(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを用いて、複数のデータストリームを送信する複数の基地局と、該データストリーム毎のパイロット信号を用いて伝搬路を推定し、データを復調する端末とを備えた無線通信システムであって、
前記複数の基地局は、
１つ、または複数のデータストリームを含む第１データストリームで通信する第１基地局と、
第１データストリームとは異なる、１つ、または複数のデータストリームを含む第２データストリームで、前記第１基地局から干渉を受ける前記端末と通信する第２基地局と
を含み、
前記第２基地局は、
前記第１基地局が使用する第１データストリームと異なる第２データストリームを、自第２基地局に所属する前記端末に割り当て、
割り当てられた第２データストリームを用いてデータと第２パイロット信号とを前記端末に送信し、
前記第１基地局から送信される第１データストリームの第１パイロット信号を識別するためのパイロット信号識別情報を前記端末に送信し、
前記端末は、該パイロット信号識別情報に従い特定される第１パイロット信号と、第２パイロット信号を用いて、前記第１基地局と前記第２基地局から受信されるデータを復調し、第２データストリームのデータを抽出する無線通信システム。
【請求項２】
前記第２基地局は、前記第１基地局が使用する第１データストリームの識別情報を含むデータストリーム制限情報を前記第１基地局から受信し、該データストリーム制限情報に従い、第１データストリームと異なる第２データストリームを前記端末に割り当てる請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記データストリーム制限情報は、第１基地局が使用する第１データストリーム内の無線リソースユニットの識別情報をさらに含み、
前記第２基地局は、該データストリーム制限情報に従い、第１データストリームと異なる第２データストリーム内の無線リソースユニットのうち、前記第１基地局が使用する無線リソースユニットに対応する位置の無線リソースユニットを、前記端末に割り当てる請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記第２基地局は、前記端末が測定した前記複数の基地局からの受信品質を該端末から受信し、該受信品質に基づき、自第２基地局と通信する該端末に干渉を与える前記第１基地局を特定する請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記受信品質は、少なくとも端末での受信電力及びＣＩＮＲのいずれかを含む請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記第２基地局は、自基地局以外の基地局のうち、測定された受信電力が最大の基地局、又は、該受信電力が予め定められた閾値より大きい基地局のひとつを、前記第１基地局として特定する請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記第２基地局は、前記端末が前記複数の基地局からの受信品質に基づき特定した第１基地局の識別情報を該端末から受信し、該第１基地局を特定する請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記第２基地局は、前記端末に割り当てた第２データストリームの識別情報を含むデータストリーム制限情報を前記第１基地局に送信する請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記端末は、第１基地局に所属する第１端末と、第２基地局に所属する第２端末とを含み、
前記第１基地局は、該第１端末が測定した受信品質を該第１端末から受信して前記第２基地局に送信し、
前記第２基地局は、
前記第２端末が測定した受信品質を該第２端末から受信し、
前記第１基地局及び前記第２端末から受信した受信品質に基づき、互いに干渉する第１基地局と第２基地局を特定し、
該第１基地局に所属する第１端末に第１データストリームを割り当て、自第２基地局に所属する第２端末に第２データストリームを割り当て、
第１端末に割り当てた第１データストリームの識別情報を該第１基地局に送信する請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記第２基地局は、第１端末に割り当てる第１データストリーム内の無線リソースユニットの位置と、第２端末に割り当てる第２データストリーム内の無線リソースユニットの位置とが対応するように、各端末にデータストリーム及び無線リソースユニットを割り当てる請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
複数のアンテナを用いて、複数のデータストリームを送信する複数の基地局と、該データストリーム毎のパイロット信号を用いて伝搬路を推定し、データを復調する端末とを備えた無線通信システムにおいて、前記複数の基地局のひとつである干渉局が使用する、１つ、または複数のデータストリームを含む第１データストリームとは異なる、１つ、または複数のデータストリームを含む第２データストリームを用いて、該干渉局から干渉を受ける前記端末と通信する基地局であって、
自基地局に所属する前記端末に使用するデータストリームとして、干渉局が使用する第１データストリームと異なる第２データストリームを割り当てる使用ストリーム制限部と、
割り当てられた第２データストリームを用いてデータと第２パイロット信号とを前記端末に送信する通信処理部と、
前記端末が干渉局から送信される第１データストリームの第１パイロット信号を識別して、干渉局からの第１パイロット信号と自基地局からの第２パイロット信号を用いて伝搬路を推定するための該第１パイロット信号のパイロット信号識別情報を前記端末に送信する制御部と
を備えた前記基地局。
【請求項１２】
前記使用ストリーム制限部は、前記干渉局が使用する第１データストリームの識別情報を含むデータストリーム制限情報を前記干渉局から受信し、該データストリーム制限情報に従い、第１データストリームと異なる第２データストリームを前記端末に割り当てる請求項１１に記載の基地局。
【請求項１３】
前記データストリーム制限情報は、干渉局が使用する第１データストリーム内の無線リソースユニットの識別情報をさらに含み、
前記使用ストリーム制限部は、該データストリーム制限情報に従い、第１データストリームと異なる第２データストリーム内の無線リソースユニットのうち、前記干渉局が使用する無線リソースユニットに対応する位置の無線リソースユニットを、前記端末に割り当てる請求項１２に記載の基地局。
【請求項１４】
前記制御部は、前記干渉局に所属する第１端末が測定した受信品質を該干渉局から受信し、及び、自基地局に所属する第２端末が測定した受信品質を該第２端末から受信し、
前記使用ストリーム制限部は、前記干渉局及び前記第２端末から受信した受信品質に基づき、自基地局と干渉する干渉局を特定し、該干渉局に所属する第１端末に第１データストリームを割り当て、自基地局に所属する第２端末に第２データストリームを割り当て、
前記制御部は、第１端末に割り当てた第１データストリームの識別情報を該干渉局に送信する請求項１１に記載の基地局。
【請求項１５】
複数のアンテナを用いて、複数のデータストリームを送信する複数の基地局と、該データストリーム毎のパイロット信号を用いて伝搬路を推定し、データを復調する無線端末とを備えた無線通信システムにおける前記無線端末であって、
前記第１基地局が使用する、１つ、または複数のデータストリームを含む第１データストリームとは異なる、１つ、または複数のデータストリームを含む第２データストリームを用いて、データと第２パイロット信号を前記第２基地局から受信し、及び、前記第１基地局から送信される第１データストリームの第１パイロット信号を識別するためのパイロット信号識別情報を、前記第２基地局から受信する無線通信部と、
該パイロット信号識別情報に従い特定される第１パイロット信号と、第２パイロット信号を用いて、前記第１基地局と前記第２基地局から受信されるデータを復調し、第２データストリームのデータを抽出するベースバンド処理部と
を備えた前記無線端末。
【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、基地局及び無線端末に係り、特に、アンテナを複数備える基地局の干渉制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ、直交周波数分割多重アクセス）を用いるディジタル移動体通信システムでは、フレームと呼ばれる一定の周波数帯域、時間の単位内において、さらに細かく周波数、時間で区切られた無線リソースを用いて複数の端末と通信を行う。ＯＦＤＭＡを用いる第４世代の通信システムであるＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  −Ａｄｖａｎｃｅｄ）では、スループットを向上させるため、非特許文献１、２に示すように、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）技術が採用されるとともに、周波数利用効率の向上が求められている。以下では、データ通信で特に重要な、ＤＬ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）のスループットを対象とする。
