判断などの動作は、実施の形態１のときと同様である。

無線端末２０は、Ｆｏｒｍａｔ０＿１ＥＥのメッセージによって「ＴＲＰグループＩＤ」および「送信電力制御コマンド」を取得すると、端末送信ビームのグループ毎に、送信電力制御コマンド値を累積する。無線端末２０は、ＴＲＰグループＩＤ毎にメッセージを取得する点が実施の形態１と異なるが、Ｆｏｒｍａｔ０＿１ＥＥのメッセージを取得した後の送信電力制御コマンド値を累積する動作は、実施の形態１のときと同様である。

なお、無線基地局１０は、全てのＴＲＰグループ送信電力を制御するのではなく、受信品質であるＳＩＮＲがＳＩＮＲ適正値に達していないＴＲＰグループについてのみ、送信電力制御を行うことも可能である。無線基地局１０は、例えば、ＴＲＰ＃１およびＴＲＰ＃２があり、ＴＲＰ＃１のＳＩＮＲがＳＩＮＲ適正値に達していなく、ＴＲＰ＃２のＳＩＮＲがＳＩＮＲ適正値に達している場合、ＴＲＰ＃１についてのみ送信電力制御コマンドを通知する。具体的には、無線基地局１０において、制御部１１は、送信電力の変更が必要なＴＲＰグループの送信電力制御値を、無線端末２０へ通知する動作を行う。

また、無線基地局１０は、複数のＴＲＰグループについて、いずれも送信電力を上げる制御の必要があるが、全てのＴＲＰグループで送信電力を上げると無線端末２０の送信電力が最大送信電力を超えてしまうと判断できる場合、より重要なＴＲＰグループを選択して送信電力を上げさせることも可能である。この場合、無線基地局１０は、選択したＴＲＰグループについてのみ、送信電力制御コマンドを通知する。無線基地局１０において、より重要なＴＲＰグループを選択する方法は、例えば、ＳＩＮＲが最も低い基地局受信ビームに対応するＴＲＰとすることが考えられる。なお、無線端末２０が最大送信電力と現在の送信電力との差分を定期的に無線基地局１０へ通知する仕組みがすでにＮＲ規格で規定されている。そのため、無線基地局１０は、無線端末２０の送信電力が最大送信電力を越えるか否かを容易に判断することができる。無線基地局１０は、無線端末２０の最大送信電力と現在の送信電力との差分に基づいて、選択するＴＲＰグループの数を変更してもよい。具体的には、無線基地局１０において、制御部１１は、複数のＴＲＰグループで送信電力を上げると無線端末２０の送信電力が最大送信電力を超える場合、複数のＴＲＰグループから選択したＴＲＰグループの送信電力制御値を無線端末２０へ通知する動作を行う。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線基地局１０は、複数のＴＲＰグループに対応する複数の送信電力制御コマンドを、タイミングを変えて１つずつ無線端末２０へ通知する。これにより、無線基地局１０は、ＴＲＰグループの数が多い場合において、１回の送信電力制御コマンドを送るときに必要な制御ビット数の増加を抑圧することができる。

また、無線基地局１０は、ＳＩＮＲ適正値に達していないＴＲＰグループのみについて送信電力制御コマンドを通知する。これにより、無線基地局１０は、制御が不要なＴＲＰグループについての制御オーバヘッドを削減することができる。

また、無線基地局１０は、複数のＴＲＰグループで送信電力を上げると無線端末２０の送信電力が最大送信電力を超えてしまう場合、重要なＴＲＰグループを選択し、選択したＴＲＰグループの送信電力のみを上げる制御を行う。これにより、無線基地局１０は、無線端末２０の送信電力が最大送信電力を超えることを防止し、かつ、制御が必要なＴＲＰのＳＩＮＲを適正値に近づけることができる。

