(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各基地局装置の受信品質に基づいて、通信に使用する同じリソースを割り当てる割当部と、
前記割当部が同じリソースに割り当てた端末に対して、送信ウェイトを算出するウェイト算出部と、
送信信号に前記ウェイト算出部が算出した送信ウェイトを乗算する送信ウェイト乗算部と、
前記送信ウェイト乗算部が乗算することにより得られた信号を端末装置へ送信する送信部と、
を備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記ウェイト算出部は、前記端末装置がセル間干渉を抑圧するための受信ウェイトを更に算出し、
前記送信部は、該算出した受信ウェイトを示す情報を前記端末装置へ送信することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
ウェイト算出の単位であるウェイト単位で前記送信ウェイトを算出することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項４】
前記ウェイト単位は、前記各基地局装置から前記端末装置に送信されることを特徴とする請求項３に記載の基地局装置。
【請求項５】
前記ウェイト単位は、リソースブロックの自然数倍の単位であることを特徴とする請求項３または４のいずれか一項に記載の基地局装置。
【請求項６】
前記ウェイト単位は、複数の種類のリソースブロック単位であることを特徴とする請求項３または４のいずれか一項に記載の基地局装置。
【請求項７】
前記送信ウェイトを他の基地局装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項８】
基地局装置における通信方法であって、
各基地局装置の受信品質に基づいて、通信に使用する同じリソースを割り当てる割当ステップと、
前記割当ステップが同じリソースに割り当てた端末に対して、送信ウェイトを算出するウェイト算出ステップと、
送信信号に前記ウェイト算出ステップが算出した送信ウェイトを乗算する送信ウェイト乗算ステップと、
前記送信ウェイト乗算ステップが乗算することにより得られた信号を端末装置へ送信する送信ステップと、
を有することを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局装置及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代移動通信システムでは、マクロセル内にピコセル基地局やフェムトセル基地局のような小規模な基地局を配置し、マクロセル基地局に接続する端末を小規模な基地局にオフロードすることにより、マクロセル基地局のトラフィック負荷を小規模な基地局に分散させることが検討されている。しかし、小規模な基地局（例えば、ピコセル基地局）はマクロセル基地局よりも送信電力が低いため、マクロセル基地局からピコセル基地局へオフロードできる端末は限定され、ピコセル基地局の配置によるトラフィック分散の効果が十分に得られない。
【０００３】
そこで、３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、ピコセル基地局の送信電力に等価的なオフセットを与え、ピコセル基地局の見かけ上のセル半径を増大させるＣＲＥ（Ｃｅｌｌ  Ｒａｎｇｅ  Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）が提案されている。これにより、特にマクロセルとピコセルのセル境界に位置していた端末は、マクロセル基地局からピコセル基地局へ接続先を変更することが可能になり、マクロセル基地局のトラフィック負荷をピコセル基地局に分散させることができる。
【０００４】
しかし、ＣＲＥの適用により、特にマクロセル基地局からピコセル基地局へ接続先を変更した端末は、マクロセル基地局からのセル間干渉を受ける。このとき、マクロセル基地局はピコセル基地局よりも送信電力が高いため、マクロセル基地局から受ける干渉は大きな干渉となる。このようなセル間干渉の影響を抑圧する方法として、例えば、非特許文献１のように、セル毎に異なる時間リソースを割り当てて伝送する方法が検討されている。したがって、非特許文献１のように、セル毎に異なる時間リソースを割り当てることによって、セル間干渉の影響を回避することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．３００  Ｖ１０．５．０（Ｒｅｌｅａｓｅ１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、次世代移動通信システムの多くでは、多元接続方式としてＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）が採用されており、所定の周波数帯域や時間区間から構成される領域を割り当て単位として、複数の端末のデータが割り当てられる。
【０００７】
図１は、通信フレームの構成を示す説明のための単なる例示である。同図において、縦軸は周波数、横軸は時間である。通信フレームは周波数軸上では六つのリソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｂｌｏｃｋ：ＲＢ）で構成される。この六つのリソースブロックは、太線で囲まれた範囲である。ここで、ＲＢとは、無線リソース割り当ての最小単位である。同図では、簡単のため、通信フレームに含まれる時間軸上のＲＢのうち、一つのＲＢだけを示している。図１のＲＢ１の拡大図１１の例では、一つのＲＢは１２サブキャリア、７シンボルで構成される。
【０００８】
このとき、各端末は周波数毎に受信品質が異なるため、割り当てられるリソースブロック毎に受信品質が異なる。そこで、基地局は、各端末を受信品質の良いリソースブロックに割り当てられるよう、スケジューリングと呼ばれる処理を行うことで、スループットの高い伝送を実現可能である。
【０００９】
しかし、複数のセルが存在するマルチセル環境において、各セルの基地局がそれぞれ独立にスケジューリングを行う場合、異なるセル間でリソース割り当てが重複し、セル間干渉が生じる。例えば、一つのマクロセルと一つのピコセルで構成されるシステムにおいて、一つのセルに三つのリソースブロックを割り当てる場合、マクロセル端末（マクロセル基地局に接続する端末）とピコセル端末（ピコセル基地局に接続する端末）が同じリソースブロック（例えば、図１のＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ３）に割り当てられると、マクロセル基地局とピコセル基地局が同じ周波数を用いて伝送を行うことになり、セル間干渉が生じる。
【００１０】
そこで、例えば、非特許文献１の技術を用いて、リソース割り当てが重複した端末同士を異なるリソースに割り当てることによって、セル間干渉を抑圧することが可能であるが、セル数の増加に伴い、より多くのリソースが必要となり、周波数利用効率が悪くなるという問題があった。
例えば、先に述べた例（マクロセル端末及びピコセル端末のリソース割り当てがそれぞれ図１のＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ３の場合）において、マクロセル端末とピコセル端末のリソース割り当てが異なるリソースとなるようセル間で調整するため、六つのリソースブロック（図１のＲＢ１〜ＲＢ６）が必要となる。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、セル間の干渉を抑えつつ、周波数利用効率を向上させることを可能とする基地局装置及び通信方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の一態様は、基地局装置と少なくとも一つの端末装置とが複数のリソースを用いて通信を行う通信エリアが複数存在し、前記複数の通信エリアが隣接または重複し合う通信システムであって、前記複数の通信エリアのうち一つの通信エリアにおける基地局である第一の基地局装置は、前記複数のリソースのうち同じリソースに割り当てられている前記端末装置に対する前記複数の基地局装置における送信ウェイトを算出し、各基地局装置は通知された前記送信ウェイトが乗算された信号を前記端末装置へ送信することを特徴とする通信システムである。
【００１３】
（２）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記第一の基地局装置は、前記端末装置それぞれにおける受信ウェイトを更に算出し、前記端末装置はそれぞれ前記受信ウェイトを用いて復調することを特徴とする。
【００１４】
（３）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記第一の基地局装置は、ウェイト算出の単位であるウェイト単位で前記送信ウェイトを算出することを特徴とする。
【００１５】
（４）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記第一の基地局装置は、ウェイト算出の単位であるウェイト単位で前記送信ウェイト及び前記受信ウェイトを算出することを特徴とする。
【００１６】
（５）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記ウェイト単位は、前記端末装置から前記各基地局装置に通知されることを特徴とする。
【００１７】
（６）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記ウェイト単位は、前記各基地局装置から前記端末装置に通知されることを特徴とする。
【００１８】
（７）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記端末装置は、参照信号を用いて、前記ウェイト単位の伝搬路情報の代表値を求め、該求めた伝搬路情報の代表値を示す情報を前記基地局装置に通知することを特徴とする。
【００１９】
（８）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記伝搬路情報の代表値は、前記ウェイト単位の平均値であることを特徴とする通信システムである。
【００２０】
（９）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記伝搬路情報の代表値は、前記ウェイト単位のうち、前記参照信号が割り当てられているサブキャリアの伝搬路情報であることを特徴とする。
【００２１】