周波数利用効率を向上させるためには、隣接する基地局が同じ周波数を共用することが必要である。しかし、隣接する基地局が同じ周波数を使用すると、基地局間で干渉が発生し、ＣＩＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ、搬送波電力対干渉・雑音電力比）が劣化する。一般に、ＭＩＭＯ伝送では高いＣＩＮＲが必要となるため、基地局間干渉が発生するとＭＩＭＯ伝送が困難となり、スループットが劣化する。よって、周波数を共用しながらＭＩＭＯ伝送を効率的に行うことが、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは重要である。周波数を共用する場合、基地局間の干渉抑圧技術が重要である。基地局間干渉抑圧技術として、非特許文献１、非特許文献３に示すように、異なる基地局に対して、同一端末のデータを分割、またはコピーし、複数の基地局が端末に対して協調して通信を行うことで、干渉となる基地局の信号を、干渉ではなく端末への所望信号にすることで干渉を避ける方式が示されている。一方、複数基地局にデータを分けない方法として、特許文献１に示されているような、自基地局で使用している時間、周波数リソースを、隣接基地局では使用しないように制御し、基地局間干渉を避ける方式が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４１０８４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ８０２．１６、Ｐ８０２．１６ｍ−２０１１、Ｍａｙ  ２０１１
【非特許文献２】３ＧＰＰ、ＴＲ  ３６．９１３  ｖ１０．０．０、Ｍａｒ．  ２０１１
【非特許文献３】３ＧＰＰ、ＴＲ  ３６．８１９  ｖ１．０．０、Ｍａｙ  ２０１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基地局間でデータを分ける方式は、１端末に対するデータが複数の基地局に対して分割またはコピーする必要があることから、データの同期が複雑になり、また、ＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ａｎｄ  ｒｅＱｕｅｓｔ）等の再送制御が複雑化する。一方、基地局間でデータを分けない方式は、基地局は端末に対して全ＭＩＭＯストリームを用いて通信を行うため、端末の処理能力が低い場合に受信ＭＩＭＯストリームを処理できない可能性がある。また、同一基地局から多くのＭＩＭＯストリーム伝送を行うと、アンテナ間相関が高くなり、信号分離が困難となる。
本発明の目的は、基地局間でデータを分けることなく基地局間干渉を抑圧しつつ、ＭＩＭＯ伝送を効率的に行う無線通信システム、基地局及び無線端末を提供することにある。また、本発明は、複数のデータストリームを同時に送信する基地局を有する無線通信システムにおいて、端末がうける干渉を抑圧し、スループットの劣化を防ぐことを目的のひとつとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
少なくとも一の上述の課題を解決するため、本発明の一態様においては、複数のアンテナを有する無線通信基地局を含む無線通信システムであって、基地局間干渉の強い端末に対して、干渉基地局との間で、ストリームが重複しないように基地局間で情報交換を行い、通信を行う干渉電力が支配的な基地局が使用するストリームの参照信号情報を端末に通知する。
また、本発明の一態様において、基地局システムは、
セクタごとに複数のアンテナで端末と同時通信（ＭＩＭＯ）を行い、
一のセクタに収容される端末の通信状況に応じて、他のセクタの使用するリソースを制限する制限要求を送信し、
前記端末に対して他のセクタが使用しているリソースを判別するためのパイロット情報を通知する。
なお、上記通信状況は、他のセクタから所定の干渉を受けている状況である。
【０００７】
本発明の第１の解決手段によると、
複数のアンテナを用いて、複数のデータストリームを送信する複数の基地局と、該データストリーム毎のパイロット信号を用いて伝搬路を推定し、データを復調する端末とを備えた無線通信システムであって、
前記複数の基地局は、
第１データストリームで通信する第１基地局と、
第１データストリームとは異なる第２データストリームで、前記第１基地局から干渉を受ける前記端末と通信する第２基地局と
を含み、
前記第２基地局は、
前記第１基地局が使用する第１データストリームと異なる第２データストリームを、自第２基地局に所属する前記端末に割り当て、
割り当てられた第２データストリームを用いてデータと第２パイロット信号とを前記端末に送信し、
前記第１基地局から送信される第１データストリームの第１パイロット信号を識別するためのパイロット信号識別情報を前記端末に送信し、
前記端末は、該パイロット信号識別情報に従い特定される第１パイロット信号と、第２パイロット信号を用いて、前記第１基地局と前記第２基地局から受信されるデータを復調し、第２データストリームのデータを抽出する無線通信システムが提供される。
【０００８】
本発明の第２の解決手段によると、
複数のアンテナを用いて、複数のデータストリームを送信する複数の基地局と、該データストリーム毎のパイロット信号を用いて伝搬路を推定し、データを復調する端末とを備えた無線通信システムにおいて、前記複数の基地局のひとつである干渉局が使用する第１データストリームとは異なる第２データストリームを用いて、該干渉局から干渉を受ける前記端末と通信する基地局であって、
自基地局に所属する前記端末に使用するデータストリームとして、干渉局が使用する第１データストリームと異なる第２データストリームを割り当てる使用ストリーム制限部と、
割り当てられた第２データストリームを用いてデータと第２パイロット信号とを前記端末に送信する通信処理部と、
前記端末が干渉局から送信される第１データストリームの第１パイロット信号を識別して、干渉局からの第１パイロット信号と自基地局からの第２パイロット信号を用いて伝搬路を推定するための該第１パイロット信号のパイロット信号識別情報を前記端末に送信する制御部と
を備えた前記基地局が提供される。
【０００９】
本発明の第３の解決手段によると、
複数のアンテナを用いて、複数のデータストリームを送信する複数の基地局と、該データストリーム毎のパイロット信号を用いて伝搬路を推定し、データを復調する無線端末とを備えた無線通信システムにおける前記無線端末であって、
前記第１基地局が使用する第１データストリームとは異なる第２データストリームを用いて、データと第２パイロット信号を前記第２基地局から受信し、及び、前記第１基地局から送信される第１データストリームの第１パイロット信号を識別するためのパイロット信号識別情報を、前記第２基地局から受信する無線通信部と、
該パイロット信号識別情報に従い特定される第１パイロット信号と、第２パイロット信号を用いて、前記第１基地局と前記第２基地局から受信されるデータを復調し、第２データストリームのデータを抽出するベースバンド処理部と
を備えた前記無線端末が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、基地局間でデータを分けることなく基地局間干渉を抑圧しつつ、ＭＩＭＯ伝送を効率的に行う無線通信システム、基地局及び無線端末を提供することができる。また、本発明によると、複数のデータストリームを同時に送信する基地局を有する無線通信システムにおいて、端末がうける干渉を抑圧し、スループットの劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施例におけるシーケンス図である。
【図２】各実施例が適用される移動無線通信システムの一例を示す図である。
【図３】各実施例が適用される基地局の構成の一例を示す図である。
【図４】各実施例が適用される移動通信システムの基地局配置の一例を示す図である。
【図５】各実施例に係る、端末と基地局で伝送される通信フレームの一例を示す図である。
【図６】各実施例に係る、基地局のソフトウェア、ブロック構成図である。
【図７】第１の実施例における基地局のハードウェア、ブロック構成の一例を示す図である。
