(57)【要約】      （修正有）【課題】無線通信システム内のユーザ機器が、無線通信システムによって用いられるフラクショナル繰返し方式における複数の繰返しパターンのうちの少なくとも１つに関する干渉推定値を求める方法を提供する。【解決手段】ユーザ機器２００が、ユーザ機器２００との通信のために無線通信システムによって現在用いられている繰返しパターンに関する情報と、フラクショナル繰返し方式における少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する情報とを受信するステップと、が、現在用いられている繰返しパターンに関する現在の干渉推定値を求めるステップと、求められた現在の干渉推定値に基づいて、少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する干渉推定値を求めるステップとを含む。【選択図】図４
2015061319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システム内のユーザ機器（１１０、１１２、２００）が、該無線通信システムによって用いられるフラクショナル繰返し方式における複数の繰返しパターンのうちの少なくとも１つに関する干渉推定値を求める方法であって、
（ａ）前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）が、該ユーザ機器（１１０、１１２、２００）との通信のために前記無線通信システムによって現在用いられている繰返しパターンに関する情報と、前記フラクショナル繰返し方式における少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する情報とを受信するステップ（２０６）と、
（ｂ）前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）が、前記現在用いられている繰返しパターンに関する現在の干渉推定値を求めるステップ（２１４）と、
（ｃ）前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）が、求められた前記現在の干渉推定値に基づいて、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する干渉推定値を求めるステップ（２１６）と
を含む方法。
【請求項２】
（ｄ）前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）が、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する干渉推定値に基づいてフィードバックを生成するステップ（２１６）と、
（ｅ）前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）にサービスを提供している基地局（１０４、２０２）と１以上の干渉基地局（１０６、２０４）とのいずれか又は両方に対して前記フィードバックを送るステップ（２１８）と、
（ｆ）１以上の前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）からの前記フィードバックに基づいて、前記フラクショナル繰返し方式における繰返しパターンについて前記無線通信システムにおけるリソースブロック割当てを行うステップと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記現在の干渉推定値は、前記現在用いられている繰返しパターンに含まれる基地局から送信され、前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）が受信するシンボルに基づいて求められるものであり、
前記少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する干渉推定値を求めるステップは、前記現在用いられている繰返しパターンに含まれないものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンには含まれる基地局から送信され、前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）が受信するシンボルに基づくものである、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する干渉推定値を求めるステップは、
前記現在用いられている繰返しパターンに含まれないものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンには含まれる干渉基地局に関する第１の干渉推定値（
【数１】
2015061319.tif 000100
）を求めるステップと、
前記現在用いられている繰返しパターンに含まれるものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンには含まれない干渉基地局に関する第２の干渉推定値（
【数２】
2015061319.tif 000101
）を求めるステップと、
前記現在の干渉推定値に前記第１の干渉推定値を加え、前記第２の干渉推定値を減ずることにより、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する干渉推定値を求めるステップと
を含むものである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の干渉推定値を求めるステップは、
前記現在用いられている繰返しパターンに含まれないものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンには含まれる干渉基地局の集合と、前記現在用いられている繰返しパターンに含まれる基地局の集合との共通集合に含まれる基地局から送信され、前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）が受信するシンボルに基づいて第１の部分的推定値（
【数３】
2015061319.tif 000102
）を求めるステップと、
前記現在用いられている繰返しパターンに含まれないものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンには含まれる干渉基地局の集合から、前記現在用いられている繰返しパターンに含まれる基地局の集合を除いた集合に含まれる基地局から送信され、前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）が受信するシンボルに基づいて第２の部分的推定値（
【数４】
2015061319.tif 000103
）を求めるステップと、
前記第１の部分的推定値と前記第２の部分的推定値とを加えるステップと
を含むものである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の干渉推定値を求めるステップは、
前記現在用いられている繰返しパターンに含まれるものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンには含まれない干渉基地局の集合と、前記現在用いられている繰返しパターンに含まれる基地局の集合との共通集合に含まれる基地局から送信され、前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）が受信するシンボルに基づいて第３の部分的推定値（
【数５】
2015061319.tif 000104
）を求めるステップと、
前記現在用いられている繰返しパターンに含まれるものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンには含まれない干渉基地局の集合から、前記現在用いられている繰返しパターンに含まれる基地局の集合を除いた集合に含まれる基地局から送信され、前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）が受信するシンボルに基づいて第４の部分的推定値（
【数６】
2015061319.tif 000105
）を求めるステップと、
前記第３の部分的推定値と前記第４の部分的推定値とを加えるステップと
を含むものである、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の部分的推定値及び前記第３の部分的推定値は、前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）が受信した実際のシンボルに基づいて求められ、
