(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の移動端末と、前記移動端末と無線通信する複数の無線基地局とを備える無線通信システムで実行される無線通信制御方法であって、
前記移動端末の各々において、前記無線基地局の各々からその移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性を計算することと、
前記チャネルインパルス特性のうち前記移動端末の各々が実際にデータ信号を受信する下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記移動端末の各々にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定することと、
前記移動端末の各々にとっての前記最適受信ビームフォーミング特性を、複数の無線基地局で共有することと、
前記最適受信ビームフォーミング特性を共有した前記無線基地局の各々において、前記最適受信ビームフォーミング特性に基づいて、その無線基地局がデータ信号を送信する移動端末にメインビームを向け、データ信号を送信しない移動端末にヌルビームを向けるように、プリコーディング特性を各移動端末について計算することとを
を備えることを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項２】
各移動端末について前記プリコーディング特性を計算することは、前記無線基地局の各々において、その無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性と、その無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性と、他の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性と、その無線基地局が実際にデータ信号を送信しない前記他の移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性に基づく
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信制御方法。
【請求項３】
前記最適受信ビームフォーミング特性を推定することは、前記無線基地局の各々が、その無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末から報告された前記無線基地局と前記宛先の移動端末の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記宛先の移動端末にとっての前記最適受信ビームフォーミング特性を推定することであり、
前記最適受信ビームフォーミング特性を共有することは、前記無線基地局の各々が推定した前記最適受信ビームフォーミング特性を他の無線基地局に通知することである
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信制御方法。
【請求項４】
前記最適受信ビームフォーミング特性を推定すること、および前記最適受信ビームフォーミング特性を共有することは、
前記無線基地局の各々が、その無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末とその無線基地局の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記宛先の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定するとともに、他の無線基地局と他の移動端末との間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記他の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定することにより達成される
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信制御方法。
【請求項５】
前記最適受信ビームフォーミング特性を推定することは、各移動端末において、その移動端末で計算された前記チャネルインパルス特性のうち前記移動端末の各々が実際にデータ信号を受信する下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、その移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定することであり、
前記最適受信ビームフォーミング特性を共有することは、前記移動端末の各々がその移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を無線基地局に報告することと、前記移動端末から報告された前記最適受信ビームフォーミング特性を前記無線基地局が他の無線基地局に通知することを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信制御方法。
【請求項６】
前記チャネルインパルス特性は、チャネルインパルス行列として計算され、
前記最適受信ビームフォーミング特性は、前記チャネルインパルス行列の特異値分解によって得られるユニタリ行列を形成する１以上のベクトルからなる受信ビームフォーミングベクトルまたは受信ビームフォーミング行列である
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の無線通信制御方法。
【請求項７】
前記プリコーディング特性を計算することは、ゼロフォーシング規範プリコーディングを使用する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の無線通信制御方法。
【請求項８】
前記プリコーディング特性を計算することは、ＭＭＳＥ（最小平均二乗誤差）規範プリコーディングを使用する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の無線通信制御方法。
【請求項９】
複数の移動端末と、前記移動端末と無線通信する複数の無線基地局とを備える無線通信システムであって、
前記移動端末の各々に設けられ、前記無線基地局の各々からその移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性を計算するチャネル推定部と、
前記チャネルインパルス特性のうち前記移動端末の各々が実際にデータ信号を受信する下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記移動端末の各々にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定する受信ビームフォーミング特性推定部と、
前記最適受信ビームフォーミング特性を共有した前記無線基地局の各々に設けられ、前記最適受信ビームフォーミング特性に基づいて、その無線基地局がデータ信号を送信する移動端末にメインビームを向け、データ信号を送信しない移動端末にヌルビームを向けるように、プリコーディング特性を各移動端末について計算するプリコーディング特性計算部と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
前記プリコーディング特性計算部は、
各移動端末について前記プリコーディング特性を計算するために、前記無線基地局の各々において、その無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性と、その無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性と、他の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性と、その無線基地局が実際にデータ信号を送信しない前記他の移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性を使用する
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記受信ビームフォーミング特性推定部は、前記無線基地局の各々に設けられており、その受信ビームフォーミング特性推定部が設けられた無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末から報告された前記無線基地局と前記宛先の移動端末の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記宛先の移動端末にとっての前記最適受信ビームフォーミング特性を推定し、
前記無線基地局の各々は、その無線基地局の前記受信ビームフォーミング特性推定部が推定した前記最適受信ビームフォーミング特性を他の無線基地局に通知し、他の無線基地局から他の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性の通知を受信する基地局間通信部を備える
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記受信ビームフォーミング特性推定部は、前記無線基地局の各々に設けられており、その受信ビームフォーミング特性推定部が設けられた無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末とその無線基地局の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記宛先の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定するとともに、他の無線基地局と他の移動端末との間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記他の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定する
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記受信ビームフォーミング特性推定部は、前記移動端末の各々に設けられており、その受信ビームフォーミング特性推定部が設けられた移動端末の前記チャネル推定部で計算された前記チャネルインパルス特性のうち、その受信ビームフォーミング特性推定部が設けられた移動端末が実際にデータ信号を受信する下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、その受信ビームフォーミング特性推定部が設けられた移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定し、
前記移動端末の各々は、無線基地局に前記最適受信ビームフォーミング特性を報告する報告部を備え、
前記無線基地局の各々は、前記移動端末から報告された前記最適受信ビームフォーミング特性を他の無線基地局に通知する基地局間通信部を備える
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
複数の移動端末と無線通信する無線基地局であって、
前記無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末から報告された前記無線基地局と前記宛先の移動端末の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記宛先の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定する受信ビームフォーミング特性推定部と、
前記受信ビームフォーミング特性推定部が推定した前記最適受信ビームフォーミング特性を他の無線基地局に通知し、他の無線基地局から他の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性の通知を受信する基地局間通信部と、
前記受信ビームフォーミング特性推定部が推定した前記宛先の移動端末にとっての前記最適受信ビームフォーミング特性と、他の無線基地局から通知された前記他の移動端末にとっての前記最適受信ビームフォーミング特性に基づいて、前記宛先の移動端末にメインビームを向け、データ信号を送信しない移動端末にヌルビームを向けるように、プリコーディング特性を各移動端末について計算するプリコーディング特性計算部と
を備えることを特徴とする無線基地局。
【請求項１５】
複数の移動端末と無線通信する無線基地局であって、