実施の形態４．
実施の形態１から実施の形態３では、無線基地局が、常にＴＲＰグループ単位で無線端末の送信電力を制御していた。実施の形態４では、無線基地局１０が、状況によって、ＴＲＰグループ単位の送信電力制御と、各ＴＲＰグループに共通の送信電力制御とを使い分ける場合について説明する。実施の形態２の無線基地局１０ａ、および実施の形態３の無線基地局１０および無線基地局１０ａにも適用可能であるが、同様の動作のため、実施の形態１の無線基地局１０を例にして説明する。

例えば、無線端末２０では、信号を送信または再送する際の区切りとなるデータ単位をＣｏｄｅｗｏｒｄとすると、１つのＣｏｄｅｗｏｒｄを、送信に使用する全ての端末送信ビームにマッピングする方法と、端末送信ビームまたはビームグループ単位でマッピングする方法とがある。図２０は、実施の形態４にかかる無線端末２０が、１つのＣｏｄｅｗｏｒｄを送信に使用する全ての端末送信ビームにマッピングするマッピングパターンの例を示す図である。また、図２１は、実施の形態４にかかる無線端末２０が、１つのＣｏｄｅｗｏｒｄを端末送信ビームの単位でマッピングするマッピングパターンの例を示す図である。図２０に示すものをマッピングパターンＡとし、図２１に示すものをマッピングパターンＢとする。無線端末２０は、ＮＲ規格で規定されているマッピングパターンに従い、１つのＣｏｄｅｗｏｒｄを複数のＬａｙｅｒにマッピングする。さらに、無線端末２０は、各Ｌａｙｅｒからビームへマッピングする際に、プリコーディングという技術を使用する。ＮＲ規格では、ビームはアンテナポートと呼称されている。図２０および図２１に示すビームは、実施の形態１から実施の形態３における端末送信ビームに相当する。無線端末２０は、各Ｌａｙｅｒの信号に対して行列演算を行い、演算結果をビームへマッピングする。なお、プリコーディングの行列演算に使用される行列の例については、３ＧＰＰ規格書ＴＳ３８．２１１Ｖ１５．０．０の６．３．１．５節に記載されている。

ここで、無線端末２０で使用される行列によって、マッピングパターンＡが選択される場合と、マッピングパターンＢが選択される場合とに分かれる。まず、無線端末２０において図２０に示すマッピングパターンＡが選択され、ビームａ，ｂがＴＲＰ＃１に向けて信号が送信され、ビームｅ，ｆがＴＲＰ＃２に向けて信号が送信されることを想定する。信号を受信する無線基地局１０において、例えば、図５に示すような状況がＴＲＰ＃１，＃２で発生していても、他の無線基地局への干渉を考慮する必要がなければ、ＴＲＰ＃１およびＴＲＰ＃２の各ＳＩＮＲがＳＩＮＲ適正値に達しているだけで問題ない。このような場合、無線基地局１０は、従来技術の通り、無線端末２０に対して１つの送信電力制御コマンドで制御することで十分である。例えば、無線基地局１０の周辺に同一周波数を使用している他の無線基地局が存在しない場合などが考えられる。一方、無線基地局１０は、他の無線基地局への干渉を考慮する必要がある場合、図５に示すような状況がＴＲＰ＃１，＃２で発生したときは、ＴＲＰグループ単位で無線端末２０の送信電力制御を行うことが好ましい。このような場合、無線基地局１０は、無線端末２０が使用するパターンとしてマッピングパターンＢを選択し、無線端末２０がビームグループ１を用いてＴＲＰ＃１向けに信号を送信し、ビームグループ２を用いてＴＲＰ＃２向けに信号を送信しているのであれば、ＴＲＰグループ毎に送信電力制御を行う。