前記第２の部分的推定値及び前記第４の部分的推定値は、前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）が過去に受信したシンボルに基づいて求められるものである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の部分的推定値及び前記第４の部分的推定値を省いて、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する干渉推定値が求められる、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
各基地局から送信され、前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）が受信するシンボルの受信シンボル共分散に基づいて各干渉推定値が求められる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
各基地局Ｔ’から送信され、前記ユーザ機器（１１０、１１２、２００）が受信するシンボルの受信シンボル共分散は、
【数７】
2015061319.tif 000106
として定められ、
【数８】
2015061319.tif 000107
はユーザ機器ｋと基地局ｔ’との間のチャネルを示し、
【数９】
2015061319.tif 000108
は基地局ｔ’の送信シンボル共分散であり、
前記現在用いられている繰返しパターンに従って基地局ｔ’（ｋ）に割り当てられるユーザ機器ｋに関する干渉基地局の集合Ｉｎ’は、
【数１０】
2015061319.tif 000109
として与えられ、
前記現在用いられているパターンｎ’に関するユーザ機器ｋのセル間干渉共分散は    
【数１１】
2015061319.tif 000110
であり、シンボル共分散は、
【数１２】
2015061319.tif 000111
として定められ、
【数１３】
2015061319.tif 000112
は熱雑音共分散であり、
前記ユーザ機器ｋにおける、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンｎに関する干渉推定値は、
【数１４】
2015061319.tif 000113
として求められ、
【数１５】
2015061319.tif 000114
は、前記第１の干渉推定値であって、前記現在用いられているパターンｎ’に含まれないものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンｎには含まれる基地局による更なる干渉に関するものであり、
【数１６】
2015061319.tif 000115
は、前記第２の干渉推定値であって、前記現在用いられているパターンｎ’に含まれるものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンｎには含まれない基地局を非アクティブにすることによる干渉の低減に関するものである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ユーザ機器ｋにおける、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンｎに関する干渉推定値は、
【数１７】
2015061319.tif 000116
として求められ、ここで、
【数１８】
2015061319.tif 000117
である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
【数１９】
2015061319.tif 000118
は、
【数２０】
2015061319.tif 000119
と
【数２１】
2015061319.tif 000120
と
【数２２】
2015061319.tif 000121
とのいずれかとして求められるものであり、
【数２３】
2015061319.tif 000122
は、
【数２４】
2015061319.tif 000123
と
【数２５】
2015061319.tif 000124
と
【数２６】
2015061319.tif 000125
とのいずれかとして求められるものである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
コンピュータ可読媒体に記憶され、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法をコンピュータに実行させる命令を有する非有形コンピュータプログラム製品。
【請求項１４】
複数の繰返しパターンを含むフラクショナル繰返し方式を用いる無線通信システムにおけるユーザ機器（１１０、１１２、２００）であって、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法に従って、前記無線通信システムによって用いられる前記フラクショナル繰返し方式における前記複数の繰返しパターンのうちの少なくとも１つに関する干渉推定値を求めるユーザ機器。
【請求項１５】
複数の基地局と、
複数の、請求項１４に記載のユーザ機器（１１０、１１２、２００）と
を有する無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信、伝送技術、複数地点協調型（coordinated multi-point, ＣｏＭＰ）送信、動的なフラクショナル繰返し（fractional reuse）、信号通信（signaling）、ＬＴＥ−Ａの分野に関する。本発明の実施形態は、無線通信システムにより用いられるフラクショナル繰返し方式における複数の繰返しパターン（reuse pattern）のうちの少なくとも１つに関する干渉推定値を、該無線通信システムのユーザ機器が求める方法に関する。別の実施形態は、無線通信システム及びそのような無線通信システムのためのユーザ機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線セルラネットワークにおいて、例えばそのダウンリンクにおいて、セル間干渉（inter-cell interference, ＩＣＩ）により性能が損なわれる。セルエッジのユーザが影響を受け、ネットワークサービスを享受できない場合がある。同じリソースブロック、例えば同じ周波数において複数のユーザにサービスを提供することができる基地局又は送信機を備えた無線セルラネットワークの効率的な動作を考えると、同じ送信機からサービスの提供を受けるユーザ間の干渉は適切に調整することができる。例えば、マルチアンテナ手法によって得られる空間的自由度を用いて直交性が確立される場合があり、その結果、セル間干渉がネットワークの性能を損なわせる主な影響となる場合がある。このことを図１に示している。同図には、セルラネットワークの一部、より具体的にはセルラネットワーク内の２つのセル１００及び１０２が示されている。各セルは基地局１０４、１０６を有している。セルエッジ１０８には、２つの、携帯電話機などのユーザ機器（user equipment, ＵＥ）１１０、１１２が位置している。実線の矢印１１４により示しているように、ユーザ機器１１０は基地局１０４からサービスの提供を受ける。実線の矢印１１６により示しているように、ユーザ機器１１２はセル１０２の基地局１０６からサービスの提供を受ける。ユーザ機器１１０及び１１２は、それらがセルエッジ１０８に位置することに起因して、点線の矢印により示しているように、近傍セルの基地局から大きなセル間干渉も受ける。
【０００３】
ＩＣＩを除去するための１つの既知の解決法は、複数の基地局（ｅＮＢ）による情報のジョイント・エンコーディング（joint encoding）である。しかし、これは、大量の追加の複雑度及び信号通信を必要とする。あるいは、ｅＮＢの協働による干渉のアクティブな管理のための方法を用いることができ、その間、全てのユーザ機器ＵＥは単一のｅＮＢからサービスの提供を受ける。これは、いわゆるセル間干渉調整（Inter-Cell Interference Coordination, ＩＣＩＣ）である。マルチアンテナシステムにより提供される追加の自由度によってＩＣＩＣが可能となるが、集中型の調整が必要となる場合がある。
【０００４】
非常に多岐にわたるサービスを提供するネットワークの場合、１周波数繰返しが望ましい場合がある。しかし、ユニバーサル繰返し（universal reuse）を用いるネットワークにおいて、セルエッジのユーザは大きなセル間干渉に起因してサービスから除外されてしまう場合がある。ユニバーサル繰返しと、比較的大きな繰返し係数との組合せであるハイブリッド方式、いわゆるフラクショナル繰返し（fractional reuse）が最初に［１］において導入され、ＬＴＥ及びＷｉＭＡＸといった規格に対して提案されている。
