(57)【要約】【課題】本発明の課題は、第２システムの基地局間干渉を低減させ、第２システムのスループットを向上できる技術を提供することである。【解決手段】本発明は、複数の基地局が同一周波数を利用する無線通信システムであって、被干渉側の第１の基地局で前記第１の基地局と与干渉側の第２の基地局との間のチャネル推定値を測定する測定手段と、前記測定されたチャネル推定値に応じた送信ウェイトを下りリンク送信信号に乗算する乗算手段と、前記乗算された送信信号を前記第２の基地局から送信する送信手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2015198259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局が同一周波数を利用する無線通信システムであって、
被干渉側の第１の基地局で前記第１の基地局と与干渉側の第２の基地局との間のチャネル推定値を測定する測定手段と、
前記測定されたチャネル推定値に応じた送信ウェイトを下りリンク送信信号に乗算する乗算手段と、
前記乗算された送信信号を前記第２の基地局から送信する送信手段と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第１の基地局は、前記第２の基地局と比べて、前記既存の無線通信システムの基地局の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記第１及び第２の基地局間では上りリンク及び下りリンクの時間スロット割当が異なり、前記第１及び第２の基地局間で干渉が発生する位置に前記第１及び第２の基地局が配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記送信ウェイトは、前記測定されたチャネル推定値を用いて、前記第２の基地局から前記第１の基地局への干渉が小さくなるように生成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記送信ウェイトは、あらかじめ定められた送信ウェイトの候補を格納したコードブックの中から前記測定されたチャネル推定値に応じて選択された送信ウェイトインデックスに対応する送信ウェイトであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記送信ウェイトは、前記測定されたチャネル推定値を用いて、前記第２の基地局から前記第１の基地局への干渉が小さくなるように生成されたヌルステアリングウェイトと、
前記第２基地局配下の移動局と前記第２基地局との間のチャネル推定値を用いて、前記第２基地局配下の移動局における受信信号電力が増大するように生成されたビームフォーミングウェイトとを重み係数に従って合成された送信ウェイトであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記重み係数は、前記第１基地局及び前記第２基地局配下の移動局の受信信号電力対干渉雑音電力比、通信負荷、及び位置関係の少なくとも１つのパラメータに従って決定されることを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
複数の基地局が同一周波数を利用する無線通信システムの基地局であって、
被干渉側の第１の基地局で測定された、前記第１の基地局と与干渉側の第２の基地局との間のチャネル推定値に応じた送信ウェイトを下りリンク送信信号に乗算する乗算手段と、
前記乗算された送信信号を前記第２の基地局から送信する送信手段と
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項９】
複数の基地局が同一周波数を利用する無線通信システムの送信方法であって、
被干渉側の第１の基地局と与干渉側の第２の基地局との間のチャネル推定値を前記第１の基地局で測定する測定ステップと、
前記測定されたチャネル推定値に応じた送信ウェイトを下りリンク送信信号に乗算する乗算ステップと、
前記乗算された送信信号を前記第２の基地局から送信する送信ステップと
を備えることを特徴とする送信方法。
【請求項１０】
複数の基地局が同一周波数を利用する無線通信システムにおける基地局のプログラムであって、前記プログラムは前記基地局を、
被干渉側の第１の基地局で測定された、前記第１の基地局と与干渉側の第２の基地局との間のチャネル推定値に応じた送信ウェイトを下りリンク送信信号に乗算する乗算手段と、
前記乗算された送信信号を前記第２の基地局から送信する送信手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、基地局、送信方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代無線通信システムでは伝送速度の広帯域化、システムの多様化に伴い、周波数資源の枯渇が懸念されている。近年、周辺の電波環境や利用者のニーズを認知し、自律的に最適な周波数や通信システムを選択して通信するコグニティブ無線が検討されている。このコグニティブ無線において既存の無線システムに割り当てられている周波数帯を別の無線システムが２次利用するダイナミックスペクトルアクセスが周波数資源の有効利用の観点から注目を集めている。具体的には、ダイナミックスペクトルアクセスは、新規の無線システムである第２システムが既存の無線システムである第１システムに割り当てられた周波数帯の空きスペクトルを第１システムの通信を妨げないように利用するものである。
【０００３】
図１５は、ダイナミックスペクトルアクセスを説明するための一般的な通信システムの構成図である。該通信システムにおいて、第２システムは、第１システムに割り当てられた周波数帯を共用する。
【０００４】