【図８】第１の実施例における端末のソフトウェア、ブロック構成の一例を示す図である。
【図９】第１の実施例における端末のハードウェア、ブロック構成の一例を示す図である。
【図１０】第１の実施例に係る、シーケンス図である。
【図１１】第１の実施例に係る、ストリーム制限部のブロック構成図である。
【図１２】第１の実施例に係る、干渉電力テーブルの構成を示す図である。
【図１３】第１の実施例に係る、干渉判定部のフローチャートを示す図である。
【図１４】第１の実施例に係る、干渉局テーブルの構成を示す図である。
【図１５】第１の実施例に係る、ストリーム制限部のフローチャートを示す図である。
【図１６】第１の実施例に係る、自基地局ストリーム制限テーブルの構成を示す図である。
【図１７】第１の実施例に係る、ストリーム制限の状態の一例を示す図である。
【図１８】第１の実施例に係る、ステップ１５０２のフローチャートを示す図である。
【図１９】第１の実施例に係る、ステップ１５０４のフローチャートを示す図である。
【図２０】第１の実施例に係る、干渉局テーブルの一例を示す図である。
【図２１】第１の実施例に係る、干渉局ストリーム制限テーブルの構成を示す図である。
【図２２】第１の実施例に係る、ＭＩＭＯの復号処理を示す図である。
【図２３】第１の実施例に係る、Ｐｉｌｏｔ位置の一例を示す図である。
【図２４】第１の実施例に係る、端末に通知するＰｉｌｏｔ情報を示す図である。
【図２５】第２の実施例に係る、シーケンスを示す図である。
【図２６】第２の実施例に係る、端末の構成を示す図である。
【図２７】第２の実施例に係る、ストリーム制限部のブロック構成を示す図である。
【図２８】第３の実施例に係る、シーケンスを示す図である。
【図２９】第３の実施例に係る、プライマリ基地局とセカンダリ基地局の関係の概念を示す図である。
【図３０】第３の実施例に係る、干渉電力テーブルの構成を示す図である。
【図３１】第３の実施例に係る、干渉局テーブルの構成を示す図である。
【図３２】第３の実施例に係る、使用ストリーム制限部のフローチャートを示す図である。
【図３３】第３の実施例に係る、セカンダリ基地局の使用ストリーム制限部のブロック構成を示す図である。
【図３４】第４の実施例に係る、ＤＡＳの構成を示す一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本無線通信システム、および無線通信システムにおける無線通信基地局と無線端末の種々の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。それに先立ち、各種の実施例が適用される無線通信システムの実施形態について説明する。
各種の実施例の無線通信システムは、例えば図２に示すようなネットワーク構成において適用される。無線通信システムは、複数の基地局２０ｂ１、２０ｂ２、・・・２０ｂＮと、基地局の無線通信圏内となるセル２ｃ１、２ｃ２、・・・２ｃＮ内において、基地局と無線で通信する複数の端末２０ｍ１、２０ｍ２、・・・とを備える。基地局２０ｂ１、２０ｂ２、・・・２０ｂＮはルータ（またはＬ３スイッチ）２０１とゲートウェイ（ＧＷ）２０２を介して、外部の通信ネットワーク、例えば、インターネット（ＮＷ）２０３に接続されている。または、図３に示すように、３基地局３０１、３０２、３０３が同居する３セクタ構成となっていても良い。３セクタ構成では、セクタ間は内部インタフェース３０４で接続されており、隣接する他の基地局とはバックホール３０５によって図２と同様に接続されている。ただし、各実施例に係るネットワーク構成はこれに限定するものではなく、基地局と端末が無線アクセスを行うことが可能なネットワーク構成であればよい。
また、図２の基地局構成における基地局の面的配置を図４に示す。セル半径が、基地局間で均一な場合、例えば一般的に行われる六角セル配置を採用してもよい。その場合の基地局配置を図４（ａ）に示す。基地局４０２のセルは４０１で示してある。また、セル半径が基地局間で不均一な場合、六角セル配置にならず、図４（ｂ）に示すような不規則な基地局配置となる。図３の基地局構成における基地局の面的配置は、図４のセル４０１を各セルについて３方向の扇形に分割した構成となる。本実施形態はこのような基地局配置において各々具備される。
【００１３】
図５に本無線通信システムに使用するフレーム構成の一例を示す。図５はＩＥＥＥ８０２．１６ｍのフレーム構成である。通信に使用できる周波数帯域幅をシステム帯域幅５０４と呼ぶ。システム帯域幅をサブチャネル５０１単位に分割し、時間方向にサブフレーム５０２単位に分割し、１サブチャネル、１サブフレームで区切られた時間、周波数領域をＰＲＵ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｕｎｉｔ、物理リソースユニット、無線リソースユニット）５０３とする。端末への無線リソースの割当情報やシステム構成等の制御情報は、いずれか１つ、または複数のサブフレーム５０２の制御チャネル５０７を用いて伝送される。また、ＤＬ、ＵＬ（ｕｐｌｉｎｋ）の制御メッセージは、各サブフレーム５０２の制御チャネル５０７以外のＰＲＵを用いて伝送することができる。このような構成は、例えば、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）のＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）を仮定した場合に想定されるフレーム構成であり、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）においても同様である。
【実施例１】
【００１４】
第１の実施例に係る無線通信システムとして、基地局が複数のアンテナを具備し、端末が受信干渉電力測定を行い基地局に報告し、基地局が、当該端末に干渉を与えている基地局（干渉局）を判断することで基地局間の使用ストリーム制限を行い、干渉局の参照信号（Ｐｉｌｏｔ）情報を端末に通知する構成について説明する。また、干渉局のＰｉｌｏｔ情報を通知された端末は、自基地局のＰｉｌｏｔ情報と干渉局のＰｉｌｏｔ情報を用いて、ＭＩＭＯのストリーム分離を行う。
図６のブロック図を用いて、第１の実施例に係る基地局２０ｂの装置構成（機能ブロック構成）について説明する。
基地局２０ｂは、コントローラ６１０と、端末との間で無線電波を送受信するアンテナ６０９と、送受信切替え用のスイッチ６０８と、ルータ２０１との接続回線に接続される回線インタフェース６０１と、回線インタフェース６０１に接続された上位レイヤ処理部６０２と、スイッチ６０８に接続された送信ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１０６および受信ＲＦ部６０７と、Ｄｏｗｎｌｉｎｋベースバンド処理部６０４と、Ｕｐｌｉｎｋベースバンド処理部６０５と、上位レイヤ制御部６０２とＤｏｗｎｌｉｎｋベースバンド処理部６０４との間に接続されたスケジューリング部６０３と、スケジューリング部６０３に対して、割り当て行う端末の使用ストリームを制限する使用ストリーム制限部６１１を含む。なお、本明細書において、送信ＲＦ部１０６、受信ＲＦ部６０７、Ｄｏｗｎｌｉｎｋベースバンド処理部６０４及びＵｐｌｉｎｋベースバンド処理部６０５をまとめて通信処理部と称する場合がある。
図６に示した本実施例の機能ブロック構成において、ＤＬでは、まず回線インタフェース６０１から伝送されたデータを上位レイヤ制御部６０２でＧＷとの通信のためのヘッダ処理等を行う。次に、使用ストリーム制限部６１１にて、上位レイヤ制御部６０２から入力される隣接する基地局から通知された情報、またはＵｐｌｉｎｋベースバンド処理部６０５からの端末からの干渉報告値を用いて端末の使用ストリームを制限する。使用ストリーム制限部６１１の詳細は後で図１を用いて説明する。
スケジューリング部６０３にて、上位レイヤ制御部６０２からのサービスの情報、受信ＲＦ部６０７からの信号、Ｕｐｌｉｎｋベースバンド処理部６０５からの信号、及び使用ストリーム制限部６１１からの各端末の使用可能ストリーム情報を用いて各スロットの受信品質を測定し、ＤＬ、ＵＬのリソース割当を決定する。ただし、スケジューリング部６０３で利用する情報は上記に限定するものではなく、他の処理部からの情報を利用することも考えられる。
その後、データはＤｏｗｎｌｉｎｋベースバンド処理部６０４に移行し、符号化、変調等の処理が行われた後、送信ＲＦ部６０６でＲＦ処理が行われる。そして、スイッチ６０８を送信側に切り替え、アンテナ６０９から無線信号が送信される。基地局２０ｂは、例えばＭＩＭＯ技術が適用される。以上の処理は、コントローラ６１０からの制御信号に従い動作する。