【０００５】
フラクショナル繰返し手法の基本原理を、以下に図２を参照して、３つの小さなセクタに分けられたセルラネットワークに基づいて説明する。図２（ａ）は、各々が送信機を備えたセル１〜９を有するセルラネットワークを示している。図２（ｂ）には、各セルの送信機が使用する周波数などのリソースブロックを示している。各送信機１〜９はセル中心においては同じ周波数で動作する。しかし、セルエッジ領域においては、異なったリソースブロック、より具体的には、隣接するセルのリソースブロック（周波数）とは異なったリソースブロックが提供される。さらに、図２（ａ）に示しているように、現在、６人のユーザ（ユーザ機器１〜６）がネットワーク内にいるとする。そして、このネットワークは９個の送信機、すなわち
【数１】
2015061319.tif 000003
と、６人のユーザ、すなわち
【数２】
2015061319.tif 000004
とを有している。１繰返し（図２（ｂ）参照）は協調的ではない方式であり、この方式によれば、全ての送信機
【数３】
2015061319.tif 000005
が同じリソースブロックについてアクティブである。３繰返しにおいては、送信機の集合として、
【数４】
2015061319.tif 000006
と
【数５】
2015061319.tif 000007
と
【数６】
2015061319.tif 000008
とは、互いに異なったリソースブロックについてアクティブである。その結果、近傍セクタがアクティブではないか、又は干渉しないようになる。図２（ｃ）は、図２（ａ）のネットワークにおける、時間とともに異なったリソースブロックすなわち周波数の使用を示している。図示しているように、送信機の集合である
【数７】
2015061319.tif 000009
と
【数８】
2015061319.tif 000010
と
【数９】
2015061319.tif 000011
とは、近傍のセクタと干渉しないように、それぞれのタイムスロットにおいてアクティブである。
【０００６】
フラクショナル繰返しは、所定の繰返しパターン及び静的なリソース割当てに基づくものである。ユーザ分布及びトラフィック負荷の変化は、動的なリソース割当てにより考慮することができる。現在のところ、ＬＴＥについては、動的なリソース割当てによるフラクショナル繰返しは、相対的狭帯域送信電力（Relative Narrowband Transmit Power, ＲＮＴＰ）インジケータにより確立されている。これらのインジケータは、あるｅＮＢが閾値を下回るか又は閾値を上回る送信電力を用いて送信を行おうとする際のリソースを示すために近傍のｅＮＢに送られる。応答は標準化されていないが、大きな干渉が予期されるリソースについてセルエッジのユーザをスケジューリングすることが回避され、これによって自動的にフラクショナル繰返しが確立される。ＲＮＴＰインジケータは、単純なプロトコルを提供し、繰返しパターンの明示的な列挙を回避し、スケジューラの大きな自由度を可能とするが、ＲＮＴＰインジケータ単独ではそれほど強力ではない。矛盾した制約は、準最適なスケジューリングの決定及びリソース割当てにつながるか、又は［２］に記載されているように、解決策を取り決めるための追加のメカニズムを必要とする。
【０００７】
改良型ＭＵ−ＭＩＭＯ送信との関連で別の手法が得られている。［３］における比較的に理論的なフレームワークは、所定の繰返しパターンに割り当てられるリソースのアクティブな管理に基づいている。このフレームワークによって、直接的な実施が難しい幾つかの理想化された仮定が得られている。これらの問題のほとんどの実際の解決法は［４］に記載されているが、ｅＮＢとＵＥとの間の信号通信方式は存在しない。
【０００８】
以下、ＬＴＥ−（Ａ）におけるフラクショナル繰返しを参照する。静的なフラクショナル繰返しの場合、ネットワーク計画段階において、繰返しパターン及びリソース割当てが決定されていることを前提とする。ユーザを干渉から保護する必要があるかどうかの判定は、例えば、平均干渉電力に関連する平均リファレンス信号強度（average reference signal strength）に基づくものとすることができる。一般的に、このような情報は、例えばＬＴＥにおけるリファレンス信号受信品質（Reference Signal Received Quality, ＲＳＲＱ）インジケータを用いてハンドオーバ決定をサポートするために利用可能である。これは、静的なフラクショナル繰返しの場合、基地局とユーザとの間に追加の信号通信が必要とされないことを意味する。
【０００９】
ＬＴＥ  Ｒｅｌ．８における、より改良されたセル間干渉調整（ＩＣＩＣ）は、通常、秒単位又はそれよりも長いタイムスケールで半静的に行うことができる。ＩＣＩＣの具体的な実施態様は規格の一部ではないが、調整方式のために用いられる信号通信が定められている。ＬＴＥ  Ｒｅｌ．８におけるＩＣＩＣは、リソースブロックごとに、送信機がある閾値未満の送信電力を維持しているかどうかを通知するバイナリのインジケータを基礎とする。ダウンリンク用に規格化された信号通信は、相対的狭帯域送信電力（ＲＮＴＰ）インジケータ、すなわち、リソースブロックごとの単純な「オン」又は「オフ」のマスクである。近傍セルのＲＮＴＰインジケータをスケジューリングアルゴリズムにおいて利用し、例えば大きな干渉を有するリソースブロックにおいてセルエッジユーザをスケジューリングすることを回避することができる。このようにして、例えば、大きな干渉を有するリソースブロックにおいてセルエッジユーザをスケジューリングすることを回避することによって、フラクショナル繰返しが暗黙的に行われる（更なる詳細については例えば［５］を参照）。どのＲＮＴＰを選択するか、及びそれらをスケジューリング決定にどのように含めるかに関する正確な方法は、今後の検討が必要である。スケジューリング決定は、既存の信号通信による情報に基づく必要があり、この情報は、動的なフラクショナル繰返しを更に強化するための具体的な情報を含んでおらず、これによって、より高速なタイムスケールにおけるリソース割当ての実施が困難になる。ＨｅｔＮｅｔ手法の一部として、ＬＴＥ  Ｒｅｌ．１０は、ｅＩＣＩＣと呼ばれる、時間領域におけるオールモスト・ブランク・サブフレーム（almost blank subframe, ＡＢＳ）の概念を導入している。ＡＢＳを用いて、ネットワークにおけるピコセルに生じるマクロセルの干渉が調整される。
【００１０】
次に、物理層モードのスケジューリングによるフラクショナル繰返しについて述べる。改良型マルチユーザシステムのためのフラクショナル繰返しの基本的な考えが［３］に示されている。ｅＮＢの集合
【数１０】
2015061319.tif 000012
を有する無線セルラネットワークを検討する。繰返しパターンによって、共有リソースにおいてアクティブであることが許されるｅＮＢの部分集合が決められる。図２（ａ）に示したようなセルラネットワークを対象として、ｅＮＢは３つのグループ、すなわち｛１，４，７｝と｛２，５，８｝と｛３，６，９｝とに分けられる。近傍のｅＮＢの主要な干渉を回避するために、３つのグループすなわち部分集合のそれぞれに排他的なリソースを割り当てることによって、３周波数繰返しが適用される。干渉を低減することの代価は、全てのｅＮＢ｛１，．．．，９｝が全てのリソースにおいてアクティブである１周波数繰返しと比べて、利用可能なリソースが少ないということである。フラクショナル繰返しの背後にある直観は、一部のユーザがＩＣＩからの保護を必要とするのに対し、より強力なユーザにとって干渉の除去は利益をもたらさないということである。なぜならば、割り当てられるリソースの部分が小さくなることによって今度はレートが低減するためである。図３（ａ）は、１繰返しと３繰返しとの組み合わせを確立するための、周波数領域における静的なリソース割当てを示している。
【００１１】
ｅＮＢの所定の部分集合に割り当てられるリソースのアクティブな管理としての、フラクショナル繰返しの非常に一般的な解釈を用いることによって、任意のネットワークレイアウト及び繰返し構成が可能となる。ユーザ分布及びトラフィック需要の変化へのリアルタイムの適応を可能とするために、リソース割当ては動的に行うことができ、周波数領域に限定されない。図３（ｂ）を参照されたい。
【００１２】
干渉の制御は、最適化問題として考えることができる。共有されるリソース及び干渉に起因して、一組のＵＥ
【数１１】
2015061319.tif 000013
によって達成することのできるデータレート
【数１２】
2015061319.tif 000014
は相互に依存しており、これは達成可能なレート領域
【数１３】
2015061319.tif 000015