図１５に示すシステムは、第１システム基地局１５１１と、第２システム第１基地局１５２１と、第２システム第１移動局１５２２と、第２システム第２基地局１５３１と、第２システム第２移動局１５３２とから構成される。第２システムは、同一周波数を用いて上り及び下りリンクの通信を行う時分割複信方式（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）を採用する。第１システムの保護境界１５０１及び第２システムの基地局送信境界１５０２は、第２システムから第１システムへの干渉を保護するために設けられている。第１システム保護境界１５０１は第２システムが第１システムに干渉を与えずに通信できるエリアを示し、第２システムは第１システム保護境界１５０１の内側において、通信することは認められていない。
【０００５】
一般に、第２システムの基地局の下り送信は、第２システムの移動局の上り送信と比べて第１システムへの干渉が大きくなる。このため、第２システム基地局が下り送信可能なエリアは限定されている。第２システム基地局送信境界１５０２は、第２システムの基地局が下り送信可能なエリアを示し、第２システム第１基地局１５２１は、第２システム基地局送信境界１５０２の内側に配置されるため、下り送信は認められていない。一方、第２システム第２基地局１５３１は、第２システムの基地局送信境界１５０２の外側に配置されるため、下り送信が認められている。第２システム移動局は、第１システム保護境界１５０１の外側であれば、上り通信することが認められている。
【０００６】
以上により、第２システムは、第１システムの通信を妨げずに第１システムに割り当てられた周波数を二次利用できる。
【０００７】
図１６は、図１５に示す第２システム内の基地局間干渉及び移動局間干渉を説明するための構成図である。第２システム第１基地局１５２１は、第１システム保護境界１５０１の外側且つ第２システム基地局送信境界１５０２の内側に配置され、第２システム第２基地局１５３１は、第２システムの基地局送信境界１５０２の外側に配置される例である。ここで、実線の矢印は所望信号、破線の矢印は干渉信号を示している。
【０００８】
図１７（ａ）は、第２システム第１基地局１５２１配下のセルの無線リソースを示し、図１７（ｂ）は、第２システム第２基地局１５３１配下のセルの無線リソース使用状況を示し、横軸は時間、縦軸は送信電力を示す。図１７（ａ）の第２システムの基地局１５２１のセルの無線リソース使用状況では、第２システムの基地局１５２１のセルは上り送信のみが認められているため、時間スロットであるｔ１及びｔ２スロットにおいて、上りリンクを用いて通信している。図１７（ｂ）の第２システム第２基地局１５３１配下のセルの無線リソース使用状況では、ｔ１スロットにおいて上りリンク、ｔ２スロットでは、下りリンクを用いて通信している。ここで、ｔ２スロットでは、逆方向の通信リンクが同時送信するため、第２システム第２基地局１５３１から第２システム第１基地局１５２１へ干渉を与える。また、第２システム第１移動局１５２１から第２システム第２移動局１５３２へ干渉を与える。特に、基地局間干渉は、移動局間干渉と比べてカップリングゲインが大きいため、干渉の問題が顕著になる。以降の説明では基地局間干渉のみに着目して説明する。なお、基地局間干渉及び移動局間干渉はＴＤＤシステム固有の問題である。
【０００９】
上記問題を解決するための技術として、特許文献１にて開示されている無線通信システムが知られている。特許文献１では、ＴＤＤを採用する近傍基地局間において、上り及び下りリンクを同時に送信するときに発生する干渉を、上りあるいは下りリンクが異なる無線リソースの送信を停止することにより、干渉が発生しないようにしている。図１８に特許文献１の動作例を示す。図１８（ａ）は、特許文献１記載の技術を適用する前の第２システム第１基地局１５２１配下のセル、図１８（ｂ）は、特許文献１記載の技術を適用する前の第２システム第２基地局１５３１配下のセルの無線リソース使用状況を示している。また、図１８（ｃ）は、特許文献１の技術の第２システム第１基地局１５２１配下のセル、図１８（ｄ）は、特許文献１の技術の第２システム第２基地局１５３１配下のセルの無線リソース使用状況を示している。
【００１０】
図１８（ｄ）では、第２システム第２基地局１５３１配下のセルにおいて、基地局間で上り及び下りリンクが異なるｔ１スロットの下り送信を停止することにより、第２システム第１基地局１５２１のセルの上りリンクへの干渉を低減している。同様に、特許文献１では、上り及び下りリンクが異なるスロットにおいて、送信電力を小さくすることにより、第２システム第１基地局１５２１のセルの上りリンクへの干渉を低減する方法も示唆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＷＯ２０１２‐１６５０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に開示された技術では、上り及び下りリンク割当が異なる無線リソースの送信信号を停止あるいは送信電力を抑制する。このため、特許文献１に開示された無線通信システムでは無線リソースを十分に利用できないという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、第２システムの基地局間干渉を低減させ、第２システムのスループットを向上できる技術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】
【００１４】