ＵＬでは、まずスイッチ６０８を受信側に切り替え、アンテナ６０９で無線信号を受信する。次に、受信したデータは受信ＲＦ部６０７にてＲＦ処理が行われる。その後、データはＵｐｌｉｎｋベースバンド処理部６０５に移行して復号化、復調が行われた後、上位レイヤ制御部６０２で処理し、回線インタフェース６０１からデータを伝送する。以上の処理は、コントローラ１１０からの制御信号に従い動作する。また、後述するように、端末から報告された干渉電力情報は、使用ストリーム制限部６１１に入力される。
【００１５】
次に、図７に示すブロック構成図を用いて、第１の実施例の基地局２０ｂの装置構成（ハードウェア構成）の一例について説明する。
図６に示した機能ブロックの送信ＲＦ部６０６、受信ＲＦ部６０７、スイッチ６０８、アンテナ６０９及び使用ストリーム制限部６１２は、無線信号を送受信する送受信機７０３に備えられ、回線インタフェース６０１はＩ／Ｆ７０４に備えられ、ネットワーク７０５に接続されている。他の機能ブロックは、プロセッサ７０１が実行するプログラムモジュールであり、これらのプログラムモジュールはメモリ７０２に格納されている。使用ストリーム制限部６１１は、後述するように、データメモリ７０６上に形成された各種のテーブルを参照して、各周波数帯の各アンテナの送信電力を決定する。
図６のコントローラ６１０で行う処理は、プロセッサ７０１が実行するプログラムモジュールに対応する。
図８は、本実施例に係る端末２０ｍの装置構成の一例を示すブロック構成図である。
端末２０ｍは、コントローラ８１０と、基地局との間で無線電波を送受信するアンテナ８０９と、アンテナ８０９に接続された送受信切替え用のスイッチ８０８と、ユーザインタフェース８０１に接続された上位レイヤ処理部８０２と、スイッチ８０８に接続された送信ＲＦ部８０６および受信ＲＦ部８０７と、上位レイヤ処理部８０２と送信ＲＦ部８０６の間に接続されたＵｐｌｉｎｋベースバンド処理部８０４と、上位レイヤ処理部８０２と受信ＲＦ部８０７との間に接続されたＤｏｗｎｌｉｎｋベースバンド処理部８０５を含む。更に、上位レイヤ処理部８０２と受信ＲＦ部８０７との間に接続された受信品質測定部８１３を備える。
ＵＬでは、まずユーザインタフェース９０５から伝送されたデータを上位レイヤ制御部８０２で処理する。次に、データはＵｐｌｉｎｋベースバンド処理部８０４に移行し、符号化、変調等の処理の後、送信ＲＦ部８０６でＲＦ処理が行われる。そして、スイッチ８０８を送信側に切り替え、アンテナ８０９から無線信号が送信される。以上の処理は、コントローラ８１０からの制御信号に従い動作する。
ＤＬでは、まずスイッチ８０８を受信側に切り替え、アンテナ８０９で無線信号を受信する。次に、受信ＲＦ部８０７にてＲＦ処理が行われる。その後、データはＤｏｗｎｌｉｎｋベースバンド処理部８０５に移行し、復号化、復調等の処理の後、上位レイヤ制御部８０２で処理され、ユーザインタフェース８０１に出力される。Ｄｏｗｎｌｉｎｋベースバンド処理部８０５では、後述するように、基地局から通知されるＰｉｌｏｔ情報を用いて受信信号処理を行う。また、受信品質測定部８１３で受信品質を測定し、上位レイヤ制御部８０２に伝送する。以上の処理は、コントローラ８１０からの制御信号に従い動作する。コントローラ８１０はＤＬで伝達されるフレーム構成情報を各処理部に伝達する機能を持ち、ここで、ユーザインタフェースは、これに限定するものではなく、他の機器とのインタフェースも考えられる。
【００１６】
図９に、端末２０ｍのハードウェア構成の一例を示す。図８の端末の送信ＲＦ部８０６、受信ＲＦ部８０７、スイッチ８０８及びアンテナ８０９は、無線信号を送受信する送受信機８０３に備えられ、インタフェース８０１はＩ／Ｆ９０４に備えられ、ユーザインタフェース９０５に接続されている。他の機能ブロックは、プロセッサ９０１が実行するプログラムモジュールであり、これらのプログラムモジュールはメモリ９０２に格納されており、ユーザインタフェース９０５からのデータに従い動作する。コントローラ８１０で行う処理は、プロセッサ９０１が実行するプログラムモジュールに対応する。
実施例１では、図８、図９に示した端末２０ｍが干渉電力を測定し、図６、図７に示した基地局２０ｂで、端末が測定した干渉電力情報に基づきストリーム制限を行い、端末に対してＤＬ伝送を行う。実施例１のシーケンス図を図１に示す。
まず、基地局２０ｂ（第２基地局）は、干渉局（第１基地局）を特定するために、自基地局に所属する端末に対して干渉測定指示を送信する（ステップ１０１）。ここで、干渉の測定を指示する基地局は、測定対象として複数の基地局を同時に指定しても良い。例えば、測定指示を行う基地局の隣接基地局として予め設定されている基地局を対象としても良い。
【００１７】
干渉測定指示（ステップ１０１）を受信した端末は、指示に従い、受信品質測定部８１３で測定対象となる基地局からの干渉電力を測定する。例えば、干渉電力として、測定対象基地局の受信電力、ＣＩＮＲのいずれか又は双方を測定しても良い。これら以外にも、測定対象基地局からの適宜の受信品質でもよい。
干渉測定を行った端末は、測定結果をステップ１０３にて基地局に報告する。例えば、干渉測定指示の送信元へ報告する。
報告を受けた基地局は、ステップ１０４で、端末が測定した干渉の測定対象となった各基地局の干渉電力から、当該端末に、支配的な干渉を与える基地局を干渉局として判定する。干渉局に対して、使用を制限するストリームを判定する。また、自基地局で使用可能なストリームを判定する。詳細は後述する。
基地局は、干渉局の使用を制限するストリーム判定後、ステップ１０５にて、Ｂａｃｋｈａｕｌを用いて、干渉局に対して、制限するストリームの判定結果を示すストリーム制限情報を通知する（ストリーム制限指示）。なお、ストリーム制限指示は、他の適宜のタイミングで通知してもよい。
ストリーム制限情報から、各基地局は、ステップ１０６にて、ストリーム制限の条件下でスケジューリングを実施する。
スケジューリング後、ステップ１０７にて、基地局は、自基地局のデータ割当情報とともに、干渉局となっている基地局のＰｉｌｏｔ情報（パイロット信号識別情報）を端末に通知する。なお、干渉局のＰｉｌｏｔ情報は、基地局は予めわかっている。
割当情報と、干渉局のＰｉｌｏｔ情報を受信した端末は、ステップ１０８で、自端末宛のデータの復号において、自基地局のＰｉｌｏｔ情報と、干渉局のＰｉｌｏｔ情報を用いてストリーム分離を行い、自端末宛のデータを取り出す。上述の説明では、ひとつの端末について説明したが、基地局に所属する複数の端末に対して同様の処理を行うことが出来る。
【００１８】
また、図１０に示すように、ステップ１０５にてストリームの判定結果を通知後、通知を受けた干渉局が当該制限情報に従うかどうかを判定し、送信元の基地局に判定結果を通知しても良い。例えば、制限情報通知時に他の制御の割り込み処理が発生し、通知情報の受信側で当該制限情報を適用することができない場合があるため、制限情報を受け入れる場合はステップ１００９で受け入れ可と返信し、受け入れない場合、で受け入れ不可と返信する。受け入れ不可と返信された基地局は、当該タイミングのストリーム判定結果をスケジューラに反映させない。
なお、上述のステップ１０４は、図６の使用ストリーム制限部６１１での処理に相当し、ステップ１０６はスケジューリング部６０３での処理に相当する。他のステップは、例えばコントローラ６１０で実行できる。
使用ストリーム制限部６１１のブロック図を図１１に示す。使用ストリーム制限部６１１は、端末から報告される干渉電力情報を記憶する干渉電力テーブル（干渉情報テーブル）１１０１と、干渉電力から干渉局を判定する干渉局判定部１１０２と、使用ストリームを判定する使用ストリーム判定部１１０３と、通知されたストリーム制限情報を保持する自基地局ストリーム制限テーブル１１０４と、干渉局に対して制限をかけるストリームを格納する干渉局ストリーム制限テーブル１１０５と、自基地局で使用可能なストリームを格納する使用可能ストリームテーブル１１０６とを有する。使用ストリーム制限部６１１では、端末から報告される干渉電力情報を干渉電力テーブル１１０１に格納し、干渉局判定部１１０２で、各端末に対する支配的な干渉局を判定する。干渉局判定後、使用ストリーム判定部１１０３で、Ｂａｃｋｈａｕｌから通知される自基地局ストリーム制限テーブル１１０４に記憶された、干渉局のストリーム制限情報から、各端末の使用可能なストリームと対応する無線リソース、干渉局に対して制限するストリームと対応する無線リソースを決定し、前者を使用可能ストリームテーブル１１０６に反映させ、後者を干渉局ストリーム制限テーブル１１０５に反映させる。使用可能ストリームテーブル１１０６は、後段のスケジューリング部６０３において利用される。干渉局ストリーム制限テーブル１１０５の情報は、Ｂａｃｋｈａｕｌを通じて干渉局に伝送される。
【００１９】
干渉電力テーブル１１０１は、端末から報告される干渉電力が図１２のようにテーブル化されたものである。基地局ＩＤ欄１２０１は、測定した基地局のＩＤが格納される。ここで、最上位の基地局ＩＤは自基地局のＩＤとなっている。受信電力欄１２０２は、測定した基地局の受信電力が格納される。ＣＩＮＲ欄１２０３は、測定した基地局のＣＩＮＲが格納される。受信電力ｐまたはＣＩＮＲ  γは、以下の式で平均化を行ってもよい。