前記無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末と前記無線基地局の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記宛先の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定するとともに、他の無線基地局と他の移動端末との間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記他の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定する受信ビームフォーミング特性推定部と、
前記受信ビームフォーミング特性推定部が推定した前記宛先の移動端末にとっての前記最適受信ビームフォーミング特性と、前記他の移動端末にとっての前記最適受信ビームフォーミング特性に基づいて、前記宛先の移動端末にメインビームを向け、データ信号を送信しない移動端末にヌルビームを向けるように、プリコーディング特性を各移動端末について計算するプリコーディング特性計算部と
を備えることを特徴とする無線基地局。
【請求項１６】
複数の無線基地局と無線通信することが可能である移動端末であって、
前記無線基地局の各々から前記移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性を計算するチャネル推定部と、
前記チャネル推定部で計算された前記チャネルインパルス特性のうち前記移動端末が実際にデータ信号を受信する下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定する受信ビームフォーミング特性推定部と、
無線基地局に前記最適受信ビームフォーミング特性を報告する報告部と
を備えることを特徴とする移動端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信制御方法、無線通信システム、無線基地局および移動端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
3GPP（Third Generation Partnership Project）において、LTE（Long Term Evolution）-Advancedのために、無線基地局間協調送受信（CoMP、Coordinated Multiple Point transmission and reception）という技術の適用の検討がされている（例えば、非特許文献１の節８）。
【０００３】
下りリンクのCoMPは、移動端末（UE、user equipment）へのデータ信号の送信のために、複数の無線基地局が協調を行う技術である。下りリンクのCoMPは、Coordinated Scheduling/Beamforming (CS/CB)とJoint Processing (JP)の二つに大別される。
【０００４】
下りリンクのCoMPのCS/CBでは、データ信号は宛先のUE (User Equipment)が接続する送り元の無線基地局のみに存在する。しかし、CS/CBでは、データ信号の送り元の無線基地局およびその無線基地局に協調する１つ以上の無線基地局に接続するすべてのUEの情報（チャネル品質情報等）がこれらの無線基地局で共有され、これらの無線基地局が協調して各UEへのデータ信号の送信のためのスケジューリングまたはビームフォーミングを行う。つまり、複数の協調無線基地局の各々は、その無線基地局のセル内のUEにデータ信号を送信するが、データ送信の適切なスケジューリングまたは適切なビームフォーミングのために、これらのUEに関するチャネル品質情報等を複数の協調無線基地局が共有する。
【０００５】
下りリンクのCoMPのJoint Processingでは、チャネル品質情報等に加えて、複数の協調無線基地局が、これらの無線基地局に接続するすべてのUE宛てのデータ信号を共有する。そして、これらの無線基地局が各UEへデータ信号を協働して送信する。例えば２つまたは３つの無線基地局が単一のUEへ同時にデータ信号を送信する。
【０００６】
CoMPはMIMO（Multiple Input Multiple Output）を基礎としている。単一の無線基地局が複数の移動端末と通信する場合には、マルチユーザMIMOが利用されることになる。
【０００７】
マルチユーザMIMOにおいて、送信信号の指向性を高めてメインビーム（メインローブ）を宛先に向けるために、アクセスポイントに線形プリコーディングが使用されている（例えば、非特許文献２）。線形プリコーディングには、ゼロフォーシング規範プリコーディングと、ＭＭＳＥ（最小平均二乗誤差）規範プリコーディングがある。送り元のアクセスポイントにおいて線形プリコーディングは、各ユーザ端末からフィードバックされたアクセスポイントからユーザ端末への下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、ユーザ端末を空間的に直交化（分割）する。つまり、ユーザ端末の受信状態に鑑みて、送り元のアクセスポイントのアダプティブ・アレイ・アンテナで形成されるメインビームの方向が宛先のユーザ端末に向かうように制御される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】3GPP TR 36.814 V9.0.0 (2010-03), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); "Further advancements for E-UTRA physical layer aspects", ２０１０年３月
【非特許文献２】クェンティン・Ｈ・スペンサー（Quentin H. Spencer）、外３名、「An Introduction to the Multi-User MIMO Downlink」、IEEE Communications Magazine、2004年１０月、p60-67
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
下りリンクのCoMPのCS/CBにおいてMIMOのプリコーディングを使用する場合には、無線基地局が下りのチャネル特性に基づいて各移動端末のためのプリコーディング特性を計算することになる。例えば、プリコーディング特性の計算のために、各無線基地局が、すべての移動端末（他の無線基地局に接続する移動端末を含む）がその無線基地局に接続するとの仮定の下に、これらの移動端末の受信ビームフォーミング特性を推定することが考えられる。そして、２以上の移動端末の受信ビームフォーミング特性に基づいて、実際にデータ信号を送信すべき宛先の移動端末のみに送信のメインビームを向け、他の移動端末にはヌルビームを向けるというプリコーディング特性を計算することが考えられる。
【００１０】
しかし、この場合には、移動端末が実際に実行する受信ビームフォーミングの指向性と、無線基地局がプリコードすることで形成される送信のメインビームの方向は一致しない。このため、移動端末で実際に受信される信号の処理が劣化してしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、下りリンクのCoMPのCS/CBにおいて、移動端末のプリコーディング特性の計算の精度を高めることが可能な無線通信制御方法、無線通信システム、無線基地局および移動端末を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る無線通信制御方法は、複数の移動端末と、前記移動端末と無線通信する複数の無線基地局とを備える無線通信システムで実行される無線通信制御方法であって、前記移動端末の各々において、前記無線基地局の各々からその移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性を計算することと、前記チャネルインパルス特性のうち前記移動端末の各々が実際にデータ信号を受信する下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記移動端末の各々にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定することと、前記移動端末の各々にとっての前記最適受信ビームフォーミング特性を、複数の無線基地局で共有することと、前記最適受信ビームフォーミング特性を共有した前記無線基地局の各々において、前記最適受信ビームフォーミング特性に基づいて、その無線基地局がデータ信号を送信する移動端末にメインビームを向け、データ信号を送信しない移動端末にヌルビームを向けるように、プリコーディング特性を各移動端末について計算することとを備える。
【００１３】
本発明では、無線通信システムでは、下りリンクのチャネルインパルス特性のうち移動端末の各々が実際にデータ信号を受信する下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、移動端末の各々にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定する。すなわち、移動端末の各々がその移動端末宛てに実際にデータ信号を送信する無線基地局から下りリンクのデータ信号を受信するために、接続する無線基地局にのみ最適な受信ビームフォーミングを行うと仮定される。その仮定の下で必要なチャネルインパルス特性に基づいて、移動端末の各々にとっての最適受信ビームフォーミング特性が推定される。このようにして推定された最適受信ビームフォーミング特性は複数の無線基地局で共有で共有される。最適受信ビームフォーミング特性（無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末の最適受信ビームフォーミング特性と、データ信号を送信しない移動端末の最適受信ビームフォーミング特性を含む）に基づいて、無線基地局は、その無線基地局がデータ信号を送信する移動端末にメインビームを向け、データ信号を送信しない移動端末にヌルビームを向けるように、プリコーディング特性を各移動端末について計算する。したがって、無線基地局で計算されるプリコーディング特性は、移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性にマッチしている。下りリンクのCoMPのCS/CBにおいて、移動端末のプリコーディング特性の計算の精度を高めることが可能である。
【００１４】
各移動端末について前記プリコーディング特性を計算することは、前記無線基地局の各々において、その無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性と、その無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性と、他の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性と、その無線基地局が実際にデータ信号を送信しない前記他の移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいていてもよい。
このようにプリコーディング特性を計算することにより、無線基地局は、高い精度のプリコーディング特性を計算することができる。
【００１５】
１つの形態において、前記最適受信ビームフォーミング特性を推定することは、前記無線基地局の各々が、その無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末から報告された前記無線基地局と前記宛先の移動端末の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記宛先の移動端末にとっての前記最適受信ビームフォーミング特性を推定することであってよく、前記最適受信ビームフォーミング特性を共有することは、前記無線基地局の各々が推定した前記最適受信ビームフォーミング特性を他の無線基地局に通知することであってよい。
すなわち、無線基地局の各々は、その無線基地局が接続する移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性のみを推定してよい。この場合、無線基地局の各々が推定した最適受信ビームフォーミング特性を他の無線基地局に通知することにより、互いに協調する無線基地局は、他の無線基地局に接続する移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を知ることができる。