上記課題を解決するための本願発明は、複数の基地局が同一周波数を利用する無線通信システムであって、被干渉側の第１の基地局で前記第１の基地局と与干渉側の第２の基地局との間のチャネル推定値を測定する測定手段と、前記測定されたチャネル推定値に応じた送信ウェイトを下りリンク送信信号に乗算する乗算手段と、前記乗算された送信信号を前記第２の基地局から送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するための本願発明は、複数の基地局が同一周波数を利用する無線通信システムの基地局であって、被干渉側の第１の基地局で測定された、前記第１の基地局と与干渉側の第２の基地局との間のチャネル推定値に応じた送信ウェイトを下りリンク送信信号に乗算する乗算手段と、前記乗算された送信信号を前記第２の基地局から送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するための本願発明は、複数の基地局が同一周波数を利用する無線通信システムの送信方法であって、被干渉側の第１の基地局と与干渉側の第２の基地局との間のチャネル推定値を前記第１の基地局で測定する測定ステップと、前記測定されたチャネル推定値に応じた送信ウェイトを下りリンク送信信号に乗算する乗算ステップと、前記乗算された送信信号を前記第２の基地局から送信する送信ステップとを備えることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するための本願発明は、複数の基地局が同一周波数を利用する無線通信システムにおける基地局のプログラムであって、前記プログラムは前記基地局を、被干渉側の第１の基地局で測定された、前記第１の基地局と与干渉側の第２の基地局との間のチャネル推定値に応じた送信ウェイトを下りリンク送信信号に乗算する乗算手段と、前記乗算された送信信号を前記第２の基地局から送信する送信手段として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基地局間の干渉を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムのフローチャートである。
【図３】図１に示す第２システム第１基地局の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１に示す第２システム第２基地局の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの動作を説明するための無線リソース使用状況を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの動作を説明するための無線リソース使用状況を示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムのヌルステアリング動作を説明するための模式図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図９】図８に示す第２システム第１基地局の構成例を示すブロック図である。
【図１０】図８に示す第２システム第２基地局の構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る無線通信システム第２システム第２基地局の構成例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムのフローチャートである。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムの動作を説明するための無線リソース使用状況を示す模式図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムのヌルステアリング及びビームフォーミング動作を説明するための模式図である。
【図１５】周波数共用時の第２システムの通信リンクを説明するための模式図である。
【図１６】ＴＤＤ方式における周波数共用時の第２システム間干渉を説明するための模式図である。
【図１７】ＴＤＤ方式における周波数共用時の第２システム間干渉を説明するための無線リソース使用状況を示す模式図である。
【図１８】特許文献１に開示された従来の無線通信システムの無線リソース使用状況を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下で説明する本発明の各実施形態では、複信方式としてＴＤＤ方式を採用した複数アンテナを搭載する周波数共用型無線通信システムを例に説明する。
【００２１】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムを説明するための構成図である。本発明の無線通信システムは、第１システム及び第２システムから構成されている。第１システムは既存の無線通信システムであり、単数アンテナの基地局１１１が図示されている。第２システムは、第１システムに割り当てられている周波数帯を２次利用することができるコグニティブ無線通信システムである。第２システムは、複数アンテナを有する第２システム第１基地局１２１と、第２システム第１移動局１２２と、複数アンテナを有する第２システム第２基地局１３１と、第２システム第２移動局１３２とから構成される。第２システム第１基地局１２１は、第１システム無線機１１１近くに配置され、配下に第２システム第１移動局１２２を有する。第２システム第２基地局１３１は、第１システム無線機１１１から遠方に配置され、配下に第２システム第２移動局１３２を有する。第２システム第１基地局１２１及び第２システム第２基地局１３１は、基地局間インターフェース１４１を介して接続される。本無線通信システムでは第２システム基地局が下り送信可能なエリアは限定されており、第２システム第１基地局１２１は第２システム基地局送信境界の内側に配置されるため、配下のセル内では上りリンク送信が認められているが下り送信は認められていない。一方、第２システム第２基地局１３１は、第２システムの基地局送信境界の外側に配置されるため、配下のセル内では上りリンク及び下りリンク送信が認められる。第２システムの第１移動局１２２及び第２移動局１３２は、第１システム保護境界の外側であれば、上り通信することが認められている。
【００２２】
図２は、与干渉側の第２システム第２基地局１３１が被干渉側の第２システム第１基地局１２１への干渉を低減するヌルステアリング動作の動作例を示したフローチャートである。
【００２３】
第２システム第２基地局１３１は、第２システム第２移動局１３２に対して下り送信を行う（ステップＡ０１）。
【００２４】