ｐ（ｔ）＝αｐ（ｔ−１）＋（１−α）Ｐ（ｔ）
γ（ｔ）＝αγ（ｔ−１）＋（１−α）Γ（ｔ）
ここで、ｐ（ｔ）は時刻ｔの平均受信電力、Ｐ（ｔ）は時刻ｔの受信電力の報告値、γ（ｔ）は時刻ｔの平均ＣＩＮＲ、Γ（ｔ）は時刻ｔのＣＩＮＲの報告値、αは忘却係数で０＜＝α＜１を満たす。ただし、干渉電力テーブル１１０１は、基地局の干渉電力を格納するものであればこれに限定するものではない。また、平均化は、端末からの報告値を平均化するものであればこれに限定するものではない。
干渉局判定部１１０２は、干渉電力テーブル１１０１を参照し、端末に対して支配的な干渉を与える基地局を判定する。干渉局判定部１１０２のフローチャートを図１３に示す。
ステップ１３０１では、干渉局判定部１１０２は、干渉電力テーブル１１０１から、自基地局以外の基地局の干渉電力（受信電力及び／又はＣＩＮＲ等）を抽出する。
ステップ１３０２では、干渉局判定部１１０２は、自基地局の受信電力と、抽出した基地局の受信電力の差分、つまり、自基地局の信号と抽出した基地局の信号の電力差を計算する。また、干渉局判定部１１０２は、自基地局のＣＩＮＲと、抽出した基地局のＣＩＮＲの差分を計算してもよい。
【００２０】
ステップ１３０３で、差分が予め定められた閾値以下、つまり、電力差等が小さい場合、干渉局判定部１１０２は、自基地局と抽出した基地局の境界付近に端末がいると判断し、ステップ１３０４に移行する。一方、差分が閾値を超える場合、干渉局判定部１１０２は、自基地局と抽出した基地局の境界より内側（自基地局側）に端末がいると判断し、干渉状況にないと判定し、ステップ１３０５に移行する。
ステップ１３０４では、干渉局判定部１１０２は、当該基地局を干渉局の候補として、分類する。例えば、当該基地局の識別子を記憶しておく。
ステップ１３０５で、干渉局判定部１１０２は、全基地局の判定が終了していなければ、ステップ１３０１に戻る。全基地局の判定が終了していれば、ステップ１３０６に移行する。
ステップ１３０６では、干渉局判定部１１０２は、干渉局の候補として分類した基地局の中から、例えば干渉電力が最大の基地局を選択する。なお、干渉電力が最大の基地局以外にも、干渉電力が予め定められた閾値より大きい基地局のひとつを選択してもよい。
ステップ１３０７では、干渉局判定部１１０２は、選択した基地局を干渉局と判定して、処理を終了する。以上の処理は、自基地局に所属する複数の端末に対して行うことができる。
判定した干渉局は、端末毎に干渉局テーブル１１０６に格納される。干渉局テーブル１１０６を図１４に示す。干渉局テーブルには、干渉局が存在すると判定した端末ＩＤ１４０１と、対応する干渉局のＩＤ１４０２、及び干渉局からの干渉電力１４０３を格納する。
干渉局判定部は、自基地局と隣接基地局の電力差が閾値以下で、最も干渉電力の強い基地局を干渉局として判定するなど、端末と干渉局の対応を決定するものであれば、これに限定するものではない。
使用ストリーム判定部１１０３では、自基地局ストリーム制限テーブル１１０４を参照し、ストリーム制限が指示された無線リソースは使用しないように制御し、干渉局が存在する端末に対して、自基地局で使用するストリームと対応する無線リソース、干渉局に対して制限するストリームと無線リソースを決定する。ストリーム制限部１１０３のフローチャートを図１５に示す。
【００２１】
ステップ１５０１では、使用ストリーム判定部１１０３は、自基地局ストリーム制限テーブル１１０４から、自基地局で使用できないストリーム番号と無線リソース番号を抽出する。自基地局ストリーム制限テーブル１１０４を図１６に示す。自基地局ストリーム制限テーブル１１０４は、制限情報の通知元の基地局ＩＤ１６０１と、制限を指示されたストリーム番号１６０２と、無線リソース位置１６０３の対応をテーブルとして保持している。なお、番号以外にも適宜の識別情報でもよい。自基地局ストリーム制限テーブル１１０４は、他の基地局から通知される、ストリーム制限情報を記憶しているテーブルであればこれに限定するものではない。図１６のような制限情報を通知されている場合の、ストリーム制限の状態を図１７に例示する。ここでは、ストリーム数の最大値が４、無線リソースとして周波数方向のみを考慮している。各ストリームについて、無線リソース１７０１があり、通知されたストリーム番号と、無線リソースの位置から、自基地局で使用できないストリーム番号とリソース位置は１７０２のようになる。１７０２に表示する番号は、通知元の基地局ＩＤである。
ステップ１５０２では、使用ストリーム判定部１１０３は、干渉局テーブル１１０６に存在する端末の使用可能ストリーム数を決定する。ステップ１５０２の詳細フローチャートを図１８に示す。
ステップ１８０１では、使用ストリーム判定部１１０３は、端末の受信可能最大ストリーム数Ｎを抽出する。端末の受信可能最大ストリーム数は、端末の接続時に基地局と端末で交換している。
ステップ１８０２では、使用ストリーム判定部１１０３は、基地局の送信可能最大ストリーム数Ｍを抽出する。送信可能最大ストリーム数Ｍは、例えば自基地局に予め設定されたストリーム数と、制限されたストリーム数から求めることができる。  ステップ１８０３で、Ｎ＞Ｍ／２の場合、使用ストリーム判定部１１０３は、使用可能ストリーム数を基地局の送信可能最大ストリーム数の半分の、Ｍ／２に設定する（ステップ１８０４）。一方、Ｎ＜＝Ｍ／２の場合、使用ストリーム判定部１１０３は、使用可能ストリーム数をＮに設定する（ステップ１８０５）。
ステップ１５０２は、端末の受信可能最大ストリーム数Ｎと、基地局の送信可能最大ストリーム数Ｍに基づき、使用可能ストリーム数ＳをＮ以下、かつＭ未満に設定するものであればこれに限定するものではない。
【００２２】
ステップ１５０３では、使用ストリーム判定部１１０３は、ステップ１５０２で決定した使用可能ストリーム数から、干渉局テーブル１１０６に存在する端末の使用可能リソース数を決定する。ここでは、予め設定された単位無線リソース数Ｌについて、端末あたり、ｃｅｉｌ（Ｌ／Ｓ）リソースを使用可能とするものとする。ただし、ｃｅｉｌ（ｘ）はｘ以上の最小の整数を返す関数である。使用可能リソース数の決定方法は、使用可能ストリーム数に基づいて、端末毎に個別に設定するものであればこれに限定するものではない。例えば、前回の使用リソース数の決定値を保持しておき、トラヒック、バッファ等からより多くの無線リソースが必要だと判断した場合に、使用可能リソース数をインクリメントし、逆の場合にデクリメントするものでも良い。
ステップ１５０４では、使用ストリーム判定部１１０３は、求められた使用可能ストリーム数及び使用可能リソース数から、実際に端末が使用可能なストリーム位置を決定する。ストリーム位置の決定では、ステップ１５０１で抽出した、使用できないストリームと同じ位置の無線リソースで、使用可能なストリームから優先的に、使用可能なストリーム、無線リソース（ＰＲＵ）を割り当てる。また、干渉局テーブル１１０６に存在する端末に対する干渉局からの制限情報がある場合、当該干渉局から制限されている無線リソースで、制限されていないストリームを優先的に当該端末に対して割り当てる。ステップ１５０４のフローチャートを図１９に示す。
【００２３】
ステップ１９０１では、使用ストリーム判定部１１０３は、干渉局テーブル１１０６から、端末ＩＤを抽出する。
ステップ１９０２では、使用ストリーム判定部１１０３は、抽出した端末ＩＤに対応する干渉局が自基地局ストリーム制限テーブル１１０４に含まれているかどうかチェックする。含まれている場合、ステップ１９０３に移行し、含まれていない場合、ステップ１９０５に移行する。
ステップ１９０３では、使用ストリーム判定部１１０３は、当該干渉局が制限している無線リソース番号を基地局ストリーム制限テーブル１１０４から抽出する。
ステップ１９０４では、使用ストリーム判定部１１０３は、抽出した無線リソース番号の範囲内で、制限されていないストリームについて、当該端末に対して順に、使用可能ストリーム、使用可能無線リソースとして割り当てる。互いに干渉局と認識している場合、異なるストリームで互いに同じ無線リソース位置を使用することにより、他の基地局に対して制限する無線リソースを最小限とすることが可能となる。
ステップ１９０５では、使用ストリーム判定部１１０３は、全端末の検索が完了したかをチェックする。完了していなければ、ステップ１９０１に戻り他の端末について処理を繰り返し、完了していれば、ステップ１９０６に移行する。
ステップ１９０６では、干渉局テーブル１１０６に存在する端末について、割当が必要な無線リソース数（ＰＲＵ）が残っているかどうかをチェックする。残っていない場合、処理を終了し、残っている場合、ステップ１９０７に移行する。