【００１６】
他の１つの形態において、前記最適受信ビームフォーミング特性を推定すること、および前記最適受信ビームフォーミング特性を共有することは、前記無線基地局の各々が、その無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末とその無線基地局の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記宛先の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定するとともに、他の無線基地局と他の移動端末との間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記他の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定することにより達成されてもよい。
すなわち、無線基地局の各々は、その無線基地局が接続する移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性だけでなく、他の無線基地局に接続する移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定してよい。この場合、無線基地局は、互いに独立に、複数のセルにいる移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を知ることができる。
【００１７】
他の１つの形態において、前記最適受信ビームフォーミング特性を推定することは、各移動端末において、その移動端末で計算された前記チャネルインパルス特性のうち前記移動端末の各々が実際にデータ信号を受信する下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、その移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定することであってよく、前記最適受信ビームフォーミング特性を共有することは、前記移動端末の各々がその移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を無線基地局に報告することと、前記移動端末から報告された前記最適受信ビームフォーミング特性を前記無線基地局が他の無線基地局に通知することを備えてもよい。
すなわち、各移動端末は、その移動端末自身で計算されたチャネルインパルス特性に基づいて、その移動端末自身にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定してよい。この場合、移動端末は、互いに別個独立に、移動端末自身にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定し、その移動端末が接続する無線基地局に最適受信ビームフォーミング特性を報告する。移動局から報告された最適受信ビームフォーミング特性を無線基地局の各々が他の無線基地局に通知することにより、互いに協調する無線基地局は、他の無線基地局に接続する移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を知ることができる。
【００１８】
前記チャネルインパルス特性は、チャネルインパルス行列として計算され、前記最適受信ビームフォーミング特性は、前記チャネルインパルス行列の特異値分解によって得られるユニタリ行列を形成する１以上のベクトルからなる受信ビームフォーミングベクトルまたは受信ビームフォーミング行列であってよい。
【００１９】
前記プリコーディング特性を計算することは、ゼロフォーシング規範プリコーディングを使用することであってよい。あるいは、前記プリコーディング特性を計算することは、ＭＭＳＥ（最小平均二乗誤差）規範プリコーディングを使用することであってよい。
【００２０】
本発明に係る無線通信システムは、複数の移動端末と、前記移動端末と無線通信する複数の無線基地局とを備える無線通信システムであって、前記移動端末の各々に設けられ、前記無線基地局の各々からその移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性を計算するチャネル推定部と、前記チャネルインパルス特性のうち前記移動端末の各々が実際にデータ信号を受信する下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記移動端末の各々にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定する受信ビームフォーミング特性推定部と、前記最適受信ビームフォーミング特性を共有した前記無線基地局の各々に設けられ、前記最適受信ビームフォーミング特性に基づいて、その無線基地局がデータ信号を送信する移動端末にメインビームを向け、データ信号を送信しない移動端末にヌルビームを向けるように、プリコーディング特性を各移動端末について計算するプリコーディング特性計算部とを備える。
上述したように、プリコーディング特性計算部で計算されるプリコーディング特性は、移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性にマッチしている。下りリンクのCoMPのCS/CBにおいて、移動端末のプリコーディング特性の計算の精度を高めることが可能である。
【００２１】
前記プリコーディング特性計算部は、各移動端末について前記プリコーディング特性を計算するために、前記無線基地局の各々において、その無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性と、その無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性と、他の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性と、その無線基地局が実際にデータ信号を送信しない前記他の移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性を使用してもよい。
このようにプリコーディング特性を計算することにより、プリコーディング特性計算部は、高い精度のプリコーディング特性を計算することができる。
【００２２】
１つの形態において、前記受信ビームフォーミング特性推定部は、前記無線基地局の各々に設けられており、その受信ビームフォーミング特性推定部が設けられた無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末から報告された前記無線基地局と前記宛先の移動端末の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記宛先の移動端末にとっての前記最適受信ビームフォーミング特性を推定してもよく、前記無線基地局の各々は、その無線基地局の前記受信ビームフォーミング特性推定部が推定した前記最適受信ビームフォーミング特性を他の無線基地局に通知し、他の無線基地局から他の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性の通知を受信する基地局間通信部を備えてもよい。
【００２３】
他の１つの形態において、前記受信ビームフォーミング特性推定部は、前記無線基地局の各々に設けられており、その受信ビームフォーミング特性推定部が設けられた無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末とその無線基地局の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記宛先の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定するとともに、他の無線基地局と他の移動端末との間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記他の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定してもよい。
【００２４】
他の１つの形態において、前記受信ビームフォーミング特性推定部は、前記移動端末の各々に設けられており、その受信ビームフォーミング特性推定部が設けられた移動端末の前記チャネル推定部で計算された前記チャネルインパルス特性のうち、その受信ビームフォーミング特性推定部が設けられた移動端末が実際にデータ信号を受信する下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、その受信ビームフォーミング特性推定部が設けられた移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定し、前記移動端末の各々は、無線基地局に前記最適受信ビームフォーミング特性を報告する報告部を備え、前記無線基地局の各々は、前記移動端末から報告された前記最適受信ビームフォーミング特性を他の無線基地局に通知する基地局間通信部を備えてもよい。
【００２５】
本発明に係る１つの形態において、無線基地局は、複数の移動端末と無線通信する無線基地局であって、前記無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末から報告された前記無線基地局と前記宛先の移動端末の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記宛先の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定する受信ビームフォーミング特性推定部と、前記受信ビームフォーミング特性推定部が推定した前記最適受信ビームフォーミング特性を他の無線基地局に通知し、他の無線基地局から他の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性の通知を受信する基地局間通信部と、前記受信ビームフォーミング特性推定部が推定した前記宛先の移動端末にとっての前記最適受信ビームフォーミング特性と、他の無線基地局から通知された前記他の移動端末にとっての前記最適受信ビームフォーミング特性に基づいて、前記宛先の移動端末にメインビームを向け、データ信号を送信しない移動端末にヌルビームを向けるように、プリコーディング特性を各移動端末について計算するプリコーディング特性計算部とを備える。
【００２６】
本発明に係る他の１つの形態において、無線基地局は、複数の移動端末と無線通信する無線基地局であって、前記無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末と前記無線基地局の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記宛先の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定するとともに、他の無線基地局と他の移動端末との間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記他の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定する受信ビームフォーミング特性推定部と、前記受信ビームフォーミング特性推定部が推定した前記宛先の移動端末にとっての前記最適受信ビームフォーミング特性と、前記他の移動端末にとっての前記最適受信ビームフォーミング特性に基づいて、前記宛先の移動端末にメインビームを向け、データ信号を送信しない移動端末にヌルビームを向けるように、プリコーディング特性を各移動端末について計算するプリコーディング特性計算部とを備える。
【００２７】