無線基地局１０は、他の無線基地局への干渉の有無に基づいて、マッピングパターンＡを用いるか、マッピングパターンＢを用いるか、すなわちグループ単位で送信電力制御を行うか、全グループに共通の送信電力制御を行うかを判断する。ＮＲ規格には、無線基地局１０がマッピングパターンＡ，Ｂのどちらを選んだかの判断の結果を、Ｆｏｒｍａｔ０＿１の「Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」を使って無線端末２０へ通知することが規定されている。このように、無線基地局１０は、無線端末２０との通信状況を考慮し、ＴＲＰグループ毎に無線端末２０の送信電力制御を行う場合、実施の形態１に記載のＦｏｒｍａｔ０＿１Ｅまたは実施の形態２に記載のＦｏｒｍａｔ０＿１ＥＥを用いる。また、無線基地局１０は、ＴＲＰグループ共通で無線端末２０の送信電力制御を行う場合、既存のＦｏｒｍａｔ０＿１を用いる。これにより、無線基地局１０は、２つのモードの使い分けが可能である。また、無線基地局１０が、いずれか１つのモードを常に使うと決めることで、通信相手の無線端末２０との通信開始時に一度だけモードを通知する方法も考えられる。

図２２は、実施の形態４にかかる無線基地局１０において無線端末２０に対する送信電力制御方法を決定する動作を示すフローチャートである。制御部１１は、無線端末２０の送信電力制御が必要な場合において、他の無線基地局との干渉を考慮する必要がある場合（ステップＳ７１：Ｙｅｓ）、ＴＲＰグループ単位で送信電力制御を行うことが有効として、ＴＲＰグループ単位で無線端末２０の端末送信ビームの送信電力を制御することを決定する（ステップＳ７２）。制御部１１は、他の無線基地局との干渉を考慮する必要がない場合（ステップＳ７１：Ｎｏ）、ＴＲＰグループ単位の送信電力制御が必要ないとして、ＴＲＰグループ共通で無線端末２０の端末送信ビームの送信電力を制御することを決定する（ステップＳ７３）。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線基地局１０は、他の無線基地局への干渉を考慮する必要がない場合はＴＲＰグループ共通の送信電力制御を行い、他の無線基地局への干渉を考慮する必要がある場合はＴＲＰグループ毎の送信電力制御を行うこととした。これにより、無線基地局１０は、必要な場合にはＴＲＰグループ単位で送信電力制御を行うことでＴＲＰグループ毎にＳＩＮＲなどの受信品質を適切に制御でき、かつ、ＴＲＰグループ共通の送信電力制御でよい場合にはシステム全体の制御オーバヘッドを削減することができる。

なお、実施の形態１から実施の形態３では、ＴＲＰの単位で端末送信ビームのグループ分けを行っていたが、グループ分けの方法はＴＲＰの単位に限定されない。例えば、無線基地局は、端末送信ビームによる信号を受信する際、受信品質が似ている、または受信品質が異なるなどの視点で無線端末の端末送信ビームをグループ分けしてもよい。

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。

１０，１０ａ 無線基地局、１１，２１ 制御部、１２，２２ 変復調部、１３，２３ 送受信部、１４ａ，１４ｂ，２４ アンテナ部、１５，２６ 測定部、１６ 測定用信号生成部、１７，１７ａ 信号処理部、２０，２０ａ 無線端末、２５ サウンディング信号生成部、５０，５０ａ 無線通信システム、１０１〜１０８ 基地局受信ビーム、１１１〜１１８ 基地局送信ビーム、２０１〜２０６ 端末送信ビーム、２１１〜２１６ 端末受信ビーム、＃１，＃２ ＴＲＰ。

Claims (17)