（１０）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記第一の基地局装置は、前記伝搬路情報の代表値を用いて前記ウェイト単位毎に前記送信ウェイトを算出することを特徴とする。
【００２２】
（１１）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記第一の基地局装置は、前記伝搬路情報の代表値を用いて前記ウェイト単位毎に前記送信ウェイト又は前記受信ウェイトを算出することを特徴とする。
【００２３】
（１２）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記第一の基地局装置は、前記伝搬路情報の代表値を用いて前記ウェイト単位とは異なる単位毎に前記送信ウェイトを算出することを特徴とする。
【００２４】
（１３）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記第一の基地局装置は、前記伝搬路情報の代表値を用いて前記ウェイト単位とは異なる単位毎に前記送信ウェイト又は前記受信ウェイトを算出することを特徴とする。
【００２５】
（１４）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記送信ウェイトの算出単位と前記受信ウェイトの算出単位は異なることを特徴とする。
【００２６】
（１５）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記ウェイト単位は、サブキャリア単位であることを特徴とする。
【００２７】
（１６）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記ウェイト単位は、リソースブロックの自然数倍の単位であることを特徴とする。
【００２８】
（１７）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記ウェイト単位は、複数の種類のリソースブロック単位であることを特徴とする。
【００２９】
（１８）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記複数の端末装置のうち、少なくとも一つの端末装置の前記ウェイト単位が他の端末装置のウェイト単位と異なることを特徴とする。
【００３０】
（１９）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記端末装置は、前記ウェイト単位で受信ウェイトを生成することを特徴とする。
【００３１】
（２０）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記端末装置は、前記ウェイト単位とは異なる単位で受信ウェイトを生成することを特徴とする。
【００３２】
（２１）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記端末装置は、サブキャリア単位で受信ウェイトを生成することを特徴とする。
【００３３】
（２２）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記複数の通信エリアそれぞれにおける基地局装置は有線ネットワークまたは無線ネットワークで相互に接続されており、前記第一の基地局装置以外の基地局装置は、前記端末装置から通知された前記伝搬路情報の代表値を示す情報を、前記有線ネットワークまたは無線ネットワーク経由で前記第一の基地局装置へ通知することを特徴とする。
【００３４】
（２３）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記複数の通信エリアそれぞれにおける基地局装置は有線ネットワークまたは無線ネットワークで相互に接続されており、前記第一の基地局装置は、前記求めた送信ウェイトを、前記有線または無線ネットワーク経由で他の基地局装置へ通知することを特徴とする。
【００３５】
（２４）上記に記載の通信システムにおいて、本発明の一態様は、前記第一の基地局装置は、更に前記求めた受信ウェイトを、前記有線または無線ネットワーク経由で他の基地局装置へ通知することを特徴とする。
【００３６】
（２５）本発明の一態様は、基地局装置と少なくとも一つの端末装置とが通信を行う通信エリアが複数存在し、前記複数の通信エリアが隣接または重複し合う通信システムにおける通信方法であって、 前記複数の通信エリアのうち１つの通信エリアにおける基地局である第一の基地局装置は、前記協調する基地局装置における送信ウェイトを算出して、該送信ウェイトを示す情報を各基地局装置に通知する手順と、各基地局装置は通知された前記送信ウェイトが乗算された信号を前記端末装置へ送信する手順と、を有することを特徴とする通信方法である。
【００３７】
（２６）本発明の一態様は、各セルの受信品質に基づいて、通信に使用する同じリソースを割り当てる割当部と、前記割当部が同じリソースに割り当てた端末に対してセル間干渉の抑圧を行う送信ウェイトを算出するウェイト算出部と、送信信号に前記ウェイト算出部が算出した送信ウェイトを乗算する送信ウェイト乗算部と、前記送信ウェイト乗算部が乗算することにより得られた信号を通信エリア内の端末装置へ送信する送信部と、を備えることを特徴とする基地局装置である。
【００３８】
（２７）上記に記載の基地局装置において、本発明の一態様は、前記ウェイト算出部は、前記端末装置がセル間干渉を抑圧するための受信ウェイトを更に算出し、前記送信部は、該算出した受信ウェイトを示す情報を通信エリア内の端末装置へ通知することを特徴とする。
【００３９】
（２８）本発明の一態様は、基地局装置から送信された送信信号から、受信データ信号と受信ウェイトとに分離する信号分離部と、前記信号分離部が分離した受信データ信号に前記信号分離部が分離した受信ウェイトを乗算する受信ウェイト乗算部と、を備えることを特徴とする端末装置である。
【００４０】
（２９）上記に記載の端末装置において、本発明の一態様は、基地局装置から送信された送信信号から、参照信号と制御情報とに分離する信号分離部と、前記信号分離部が分離した参照信号に基づいて、サブキャリア毎の等価伝搬路を推定する伝搬路推定部と、前記伝搬路推定部が推定したサブキャリア毎の等価伝搬路に基づいて、受信ウェイトを算出する受信ウェイト算出部と、前記信号分離部が分離した制御情報に前記受信ウェイト算出部が算出した受信ウェイトを乗算する受信ウェイト乗算部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、セル間の干渉を抑えつつ、周波数利用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】通信フレームの構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態における通信システムの構成例である。
【図３】同じ種類のセルの一部のエリアが重複する通信システムの構成例である。
【図４】第１の実施形態における通信システムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態におけるマクロセル基地局の構成を示す概略ブロックである。
【図６】第１の実施形態における上位層の概略ブロック図である。
【図７】第１の実施形態におけるピコセル基地局の構成を示す概略ブロックである。
【図８】第１の実施形態における端末の構成を示す概略ブロック図である。
【図９】図４のステップＳ１０５における送受信ウェイト算出の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図９における処理により送信ウェイトと受信ウェイトとが算出される工程を示した図である。
【図１１】第２の実施形態における通信システムの構成例を示す図である。
【図１２】第２の実施形態における通信システムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施形態における端末装置の概略ブロック図である。
【図１４】第２の実施形態におけるマクロセル基地局の概略ブロック図である。
【図１５】第２の実施形態における上位層の概略ブロック図である。
【図１６】第２の実施形態における送受信ウェイト算出の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】第３の実施形態における通信システムの構成例を示す図である。
【図１８】第３の実施形態における通信システムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１９】第３の実施形態におけるマクロセル基地局の概略ブロック図である。
【図２０】第３の実施形態における端末装置の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各実施形態では、基地局装置と少なくとも一つの端末装置とが通信を行う通信エリアが複数存在し、前記複数の通信エリアが隣接または重複し合う通信システムについて説明する。
［第１の実施形態］
従来の通信システムは、セル間でリソース割り当てを調整することによってセル間干渉の影響を抑圧していたが、本実施形態における通信システムは、協調制御によってセル間干渉を抑圧し、さらに、協調制御に用いる送受信ウェイトをサブキャリア毎に算出する。ここで、リソースとは周波数または時間を表す。
【００４４】
ここで、本実施形態で対象とする協調制御について簡単に説明する。本実施形態では、自セルの伝搬路変動だけでなく、他セルの伝搬路変動も考慮して、セル間で互いに干渉を与え合わないような協調制御を対象とする。このような協調制御技術の例としては、協調送信ビームフォーミング技術やＩＡ（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）技術等がある。
【００４５】
このうち、協調送信ビームフォーミング技術は、他セルとの間の伝搬路変動を基に、それらのセルに干渉を与えないような送信ウェイトを基地局で信号に乗算して伝送する技術である。このとき、適切な送信ウェイトを乗算して伝送することにより、他セルの端末へ与える干渉を抑圧することができる。
【００４６】
また、ＩＡ技術は、干渉源となる複数の基地局から到来する干渉信号の等価伝搬路が、端末において受信信号に乗算する受信ウェイトに直交するように、各基地局と各端末が協調して送信ウェイトと受信ウェイトを算出し、それらを用いた送受信を行う技術である。このような制御を行うことにより、端末において除去可能な数（自由度）以上の干渉信号が隣接セルから到来する場合にも、それらの干渉信号を除去し、受信信号から所望信号を高精度に抽出することが可能となる。