本発明に係る他の１つの形態において、移動端末は、複数の無線基地局と無線通信することが可能である移動端末であって、前記無線基地局の各々から前記移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性を計算するチャネル推定部と、前記チャネル推定部で計算された前記チャネルインパルス特性のうち前記移動端末が実際にデータ信号を受信する下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、前記移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定する受信ビームフォーミング特性推定部と、無線基地局に前記最適受信ビームフォーミング特性を報告する報告部とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る無線基地局を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る移動端末を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る無線通信制御方法を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る無線通信制御方法の概略を示す情報フローダイアグラムである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る無線通信制御方法の概略を示す情報フローダイアグラムである。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る無線基地局を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る移動端末を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る無線通信制御方法の概略を示す情報フローダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。
【００３０】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る無線通信システムは、コアネットワーク１０と無線アクセスネットワーク２０とを備える。無線アクセスネットワーク２０は、複数の無線基地局２２と無線基地局同士を結ぶＸ２インターフェース２ｘを備える。コアネットワーク１０は、複数の無線基地局２２と接続している。無線基地局２２はその無線基地局のセル２３にある移動端末５０と通信する。移動端末５０は例えば携帯電話（UMTS（Universal Mobile Telecommunications System）LTE（Long Term Evolution）でのUE（user equipment））である。
【００３１】
各無線基地局２２は、UMTS（Universal Mobile Telecommunications System）でのNB（Node B）であってもよい。あるいは、各無線基地局２２は、無線LAN（local area network）またはWiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）でのアクセスポイントであってもよい。
【００３２】
第１の実施の形態
図２は本発明の第１の実施の形態に係る無線基地局２２を示す。図２に示すように、各無線基地局２２は、少なくとも１つの受信アンテナ２４、無線受信部２６、受信ビームフォーミング特性推定部２８、プリコーディング特性計算部３０、変調部３４、プリコーダ３６、参照信号生成部３８、リソースマッピング部４０、無線送信部４２、少なくとも２つの送信アンテナ４４および基地局間通信部４６を備える。
【００３３】
無線基地局２２のこれらの要素のうち、受信ビームフォーミング特性推定部２８、プリコーディング特性計算部３０および参照信号生成部３８は、無線基地局２２の図示しないＣＰＵ（central processing unit）がコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することによって実現される機能ブロックである。
【００３４】
無線基地局２２は、無線基地局２２が移動端末５０から無線受信を行うため、少なくとも１つの受信アンテナ２４を備える。無線受信部２６は、受信アンテナ２４から受信した電波を電気信号に変換するための受信回路である。
【００３５】
無線基地局２２は、無線基地局２２が移動端末５０へ無線送信を行うため、少なくとも２つの送信アンテナ４４を備える。各送信アンテナ４４は、送信ビームの方向を制御可能なアダプティブ・アレイ・アンテナである。無線送信部４２は、電気信号を送信アンテナ４４から送信する電波に変換するための送信回路である。
【００３６】
基地局間通信部４６は、基地局間通信部４６が設けられた無線基地局２２が他の無線基地局２２との通信を行うための通信インターフェイスである。
【００３７】
受信ビームフォーミング特性推定部２８は、無線受信部２６からの電気信号のうち、その無線基地局２２に接続する移動端末５０から報告された移動端末５０にとっての下りリンクのチャネルインパルス行列（図中に行列Ｈ（太字）として示す）を示す信号を受け取る。「接続する」とは、無線基地局２２と移動端末５０の間に同期が確立され、無線基地局２２が移動端末５０にデータ信号を実際に送信でき、移動端末５０が無線基地局２２にデータ信号を実際に送信できる状態にあることをいう。
【００３８】
各移動端末５０は、その移動端末５０にとっての下りリンクの少なくとも１つのチャネルインパルス行列をその移動端末５０が接続する無線基地局２２に報告する。移動端末５０は、移動端末５０が接続されている無線基地局２２からの下りリンクのチャネルインパルス行列を計算して接続されている無線基地局２２にそれを報告するだけでなく、後述する参照信号が受信される限り、移動端末５０が接続されていない無線基地局２２からの下りリンクのチャネルインパルス行列も計算して接続されている無線基地局２２にそれを報告する。
【００３９】
受信ビームフォーミング特性推定部２８は、受信ビームフォーミング特性推定部２８が設けられた無線基地局２２とその無線基地局２２が接続する移動端末５０（つまり、無線基地局２２のセルに存在し下りリンク通信ではデータ信号の実際の宛先となりうる移動端末５０）の間の下りリンクのチャネルインパルス行列に基づいて、宛先となりうる移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列（図中にハットマーク付きの行列Ｕ（太字）として示す）を推定する。したがって、単一の移動端末５０が複数の無線基地局２２に関するチャネルインパルス行列を報告したとしても、その移動端末５０に実際にデータ信号を送信する下りリンクについてのチャネルインパルス行列だけが、その移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列の推定に使用される。受信ビームフォーミング特性推定部２８が計算した最適受信ビームフォーミング推定行列は、受信ビームフォーミング特性推定部２８が設けられた無線基地局２２とそれに協調する無線基地局２２で使用されるが、移動端末５０ではその最適受信ビームフォーミング推定行列を利用して受信ビームフォーミングを行うわけではない。受信ビームフォーミング特性推定部２８は、自身が生成した最適受信ビームフォーミング推定行列をプリコーディング特性計算部３０に供給する。
【００４０】
受信ビームフォーミング特性推定部２８が最適受信ビームフォーミング推定行列を生成すると、基地局間通信部４６が、その最適受信ビームフォーミング推定行列を、この無線基地局２２が協調する他の無線基地局２２に送信する。また、基地局間通信部４６は、この無線基地局２２が協調する他の１つ以上の無線基地局２２から、他の無線基地局２２が生成した（他の無線基地局２２に接続する移動端末５０の）最適受信ビームフォーミング推定行列を受信し、それらの最適受信ビームフォーミング推定行列をプリコーディング特性計算部３０に供給する。
【００４１】
無線受信部２６で受信された下りリンクのチャネルインパルス行列は、プリコーディング特性計算部３０にも供給される。さらに、無線受信部２６で受信された下りリンクのチャネルインパルス行列を示す信号が、基地局間通信部４６によって、この無線基地局２２が協調する他の無線基地局２２に送信される。また、基地局間通信部４６は、この無線基地局２２が協調する他の１つ以上の無線基地局２２から、他の無線基地局２２が他の無線基地局２２に接続する移動端末５０から報告されたチャネルインパルス行列を示す信号を受信し、それらのチャネルインパルス行列をプリコーディング特性計算部３０に供給する。
【００４２】
「この無線基地局２２が協調する他の無線基地局２２」の「協調」とは、CoMPのCS/CBのことを意味する。各無線基地局２２は、自身が協調すべき他の無線基地局２２をあらかじめ知っている。例えば、第１の無線基地局は、自身と協調すべき他の２つの無線基地局として、第２の無線基地局および第３の無線基地局をあらかじめ知っており、第２の無線基地局は、自身と協調すべき他の１つの無線基地局として第１の無線基地局をあらかじめ知っている。
【００４３】
プリコーディング特性計算部３０は、受信ビームフォーミング特性推定部２８が推定したデータ信号の宛先となる移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列と、他の無線基地局２２から通知された他の移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列に基づいて、宛先となる移動端末５０に送信アンテナ４４がメインビームを向けるように、また他の無線基地局２２のセル内にある他の移動端末の各々に対して送信アンテナ４４がヌルビームを向けるように、プリコーディング行列を各移動端末５０（つまり無線基地局２２のセル内にあって宛先となる移動端末の各々および他の無線基地局２２のセル内にある他の移動端末の各々）について計算する。プリコーディング行列（図中に行列Ｗ（太字）として示す）は、宛先となる移動端末５０に送信アンテナ４４がメインビームを向けることを目的として生成された重み付け係数（送信ウェイト）の集合である。このように、プリコーディング特性計算部３０は、単一の移動端末５０のための単一のプリコーディング行列を求めるために、複数の最適受信ビームフォーミング推定行列を使用する。また、プリコーディング行列の計算には、無線受信部２６で受信されたデータ信号の宛先となる移動端末５０にとっての下りリンクのチャネルインパルス行列と、基地局間通信部４６で受信された他の移動端末５０にとっての下りリンクのチャネルインパルス行列も使用される。
【００４４】
変調部３４にはデータ信号が供給される。データ信号は、無線基地局２２のセル２３にあるその無線基地局２２に接続された移動端末５０を宛先とする。データ信号は、音声、動画像、静止画像またはテキストを表す信号である。データ信号は、無線基地局２２内の図示しないデータ信号生成部により生成されてもよいし、他の無線基地局２２またはコアネットワーク１０から無線基地局２２に送信された信号でもよい。
【００４５】
変調部３４は、データ信号を符号化し、さらに多値変調する。多値変調は、QPSK（quadrature phase shift keying）でもよいし、QAM（quadrature amplitude modulation）でもよいし、その他のPSK（phase shift keying）またはその他のAM（amplitude modulation）でもよい。符号化はTurbo符号化でもよいし、畳み込み符号化でもよいし、LDPC（Low Density Parity Check）符号化でもよいし、その他のいかなる符号化でもよい．
【００４６】
参照信号生成部３８は、移動端末５０が、下りリンクのチャネル推定および同期検波を行うことができるように、参照信号（reference signal）を生成する。参照信号生成部３８は、複数の送信アンテナ４４でそれぞれ送信される複数の系列（各系列は時間間隔をおいて配置された参照信号を有する）を生成する。各系列において、参照信号は、定期的（例えば１ｍｓｅｃおき）に無線基地局２２の送信アンテナ４４から下りリンクで送信される。
【００４７】
プリコーダ３６は、プリコーディング特性計算部３０で計算されたプリコーディング行列に従って、変調部３４から供給される変調されたデータ信号および参照信号生成部３８から供給される参照信号をプリコードし、プリコードされた信号をリソースマッピング部４０に供給する。
【００４８】
リソースマッピング部４０は、直交周波数分割多重アクセス（OFDMA）で下りリンク信号を送信するためのリソースマッピングを行う。リソースマッピングされた信号は、無線送信部４２に
供給されて、送信アンテナ４４により無線送信される。
【００４９】
データ信号の宛先ではない移動端末５０でも参照信号を受信できるように、参照信号生成部３８は、参照信号の系列を直接、リソースマッピング部４０に供給する。この場合、参照信号は、プリコードされることなく、リソースマッピング部４０でリソースマッピングを受けて、無線送信部４２に供給されて送信される。各移動端末５０は、データ信号の宛先ではなくても、参照信号を受信することができる場所にあれば、参照信号に基づいて下りリンクのチャネル推定を行う。各移動端末５０は、受信した参照信号の送り元の無線基地局２２および送り元の送信アンテナ４４を特定することができ、複数の送信アンテナ４４からの複数のパスにつきチャネル推定をすることができる。