によって普遍的にモデル化される。［３］によれば、アクティブなリソース割当てによるフラクショナル繰返しは、ネットワークユーティリティ最適化（network utility optimization, ＮＵＭ）問題としてモデル化することができる。ここで、
【数１４】
2015061319.tif 000016
は物理層モードのスケジューリングによってパラメータ化される。概念的に、物理層モードの集合
【数１５】
2015061319.tif 000017
が導入され、これらの各々が、共有リソース上でアクティブとなることが許されるｅＮＢの部分集合を表している。例えば、上記で言及したように、１繰返しと３繰返しとの組み合わせを検討すると、以下の部分集合、すなわち、１繰返しの場合の｛１，．．．，９｝と、３繰返しの場合の｛１，４，７｝、｛２，５，８｝、｛３，６，９｝とについてＮ＝４個の物理層モードが得られる。
【００１３】
達成可能なレートは存在する干渉源に依存する。そのため、各物理層モードは関連付けられた別々のレート領域
【数１６】
2015061319.tif 000018
を有し、物理層モードのスケジューリングによって達成可能なレートは、個々のレート領域の凸包（convex hull）又は包絡線（envelope）
【数１７】
2015061319.tif 000019
によって表すことができる。ＮＵＭの解は、以下に示すような、一連の重み付き総和レート（weighted sum rate, ＷＳＲ）最適化問題を解くことによって得ることができる。
【数１８】
2015061319.tif 000020
ここで、
【数１９】
2015061319.tif 000021
はユーザ重みである。重みは、ある反復型最適化アルゴリズム、例えば［３］に記載されているような双対法（dual approach）によって更新される。
【００１４】
ＷＳＲ最適化問題は、以下に示すように、物理層モードごとの問題に分けられる。
【数２０】
2015061319.tif 000022
これは、物理層モード間でのリソースの競合としての解釈を有する。繰返しパターン自体を取り決めるのではなく、パターンが予め定められ、最良に機能するものが選択される。（ｅＮＢの全てのとりうる部分集合ではなく）所定のパターンの、決められた集合に対象を限定することによって、最適化のこの組合せの側面に関連する複雑度が急激に増大することはない。
【００１５】
さらに、干渉が一組の干渉ｅＮＢのみに依存し、それらのスケジューリング決定又はプリコーディングに依存しないとすると、この問題はｅＮＢごとの個々の部分問題に更に分けられる。
【数２１】
2015061319.tif 000023
をｅＮＢ  ｔからサービスの提供を受けるユーザとすると、物理層モードｎについての達成可能なレート領域は、
【数２２】
2015061319.tif 000024
として表され、式（１）は以下のように書き換えることができる。
【数２３】
2015061319.tif 000025
【００１６】
アクティブにするパターンを見つけることは、パターン間のリソースの競合と見なすことができる。ｅＮＢ間でのメッセージ交換プロトコルによって半分散型の実施態様を得ることができる（［４］及び［６］を参照されたい）。メッセージ交換プロトコルは、ＷＳＲ最適化問題の計算をｅＮＢにおいてローカルに行うことができ、ネットワーク内でチャネル状態情報又はユーザフィードバックを交換する必要がないということを暗に意味する。全てのｅＮＢは、以下に示すような、ｅＮＢがアクティブになることが許される物理層モードごとにＷＳＲ最適化を計算する。
【数２４】
2015061319.tif 000026
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ＷＳＲ最適化（スケジューリング決定）の結果は、ユーザのチャネル状態（それぞれ、ユーザのフィードバック）及び検討対象のモードにおける干渉の状況に依存することになる。大きな干渉が存在する場合、強いユーザがスケジューリングされるのに対し、セルエッジのユーザは主な干渉源がアクティブではないモードにおいてアクティブとされることになる。しかし、様々な干渉の状況について複数のスケジューリング決定の計算をサポートするフィードバックプロトコルは存在しない。
【００１８】
本発明の目的は、無線通信システムにおいて動的なフラクショナル繰返しをサポートする改良された手法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的は、請求項１に記載の方法と、請求項１３に記載の非有形（non-tangible）コンピュータプログラム製品と、請求項１４に記載のユーザ機器と、請求項１５に記載の無線通信システムにより達成される。
【００２０】
（１）本発明の１つの態様によれば、無線通信システムのユーザ機器により、該無線通信システムによって用いられるフラクショナル繰返し（fractional reuse）方式における複数の繰返しパターン（reuse pattern）のうちの少なくとも１つについて干渉推定値を求める方法は、
（ａ）前記ユーザ機器が、該ユーザ機器との通信のために前記無線通信システムによって現在用いられている繰返しパターンに関する情報と、前記フラクショナル繰返し方式における少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する情報とを受信するステップと、
（ｂ）前記ユーザ機器が、前記現在用いられている繰返しパターンについての現在の干渉推定値を求めるステップと、
（ｃ）前記ユーザ機器が、求められた前記現在の干渉推定値に基づいて、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する干渉推定値を求めるステップと
を含む。
【００２１】
本発明は、無線通信システムにおける動的なフラクショナル繰返しをサポートするための手法、より詳細には、受信機又はユーザ機器において、すなわち、実際に干渉を受けるロケーションにおいて、様々な繰返しパターンについての干渉状況を推定することを可能にする手法を提供するものである。本発明は、受信機において干渉状況の推定を行うという特徴的な機能により、様々な干渉状況について複数のスケジューリング決定の計算をサポートするフィードバックメカニズムを提示する。
【００２２】
（２）本方法は、
（ｄ）前記ユーザ機器が、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する干渉推定値に基づいてフィードバックを生成するステップと、
（ｅ）前記ユーザ機器にサービスを提供している基地局及び１以上の干渉基地局のいずれか又は両方に前記フィードバックを送信するステップと、
（ｆ）１以上のユーザ機器からの前記フィードバックに基づいて、前記フラクショナル繰返し方式における繰返しパターンについて前記無線通信システムにおけるリソースブロックの割当てを行うステップと
を更に含んでいてもよい。
【００２３】
受信機において行われる判断により、それぞれのフィードバックが生成され、基地局及び／又は干渉基地局に返送され、無線通信システムが、システム内のリソースを割り当てるためのスケジューリング決定を行うことが可能となる。リソースブロックを割り当てるための基本的な手法は、例えば式（４）に関して上記で説明したような従来の方法で行うことができるが、従来の手法以外に、この割当てがなされる際に基礎となるフィードバックがユーザ機器から提供される。このユーザ機器は、少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する干渉推定値に基づいてフィードバックを生成する。このように、フィードバックを提供するために、ユーザ機器において干渉状況の推定が行われ、基地局に信号が返される。
【００２４】
（３）前記現在の干渉推定値は、前記現在用いられている繰返しパターンにおける基地局から送信され、前記ユーザ機器により受信されるシンボルに基づいて求めることができる。
前記少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する干渉推定値を求めるステップは、前記現在用いられている繰返しパターンに含まれないものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンには含まれる基地局から送信され、前記ユーザ機器により受信されるシンボルに更に基づくものとすることができる。
【００２５】
これは、用いられている繰返しパターンに合致するリファレンスシンボル（reference symbol）が、フラクショナル繰返しによる最適化されたリソース割当てを可能とするために用いることのできる干渉推定値を提供するため、有利である。フラクショナル繰返しは、セルエッジユーザに対しセル間干渉からの保護を提供することが知られており、したがって全体的にシステム性能を向上させることができる。