第２システム第１基地局１２１は、第２システム第２基地局１３１から送信された例えばパイロット信号を受信して、第２システム第２基地局１３１と第１基地局１２１との間のチャネル推定値を測定する。チャネル推定値は、例えばパイロットレプリカと受信パイロット信号との相関処理により求めることができる（ステップＡ０２）。
【００２５】
第２システム第１基地局１２１は、取得したチャネル推定値を、基地局間インターフェース１４１を介して第２システム第２基地局１３１へ通知する（ステップＡ０３）。
【００２６】
第２システム第２基地局１３１は、基地局間インターフェース１４１を介して通知されたチャネル推定値を用いて第２システム第１基地局１２１への干渉を低減するようにヌルステアリングを適用して下り送信する（ステップＡ０４）。
【００２７】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム第２システム第１基地局１２１の構成を示すブロック図である。第２システム第１基地局１２１は、第２システム第２基地局１３１から送信される無線信号のパイロット信号を受信し、基地局間インターフェース１４１を介してチャネル推定値を第２システム第２基地局１３１へ通知する。第２システム第１基地局１２１は、チャネル推定値測定部３０１と、チャネル推定値３０２とを含む。
【００２８】
チャネル推定値測定部３０１は、第２システム第２基地局１３１から送信される無線通信の例えばパイロット信号を受信し、相関処理により第２システム第２基地局１３１及び第２システム第１基地局１２１間のチャネル推定値を測定する。チャネル推定値はアンテナ本数分の複素数から構成されるベクトルであることが望ましい。チャネル推定値測定部３０１は、測定したチャネル推定値をチャネル推定値通知部３０２へ出力する。
【００２９】
チャネル推定値通知部３０２は、チャネル推定値測定部３０１から測定したチャネル推定値を入力し、基地局間インターフェース１４１を介して第２システム第２基地局１３１へ通知する。
【００３０】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信システム第２システム第２基地局１３１の構成を示すブロック図である。第２システム第２基地局１３１は、第２システム第１基地局１２１から基地局間インターフェース１４１を介して通知されるチャネル推定値を取得してヌルステアリングを適用して下り送信する。
【００３１】
第２システム第２基地局１３１は、チャネル推定値取得部４０１と、ヌルステアリングウェイト生成部４０２と、下り送信信号生成部４０３と、乗算部４０４と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）送信部４０５とを含む。
【００３２】
チャネル推定値取得部４０１は、基地局間インターフェース１４１を介して第２システム第１基地局１２１からチャネル推定値を取得する。チャネル推定値取得部４０１は、取得したチャネル推定値をヌルステアリングウェイト生成部４０２へ出力する。
【００３３】
ヌルステアリングウェイト生成部４０２は、チャネル推定値取得部４０１からチャネル推定値を入力し、第２システム第２基地局１３１から第２システム第１基地局１２１への干渉が小さくなるようにヌルステアリングウェイトを生成する。ヌルステアリングウェイトは、例えばゼロフォーシングアルゴリズムにより求めることができ、アンテナ本数分の複素数から構成されるベクトルであることが望ましい。ヌルステアリングウェイト生成部４０２は、生成したヌルステアリングウェイトを乗算部４０４へ出力する。
【００３４】
下り送信信号生成部４０３は、送信データ、制御信号及びパイロット信号から構成される下りベースバンド信号を生成し、乗算部４０４へ出力する。
【００３５】
乗算部４０４は、ヌルステアリングウェイト生成部４０２からヌルステアリングウェイトを入力し、下り送信信号生成部４０３から下りベースバンド信号を入力し、下りベースバンド信号にヌルステアリングウェイトを線形乗算する。乗算部４０４は、線形乗算した下りベースバンド信号をＲＦ送信部４０５へ出力する。
【００３６】
ＲＦ送信部４０５は、乗算部４０４から線形乗算後の下りベースバンド信号を入力し、線形乗算後の下りベースバンド信号をアンテナから送信する高周波の無線周波数に変換する。
【００３７】
図５は、図２のフローチャートのステップＡ０１及びＡ０２の実行時の使用周波数における無線リソースの使用状況を示した模式図である。図５（ａ）は、第２システム第１基地局１２１配下のセルの無線リソースを示し、図５（ｂ）は、第２システム第２基地局１３１配下のセルの無線リソースを示し、横軸は時間、縦軸は送信電力を表す。
【００３８】
図５（ａ）第２システム第１基地局１２１配下のセルでは、ｔ１スロットにおいて上りリンク送信し、ｔ２スロットにおいて基地局間のチャネル推定値を測定する。図５（ｂ）第２システム第２基地局１３１配下のセルでは、ｔ１スロットにおいて上りリンク送信し、ｔ２スロットにおいて下り送信する。
【００３９】
図６は、図２のフローチャートのステップＡ０４実行時の使用周波数における無線リソースの使用状況を示す模式図である。図６（ａ）第２システム第１基地局１２１配下のセルでは、ｔ１及びｔ２スロットにおいて上りリンク送信する。図６（ｂ）第２システム第２基地局１３１配下のセルでは、ｔ１スロットにおいて上り送信し、ｔ２スロットにおいてヌルステアリングを適用して下り送信する。
【００４０】
図７は、図２のフローチャートのステップＡ０４実行時の基地局間干渉を示す模式図である。第１の実施形態では、ｔ２スロットにおいて、第２システム第２基地局１３１にて第２システム第１基地局１２１に対して送信ビームの指向性を向けないようにするヌルステアリングを適用する。
【００４１】
以上の構成及び動作により、本発明の第１の実施形態では、基地局間のチャネル推定値をフィードバックしてヌルステアリングすることにより、送信信号を停止あるいは送信電力を抑制することなく、基地局間干渉を低減できる。