1. 各々が基地局受信ビームを生成し、無線端末から端末送信ビームを用いて送信される信号を、前記基地局受信ビームを用いて受信する複数の基地局アンテナ部と、
   前記基地局受信ビーム毎に前記信号の受信品質を測定する測定部と、
   前記基地局アンテナ部単位で前記基地局受信ビームをグループに分け、前記グループ単位の前記測定部の測定結果に基づいて、前記グループ単位で前記無線端末の前記端末送信ビームの送信電力制御を行う制御部と、
   を備えることを特徴とする無線基地局。
2. 前記測定部は、前記基地局受信ビーム毎に、前記無線端末から送信される前記信号である測定用信号の受信品質を測定し、
   前記制御部は、受信品質に基づいて基地局受信ビーム毎に、各基地局受信ビームで受信された前記測定用信号の送信に使用された前記無線端末の端末送信ビームを選択して、前記無線端末の端末送信ビームをグループ分けし、前記無線端末の端末送信ビームをグループ分けした情報であるグループ情報を前記無線端末へ通知する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
3. 前記無線端末において受信品質の測定に使用される測定用信号を生成する測定用信号生成部、
   を備え、
   前記制御部は、前記無線基地局において基地局送信ビームおよび基地局受信ビームが同一利得パターンを形成し、かつ、前記無線端末において端末送信ビームおよび端末受信ビームが同一利得パターンを形成している場合、前記測定用信号生成部に前記測定用信号を生成させ、
   前記基地局アンテナ部は、前記制御部の指示に基づいて基地局送信ビームを生成し、前記基地局送信ビームを用いて前記測定用信号を前記無線端末へ送信する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
4. 前記制御部は、前記無線端末から送信される前記信号の前記基地局受信ビーム毎の受信品質に基づいて、前記無線端末の前記端末送信ビームのグループ単位の送信電力制御値を決定し、前記無線端末へ通知する、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の無線基地局。
5. 前記制御部は、前記グループ単位の送信電力制御値を、前記グループ毎に送信タイミングを変えて前記無線端末へ通知する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の無線基地局。
6. 前記制御部は、送信電力の変更が必要なグループの送信電力制御値を、前記無線端末へ通知する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の無線基地局。
7. 前記制御部は、複数のグループで送信電力を上げると前記無線端末の送信電力が最大送信電力を超える場合、前記複数のグループから選択したグループの送信電力制御値を前記無線端末へ通知する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の無線基地局。
8. 前記制御部は、他の無線基地局への干渉の有無に基づいて、前記グループの単位で送信電力制御を行うか、全ての前記グループに共通の送信電力制御を行うかを判断する、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の無線基地局。
9. 各々が基地局受信ビームを生成可能な複数の基地局アンテナ部を備える無線基地局と無線通信を行う無線端末であって、
   端末送信ビームを生成し、前記端末送信ビームを用いて前記無線基地局へ信号を送信する端末アンテナ部と、
   前記端末送信ビームが、各端末送信ビームによって送信される前記信号が受信される前記無線基地局の前記基地局アンテナ部単位のグループに分けられた前記グループの単位で、前記無線基地局の指示に基づいて前記端末送信ビームの送信電力を決定する制御部と、
   を備えることを特徴とする無線端末。
10. 前記無線基地局において受信品質の測定に使用される測定用信号を生成する測定用信号生成部、
    を備え、
    前記制御部は、前記無線基地局からの指示に基づいて、前記測定用信号生成部に前記測定用信号を生成させ、
    前記端末アンテナ部は、前記制御部の指示に基づいて端末送信ビームを生成し、前記測定用信号を前記無線基地局へ送信する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の無線端末。