【００４７】
本実施形態では、協調制御の一例としてＩＡ技術を用いるが、ＩＡ技術に限ったものではなく、協調送信ビームフォーミング技術を用いてもよい。また、本実施形態で対象とする通信フレームは、一例として図１で示された６つのリソースブロックで構成されるものとする。ここで、リソースブロックとは、ある周波数（例えばサブキャリア数）及び時間（例えばシンボル数）で定義されるものである。
【００４８】
図２は、第１の実施形態における通信システム１の構成例を示す図である。同図に示すように、広い領域をカバーするマクロセル２１内に、狭い領域をカバーするピコセル２２が存在する。また、各セルの基地局にはそれぞれ１台の端末が接続されており、マクロセル基地局（第一の基地局装置）１００にはマクロセル端末２００−１が接続されており、ピコセル基地局３００にはピコセル端末２００−２が接続されている。
なお、マクロセル端末２００−１及びピコセル端末２００−２を総称して端末２００と呼ぶことがある。
【００４９】
本実施形態では、一例として図２の通信システム１を想定するが、セル間干渉を及ぼすマルチセル環境であれば本実施形態を適用することができる。また、光張り出し基地局（ＲＲＥ：Ｒｅｍｏｔｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ）、フェムトセル基地局、リレー局などで構成されるセルやゾーンを対象とすることができるし、また、セル数、端末数は本実施形態の数に限定されない。また、図３のように同じ種類のセルの一部のエリアが重複する通信システムであってもよい。この点は、第１の実施形態のみならず他の実施形態にも同様である。
【００５０】
図３は、同じ種類のセルの一部のエリアが重複する通信システムの構成例である。同図において、第１のセル３１の一部の通信エリアと第２のセル３２の一部の通信エリアとが重複していることが示されている。また、各セルの基地局にはそれぞれ１台の端末装置が接続されており、第１の基地局３３には端末装置３４が接続されており、第２の基地局３５には端末装置３６が接続されている。
【００５１】
本実施形態における複数の基地局の各基地局は、有線ネットワークで相互に接続されており、基地局間で情報を共有する。なお、複数の基地局の各基地局は、有線ネットワークでなく無線ネットワークで相互に接続されていてもよい。また、リレー局の場合は、リレー局と他の基地局は、無線ネットワークで相互に接続されることができる。
例えば、フェムトセル基地局は、インターネット経由でマクロセル基地局１００との情報のやり取りを行う。一方、例えば、光張り出し基地局やピコセル基地局は、光ファイバや専用ネットワーク経由でマクロセル基地局１００との情報のやり取りを行う。ここで、例えば、３ＧＰＰにおいて規格化されているＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）やＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）では、基地局間のインターフェースとしてＸ２と呼ばれるインターフェースが定義されており、このインターフェースを用いることができる。
【００５２】
続いて、図４を用いて、本実施形態における基地局及び端末の処理の流れを説明する。
図４は、第１の実施形態における通信システムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。本実施形態では、協調制御に必要な処理を集中制御局（第一の基地局装置）で行う構成とし、一例として、マクロセル基地局１００を集中制御局とする。
【００５３】
まず、ステップＳ１０１において、各端末（マクロセル端末２００−１及びピコセル端末２００−２）は、自端末が接続する基地局との間の伝搬路及び干渉局との間の伝搬路を推定し、推定した伝搬路を伝搬路情報とする。その際、各端末は例えば３ＧＰＰで検討されている伝搬路推定用の参照信号（ＣＲＳ：Ｃｅｌｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ、あるいはＣＳＩ−ＲＳ：ＣＳＩ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）を用いることによって、両者の伝搬路を推定する。
【００５４】
また、各端末は同期信号、等から受信品質を測定する。ここで、受信品質とは、受信ＳＩＮＲ（信号対干渉及び雑音電力比：Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）などの干渉（セル間干渉）に関する要素が含まれた数値のことであり、同期信号や参照信号（ＣＲＳやＣＳＩ−ＲＳ等）の受信レベルから測定することができる。また、各端末は上記の同期信号等から、干渉源となるセルの情報を得ることができる。
【００５５】
次に、ステップＳ１０２において、マクロセル端末２００−１及びピコセル端末２００−２は、ステップＳ１０１で推定した伝搬路情報と測定した受信品質とを、自端末が接続する基地局へ通知する。
次に、Ｓ１０３において、ピコセル基地局３００は、有線ネットワークを用いて、ステップＳ１０２で取得した情報（伝搬路情報及び受信品質）をマクロセル基地局１００へ通知する。なお、集中制御局以外の基地局が複数ある場合には、集中制御局以外の各基地局がステップＳ１０３の処理を行う。
【００５６】
次に、Ｓ１０４において、マクロセル基地局１００は、各セルの受信品質に基づいてリソース割り当てを行う。ここで、各セルの受信品質（干渉源となるセルの情報）から、マクロセルとピコセルが干渉を及ぼし合っていることがわかるため、マクロセル基地局１００は、協調セル（協調制御を行う対象となるセル）をマクロセルとピコセルとし、マクロセル端末２００−１とピコセル端末２００−２に同じリソース（周波数帯）を割り当てる。ここでは、一例として、図１の６つのリソースブロックのうち、３つのリソースブロック（ＲＢ１〜ＲＢ３）を協調セルに割り当てる。
【００５７】
このように、本実施形態では、干渉を及ぼし合うセルを協調セルとし、協調セルに含まれるセルを協調制御の対象とし、同じリソースに割り当てる。これにより、協調セル間では協調制御によってセル間干渉を抑圧することができる。また、これらのセルの基地局に接続する端末は同じリソースを用いることができるので、周波数利用効率が向上する。なお、協調セルに割り当てるリソースは、協調セルの受信品質が良いリソースブロックを用いてもよい。
【００５８】
また、本実施形態では、端末から通知された受信品質に基づいて、協調セルやリソース割り当てを決定する例としたが、予めこれらの情報が決まっている場合は、その情報に従ってリソース割り当てを決定してもよい。
【００５９】
次に、ステップＳ１０５において、マクロセル基地局１００は、伝搬路情報に基づいて、協調制御を行うための送受信ウェイトを算出する。ここでは協調制御の一例としてＩＡ技術を用いる場合について説明する。ＩＡ技術を実現する送受信ウェイトの算出方式としては、幾つかの方式が提案されている。本実施形態におけるマクロセル基地局１００は、一例として、後述する図９に示す繰り返しアルゴリズムによる算出方式を用いる。
【００６０】
次に、ステップＳ１０６において、マクロセル基地局１００は、有線ネットワーク経由で、ステップＳ１０５で算出した送受信ウェイトとリソース割り当てをピコセル基地局３００へ通知する。このとき、各セルへ通知する情報は、そのセルに関する情報のみであり、本実施形態では、マクロセル基地局１００がピコセル基地局３００へ通知する情報は、送信ウェイトｖ２、受信ウェイトｕ２、リソース割り当て（ＲＢ１〜ＲＢ３を示す情報）である。送信ウェイトｖ２、受信ウェイトｕ２、リソース割り当てについては、後に詳述する。また、本実施形態の場合、ピコセル基地局３００に接続する端末は１台であるため、ピコセル基地局３００に通知する受信ウェイトは１つであるが、ピコセル基地局３００に接続する端末数が複数であれば、それら複数の端末の受信ウェイトを通知する。
なお、集中制御局以外の基地局が複数ある場合には、集中制御局は、各基地局向けに算出された送受信ウェイトとリソース割り当てを集中制御局以外の各基地局へ通知する。
【００６１】
次に、ステップＳ１０７において、各基地局はＳ１０６で通知された情報に基づいて、送信処理を行う。
次に、ステップＳ１０８において、各基地局は、自基地局に接続されている端末へ受信ウェイトを通知する。
次に、ステップＳ１０９において、各基地局は、自基地局に接続されている端末へデータを送信する。
次に、ステップＳ１１０において、各端末は、接続する基地局から送信された信号を受信し、受信処理を行う。さらに、各端末は受信信号から伝搬路情報と受信品質を推定する。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
【００６２】
＜基地局について＞
図５は、第１の実施形態におけるマクロセル基地局１００の構成を示す概略ブロックである。
マクロセル基地局１００は、受信アンテナ１０１、無線部１０２、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部１０３、受信部１０４、符号部１０５、変調部１０６、送信ウェイト乗算部１０７、復調用参照信号生成部１０８、伝搬路推定用参照信号生成部１０９、制御信号生成部１１０、信号多重部１１１、ＩＦＦＴ部１２１、…、１２Ｎ（Ｎは正の整数）までのＮ個のＩＦＦＴ部１２ｉ（ｉは１からＮまでの整数）、Ｄ／Ａ変換部１３１、…、１３Ｎ（Ｎは正の整数）までのＮ個のＤ／Ａ変換部１３ｉ（ｉは１からＮまでの整数）、無線部（送信部）１４１、…、１４Ｎ（Ｎは正の整数）までのＮ個の無線部１４ｉ（ｉは１からＮまでの整数）、送信アンテナ１５１、…、１５Ｎ（Ｎは正の整数）までのＮ個の送信アンテナ１５ｉ（ｉは１からＮまでの整数）及び上位層１６０を備える。
【００６３】
受信アンテナ１０１は、自身が接続する端末から送信された信号を受信し、受信した信号を受信信号として無線部１０２へ出力する。
無線部１０２は、受信アンテナ１０１から入力された受信信号をダウンコンバートしてベースバンド信号を生成し、生成したベースバンド信号をＡ／Ｄ変換部１０３へ出力する。
【００６４】
Ａ／Ｄ変換部１０３は、入力されたアナログ信号をディジタル信号に変換し、変換により得られたディジタル信号を受信部１０４へ出力する。
受信部１０４は、Ａ／Ｄ変換部１０３から入力されたディジタル信号から、端末が推定した伝搬路情報と端末が測定した受信品質とを上位層へ出力する（図４のステップＳ１０２参照）。
【００６５】