【００４２】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、第２システム第１基地局１２１から第２システム第２基地局１３１へＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）をフィードバックする例である。以降、第２の実施形態の説明では第１の実施形態からの相違点のみ説明する。
【００４３】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムを示す構成図である。図８では、第２システム第１基地局１２１から第２システム第２基地局１３１に対して、基地局間インターフェース１４１を介して、チャネル推定値の代わりにＰＭＩを通知する。
【００４４】
図９は、本発明の第２の実施形態に係る無線通信システム第２システム第１基地局１２１の構成を示すブロック図である。第２システム第１基地局１２１は、チャネル推定値測定部４０１と、コードブック保持部９０１と、ＰＭＩ選択部９０２と、ＰＭＩ通知部９０３とを含む。
【００４５】
チャネル推定値測定部３０１は、測定したチャネル推定値をＰＭＩ選択部９０２へ出力する。
【００４６】
コードブック保持部９０１は、あらかじめ決められたヌルステアリング動作を行うウェイト（プリコーディング）の候補であるコードブックを保持する。コードブック保持部９０１は、保持しているコードブックをＰＭＩ選択部９０２へ出力する。
【００４７】
ＰＭＩ選択部９０２は、チャネル推定値測定部３０１からチャネル推定値を入力し、コードブック保持部９０１からコードブックを入力し、基地局間の干渉が小さくなるプリコーディングのインデックスであるＰＭＩを選択する。ＰＭＩ選択部９０２は、選択したＰＭＩをＰＭＩ通知部９０３へ出力する。
【００４８】
ＰＭＩ通知部９０３は、ＰＭＩ選択部９０２からＰＭＩを入力し、入力したＰＭＩを基地局間インターフェース１４１を介して第２システム第２基地局１３１へ通知する。
【００４９】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る無線通信システム第２システム第２基地局１３１の構成を示すブロック図である。第２システム第２基地局１３１は、ＰＭＩ取得部１００１と、コードブック保持部９０１と、ヌルステアリングウェイト生成部１００２と、下り送信信号生成部４０３と、乗算部４０４と、ＲＦ送信部４０５とを含む。
【００５０】
ＰＭＩ取得部１００１は、基地局間インターフェース１４１を介して第２システム第１基地局１２１から通知されるＰＭＩを入力し、ヌルステアリングウェイト生成部１００２へ出力する。
【００５１】
コードブック保持部９０１は、ヌルステアリング動作を行うあらかじめ決められたプリコーディングウェイトの候補であるコードブックを保持する。コードブック保持部は、保持しているコードブックをヌルステアリングウェイト生成部１００２へ出力する。
【００５２】
ヌルステアリングウェイト生成部１００２は、ＰＭＩ取得部１００１からＰＭＩを入力し、コードブック保持部９０１からコードブックを入力し、コードブックの中からＰＭＩに対応するプリコーディングウェイトを取得することによりヌルステアリングウェイトを生成する。ヌルステアリングウェイト生成部１００２は、生成したヌルステアリングウェイトを乗算部４０４へ出力する。
【００５３】
以上の構成及び動作により、本発明の第２の実施形態では、基地局間でチャネル推定値の代わりに、量子化したＰＭＩをフィードバックすることにより、基地局間でフィードバックする情報量を削減して基地局間干渉を低減できる。
【００５４】
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、ヌルステアリングとビームフォーミングを併用する例である。以降、第３の実施形態の説明では、第１の実施形態からの相違点のみ説明する。
【００５５】
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る無線通信システム第２システム第２基地局１３１の構成を示すブロック図である。第２システム第２基地局１３１は、チャネル推定値取得部１１０１と、ヌルステアリングウェイト生成部１１０２と、チャネル推定値測定部１１０３と、ビームフォーミングウェイト生成部１１０４と、ウェイト合成部１１０５と、下り送信信号生成部４０３と、乗算部４０４と、ＲＦ送信部４０５とを含む。
【００５６】
チャネル推定値取得部１１０１では、基地局間インターフェース１４１を介して第２システム第１基地局１２１からチャネル推定値を取得する。チャネル推定値取得部１１０１は、取得したチャネル推定値を第１チャネル推定値としてヌルステアリングウェイト生成部１１０２へ出力する。
【００５７】
ヌルステアリングウェイト生成部１１０２は、チャネル推定値取得部１１０１から第１チャネル推定値を入力し、第１の実施形態と同様にヌルステアリングウェイトを生成してウェイト合成部１１０５へ出力する。
【００５８】
チャネル推定値測定部１１０３は、第２システム第２基地局１３１の所望端末である第２システム第２移動局１３２から送信される無線信号の例えばパイロット信号を受信し、相関処理により第２システム第２移動局１３２及び第２システム第２基地局１３１間のチャネル推定値を測定する。チャネル推定値測定部１１０３は、測定したチャネル推定値を第２チャネル推定値としてビームフォーミングウェイト生成部１１０４へ出力する。
【００５９】
ビームフォーミングウェイト生成部１１０４は、チャネル推定値測定部１１０３から第２チャネル推定値を入力して、第２システム第２基地局１３１から第２システム第２移動局１３２に対して送信ビームを向けるビームフォーミングウェイトを生成する。ビームフォーミングウェイト生成部１１０４は、生成したビームフォーミングウェイトをウェイト合成部１１０５へ出力する。
【００６０】
ウェイト合成部１１０５は、ヌルステアリングウェイト生成部１１０２からヌルステアリングウェイトを入力し、ビームフォーミングウェイト生成部１１０４からビームフォーミングウェイトを入力し、ヌルステアリングウェイトとビームフォーミングウェイトを線形合成する。ここで、ヌルステアリングウェイトベクトル、ビームフォーミングベクトル、重み係数をそれぞれ、Ｗnull、Ｗbeam、αとすると、ウェイト合成後のウェイトベクトルＷは、数式（１）で表される。