11. 前記端末アンテナ部で生成される端末受信ビームを用いて前記無線基地局から送信される測定用信号を受信した際の受信品質を、前記端末受信ビーム毎に測定する測定部、
    を備え、
    前記制御部は、前記無線基地局において基地局送信ビームおよび基地局受信ビームが同一利得パターンを形成し、かつ、前記無線端末において端末送信ビームおよび端末受信ビームが同一利得パターンを形成している場合、前記受信品質に基づいて、前記端末受信ビーム毎に、各端末受信ビームで受信された前記測定用信号の送信に使用された前記無線基地局の基地局送信ビームを選択し、前記無線基地局の同一基地局アンテナ部で生成された基地局送信ビームが選択された端末受信ビームに基づいて、端末受信ビームに対応する端末送信ビームを前記無線基地局の基地局アンテナ部単位のグループに分ける、
    ことを特徴とする請求項９に記載の無線端末。
12. 請求項１に記載の無線基地局と、
    請求項９に記載の無線端末と、
    を備え、
    前記無線基地局は、前記無線端末から送信される信号の基地局受信ビーム毎の受信品質に基づいて、前記無線端末の端末送信ビームのグループ単位の送信電力制御値を決定し、前記無線端末へ通知し、
    前記無線端末は、前記無線基地局から通知されたグループ単位の送信電力制御値に基づいて、指示されたグループの端末送信ビームの送信電力を決定する、
    ことを特徴とする無線通信システム。
13. 請求項１に記載の無線基地局と、請求項９に記載の無線端末と、を備える無線通信システムにおける送信電力制御方法であって、
    前記無線基地局が、前記無線端末から送信される信号の基地局受信ビーム毎の受信品質に基づいて、前記無線端末の端末送信ビームのグループ単位の送信電力制御値を決定し、前記無線端末へ通知する第１のステップと、
    前記無線端末が、前記無線基地局から通知されたグループ単位の送信電力制御値に基づいて、指示されたグループの端末送信ビームの送信電力を決定する第２のステップと、
    を含むことを特徴とする送信電力制御方法。
14. 無線基地局を制御する制御回路であって、
    各々が基地局受信ビームを生成し、無線端末から端末送信ビームを用いて送信される信号を、前記基地局受信ビームを用いて受信する複数の基地局アンテナ部で生成される前記基地局受信ビーム毎に前記信号の受信品質の測定、
    前記基地局アンテナ部単位で前記基地局受信ビームをグループに分け、前記グループ単位の測定結果に基づいて、前記グループ単位で前記無線端末の前記端末送信ビームの送信電力制御、
    を無線基地局に実施させることを特徴とする制御回路。
15. 各々が基地局受信ビームを生成可能な複数の基地局アンテナ部を備える無線基地局と無線通信を行う無線端末を制御する制御回路であって、
    端末送信ビームを生成し、前記端末送信ビームを用いて前記無線基地局へ信号を送信する端末アンテナ部で生成される前記端末送信ビームが、各端末送信ビームによって送信される前記信号が受信される前記無線基地局の前記基地局アンテナ部単位のグループに分けられた前記グループの単位で、前記無線基地局の指示に基づいて前記端末送信ビームの送信電力の決定、
    を前記無線端末に実施させることを特徴とする制御回路。
16. 無線基地局を制御するプログラムを記憶した記憶媒体であって、前記プログラムは、
    各々が基地局受信ビームを生成し、無線端末から端末送信ビームを用いて送信される信号を、前記基地局受信ビームを用いて受信する複数の基地局アンテナ部で生成される前記基地局受信ビーム毎に前記信号の受信品質の測定、
    前記基地局アンテナ部単位で前記基地局受信ビームをグループに分け、前記グループ単位の測定結果に基づいて、前記グループ単位で前記無線端末の前記端末送信ビームの送信電力制御、
    を無線基地局に実施させることを特徴とするプログラム記憶媒体。
17. 各々が基地局受信ビームを生成可能な複数の基地局アンテナ部を備える無線基地局と無線通信を行う無線端末を制御するプログラムを記憶した記憶媒体であって、前記プログラムは、
    端末送信ビームを生成し、前記端末送信ビームを用いて前記無線基地局へ信号を送信する端末アンテナ部で生成される前記端末送信ビームが、各端末送信ビームによって送信される前記信号が受信される前記無線基地局の前記基地局アンテナ部単位のグループに分けられた前記グループの単位で、前記無線基地局の指示に基づいて前記端末送信ビームの送信電力の決定、
    を無線端末に実施させることを特徴とするプログラム記憶媒体。

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