ステップ１９０７では、残っている無線リソース数について、まだ使用可能リソースとして割り当てられてはいないが、ストリームは制限されている無線リソースを抽出する。
ステップ１９０８では、割当が必要な端末に対して、順に抽出した無線リソースで、ストリームが制限されていない位置に、使用可能ストリーム、使用可能無線リソースを割り当てる。
ステップ１９０９では、干渉局テーブル１１０６に存在する端末について、割当が必要な無線リソース数が残っているかどうかをチェックする。残っていない場合、処理を終了し、残っている場合、ステップ１９１０に移行する。
【００２４】
ステップ１９１０では、割当が必要な残りの無線リソース数について、まだ割当可能無線リソースとして割り当てられていない無線リソースについて、順に使用可能ストリーム、使用可能無線リソースを割り当て、処理を終了する。
ステップ１５０４の処理は、互いに干渉局と認識している無線リソースについて、優先的に、互いに異なるストリームを使用可能ストリーム、使用可能無線リソースに割り当て、次に、互いに干渉局とは認識していないが、ストリームは制限されている無線リソースについて、優先的に、異なるストリーム（制限されているストリームと異なるストリーム）を使用可能ストリーム、使用可能無線リソースに割り当てるものであればこれに限定するものではない。
ステップ１５０５では、ステップ１５０４で割り当てた無線リソースとストリームの位置を、当該端末の干渉局に対して制限を設ける制限無線リソースと制限ストリーム位置の組み合わせとして通知するために、干渉局ストリーム制限テーブル１１０５に書き込む。
図２０に、干渉局テーブル１１０６に存在する端末の割り当て無線リソースとストリーム位置の一例を示す。例えば、端末＃２の干渉局が基地局＃５の場合、基地局＃５に制限を受けている無線リソースの、異なるストリームを端末＃２に割り当てている。また、割り当てた無線リソース、ストリーム位置は、基地局＃５に対して、使用を禁止する無線リソース、ストリーム位置として通知するために干渉局ストリーム制限テーブル１１０５に書き込む。干渉局ストリーム制限テーブル１１０５を図２１に示す。干渉局ＩＤ欄２１０１には、無線リソースとストリームを制限する基地局ＩＤ（干渉局のＩＤ）を格納する。制限ストリーム番号欄２１０２には、制限するストリーム番号を格納する。制限無線リソース番号欄２１０３には、制限する無線リソース位置を格納する。ただし、干渉局ストリーム制限テーブル１１０５は、制限する対象の基地局のＩＤと、制限するストリーム、無線リソースの位置の組み合わせを格納するものであればこれに限定するものではない。ここで、制限するストリーム番号、無線リソース番号は、自基地局で端末に割り当てたストリーム番号、無線リソース番号に対応する。
【００２５】
使用ストリーム判定部１１０３は、自基地局ストリーム制限テーブル１１０４での制限下で、干渉局テーブル１１０６に存在する端末に対して、使用可能なストリームと無線リソースの組み合わせを決定するものであればこれに限定するものではない。
図１のシーケンス図に戻り、基地局は、ステップ１０６でスケジューリング後、ステップ１０７にてデータ伝送を行う。データ伝送では、スケジューリング時に、リソース割当情報とともに、干渉局からのストリーム制限を受けている無線リソースに割り当てられた端末について、ＭＩＭＯを復号するために用いる、干渉局のＰｉｌｏｔ信号（送受信側で既知の信号）情報を端末に通知する。例えば、図２０のように端末が割り当てられた場合、端末＃２は、基地局＃５からの干渉を受けるため、基地局は、干渉局である基地局＃５のＰｉｌｏｔ情報を端末＃２に通知する。
端末のＤｏｗｎｌｉｎｋベースバンド処理部８０５における、ＭＩＭＯの復号処理を図２２に示す。まず、Ｄｏｗｎｌｉｎｋベースバンド処理部８０５は、受信信号について伝搬路推定２２０２を行う。伝搬路推定では、ステップ１０７で伝送されたリソース割当情報から、どの無線リソース、どのストリームが自端末に割り当てられているかを端末は認識する。また、ステップ１０７で伝送された干渉局のＰｉｌｏｔ情報から、伝搬路推定に用いるＰｉｌｏｔの系列を取得する。Ｐｉｌｏｔの系列は基地局ごとに異なるが、基地局がステップ１０７で干渉局のＰｉｌｏｔ情報を通知することで、端末においてＰｉｌｏｔ系列の取得が可能となる。自端末に割り当てられた無線リソースとストリームの関係から、Ｐｉｌｏｔ信号の位置を判断し、Ｐｉｌｏｔ信号の位置、取得したＰｉｌｏｔの系列を用いて、伝搬路推定を行う。Ｐｉｌｏｔ信号は、ストリームごとに個別の信号が送られているため、端末は、各ストリームと、各受信アンテナ間の伝搬路をそれぞれ推定することができる。
図２３にＰｉｌｏｔ位置の例を示す。図２３の例では、各ストリームのＰｉｌｏｔは、周波数、時間がそれぞれ異なり、他のストリームのＰｉｌｏｔ位置はＮｕｌｌとして信号を送信しないことで、ストリーム間でＰｉｌｏｔ同士が干渉することを避けている。Ｐｉｌｏｔ同士の干渉を避けることで、Ｐｉｌｏｔ信号ｓと、受信信号ｙから、伝搬路ｈを以下のように推定する。
【００２６】
【数１】
0005808680.tif 000002
ここで、［  ］＊は複素共役を表す。ただし、Ｐｉｌｏｔは図２３のように異なる周波数、時間で送信するものに限らず、送受信側で既知であればこれに限定するものではない。例えば、同じ周波数、時間で送信し、Ｃｏｄｅ多重されているものでも良い。Ｐｉｌｏｔの伝搬路推定後、データ信号部分の伝搬路推定を行う。データ信号の伝搬路推定では、Ｐｉｌｏｔ位置の伝搬路推定値から補間により求める。例えば、隣接Ｐｉｌｏｔ間の線形補間や、曲線による３次Ｓｐｌｉｎｅ補間がある。ただし、データの伝搬路推定では、Ｐｉｌｏｔの伝搬路推定値から、補間により求めるものであればこれに限定するものではない。送信ストリーム番号ｉと、受信アンテナｊの間の伝搬路推定値をｈｉｊとすると、伝搬路推定行列Ｈは以下で表される。
【数２】
0005808680.tif 000003
上記は４ストリーム送信、４アンテナ受信の場合を表す。また、受信信号は、送信信号をｘとすると以下で表される。
【数３】
0005808680.tif 000004
ここで、ｎは雑音である。等化２２０１では、Ｄｏｗｎｌｉｎｋベースバンド処理部８０５は、伝搬路推定行列Ｈと、受信信号ｙから、送信信号ｘを推定する。ＭＭＳＥ（ｍｉｎｉｍｕｍ  ｍｅａｎ−ｓｑｕａｒｅｄ  ｅｒｒｏｒ）の場合の、送信信号ｘの推定方法は以下で表される。
【数４】
0005808680.tif 000005
ただし、等化２２０１は、伝搬路推定行列と受信信号から、送信信号を推定するものであればこれに限定するものではない。例えば、ＢＬＡＳＴ（Ｂｅｌｌ−ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  Ｌａｙｅｒｅｄ  Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ）やＭＬＤ（Ｍａｘｉｍｕｍ−Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）でも良い。
【００２７】
ＭＩＭＯの等化では、端末が受信する全てのストリームに対する伝搬路推定行列の推定が必要である。例えば、図２０の端末＃２の場合、ストリーム＃１、＃２は基地局＃５からの伝搬路を推定し、ストリーム＃３、＃４は自基地局からの伝搬路を推定する。自基地局からの伝搬路推定では、Ｐｉｌｏｔ信号の送信方法は予めわかっているため、伝搬路推定が可能である。本実施の形態では、干渉局となっている基地局＃５のＰｉｌｏｔ情報も端末に通知することで、基地局＃５からの伝搬路推定も可能である。これにより、全ストリームの伝搬路推定が可能となり、等化によりストリームの分離が可能となる。端末は、分離されたストリームのうち自端末に割り当てられたストリーム＃１、＃２のデータを取得する。
端末に通知するＰｉｌｏｔ情報を図２４に示す。ここでは、Ｐｉｌｏｔ信号が基地局ＩＤによって系列が異なり、ストリーム番号によって周波数、時間位置が異なる場合を想定する。２４０１では、Ｐｉｌｏｔ系列を特定するため、基地局ＩＤを端末に通知している。２４０２では、Ｐｉｌｏｔ位置を特定するため、ストリーム番号を端末に通知している。ただし、端末に通知する干渉局のＰｉｌｏｔ信号情報は、干渉局となる基地局のＰｉｌｏｔ信号を端末が認識できるために十分な情報であれば、上記に限定するものではない。
また、本実施例の動作を行う複数の基地局について、同時にストリーム制限部が動作するとストリーム制限が正しく行われない可能性がある。よって、本実施例の動作を行う複数の基地局について、共通の制御周期Ｔ［ｆｒａｍｅ］を持ち、以下の式に基づいて使用ストリーム制限信号を動作させ、ストリーム制限部の動作タイミングＦｒａｍｅ番号ｔを決定する。
ｔ  ＝  ＣｅｌｌＩＤ  ｍｏｄ  Ｔ
