JP6598104B2 - 端末、基地局、無線通信システム及び回線状態情報取得方法 - Google Patents

Description

本開示は、送信側から受信側への無線通信における伝搬路の状態を示す回線状態情報を取得する端末、基地局、無線通信システム及び回線状態情報取得方法に関する。

無線ＬＡＮ（Local Area Network）のスループットの増大を実現した技術の一例として、ＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）が知られている。ＭＩＭＯでは、送信側及び受信側において多くのアンテナを用いてデータを送受信することで、データレート（つまり、周波数利用効率）を向上でき、更に、高度なビームフォーミングも可能となる。ビームフォーミングは、それぞれのアンテナにおいて、送信される信号及び受信される信号のうち少なくともいずれかの信号の振幅や位相を制御することで、送信ビーム或いは受信ビーム又はその両方に指向性を形成し、そのビームの形状を任意に変更できる技術である。

ビームフォーミングでは、例えば送信側（例えば端末）が送る信号が受信側（例えば基地局）においてどのような伝搬路の状態で受信されるかを推定した上で、受信側において最大の信号電力が得られるように、受信される信号の振幅や位相が制御される。この伝搬路の状態を受信側が推定するために、例えばＣＳＩ（Channel State Information）が使用される。

ＣＳＩは回線状態情報（つまり、無線通信における電波の伝搬路であるチャネルの状態を示す情報）を示し、送信側（例えば端末）から送られた回線状態情報の測定に用いるリファレンスシンボル（ＲＳ：Reference Symbol、以下、「ＣＳＩ−ＲＳ」あるいは「ＳＲＳ（Sounding RS）」とも称する場合がある。）が受信側（例えば基地局）で受信された時の品質情報を基に受信側にて測定される。受信側（例えば基地局）は、送信側（例えば端末）から送信されたリファレンスシンボル（ＣＳＩ−ＲＳ）を基に、送信側と受信側との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報（ＣＳＩ）を測定する。受信側は、測定された回線状態情報（ＣＳＩ）を基に、送信側のそれぞれのアンテナから受信側のそれぞれのアンテナへの伝達関数を成分とするチャネル推定行列を演算し、このチャネル推定行列を用いてビームフォーミングを実行する。これにより、受信側（例えば基地局）は、単一の送信側（例えば端末）との間でＭＩＭＯによる無線通信を行うこともできるし、複数の送信側（例えば端末）との間でＭＩＭＯによる無線通信（つまり、ＭＵ（Multiple User）−ＭＩＭＯという空間多重伝送）が可能となる。

ＭＩＭＯが適用される通信システムにおいてビームフォーミングを用いてデータ信号を送ることに関する先行技術として、例えば特許文献１が提案されている。特許文献１では、基地局から離れた位置にいるユーザ端末にビームフォーミングを適用してデータ信号を送信できるように、固定ウエイトを用いたビームフォーミングによって下りリンクの参照信号（例えば、チャネル状態測定用参照信号）をユーザ端末に送り、ユーザ端末からの推定結果を用いて適切なウエイトを設定することが開示されている。

日本国特開２０１５−５３５６９号公報

複数の送信側（例えば端末）と単一の受信側（例えば基地局）とがＭＵ−ＭＩＭＯによってデータ通信できると、送信側と受信側との間で快適な無線通信環境の実現が可能と期待されている。ここで、複数の送信側（例えば端末）と単一の受信側（例えば基地局）との間の上り回線（ＵＬ：Uplink）におけるＭＩＭＯの無線通信を想定する。以下、上述したＭＵ−ＭＩＭＯにおける受信側（例えば基地局）の空間多重数の上限値（以下、上限値を示す文字として便宜的に「Ｍ」を用いる）は例えば２〜８程度とそれほど大きくないことが知られている。従って、現存の技術では、例えばスタジアム、テーマパーク又は大会議場等の人口密集エリアにおいて例えば１００個の端末が基地局に接続している時には、１回のデータ送信周期内では最大Ｍ個の端末としか通信できないが、基地局がデータ送信周期毎にデータ受信対象の端末を切り替えることで１００個の端末との無線通信を実現させている。

しかし、この現存の技術による方式では、上限値Ｍを前提にしたＭＵ−ＭＩＭＯの無線通信の実現を考察した場合、受信側（例えば基地局）との接続候補となる送信側（例えば端末）の数が多いと、次の点について課題が生じると考えられる。

つまり、基地局が上限値Ｍ個の端末との間でＭＵ−ＭＩＭＯの無線通信を行う際、データ送信周期毎に１００個の端末がリファレンスシンボルを基地局に送信し、基地局が１００個の端末から送信されたリファレンスシンボルの受信に基づいて測定した回線状態情報を用いて、全ての接続中の端末の中から最適な端末の組み合わせを選択できると、上り回線の周波数利用効率の最大化の観点では理想的である。しかしながら、上り回線（言い換えると、端末から基地局）のトラフィックが膨大な数のリファレンスシンボルによって浪費されてしまうという課題がある。

また、ＭＵ−ＭＩＭＯにおける空間多重数の上限値Ｍは一定値であって全ての端末のうち一部の端末しかデータ信号の送信に選定されないにも拘わらず、データ送信周期毎に基地局に接続中の全ての端末からリファレンスシンボルが送信されると、これらの全てのリファレンスシンボルを受信した基地局におけるリファレンスシンボルの受信に基づく回線状態情報の測定処理量が増大し、基地局における処理負荷が大きくなるという課題がある。このような課題については特許文献１においても考慮されていないので、依然として未解決といえる。

本開示は、上述した従来の事情に鑑みて案出され、データ送信周期毎に行われる、個々の端末から基地局への上り回線の回線状態情報の測定に必要なリファレンスシンボルの送信によって生じる上り回線のトラフィックの増大や、基地局におけるリファレンスシンボルの受信に基づく回線状態情報の測定処理量の増大をそれぞれ適応的に抑制し、快適なＭＵ−ＭＩＭＯの通信環境を実現する端末、基地局、無線通信システム及び回線状態情報取得方法を提供することを目的とする。

本開示は、複数の端末との間で無線通信が可能な基地局であって、前記基地局と接続中のＰ（Ｐ：３以上の整数）個の端末に関する情報を保持するメモリと、データ送信周期毎に、前記Ｐ個の端末に関する情報に基づいて、前記Ｐ個の端末の中から、前記基地局との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いる参照符号の送信を行わせるＬ（Ｌ：２≦Ｌ＜Ｐを満たす整数）個の端末を決定する決定部と、前記Ｌ個の端末から送信された前記参照符号の受信に基づく前記回線状態情報に応じて、前記データ送信周期において空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２≦Ｍ≦Ｌを満たす整数）個の端末を選定する選定部と、複数のアンテナを介して、前記空間多重通信を用いて、前記Ｍ個の端末から送信されたそれぞれのデータを受信する通信部と、を備える、基地局を提供する。

また、本開示は、複数の端末との間で無線通信が可能な基地局における回線状態情報取得方法であって、前記基地局と接続中のＰ（Ｐ：３以上の整数）個の端末に関する情報を保持するステップと、データ送信周期毎に、前記Ｐ個の端末に関する情報に基づいて、前記Ｐ個の端末の中から、前記基地局との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いる参照符号の送信を行わせるＬ（Ｌ：２≦Ｌ＜Ｐを満たす整数）個の端末を決定するステップと、前記Ｌ個の端末から送信された前記参照符号の受信に基づく前記回線状態情報に応じて、前記データ送信周期において空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２≦Ｍ≦Ｌを満たす整数）個の端末を選定するステップと、複数のアンテナを介して、前記空間多重通信を用いて、前記Ｍ個の端末から送信されたそれぞれのデータを受信するステップと、を有する、回線状態情報取得方法を提供する。

また、本開示は、複数の端末と基地局とが無線通信可能な無線通信システムであって、前記基地局は、前記基地局と接続中のＰ（Ｐ：３以上の整数）個の端末に関する情報を保持し、データ送信周期毎に、前記Ｐ個の端末に関する情報に基づいて、前記Ｐ個の端末の中から、前記基地局との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いる参照符号の送信を行わせるＬ（Ｌ：２≦Ｌ＜Ｐを満たす整数）個の端末を決定し、更に、前記参照符号の送信指示を前記Ｌ個の端末に送信し、前記端末は、前記基地局から送信された前記参照符号の送信指示を基に、前記参照符号を送信し、前記基地局は、前記Ｌ個の端末から送信された前記参照符号の受信に基づく前記回線状態情報に応じて、前記データ送信周期において空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２≦Ｍ≦Ｌを満たす整数）個の端末を選定し、複数のアンテナを介して、前記空間多重通信を用いて、前記Ｍ個の端末から送信されたそれぞれのデータを受信する、無線通信システムを提供する。

また、本開示は、基地局との間で通信可能な端末であって、自端末に関する情報を保持するメモリと、データ送信周期毎に、前記自端末に関する情報に基づいて、前記基地局との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いる参照符号の送信の要否を決定する決定部と、前記参照符号の送信の決定に基づいて、前記参照符号を前記基地局に送信する通信部と、を備え、前記通信部は、前記基地局に送信された前記参照符号の受信に基づく前記回線状態情報に応じて前記データ送信周期において前記基地局との間での空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２以上の既定値）個の端末のいずれかに選定された場合に、前記基地局にデータを送信する、端末を提供する。

また、本開示は、基地局との間で通信可能な端末における回線状態情報取得方法であって、自端末に関する情報を保持するステップと、データ送信周期毎に、前記自端末に関する情報に基づいて、前記基地局との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いる参照符号の送信の要否を決定するステップと、前記参照符号の送信を行うことの決定に基づいて、前記参照符号を前記基地局に送信するステップと、前記基地局に送信された前記参照符号の受信に基づく前記回線状態情報に応じて前記データ送信周期において前記基地局との間での空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２以上の既定値）個の端末のいずれかに選定された場合に、前記基地局にデータを送信するステップと、を有する、回線状態情報取得方法を提供する。

また、本開示は、複数の端末と基地局とが無線通信可能な無線通信システムであって、前記端末は、自端末に関する情報を保持し、データ送信周期毎に、前記自端末に関する情報に基づいて、前記基地局との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いる参照符号の送信の要否を決定し、前記参照符号の送信を行うことの決定に基づいて、前記参照符号を前記基地局に送信し、前記基地局は、前記端末から送信された前記参照符号の受信に基づく前記回線状態情報に応じて、前記データ送信周期において空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２以上の既定値）個の端末を選定し、複数のアンテナを介して、選定された前記空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２以上の既定値）個の端末から送信されたそれぞれのデータを受信する、無線通信システムを提供する。