Ｗ＝αＷnull＋（１−α）Ｗbeam      （１）
なお、Ｗnull、Ｗbeam、Ｗは、「１ｘ送信アンテナ本数」の行ベクトルである。
【００６１】
ここで、重み係数αを大きくすると第２システム第１基地局１２１への干渉低減を優先し、重み係数αを小さくすると第２システム第２移動局１３２への信号電力増大を優先するウェイトベクトルが生成される。なお、重み係数αは、例えば第２システム第１基地局１２１及び第２システム第２基地局１３２の配下の移動局との受信信号電力対干渉雑音電力比：ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）、通信負荷、位置関係等に基づいて決定される
【００６２】
重み係数αを決定する具体的な例としては、第２システム第１基地局１２１の所要受信ＳＩＮＲを満たすように決定する方法や第２システム第２移動局１３２の所要受信ＳＩＮＲを満たすように決定する方法が挙げられる。また、第２システム第１基地局１２１配下のセル及び第２システム第２基地局１３１配下のセルの合計通信容量を最大化する規範に基づいて重み係数αを決定する方法が挙げられる。他の例としては、第２システム第１基地局１２１の通信負荷が小さい場合は、重み係数αを小さくし、第２システム第１基地局１２１の通信負荷が大きい場合は、重み係数αを大きくする方法が挙げられる。同様に、第２システム第２移動局１３２の通信負荷が小さい場合は、重み係数αを大きくし、第２システム第２移動局１３２の通信負荷が大きい場合は、重み係数αを小さくする方法が挙げられる。
【００６３】
図１２は、第２システム第２基地局１３１がヌルステアリング及びビームフォーミング動作を行う一連の動作例を示したフローチャートである。
【００６４】
ステップＢ０１からステップＢ０３は図２のステップＡ０１からステップＡ０３と同一の処理を行う。以降では、ステップＢ０４以降について説明する。
【００６５】
第２システム第２移動局１３２は、第２システム第２基地局１３１に対して上り送信を行う（ステップＢ０４）。
【００６６】
第２システム第２基地局１３１は、第２システム第２移動局１３２から送信されたパイロット信号を受信して、第２システム第２移動局１３２及び第２システム第１基地局１３１間の第２チャネル推定値を取得する（ステップＢ０５）。
【００６７】
第２システム第２基地局１３１は、ヌルステアリングウェイトとビームフォーミングウェイトを合成する（ステップＢ０６）。
【００６８】
第２システム第２基地局１３１は、合成したウェイトを用いてヌルステアリング及びビームフォーミングを適用して下り送信する（ステップＢ０７）。
【００６９】
図１３は、図１２のフローチャートのステップＢ０７実行時の使用周波数における無線リソースの使用状況を示す構成図である。図１３（ａ）は、第２システム第１基地局１２１配下のセル、図１３（ｂ）は、第２システム第２基地局１３１配下のセルの無線リソースの使用状況を示す。図１３（ｂ）第２システム第２基地局１３２配下のセルでは、ｔ２スロットにおいてヌルステアリングウェイト及びビームフォーミングウェイトを合成したウェイトを用いて下りリンク送信する。
【００７０】
図１４は、図１２のフローチャートのステップＢ０７実行時の基地局間干渉を示す模式図である。第３の実施形態では、ｔ２スロットにおいて、第２システム第２基地局１３１にて第２システム第１基地局１２１に対してヌルステアリングを適用し、同時に第２システム第２移動局１３２に対して送信ビームの指向性を向けるビームフォーミングを適用する。
【００７１】
以上の構成及び動作により、本発明の第３の実施形態では、第２システム第１基地局１２１への干渉低減と第２システム第２移動局１３２への信号電力増大を両立できる。
【００７２】
本発明の第１から第３の実施形態では、第１システムと第２システムが周波数共用する例を挙げて説明したが、第２システムが周波数共用しない一般的なＴＤＤシステムにも適用することができる。
【００７３】
また、第１から第３の実施形態では、第２システム基地局送信境界１５０２の内側に一つの第２システム基地局が配置され、第２システム基地局送信境界１５０２の外側に一つの第２システム基地局が配置される例を挙げて説明したが、第２システム基地局送信境界１５０２の内側に複数の第２システム基地局が配置され、第２システム基地局送信境界１５０２の外側に複数の第２システム基地局が配置され、第２システム間において干渉低減を行う例にも適用することができる。
【００７４】
また、第３の実施形態では、基地局間インターフェース１４１を介してチャネル推定値を第２システム第１基地局１２１から第２システム第２基地局１３１へフィードバックする例を挙げて説明したが、チャネル推定値の代わりにＰＭＩをフィードバックする例にも適用することができる。
【００７５】
また、第１から第３の実施形態では、第２システム第１基地局１２１及び第２システム第２基地局１３１が基地局間インターフェース１４１を介してチャネル推定値あるいはＰＭＩをフィードバックする例を挙げて説明したが、基地局がＲｅｍｏｔｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｈｅａｄであり、基地局間インターフェース１４１が同一装置内のインターフェースである場合に適用されてもよい。
【００７６】
また、以上説明した第１から第３の実施形態は、所定のハードウェア、例えば、回路として具現化することもできる。
【００７７】
また、以上説明した第１から第３の実施形態は、制御プログラムに基づいて図示しないコンピュータ回路（例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ））によって制御され、動作するようにすることができる。その場合、これらの制御プログラムは、無線受信装置又はベースバンド部内部の記憶媒体（例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やハードディスク等）、あるいは、外部の記憶媒体（例えば、リムーバブルメディアやリムーバブルディスク等）に記憶され、上記コンピュータ回路によって読み出され実行される。