ここで、ＣｅｌｌＩＤは基地局ＩＤ、ｍｏｄ（ｘ）はｘの剰余を表す。ただし、上記動作は、基地局間でストリーム制限部の動作タイミングを異ならせるものであればこれに限定するものではない。例えば、乱数に基づき決定しても良い。また、ストリーム制限指示を送信した後、一定期間内にストリーム制限指示を受信した場合に、前回のストリーム制限情報でスケジューリングを行い、ランダムバックオフ後、再度ストリーム制限指示を送信しても良い。
このように、干渉局を動的に判定し、対象となる干渉局と自基地局でストリーム制限を行い、干渉局のストリームに対するＰｉｌｏｔ情報を端末に通知することで、端末のＭＩＭＯストリーム分離処理において、基地局間干渉を分離することが可能となる。
【実施例２】
【００２８】
続いて、第２の実施例を図面に従い説明する。実施例２は、図２５に示すように、端末が干渉を測定後、干渉局の判定も行い、干渉局の判定結果を基地局に通知する。ストリーム制限の動作は実施例１と同様である。
図２５を用いて動作を説明する。干渉測定指示２５０１、干渉測定２５０２は実施例１と同様である。ステップ２５０９において、端末が干渉局を判定する。
端末の構成を図２６に示す。端末は、干渉電力の測定結果から、干渉局判定部２６１４において、干渉局を判定する。干渉局判定部２６１４の動作は、図１１の干渉局判定部１１０２と同様である。他の構成は実施例１と同様である。
端末は、判定した干渉局情報を、ステップ２５０３にて基地局に通知する。ステップ２５０３では、干渉局となる基地局の基地局ＩＤを通知する。ただし、ステップ２５０３は、干渉局を特定できる情報であればこれに限定するものではない。
基地局の使用ストリーム制限部６１１の構成を図２７に示す。干渉局情報を干渉局テーブルに直接保持し、干渉局判定部がない以外は実施例１と同様である。
実施例２では、干渉局の判定を端末で行うことで、端末から基地局に報告する情報量を削減することが可能となる。
【実施例３】
【００２９】
続いて、第３の実施例を図面に従い説明する。実施例３は、図２８に示すように、特定の基地局に干渉測定結果を集約し、集約された基地局においてストリーム制限を決定し、結果を他の基地局に報告する。
まず、予め、図２９に示すように、干渉測定結果を集約する基地局であるプライマリ基地局と、ストリーム制限指示を受け、それに従うセカンダリ基地局を各基地局に対して定義する。プライマリ基地局には、配下のセカンダリ基地局の識別情報を設定し、セカンダリ基地局には、上位のプライマリ基地局の識別情報を設定する。
図２８を用いて動作を説明する。干渉測定指示２８０１、干渉測定２８０２、測定結果報告２８０３は実施例１と同様である。これは、プライマリ基地局、セカンダリ基地局と、各基地局に所属する端末でそれぞれ実行される。
セカンダリ基地局は、自基地局に所属する端末（第１端末）から報告された干渉測定結果を、ステップ２８０９でプライマリ基地局に集約する。プライマリ基地局は、自基地局に所属する端末（第２端末）と、セカンダリ基地局とから集約された干渉測定結果を用いて、ストリーム制限を行い、結果をステップ２８０５でセカンダリ基地局に通知する。以降では、制御を簡易化するため、プライマリ基地局がストリーム制限を行う範囲を配下のセカンダリ基地局に限定する。その場合、干渉測定指示２８０１では、プライマリ基地局とその配下のセカンダリ基地局の範囲内で干渉測定を行うことができる。なお、ストリーム制限の範囲は必ずしもこのように限定してなくてもよい。
プライマリ基地局、セカンダリ基地局の構成は図６と同様である。ただし、使用ストリーム制限部６１１の構成がプライマリ基地局とセカンダリ基地局で異なる。
プライマリ基地局の使用ストリーム制限部６１１の構成は実施例１の図１１と同様である。ただし、入力される干渉電力情報は、配下の端末からの情報と、セカンダリ基地局の配下の端末の情報を含む。干渉電力情報は、例えばコントローラの制御により受信され、干渉電力テーブル１１０１に記憶できる。セカンダリ基地局からの情報は、例えば、回線インタフェース６０１を介して受信する。本実施例における干渉電力テーブル１１０１を図３０に示す。各干渉電力の報告値に、接続している基地局ＩＤを示す接続基地局ＩＤ欄３００４が追加される以外は実施例１と同様である。
【００３０】
干渉局判定部１１０２は、実施例１と同様の動作を実行し、プライマリ基地局の干渉局と、セカンダリ基地局それぞれの干渉局を判定する。干渉局テーブル１１０６を図３１に示す。各干渉局の情報に、接続している基地局ＩＤを示す接続基地局ＩＤ欄３１０４が追加される以外は実施例１と同様である。
自基地局ストリーム制限テーブル１１０４は、自基地局がストリーム制限を行う範囲外から、ストリーム制限指示があった場合に当該情報を格納する。
ストリーム制限を行う範囲を限定しない場合、干渉測定を行う基地局を上述のように範囲内に制限する必要はなく、ストリーム制限の結果、制限する基地局が配下のセカンダリ基地局以外の場合には、実施例１と同様に動作する。
使用ストリーム判定部１１０３のフローチャートを図３２に示す。
ステップ３２０１、３２０２、３２０３は実施例１の図１５のステップ１５０１、１５０２、１５０３と同様である。
ステップ３２０４で、図３１の干渉局テーブルのうち、現在使用ストリームを制限しようとしている基地局ＩＤが接続基地局ＩＤ３１０４の欄に記憶されているエントリを特定して、対応する干渉局ＩＤを取得し、該干渉局ＩＤが接続基地局ＩＤ３１０４に記憶されているエントリ（端末）があるかどうかをチェックする。前記エントリ（端末）が存在する場合、当該干渉局ＩＤが接続基地局ＩＤに記憶されているエントリ（端末）のうち、現在使用ストリームを制限しようとしている基地局ＩＤが干渉局ＩＤ３１０２に記憶されているエントリ（端末）が存在するかどうかをチェックする。当該エントリ（端末）が存在する場合、２基地局が互いに干渉局と認識している端末が各々存在するため、当該２端末を同じ無線リソース位置で、異なるストリームに割り当てる。以降の処理は、実施例１のステップ１５０４の詳細フロー(図１９)におけるステップ１９０６以降と同様である。
ステップ２８０５では、プライマリ基地局（例えばコントローラ）は、セカンダリ基地局に所属する端末に対して割り当てたストリームの識別情報と、無線リソースの識別情報を含む使用ストリーム情報を通知する（ストリーム制限指示）。これにより、セカンダリ基地局では割り当てられたストリーム及び無線リソースに制限して、端末と通信する。セカンダリ基地局は、プライマリ基地局又は他のセカンダリ基地局から送信されるパイロット信号の識別情報を、自基地局に所属する端末に送信してよい。
【００３１】
以降の処理は実施例１と同様である。
セカンダリ基地局の使用ストリーム制限部６１１の構成を図３３に示す。セカンダリ基地局では、プライマリ基地局から通知される使用ストリーム情報を使用可能ストリームテーブル３３０６に保持し、スケジューリング部に送信する。使用可能ストリームテーブルは実施例１と同様である。
実施例３では、１つの基地局が複数の基地局のストリーム制限を集中制御することで、効率的なストリーム制限が可能となる。
なお、例えば本実施例のセカンダリ基地局のひとつは上述の実施例１、２における干渉局（第１基地局）に対応し、プライマリ基地局は上述の実施例１、２における基地局（第２基地局）に対応する。
【実施例４】
【００３２】
以上の実施例は、基地局と干渉局が異なる基地局として記述したが、ＲＦ部、またはベースバンド処理部が空間的に分散し、制御部が集約されているＤＡＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｙｓｔｅｍ）においても適用可能である。ＤＡＳの構成を図３４に示す。
図６に示す実施例１の基地局の構成のうち、Ｄｏｗｎｌｉｎｋベースバンド処理部６０４、Ｕｐｌｉｎｋベースバンド処理部６０５、送信ＲＦ部６０６、受信ＲＦ部６０７、スイッチ６０８、アンテナ６０９が、ＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｈｅａｄ）３４０２のように空間的に分散されている。さらに、複数の基地局のスケジューリング部６０３より上位の制御が集中制御装置３４０１にて集約されている。集中制御装置３４０１とＲＲＨ３４０２はインタフェース３４０４で接続されており、ＤＬではスケジューリング情報、ＵＬではＢａｓｅｂａｎｄ処理後の信号が交換される。ここで、複数のＲＲＨ３４０２のうち、同じＰｉｌｏｔ信号を使用する範囲（クラスタ）を３４０３ａ、３４０３ｂ、３４０３ｃで表している。クラスタ３４０３ａの範囲内では、複数のＲＲＨ３４０２は同じＰｉｌｏｔ信号を用いて伝送を行っている。本実施例では、実施例３の基地局ＩＤが、クラスタ３４０３のＩＤであり、プライマリ基地局が集中制御装置３４０１となる。また、集中制御装置３４０１の使用ストリーム制限情報は、全ての情報をスケジューラ部に送信しスケジューリングが行われる。端末に通知する干渉局のＰｉｌｏｔ情報は、実施例３のプライマリ基地局、セカンダリ基地局の各基地局単位と同じ単位で、クラスタ３４０３から端末に対して通知する。上記以外は実施例３と同様である。