【００２６】
（４）前記少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する干渉推定値を求めるステップは、
前記現在用いられている繰返しパターンに含まれないものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンには含まれる干渉基地局について第１の干渉推定値（
【数２５】
2015061319.tif 000027
）を求めるステップと、前記現在用いられている繰返しパターンに含まれるものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンには含まれない干渉基地局について第２の干渉推定値（
【数２６】
2015061319.tif 000028
）を求めるステップと、
前記現在の干渉推定値に前記第１の干渉推定値を加え、前記第２の干渉推定値を減ずることによって、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する干渉推定値を求めるステップと
を含んでいてもよい。
【００２７】
（５）前記第１の干渉推定値を求めるステップは、
前記現在用いられている繰返しパターンには含まれないものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンには含まれる干渉基地局の集合と、前記現在用いられている繰返しパターンに含まれる基地局の集合との共通集合に含まれる基地局から送信され、前記ユーザ機器により受信されるシンボルに基づいて第１の部分的推定値（
【数２７】
2015061319.tif 000029
）を求めるステップと、
前記現在用いられている繰返しパターンに含まれないものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンには含まれる干渉基地局の集合から、前記現在用いられている繰返しパターンに含まれる基地局の集合を除いた集合に含まれる基地局から送信され、前記ユーザ機器により受信されるシンボルに基づいて第２の部分的推定値（
【数２８】
2015061319.tif 000030
）を求めるステップと、
前記第１の部分的推定値と前記第２の部分的推定値とを加えるステップと
を含んでいてもよい。
【００２８】
（６）前記第２の干渉推定値を求めるステップは、前記現在用いられている繰返しパターンに含まれるものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンには含まれない干渉基地局の集合と、前記現在用いられている繰返しパターンに含まれる基地局の集合との共通集合に含まれる基地局から送信され、前記ユーザ機器により受信されるシンボルに基づいて第３の部分的推定値（
【数２９】
2015061319.tif 000031
）を求めるステップと、
前記現在用いられている繰返しパターンに含まれるものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンには含まれない干渉基地局の集合から、前記現在用いられている繰返しパターンに含まれる基地局の集合を除いた集合に含まれる基地局から送信され、前記ユーザ機器により受信されるシンボルに基づいて第４の部分的推定値（
【数３０】
2015061319.tif 000032
）を求めるステップと、
前記第３の部分的推定値と前記第４の部分的推定値とを加えるステップと
を含んでいてもよい。
【００２９】
通常、追加的なリファレンスシンボルにより、データ送信に利用可能なリソースが減る。上述した手法（４）〜（６）によれば、フラクショナル繰返しによる最適化されたリソース割当てに必要な干渉推定値が、リファレンスシンボルの量を増やすことなく提供されるため、有利である。
【００３０】
（７）前記第１の部分的推定値及び前記第３の部分的推定値は、前記ユーザ機器が受信した実際のシンボルに基づいて求めることができる。前記第２の部分的推定値及び前記第４の部分的推定値は、前記ユーザ機器が過去に受信したシンボルに基づいて求めることができる。
【００３１】
これは、ＬＴＥにおいて既に用いられているリファレンス信号（reference signal）を用いた干渉推定値をもたらすため、有利である。
【００３２】
（８）前記少なくとも１つの別の繰返しパターンに関する干渉推定値を求めるにあたり、前記第２の部分的推定値及び前記第４の部分的推定値を含めないとすることができる。
【００３３】
これは、精度と複雑度とのトレードオフを可能とするため、有利である。より詳細には、推定値のうちの幾つかを省くことによって推定の精度が低下するものの、それらを省くことによってＵＥにおける計算複雑度及びメモリ要件が低減する。
【００３４】
（９）前記干渉推定値の各々は、各基地局から送信され、前記ユーザ機器により受信されるシンボルの受信シンボル共分散に基づいて求めることができる。
【００３５】
これは有利である。その理由として、（部分集合である）リファレンスシンボルのみではなく受信した全てのシンボルに関して推定をすることができる場合に、サンプル数が増加して推定の精度の向上につながるからである。
【００３６】
（１０）各基地局Ｔ’から送信され、前記ユーザ機器により受信されるシンボルの受信シンボル共分散は以下のように定めることができる。
【数３１】
2015061319.tif 000033
ただし、
【数３２】
2015061319.tif 000034
は、ユーザ機器ｋと基地局ｔ’との間のチャネルを表し、
【数３３】
2015061319.tif 000035
は、基地局ｔ’の送信シンボル共分散である。
前記現在用いられている繰返しパターンに従って基地局ｔ’（ｋ）に割り当てられるユーザ機器ｋに関して、干渉基地局の集合Ｉｎ’は以下のように与えられる。
【数３４】
2015061319.tif 000036
現在用いられているパターンｎ’に関するユーザ機器ｋのセル間干渉共分散は
【数３５】
2015061319.tif 000037
であり、シンボル共分散は以下のとおりである。
【数３６】
2015061319.tif 000038
ただし、
【数３７】
2015061319.tif 000039
は熱雑音共分散である。
前記ユーザ機器ｋにおける、少なくとも１つの別の繰返しパターンｎに関する干渉推定値は以下のように求められる。
【数３８】
2015061319.tif 000040
ただし、
【数３９】
2015061319.tif 000041
は前記第１の干渉推定値であり、前記現在用いられているパターンｎ’に含まれないものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンｎには含まれる基地局による更なる干渉に関するものである。
【数４０】
2015061319.tif 000042
は前記第２の干渉推定値であり、前記現在用いられているパターンｎ’に含まれるものの、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンｎには含まれない基地局を非アクティブにすることによって干渉を低減する場合のものである。
【００３７】
（１１）前記ユーザ機器ｋにおける、前記少なくとも１つの別の繰返しパターンｎに関する干渉推定値は以下のように求めることができる。
【数４１】
2015061319.tif 000043
ただし、
【数４２】
2015061319.tif 000044
である。
【００３８】
（１２）
【数４３】
2015061319.tif 000045
は、
【数４４】
2015061319.tif 000046
と
【数４５】
2015061319.tif 000047
と
【数４６】
2015061319.tif 000048
とのいずれかとして決定される。
【数４７】
2015061319.tif 000049
は、
【数４８】
2015061319.tif 000050
と
【数４９】
2015061319.tif 000051
と
【数５０】
2015061319.tif 000052
とのいずれかとして決定される。
【００３９】
（１３）本発明の別の態様による非有形のコンピュータプログラム製品は、本発明の方法をコンピュータに実行させる、コンピュータ可読媒体に記憶された命令を有している。
【００４０】
（１４）更に別の態様によれば、本発明は、複数の繰返しパターンを有するフラクショナル繰返し方式を用いる無線通信システムにおけるユーザ機器を提供するものである。このユーザ機器は、本発明の方法に従って、前記無線通信システムによって用いられるフラクショナル繰返し方式における前記複数の繰返しパターンのうちの少なくとも１つに関する干渉推定値を求める。
【００４１】