【００５０】
他方、参照信号生成部３８は、参照信号の系列をプリコーダ３６にも供給する。送信されるべきデータ信号がある場合には、参照信号はプリコーダ３６に供給され、データ信号とともにプリコードされて、さらにリソースマッピング部４０でリソースマッピングを受けて、無線送信部４２に供給されて送信される。データ信号の宛先の移動端末５０は、データ信号から参照信号を弁別して、参照信号に基づいて下りリンクのチャネル推定を行う。各移動端末５０は、受信した参照信号の送り元の無線基地局２２および送り元の送信アンテナ４４を特定することができ、複数の送信アンテナ４４からの複数のパスにつきチャネル推定をすることができる。
【００５１】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る移動端末５０を示すブロック図である。各移動端末５０は、少なくとも２つの受信アンテナ５２、無線受信部５４、信号分離部５６、復調部５８、スピーカ６０、ディスプレイ６２、チャネル推定部６４、入力インターフェイス６６、マイクロフォン６８、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access）変調部７０、無線送信部７２および少なくとも１つの送信アンテナ７４を備える。
【００５２】
移動端末５０のこれらの要素のうち、信号分離部５６、復調部５８、チャネル推定部６０およびＳＣ−ＦＤＭＡ変調部７０は、移動端末５０の図示しないＣＰＵがコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することによって実現される機能ブロックである。
【００５３】
移動端末５０は、移動端末５０が無線基地局２２から無線受信を行うため、少なくとも２つの受信アンテナ５２を備える。受信アンテナ５２の各々は、信号分離技術によって特定の方向からの電波に起因する出力信号を分離可能なアダプティブ・アレイ・アンテナである。各無線基地局２２が少なくとも２つの送信アンテナ４４を備え、各移動端末５０が少なくとも２つの受信アンテナ５２を備えるので、下りリンクにおいてMIMOが可能である。無線受信部５４は、受信アンテナ５２から受信した電波を電気信号に変換するための受信回路である。
【００５４】
移動端末５０は、移動端末５０が無線基地局２２へ無線送信を行うため、少なくとも１つの送信アンテナ７４を備える。無線送信部７２は、電気信号を送信アンテナ７４から送信する電波に変換するための送信回路である。
【００５５】
入力インターフェイス６６は、例えばキーパッドであり、ユーザが移動端末５０に各種の指令および選択を入力するために使用される。ディスプレイ６２は、入力インターフェイス６６での入力に応答して画像を表示する。また、ディスプレイ６２は無線基地局２２からの下りリンクの通信により無線受信部５４で受信された受信信号に基づいて動画像、静止画像、またはテキストを表示する。スピーカ６０は、下りリンクの音声通信の場合、無線受信部５４で受信された受信信号に基づいて音声を出力する。マイクロフォン６８は、上りリンクの音声通信の場合、移動端末５０のユーザの音声を電気信号に変換する。
【００５６】
チャネル推定部６４は、チャネル推定を行い、無線受信部５４からの電気信号のうち、参照信号から下りリンクのチャネルインパルス特性、すなわちチャネルインパルス行列（図中に行列Ｈ（太字）として示す）を計算する。上記の通り、チャネル推定部６４は、移動端末５０が接続されている無線基地局２２からの下りリンクのチャネルインパルス行列を計算するだけでなく、参照信号が受信される限り移動端末５０が接続されていない無線基地局２２からの下りリンクのチャネルインパルス行列も計算する。チャネルインパルス行列の各々は、無線基地局２２の複数の送信アンテナ４４から移動端末５０の複数の受信アンテナ５２までの下りリンクの各パスの伝達係数を要素として含む。例えば、無線基地局２２が２つの送信アンテナ４４を有し、移動端末５０が２つの受信アンテナ５２を有する場合には、４つのパスがあるので、チャネルインパルス行列は２行２列の行列であり、４つのパスの伝達係数である４つの要素を有する。
【００５７】
信号分離部５６は、チャネル推定部６４で計算されたチャネルインパルス行列を用いて信号分離技術により、無線受信部５４から供給された信号を受信アンテナ５２ごとの受信信号に分離する。既存の信号分離の技術としては、例えば、チャネルインパルス行列の逆行列を乗算する方法、ゼロフォーシング規範の信号分離方法、ＭＭＳＥ（最小平均二乗誤差）規範の信号分離方法などがある。信号分離部５６は、これらのいずれの信号分離の技術を用いてもよい。信号分離は受信ビームフォーミングであるが、後述する最適受信ビームフォーミング推定行列（図２にハットマーク付きの行列Ｕ（太字）として示す）を生成するための技術は、信号分離部５６で実行される受信ビームフォーミング技術とは異なる。
【００５８】
復調部５８は、信号分離部５６で分離された信号の復調および復号を行い、受信アンテナ５２ごとのデータ信号を得る。図示の実施の形態では、信号分離部５６と復調部５８が別個に設けられているが、信号分離部５６と復調部５８の代わりに、復調とともに信号分離を行うMLD（Maximum Likelihood Detection）ための機構が移動端末５０に設けられてもよい。
【００５９】
復調部５８から出力されたデータ信号に基づいて、スピーカ６０が発音するか、ディスプレイ６２に画像が表示される。
【００６０】
チャネル推定部６４が計算したチャネルインパルス行列を示す信号は、ＳＣ−ＦＤＭＡ変調部７０に供給される。また、入力インターフェイス６６へのユーザの入力に基づいて生成されたデータ信号およびマイクロフォン６８で生成されたデータ信号も、ＳＣ−ＦＤＭＡ変調部７０に供給される。ＳＣ−ＦＤＭＡ変調部７０は、SC-FDMAで上りリンク信号を送信するために必要な各種の処理を行い、処理された信号を無線送信部７２に供給する。このようにしてデータ信号およびチャネルインパルス行列を示す信号は無線基地局２２に向けて無線送信される。
【００６１】
図４および図５を参照しながら、本発明の第１の実施の形態に係る無線通信制御方法を具体的に説明する。説明の簡略化のために、図４および図５では、３つの無線基地局２２（第１の無線基地局２２１、第２の無線基地局２２２および第３の無線基地局２２３）と、５つの移動端末５０（第１の移動端末５０１、第２の移動端末５０２、第３の移動端末５０３、第４の移動端末５０４および第５の移動端末５０５）のみが示されている。
【００６２】
第１の移動端末５０１と第２の移動端末５０２は、第１の無線基地局２２１のセル２３１にあり、第１の無線基地局２２１に接続されている。第１の無線基地局２２１は第１の移動端末５０１と第２の移動端末５０２に下りリンクで実際にデータ信号を送信する。第３の移動端末５０３と第４の移動端末５０４は、第２の無線基地局２２２のセル２３２にあり、第２の無線基地局２２２に接続されている。第２の無線基地局２２２は第３の移動端末５０３と第４の移動端末５０４に下りリンクで実際にデータ信号を送信する。第５の移動端末５０５は、第３の無線基地局２２３のセル２３３にあり、第３の無線基地局２２３に接続されている。第３の無線基地局２２１は第５の移動端末５０５に下りリンクで実際にデータ信号を送信する。
【００６３】
第１の無線基地局２２１にとって、第２の無線基地局２２２と第３の無線基地局２２３は第１の無線基地局２２１と協調すべき他の基地局である。つまり、第１の無線基地局２２１にとって、第２の無線基地局２２２と第３の無線基地局２２３は自身と同じ協調グループに属する。第２の無線基地局２２２にとって、第１の無線基地局２２１は第２の無線基地局２２２と協調すべき他の基地局であるが、第３の無線基地局２２３はそうではない。第２の無線基地局２２２にとって、第１の無線基地局２２１のみが自身と同じ協調グループに属する。第３の無線基地局２２３にとって第１の無線基地局２２１は第３の無線基地局２２３と協調すべき他の基地局であるが、第２の無線基地局２２２はそうではない。第３の無線基地局２２３にとって、第１の無線基地局２２１のみが自身と同じ協調グループに属する。各無線基地局２２は、自身と協調すべき他の無線基地局（自身にとっての協調グループ）を知ってる。
【００６４】
図示された各移動端末５０は、接続された無線基地局２２からデータ信号と参照信号を受信することができる。また、各移動端末５０は、接続されていない無線基地局２２から参照信号だけを受信することができる。無線基地局２２が送信する参照信号に基づいて、各移動端末５０のチャネル推定部６４は、下りリンクのチャネルインパルス行列
【数１】
0005518649.tif 000002
を個別に計算する。添字ｉは無線基地局２２の序数を示し、添字ｊは移動端末５０の序数を示す。
【００６５】
例えば、第１の移動端末５０１は、第１の無線基地局２２１が送信する参照信号に基づいて、チャネルインパルス行列
【数２】
0005518649.tif 000003
を計算し、第３の移動端末５０３は、第２の無線基地局２２２が送信する参照信号に基づいて、チャネルインパルス行列
【数３】
0005518649.tif 000004
を計算する。各チャネルインパルス行列は、上述の通り、無線基地局２２の送信アンテナ４４の数および移動端末５０の受信アンテナ５２の数に応じた数の要素を有する。
【００６６】
各移動端末５０は、接続していない無線基地局２２からの参照信号も弁別することができ、それらの参照信号からその移動端末５０にデータ信号を送信しない無線基地局２２からの下りリンクのチャネルインパルス行列も計算する。例えば、第１の移動端末５０１は、第２の無線基地局２２２に関するチャネルインパルス行列
【数４】
0005518649.tif 000005
を計算し、第３の無線基地局２２３に関するチャネルインパルス行列
【数５】
0005518649.tif 000006
を計算する。
【００６７】
各移動端末５０は、自身が計算した複数のチャネルインパルス行列を示す信号を、自身が接続されている無線基地局２２に送信する。例えば、第１の移動端末５０１は、チャネルインパルス行列
【数６】
0005518649.tif 000007
と、チャネルインパルス行列
【数７】
0005518649.tif 000008
と、チャネルインパルス行列
【数８】
0005518649.tif 000009
を第１の無線基地局２２１に報告する。
【００６８】
協調する無線基地局２２は、移動端末５０から報告されたチャネルインパルス行列を基地局間通信部４６により相互に通知する。具体的には、基地局間通信部４６は、その基地局間通信部４６が設けられた無線基地局２２で受信されたチャネルインパルス行列を他の無線基地局２２に通知し、他の無線基地局２２から他の移動端末５０にとってのチャネルインパルス行列の通知を受信する。こうして、各移動端末５０で計算されたチャネルインパルス行列は、協調する無線基地局２２で共有される。
【００６９】
各無線基地局２２の受信ビームフォーミング特性推定部２８は、移動端末５０の各々がその移動端末５０宛てに実際にデータ信号を送信する無線基地局２２から下りリンクのデータ信号を受信するために最適な受信ビームフォーミングを行うとの仮定の下に、各移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列
【数９】
0005518649.tif 000010
を計算すなわち推定する。
【００７０】
より具体的には、各無線基地局２２の受信ビームフォーミング特性推定部２８は、データ信号の宛先となる移動端末５０から報告された下りリンクの複数のチャネルインパルス行列のうち移動端末５０が実際にデータ信号を受信する下りリンクのチャネルインパルス行列に基づいて、移動端末５０の各々にとっての最適受信ビームフォーミング行列を推定する。つまり、その無線基地局２２からその無線基地局に接続されている移動端末５０までの下りリンクのチャネルインパルス行列に基づいて、その移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング行列を推定する。
【００７１】
例えば、第１の無線基地局２２１は、第１の移動端末５０１から報告された上記の複数のチャネルインパルス行列のうち、実際のデータ信号の送信に使用される第１の無線基地局２２１と第１の移動端末５０１の間の下りリンクのチャネルインパルス行列