本開示によれば、データ送信周期毎に行われる、個々の端末から基地局への上り回線の回線状態情報の測定に必要なリファレンスシンボルの送信によって生じる上り回線のトラフィックの増大や、基地局におけるリファレンスシンボルの受信に基づく回線状態情報の測定処理量の増大をそれぞれ適応的に抑制し、快適なＭＵ−ＭＩＭＯの通信環境を実現できる。

各実施の形態の無線通信システムのシステム構成の一例を示す図 実施の形態１の基地局の内部構成の一例を詳細に示すブロック図 実施の形態１の端末の内部構成の一例を詳細に示すブロック図 基地局が保持する接続端末リストの第１例を示す模式図 基地局が保持する接続端末リストの第２例を示す模式図 実施の形態１の基地局及び端末の各動作手順の一例を詳細に示すフローチャート 実施の形態２の基地局の内部構成の一例を詳細に示すブロック図 実施の形態２の端末の内部構成の一例を詳細に示すブロック図 基地局に接続している端末毎の端末関連情報の一例を示す図 実施の形態２の基地局及び端末の各動作手順の一例を詳細に示すフローチャート

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る端末、基地局、無線通信システム及び回線状態情報取得方法を具体的に開示した各実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

（実施の形態１）
実施の形態１では、基地局が、基地局に接続している全ての端末の中から、回線状態情報（ＣＳＩ）の測定に用いる、固定パターンである参照符号（以下、「リファレンスシンボル」又は「ＣＳＩ−ＲＳ」とも称する）の送信を行う一部の端末を決定する。

図１は、各実施の形態の無線通信システム１０のシステム構成の一例を示す図である。

実施の形態１において、無線通信システム１０は、１個の基地局ＢＳ１と複数の端末ＴＭ１，ＴＭ２，…，ＴＭ１００とを含む構成である。基地局ＢＳ１と個々の端末とは、無線通信回線を介して接続可能である。無線通信回線は、様々な公衆回線、携帯電話回線、広域無線回線等を広く含む。以下、基地局ＢＳ１が、空間多重通信（言い換えると、ＭＵ−ＭＩＭＯ（Multiple User Multi Input Multi Output）通信）を用いて、所定個（後述参照）の端末から送信された上り回線（ＵＬ：Up Link）のデータを受信する例を説明する。なお、下り回線（ＤＬ：Down Link）は基地局ＢＳ１から端末に向かう無線回線であり、一方、上り回線は端末から基地局ＢＳ１に向かう無線回線である。

基地局ＢＳ１は、複数のアンテナＡｂ１，Ａｂ２，…，Ａｂ１００を有する。基地局ＢＳ１が有するアンテナの設置数は１００を例示しているが、１００に限定されず、例えば１２８、１０２４等の２のべき乗の数であってもよいことは言うまでもない。

基地局ＢＳ１は、データ送信周期毎に、同一の周波数上で同時に空間多重通信が可能な所定個（以下、Ｍ（Ｍ：２以上の既定の整数値）個とする）の端末との間で、Ｍ個の端末から送信された上り回線の送信データ（以下、「ＵＬ送信データ」という）を、アンテナＡｂ１〜Ａｂ１００を介して受信する。つまり、Ｍは、１回のデータ送信周期における空間多重数の最大値を示す。Ｍは例えば２〜８程度の整数値である。例えば図１では、Ｍ個の端末として選定された、端末識別番号「＃１」の端末ＴＭ１と、端末識別番号「＃１００」の端末ＴＭ１００とからそれぞれ送信されたＵＬ送信データが、同一のデータ送信周期において、空間多重通信によって基地局ＢＳ１において受信されたことが図示されている。端末識別番号は、端末を識別可能な番号であって、例えば端末の電話番号でもよいし、端末の製造番号でもよい。

基地局ＢＳ１は、端末ＴＭ１や端末ＴＭ１００から送信されるＵＬ送信データを受信する前に、端末ＴＭ１や端末ＴＭ１００の個々のアンテナｉ（ｉ：１〜４００の整数）から基地局ＢＳ１の個々のアンテナｊ（ｊ：１〜１００の整数）に至る伝達関数ａｉｊを成分とするチャネル行列Ａを把握している。ｉは、例えば端末のアンテナ設置数が４であって、端末数が１００である場合に最大値が４００となる。これにより、基地局ＢＳ１と端末ＴＭ１との間や、基地局ＢＳ１と端末ＴＭ１００との間のそれぞれのマルチユーザ空間多重伝送（つまり、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送）が可能となる。

また、伝達関数ａｉｊは時間的に変動するため、基地局ＢＳ１は、例えばデータ送信周期（例えば１ｍ秒又は１０ｍ秒）毎に伝達関数ａｉｊを更新して取得する必要がある。この伝達関数ａｉｊの取得のために、実施の形態１では、基地局ＢＳ１は、データ送信周期毎に、基地局ＢＳ１が決定した一部の端末に対し、基地局ＢＳ１との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いるリファレンスシンボルの送信指示を含む信号を送信する。端末は、基地局ＢＳ１からの送信指示を含む信号を受信した場合には、基地局ＢＳ１との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いる、固定パターンであるリファレンスシンボルを基地局ＢＳ１に送信する。基地局ＢＳ１は、該当する一部の端末から送信されたリファレンスシンボルを受信し、この受信に基づいて回線状態情報を測定する。基地局ＢＳ１は、回線状態情報の測定結果を用いて、上り回線の送信対象とする最大Ｍ個の端末を決定し、そのＭ個以下の端末との間の回線状態情報に基づいて推定される伝達関数ａｉｊよりＭＵ−ＭＩＭＯの空間多重送信信号を生成することで、同一の周波数上で同時に最大Ｍ個の端末からのＵＬ送信データを受信する。

無線通信システム１０において、基地局ＢＳ１と個々の端末との間で用いられる無線規格方式は、高周波数帯（例えば、５Ｇ（第５世代移動通信システム）での使用が検討されている２８ＧＨｚ帯）が想定可能である。各実施の形態において主に適用される無線通信方式は、例えば基地局に多数のアンテナを持ち、基地局と複数の端末との間の空間多重通信機能を持ったものであり、５Ｇ（第５世代移動通信システム）がその代表例である。しかし、無線通信システム１０での基地局及び端末が別の無線通信規格（例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、ＤＥＣＴ（Digital Enhanced Cordless Telecommunication）、３Ｇ（第３世代移動通信システム）などの無線通信規格）を併せ持ってもよい。

無線通信システム１０により構成されるネットワークは、Ｃ／Ｕ分離型のネットワークでなくてもよいし、Ｃ／Ｕ分離型のネットワークであってもよい。本実施の形態では、Ｃ／Ｕ分離型ではないネットワークを例示する。つまり、無線通信システム１０では、制御データの通信とユーザデータの通信とが同じ基地局ＢＳ１により実施される。

基地局ＢＳ１は、例えば上述した２８ＧＨｚ帯に基づく高速なスループットを提供可能なスモールセル基地局又はマクロセル基地局である。基地局ＢＳ１の通信可能範囲は、例えば基地局ＢＳ１の位置とセル半径に応じて定まる。基地局ＢＳ１は、例えば工場、工事現場、スタジアム、テーマパーク、国際会議場等の大会議室等の人口密集エリアに配置される。端末は、基地局ＢＳ１との間においても、制御データを通信し、ユーザデータを通信する。制御データは、Ｃ（Ｃｏｎｔｒｏｌ）−Ｐｌａｎｅに係るデータを含む。ユーザデータは、Ｕ（Ｕｓｅｒ）−Ｐｌａｎｅに係るデータを含む。ユーザデータは、例えば画像データ（例えば動画、静止画）、音声データを含み、データ量の多いデータを含み得る。

Ｃ−ｐｌａｎｅは、無線通信における呼接続や無線資源割当の制御データを通信するための通信プロトコルである。Ｕ−ｐｌａｎｅは、端末と基地局ＢＳ１との間で、割り当てられた無線資源を使用して実際に通信（例えば映像通信、音声通信、データ通信）するための通信プロトコルである。

図２は、実施の形態１の基地局ＢＳ１の内部構成の一例を詳細に示すブロック図である。

図２に示す基地局ＢＳ１は、プロセッサＰＲＢ１と、メモリＭＢ１と、ＤＬ無線送信部１７と、ＵＬ無線受信部１８と、アンテナＡｂ１〜Ａｂ１００とを含む構成である。図１及び図２には、基地局ＢＳ１のアンテナ保有数が１００と例示されているが、１００に限定されないことは言うまでもない。

プロセッサＰＲＢ１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて構成される。プロセッサＰＲＢ１は、メモリＭＢ１と協働して、各種処理や制御を行う。具体的には、プロセッサＰＲＢ１は、メモリＭＢ１に保持されたプログラム及びデータを参照し、そのプログラムを実行することにより、以下の各部の機能を実現する。この各部は、ＵＬ送信データ送信対象端末決定部１１と、ＵＬ受信ウエイト決定部１２と、ＤＬ送信信号生成部１３と、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末決定部１４と、ＣＳＩ取得部１５と、ＵＬ受信信号復号部１６とを含む。

ＵＬ送信データ送信対象端末決定部１１は、データ送信周期毎に、同一周波数上で同時に空間多重通信（ＭＵ−ＭＩＭＯ通信）が可能なＭ個の端末を決定していない場合、リファレンスシンボルの送信対象端末の決定指示をＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末決定部１４に出力する。これは、ＵＬ送信データ送信対象端末決定部１１がＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末決定部１４に、リファレンスシンボルの送信を行わせる端末を、基地局ＢＳ１に接続中の全端末から一部（後述するＬ個）の指定端末に限定させることで、リファレンスシンボルの送信に伴う上り回線（ＵＬ：Up Link、つまり端末から基地局ＢＳ１）のトラフィックの増大を抑制するためである。

また、選定部の一例としてのＵＬ送信データ送信対象端末決定部１１は、データ送信周期毎に、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末決定部１４により決定されたＬ個のＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末からそれぞれ送信されたリファレンスシンボルの受信に基づく回線状態情報の測定結果に応じて、同一周波数上で同時に空間多重通信（ＭＵ−ＭＩＭＯ通信）が可能なＭ個の端末を選定する。ＵＬ送信データ送信対象端末決定部１１は、Ｍ個の端末に関する情報（ＵＬデータ送信対象端末情報）をＵＬ受信ウエイト決定部１２及びＤＬ送信信号生成部１３にそれぞれ出力する。