（１５）更なる態様によれば、本発明は、複数の基地局と本発明の複数のユーザ機器とを有する無線通信システムを提供する。
【００４２】
実施形態によれば、本発明は、既存のアーキテクチャ、例えばＬＴＥ−Ａアーキテクチャに対して最小限の変更を伴った動的なフラクショナル繰返しをサポートする信号通信方法を提供する。信号通信は、フラクショナル繰返しによって提供される、用いられる干渉構成の、低減されるか又は追加される干渉を考慮した、受信機における干渉状況の推定によって補完される。
【００４３】
実施形態によれば、ネットワーク全体にわたるリソース割当てにあたり、全てのｅＮＢは、例えば全ての繰返しパターンのＷＳＲ最適化（上記式４を参照）により、可能性のあるスケジューリング（及びプリコーディング）決定を計算する。
【数５１】
2015061319.tif 000053
を構成するユーザの達成可能なレートは、パターンに関する干渉状況に依存する。本発明の手法によれば、干渉状況の推定は受信機において行われ、更なる実施形態によれば、例えば全ての繰返しパターンに関するＷＳＲ最適化（上記式４を参照）によって、可能性のあるスケジューリング（及びプリコーディング）決定の計算を可能にする、ＵＥ及びｅＮＢ間の信号通信方法が提供される。この信号通信方法は、干渉チャネルにおける干渉レベル又はＣＳＩの明示的なフィードバックを回避するものである。実際に、この方法は、用いられる具体的なダウンリンク送信ストラテジーとは無関係であり、フィードバック構造は変更されない。受信機は干渉状況の推定を行う。ネットワーク内で利用可能な繰返しパターンを見いだすために、ネットワーク内で利用可能な繰返しパターンに関する情報を受信機に伝えることができる。
【００４４】
実施形態によれば、受信機における全ての関連パターンの干渉状況を推定するにあたり、パターンのうちの１つについて、受信シンボルから直接的に推定を行うことができる。これは、パターンのうちの１つに従って送信されるデータシンボルと、パターンのうちの１つと合致するリファレンスシンボルとのいずれか又は両方とすることができる。この推定に基づいて、追加されるか又は除去される干渉源を考慮することによって他の全てのパターンに関する推定値が計算される。この際、干渉ｅＮＢからのリファレンス信号（reference signal）が用いられる。
【００４５】
実施形態は、干渉ｅＮＢに対するＣＳＩが利用可能であると仮定して、ロバストなＭＵ−ＭＩＭＯ（［７，８，９］を参照）のためのより具体的でより正確な推定手法を提供するものである。
【００４６】
本発明の実施形態の利点は、以下のとおりである。
−  フラクショナル繰返しをサポートするための、ＵＥとｅＮＢとの間の信号通信方法の提供
−  受信機における干渉推定のための一般的な手法の提供
−  ロバストなＭＵ−ＭＩＭＯのための具体的な干渉推定手法の提供
【００４７】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】セルラネットワークの一部を示す説明図である。
【図２（ａ）．２（ｂ）】３つの小さなセクタに分けられたセルラネットワークを示す説明図である。図２（ａ）はセルラネットワークを示している。図２（ｂ）は、セル内の各送信機が使用するリソースブロックを示している。
【図２（ｃ）】３つの小さなセクタに分けられたセルラネットワークを示す説明図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）のネットワークにおける、時間とともに変わる、周波数などのリソースブロックの使用を示している。
【図３】フラクショナル繰返しのためのリソース割当ての説明図である。図３（ａ）は、固定されたリソース割当てを示している。図３（ｂ）は、動的なリソース割当てを示している。
【図４】本発明の一実施形態に関連する信号通信のためのメッセージシーケンスチャートである。
【図５】数値シミュレーションに用いる主なパラメータをまとめた表である。
【図６】経験的ＣＤＦを示すグラフである（比例公平性（proportional fairness）（α＝１））。
【図７】経験的ＣＤＦを示すグラフである（高い公平性（higher fairness）（α＝３））。
【図８】スループットと公平性とのトレードオフを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００５０】
本発明の実施形態によれば、全てのユーザは、ネットワークが用いる繰返しパターン（reuse pattern）の通知を受け、全てのパターンについて干渉状況の推定を行う。例えば、推定されるシンボル共分散及び／又はセル間干渉共分散によって構成される干渉状況を用いて、通常、ある種のＳＩＮＲ概算を利用してフィードバックが計算される。フィードバック計算のための具体的な方法は、用いられるＭＩＭＯストラテジーに依存し、フィードバック情報、例えば好ましいプリコーダ又は量子化チャネル状態情報の構造を変更する必要はない。以下において、ＵＥ及びｅＮＢの間での信号通信（signaling）のための基本的なメッセージ交換プロトコルと、干渉状況の推定とを説明する。また、本発明の手法によって可能となるフラクショナル繰返し（fractional reuse）方式の性能利得を、数値シミュレーションに基づいて実証する。
【００５１】
図４は、本発明の実施形態によるメッセージ交換プロトコルのシーケンスを示している。図４は、ユーザ機器２００と、そのサービス提供基地局２０２と、図示の実施形態では単一の干渉基地局２０４とを示している。ユーザ機器２００は、サービス提供基地局２０２から、用いられる繰返しパターン２０６と、フィードバックをどのように構成するかについての情報２０８とを受信する。さらに、ユーザ機器２００は、サービス提供基地局２０２からデータ及びリファレンスシンボル（data and reference symbols）２１０を受信するとともに、干渉基地局２０４からデータ及びリファレンスシンボル２１２を受信する。繰返しパターンに関する情報２０６は、現在用いられている繰返しパターンｎ’に関する情報を含むとともに、システムによって用いられる１以上の別の繰返しパターンｎに関する情報をも含んでいる。ブロック２１４では、ユーザ機器２００が、サービス提供基地局２０２及び干渉基地局２０４からそれぞれ受信したシンボル２１０、２１２から、現在用いられている繰返しパターンｎ’についての干渉状況を推定する。この推定に基づいて、ブロック２１６では、ユーザ機器２００が、メッセージ２０６により該ユーザ機器に通知された他の繰返しパターンのうちの１以上についての推定を更新し、ユーザ機器２００がフィードバック情報を生成し、符号２１８においてユーザ機器２００がサービス提供基地局２０２に送る。実施形態によれば、サービス提供基地局２０２及び干渉基地局２０４は、通信システムにおいて用いられるべきウィニングパターン（winning pattern）を見いだすために、リソース割当てのためのＷＳＲ最適化を計算することができる（ブロック２２０及び２２２を参照）。
【００５２】
図４を参照して説明したように、実施形態によれば、本発明の手法に従って、受信機２００において干渉状況が推定され、ユーザ２００及び基地局２０２間の信号通信手法が提供される。受信機２００は干渉状況の推定を行う。このために、上記で述べたように、受信機２００はネットワークにおいて利用可能な繰返しパターンを受信する。この情報は、図４の符号２０６に示したように、サービス提供基地局２０２から受信機２００へと伝えられる。受信機又はユーザ２００は、受信したシンボル２１０、２１２から直接的に、パターンのうちの１つについて干渉状況を推定する。これらの受信シンボルは、例えば、パターンのうちの１つにより送られるデータシンボルと、パターンのうちの１つに合致するリファレンスシンボルとのいずれか又は両方である。干渉状況が推定される１つのパターンは、現在用いられている繰返しパターンｎ’とすることができる。この推定に基づいて、ユーザ機器２００は、残りのパターンのうちの１以上に関する干渉推定値を計算する。これは、実施形態によれば、以下で更に詳細に説明するように、別の干渉源又は消える干渉源を考慮することにより行われる。各干渉状況の推定に続いて、ユーザ２００は、フィードバックするために現時点で構成されているパターンのフィードバックを計算して送信する。フィードバックは、正しい繰返しパターンと関連付けられる必要があり、このことはフィードバックメカニズムの一部でなければならない。例えば、ＬＴＥは、周期的フィードバック及び非周期的フィードバックの双方をサポートする。ＬＴＥでは、これは、複数のパターンについてのフィードバックをサポートできるように、１つの追加的な次元によって拡張する必要がある。
【００５３】
フィードバックを受信すると、基地局は、上記で説明したようにＷＳＲ最適化を計算するとともに、例えば［４］及び［６］に記載されているように、基地局間での適切なメッセージ交換によりウィニングパターンを見いだすことができる。