上位層１６０は、有線ネットワーク経由で、ピコセル基地局３００から送信された伝搬路情報と受信品質とを受信する。そして、上位層１６０は、受信した伝搬路情報と受信品質とに基づいて、協調セル、リソース割り当て及びサブキャリア毎の送受信ウェイトを決定する（図４のステップＳ１０４、ステップＳ１０５参照）。さらに、上位層１６０は、決定したリソース割り当てとサブキャリア毎の送受信ウェイトとを各セルの基地局へ通知する（図４のステップＳ１０６参照）。
【００６６】
また、上位層１６０は、決定したリソース割り当てを制御信号生成部１１０へ出力する。また、上位層１６０は、決定したサブキャリア毎の送信ウェイトを送信ウェイト乗算部１０７及び復調用参照信号生成部１０８へ出力する。また、上位層１６０は、決定したサブキャリア毎の受信ウェイトを各無線部１４ｉへ出力する。
【００６７】
符号部１０５は、上位層から入力された送信ビット列を符号化し、符号化された送信ビット列を変調部１０６へ出力する。
変調部１０６は、符号部１０５から入力された符号化された送信ビット列をＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）又は１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の変調方式を用いて変調し、変調により得られた変調ビット列を送信ウェイト乗算部１０７へ出力する。
【００６８】
送信ウェイト乗算部１０７は、変調部１０６から入力された送信ビット列に、上位層１６０から入力されたサブキャリア毎の送信ウェイトを乗算し、乗算により得られた送信データ信号を信号多重部１１１へ出力する。なお、空間多重を行う場合には、送信ウェイト乗算部１０７は、公知のレイヤマッピングと呼ばれる空間多重数だけ並列化したのち、サブキャリア毎に送信ウェイトを乗算する。
【００６９】
復調用参照信号生成部１０８は、復調用参照信号として、サブキャリア毎に既知の参照信号にサブキャリア毎の送信ウェイトを乗算して復調用参照信号を生成し、生成した復調用参照信号を信号多重部１１１へ出力する。
伝搬路推定用参照信号生成部１０９は、伝搬路推定用参照信号として既知の参照信号を生成し、生成した参照信号を信号多重部１１１へ出力する。
【００７０】
制御信号生成部１１０は、端末に通知する制御情報（リソース割り当てや変調方式、符号化率などの情報）を生成し、生成した制御情報を信号多重部１１１へ出力する。
信号多重部１１１は、送信ウェイト乗算部１０７から入力された送信データ信号に、復調用参照信号生成部１０８から入力された復調用参照信号、伝搬路推定用参照信号生成部１０９から入力された伝搬路推定用参照信号及び制御信号生成部１１０から入力された制御情報を多重する。そして、信号多重部１１１は、多重により得られた送信信号をＩＦＦＴ部１２１、…、１２Ｎへ出力する。
【００７１】
各ＩＦＦＴ部１２ｉは、入力された周波数軸上の送信信号をＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；逆高速フーリエ変換）によって時間軸上の信号に変換し、ガードインターバルＧＩを付加した後に、この時間軸上の信号を同じインデックスｉのＤ／Ａ変換部１３ｉへ出力する。
各Ｄ／Ａ変換部１３ｉは、ＩＦＦＴ部１２ｉから入力された信号をディジタル信号からアナログ信号へ変換し、変換後のアナログ信号を同じインデックスｉの無線部１４ｉへ出力する。
【００７２】
各無線部１４ｉは、上位層１６０から入力された受信ウェイトに対して量子化などを施して、データ通信に適した信号に変換する。
各無線部１４ｉは、変換により得られた信号を無線周波数にアップコンバートし、アップコンバート後の信号を対応する送信アンテナ１５ｉを介して、マクロセル端末２００−１へ送信する（図４のステップＳ１０８参照）。なお、本実施形態における各無線部１４ｉは、受信ウェイトを制御信号とは別に送信する構成であるが、制御信号の中に多重して送信してもよい。
【００７３】
さらに、各無線部１４ｉは、対応するＤ／Ａ変換部１３ｉから入力されたアナログ信号を無線周波数にアップコンバートし、対応する送信アンテナ１５ｉを介して、マクロセル端末２００−１へ送信する（図４のステップＳ１０９参照）。
【００７４】
図６は、第１の実施形態における上位層１６０の構成を示す概略ブロック図である。上位層１６０は、割当部１６１と、ウェイト算出部１６２とを備える。
割当部１６１は、ピコセル基地局３００から送信されたピコセル２２の受信品質を受信する。また、割当部１６１は、受信部１０４から転送されたマクロセル２１の受信品質を受信する。
【００７５】
割当部１６１は、各セル（例えば、マクロセル２１とピコセル２２）の受信品質に基づいて、通信に使用する周波数帯を割り当てる。具体的には、各セルの受信品質（干渉源となるセルの情報）から、マクロセルとピコセルが干渉を及ぼし合っているか否か判定する。図２のように、マクロセルとピコセルが干渉を及ぼし合っている場合、割当部１６１は、協調セル（協調制御を行う対象となるセル）をマクロセル２１とピコセル２２とし、マクロセル端末２００−１とピコセル端末２００−２に同じリソース（周波数帯）を割り当てる。
【００７６】
一方、マクロセルとピコセルが干渉を及ぼし合っていない場合、割当部１６１は、一例として、マクロセル端末２００−１とピコセル端末２００−２を伝搬路特性が最もよい周波数帯域に割り当てる。そして、割当部１６１は、割当結果をウェイト算出部１６２へ出力する。
ウェイト算出部１６２は、割当部１６１から入力された割当結果が同じ周波数帯に割り当てることを示す場合、割当部１６１が同じ周波数帯に割り当てた端末同士が協調制御を行うための送信ウェイトと受信ウェイトを算出する。送信ウェイトと受信ウェイトの算出の詳細は後述する。
そして、ウェイト算出部１６２は、算出した送信ウェイト乗算部１０７及び復調用参照信号生成部１０８へ出力する。また、ウェイト算出部１６２は、算出した受信ウェイトを無線部１４１、…、１４Ｎへ出力する。
【００７７】
図７は、第１の実施形態におけるピコセル基地局３００の構成を示す概略ブロックである。
なお、図５と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。図７のピコセル基地局３００の構成は、図５のマクロセル基地局１００の構成に対して、上位層１６０が上位層１６０−２に変更されたものとなっている。
【００７８】
上位層１６０−２は、有線ネットワーク経由で各セルの伝搬路情報と受信品質とをマクロセル基地局１００へ通知する（図４のステップＳ１０３参照）。
また、上位層１６０−２は、マクロセル基地局１００からリソース割り当てと送受信ウェイトとを受信する。そして、上位層１６０−２は、受信したリソース割り当てを制御信号生成部１１０へ出力する。また、上位層１６０−２は、受信したサブキャリア毎の送信ウェイトを送信ウェイト乗算部１０７及び復調用参照信号生成部１０８へ出力する。
【００７９】
＜端末について＞
続いて、マクロセル端末２００−１及びピコセル端末２００−２について説明する。ここで、マクロセル端末２００−１及びピコセル端末２００−２を総称して端末装置２００と呼ぶこととする。
図８は、第１の実施形態における端末装置２００の構成を示す概略ブロック図である。
端末装置２００は、受信アンテナ２０１、…、２０Ｎ、無線部２１１、…、２１Ｎ、Ａ／Ｄ変換部２２１、…、２２Ｎ、ＦＦＴ部２３１、…、２３Ｎ、信号分離部２４１、伝搬路推定部２４２、受信ウェイト乗算部２４３、復調部２４５、復号部２４６、受信品質推定部２５１、送信部２５２、Ｄ／Ａ変換部２５３、無線部２５４、送信アンテナ２５５を備える。
【００８０】
受信アンテナ２０ｉは、自端末が接続している基地局から送信された受信ウェイトを含む受信信号を受信する（図４のステップＳ１０８参照）。また、受信アンテナ２０ｉは、参照信号（復調用参照信号及び伝搬路推定用参照信号）、制御情報、受信データ信号を含む受信信号を自端末が接続している基地局から受信する。
【００８１】
各受信アンテナ２０ｉは、自端末が接続する基地局から受信した上記受信信号を、インデックスｉが同じ無線部２１ｉへ出力する。
各無線部２１ｉは、受信アンテナ２０ｉから入力された受信信号をダウンコンバートしてベースバンド信号を生成し、生成したベースバンド信号を対応するＡ／Ｄ変換部２２１、…、２２Ｎへ出力する。
【００８２】
各Ａ／Ｄ変換部２２ｉは、入力されたアナログ信号をディジタル信号に変換し、変換後のディジタル信号をインデックスｉが同じＦＦＴ部２３ｉへ出力する。
各ＦＦＴ部２３ｉは、Ａ／Ｄ変換部２２ｉから入力されたディジタル信号をＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；高速フーリエ変換）し、周波数軸上の信号に変換し、変換後の信号を信号分離部２４１へ出力する。
【００８３】
信号分離部２４１は、各ＦＦＴ部２３ｉから入力された信号から参照信号（復調用参照信号及び伝搬路推定用参照信号）と制御情報を分離し、参照信号を伝搬路推定部２４２へ、受信データ信号及び受信ウェイトを受信ウェイト乗算部２４３へ出力する。また、信号分離部２４１は、分離した制御情報を受信ウェイト乗算部２４３、復調部２４５及び復号部２４６へ出力する。
【００８４】
受信ウェイト乗算部２４３は、信号分離部２４１から入力された受信データ信号に、信号分離部２４１から入力された受信ウェイトを乗算し、乗算により得られた信号を復調部２４５へ出力する。このとき、受信ウェイト乗算部２４３は、制御情報（リソース割り当て）を参照し、各端末が使用しているＲＢ１〜ＲＢ３のサブキャリアにおける受信データ信号に対して、サブキャリア毎の受信ウェイトを乗算する。
【００８５】
復調部２４５は、信号分離部２４１から入力された制御情報（変調方式）に基づいて、入力された受信データ信号を復調し、得られた受信ビット列を復号部２４６へ出力する。
復号部２４６では、信号分離部２４１から入力された制御情報（符号化率）に基づいて、復調部２４５から入力された受信ビット列を復調し復号ビット列を得る。
【００８６】
伝搬路推定部２４２は、信号分離部２４１から入力された参照信号に含まれる伝搬路推定用参照信号からサブキャリア毎の伝搬路情報を推定し、推定した伝搬路情報を送信部２５２へ出力する。また、伝搬路推定部２４２は、参照信号に含まれる復調用参照信号からサブキャリア毎の等価伝搬路情報を推定し、推定した等価伝搬路情報を受信ウェイト乗算部２４３へ出力する。等価伝搬路情報とは、基地局で乗算する送信ウェイトを考慮した等価的な伝搬路を表しており、復調用参照信号生成部では送信ウェイトを考慮した復調用参照信号を生成しているため、この信号を受信することで等価伝搬路を得ることができる。
【００８７】
なお、本実施形態では、マクロセル基地局１００が受信ウェイトを算出し、各端末へ通知する構成であるため、各端末において受信ウェイトの算出は不要である。