ＵＬ受信ウエイト決定部１２は、データ送信周期毎に、Ｍ個の端末に関する情報に基づいて、Ｍ個の端末から送信されたＭＩＭＯ空間多重送信信号（ＵＬ送信信号）の受信ビームの指向性形成のための受信ウエイトを算出して決定する。ＵＬ受信ウエイト決定部１２は、受信ウエイトをＵＬ受信信号復号部１６に出力する。ＵＬ受信ウエイト決定部１２の動作は公知技術であるため、詳細な説明を省略する。

ＤＬ（Down Link）送信信号生成部１３には、基地局ＢＳ１の上位装置（例えばコアネットワーク装置）から提供されたＤＬ送信データが入力される。ＤＬ送信データは、上述したユーザデータであり、例えば画像データや音声データである。

ＤＬ送信信号生成部１３は、リファレンスシンボルの送信が要求される端末（ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末）はどれであるかを示す情報（ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報）を取得する。ＤＬ送信信号生成部１３は、リファレンスシンボルの送信指示を含む信号（リファレンスシンボル送信指示信号）をＤＬ無線送信部１７に出力する。ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報は、基地局ＢＳ１からＬ個の端末に向けたビームフォーミング送信ではなく、例えば基地局ＢＳ１に接続中の全ての端末に対して共通の共通制御チャネルにて送信される。ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報は基地局ＢＳ１のアンテナの全てから送信される必要性はない。一方で、リファレンスシンボルは、回線状態情報の測定に必要なので基地局アンテナの全てにおいて受信される必要がある。

また、ＤＬ送信信号生成部１３は、データ送信周期毎に、ＵＬ送信データ送信対象端末情報とＤＬ送信データとを用いて、同一周波数上で同時に空間多重通信（ＭＵ−ＭＩＭＯ通信）が可能なＭ個の端末に送信可能なＤＬ送信信号を生成する。つまり、ＤＬ送信信号生成部１３は、ビームフォーミング技術を用いて、Ｍ個の端末においてＤＬ送信データの受信が可能なＤＬ送信信号を生成してＤＬ無線送信部１７に出力する。上述したように、基地局ＢＳ１が、ビームフォーミング技術を用いた空間多重通信により、Ｍ個の端末から送信されたＵＬ送信データを受信する例について詳細に説明し、ビームフォーミング技術を用いた空間多重通信により、Ｍ個の端末にＤＬ送信データを送信する例の詳細な説明は省略する。

決定部の一例としてのＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末決定部１４は、データ送信周期毎に、回線状態情報の測定に用いるリファレンスシンボルの送信が要求される端末（ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末）の決定指示に基づいて、基地局ＢＳ１に接続中の合計Ｐ（Ｐ：３以上の整数）個（個）の端末の中から、リファレンスシンボルの送信を行わせるＬ（Ｌ：２≦Ｌ＜Ｐを満たす整数）個の端末を決定する。ＣＳＩ―ＲＳ送信対象端末決定部１４は、リファレンスシンボルの送信を行わせるＬ個の端末に関する情報（ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報）をＤＬ送信信号生成部１３に出力する。

図４Ａは、基地局ＢＳ１が保持する接続端末リストの第１例を示す模式図である。

図４Ａに示す接続端末リストＴ１は、基地局ＢＳ１と接続した端末に関する情報の一例として、それぞれの端末の識別番号（端末識別番号）の情報と、それぞれの端末において基地局ＢＳ１と接続した順序（順番）に関する情報とを有する。図４Ａにおいて、端末識別情報と個々の端末が基地局ＢＳ１に接続した順序（順番）とは一致するように対応している。従って、基地局ＢＳ１は、例えば現在、端末識別番号「＃１」〜「＃６０」の合計６０個の端末と接続中であり、「＃１」の端末、「＃２」の端末、「＃３」の端末、…、「＃５３」の端末、…、「＃５９」の端末、「＃６０」の端末の順に接続を開始したことになる。なお、図４Ａには図示されていないが、基地局ＢＳ１と接続した順を示す情報として、例えば端末が基地局ＢＳ１と接続した時刻情報を更に有しても構わない。

ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末決定部１４は、データ送信周期毎に、メモリＭＢ１に保持されている接続端末リストＴ１を読み出し、基地局ＢＳ１と接続した個々の端末における端末識別番号の順にＬ個ずつ、リファレンスシンボルの送信を行わせるＬ（Ｌ：２≦Ｌ＜Ｐを満たす整数）個の端末を決定する。これにより、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末決定部１４は、リファレンスシンボルの送信を行わせるＬ個の端末に関する情報（つまり、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報）をデータ送信周期毎に簡易かつ迅速に決定できる。

図４Ｂは、基地局ＢＳ１が保持する接続端末リストの第２例を示す模式図である。

図４Ｂに示す接続端末リストＴ２は、基地局ＢＳ１と接続した端末に関する情報の一例として、それぞれの端末の識別番号（端末識別番号）の情報と、それぞれの端末が基地局ＢＳ１に送信するべきＵＬ送信データ量の情報とを有する。例えばＵＬ送信データ量の大きい順に、図４Ｂの紙面左側から紙面右側に向かって示される。従って、基地局ＢＳ１は、例えば現在、端末識別番号「＃１」〜「＃６０」の合計６０個の端末と接続中であり、「＃７」の端末、「＃１」の端末、「＃３」の端末、…、「＃６０」の端末、…、「＃１８」の端末、「＃１３」の端末の順にＵＬ送信データ量が多く送信されることを把握している。ＵＬ送信データ量は、それぞれ「＃７」の端末には「２７メガバイト」、「＃１」の端末には「２６．１ガバイト」、「＃３」の端末には「２５メガバイト」、…、「＃６０」の端末には「５．２メガバイト」、…、「＃１８」の端末には「２．５メガバイト」、「＃１３」の端末には「１．１メガバイト」である。

ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末決定部１４は、データ送信周期毎に、メモリＭＢ１に保持されている接続端末リストＴ２を読み出し、ＵＬ送信データ量の多い順に優先してＬ個の端末を、リファレンスシンボルの送信を行わせるＬ（Ｌ：２≦Ｌ＜Ｐを満たす整数）個の端末として決定する。これにより、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末決定部１４は、ＵＬ送信データ量が大きいデータ（例えば映像データ）の送信元となる端末との通信（つまり、受信）を優先して継続できるように、リファレンスシンボルの送信を行わせるＬ個の端末に関する情報（つまり、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報）をデータ送信周期毎に決定できる。

また、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末決定部１４は、データ送信周期毎に、メモリＭＢ１に保持されている接続端末リストＴ２を読み出し、ＵＬ送信データ量に応じて、リファレンスシンボルの送信を行わせるＬ個の端末の選定頻度を変更してもよい。例えば、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末決定部１４は、ＵＬ送信データ量が大きい端末が既定値以上である場合には、現在のデータ送信周期を含む所定回数分のデータ送信周期にわたって、現在のデータ送信周期において決定した同一のＬ個の端末を続けて選択してもよい。これにより、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末決定部１４は、ＵＬ送信データ量が大きい端末が所定回数分のデータ送信周期にわたってリファレンスシンボルの送信を行える端末として決定できるので、そのＵＬ送信データ量が大きい端末と基地局ＢＳ１との通信の連続的な継続を支援できる。

また、メモリＭＴ１は、基地局ＢＳ１と接続中の端末の中に所定の契約（ＳＬＡ：Service Level Agreement）を締結したか否かを示す情報とその契約におけるランク情報又はレベル情報（以下、「契約関連情報」という）を保持する。ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末決定部１４は、データ送信周期毎に、メモリＭＢ１に保持されている契約関連情報（不図示）を読み出し、上述した所定の契約を締結済みの端末であってかつその契約におけるランク情報又はレベル情報が高い端末から優先してＬ個の端末を、リファレンスシンボルの送信を行わせるＬ（Ｌ：２≦Ｌ＜Ｐを満たす整数）個の端末として決定する。これにより、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末決定部１４は、例えば所定の契約を締結した一部の有料会員、更にはその有料会員の中でも契約の高いランク又はレベルに属する有料会員の端末との通信を優先できるように、リファレンスシンボルの送信を行わせるＬ個の指定端末を決定できる。

ＣＳＩ取得部１５は、ＵＬ受信信号復号部１６の出力（具体的には、リファレンスシンボル）を用いて、Ｌ個の端末（ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末）からそれぞれ送信されてきたリファレンスシンボルの受信に基づく回線状態情報を測定する。ＣＳＩ取得部１５は、回線状態情報の測定結果を取得する。ＣＳＩ取得部１５は、それぞれの回線状態情報の測定結果を、ＵＬ送信データ送信対象端末決定部１１に出力する。

ＵＬ受信信号復号部１６は、ＵＬ無線受信部１８の出力（つまり、ＵＬ受信信号）を取得して復号する。ＵＬ受信信号復号部１６の復号出力は、Ｌ個の端末（ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末）からそれぞれ送信されてきたリファレンスシンボル、又はＭ個の端末（ＵＬデータ送信対象端末）からそれぞれ送信されてきたＵＬ送信データのうちいずれか又はその両方である。

また、ＵＬ受信信号復号部１６は、データ送信周期毎に、受信ウエイトと復号により得られたＵＬ受信信号とを用いて、同一周波数上で同時に空間多重通信（ＭＵ−ＭＩＭＯ通信）が可能なＭ個の端末からのＵＬ受信信号を受信可能なＵＬ受信信号を生成する。つまり、ＵＬ受信信号復号部１６は、ビームフォーミング技術を用いて、Ｍ個の端末においてＵＬ送信データの受信が可能なＵＬ受信信号を生成して基地局ＢＳ１の上位装置（例えばコアネットワーク装置、不図示）に出力する。

ＵＬ受信信号復号部１６は、Ｌ個の端末（ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末）からそれぞれ送信されてきたリファレンスシンボルを得た場合には、それらのリファレンスシンボルの測定結果をＣＳＩ取得部１５に出力する。

通信部の一例としてのＤＬ無線送信部１７は、ビームフォーミング技術を用いてＤＬ送信信号生成部１３により生成されたＤＬ送信信号をそれぞれのアンテナＡｂ１〜Ａｂ１００からＭ個の端末に向けて送信する。また、ＤＬ無線送信部１７は、ＤＬ送信信号生成部１３により生成されたリファレンスシンボルの送信指示を含む信号（リファレンスシンボル送信指示信号）をそれぞれのアンテナＡｂ１〜Ａｂ１００からＰ個の端末に向けて送信する。また、ＤＬ無線送信部１７は、ＤＬ送信信号生成部１３により生成されたＵＬ送信データの送信指示を含む信号（ＵＬ送信データ送信指示信号）をそれぞれのアンテナＡｂ１〜Ａｂ１００からＰ個の端末（つまり、ＵＬ送信データ送信対象端末）に向けて送信する。