【数１０】
0005518649.tif 000011
に基づいて、第１の移動端末５０１が第１の無線基地局２２１から下りリンクのデータ信号を受信するために最適な受信ビームフォーミングを行うとの仮定の下に、第１の移動端末５０１にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列
【数１１】
0005518649.tif 000012
を計算する。
【００７２】
第１の無線基地局２２１は、上記の通り、第１の無線基地局２２１からチャネルインパルス行列
【数１２】
0005518649.tif 000013
と、チャネルインパルス行列
【数１３】
0005518649.tif 000014
を受信しているが、これらは、いずれの無線基地局２２も受信ビームフォーミング推定行列の計算には使用しない。
【００７３】
また、第１の無線基地局２２１は、第２の移動端末５０２から報告された複数のチャネルインパルス行列のうち、実際のデータ信号の送信に使用される第１の無線基地局２２１と第２の移動端末５０２の間の下りリンクのチャネルインパルス行列
【数１４】
0005518649.tif 000015
に基づいて、第２の移動端末５０２が第１の無線基地局２２１から下りリンクのデータ信号を受信するために最適な受信ビームフォーミングを行うとの仮定の下に、第２の移動端末５０２にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列
【数１５】
0005518649.tif 000016
を計算する。
【００７４】
同様に、第２の無線基地局２２２は、第３の移動端末５０３から報告された複数のチャネルインパルス行列のうち、チャネルインパルス行列
【数１６】
0005518649.tif 000017
に基づいて、第３の移動端末５０３にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列
【数１７】
0005518649.tif 000018
を計算し、第４の移動端末５０４から報告された複数のチャネルインパルス行列のうち、チャネルインパルス行列
【数１８】
0005518649.tif 000019
に基づいて、第４の移動端末５０４にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列
【数１９】
0005518649.tif 000020
を計算する。第３の無線基地局２２３は、第５の移動端末５０５から報告された複数のチャネルインパルス行列のうち、チャネルインパルス行列
【数２０】
0005518649.tif 000021
に基づいて、第５の移動端末５０５にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列
【数２１】
0005518649.tif 000022
を計算する。
【００７５】
このように、無線基地局２２の各々が、その無線基地局２２が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末５０から報告された無線基地局２２と宛先の移動端末５０の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、宛先の移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定する。すなわち、無線基地局２２の各々は、その無線基地局２２が接続する移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング特性のみを推定する。
【００７６】
具体的な最適受信ビームフォーミング推定行列の計算技法は以下の通り、特異値分解（ＳＶＤ）で得られる。チャネルインパルス行列を特異値分解すると、下式のように３つの行列が得られる。
【数２２】
0005518649.tif 000023
【００７７】
ここで、
【数２３】
0005518649.tif 000024
はユニタリ行列である。
【数２４】
0005518649.tif 000025
は特異値分解で得られる標準形（canonical form）であり、対角成分以外は零で、対角成分は負ではない。対角成分が特異値である。
【数２５】
0005518649.tif 000026
は無線基地局２２からの送信ビームを表す仮想的なユニタリ行列である。上付文字のＨは、複素共役転置（complex conjugate transposition）すなわちエルミート転置（Hermitian transpose）を示す。
【００７８】
したがって、既知の単一のチャネルインパルス行列から３つの行列が同時に得られる。こうして得られたユニタリ行列
【数２５Ａ】
0005518649.tif 000027
を構成するベクトル群のうち、標準形の中のより大きい特異値に対応する１以上かつ移動端末５０の受信アンテナ５２の数より小さい数のベクトルを選択することにより、その１以上のベクトルから形成される最適受信ビームフォーミング推定行列
【数２５Ｂ】
0005518649.tif 000028
が得られる。具体的には、最大の特異値のみに対応する１つのベクトルを選択すると、１つだけの列を持つ最適受信ビームフォーミング推定行列（最適受信ビームフォーミング推定ベクトルとみなすことができる）が得られ、大きい方の２以上の特異値に対応する２以上のベクトルを選択すると、２以上の列を持つ最適受信ビームフォーミング推定行列が得られる。
【００７９】
チャネルインパルス行列が、無線基地局２２の送信アンテナ４４の数と移動端末５０の受信アンテナ５２の数に起因して、多行多列を有していたとしても、上記の特異値分解で得られる最適受信ビームフォーミング推定行列では、列の数が実際の受信アンテナ５２の数よりも減少する。つまり移動端末５０の受信アンテナ５２の個数が最適受信ビームフォーミング推定行列の列の数と仮定される（最適受信ビームフォーミング推定行列の列の数が１であれば、受信アンテナ５２の個数を１と仮定することになる）。最適受信ビームフォーミング推定行列はプリコーディング行列の計算に使われるが、移動端末５０が複数の受信アンテナ５２を有するという前提で、多行多列の最適受信ビームフォーミング推定行列からプリコーディング行列を計算すると、プリコーディング行列の要素数（送信ウェイトの数）が多大になり、無線基地局２２では実際のプリコーディングのために多大な電力を消費する。最適受信ビームフォーミング推定行列の列の数を受信アンテナ数よりも減少することで、無線基地局２２の消費電力を削減することができる。標準形の中の選択される特異値の数、ひいては、最適受信ビームフォーミング推定行列の列の数は、消費電力の削減とプリコーディング特性の精度とのトレードオフを考慮して定めることができる。
【００８０】
協調する無線基地局２２は、基地局間通信部４６によって、無線基地局２２で計算された最適受信ビームフォーミング推定行列を相互に通知する。具体的には、基地局間通信部４６は、その基地局間通信部４６が設けられた無線基地局２２で推定された最適受信ビームフォーミング推定行列を他の無線基地局２２に通知し、他の無線基地局２２から他の移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列の通知を受信する。無線基地局２２の各々が推定した最適受信ビームフォーミング特性を他の無線基地局２２に通知することにより、互いに協調する無線基地局２２は、他の無線基地局２２に接続する移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング特性を共有知識として持つことができる。
【００８１】
次に、各無線基地局２２のプリコーディング特性計算部３０は、
受信ビームフォーミング特性推定部２８が推定した宛先の移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング特性と、他の無線基地局２２から通知された他の移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング特性に基づいて、宛先の移動端末５０にメインビームを向けるように、プリコーディング特性を各移動端末５０について計算する。移動端末５０についてのプリコーディング特性の計算は、その移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング特性と、その移動端末５０に実際にデータ信号を送信する特定の無線基地局２２からその移動端末５０への下りリンクのチャネルインパルス特性と、他の移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング特性と、特定の無線基地局２２から他の移動端末５０への下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいている。
【００８２】
具体的に、第１の無線基地局２２１が実行するプリコーディング行列の計算技法を説明する。第１の無線基地局２２１は、第１の無線基地局２２１からの下りリンクの実効チャネル行列（effective channel matrix）
【数２６】
0005518649.tif 000029
を下記の一般式に従って計算する。
【数２７】
0005518649.tif 000030
【００８３】
図４に示すように５つの移動端末５０（第１の移動端末５０１〜第５の移動端末５０５）がある場合、第１の無線基地局２２１からこれらの移動端末５０の間の５つの実効チャネル行列
【数２８】
0005518649.tif 000031
がある。
【数２９】
0005518649.tif 000032
は第１の無線基地局２２１から第１の移動端末５０１の間の下りリンクの実効チャネル行列である。
【数３０】
0005518649.tif 000033
は第１の無線基地局２２１から第２の移動端末５０２の間の下りリンクの実効チャネル行列である。
【数３１】
0005518649.tif 000034
は第１の無線基地局２２１から第３の移動端末５０３の間の下りリンクの実効チャネル行列である。
【数３２】
0005518649.tif 000035
は第１の無線基地局２２１から第４の移動端末５０４の間の下りリンクの実効チャネル行列である。
【数３３】
0005518649.tif 000036
は第１の無線基地局２２１から第５の移動端末５０５の間の下りリンクの実効チャネル行列である。
【００８４】
５つの実効チャネル行列は下記の通り計算される。
【数３４】
0005518649.tif 000037
【００８５】
これらの５つの実効チャネル行列から、第１の無線基地局２２１の下りリンク送信の仮想チャネル行列（virtual channel matrix）
【数３５】
0005518649.tif 000038
が下記の通り得られる。
【数３６】
0005518649.tif 000039
仮想チャネル行列の添字の１は、無線基地局２２の序数、すなわち第１の無線基地局２２１を表す。
【００８６】
この仮想チャネル行列に基づいて、第１の無線基地局２２１のプリコーディング特性計算部３０は、プリコーディング行列
【数３７】
0005518649.tif 000040
を下式に従って計算する。すなわち、プリコーディング特性計算部３０はゼロフォーシング規範プリコーディングを使用してプリコーディング行列を計算する。
【数３８】
0005518649.tif 000041
プリコーディング行列の添字の１は、無線基地局２２の序数、すなわち第１の無線基地局２２１を表す。
【００８７】
１つの変形として、第１の無線基地局２２１のプリコーディング特性計算部３０は、プリコーディング行列
【数３９】
0005518649.tif 000042
を下式に従って計算してもよい。ここで、
【数４０】
0005518649.tif 000043
は、第１の無線基地局２２１からの下りリンク送信に関する雑音干渉電力行列であって（添字の１は、無線基地局２２の序数、すなわち第１の無線基地局２２１を表す）、
【数４１】
0005518649.tif 000044
のように表現される。すなわち、この変形において、プリコーディング特性計算部３０はＭＭＳＥ（最小平均二乗誤差）規範プリコーディングを使用してプリコーディング行列を計算する。
【００８８】