【００３３】
なお、実施例１と対比すると、例えば干渉局（第１基地局）がＲＲＨのひとつに対応し、基地局（第２基地局）が集中制御装置とＲＲＨのひとつとの組み合わせに対応する。
本実施例の無線通信システムは、例えば、複数のアンテナを用いて、複数のデータストリームを送信する複数の通信処理部と、
前記複数の通信処理部を制御する制御装置と、
該データストリーム毎のパイロット信号を用いて伝搬路を推定し、データを復調する端末と
を備え
前記複数の通信処理部は、
第１データストリームで通信する第１通信処理部と、
第１データストリームとは異なる第２データストリームで、前記第１通信処理部から干渉を受ける前記端末と通信する第２通信処理部と
を含み、
前記制御装置は、
前記第１通信処理部に所属する第１端末が測定した前記複数の通信処理部からの受信品質を該第１通信処理部から受信し、及び、前記第２通信処理部に所属する第２端末が測定した前記複数の通信処理部からの受信品質を該第２通信処理部から受信し、
受信した受信品質に基づき、互いに干渉する第１通信処理部と第２通信処理部を特定し、
該第１通信処理部に所属する第１端末に第１データストリームを割り当て、第２通信処理部に所属する第２端末に第２データストリームを割り当て、
前記第１通信処理部から送信される第１データストリームの第１パイロット信号を識別するための第１パイロット信号識別情報を前記第２端末に送信し、及び、前記第２通信処理部から送信される第２データストリームの第２パイロット信号を識別するための第２パイロット信号識別情報を前記第１端末に送信し、
前記第２端末は、該第１パイロット信号識別情報に従い特定される第１パイロット信号と、第２パイロット信号を用いて、前記第１通信処理部と前記第２通信処理部から受信されるデータを復調し、第２データストリームのデータを抽出し、
前記第１端末は、該第２パイロット信号識別情報に従い特定される第２パイロット信号と、第１パイロット信号を用いて、前記第１通信処理部と前記第２通信処理部から受信されるデータを復調し、第１データストリームのデータを抽出する。
【００３４】
（構成例）
［構成例１］
無線通信システムは、例えば、自セル領域内に位置した端末に、フレーム内で個別の無線リソースを割当て、前記無線リソースと複数のアンテナを用いて、複数のデータストリームを同じ無線リソースで伝送し、前記端末とのデータの送受信を行う無線基地局装置を具備する無線通信システムであって、
前記無線リソースは、前記複数のデータストリームごとに個別の、送受信側で既知のパイロット信号を含み、
前記基地局は、前記端末に割り当てたデータストリーム以外のデータストリームのパイロット信号を、前記端末が識別するためのパイロット信号識別情報を、前記端末に通知し、
前記端末は、前記パイロット信号識別情報と、前記パイロット信号を用いて、データの復調を行う。
［構成例２］
構成例１に記載の無線通信システムであって、
前記パイロット信号識別情報は、前記パイロット信号識別信号を通知する端末が受ける干渉が大きい干渉局のパイロット信号を前記端末が識別するための情報であることを特徴のひとつとする。
［構成例３］
構成例２に記載の無線通信システムであって、
前記端末は、前記基地局を含む複数の基地局からの干渉電力を測定し、前記端末が接続している基地局に測定結果を通知し、
前記基地局は、前記干渉局を、端末から通知された干渉電力が大きい基地局を、前記端末が受ける干渉の大きい基地局と判定することを特徴のひとつとする。
【００３５】
［構成例４］
構成例２に記載の無線通信システムであって、
前記端末は、前記基地局を含む複数の基地局からの干渉電力を測定し、測定した干渉電力から前記干渉局を判定し、判定した前記干渉局を前記基地局に通知することを特徴のひとつとする。
［構成例５］
構成例２に記載の無線通信システムであって、
前記基地局は、前記端末に割り当てた無線リソースと、データストリームの情報を、前記端末について判定した前記干渉局に通知することを特徴のひとつとする。
［構成例６］
構成例２に記載の無線通信システムであって、
前記端末は、前記基地局を含む複数の基地局からの干渉電力を測定し、前記端末が接続している基地局に測定結果を通知し、
前記基地局は、前記端末から通知された情報を、予め設定されたプライマリ基地局に通知し、
前記プライマリ基地局は、前記干渉局を、端末から通知された干渉電力が大きい基地局を、前記端末が受ける干渉の大きい基地局と判定し、判定結果を、プライマリ基地局以外の基地局に通知することを特徴のひとつとする。
［構成例７］
構成例２に記載の無線通信システムであって、
前記端末は、前記基地局を含む複数の基地局からの干渉電力を測定し、測定した干渉電力から前記干渉局を判定し、判定した前記干渉局を前記基地局に通知し、
前記基地局は、前記端末から通知された情報を、予め設定されたプライマリ基地局に通知し、
前記プライマリ基地局は、前記干渉局を、端末から通知された干渉電力が大きい基地局を、前記端末が受ける干渉の大きい基地局と判定し、判定結果を、プライマリ基地局以外の基地局に通知することを特徴のひとつとする。
【００３６】
［構成例８］
無線基地局装置であって、
端末と通信を行う一以上のアンテナ、または、アンテナグループと、
自セル領域内に位置した端末に、フレーム内で個別の無線リソースを割当て、前記無線リソースと複数のアンテナを用いて、複数のデータストリームを同じ無線リソースを用いて前記端末とのデータの送受信を制御する通信制御部と、
前記端末に割り当てる無線リソースとデータストリームと、前記端末が受ける干渉が大きい基地局装置となる干渉局を決定し、前記干渉局の使用を制限するデータストリームを決定する、使用ストリーム制限部と、
を有する。
［構成例９］
構成例８に記載の無線基地局装置であって、
前記使用ストリーム制限部は、前記基地局装置に接続している前記端末から報告される干渉電力が大きい基地局を、干渉局と判定することを特徴のひとつとする。
［構成例１０］
構成例８に記載の無線基地局装置であって、
前記使用ストリーム制限部は、前記基地局装置に接続している前記端末から報告される干渉局を、干渉局と判定することを特徴のひとつとする。
［構成例１１］
構成例８に記載の無線基地局装置であって、
前記使用ストリーム制限部は、前記端末に割り当てた無線リソースとデータストリームを、前記端末について判定した前記干渉局の使用を制限するデータストリームとして決定することを特徴のひとつとする。
【００３７】
［構成例１２］
無線端末装置であって、
基地局と通信を行う一以上のアンテナ、または、アンテナグループと、
フレーム内で個別の無線リソースを用いて、前記無線リソースと複数のアンテナを用いて、複数のデータストリームを同じ無線リソースを用いて前記基地局とのデータを送受信する無線通信部と、
前記無線通信部は、前記無線リソースに含まれる、前記複数のデータストリームごとに個別の、送受信側で既知のパイロット信号を用いて、前記複数のデータストリームを復調するベースバンド処理部を含み、
前記ベースバンド処理部は、前記端末が接続している基地局のパイロット信号を識別するための情報と、前記基地局から通知される、前記端末が接続している基地局以外の基地局のパイロット信号を識別するための情報を用いて、前記複数のデータストリームを復調する。
［構成例１３］
構成例１２に記載の無線端末装置であって、
前記使用ストリーム制限部は、前記端末に割り当てた無線リソースとデータストリームを、前記端末について判定した前記干渉局の使用を制限するデータストリームとして決定することを特徴のひとつとする。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、例えば、ＭＩＭＯ伝送など複数のアンテナを用いて通信する無線通信システムに利用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
２０ｂ１〜２０ｂＮ、４０２、４０４  基地局
２０ｍ１、２０ｍ２  端末
２ｃ１〜２ｃＮ、４０１、４０３  セル
３０１、６０９  アンテナ
３０２、３０３、３０４  セクタ基地局
６１１  使用ストリーム制限部
６０３  スケジューリング部
８１３  受信品質測定部
２６１４  干渉局判定部２６１４
３４０１  集中制御部
３４０２  ＲＲＨ
３４０３  クラスタ
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
0005808680.tif 000033
【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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