通信部の一例としてのＵＬ無線受信部１８は、Ｍ個の端末から送信されたＵＬ受信信号を、アンテナＡｂ１〜Ａｂ１００を介して受信してＵＬ受信信号復号部１６に出力する。

メモリＭＢ１は、例えば基地局ＢＳ１の処理時に用いられるワークメモリとしてのＲＡＭ（Random Access Memory）と、基地局ＢＳ１の動作を規定したプログラム及びデータを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）とを有する。ＲＡＭには、各種データや情報が一時的に保存される。ＲＯＭには、基地局ＢＳ１の動作（例えば、本実施の形態に係る回線状態情報取得方法として行われる処理（ステップ））を規定したプログラムが書き込まれている。

また、メモリＭＢ１は、図４Ａに示す接続端末リストＴ１、又は図４Ｂに示す接続端末リストＴ２を保存（保持）する。なお図２では、メモリＭＢ１は、プロセッサＰＲＢ１とは別構成として示されているが、プロセッサＰＲＢ１に内蔵されてもよい。メモリＭＢ１は、一次記憶装置とともに、二次記憶装置を含んでもよい。

図３は、実施の形態１の端末ＴＭ１の内部構成の一例を詳細に示すブロック図である。

図１に示すそれぞれの端末ＴＭ１〜ＴＭ１００の内部構成は同一であるため、図３では端末ＴＭ１を例示して詳細に説明する。それぞれの端末ＴＭ１〜ＴＭ１００は、基地局ＢＳ１との間で無線通信が可能な端末であって、例えば携帯電話機、スマートフォン、タブレット端末である。なお、端末ＴＭ１〜ＴＭ１００は、電話機能を有してもよいし、電話機能を有さなくてもよい。

図３に示す端末ＴＭ１は、プロセッサＰＲＴ１と、メモリＭＴ１と、ＵＬ無線送信部２５と、ＤＬ無線受信部２６と、アンテナＡｔ１１〜Ａｔ１４とを含む構成である。図１及び図３には、端末ＴＭ１のアンテナ保有数が４と例示されているが、４に限定されないことは言うまでもない。

プロセッサＰＲＴ１は、例えばＣＰＵ、ＭＰＵ又はＤＳＰを用いて構成される。プロセッサＰＲＴ１は、メモリＭＴ１と協働して、各種処理や制御を行う。具体的には、プロセッサＰＲＴ１は、メモリＭＴ１に保持されたプログラム及びデータを参照し、そのプログラムを実行することにより、以下の各部の機能を実現する。この各部は、ＵＬ送信信号生成部２１と、ＤＬ受信信号復号部２２と、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３と、ＵＬ送信データ送信決定部２４とを含む。

ＵＬ送信信号生成部２１は、例えば端末ＴＭ１のユーザのアプリケーションに対する操作に応じて生成された上り回線のデータ（ＵＬ送信データ）を取得する。ＵＬ送信信号生成部２１は、自端末がＵＬ送信データを送信することがＵＬ送信データ送信決定部２４により決定された場合に、ＵＬ送信データ送信決定部２４からのＵＬ送信データ送信指示を取得すると、ＵＬ送信データを基地局ＢＳ１に送信するためのＵＬ送信信号を生成してＵＬ無線送信部２５に出力する。ＵＬ送信データは、ユーザデータ（例えば画像データや音声データ）でもよいし、制御データ（例えば画像や音声の配信リクエスト）でもよい。

また、ＵＬ送信信号生成部２１は、自端末がリファレンスシンボルを送信することがＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３により決定された場合に、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３からのＣＳＩ−ＲＳ送信指示を取得すると、既知の固定パターンであるリファレンスシンボルを生成してＵＬ無線送信部２５に出力する。

ＤＬ受信信号復号部２２は、ＤＬ無線受信部２６の出力（つまり、ＤＬ受信信号）を取得して復号する。ＤＬ受信信号復号部２２の復号出力は、基地局ＢＳ１から送信されてきたＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報、ＵＬ送信データ送信対象端末情報、又はＤＬ受信データのうちいずれかである。

ＤＬ受信信号復号部２２は、基地局ＢＳ１から送信されてきたＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報を得た場合には、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報をＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３に出力する。ＤＬ受信信号復号部２２は、基地局ＢＳ１から送信されてきたＵＬ送信データ送信対象端末情報を得た場合には、ＵＬ送信データ送信対象端末情報をＵＬ送信データ送信決定部２４に出力する。ＤＬ受信信号復号部２２は、基地局ＢＳ１から送信されてきたＤＬ受信データを得た場合には、ＤＬ受信データをアプリケーション（不図示）に出力する。

ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３は、ＤＬ受信信号復号部２２の出力（つまり、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報）に基づいて、自端末がリファレンスシンボルの送信を行う必要の有無を決定する。ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３は、自端末がリファレンスシンボルの送信を行う必要があると決定した場合に、その決定結果に応じて、リファレンスシンボルを送信するためのＣＳＩ−ＲＳ送信指示をＵＬ送信信号生成部２１に出力する。

例えば、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３は、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報に自端末の識別番号（例えば端末識別番号）が含まれていると判断した場合に、自端末がリファレンスシンボルの送信を行うことを決定し、ＣＳＩ−ＲＳ送信指示をＵＬ送信信号生成部２１に出力する。一方、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３は、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報に自端末の識別番号（例えば端末識別番号）が含まれていないと判断した場合に、自端末がリファレンスシンボルの送信を行わないことを決定し、その旨の信号（つまり、リファレンスシンボルの送信を行わないための制御信号）をＵＬ送信信号生成部２１に出力する。

ＵＬ送信データ送信決定部２４は、ＤＬ受信信号復号部２２の出力（つまり、ＵＬ送信データ送信対象端末情報）に基づいて、自端末がＵＬ送信データの送信を行う必要の有無を決定する。ＵＬ送信データ送信決定部２４は、自端末がＵＬ送信データの送信を行う必要があると決定した場合に、その決定結果に応じて、ＵＬ送信データを送信するためのＵＬ送信データ送信指示をＵＬ送信信号生成部２１に出力する。

例えば、ＵＬ送信データ送信決定部２４は、ＵＬ送信データ送信対象端末情報に自端末の識別番号（例えば端末識別番号）が含まれていると判断した場合に、自端末がＵＬ送信データの送信を行うことを決定し、ＵＬ送信データ送信指示をＵＬ送信信号生成部２１に出力する。一方、ＵＬ送信データ送信決定部２４は、ＵＬ送信データ送信対象端末情報に自端末の識別番号（例えば端末識別番号）が含まれていないと判断した場合に、自端末がＵＬ送信データの送信を行わないことを決定し、その旨の信号（つまり、ＵＬ送信データの送信を行わないための制御信号）をＵＬ送信信号生成部２１に出力する。

通信部の一例としてのＵＬ無線送信部２５は、ＵＬ送信信号生成部２１により生成されたＵＬ送信信号（具体的には、リファレンスシンボル又はＵＬ送信データを基地局ＢＳ１に送信するためのＵＬ送信信号）をアンテナＡｔ１１〜Ａｔ１４から基地局ＢＳ１に向けて送信する。

通信部の一例としてのＤＬ無線受信部２６は、基地局ＢＳ１から送信されたＤＬ受信信号を、アンテナＡｔ１１〜Ａｔ１４を介して受信してＤＬ受信信号復号部２２に出力する。

メモリＭＴ１は、例えば端末ＴＭ１の処理時に用いられるワークメモリとしてのＲＡＭと、端末ＴＭ１の動作を規定したプログラム及びデータを格納するＲＯＭとを有する。ＲＡＭには、各種データや情報が一時的に保存される。例えばメモリＭＴ１は、既知の固定パターンであるリファレンスシンボルを一時的に保存する。

次に、実施の形態１における基地局ＢＳ１及び端末の動作手順について、図５を参照して説明する。図５は、実施の形態１の基地局ＢＳ１及び端末ＴＭ１の各動作手順の一例を詳細に示すフローチャートである。図５の説明においても、端末の動作手順を図１に示す端末ＴＭ１を例示して説明する。基地局ＢＳ１及び端末ＴＭ１は、図５に示すそれぞれの動作フローをデータ送信周期毎に繰り返す。図５において説明する端末の動作手順は、基地局ＢＳ１において、リファレンスシンボルの送信を行わせるＬ個の端末として決定された端末と、Ｌ個の端末に決定されなかった残りの端末（具体的には、（Ｐ−Ｌ）個の端末）とを区別しない動作フローを示す。

図５において、基地局ＢＳ１は、データ送信周期毎に、現在基地局ＢＳ１に接続中のＰ（例えば１００）個の端末から、リファレンスシンボルの送信を行わせるＬ個（例えばｋＭ個、ｋは例えば２〜５の整数）の端末を決定する（Ｓ１）。Ｌ個の端末の決定方法は、上述したように、例えばメモリＭＢ１に保持される接続端末リストＴ１に基づいて基地局ＢＳ１に接続した順に決定する方法、メモリＭＢ１に保持される接続端末リストＴ２に基づいてＵＬ送信データ量が大きい端末の順に決定する方法、又は、所定の契約を締結済みであってかつその契約におけるランク情報又はレベル情報が高い端末から順に決定する方法のいずれかである。但し、Ｌ個の端末の決定方法は、これらの決定方法に限定されなくても構わないし、これらの決定方法を複合的に組み合わせて使用しても構わない。

従って、実施の形態１では、ステップＳ１の処理により、基地局ＢＳ１に接続中の全て（Ｐ個）の端末からリファレンスシンボルの送信が基地局ＢＳ１になされることが無く、Ｐ個の端末のうち一部（Ｌ個の端末、Ｌ＜Ｐ）の端末からリファレンスシンボルの送信がなされる。これにより、端末からリファレンスシンボルの送信がなされるときに、上り回線（ＵＬ）におけるトラフィックの増大の抑制が可能となる。

基地局ＢＳ１は、ステップＳ１において決定したＬ個の端末はどれであるかの報知情報（つまり、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報）を含むＤＬ送信信号を送信する（Ｓ２）。ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報を含むＤＬ送信信号は、特定の端末にのみ送信されるようなビームフォーミング送信ではなく、接続中の全ての端末に共通の共通制御チャネルにて送信される。

基地局ＢＳ１に接続中のそれぞれの端末は、ステップＳ２において基地局ＢＳ１から送信されたＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報を含むＤＬ送信信号を受信する（Ｓ１１）。そして、それぞれの端末は、基地局ＢＳ１から送信されたＤＬ送信信号（ＤＬ受信信号）を受信した後、ＤＬ受信信号の復号により得られたＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報に基づいて、自端末がリファレンスシンボルを送信する必要の有無を判断する（Ｓ１２）。自端末がリファレンスシンボルを送信しないとの判断が得られた場合には（Ｓ１２、ＮＯ）、図５に示す端末の処理は終了する。