Ｉは移動端末５０で測定された干渉電力、Ｎは移動端末５０で測定された雑音を示す。添字の数字は、移動端末５０の序数を表す。例えば、Ｉ３は、第３の移動端末５０３で測定された干渉電力である。各移動端末５０は、雑音電力および干渉電力を測定すると、雑音電力および干渉電力を示す信号を、その移動端末５０が接続する無線基地局２２に送信する。互いに協調する無線基地局２２は、基地局間通信部４６によって、移動端末５０で測定された最適受信ビームフォーミング推定行列を相互に通知する。
【００８９】
上記のいずれのプリコーディング技法により生成されたプリコーディング行列
【数４２】
0005518649.tif 000045
においても、要素
【数４３】
0005518649.tif 000046
はそれぞれ行列もしくはベクトルであり、添字の先の数字は、無線基地局２２の序数、すなわち第１の無線基地局２２１を表す。添字の後の数字は、移動端末５０の序数を表す。
【００９０】
例えば、行列またはベクトル
【数４４】
0005518649.tif 000047
は、第１の無線基地局２２１から、実際にデータ信号を送信する第１の移動端末５０１へメインビームを向け、その他の移動端末５０２乃至移動端末５０５に対してヌルビームを向けるような送信ウェイトを要素として含む。例えば、行列またはベクトル
【数４５】
0005518649.tif 000048
は、第１の無線基地局２２１から、実際にデータ信号を送信しない第５の移動端末５０５へメインビームを向け、その他の移動端末５０１乃至移動端末５０４に対してヌルビームを向けるような送信ウェイトを要素として含む。第１の無線基地局２２１は、プリコーディング行列
【数４５Ａ】
0005518649.tif 000049
のうち、実際にデータ信号を送信する移動端末５０１，５０２へメインビームを向けるのに適する行列またはベクトル
【数４５Ｂ】
0005518649.tif 000050
を使用し、他の行列またはベクトル
【数４５Ｃ】
0005518649.tif 000051
を使用しない。このようにして、データ信号を送信する移動端末にメインビームを向け、データ信号を送信しない他の移動端末にヌルビームを向けるように、プリコーディング特性が計算される。
行列またはベクトル
【数４５Ｄ】
0005518649.tif 000052
と行列またはベクトル
【数４５Ｅ】
0005518649.tif 000053
を用いることにより、
第１の無線基地局２２１は、第１の移動端末５０１および第２の移動端末５０２にメインビームを向け、第３の移動端末５０３、第４の移動端末５０４および第５の移動端末５０５にヌルビームを向けることができる。図４において、第１の無線基地局２２１が生成したプリコーディング行列に従って第１の無線基地局２２１の送信アンテナ４４が発するビームＢ１の概略形状を示す。
【００９１】
他の無線基地局２２（第２の無線基地局２２２および第３の無線基地局２２３）も同様に、プリコーディング行列
【数４６】
0005518649.tif 000054
および
【数４７】
0005518649.tif 000055
を計算する。図４において、第２の無線基地局２２２が生成したプリコーディング行列に従って第２の無線基地局２２２の送信アンテナ４４が発するビームＢ２の概略形状を示す。また、第３の無線基地局２２３が生成したプリコーディング行列に従って第３の無線基地局２２３の送信アンテナ４４が発するビームＢ３の概略形状を示す。
【００９２】
各無線基地局２２では、プリコーディング特性計算部３０がプリコーディング行列を計算すると、以降、新たに計算されたプリコーディング行列をプリコーダ３６が使用する。すなわち、プリコーダ３６は新たに計算されたプリコーディング行列の送信ウェイトに従って、各送信アンテナ４４への信号を制御する。この状態で、無線基地局２２はデータ信号（参照信号が合成されている）を宛先の移動端末５０に送信する。但し、データ信号に合成されていない参照信号は、上記の通り、無線基地局２２に接続されていない移動端末５０でも受信されて、チャネルインパルス行列の生成に利用される。
【００９３】
各移動端末５０では、チャネル推定部６４がチャネルインパルス行列を推定すると、以降、新たに推定されたチャネルインパルス行列を信号分離部５６が使用して、信号分離を行う。
【００９４】
参照信号に基づく移動端末５０でのチャネルインパルス行列の計算からプリコーディング行列の計算に到る処理は、定期的に繰り返し行われる。したがって、各無線基地局２２では、最適なプリコードが継続的に維持される。
【００９５】
この実施の形態において、チャネルインパルス行列の複数の無線基地局２２での共有は、各無線基地局２２での最適受信ビームフォーミング推定行列の計算の前に行われる。しかし、チャネルインパルス行列の複数の無線基地局２２での共有は、各無線基地局２２での最適受信ビームフォーミング推定行列の計算の後に行ってもよく、チャネルインパルス行列は最適受信ビームフォーミング推定行列と同時に共有されてもよい。すなわち、基地局間通信部４６は、その基地局間通信部４６が設けられた無線基地局２２で保持しているチャネルインパルス行列と最適受信ビームフォーミング推定行列を一緒に他の無線基地局２２に通知し、他の無線基地局２２から他の移動端末５０に関するチャネルインパルス行列と最適受信ビームフォーミング推定行列の通知を受信してもよい。
【００９６】
図４に示す状態から、第３の移動端末５０３が移動し、第２の無線基地局２２２に加えて第１の無線基地局２２１に接続された場合には、第２の無線基地局２２２は、それまでと同様に、チャネルインパルス行列
【数４８】
0005518649.tif 000056
から最適受信ビームフォーミング推定行列
【数４９】
0005518649.tif 000057
を計算することを続ける。また、新たに、第１の無線基地局２２１は、チャネルインパルス行列
【数５０】
0005518649.tif 000058
から最適受信ビームフォーミング推定行列
【数５１】
0005518649.tif 000059
を計算し始める。
【００９７】
それまでと同様に、第２の無線基地局２２２は、第３の移動端末５０３および第４の移動端末５０４にメインビームを向け、第１の移動端末５０１および第２の移動端末５０２にヌルビームを向けるように、プリコーディング行列
【数５２】
0005518649.tif 000060
を計算する。他方、第１の無線基地局２２１は、第１の移動端末５０１および第２の移動端末５０２だけでなく第３の移動端末５０３にメインビームを向け、第４の移動端末５０４および第５の移動端末５０５にヌルビームを向けるように、プリコーディング行列
【数５３】
0005518649.tif 000061
を計算し、かつそのプリコーディング行列内の行列またはベクトル
【数５３Ａ】
0005518649.tif 000062
を使用する。
【００９８】
以上説明したように、この実施の形態では、下りリンクのチャネルインパルス特性のうち移動端末の各々が実際にデータ信号を受信する下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、移動端末の各々にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定する。すなわち、移動端末の各々がその移動端末宛てに実際にデータ信号を送信する無線基地局から下りリンクのデータ信号を受信するために、接続する無線基地局にのみ最適な受信ビームフォーミングを行うと仮定される。その仮定の下で必要なチャネルインパルス特性に基づいて、移動端末の各々にとっての最適受信ビームフォーミング特性が推定される。このようにして推定された最適受信ビームフォーミング特性は複数の無線基地局で共有で共有される。最適受信ビームフォーミング特性（無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末の最適受信ビームフォーミング特性と、データ信号を送信しない移動端末の最適受信ビームフォーミング特性を含む）に基づいて、無線基地局は、その無線基地局がデータ信号を送信する移動端末にメインビームを向け、データ信号を送信しない他の移動端末にヌルビームを向けるように、プリコーディング特性を各移動端末について計算する。したがって、無線基地局で計算されるプリコーディング特性は、移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性にマッチしている。下りリンクのCoMPのCS/CBにおいて、移動端末のプリコーディング特性の計算の精度を高めることが可能である。
【００９９】
各移動端末についてプリコーディング特性を計算することは、無線基地局の各々において、その無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性と、その無線基地局が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性と、他の移動端末にとっての最適受信ビームフォーミング特性と、その無線基地局が実際にデータ信号を送信しない他の移動端末への下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいている。このようにプリコーディング特性を計算することにより、無線基地局は、高い精度のプリコーディング特性を計算することができる。
【０１００】
第２の実施の形態
第１の実施の形態では、無線基地局２２の各々は、その無線基地局２２が接続する移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列のみを計算する。そして、無線基地局２２の各々は、自身が推定した最適受信ビームフォーミング推定行列を協調する他の無線基地局２２に通知する。
【０１０１】
本発明に係る第２の実施の形態では、無線基地局２２の各々は、その無線基地局２２が接続する移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング特性だけでなく、協調する他の無線基地局２２に接続する移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列を計算する。この場合、無線基地局２２は、互いに独立に、複数のセルにいる移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列を知ることができる。すなわち、最適受信ビームフォーミング特性を推定すること、および協調する無線基地局２２で最適受信ビームフォーミング特性を共有することは、無線基地局２２の各々が、その無線基地局２２が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末５０とその無線基地局２２の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、宛先の移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定するとともに、他の協調する無線基地局２２と他の移動端末５０との間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、他の移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定することにより達成される。
【０１０２】
図６は第２の実施の形態に係る無線通信制御方法の概略を示す情報フローダイアグラムである。図６に示すように、第１の実施の形態と同様に、各移動端末５０は、参照信号に基づいて自身が計算した複数のチャネルインパルス行列を示す信号を、自身が接続されている無線基地局２２に送信する。協調する無線基地局２２は、移動端末５０から報告されたチャネルインパルス行列を基地局間通信部４６により相互に通知する。こうして、各移動端末５０で計算されたチャネルインパルス行列は、協調する無線基地局２２で共有される。
【０１０３】
次に、無線基地局２２の受信ビームフォーミング特性推定部２８は、その無線基地局２２が実際にデータ信号を送信する宛先の移動端末５０と無線基地局２２の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、宛先の移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定するとともに、協調する他の無線基地局２２と他の移動端末５０との間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、他の移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定する。
【０１０４】
例えば、第１の無線基地局２２１は、第１の無線基地局２２１と第１の移動端末５０１の間の下りリンクのチャネルインパルス行列