しかし、各端末が受信ウェイトを算出する場合、送信ウェイトを乗算した既知信号（復調用参照信号）を送信することによって、各端末で等価伝搬路情報を推定することができるため、受信ウェイトの通知は必須ではなく、各端末で等価伝搬路情報を推定する構成にすることも可能である。また、受信ウェイトが通知された場合でも、各端末で受信ウェイトの算出を行なってもよい。
【００８８】
受信品質推定部２５１は、周辺セルの基地局からの同期信号をそれぞれ受信し、同期信号から得られた受信レベルから受信品質を推定する。受信品質推定部２５１は、受信レベルが予め決められた閾値よりも高ければ、その受信レベルが得られた同期信号を送信した基地局を干渉局と判定する。受信品質推定部２５１は、推定した受信品質（干渉に関する要素が含まれた数値と、干渉源となるセルの情報）を送信部２５２へ出力する。
送信部２５２は、伝搬路推定部２４２から入力された伝搬路情報と受信品質推定部２５１から入力された受信品質とを送信可能な形式の送信信号に変換し、変換後の送信信号をＤ／Ａ変換部２５３へ出力する。
【００８９】
Ｄ／Ａ変換部２５３は、送信部２５２から入力された送信信号をディジタル信号からアナログ信号に変換し、変換後のアナログ信号を無線部２５４へ出力する。
無線部２５４は、Ｄ／Ａ変換部２５３から入力されたアナログ信号を送信アンテナ２５５から自端末が接続している基地局へ送信する。
【００９０】
なお、本実施形態において、受信品質推定部２５１は、周辺セルから到来する同期信号を各セルが受信した結果に基づき、受信品質を生成したが、これに限らず、基地局間でやり取りする情報を基に受信品質を生成してもよい。
例えば、ＬＴＥシステムでは、受信品質推定部２５１は、基地局間で基地局各々の送信電力がリソースブロック毎に高いか低いかを把握することが可能なＲＮＴＰ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ  Ｔｘ  Ｐｏｗｅｒ）等の制御情報を用いて、受信品質を生成してもよい。ここで、ＲＮＴＰは、各セルのリソースブロック毎の送信電力を示す情報であるため、各基地局でこの情報を参照することにより、各セルの送信電力を把握することができる。受信品質推定部２５１は、送信電力が小さい値のセルは、隣接セルに干渉を与えないセル、大きい値のセルは隣接セルに干渉を与えるセルと決定することができる。
【００９１】
また、各セルの位置関係が事前に把握されている場合には、受信品質推定部２５１は、その位置関係とＲＮＴＰを考慮することにより、リソースブロック毎の受信品質を生成してもよい。
【００９２】
＜送受信ウェイト算出の詳細について＞
続いて、ウェイト算出部１６２が行う送受信ウェイト算出の詳細について説明する。
まず、以下の説明で扱う変数について説明する。協調制御の対象となる基地局数をＮＢＳ、協調制御の対象となる端末数をＮＵＥとする。また、ｊ（１≦ｊ≦ＮＢＳ）は基地局の識別番号、ｋ（１≦ｋ≦ＮＵＥ）は端末の識別番号を表し、本実施形態において、ｊ＝１はマクロセル基地局１００、ｊ＝２はピコセル基地局３００、ｋ＝１はマクロセル端末２００−１、ｋ＝２はピコセル端末２００−２とする。Ｈｋｊ（ｍ）は、ｍ番目のサブキャリアにおける第ｊ（１≦ｊ≦ＮＢＳ）番目の基地局と第ｋ（１≦ｋ≦ＮＵＥ）番目の端末との間の伝搬路情報を表し、Ｈｊｋ（ｍ）’は、ｍ番目のサブキャリアにおける第ｋ（１≦ｋ≦ＮＵＥ）番目の端末と第ｊ（１≦ｊ≦ＮＢＳ）番目の基地局との間の伝搬路情報を表している。また、ｖは、送信ウェイトを表し、ｕは、受信ウェイトを表しており、Ｑは受信する干渉信号の共分散行列である。また、Ｐは、送信電力であり、ｄは、送信するストリーム数である。
【００９３】
また、ｘは、リソースブロック番号（１≦ｘ≦リソースブロック数（本実施形態では６）とし、ｍは、サブキャリア番号（１≦ｍ≦通信フレーム内の最後のサブキャリア番号（本実施形態では７２）とする。また、繰り返し回数は、任意の値を設定することが可能であり、十分な繰り返し回数を与えることで、より多くのセル間干渉の影響を抑圧可能な送受信ウェイトを算出することができる。
【００９４】
図９は、図４のステップＳ１０５における送受信ウェイト算出の処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップＳ２００において、ウェイト算出部１６２は、ＲＢｘがリソース割り当てに含まれるかを判定する。つまり、本実施形態では、ウェイト算出部１６２は、ｘ＝１、２、３の場合リソース割り当てに含まれると判定し、ｘ＝４、５、６の場合リソース割り当てに含まれないと判定する。
【００９５】
次に、ステップＳ２０１において、ウェイト算出部１６２（図６）は、サブキャリア番号ｍにＲＢｘにおける最初のサブキャリア番号を設定する。具体的には、本実施形態では、ウェイト算出部１６２は、例えばリソースブロック番号ｘが１のときサブキャリア番号ｍが１、リソースブロック番号ｘが２のときサブキャリア番号ｍが１３のように、各リソースブロックの最初のサブキャリア番号を指定する。
【００９６】
次に、ステップＳ２０２において、ウェイト算出部１６２は、サブキャリア番号ｍがＲＢｘにおける最後のサブキャリア番号以下の間、ステップＳ２０３〜Ｓ２１４の処理を繰り返すための判定を行う。具体的には、ウェイト算出部１６２は、サブキャリア番号ｍがＲＢｘにおける最後のサブキャリア番号以下であるか否か判定する。サブキャリア番号ｍがＲＢｘにおける最後のサブキャリア番号以下の場合（ステップＳ２０２  ＹＥＳ）、ウェイト算出部１６２は、ステップＳ２０３へ遷移する。サブキャリア番号ｍがＲＢｘにおける最後のサブキャリア番号を超える場合（ステップＳ２０２  ＮＯ）、ウェイト算出部１６２は、ステップＳ２１５へ遷移する。
【００９７】
次に、ステップＳ２０３において、ウェイト算出部１６２は、インデックスｎを１に初期化する。
次に、ステップＳ２０４において、ウェイト算出部１６２は、送信ウェイトｖｊ（ｍ）に任意の初期値を設定する。
【００９８】
次に、ステップＳ２０５において、ウェイト算出部１６２は、インデックスｎが予め決められた繰り返し回数以下の間、ステップＳ２０５〜Ｓ２１２の処理を繰り返すための判定を行う。具体的には、ウェイト算出部１６２は、インデックスｎが繰り返し回数以下であるか否か判定する。インデックスｎが繰り返し回数以下である場合（ステップＳ２０５  ＹＥＳ）、ウェイト算出部１６２は、ステップＳ２０６へ遷移する。インデックスｎが繰り返し回数を超える場合（ステップＳ２０５  ＮＯ）、ウェイト算出部１６２は、ステップＳ２１３へ遷移する。
【００９９】
次に、ステップＳ２０６において、ウェイト算出部１６２は、伝搬路情報と送信ウェイトとに基づいて、干渉の共分散行列Ｑｋ（ｍ）を算出する。具体的には、例えば、ウェイト算出部１６２は、次式（１）に従って、共分散行列Ｑｋ（ｍ）を算出する。
【０１００】
【数１】
0005923786.tif 000002
【０１０１】
ここで式（１）において、上付きのＨは複素共役転置行列を表す。次に、ウェイト算出部１６２は、算出した干渉の共分散行列Ｑｋ（ｍ）に基づいて、受信ウェイトを算出する。具体的には、ステップＳ２０７において、例えば、ウェイト算出部１６２は、干渉の共分散行列Ｑｋ（ｍ）を特異値分解し、受信ウェイトｕｋ（ｍ）を算出する。ここで、共分散行列Ｑｋ（ｍ）を特異値分解して得られる左特異ベクトルのうち、小さい特異値に対応するものをストリーム数分選択して受信ウェイトｕｋ（ｍ）とする。具体的には、ウェイト算出部１６２は、左特異ベクトル（受信アンテナ数行、受信アンテナ数列）のうち、右からストリーム数分の列を抽出し、受信ウェイトｕｋ（ｍ）とする。
【０１０２】
次に、ステップＳ２０８において、ウェイト算出部１６２は、送信ウェイトｖｋ（ｍ）’に算出した受信ウェイトｕｋ（ｍ）の値を代入し、伝搬路情報Ｈｊｋ（ｍ）’にＨｋｊ（ｍ）Ｈの値を代入する。
【０１０３】
次に、ステップＳ２０９において、ウェイト算出部１６２は、伝搬路情報と受信ウェイトとに基づいて、干渉の共分散行列Ｑｊ（ｍ）’を算出する。具体的には、例えば、ウェイト算出部１６２は、次式（２）に従って、干渉の共分散行列Ｑｊ（ｍ）’を算出する。
【０１０４】
【数２】
0005923786.tif 000003
【０１０５】
次に、ウェイト算出部１６２は、算出した干渉の共分散行列Ｑｊ（ｍ）’に基づいて、送信ウェイトを算出する。具体的には、例えば、ステップＳ２１０において、ウェイト算出部１６２は、干渉の共分散行列Ｑｊ（ｍ）’を特異値分解し、受信ウェイトｕｊ（ｍ）’を算出する。そして、ウェイト算出部１６２は、ステップＳ２０７と同様に、Ｑｊ（ｍ）’を特異値分解して得られる左特異ベクトルのうち、小さい特異値に対応するものをストリーム数分選択して受信ウェイトｕｊ（ｍ）’とする。具体的には、ウェイト算出部１６２は、左特異ベクトル（送信アンテナ数行、送信アンテナ数列）のうち、右からストリーム数分の列を抽出し、受信ウェイトｕｊ（ｍ）’とする。
【０１０６】
次に、ステップＳ２１１において、ウェイト算出部１６２は、送信ウェイトｖｊ（ｍ）に算出した受信ウェイトｕｊ（ｍ）’を代入する。
次に、ステップＳ２１２において、ウェイト算出部１６２は、インデックスｎに１を加算し、ステップＳ２０４へ遷移する。これにより、ステップＳ２０４において、ウェイト算出部１６２は、インデックスｎの値と繰り返し回数を比較し、ステップＳ２０５〜Ｓ２１２の処理を予め決められた繰り返し回数行い、インデックスｎが予め決められた繰り返し回数を越える場合（ステップＳ２０５  ＮＯ）、ステップＳ２１３へ遷移する。
【０１０７】
次に、ステップＳ２１３において、ウェイト算出部１６２は、得られた送信ウェイトｖｊ（ｍ）をｍ番目のサブキャリアにおける送信ウェイト、受信ウェイトｕｋ（ｍ）の複素共役転置ベクトルｕｋ（ｍ）Ｈをｍ番目のサブキャリアにおける受信ウェイトとする。
次に、ステップＳ２１４において、ウェイト算出部１６２は、サブキャリア番号ｍに１を加算し、ステップＳ２０２へ遷移する。ウェイト算出部１６２は、ステップＳ２０３〜Ｓ２１３の処理をＲＢｘにおけるサブキャリア数回繰り返して、サブキャリア番号ｍがＲＢｘにおける最後のサブキャリア番号を越える場合（ステップＳ２０２  ＮＯ）、ステップＳ２１５へ遷移する。
【０１０８】
次に、ステップＳ２１５において、ウェイト算出部１６２は、リソースブロック番号ｘに１を加算し、ステップＳ２１６へ遷移する。
次に、ステップＳ２１６において、ウェイト算出部１６２は、リソースブロック番号ｘがリソースブロック数（ＲＢ数、本実施形態では６）以下であるか否か判定する。リソースブロック番号ｘがＲＢ数以下であれば（ステップＳ２１６  ＹＥＳ）、ウェイト算出部１６２は、ステップＳ２００へ遷移し、次のリソースブロックについての処理を行う。