一方、端末は、自端末がリファレンスシンボルを送信すると判断した場合には（Ｓ１２、ＹＥＳ）、基地局ＢＳ１と自端末との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報（ＣＳＩ）の測定に必要となるリファレンスシンボルを基地局ＢＳ１に送信する（Ｓ１３）。

基地局ＢＳ１は、ステップＳ１３において端末（つまり、Ｌ個のＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末）から送信されたリファレンスシンボルを受信する。基地局ＢＳ１は、Ｌ個のＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末から送信されたそれぞれのリファレンスシンボルの受信に基づいて、回線状態情報を測定する（Ｓ３）。

基地局ＢＳ１は、ビームフォーミング技術を用いて、上り回線の送信データ（ＵＬ送信データ）の受信用の各種の信号処理を実行する。例えば、基地局ＢＳ１は、ＵＬ送信データ送信対象端末決定部１１において、ステップＳ３において測定した合計Ｌ個の端末と基地局ＢＳ１との回線状態情報の測定結果の中で回線状態情報が良好か或いはどのＭ個の端末を組み合わせるとＭＩＭＯの各ストリームが大きな伝送速度になるか等を考慮してＭ個の端末を、ＵＬ送信データの送信元となる端末として選定する（Ｓ４）。例えば、基地局ＢＳ１は、ＤＬ無線送信部１７において、ＤＬ送信信号生成部１３により生成されたＵＬ送信データの送信指示を含む信号（ＵＬ送信データ送信指示信号）をそれぞれのアンテナＡｂ１〜Ａｂ１００からＰ個の端末に向けて送信する（Ｓ５）。

基地局ＢＳ１は、ＵＬ受信ウエイト決定部１２において、Ｍ個の端末に関する情報に基づいて、Ｍ個の端末から送信されたＭＩＭＯ空間多重送信信号（ＵＬ送信信号）の受信ビームの指向性形成のための受信ウエイトを算出して決定する（Ｓ６）。なお、ステップＳ６の処理は、ステップＳ４の処理の後に行われても良い。

基地局ＢＳ１に接続中のそれぞれの端末（Ｐ個の端末）は、基地局ＢＳ１から送信された信号（ＵＬ送信データ送信指示信号）を受信した後、ＤＬ送信信号（ＤＬ受信信号）の復号により得られたＵＬ送信データ送信対象端末情報に基づいて、自端末がＵＬ送信データを送信する必要の有無を判断する（Ｓ１４）。自端末がＵＬ送信データを送信しないとの判断が得られた場合には（Ｓ１４、ＮＯ）、図５に示す端末の処理は終了する。

一方、端末は、自端末がＵＬ送信データを送信すると判断した場合には（Ｓ１４、ＹＥＳ）、ＵＬ送信データを含む信号を基地局ＢＳ１に送信する（Ｓ１５）。

基地局ＢＳ１は、ステップＳ１５において送信されたＵＬ送信データを含む信号（ＵＬ送信信号）をＵＬ無線受信部１８において受信し（Ｓ７）、ＵＬ受信信号復号部１６において、ＵＬ送信信号を復号する。基地局ＢＳ１は、ステップＳ６において算出された受信ウエイトと復号により得られたＵＬ受信信号とを用いて、同一周波数上で同時に空間多重通信（ＭＵ−ＭＩＭＯ通信）が可能なＭ個の端末からのＵＬ受信信号を受信可能なＵＬ受信信号を生成する。これにより、基地局ＢＳ１は、ビームフォーミング技術（例えばビームフォーミング受信）を用いて、接続中のＰ個の端末の中から、選定されたＭ（＜Ｐ）個のＵＬ送信データ送信対象端末から送信されたＵＬ送信データを高精度に受信することができ、データ送信周期毎に空間多重通信が可能なＭ個の端末との間で快適な無線通信を行うことができる。

以上により、実施の形態１の無線通信システム１０では、基地局ＢＳ１は、基地局ＢＳ１と接続中の全て（具体的には、Ｐ（Ｐ：３以上の整数）個）の端末に関する情報をメモリＭＢ１に保持し、データ送信周期毎に、Ｐ個の端末に関する情報に基づいて、Ｐ個の端末の中から、基地局ＢＳ１との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いるリファレンスシンボルの送信を行わせるＬ（Ｌ：２≦Ｌ＜Ｐを満たす整数）個の端末を決定する。基地局ＢＳ１は、Ｌ個の端末（ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末）に関する情報を含むＤＬ送信信号を、基地局ＢＳ１に接続中のそれぞれの端末に送信する。ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末に該当するＬ個の端末は、リファレンスシンボルを基地局ＢＳ１に送信する。基地局ＢＳ１は、Ｌ個の端末（ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末）からのリファレンスシンボルの受信に基づいて、上り回線（ＵＬ）における回線状態情報（ＣＳＩ）を測定し、この測定結果に応じて、データ送信周期において空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２≦Ｍ≦Ｌを満たす整数）個の端末を選定し、複数のアンテナＡｂ１〜Ａｂ１００を介して、Ｍ個の端末との間で空間多重通信を用いて、Ｍ個の端末から送信されたそれぞれのデータを受信する。

つまり、無線通信システム１０は、基地局ＢＳ１において全ての端末（Ｐ個の端末）から、回線状態情報の測定に用いるリファレンスシンボルの送信を行わせる端末をＬ個の端末に限定的に決定する。これにより、無線通信システム１０は、端末が接続している基地局ＢＳ１の個々のアンテナＡｂ１〜Ａｂ１００と端末の個々のアンテナとの間の伝搬路の状況を示す上り回線（ＵＬ）の回線状態情報（ＣＳＩ）の測定に用いるリファレンスシンボルの基地局ＢＳ１への送信によって生じる、上り回線（ＵＬ）のトラフィックの増大を適応的に抑制できる。また、無線通信システム１０は、基地局ＢＳ１においてＬ個の端末に決定されなかった端末においてリファレンスシンボルの送信を行わせる必要が無いので、それらの端末における消費電力の増大を適応的に抑制できる。また、無線通信システム１０は、基地局ＢＳ１におけるリファレンスシンボルの受信に基づく上り回線の回線状態情報の測定処理量の増大も適応的に抑制できる。従って、無線通信システム１０は、基地局ＢＳ１と回線状態情報の測定結果に基づいて選定された合計Ｍ個の端末との間で、良好かつ快適な上り回線（ＵＬ）のＭＵ−ＭＩＭＯの通信環境を実現できる。

また、基地局ＢＳ１がメモリＭＢ１に保持するＰ個の端末に関する情報は、基地局ＢＳ１に接続した個々の端末における端末識別情報を有する。基地局ＢＳ１は、基地局ＢＳ１に接続した端末の順に対応する端末識別番号に従い、データ送信周期毎にＬ個の端末を決定する。データ送信周期毎に選ばれるＬ個の端末の番号は、シフト及び巡回（最後の番号の次は１番に戻る）させる。これにより、基地局ＢＳ１は、上り回線（ＵＬ）の回線状態情報の測定に用いるリファレンスシンボルの送信を行わせるＬ個の端末をデータ送信周期毎に簡易かつ迅速に決定できる。

また、基地局ＢＳ１がメモリＭＢ１に保持するＰ個の端末に関する情報は、基地局ＢＳ１が個々の端末に送信した上り回線のＵＬ送信データ量に関する情報を有する。基地局ＢＳ１は、上り回線のＵＬ送信データ量が大きい端末を優先してＬ個の端末を決定する。これにより、基地局ＢＳ１は、ＵＬ送信データ量が大きいデータ（例えば映像データ）の送信元となる端末との通信を優先して継続できるように、上り回線（ＵＬ）の回線状態情報の測定に用いるリファレンスシンボルの送信を行わせるＬ個の端末を簡易に決定できる。

また、基地局ＢＳ１がメモリＭＢ１に保持するＰ個の端末に関する情報は、所定の契約におけるランク情報を有する。基地局ＢＳ１は、所定の契約におけるランク情報に基づいて、ランク情報が高い端末を優先してＬ個の端末を決定する。これにより、基地局ＢＳ１は、例えば所定の契約を締結した一部の有料会員、更にはその有料会員の中でも契約の高いランク又はレベルに属する有料会員の端末との通信を優先できるように、上り回線（ＵＬ）の回線状態情報（ＣＳＩ）の測定に用いるリファレンスシンボルの送信を行わせるＬ個の指定端末を簡易に決定できる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、固定パターンであるリファレンスシンボルの送信を行う端末は基地局ＢＳ１により決定される。実施の形態２では、基地局に接続している端末自身が、リファレンスシンボルの送信の要否を決定する。

実施の形態２の無線通信システム１０の構成は図１に示す実施の形態１の無線通信システム１０の構成と同一であるため、実施の形態１と重複する説明は簡略化又は省略する。実施の形態２において、無線通信システム１０は、１個の基地局ＢＳ１ａと複数の端末ＴＭ１ａ，ＴＭ２ａ，…，ＴＭ１００ａとを含む構成である。実施の形態２では、基地局ＢＳ１ａ及びそれぞれの端末の内部構成が実施の形態１の基地局ＢＳ１及びそれぞれの端末の内部構成と一部において異なる。

図６は、実施の形態２の基地局ＢＳ１ａの内部構成の一例を詳細に示すブロック図である。

図６に示す基地局ＢＳ１ａは、プロセッサＰＲＢ１ａと、メモリＭＢ１ａと、ＤＬ無線送信部１７と、ＵＬ無線受信部１８と、アンテナＡｂ１〜Ａｂ１００とを含む構成である。図１及び図６には、基地局ＢＳ１ａのアンテナ保有数が１００と例示されているが、１００に限定されないことは言うまでもない。

プロセッサＰＲＢ１ａは、例えばＣＰＵ、ＭＰＵ又はＤＳＰを用いて構成される。プロセッサＰＲＢ１ａは、メモリＭＢ１ａと協働して、各種処理や制御を行う。具体的には、プロセッサＰＲＢ１ａは、メモリＭＢ１ａに保持されたプログラム及びデータを参照し、そのプログラムを実行することにより、以下の各部の機能を実現する。この各部は、ＵＬ送信データ送信対象端末決定部１１と、ＵＬ受信ウエイト決定部１２と、ＤＬ送信信号生成部１３と、ＣＳＩ取得部１５と、ＵＬ受信信号復号部１６とを含むが、これらの各部の動作は実施の形態１とほぼ同一であるため、説明を省略する。