【００７８】
本発明は、複数の基地局が同一周波数を利用する無線通信システムの技術であれば好適に適用可能である。
【００７９】
（付記１）
複数の基地局が同一周波数を利用する無線通信システムであって、
被干渉側の第１の基地局で前記第１の基地局と与干渉側の第２の基地局との間のチャネル推定値を測定する測定手段と、
前記測定されたチャネル推定値に応じた送信ウェイトを下りリンク送信信号に乗算する乗算手段と、
前記乗算された送信信号を前記第２の基地局から送信する送信手段と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【００８０】
（付記２）
前記第１の基地局は、前記第２の基地局と比べて、前記既存の無線通信システムの基地局の近傍に配置されていることを特徴とする付記１に記載の無線通信システム。
【００８１】
（付記３）
前記第１及び第２の基地局間では上りリンク及び下りリンクの時間スロット割当が異なり、前記第１及び第２の基地局間で干渉が発生する位置に前記第１及び第２の基地局が配置されていることを特徴とする付記１又は付記２に記載の無線通信システム。
【００８２】
（付記４）
前記送信ウェイトは、前記測定されたチャネル推定値を用いて、前記第２の基地局から前記第１の基地局への干渉が小さくなるように生成されることを特徴とする付記１から付記３のいずれかに記載の無線通信システム。
【００８３】
（付記５）
前記送信ウェイトは、あらかじめ定められた送信ウェイトの候補を格納したコードブックの中から前記測定されたチャネル推定値に応じて選択された送信ウェイトインデックスに対応する送信ウェイトであることを特徴とする付記１から付記３のいずれかに記載の無線通信システム。
【００８４】
（付記６）
前記送信ウェイトは、前記測定されたチャネル推定値を用いて、前記第２の基地局から前記第１の基地局への干渉が小さくなるように生成されたヌルステアリングウェイトと、
前記第２基地局配下の移動局と前記第２基地局との間のチャネル推定値を用いて、前記第２基地局配下の移動局における受信信号電力が増大するように生成されたビームフォーミングウェイトとを重み係数に従って合成された送信ウェイトであることを特徴とする付記１から付記３のいずれかに記載の無線通信システム。
【００８５】
（付記７）
前記重み係数は、前記第１基地局及び前記第２基地局配下の移動局の受信信号電力対干渉雑音電力比、通信負荷、及び位置関係の少なくとも１つのパラメータに従って決定されることを特徴とする付記６に記載の無線通信システム。
【００８６】
（付記８）
複数の基地局が同一周波数を利用する無線通信システムの基地局であって、
被干渉側の第１の基地局で測定された、前記第１の基地局と与干渉側の第２の基地局との間のチャネル推定値に応じた送信ウェイトを下りリンク送信信号に乗算する乗算手段と、
前記乗算された送信信号を前記第２の基地局から送信する送信手段と
を備えることを特徴とする基地局。
【００８７】
（付記９）
前記第１の基地局は、前記第２の基地局と比べて、前記既存の無線通信システムの基地局の近傍に配置されていることを特徴とする付記８に記載の基地局。
【００８８】
（付記１０）
前記第１及び第２の基地局間では上りリンク及び下りリンクの時間スロット割当が異なり、前記第１及び第２の基地局間で干渉が発生する位置に前記第１及び第２の基地局が配置されていることを特徴とする付記８又は付記９に記載の基地局。
【００８９】
（付記１１）
前記送信ウェイトは、前記測定されたチャネル推定値を用いて、前記第２の基地局から前記第１の基地局への干渉が小さくなるように生成されることを特徴とする付記８から付記１０のいずれかに記載の基地局。
【００９０】
（付記１２）
前記送信ウェイトは、あらかじめ定められた送信ウェイトの候補を格納したコードブックの中から前記測定されたチャネル推定値に応じて選択された送信ウェイトインデックスに対応する送信ウェイトであることを特徴とする付記８から付記１０のいずれかに記載の基地局。
【００９１】
（付記１３）
前記送信ウェイトは、前記測定されたチャネル推定値を用いて、前記第２の基地局から前記第１の基地局への干渉が小さくなるように生成されたヌルステアリングウェイトと、
前記第２基地局配下の移動局と前記第２基地局との間のチャネル推定値を用いて、前記第２基地局配下の移動局における受信信号電力が増大するように生成されたビームフォーミングウェイトとを重み係数に従って合成された送信ウェイトであることを特徴とする付記８から付記１０のいずれかに記載の基地局。
【００９２】
（付記１４）
前記重み係数は、前記第１基地局及び前記第２基地局配下の移動局の受信信号電力対干渉雑音電力比、通信負荷、及び位置関係の少なくとも１つのパラメータに従って決定されることを特徴とする付記１３に記載の基地局。
【００９３】
（付記１５）
複数の基地局が同一周波数を利用する無線通信システムの送信方法であって、
被干渉側の第１の基地局と与干渉側の第２の基地局との間のチャネル推定値を前記第１の基地局で測定する測定ステップと、
前記測定されたチャネル推定値に応じた送信ウェイトを下りリンク送信信号に乗算する乗算ステップと、
前記乗算された送信信号を前記第２の基地局から送信する送信ステップと
を備えることを特徴とする送信方法。
【００９４】
（付記１６）
前記第１の基地局は、前記第２の基地局と比べて、前記既存の無線通信システムの基地局の近傍に配置されていることを特徴とする付記１５に記載の送信方法。
【００９５】
（付記１７）
前記第１及び第２の基地局間では上りリンク及び下りリンクの時間スロット割当が異なり、前記第１及び第２の基地局間で干渉が発生する位置に前記第１及び第２の基地局が配置されていることを特徴とする付記１５又は付記１６に記載の送信方法。
【００９６】
（付記１８）