【００５４】
以下、受信機２００における干渉推定のための一実施形態を詳細に説明する。ユーザ２００が、パターンのうちの１つ、例えば、データ送信のために現在用いられているパターンｎ’について干渉状況の正確な推定値を得ることができるとする。説明する実施形態は、干渉送信機２０４との間のＣＳＩ（channel state information, チャネル状態情報）を用いて、パターンごとに干渉状況の推定値を向上させることができる。これは、ロバストなユニタリプリコーディングを基礎とするシステムの場合に特に有利な可能性がある。このシステムでは、干渉基地局の影響はチャネルの実態にのみ依存し、スケジューリング及びプリコーディングとは無関係である。
【００５５】
本発明によれば、用いられる具体的なＭＩＭＯ技術に依存しない手法が教示される。かかる技術は、フィードバック計算及びＳＩＮＲ概算のための様々な方法を用いることができ、これらの方法は、干渉シンボル共分散、雑音共分散、及び／又は受信シンボル共分散に基づくものとすることができる。ここで、その関係は以下の式（７）により与えられる。本発明の実施形態の以下の説明において、「干渉状況（interference situation）」という用語を用いるとともに、基地局ｔ’から送信され、ユーザｋにより受信されたシンボルの受信シンボル共分散（receive symbol covariance）は、以下の式（５）に示すように定められる。
【数５２】
2015061319.tif 000054
ただし、
【数５３】
2015061319.tif 000055
はユーザ機器ｋと基地局ｔ’との間のチャネルを示し、
【数５４】
2015061319.tif 000056
は基地局ｔ’の送信シンボル共分散である。あるリソースブロックがパターンｎ’に割り当てられるとすると、ｅＮＢ  ｔ’（ｋ）に割り当てられるユーザについて、干渉ｅＮＢの集合は以下のように与えられる。
【数５５】
2015061319.tif 000057
【００５６】
パターンｎ’の場合のユーザｋのセル間干渉共分散は
【数５６】
2015061319.tif 000058
であり、シンボル共分散は以下のように表すことができる。
【数５７】
2015061319.tif 000059
ただし、
【数５８】
2015061319.tif 000060
は熱雑音共分散である。
【００５７】
以下に、パターンｎ’と比べてパターンｎの干渉状況がどのように異なるか（例えば、現在用いられているパターンｎ’と別のパターンｎとの差異）を示す。
【数５９】
2015061319.tif 000061
ここで、
【数６０】
2015061319.tif 000062
は、パターンｎ’においては許可されないものの、パターンｎにおいては許可されるｅＮＢによる追加的な干渉である。また、
【数６１】
2015061319.tif 000063
は、パターンｎ’においては許可されるものの、パターンｎにおいては許可されないｅＮＢを非アクティブにすることによる干渉の低減である。
【００５８】
【数６２】
2015061319.tif 000064
という特別な場合は、
【数６３】
2015061319.tif 000065
であり、
【数６４】
2015061319.tif 000066
は、ｎ’からｎに変更することにより除去できる干渉である。これを、図２（ａ）のシナリオ及びｅＮＢ  ｔ（ｋ）＝１からサービスの提供を受けるユーザｋについて示す。Ｔｎ’＝｛１，．．．，９｝、Ｉｎ＝｛２，．．．，９｝であり、Ｔｎ＝｛１，４，７｝，Ｉｎ＝｛４，７｝である場合、パターンｎの干渉状況は以下のように求められる。
【数６５】
2015061319.tif 000067
【００５９】
ユーザが、例えば、データシンボル自体又はパターンのうちの１つに従うリファレンス信号（reference signal）から、１つのパターンｎ’についての干渉状況の正確な推定値を得ることができると想定される。別のパターンｎの干渉状況を推定するために、
【数６６】
2015061319.tif 000068
及び
【数６７】
2015061319.tif 000069
が推定される。この推定は、近傍のｅＮＢのリファレンス信号によって得られる情報を用いたものとすることができる。
【００６０】
［６］に示されているように、ユーザが受信して復号することのできるリファレンス信号を送る送信機の集合をＴｋとする。リファレンス信号は、例えばＣＳＩ推定のためのリファレンス信号又は「リファレンス信号受信品質」（Reference Signal Received Quality, ＲＳＲＱ）である。
【数６８】
2015061319.tif 000070
は、以下のように２つの部分に分けられる。
【数６９】
2015061319.tif 000071
【００６１】
Ｔｋは、最も主要な干渉源を含み、そのため、
【数７０】
2015061319.tif 000072
が、式（１０）の和における主要な部分となると仮定される。
【００６２】
上記の例を再び考慮し、ユーザが近傍のｅＮＢ  Ｔｋ＝｛１，２，３｝のリファレンス信号を復号することができるとすると、以下が得られる。
【数７１】
2015061319.tif 000073
【００６３】
【数７２】
2015061319.tif 000074
については、利用可能なリファレンス信号測定値に基づく正確な推定値
【数７３】
2015061319.tif 000075
を用いることができる。
【数７４】
2015061319.tif 000076
については、比較的大きな誤差を許容することができ、以下の任意の近似を用いることができる。
【数７５】
2015061319.tif 000077
【００６４】
例えば、
【数７６】
2015061319.tif 000078
は過去のシンボルサンプルに基づくものとすることができる。同様にして、
【数７７】
2015061319.tif 000079
が定められる。また、以下が定められる。
【数７８】
2015061319.tif 000080
【００６５】
式（８）を適用すると、
【数７９】
2015061319.tif 000081
の推定値は以下のようにして得られる。
【数８０】
2015061319.tif 000082
【００６６】
【数８１】
2015061319.tif 000083
及び
【数８２】
2015061319.tif 000084
の推定は無視することができる。これら２つの項は、概して、他の２つの項よりも推定値に対する影響がはるかに小さいことに起因して無視することができる。このため、これらを無視することによって、推定値が少し正確ではなくなるが、計算の複雑度及びメモリ要件を抑えることができる。
【００６７】
以下に、
【数８３】
2015061319.tif 000085
及び
【数８４】
2015061319.tif 000086
をそれぞれ推定するための２つの手法を与える。例えば、一般的なＭＵ−ＭＩＭＯストラテジーの場合、式（５）によって与えられる任意の受信シンボル共分散の構造はｅＮＢの送信共分散に依存し、この送信共分散は用いられるスケジューリング及びプリコーディングに依存する。したがって、完全なＣＳＩ情報が利用可能である場合であっても、推定値の不確実性が存在する。したがって、一般的なＭＩＭＯ技術の場合、白色共分散に基づく以下の推定を用いることができる。
【数８５】
2015061319.tif 000087
ただし、ｃｋ，ｔは、リファレンス信号測定値、例えばリファレンス信号電力から得ることができる。ロバストなＭＵ−ＭＩＭＯ（［７］を参照）、例えばロバストなユニタリプリコーディング（［８、９］を参照）の場合、より正確な推定値を見いだすことができる。人為的に、
【数８６】
2015061319.tif 000088
とすることにより、式（５）によって与えられる任意の受信シンボル共分散の構造は、ｅＮＢの集合及び関連するチャネルに依存するが、具体的なスケジューリング及びプリコーディングとは無関係である。
【数８７】
2015061319.tif 000089
【００６８】
スケーリングされたチャネル行列
【数８８】
2015061319.tif 000090
の誤りのない情報が受信機において利用可能である場合、推定値は式（１９）によって計算することができる。実際には、ＣＳＩはリファレンス信号を用いてチャネル推定によって得られることになる。
【数８９】
2015061319.tif 000091
を
【数９０】
2015061319.tif 000092
の推定値とすると、推定は以下のように計算することができる。
【数９１】
2015061319.tif 000093
【００６９】
式（１８）及び式（２０）と同様にして、
【数９２】