実施の形態１では、Ｌ個の端末（ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末）を指定する制御信号（つまり、ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末情報）は基地局ＢＳ１から、基地局ＢＳ１に接続中のそれぞれの端末に送信された。実施の形態２では、リファレンスシンボルを送信するかどうかが、基地局ＢＳ１ａに接続中のそれぞれの端末において自律的に判断され、リファレンスシンボルを送信すると自ら決定した端末により、リファレンスシンボルが基地局ＢＳ１ａに向けて送信される。

メモリＭＢ１ａは、例えば基地局ＢＳ１ａの処理時に用いられるワークメモリとしてのＲＡＭと、基地局ＢＳ１ａの動作を規定したプログラム及びデータを格納するＲＯＭとを有する。ＲＡＭには、各種データや情報が一時的に保存される。

図７は、実施の形態２の端末の内部構成の一例を詳細に示すブロック図である。

図１に示すそれぞれの端末ＴＭ１ａ〜ＴＭ１００ａの内部構成は同一であるため、図７では端末ＴＭ１ａを例示して詳細に説明する。

図７に示す端末ＴＭ１ａは、プロセッサＰＲＴ１ａと、メモリＭＴ１ａと、ＵＬ無線送信部２５と、ＤＬ無線受信部２６と、アンテナＡｔ１１〜Ａｔ１４とを含む構成である。図１及び図７には、端末ＴＭ１ａのアンテナ保有数が４と例示されているが、４に限定されないことは言うまでもない。

プロセッサＰＲＴ１ａは、例えばＣＰＵ、ＭＰＵ又はＤＳＰを用いて構成される。プロセッサＰＲＴ１ａは、メモリＭＴ１ａと協働して、各種処理や制御を行う。具体的には、プロセッサＰＲＴ１ａは、メモリＭＴ１ａに保持されたプログラム及びデータを参照し、そのプログラムを実行することにより、以下の各部の機能を実現する。この各部は、ＵＬ送信信号生成部２１と、ＤＬ受信信号復号部２２と、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａと、ＵＬ送信データ送信決定部２４と、ＵＬ送信予定データ量判定部２７と、ＵＬ送信有無履歴計測部２８とを含むが、ＵＬ送信信号生成部２１と、ＤＬ受信信号復号部２２と、ＵＬ送信データ送信決定部２４との動作はそれぞれ実施の形態１と同一であるため、説明を省略する。

ＤＬ受信信号復号部２２の復号出力は、基地局ＢＳ１ａから送信されてきたＤＬ受信データである。自分宛のＤＬ受信データは無い場合もある。

ＤＬ受信信号復号部２２は、基地局ＢＳ１ａから送信されてきたＤＬ受信データを得た場合には、ＤＬ受信データをアプリケーション（不図示）に出力する。

ＵＬ送信予定データ量判定部２７は、データ送信周期毎に、メモリＭＴ１ａに保存（保持）されている端末関連情報（自端末に関する情報の一例、図８参照）を読み出し、自端末から基地局ＢＳ１ａへの上り回線（ＵＬ）における送信予定のデータ量［メガバイト］を判定する。ＵＬ送信予定データ量判定部２７は、上り回線における送信予定のデータ量の判定値に関する情報をＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａに出力する。

ＵＬ送信有無履歴計測部２８は、データ送信周期毎に、メモリＭＴ１ａに保存（保持）されている端末関連情報（自端末に関する情報の一例、図８参照）を読み出し、自端末から基地局ＢＳ１ａへのデータ送信周期毎の過去の送信履歴の状況を計測する。ＵＬ送信有無履歴計測部２８は、データ送信周期毎の過去の送信履歴の状況の計測結果に関する情報をＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａに出力する。

ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａは、データ送信周期毎に、メモリＭＴ１ａに保存（保持）されている端末関連情報（自端末に関する情報の一例、図８参照）を読み出し、自端末に関する端末関連情報に基づいて、自端末がリファレンスシンボルの送信を行う必要の有無を決定する。

図８は、基地局ＢＳ１ａに接続している端末毎の端末関連情報の一例を示す図である。

図８では、基地局ＢＳ１ａに接続している全て（例えばＰ＝１００個）の端末のそれぞれの端末関連情報が結合されて示されているが、個々の端末のメモリＭＴ１ａは、図８に示す自端末の端末識別番号に対応するレコードの情報のみ保持している。図８に示す端末関連情報は、例えばデータ送信周期毎に、プロセッサＰＲＴ１ａにより更新される。

個々の端末のメモリＭＴ１ａに保持される端末関連情報は、端末識別番号と、グループと、データ送信周期毎のＵＬ送信予定データ量と、端末のｎ値（後述参照）と、過去のデータ送信周期毎のＵＬ送信履歴と、過去連続してデータを未送信となったデータ送信周期の回数（ｒ値、後述参照）と、リファレンスシンボルの送信の要否決定結果とを有する。

グループは、端末識別番号（例えば端末識別番号の下１桁又は下２桁の値）に対応して設定される。図８では、例えば下１桁の値に対応して設定されており、端末識別番号の下１桁が「１」の端末はグループ「Ｇ１」、下１桁が「２」の端末はグループ「Ｇ２」、…、下１桁が「０」の端末はグループ「Ｇ１０」にそれぞれ設定される。また、グループの設定方法は、端末識別番号の下１桁又は下２桁の値に対応して設定する方法に限定されない。また、端末識別番号は、例えば端末の電話番号でもよいし、端末の製造番号でもよい。

ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａは、グループの順に自端末がリファレンスシンボルの送信を行う必要の有無を決定する。この場合には、基地局ＢＳ１ａに接続中のそれぞれの端末は、データ送信周期毎に、自端末の属するグループ番号の更新を同期して把握しており、現在のデータ送信周期ではどのグループ番号の端末がリファレンスシンボルを送信する対象であるかを把握している。ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａは、現在のデータ送信周期ではどのグループ番号の端末がリファレンスシンボルを送信する対象であるかを示す情報を基に、自端末が現在のデータ送信周期において、リファレンスシンボルを送信するかどうかを判断する。これにより、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａは、リファレンスシンボルの送信を行う必要があるか否かをデータ送信周期毎に簡易かつ迅速に決定できる。また、実施の形態１で必要であった基地局ＢＳ１から端末へのＣＳＩ−ＲＳ送信端末情報の送信を実施の形態２では不要とできる。

端末のｎ値は、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａにより、自端末がリファレンスシンボルの送信を行う必要の有無を決定する際に用いられる閾値である。

ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａは、メモリＭＴ１ａに保存（保持）される自端末に関する端末関連情報から読み出したｎ値と、ＵＬ送信有無履歴計測部２８からのデータ送信周期毎の過去の送信履歴の状況の計測結果に関する情報とに基づいて、自端末がリファレンスシンボルの送信を行う必要の有無を決定する。具体的には、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａは、過去ｎ回のデータ送信周期において上り回線データ（ＵＬ送信データ）を未送信である場合に、自端末がリファレンスシンボルの送信を行うことを決定する。これにより、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａは、基地局ＢＳ１ａが特定の端末にのみ上り回線データ（ＵＬ送信データ）の送信を継続することを排除でき、上り回線データ（ＵＬ送信データ）の送信が暫く無い自端末において上り回線データ（ＵＬ送信データ）の送信を期待できる。

また、ｎ値は例えば２以上の既定の整数値（つまり、固定値）であってよい。これにより、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａは、基地局ＢＳ１ａに接続している全ての端末において万遍なくかつ均等に上り回線データ（ＵＬ送信データ）を送信できる。従って、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａは、基地局ＢＳ１ａが短いデータ送信周期（例えば１ミリ秒又は１０ミリ秒）毎に多くの端末との間で空間多重通信を行うことを支援できる。

また、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａは、ｎ値を固定値とせずに、例えばＵＬ送信予定データ量判定部２７からの上り回線における送信予定のデータ量の判定値に関する情報に基づいて、ｎ値をデータ送信周期の度に変更してもよい。例えば、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａは、ｎ値＝「１０÷（上り回線における送信予定のデータ量［メガバイト］）」を演算することによって、ｎ値をデータ送信周期の度に求めてもよい。これにより、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａは、基地局ＢＳ１ａに送信する上り回線データ（ＵＬ送信データ）のサイズの大きさに鑑みて、例えば大きなサイズの上り回線データ（ＵＬ送信データ）を送信する場合には基地局ＢＳ１ａとの通信の優先度が大きくなるようにｎ値を小さい値に臨機応変に設定できる。また、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａは、基地局ＢＳ１ａに送信する上り回線データ（ＵＬ送信データ）のサイズの大きさに鑑みて、例えば小さなサイズの上り回線データ（ＵＬ送信データ）を送信する場合には基地局ＢＳ１ａとの通信の優先度が小さくなるようにｎ値を大きい値に臨機応変に設定できる。

図８において、過去のＵＬ送信履歴は、図８の紙面左側から紙面右側に向けて、データ送信周期毎の上り回線データ（ＵＬ送信データ）の送信の有無（「○」は受信あり、「×」は受信なし）を示す。

例えば端末識別番号「＃１」の端末では、直近５回分のデータ送信周期において上り回線データ（ＵＬ送信データ）の送信が無く、ｒ＝５となっている。従って、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａが自端末のｎ値を用いてリファレンスシンボルの送信の要否を決定する場合、端末識別番号「＃１」の端末では、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａは、ｎ（＝４）＜ｒ（＝５）であるため、自端末がリファレンスシンボルの送信を行うことを決定する。

例えば端末識別番号「＃２」の端末では、直近２回分のデータ送信周期において上り回線データ（ＵＬ送信データ）の送信が無く、ｒ＝２となっている。従って、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａが自端末のｎ値を用いてリファレンスシンボルの送信の要否を決定する場合、端末識別番号「＃２」の端末では、ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａは、ｎ（＝３３）＞ｒ（＝２）であるため、自端末がリファレンスシンボルの送信を行わないことを決定する。ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部２３ａが自端末のｎ値を用いてリファレンスシンボルの送信の要否を決定する場合、他の端末においても同様の決定がなされる。

メモリＭＴ１ａは、例えば端末ＴＭ１ａの処理時に用いられるワークメモリとしてのＲＡＭと、端末ＴＭ１ａの動作を規定したプログラム及びデータを格納するＲＯＭとを有する。ＲＡＭには、各種データや情報が一時的に保存される。例えばメモリＭＴ１ａは、既知の固定パターンであるリファレンスシンボルや、自端末に関する端末関連情報（図８参照）を一時的に保存する。