【０１０９】
以上の処理を、ウェイト算出部１６２は、リソースブロック数だけ繰り返して、リソースブロック番号ｘがＲＢ数を超える場合（ステップＳ２１６  ＮＯ）、その処理を終了する。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
以上により、ウェイト算出部１６２は、リソース割り当てに含まれる全てのサブキャリア（本実施形態では、ＲＢ１〜ＲＢ３における全てのサブキャリア）に対してサブキャリア毎の送受信ウェイトを算出することができる。
【０１１０】
このように、図９に示されたアルゴリズムでは、ウェイト算出部１６２は、小さい特異値に対応するウェイト（干渉電力が小さくなるようなウェイト）を用いるようにウェイトを繰り返し更新していく。そのため、ウェイト算出部１６２は、予め決められた繰り返し回数後には、干渉の影響を抑圧することができるウェイトを送受信ウェイトとして得ることができる。本実施形態における通信システム１は、このように得られた送受信ウェイトを用いることにより、複数のセルが協調して干渉の影響を抑圧することができる。なお、このアルゴリズムは一例であり、この他のアルゴリズムを用いてもよい。
【０１１１】
図１０は、図９における処理により送信ウェイトと受信ウェイトとが算出される工程を示した図である。同図において、送信ウェイトの算出処理と受信ウェイトの算出処理とに分けられている。
まず、インデックスｎが１の場合、ウェイト算出部１６２は、送信ウェイトｖｊ（ｍ）に初期値が代入する（ステップＳ２０４）。次に、ウェイト算出部１６２は、共分散行列Ｑｋ（ｍ）を算出する（ステップＳ２０５）。次に、ウェイト算出部１６２は、共分散行列Ｑｋ（ｍ）を特異値分解し、受信ウェイトｕｋ（ｍ）を算出する（ステップＳ２０７）。
【０１１２】
次に、ウェイト算出部１６２は、送信ウェイトｖｋ（ｍ）’に算出した受信ウェイトｕｋ（ｍ）の値を代入し、伝搬路情報Ｈｊｋ（ｍ）’にＨｋｊ（ｍ）Ｈの値を代入する（ステップＳ２０８）。
次に、ウェイト算出部１６２は、干渉の共分散行列Ｑｊ（ｍ）’を算出する（ステップＳ２０９）。次に、ウェイト算出部１６２は、干渉の共分散行列Ｑｊ（ｍ）’を特異値分解し、受信ウェイトｕｊ（ｍ）’を算出する（ステップＳ２１０）。次に、ウェイト算出部１６２は、送信ウェイトｖｊ（ｍ）に算出した受信ウェイトｕｊ（ｍ）’を代入する（ステップＳ２１１）。
【０１１３】
次に、インデックスｎが２の場合、ウェイト算出部１６２は、ステップＳ２０６〜Ｓ２０８の処理を行い、受信ウェイトｕｋ（ｍ）を更新する。次に、ウェイト算出部１６２は、ステップＳ２０９〜Ｓ２１１の処理を行い、送信ウェイトトｖｊ（ｍ）を更新する。以下、同様にして、インデックスｎが３〜ｎ−１まで、ウェイト算出部１６２は、受信ウェイトｕｋ（ｍ）と送信ウェイトトｖｊ（ｍ）を更新する。
【０１１４】
次に、インデックスｎが繰り返し回数の場合、ウェイト算出部１６２は、ステップＳ２０６〜Ｓ２０８の処理を行い、受信ウェイトｕｋ（ｍ）を更新する。次に、ウェイト算出部１６２は、ステップＳ２０９〜Ｓ２１１の処理を行い、送信ウェイトトｖｊ（ｍ）を更新する。
【０１１５】
次に、ウェイト算出部１６２は、得られた送信ウェイトｖｊ（ｍ）をｍ番目のサブキャリアにおける送信ウェイト、受信ウェイトｕｋ（ｍ）をｍ番目のサブキャリアにおける受信ウェイトとする。以上により、ウェイト算出部１６２は、送信ウェイトｖｊ（ｍ）と受信ウェイトｕｋ（ｍ）を算出する。
【０１１６】
なお、ウェイト算出部１６２は、協調送信ビームフォーミング技術を用いてもよく、ウェイト算出部１６２は、例えば、次式（３）のように、伝搬路情報を用いて、セルｊ（１≦ｊ≦ＮＢＳ）の基地局における送信ウェイトｖｋ（ｍ）を算出してもよい。
【０１１７】
【数３】
0005923786.tif 000004
【０１１８】
式（３）はＺＦ（ゼロフォーシング；Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ）型の送信ウェイトであるが、他の送信ウェイトを用いてもよい。
【０１１９】
＜第１の実施形態の効果＞
以上、例えば、各セルに３つのリソースブロックを割り当てる場合、従来技術では、セル間干渉の影響を考慮し、セル毎にリソース割り当てが重複しないように調整するため、マクロセルとピコセルで合計６つのリソースブロックが必要となる。しかし、本実施形態では、協調制御によってセル間干渉を抑圧することができるため、マクロセルとピコセルで同じリソースを割り当てることが可能となり、必要なリソースは３つのリソースブロックとなる。これにより、第１の実施形態の通信システムは、マルチセル環境において、複数のセルに同一のリソースが割り当てた場合において、セル間干渉を回避するために他のリソースに変更することが必要ないので、周波数利用効率を向上させることができる。
【０１２０】
また、従来、基地局は、リソース割り当てが重複した端末を、セル間干渉を回避するために他のリソースに変更するため、全ての端末にとって最適なスケジューリングを行うことが困難となり、一部の端末装置では、スループットが劣化するという問題点があった。
本実施形態によれば、マルチセル環境において、マクロセル基地局は、複数のセルを同じリソースに割り当て、協調制御によってセル間干渉を抑えるので、端末装置は良好なスループットを得ることができる。
すなわち、第１の実施形態の通信システムは、マルチセル環境において、周波数利用効率を向上させつつ、良好なスループットを得ることができる。
【０１２１】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、サブキャリア毎に算出した送受信ウェイトを用いて協調制御を行っていたが、本実施形態では複数のサブキャリア毎に一つの送受信ウェイトとする。以下では、第２の実施形態における構成について、第１の実施形態との相違点のみを説明する。ここで、一つの送受信ウェイトを算出するサブキャリア数をウェイト単位と定義し、本実施形態では、一例として、ウェイト単位を１リソースブロック（図１の例では１２サブキャリア）とする。また、本実施形態では、一例として、端末がウェイト単位を決定する例とするが、基地局がウェイト単位を決定し制御してもよい。また、ウェイト単位は、システムで予め設定されていてもよい。
【０１２２】
図１１は、第２の実施形態における通信システム１ｂの構成例を示す図である。
なお、図２と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。
図１１の通信システム１ｂの構成は、図２の通信システム１の構成に対して、マクロセル基地局１００がマクロセル基地局（第一の基地局装置）１００ｂに、マクロセル端末２００−１がマクロセル端末２００ｂ−１に、ピコセル端末２００ｂ−２がピコセル端末２００ｂ−２に変更されたものとなっている。また、マクロセル１１がマクロセル２１へ変更され、ピコセル１２がピコセル２２に変更されたものとなっている。
【０１２３】
図１２は、第２の実施形態における通信システムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ３０１、Ｓ３０７、Ｓ３０９及びステップＳ３１０は、それぞれ図４のステップＳ１０１、Ｓ１０７、Ｓ１０９及びステップＳ１１０と同一であるので、その説明を省略する。以下、図１２を用いて、第１の実施形態と異なる点について説明する。
【０１２４】
ステップＳ３０２において、各端末（マクロセル端末２００ｂ−１及びピコセル端末２００ｂ−２）は自端末が接続している基地局へ、指定するウェイト単位毎の伝搬路情報及び受信品質を通知する。第２の実施形態では、一例としてウェイト単位が１リソースブロックであるため、伝搬路情報及び受信品質は、１リソースブロック毎に一つの値（以下、代表値ともいう）となる。第２の実施形態では、それぞれの情報のフィードバック数は６である。このとき、各端末は、例えばウェイト単位毎の伝搬路情報の平均値を伝搬路情報の代表値として算出することもできるし、参照信号が割り当てられているサブキャリアのうちの１つのサブキャリアにおける伝搬路情報を代表値として算出することもできる。また、各端末は、例えばウェイト単位毎の受信品質の平均値を受信品質の代表値として算出することもできるし、参照信号が割り当てられているサブキャリアのうちの１つのサブキャリアにおける受信品質を代表値として算出することもできる。また、伝搬路情報または受信品質の代表値のフィードバックは、端末が求めた代表値をフィードバックしてもよいし、別の情報、例えばコードブック、情報圧縮した値などをフィードバックしてもよい。
またウェイト単位は、各端末で同じであってもよいし、異なっていてもよい。より詳細には、複数の端末装置のうち、少なくとも一つの端末装置のウェイト単位が他の端末装置のウェイト単位と異なっていてもよい。各端末でウェイト単位が同じである場合は、ウェイト単位を通知する情報量を減らすことができるため、伝送効率が向上する。一方、各端末でウェイト単位が異なる場合は、各端末で適した単位でウェイトを算出できるため、伝送性能を向上させることができる。
【０１２５】
このように、第１の実施形態における各端末は、全てのサブキャリアにおける伝搬路情報と受信品質を自端末が接続している基地局へ通知していた。それに対し、第２の実施形態では、各端末は、指定するウェイト単位毎に一つの伝搬路情報及び一つの受信品質を自端末が接続している基地局へ通知するので、各端末から基地局への通信量（フィードバック量）を減らすことができる。さらにステップＳ３０２では、各端末は自端末が接続している基地局へウェイト単位を通知する。
【０１２６】
ステップＳ３０３では、ピコセル基地局３００は、有線ネットワークを用いて、ステップＳ３０２で取得した情報をマクロセル基地局１００ｂへ通知する。なお、集中制御局以外の基地局が複数存在する場合には、それらの基地局が上記ステップＳ３０３の処理を行う。なお、ピコセル基地局３００が、ピコセル端末装置２００ｂ−２から伝搬路情報の代表値を示す情報を通知された場合、以下の処理を行う。マクロセル基地局１００ｂ以外の基地局装置であるピコセル基地局３００は、ピコセル端末装置２００ｂ−２から通知された伝搬路情報の代表値を示す情報を、有線ネットワークまたは無線ネットワーク経由でマクロセル基地局１００ｂへ通知してもよい。
ステップＳ３０４において、マクロセル基地局１００ｂは、各端末から通知されたウェイト単位毎の受信品質に基づいて、リソース割り当てを決定する。ここで、本実施形態におけるリソース割り当ては、第１の実施形態と同様に、ＲＢ１〜ＲＢ３とする。
【０１２７】