【数５４】
0005518649.tif 000063
に基づいて、第１の移動端末５０１が第１の無線基地局２２１から下りリンクのデータ信号を受信するために最適な受信ビームフォーミングを行うとの仮定の下に、第１の移動端末５０１にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列
【数５５】
0005518649.tif 000064
を計算し、第１の無線基地局２２１と第２の移動端末５０２の間の下りリンクのチャネルインパルス行列
【数５６】
0005518649.tif 000065
に基づいて、第２の移動端末５０２が第１の無線基地局２２１から下りリンクのデータ信号を受信するために最適な受信ビームフォーミングを行うとの仮定の下に、第２の移動端末５０２にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列
【数５７】
0005518649.tif 000066
を計算し、第２の無線基地局２２２と第３の移動端末５０３の間の下りリンクのチャネルインパルス行列
【数５８】
0005518649.tif 000067
に基づいて、第３の移動端末５０３が第２の無線基地局２２２から下りリンクのデータ信号を受信するために最適な受信ビームフォーミングを行うとの仮定の下に、第３の移動端末５０３にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列
【数５９】
0005518649.tif 000068
を計算する。同様に、第１の無線基地局２２１は、第４の移動端末５０４にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列
【数６０】
0005518649.tif 000069
を計算し、第５の移動端末５０５にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列
【数６１】
0005518649.tif 000070
を計算する。
【０１０５】
こうして、協調する無線基地局２２で最適受信ビームフォーミング特性を共有することができる。具体的な最適受信ビームフォーミング推定行列の計算技法は第１の実施の形態と同じでよい。この後、各無線基地局２２のプリコーディング特性計算部３０は、第１の実施の形態と同様にプリコーディング行列を計算する。
【０１０６】
各無線基地局２２では、プリコーディング特性計算部３０がプリコーディング行列を計算すると、以降、新たに計算されたプリコーディング行列をプリコーダ３６が使用する。各移動端末５０では、チャネル推定部６４がチャネルインパルス行列を推定すると、以降、新たに推定されたチャネルインパルス行列を信号分離部５６が使用して、信号分離を行う。参照信号に基づく移動端末５０でのチャネルインパルス行列の計算からプリコーディング行列の計算に到る処理は、定期的に繰り返し行われる。第２の実施の形態でも第１の実施の形態と同様の効果が達成される。
【０１０７】
第２の実施の形態においては、無線基地局２２および移動端末５０は、図２および図３に示された第１の実施の形態もものと同じでよい。但し、無線基地局２２は、基地局間通信部４６を用いた最適受信ビームフォーミング推定行列の相互通知はしない。
【０１０８】
第３の実施の形態
第１の実施の形態では、無線基地局２２の各々は、その無線基地局２２が接続する移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列のみを計算する。そして、無線基地局２２の各々は、自身が推定した最適受信ビームフォーミング推定行列を協調する他の無線基地局２２に通知する。
【０１０９】
本発明に係る第３の実施の形態では、各移動端末５０がその移動端末で計算されたチャネルインパルス特性のうち移動端末５０が実際にデータ信号を受信する下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、その移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定する。移動端末５０の各々がその移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング特性を無線基地局２２に報告すると、無線基地局２２は移動端末５０から報告された最適受信ビームフォーミング特性を他の無線基地局２２に通知することにより、協調する無線基地局２２が最適受信ビームフォーミング特性を共有する。すなわち、各移動端末５０は、その移動端末５０自身で計算されたチャネルインパルス特性に基づいて、その移動端末５０自身にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定してよい。この場合、移動端末５０は、互いに別個独立に、移動端末５０自身にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定し、その移動端末５０が接続する無線基地局２２に最適受信ビームフォーミング特性を報告する。移動局５０から報告された最適受信ビームフォーミング特性を無線基地局２２の各々が他の無線基地局２２に通知することにより、互いに協調する無線基地局２２は、他の無線基地局２２に接続する移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング特性を知ることができる。
【０１１０】
図７に示すように、第３の実施の形態に係る無線基地局２２は、受信ビームフォーミング特性推定部２８を有していない。無線受信部２６で受信されたチャネルインパルス行列および最適受信ビームフォーミング推定行列は、プリコーディング特性計算部３０に供給されるとともに、基地局間通信部４６で他の無線基地局２２に通知される。他の無線基地局２２から基地局間通信部４６で受信されたチャネルインパルス行列および最適受信ビームフォーミング推定行列は、プリコーディング特性計算部３０に供給される。
【０１１１】
図８に示すように、第３の実施の形態に係る移動端末５０は、受信ビームフォーミング特性推定部１２８を備える。チャネル推定部６４で計算されたチャネルインパルス行列のうち、移動端末５０が実際にデータ信号を受信する下りリンクのチャネルインパルス行列に基づいて、その移動端末５０にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列を計算する。計算されたチャネルインパルス行列は、ＳＣ−ＦＤＭＡ変調部７０に供給されて、無線送信部７２（報告部）によって、この移動端末５０が接続される無線基地局２２に向けて無線送信される。
【０１１２】
図９は第３の実施の形態に係る無線通信制御方法の概略を示す情報フローダイアグラムである。図９に示すように、第１の実施の形態と同様に、各移動端末５０は、参照信号に基づいて複数のチャネルインパルス行列を計算する。さらに、移動端末５０の受信ビームフォーミング特性推定部１２８は、その移動端末５０が実際にデータ信号を受信する接続されている無線基地局２２とその移動端末５０の間の下りリンクのチャネルインパルス特性に基づいて、移動端末５０自身にとっての最適受信ビームフォーミング特性を推定する。具体的な最適受信ビームフォーミング推定行列の計算技法は第１の実施の形態と同じでよい。
【０１１３】
例えば、第１の移動端末５０１は、第１の無線基地局２２１と第１の移動端末５０１の間の下りリンクのチャネルインパルス行列
【数６２】
0005518649.tif 000071
に基づいて、第１の移動端末５０１が第１の無線基地局２２１から下りリンクのデータ信号を受信するために最適な受信ビームフォーミングを行うとの仮定の下に、第１の移動端末５０１にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列
【数６３】
0005518649.tif 000072
を計算する。第２の移動端末５０２は、第１の無線基地局２２１と第２の移動端末５０２の間の下りリンクのチャネルインパルス行列
【数６４】
0005518649.tif 000073
に基づいて、第２の移動端末５０２が第１の無線基地局２２１から下りリンクのデータ信号を受信するために最適な受信ビームフォーミングを行うとの仮定の下に、第２の移動端末５０２にとっての最適受信ビームフォーミング推定行列
【数６５】
0005518649.tif 000074
を計算する。
【０１１４】
各移動端末５０は、自身が計算した複数のチャネルインパルス行列および単一の最適受信ビームフォーミング推定行列を示す信号を、自身が接続されている無線基地局２２に送信する。チャネルインパルス行列と最適受信ビームフォーミング推定行列は、同じ信号に示されてもよいし、別々の信号に示されて、別の時期に送信されてもよい。
【０１１５】
協調する無線基地局２２は、移動端末５０から報告されたチャネルインパルス行列および最適受信ビームフォーミング推定行列を基地局間通信部４６により相互に通知する。こうして、各移動端末５０で計算されたチャネルインパルス行列および最適受信ビームフォーミング推定行列は、協調する無線基地局２２で共有される。チャネルインパルス行列および最適受信ビームフォーミング推定行列は、同じ信号に示されてもよいし、別々の信号に示されて、別の時期に送信されてもよい。
【０１１６】
この後、各無線基地局２２のプリコーディング特性計算部３０は、第１の実施の形態と同様にプリコーディング行列を計算する。
【０１１７】
各無線基地局２２では、プリコーディング特性計算部３０がプリコーディング行列を計算すると、以降、新たに計算されたプリコーディング行列をプリコーダ３６が使用する。各移動端末５０では、チャネル推定部６４がチャネルインパルス行列を推定すると、以降、新たに推定されたチャネルインパルス行列を信号分離部５６が使用して、信号分離を行う。参照信号に基づく移動端末５０でのチャネルインパルス行列の計算からプリコーディング行列の計算に到る処理は、定期的に繰り返し行われる。第３の実施の形態でも第１の実施の形態と同様の効果が達成される。
【０１１８】
他の変形
無線基地局２２および移動端末５０において、ＣＰＵが実行する各機能は、ＣＰＵの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばFPGA（Field Programmable Gate Array）、DSP（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。
【０１１９】
上記の実施の形態においては、チャネルインパルス特性、最適受信ビームフォーミング推定特性およびプリコーディング特性は、行列として表現されている（最適受信ビームフォーミング推定ベクトルも単一列しか持たない行列とみなすことができる）。しかし、これらのうち少なくともいずれかが行列以外で表現されて、行列の計算以外の他の数学的技法により、プリコーディング特性が計算されてもよい。
【０１２０】
各無線基地局２２にセクタを設けてもよい。各無線基地局２２において、受信アンテナ２４は送信アンテナ４４の１つと共用されてもよい。各移動端末５０において、送信アンテナ７４は受信アンテナ５２の１つと共用されてもよい。
【０１２１】
上記の実施の形態および変形は、矛盾しない限り、組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１０  コアネットワーク、２０  無線アクセスネットワーク、２ｘ  X2インターフェース、２２（２２１、２２２、２２３）  無線基地局、２３  セル、２４  受信アンテナ、２６  無線受信部、２８  受信ビームフォーミング特性推定部、３０  プリコーディング特性計算部、３４  変調部、３６  プリコーダ、３８  参照信号生成部、４０  リソースマッピング部、４２  無線送信部、４４  送信アンテナ、４６  基地局間通信部、５０（５０１、５０２、５０３、５０４、５０５）  移動端末、５２  受信アンテナ、５４  無線受信部、５６  信号分離部、５８  復調部、６０  スピーカ、６２  ディスプレイ、６４  チャネル推定部、６６  入力インターフェイス、６８  マイクロフォン、７０  ＳＣ−ＦＤＭＡ変調部、７２（報告部）  無線送信部、７４  送信アンテナ、１２８  受信ビームフォーミング特性推定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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