次に、実施の形態２における基地局ＢＳ１ａ及び端末の動作手順について、図９を参照して説明する。図９は、実施の形態２の基地局ＢＳ１ａ及び端末の各動作手順の一例を詳細に示すフローチャートである。図９の説明においても、端末の動作手順を図１に示す端末ＴＭ１ａを例示して説明する。基地局ＢＳ１ａ及び端末ＴＭ１ａは、図９に示すそれぞれの動作フローをデータ送信周期毎に繰り返す。

図９において、端末ＴＭ１ａは、メモリＭＴ１ａに保存（保持）されている端末関連情報（自端末に関する情報の一例、図８参照）を読み出し、自端末に関する端末関連情報に基づいて、自端末がリファレンスシンボルの送信を行う必要の有無を決定する（Ｓ１１Ａ）。自端末がリファレンスシンボルの送信を行う必要の有無の決定方法は、上述したように、例えばメモリＭＴ１ａに保持されている端末関連情報に基づいて自端末の端末識別番号に対応するグループ情報により示されるグループに属するか否かで決定する方法、メモリＭＴ１ａに保持されている端末関連情報に基づいて過去ｎ回分のデータ送信周期にわたって上り回線データ（ＵＬ送信データ）を送信していないかどうかで決定する方法のいずれかである。但し、自端末が回線状態情報（ＣＳＩ）の測定及び報告を行う必要の有無の決定方法は、これらの決定方法に限定されなくても構わないし、これらの決定方法を複合的に組み合わせて使用しても構わない。

従って、実施の形態２では、ステップＳ１１Ａの処理により、基地局ＢＳ１ａに接続中の全て（Ｐ個）の端末からリファレンスシンボルの送信が基地局ＢＳ１ａになされることが無く、Ｐ個の端末のうち一部の端末からリファレンスシンボルが送信される。これにより、端末からリファレンスシンボルの送信がなされるときに、上り回線（ＵＬ）におけるトラフィックの増大の抑制が可能となる。

端末ＴＭ１ａは、自端末がリファレンスシンボルの送信を行う必要があるか否かを判断する（Ｓ１２）。端末ＴＭ１ａは自端末がリファレンスシンボルの送信を行う必要が無いと判断した場合には（Ｓ１２、ＮＯ）、図９に示す端末ＴＭ１ａの処理は終了する。

一方、端末ＴＭ１ａは、自端末がリファレンスシンボルの送信を行う必要があると判断した場合には（Ｓ１２、ＹＥＳ）、基地局ＢＳ１と自端末との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に必要となるリファレンスシンボルを基地局ＢＳ１ａに送信する（Ｓ１３）。

基地局ＢＳ１ａは、ステップＳ１３において端末（つまり、ＣＳＩ−ＲＳを送信した端末）から送信されてきたリファレンスシンボルを受信する。基地局ＢＳ１ａは、送信されてきたリファレンスシンボルの受信に基づいて、回線状態情報を測定する（Ｓ３）。

基地局ＢＳ１ａは、ビームフォーミング技術を用いて、上り回線の送信データ（ＵＬ送信データ）の受信用の各種の信号処理を実行する。例えば、基地局ＢＳ１ａは、ＵＬ送信データ送信対象端末決定部１１において、ステップＳ３において測定した一部の端末と基地局ＢＳ１ａとの回線状態情報の測定結果の中で回線状態情報が良好か或いはどのＭ個の端末を組み合わせるとＭＩＭＯの各ストリームが大きな伝送速度になるか等を考慮してＭ個の端末を、ＵＬ送信データの送信元となる端末として選定する（Ｓ４）。例えば、基地局ＢＳ１ａは、ＤＬ無線送信部１７において、ＤＬ送信信号生成部１３により生成されたＵＬ送信データの送信指示を含む信号（ＵＬ送信データ送信指示信号）をそれぞれのアンテナＡｂ１〜Ａｂ１００からＰ個の端末に向けて送信する（Ｓ５）。

基地局ＢＳ１ａは、ＵＬ受信ウエイト決定部１２において、Ｍ個の端末に関する情報に基づいて、Ｍ個の端末から送信されたＭＩＭＯ空間多重送信信号（ＵＬ送信信号）の受信ビームの指向性形成のための受信ウエイトを算出して決定する（Ｓ６）。なお、ステップＳ６の処理は、ステップＳ４の処理の後に行われても良い。

基地局ＢＳ１に接続中のそれぞれの端末（Ｐ個の端末）は、基地局ＢＳ１から送信された信号（ＵＬ送信データ送信指示信号）を受信した後、ＤＬ送信信号（ＤＬ受信信号）の復号により得られたＵＬ送信データ送信対象端末情報に基づいて、自端末がＵＬ送信データを送信する必要の有無を判断する（Ｓ１４）。自端末がＵＬ送信データを送信しないとの判断が得られた場合には（Ｓ１４、ＮＯ）、図５に示す端末の処理は終了する。

一方、端末は、自端末がＵＬ送信データを送信すると判断した場合には（Ｓ１４、ＹＥＳ）、ＵＬ送信データを含む信号を基地局ＢＳ１に送信する（Ｓ１５）。

基地局ＢＳ１は、ステップＳ１５において送信されたＵＬ送信データを含む信号（ＵＬ送信信号）をＵＬ無線受信部１８において受信し（Ｓ７）、ＵＬ受信信号復号部１６において、ＵＬ送信信号を復号する。基地局ＢＳ１は、ステップＳ６において算出された受信ウエイトと復号により得られたＵＬ受信信号とを用いて、同一周波数上で同時に空間多重通信（ＭＵ−ＭＩＭＯ通信）が可能なＭ個の端末からのＵＬ受信信号を受信可能なＵＬ受信信号を生成する。これにより、基地局ＢＳ１は、ビームフォーミング技術（例えばビームフォーミング受信）を用いて、接続中のＰ個の端末の中から、選定されたＭ（＜Ｐ）個のＵＬ送信データ送信対象端末から送信されたＵＬ送信データを高精度に受信することができ、データ送信周期毎に空間多重通信が可能なＭ個の端末との間で快適な無線通信を行うことができる。

以上により、実施の形態２の無線通信システム１０では、基地局ＢＳ１ａに接続している端末は、自端末に関する端末関連情報（自端末に関する情報の一例）をメモリＭＴ１ａに保持し、データ送信周期毎に、自端末に関する端末関連情報に基づいて、基地局ＢＳ１ａとの間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いるリファレンスシンボルの送信の要否を決定する。端末は、リファレンスシンボルの送信を行うことの決定に基づいて、リファレンスシンボルを基地局ＢＳ１ａに送信する。基地局ＢＳ１ａは、端末からのリファレンスシンボルの受信に基づいて回線状態情報（ＣＳＩ）を測定し、この測定結果に応じて、データ送信周期において空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２以上の既定値）個の端末を選定する。基地局ＢＳ１ａは、複数のアンテナＡｂ１〜Ａｂ１００を介して、選定されたＭ個の端末との間で空間多重通信を用いて、Ｍ個の端末から送信されたそれぞれのデータ（ＵＬ送信データ）を受信する。

つまり、無線通信システム１０は、基地局ＢＳ１ａに接続している全ての端末（Ｐ個の端末）のそれぞれにおいて、回線状態情報（ＣＳＩ）の測定に用いるリファレンスシンボルの送信を行う必要があるか否かを判断させる。この判断の結果として、Ｐ個の端末のうち一部の端末（例えば実施の形態１のＬ個の端末程度、又はＬ個から多少の幅の増減を含む）においてのみ、リファレンスシンボルの送信が行われる。これにより、無線通信システム１０は、端末が接続している基地局ＢＳ１ａの個々のアンテナＡｂ１〜Ａｂ１００と端末の個々のアンテナとの間の伝搬路の状況を示す回線状態情報（ＣＳＩ）の測定に用いるリファレンスシンボルの基地局ＢＳ１ａへの送信によって生じる、上り回線（ＵＬ）のトラフィックの増大を適応的に抑制できる。また、無線通信システム１０は、端末自らの判断によってリファレンスシンボルの送信を行う必要が無い端末を決定できるので、それらの端末における消費電力の増大を適応的に抑制できる。また、無線通信システム１０は、基地局ＢＳ１ａにおけるリファレンスシンボルの受信に基づく上り回線の回線状態情報の測定処理量の増大も適応的に抑制できる。従って、無線通信システム１０は、基地局ＢＳ１ａと回線状態情報の測定結果に基づいて選定された合計Ｍ個の端末との間で、良好かつ快適な下り回線（ＤＬ）のＭＵ−ＭＩＭＯの通信環境を実現できる。

また、個々の端末がメモリＭＴ１ａに保持する自端末に関する端末関連情報は、自端末の端末識別番号に対応するグループ情報を有する。端末は、このグループ情報により示されるグループの順に、自端末がリファレンスシンボルの送信を行う必要の有無を決定する。これにより、端末は、リファレンスシンボルの送信を行う必要があるか否かをデータ送信周期毎に簡易かつ迅速に決定できる。

また、個々の端末がメモリＭＴ１ａに保持する自端末に関する端末関連情報は、過去のデータ送信周期毎の基地局ＢＳ１ａからの上り回線データ（ＵＬ送信データ）の送信の有無を示す送信履歴情報を有する。端末は、過去のｎ（ｎ：２以上の整数）回分のデータ送信周期にわたって基地局ＢＳ１ａへのデータの送信が無い場合に、リファレンスシンボルの送信を行うことを決定する。これにより、端末は、基地局ＢＳ１ａが特定の端末にのみ上り回線データ（ＵＬ送信データ）の送信を継続することを排除でき、上り回線データ（ＵＬ送信データ）の送信が暫く無い自端末において上り回線データ（ＵＬ送信データ）の送信を期待できる。

また、個々の端末がメモリＭＴ１ａに保持する自端末に関する端末関連情報において、ｎ値は固定値であってもよい。これにより、端末は、基地局ＢＳ１ａに接続している全ての端末において万遍なくかつ均等に上り回線データ（ＵＬ送信データ）を送信できる。従って、端末は、基地局ＢＳ１ａが短いデータ送信周期（例えば１ミリ秒又は１０ミリ秒）毎に多くの端末との間で空間多重通信を行うことを支援できる。

また、個々の端末がメモリＭＴ１ａに保持する自端末に関する端末関連情報は、基地局ＢＳ１ａに送信する上り回線データ量（ＵＬ送信データ量）の情報を更に有する。端末は、基地局ＢＳ１ａに送信する上り回線データ量（ＵＬ送信データ量）が所定閾値より大きい場合には、その上り回線データ量（ＵＬ送信データ量）に応じて、ｎ値を現在値よりも小さく設定する。これにより、端末は、基地局ＢＳ１ａに送信する上り回線データ（ＵＬ送信データ）のサイズの大きさに鑑みて、例えば大きなサイズの上り回線データ（ＵＬ送信データ）を送信する場合には基地局ＢＳ１ａとの通信の優先度が大きくなるようにｎ値を小さい値に臨機応変に設定できる。