2015061319.tif 000094
の推定値を以下のように計算することができる。
【数９３】
2015061319.tif 000095
【００７０】
このため、実施形態によれば、ユーザはパターンｎ’の干渉状況を推定することができ、これは例えば、干渉及び雑音共分散又はシンボル共分散とすることができる。ｅＮＢがパターンｎについてのフィードバックを予期しているとすると、ユーザは
【数９４】
2015061319.tif 000096
及び
【数９５】
2015061319.tif 000097
を計算することができる。
【数９６】
2015061319.tif 000098
及び
【数９７】
2015061319.tif 000099
とともに、ユーザはｎについての干渉状況を推定し、構成されるフィードバックを計算して送ることができる。
【００７１】
次に、ＩＭＴＡｐｈｙ  ＬＴＥ−Ａシステムレベルシミュレータ（［１３］を参照）から得られたシミュレーション結果について説明する。ＩＭＴＡｐｈｙは、ＩＭＴアドバンストチャネルモデル（［１５］を参照）及びＬＴＥ−Ａのシミュレーションに適したシステムリンクモデル（［１６］を参照）の効率的で完全に較正された（［１４］を参照）Ｃ＋＋による実装が特色である。図５は、数値シミュレーションに用いた主なパラメータをまとめた表を示している。他の全てのパラメータは、［１５］及び［１７，Ａ．２．２］に従って選択されている。このシミュレーションのために用いられるロバスト性ＭＩＭＯ技術及び考慮される静的チャネルに起因して、アウテージ（outage）はほとんど生じず、これによって、性能を大きく損なうことなくＨＡＲＱを無効にすることができる。
【００７２】
フラクショナル繰返しについて、１繰返しと３繰返しの組み合わせを検討した。上記の例のように、このことは、全てのｅＮＢが４つの利用可能な物理層モードのうちの２つにより送信を行うことが許されるということを暗に意味する。物理層モードへのリソース割当ては、全ての個々のＰＲＢ（Physical Resource Block, 物理リソースブロック、例えば周波数）について可能であり、これは、全てのｅＮＢが、全てのスロットにおいて、利用可能なＰＲＢ数の２倍だけ、中央コントローラと通信することを意味する。
【００７３】
性能に関して、図６は、正規化されたユーザスペクトル効率の経験的ＣＤＦ（empirical CDF）を示している。予期されていたように、フラクショナル繰返しは、単なる１繰返し及び３繰返しよりも性能が優れており、特にセルエッジユーザが利益を受ける。より高いレベルの公平性の場合、更に大きな利得を認めることができる。これについては図７を参照されたい。公平性のレベルを変えることによって、セルエッジユーザの性能と平均的なセルの性能とのトレードオフが生まれる。このトレードオフと、これに関連するフラクショナル繰返しの潜在的可能性とを更に調べるために、α＝０、０．１、．．．、３についてシミュレーションを行った。全ての結果について、経験的ＣＤＦの平均によって与えられる平均的セル性能と、経験的ＣＤＦの５パーセンタイルによって与えられるセルエッジユーザの性能とを比較した。完全なトレードオフ曲線が図８に示されている。公平性が増加した場合の１繰返しと３繰返しとの交差を見てとることができる。
【００７４】
予期されていたように、全てのレベルの公平性について、フラクショナル繰返しは少なくとも１繰返し又は３繰返しと同程度に良好である。公平性のレベルが高い場合、性能において大きな利得が認められる。例えば、０．０２という５パーセンタイルが望ましい場合、１繰返し及び３繰返しの双方が０．０８５という平均的性能を有する一方で、フラクショナル繰返しの平均的性能は０．１であり、約１８％の増加である。
【００７５】
幾つかの態様を装置との関連で説明してきたが、これらの態様は、対応する方法の記述も表していることは明らかであり、この対応する方法では、ブロック又はデバイスが、方法ステップ又は方法ステップの特徴に対応する。同様に、方法ステップとの関連で説明した態様も、対応する装置の対応するブロック又は項目又は特徴の記述を表している。
【００７６】
ある特定の実施態様要件に応じて、本発明の実施形態はハードウェア又はソフトウェアにおいて実施することができる。実施態様は、電子的に読取り可能な制御信号が記憶されたデジタル記憶媒体、例えばフロッピーディスク、ＤＶＤ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、又はフラッシュメモリを用いて実行することができ、それらは、それぞれの方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと連携する（又は連携可能である）。本発明による幾つかの実施形態は、本明細書に記載される方法のうちの１つが実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと連携することができる電子的に読取り可能な制御信号を有するデータキャリアを含む。
【００７７】
概して、本発明の実施形態は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実装することができる。該プログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されると、本方法のうちの１つを実行するように動作可能である。プログラムコードは、例えば機械可読キャリア上に記憶することができる。他の実施形態は、機械可読キャリア上に記憶された、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムを含む。したがって、換言すれば、本発明の方法の一実施形態は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。
【００７８】
したがって、本発明の方法の更なる実施形態は、データキャリア（又はデジタル記憶媒体若しくはコンピュータ可読媒体）である。このデータキャリアは、このデータキャリア上に記録された、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムを含む。したがって、本発明の方法の更なる実施形態は、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムを表すデータストリーム又は信号シーケンスである。データストリーム又は信号シーケンスは、例えば、データ通信接続を介して、例えばインターネットを介して転送されるように構成することができる。
【００７９】
更なる実施形態は、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するように構成又は適合された処理手段、例えばコンピュータ又はプログラム可能な論理デバイスを含む。更なる実施形態は、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータを含む。幾つかの実施形態では、プログラム可能な論理デバイス（例えばフィールドプログラマブルゲートアレイ）を用いて、本明細書に記載された方法の機能のうちの幾つか又は全てを実行することができる。幾つかの実施形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するためにマイクロプロセッサと連携することができる。概して、本方法は任意のハードウェア装置によって実行されることが好ましい。
【００８０】
上述した実施形態は、単に本発明の原理を説明したものである。本明細書に記載される構成並びに詳細の変更及び変形は当業者には明らかであることを理解されたい。したがって、本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定され、本明細書における実施形態の記述及び説明のために提示した具体的な詳細によって限定されるものではない。
【００８１】
［参考文献］
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【図１】
2015061319.tif 000126
【図２（ａ）．２（ｂ）】
2015061319.tif 000127
【図２（ｃ）】
2015061319.tif 000128
【図３】
2015061319.tif 000129
【図４】
2015061319.tif 000130
【図５】
2015061319.tif 000131
【図６】
2015061319.tif 000132
【図７】
2015061319.tif 000133
【図８】
2015061319.tif 000134
【外国語明細書】
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