前記送信ウェイトは、前記測定されたチャネル推定値を用いて、前記第２の基地局から前記第１の基地局への干渉が小さくなるように生成されることを特徴とする付記１５から付記１７のいずれかに記載の送信方法。
【００９７】
（付記１９）
前記送信ウェイトは、あらかじめ定められた送信ウェイトの候補を格納したコードブックの中から前記測定されたチャネル推定値に応じて選択された送信ウェイトインデックスに対応する送信ウェイトであることを特徴とする付記１５から付記１７のいずれかに記載の送信方法。
【００９８】
（付記２０）
前記送信ウェイトは、前記測定されたチャネル推定値を用いて、前記第２の基地局から前記第１の基地局への干渉が小さくなるように生成されたヌルステアリングウェイトと、
前記第２基地局配下の移動局と前記第２基地局との間のチャネル推定値を用いて、前記第２基地局配下の移動局における受信信号電力が増大するように生成されたビームフォーミングウェイトとを重み係数に従って合成された送信ウェイトであることを特徴とする付記１５から付記１７のいずれかに記載の送信方法。
【００９９】
（付記２１）
前記重み係数は、前記第１基地局及び前記第２基地局配下の移動局の受信信号電力対干渉雑音電力比、通信負荷、及び位置関係の少なくとも１つのパラメータに従って決定されることを特徴とする付記２０に記載の送信方法。
【０１００】
（付記２２）
複数の基地局が同一周波数を利用する無線通信システムにおける基地局のプログラムであって、前記プログラムは前記基地局を、
被干渉側の第１の基地局で測定された、前記第１の基地局と与干渉側の第２の基地局との間のチャネル推定値に応じた送信ウェイトを下りリンク送信信号に乗算する乗算手段と、
前記乗算された送信信号を前記第２の基地局から送信する送信手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。
【０１０１】
（付記２３）
前記第１の基地局は、前記第２の基地局と比べて、前記既存の無線通信システムの基地局の近傍に配置されていることを特徴とする付記２２に記載のプログラム。
【０１０２】
（付記２４）
前記第１及び第２の基地局間では上りリンク及び下りリンクの時間スロット割当が異なり、前記第１及び第２の基地局間で干渉が発生する位置に前記第１及び第２の基地局が配置されていることを特徴とする付記２２又は付記２３に記載のプログラム。
【０１０３】
（付記２５）
前記送信ウェイトは、前記測定されたチャネル推定値を用いて、前記第２の基地局から前記第１の基地局への干渉が小さくなるように生成されることを特徴とする付記２２から付記２４のいずれかに記載のプログラム。
【０１０４】
（付記２６）
前記送信ウェイトは、あらかじめ定められた送信ウェイトの候補を格納したコードブックの中から前記測定されたチャネル推定値に応じて選択された送信ウェイトインデックスに対応する送信ウェイトであることを特徴とする付記２２から付記２４のいずれかに記載のプログラム。
【０１０５】
（付記２７）
前記送信ウェイトは、前記測定されたチャネル推定値を用いて、前記第２の基地局から前記第１の基地局への干渉が小さくなるように生成されたヌルステアリングウェイトと、
前記第２基地局配下の移動局と前記第２基地局との間のチャネル推定値を用いて、前記第２基地局配下の移動局における受信信号電力が増大するように生成されたビームフォーミングウェイトとを重み係数に従って合成された送信ウェイトであることを特徴とする付記２２から付記２４のいずれかに記載のプログラム。
【０１０６】
（付記２８）
前記重み係数は、前記第１基地局及び前記第２基地局配下の移動局の受信信号電力対干渉雑音電力比、通信負荷、及び位置関係の少なくとも１つのパラメータに従って決定されることを特徴とする付記２７に記載の基地局。
【符号の説明】
【０１０７】
１１１    第１システム基地局
１２１    第２システム第１基地局
１２２    第２システム第１移動局
１３１    第２システム第２基地局
１３２    第２システム第２移動局
１４１    基地局間インターフェース
３０１    チャネル推定値測定部
３０２    チャネル推定値通知部
４０１    チャネル推定値取得部
４０２    ヌルステアリングウェイト生成部
４０３    下り送信信号生成部
４０４    乗算部
４０５    ＲＦ送信部
９０１    コードブック保持部
９０２    ＰＭＩ選択部
９０３    ＰＭＩ通知部
１００１  ＰＭＩ取得部
１００２  ヌルステアリングウェイト生成部
１１０１  チャネル推定値取得部
１１０２  ヌルステアリングウェイト生成部
１１０３  チャネル推定値測定部
１１０４  ビームフォーミングウェイト生成部
１１０５  ウェイト合成部
１５０１  第１システム保護境界
１５０２  第２システム基地局送信境界
１５１１  第１システム無線機
１５２１  第２システム第１基地局
１５２２  第２システム第１移動局
１５３１  第２システム第２基地局
１５３２  第２システム第２移動局
【図１】
2015198259.tif 000003
【図２】
2015198259.tif 000004
【図３】
2015198259.tif 000005
【図４】
2015198259.tif 000006
【図５】
2015198259.tif 000007
【図６】
2015198259.tif 000008
【図７】
2015198259.tif 000009
【図８】
2015198259.tif 000010
【図９】
2015198259.tif 000011
【図１０】
2015198259.tif 000012
【図１１】
2015198259.tif 000013
【図１２】
2015198259.tif 000014
【図１３】
2015198259.tif 000015
【図１４】
2015198259.tif 000016
【図１５】
2015198259.tif 000017
【図１６】
2015198259.tif 000018
【図１７】
2015198259.tif 000019
【図１８】
2015198259.tif 000020