ステップＳ３０５において、マクロセル基地局１００ｂは、ウェイト単位毎に送受信ウェイトを算出する。第１の実施形態では、サブキャリア毎の伝搬路情報に基づいて、割り当てられたリソース（ＲＢ１〜ＲＢ３）に対してサブキャリア毎に送受信ウェイトを算出していた。それに対し、本実施形態では、各端末からフィードバックされた６つの伝搬路情報に基づいて、割り当てられたリソースに対してウェイト単位毎に送受信ウェイトを算出する。本実施形態では、一例としてマクロセル基地局１００ｂは、３つの送受信ウェイトを算出する。なお、ステップＳ３０２で、端末装置は、参照信号を用いて、前記ウェイト単位の伝搬路情報の代表値を求めた場合、マクロセル基地局１００ｂは、その伝搬路情報の代表値を用いてウェイト単位毎に送信ウェイト又は受信ウェイトを算出してもよい。また、マクロセル基地局１００ｂは、伝搬路情報の代表値を用いてウェイト単位とは異なる単位毎に送信ウェイト又は受信ウェイトを算出してもよい。
また、ステップＳ３０６で通知する送受信ウェイト及びステップＳ３０８で通知する受信ウェイトは、それぞれ三つずつとなる。
【０１２８】
図１３は、第２の実施形態における端末装置２００ｂの概略ブロック図である。
なお、図８と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。図１３の端末装置２００ｂの構成は、図８の端末装置２００の構成に対して、受信ウェイト乗算部２４３が受信ウェイト乗算部２４３ｂに、伝搬路推定部２４２が伝搬路推定部２４２ｂに、受信品質推定部２５１が受信品質推定部２５１ｂに変更されたものになっている。
【０１２９】
受信ウェイト乗算部２４３ｂは、第１の実施形態における受信ウェイト乗算部２４３と同様の機能を有するが、以下の点で異なる。
受信ウェイト乗算部２４３ｂは、信号分離部２４１から入力された受信データ信号に、ウェイト単位毎に同じ受信ウェイトを乗算する。具体的には、本実施形態の例の場合、リソースブロック１のサブキャリアではｗ＝１の受信ウェイトを乗算し、リソースブロック２のサブキャリアではｗ＝２の受信ウェイト、リソースブロック３のサブキャリアではｗ＝３の受信ウェイトを乗算する。
【０１３０】
伝搬路推定部２４２ｂは、第１の実施形態における伝搬路推定部２４２と同様の機能を有するが、以下の点で異なる。
伝搬路推定部２４２ｂは、ウェイト単位毎に、伝搬路情報の代表値を算出する。具体的には、例えば、伝搬路推定部２４２ｂは、サブキャリア毎に伝搬路情報を推定する。そして、伝搬路推定部２４２ｂは、サブキャリア毎に算出された伝搬路情報をウェイト単位で平均し、その平均値を伝搬路情報の代表値として算出する。
【０１３１】
受信品質推定部２５１ｂは、第１の実施形態における受信品質推定部２５１と同様の機能を有するが、以下の点で異なる。
受信品質推定部２５１ｂは、ウェイト単位毎に、受信品質の代表値を算出する。具体的には、例えば、受信品質推定部２５１ｂは、サブキャリア毎に受信品質を推定する。そして、受信品質推定部２５１ｂは、サブキャリア毎に算出された受信品質をウェイト単位で平均し、その平均値を受信品質の代表値として算出する。
【０１３２】
図１４は、第２の実施形態におけるマクロセル基地局１００ｂの概略ブロック図である。なお、図５と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。図１４のマクロセル基地局１００ｂの構成は、図５のマクロセル基地局１００の構成に対して、受信部１０４が受信部１０４ｂに、送信ウェイト乗算部１０７が送信ウェイト乗算部１０７ｂに、上位層１６０が上位層１６０ｂに、変更されたものになっている。
【０１３３】
受信部１０４ｂは、第１の実施形態の受信部１０４と同様の機能を有するが、以下の点で異なる。
受信部１０４ｂは、マクロセル端末２００−１から送信された送信信号に含まれるウェイト単位を上位層１６０ｂへ出力する。
【０１３４】
送信ウェイト乗算部１０７ｂは、第１の実施形態の送信ウェイト乗算部１０７と同様の機能を有するが、以下の点で異なる。
送信ウェイト乗算部１０７ｂは、変調部１０６から入力された入力された送信ビット列に、ウェイト単位毎に同じ送信ウェイトを乗算する。
具体的には、本実施形態の例の場合、リソースブロック１のサブキャリアではｗ＝１の送信ウェイトを乗算し、リソースブロック２のサブキャリアではｗ＝２の送信ウェイト、リソースブロック３のサブキャリアではｗ＝３の送信ウェイトを乗算する。
【０１３５】
図１５は、第２の実施形態における上位層１６０ｂの概略ブロック図である。上位層１６０ｂは、割当部１６１ｂと、ウェイト算出部１６２ｂとを備える。
割当部１６１ｂは、各端末から通知されたウェイト単位毎の受信品質に基づいて、リソース割り当てを決定する。割当部１６１ｂは、決定したリソース割り当ての結果を示す割当結果をウェイト算出部１６２ｂへ出力する。
【０１３６】
ウェイト算出部１６２ｂは、割当部１６１ｂから入力された割当結果から割り当てられたリソースを取得する。ウェイト算出部１６２ｂは、各端末からフィードバックされた６つの伝搬路情報に基づいて、割当部１６１ｂにより割り当てられたリソースに対してウェイト単位毎に送受信ウェイトを算出する。
【０１３７】
ここで、第１の実施形態（図９）におけるサブキャリア番号ｍ（１≦ｍ≦サブキャリア数）について、本実施形態ではフィードバック番号ｗ（１≦ｗ≦フィードバック数）とし、第１の実施形態におけるＨｋｊ（ｍ）等のインデックスｍをフィードバック番号ｗに置き換える。
【０１３８】
本実施形態における送受信ウェイトの算出処理の流れを、図１６を用いて説明する。図１６は、第２の実施形態における送受信ウェイト算出の処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップＳ４０１において、ウェイト算出部１６２ｂは、フィードバック番号ｗを１に初期化する。
【０１３９】
次に、ステップＳ４０２において、ウェイト算出部１６２ｂは、フィードバック番号ｗがフィードバック数以下の間、ステップＳ４０３〜Ｓ４１４の処理を繰り返し、ウェイト単位毎に送受信ウェイトを算出する。具体的には、ウェイト算出部１６２ｂは、フィードバック番号ｗがフィードバック数以下であるか否か判定する。フィードバック番号ｗがフィードバック数以下である場合（ステップＳ４０２  ＹＥＳ）、ウェイト算出部１６２ｂは、ステップＳ４０３へ遷移する。一方、フィードバック番号ｗがフィードバック数を超える場合（ステップＳ４０２  ＮＯ）、ウェイト算出部１６２ｂは、ステップＳ４１５へ遷移する。
【０１４０】
図１６のステップＳ４０３〜Ｓ４１４は、それぞれ図９のステップＳ２０３〜Ｓ２１４と同様な処理であり、先に述べたように、処理の対象となるインデックスが異なる。つまり、図９では、ウェイト算出部１６２はサブキャリア番号ｍに基づいて、サブキャリア毎に送受信ウェイトを算出した。図１６では、ウェイト算出部１６２ｂはフィードバック番号ｗに基づいて、フィードバック単位（ウェイト単位）毎に送受信ウェイトを算出する。
【０１４１】
図１６のステップＳ４１５では、ステップＳ４１３で算出した送受信ウェイト（本実施形態では６つ）のうち、リソース割り当てに指定されたＲＢ１〜ＲＢ３の送受信ウェイトを抽出する。以上により、本フローチャートの処理を終了する。
【０１４２】
＜第２の実施形態の効果＞
以上のようにして、本実施形態における、マクロセル基地局１００ｂは、リソース割り当てに指定されたリソースブロックについて、ウェイト単位毎の送受信ウェイトを算出することができる。
これにより、第２の実施形態の通信システム１ｂは、第１の実施形態の効果に加えて、本実施形態では、端末装置２００ｂは、端末装置２００ｂから基地局にフィードバックする伝搬路情報と受信品質とをウェイト単位毎に算出するので、基地局へのフィードバック量を削減できる。
【０１４３】
なお、本実施形態におけるウェイト単位は、１リソースブロック（１２サブキャリア）としたが、リソースブロックの自然数倍と指定することも可能である。例えば、ウェイト単位を３リソースブロックと指定した場合、端末から基地局へのフィードバック数は２（フィードバックする伝搬路情報及び受信品質はそれぞれＲＢ１〜ＲＢ３の平均値、ＲＢ４〜ＲＢ６の平均値）となり、集中制御局はＲＢ１〜ＲＢ３もしくはＲＢ４〜ＲＢ６のどちらかにリソース割り当てを行い、ウェイト算出部１６２ｂは、一つの送受信ウェイトを算出してもよい。
【０１４４】
また、本実施形態におけるウェイト単位は、リソースブロック単位ではなく、サブキャリア数で指定してもよい。つまり、１６サブキャリア毎のようなリソースブロックと異なるリソース単位で指定するといった、リソースの割当単位とフィードバックの制御単位を異なるような方法を用いても本発明の範囲を逸脱しない。さらに、周波数帯によってウェイト単位を変えてもよく、例えば、ＲＢ１〜ＲＢ２では１リソースブロック単位、ＲＢ３〜６では２リソースブロック単位と指定してもよい。すなわち、マクロセル基地局１００ｂは、送信ウェイトと前記受信ウェイトを、リソースブロックの自然数倍の単位で算出してもよい。また、マクロセル基地局１００ｂは、送信ウェイトと受信ウェイトを、複数の種類のリソースブロック単位で算出してもよく、ｗ＝１のウェイトは１リソースブロックに対するウェイト、ｗ＝２のウェイトは２リソースブロックに対するウェイトといったように、ウェイト毎にウェイト算出単位が変わってもよい。例えば、ウェイト算出単位は伝搬路の周波数選択性（例えば周波数相関）を考慮し、周波数選択性が少ない場合、つまり周波数相関が高い場合はウェイト算出単位を大きくし、周波数選択性が大きい、つまり周波数相関が低い場合はウェイト算出単位を小さくするといったように、ウェイト算出単位を変えれば、演算量削減及び伝送特性向上の観点から適したウェイト算出単位とすることができる。すなわち、マクロセル基地局１００ｂは、予め決められた算出単位毎に送信ウェイトと受信ウェイトを算出すればよい。
また、端末装置２００ｂが１リソースブロック毎に伝搬路情報をフィードバックし、マクロセル基地局１００ｂが２リソースブロック毎に送受信ウェイトを求めるといった、フィードバック単位よりもウェイト算出単位が大きくなってもよい。この場合、算出するウェイト数が減ることによって、マクロセル基地局１００ｂの演算量を削減でき、またマクロセル基地局１００ｂが端末装置２００ｂへウェイトを通知するための制御情報量を削減できる。一方、端末装置２００ｂが２リソースブロック毎に伝搬路情報をフィードバックし、マクロセル基地局１００ｂがフィードバック情報を補間し、１リソースブロック毎にウェイトを求めるといった、フィードバック単位よりもウェイト算出単位が小さくなっても良い。この場合、マクロセル基地局１００ｂが算出するウェイト間隔が狭くなるため、実際の伝搬路とウェイトの誤差が小さくなり、伝送特性を向上させることができる。