また、個々の端末がメモリＭＴ１ａに保持する自端末に関する端末関連情報は、基地局ＢＳ１ａに送信する上り回線データ量（ＵＬ送信データ量）の情報を更に有する。端末は、基地局ＢＳ１ａに送信する上り回線データ量（ＵＬ送信データ量）が所定閾値より小さい場合には、その上り回線データ量（ＵＬ送信データ量）に応じて、ｎ値を現在値よりも大きく設定する。これにより、端末は、基地局ＢＳ１ａに送信する上り回線データ（ＵＬ送信データ）のサイズの大きさに鑑みて、例えば小さなサイズの上り回線データ（ＵＬ送信データ）を送信する場合には基地局ＢＳ１ａとの通信の優先度が小さくなるようにｎ値を大きい値に臨機応変に設定できる。

また、上述したリファレンスシンボルは、ＣＲＩ−ＲＳ（Channel State Information Reference Symbol）の代わりとして、ＳＲＳ（Sounding Reference Symbol）と称されてもよい。すなわち、上述したＣＲＩ−ＲＳはＳＲＳに置き換えられてもよい。また、上述したリファレンスシンボルはリファレンスシグナル（ＲＳ：Reference Symbol）に置き換えられてもよい。リファレンスシグナルに置き換えられる場合、ＣＲＩ−ＲＳは「Channel State Information Reference Signal」となり、ＳＲＳは「Sounding Reference Signal」となる。

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

なお、本出願は、２０１７年４月６日出願の日本特許出願（特願２０１７−０７６０７９）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

本開示は、データ送信周期毎に行われる、個々の端末から基地局への上り回線の回線状態情報の測定に必要なリファレンスシンボルの送信によって生じる上り回線のトラフィックの増大や、基地局におけるリファレンスシンボルの受信に基づく回線状態情報の測定処理量の増大をそれぞれ適応的に抑制し、快適なＭＵ−ＭＩＭＯの通信環境を実現する端末、基地局、無線通信システム及び回線状態情報取得方法として有用である。

１０ 無線通信システム
１１ ＵＬ送信データ送信対象端末決定部（選定部）
１２ ＵＬ受信ウエイト決定部
１３ ＤＬ送信信号生成部
１４ ＣＳＩ−ＲＳ送信対象端末決定部（決定部）
１５ ＣＳＩ取得部
１６ ＵＬ受信信号復号部
１７ ＤＬ無線送信部
１８ ＵＬ無線受信部
２１ ＵＬ送信信号生成部
２２ ＤＬ受信信号復号部
２３、２３ａ ＣＳＩ−ＲＳ送信決定部
２４ ＵＬ送信データ送信決定部
２５ ＵＬ無線送信部
２６ ＤＬ無線受信部
２７ ＵＬ送信予定データ量判定部
２８ ＵＬ送信有無履歴計測部
Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｂ１００、Ａｔ１１、Ａｔ１４、Ａｔ２１、Ａｔ２４、Ａｔ１００１、Ａｔ１００４ アンテナ
ＢＳ１、ＢＳ１ａ 基地局
ＴＭ１、ＴＭ１ａ、ＴＭ２、ＴＭ２ａ、ＴＭ１００、ＴＭ１００ａ 端末
ＭＢ１、ＭＢ１ａ、ＭＴ１、ＭＴ１ａ メモリ
ＰＲＢ１、ＰＲＢ１ａ、ＰＲＴ１、ＰＲＴ１ａ プロセッサ
Ｔ１、Ｔ２ 接続端末リスト

Claims (14)

1. 複数の端末との間で無線通信が可能な基地局であって、
   前記基地局と接続中のＰ（Ｐ：３以上の整数）個の端末に関する情報を保持するメモリと、
   データ送信周期毎に、前記Ｐ個の端末に関する情報に基づいて、前記Ｐ個の端末の中から、前記基地局との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いる参照符号の送信を行わせるＬ（Ｌ：２≦Ｌ＜Ｐを満たす整数）個の端末を決定する決定部と、
   前記Ｌ個の端末から送信された前記参照符号の受信に基づく前記回線状態情報に応じて、前記データ送信周期において空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２≦Ｍ≦Ｌを満たす整数）個の端末を選定する選定部と、
   複数のアンテナを介して、前記空間多重通信を用いて、前記Ｍ個の端末から送信されたそれぞれのデータを受信する通信部と、を備える、
   基地局。
2. 前記Ｐ個の端末に関する情報は、前記基地局に接続した個々の端末における端末識別情報を有し、
   前記決定部は、前記個々の端末における端末識別情報の順に前記Ｌ個の端末を決定する、
   請求項１に記載の基地局。
3. 前記Ｐ個の端末に関する情報は、個々の端末が送信する上り回線データ量に関する情報を有し、
   前記決定部は、前記上り回線データ量が大きい端末を優先して前記Ｌ個の端末を決定する、
   請求項１に記載の基地局。
4. 前記Ｐ個の端末に関する情報は、所定の契約におけるランク情報を有し、
   前記決定部は、前記所定の契約におけるランク情報に基づいて、前記ランク情報が高い端末を優先して前記Ｌ個の端末を決定する、
   請求項１に記載の基地局。
5. 複数の端末との間で無線通信が可能な基地局における回線状態情報取得方法であって、
   前記基地局と接続中のＰ（Ｐ：３以上の整数）個の端末に関する情報を保持するステップと、
   データ送信周期毎に、前記Ｐ個の端末に関する情報に基づいて、前記Ｐ個の端末の中から、前記基地局との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いる参照符号の送信を行わせるＬ（Ｌ：２≦Ｌ＜Ｐを満たす整数）個の端末を決定するステップと、
   前記Ｌ個の端末から送信された前記参照符号の受信に基づく前記回線状態情報に応じて、前記データ送信周期において空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２≦Ｍ≦Ｌを満たす整数）個の端末を選定するステップと、
   複数のアンテナを介して、前記空間多重通信を用いて、前記Ｍ個の端末から送信されたそれぞれのデータを受信するステップと、を有する、
   回線状態情報取得方法。
6. 複数の端末と基地局とが無線通信可能な無線通信システムであって、
   前記基地局は、
   前記基地局と接続中のＰ（Ｐ：３以上の整数）個の端末に関する情報を保持し、
   データ送信周期毎に、前記Ｐ個の端末に関する情報に基づいて、前記Ｐ個の端末の中から、前記基地局との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いる参照符号の送信を行わせるＬ（Ｌ：２≦Ｌ＜Ｐを満たす整数）個の端末を決定し、更に、前記参照符号の送信指示を前記Ｌ個の端末に送信し、
   前記端末は、
   前記基地局から送信された前記参照符号の送信指示を基に、前記参照符号を送信し、
   前記基地局は、
   前記Ｌ個の端末から送信された前記参照符号の受信に基づく前記回線状態情報に応じて、前記データ送信周期において空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２≦Ｍ≦Ｌを満たす整数）個の端末を選定し、
   複数のアンテナを介して、前記空間多重通信を用いて、前記Ｍ個の端末から送信されたそれぞれのデータを受信する、
   無線通信システム。
7. 基地局との間で通信可能な端末であって、
   自端末に関する情報を保持するメモリと、
   データ送信周期毎に、前記自端末に関する情報に基づいて、前記基地局との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いる参照符号の送信の要否を決定する決定部と、
   前記参照符号の送信の決定に基づいて、前記参照符号を前記基地局に送信する通信部と、を備え、
   前記通信部は、前記基地局に送信された前記参照符号の受信に基づく前記回線状態情報に応じて前記データ送信周期において前記基地局との間での空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２以上の既定値）個の端末のいずれかに選定された場合に、前記基地局にデータを送信する、
   端末。
8. 前記自端末に関する情報は、前記自端末の識別番号に対応するグループ情報を有し、
   前記決定部は、前記グループ情報に基づいて、前記参照符号の送信の要否を決定する、
   請求項７に記載の端末。
9. 前記自端末に関する情報は、過去の前記データ送信周期毎の前記基地局へのデータの送信の有無を示す送信履歴情報を有し、
   前記決定部は、過去のｎ（ｎ：２以上の整数）回分の前記データ送信周期にわたって前記基地局へのデータの送信が無い場合に、前記参照符号の送信を行うことを決定する、
   請求項７に記載の端末。
10. 前記ｎの値は、２以上の既定の整数値である、
    請求項９に記載の端末。
11. 前記自端末に関する情報は、前記基地局に送信するデータ量の情報を更に有し、
    前記決定部は、前記基地局に送信するデータ量が所定閾値より大きい場合には、前記データ量に応じて、前記ｎの値を現在値よりも小さく設定する、
    請求項９に記載の端末。
12. 前記自端末に関する情報は、前記基地局に送信するデータ量の情報を更に有し、
    前記決定部は、前記基地局に送信するデータ量が所定閾値より小さい場合には、前記データ量に応じて、前記ｎの値を現在値よりも大きく設定する、
    請求項９に記載の端末。
13. 基地局との間で通信可能な端末における回線状態情報取得方法であって、
    自端末に関する情報を保持するステップと、
    データ送信周期毎に、前記自端末に関する情報に基づいて、前記基地局との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いる参照符号の送信の要否を決定するステップと、
    前記参照符号の送信を行うことの決定に基づいて、前記参照符号を前記基地局に送信するステップと、
    前記基地局に送信された前記参照符号の受信に基づく前記回線状態情報に応じて前記データ送信周期において前記基地局との間での空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２以上の既定値）個の端末のいずれかに選定された場合に、前記基地局にデータを送信するステップと、を有する、
    回線状態情報取得方法。
14. 複数の端末と基地局とが無線通信可能な無線通信システムであって、
    前記端末は、
    自端末に関する情報を保持し、
    データ送信周期毎に、前記自端末に関する情報に基づいて、前記基地局との間の伝搬路の状態を示す回線状態情報の測定に用いる参照符号の送信の要否を決定し、
    前記参照符号の送信を行うことの決定に基づいて、前記参照符号を前記基地局に送信し、
    前記基地局は、
    前記端末から送信された前記参照符号の受信に基づく前記回線状態情報に応じて、前記データ送信周期において空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２以上の既定値）個の端末を選定し、
    複数のアンテナを介して、選定された前記空間多重通信が可能なＭ（Ｍ：２以上の既定値）個の端末から送信されたそれぞれのデータを受信する、
    無線通信システム。

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