また、本実施形態では、端末装置２００ｂがウェイト単位を指定する例としたが、マクロセル基地局１００ｂが指定してもよい。その場合、マクロセル基地局１００ｂは、ウェイト単位を各基地局装置へ送信する。これにより、ウェイト単位は、各基地局装置からそれぞれが通信する各端末装置２００ｂに通知される。
【０１４５】
［第３の実施形態］
第１及び第２の実施形態では、送受信ウェイトを算出する単位が送信ウェイトと受信ウェイトで同じであったが、第３の実施形態では、送信ウェイトは、指定したウェイト単位毎であり、受信ウェイトはウェイト単位に関係なくサブキャリア毎に算出する。なお、サブキャリア毎に算出することに限らず、端末装置は、ウェイト単位とは異なる単位で受信ウェイトを生成してもよい。
【０１４６】
図１６は、第３の実施形態における通信システム１ｃの構成例を示す図である。なお、図２と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。
図１７の通信システム１ｃの構成は、図２の通信システム１の構成に対して、マクロセル基地局１００がマクロセル基地局（第一の基地局装置）１００ｃに変更され、マクロセル端末２００−１がマクロセル端末２００ｃ−１に変更され、ピコセル端末２００ｂ−２がピコセル端末２００ｃ−２に変更されたものとなっている。
【０１４７】
以下では、本実施形態における構成について、第１及び第２の実施形態との相違点のみを説明する。図１８は、第３の実施形態における通信システムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。第３の実施形態における通信システム１ｃの処理の流れは、第１の実施形態における通信システム１の処理の流れと比べて、第３の実施形態のマクロセル基地局１００ｃは、送信ウェイトのみを必要とする点で異なる。ステップＳ５０１〜Ｓ５０４、Ｓ５０７及びＳ５０９は、それぞれ図４のステップＳ１０１〜Ｓ１０４、Ｓ１０７、Ｓ１０９と同一であるので、その説明を省略する。以下、図１８を用いて、第１の実施形態と異なる点について説明する。
【０１４８】
ステップＳ５０５において、マクロセル基地局１００ｃは、送信ウェイトとリソース割り当てを算出する。次に、ステップＳ５０６において、マクロセル基地局１００ｃは、有線ネットワーク経由で、ステップＳ５０５で算出した送信ウェイトとリソース割り当てをピコセル基地局３００へ通知する。つまり、マクロセル基地局１００ｃは、各端末へステップＳ５０５で算出した受信ウェイトを通知しない。
また、ステップＳ５１０において、各端末は、接続する基地局から送信された信号を受信し、受信処理を行う。その際、各端末は、受信した信号に基づいて、受信ウェイトを算出する。そして、各端末は、受信データ信号に対して算出した受信ウェイトを乗算することで、送信信号を復元する。
【０１４９】
なお、集中制御局以外の基地局が複数存在する場合には、マクロセル基地局１００ｃは、有線ネットワーク経由で、ステップＳ１０５で算出した送信ウェイトとリソース割り当てをそれらの、集中制御局以外の基地局全てに通知する。
また、第１及び第２の実施形態において、図４のステップＳ１０８では、各基地局は接続する端末へ受信ウェイトを通知していたが、第３の実施形態では通知しない。
【０１５０】
図１９は、第３の実施形態におけるマクロセル基地局１００ｃの概略ブロック図である。なお、図５と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。
図１９のマクロセル基地局１００ｃの構成は、図５のマクロセル基地局１００の構成に対して、上位層１６０が上位層１６０ｃに変更され、無線部１４１、…、１４Ｎがそれぞれ無線部１４１−ｃ、…、１４Ｎ−ｃに変更されたものとなっている。
【０１５１】
上位層１６０ｃは、第１の実施形態における上位層１６０と同様に機能を有するが、以下の点で異なる。上位層１６０ｃは、送信ウェイトとリソース割り当てを算出する。上位層１６０ｃは、受信ウェイトを算出せず、受信ウェイトを無線部１４１−ｃ、…、１４Ｎ−ｃへ出力しない。これにより、無線部１４１−ｃ、…、１４Ｎ−ｃは、受信ウェイトをマクロセル端末２００−１に送信しない。
【０１５２】
図２０は、第３の実施形態における端末装置２００ｃの概略ブロック図である。なお、図８と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。
図２０の端末装置２００ｃの構成は、図８の端末装置２００の構成に対して、受信ウェイト算出部２４７ｃが追加され、信号分離部２４１が信号分離部２４１ｃに変更され、伝搬路推定部２４２が伝搬路推定部２４２ｃへ変更され、受信ウェイト乗算部２４３が受信ウェイト乗算部２４３ｃに変更されたものとなっている。すなわち、第１及び第２の実施形態との相違点は、第３の実施形態では、受信ウェイト算出部２４７ｃが含まれることである。
【０１５３】
信号分離部２４１ｃは、入力された信号から参照信号（復調用参照信号及び伝搬路推定用参照信号）と制御情報を分離する。そして、信号分離部２４１ｃは、参照信号を伝搬路推定部２４２ｃへ出力する。また、信号分離部２４１ｃは、入力された信号から参照信号と制御情報とが分離された後に残った受信データ信号を受信ウェイト乗算部２４３ｃへ出力する。また、信号分離部２４１は、制御情報を受信ウェイト乗算部２４３ｃ、復調部２４５ｃ及び復号部２４６ｃへ出力する。
【０１５４】
伝搬路推定部２４２ｃは、サブキャリア毎の等価伝搬路情報Ｈ”ｋ（ｍ）を算出し、算出したサブキャリア毎の等価伝搬路情報Ｈ”ｋ（ｍ）を受信ウェイト算出部２４７ｃへ出力する。
受信ウェイト算出部２４７ｃは、伝搬路推定部２４２ｃから入力されたサブキャリア毎の等価伝搬路情報Ｈ”ｋ（ｍ）に基づいて、例えば、次式（４）のように受信ウェイトを算出する。
【０１５５】
【数４】
0005923786.tif 000005
【０１５６】
ここで、σｋ２は端末装置ｋにおける雑音の平均電力であり、Ｉは単位行列である。式（４）はＭＭＳＥ（最小平均二乗誤差；Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）規範に基づいた受信ウェイトであるが、他の受信ウェイトを用いてもよい。受信ウェイト算出部２４７ｃは、算出した受信ウェイトを受信ウェイト乗算部２４３ｃに出力する。
受信ウェイト乗算部２４３ｃは、信号分離部２４１から入力された受信データ信号に、受信ウェイト算出部２４７ｃから入力された受信ウェイトを乗算し、乗算により得られた信号を復調部２４５へ出力する。
【０１５７】
＜第３の実施形態の効果＞
以上により、本実施形態では、第１の実施形態における効果に加えて、各基地局から接続する端末への受信ウェイトの通知が不要となり、各基地局から端末への通信量を削減することができる。また、各端末は、自端末で推定した等価伝搬路に基づいて受信ウェイトを算出するため、伝搬路のフィードバック誤差等の影響を軽減することができる。
【０１５８】
なお、マクロセル基地局１００ｃが送受信ウェイトをサブキャリア単位で算出し、受信ウェイトを端末に通知する際に、ウェイト単位に間引いて通知してもよい。これにより、マクロセル基地局１００ｃは、受信ウェイトの通知量を削減することができる。
なお、受信ウェイトが通知された場合であっても、端末装置２００ｃはサブキャリア単位でウェイトを算出することも可能である。これにより、端末装置２００ｃが移動している等、マクロセル基地局１００ｃがウェイトを算出した伝搬路と端末装置２００ｃが受信したときの伝搬路で誤差が生じた場合に、この誤差の影響を軽減することができる。
また、第３の実施形態では、端末装置２００ｃはサブキャリア単位でウェイトを算出していたが、本発明はこれに限らず、送信ウェイトの算出単位とは異なる単位で受信ウェイトを算出する場合も本発明に含まれる。例えば、マクロセル基地局１００ｃが２リソースブロック毎に送信ウェイトを算出した場合、端末装置２００ｃは１リソースブロック毎に受信ウェイトを算出してもよいし、３リソースブロック毎に受信ウェイトを算出してもよい。端末装置２００ｃの受信ウェイト算出単位を大きくすれば演算量を削減することができるし、受信ウェイト算出単位を小さくすれば伝送特性を向上させることができる。
【０１５９】
また、本実施形態の基地局及び端末装置の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、基地局及び端末装置における上述した種々の処理を行ってもよい。
【０１６０】
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【０１６１】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【０１６２】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１６３】
１、   １ｂ、１ｃ  通信システム
１００、１００ｂ、１００ｃ  マクロセル基地局（第一の基地局装置）
１０１  受信アンテナ
１０２  無線部
１０３  Ａ／Ｄ変換部
１０４  受信部
１０５  符号部
１０６  変調部
１０７  送信ウェイト乗算部
１０８  復調用参照信号生成部
１０９  伝搬路推定用参照信号生成部
１１０  制御信号生成部
１１１  信号多重部
１２１、…、１２Ｎ  ＩＦＦＴ部
１３１、…、１３Ｎ  Ｄ／Ａ変換部
１４１、…、１４Ｎ、１４１−ｃ、…、１４Ｎ−ｃ  無線部（送信部）
１５１、…、１５Ｎ  送信アンテナ
１６０、１６０−２、１６０ｂ、１６０ｃ  上位層
１６１、１６１ｂ  割当部
１６２、１６２ｂ  ウェイト算出部
２００、２００ｂ、２００ｃ  端末装置
２００−１、２００ｂ−１、２００ｃ−１  マクロセル端末
２００−２、２００ｂ−２、２００ｃ−２  ピコセル端末
２０１、…、２０Ｎ  受信アンテナ
２１１、…、２１ｎ  無線部
２２１、…、２２Ｎ  Ａ／Ｄ変換部
２３１、…、２３Ｎ  ＦＦＴ部
２４１、２４１ｃ  信号分離部
２４２、２４２ｃ  伝搬路推定部
２４３、２４３ｃ  受信ウェイト乗算部
２４５  復調部
２４６  復号部
２４７ｃ  受信ウェイト算出部
２５１  受信品質推定部
２５２  送信部
２５３  Ｄ／Ａ変換部
２５４  無線部
２５５  送信アンテナ
３００  ピコセル基地局
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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