(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局及び周辺基地局と通信を行う基地局であって、
前記移動局の受信能力に関する情報を含む情報を受信する受信部と、
前記受信能力を考慮して前記移動局が接続する接続基地局を選択する基地局選択部と、
を備え、
前記移動局の受信能力は、前記移動局が同一チャネルで受信する信号であって、信号源が特定される信号を分離する機能に関する情報であり、ＭＩＭＯ分離機能であることを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記基地局選択部は、前記移動局が各基地局から受信する信号の受信電力値にバイアスを付加した基準値のうち、大きい方の基準値に対応する周辺基地局あるいは自基地局を前記接続基地局とすることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記基地局選択部は、前記バイアスを前記移動局の前記受信能力を考慮して算出するバイアス算出部を具備することを特徴とする請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記移動局の受信能力は、信号源を特定して干渉を除去又は抑圧する処理を有するかどうかに関する情報を含むことを特徴とする請求項１乃至３に記載の基地局。
【請求項５】
前記基地局選択部は、信号源を特定して干渉を除去又は抑圧する処理を有するかどうかに関する前記情報によってカテゴリ分けし、カテゴリ毎に前記バイアスを算出することを特徴とする請求項４に記載の基地局。
【請求項６】
前記基地局選択部は、前記ＭＩＭＯ分離機能を線形処理と非線形処理によってカテゴリ分けし、カテゴリ毎に前記バイアスを算出することを特徴とする請求項２に記載の基地局。
【請求項７】
前記移動局が前記周辺基地局から受信する信号の受信電力値を含む制御信号を検出する制御信号検出部を具備することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項８】
前記移動局に、前記移動局が前記周辺基地局から受信する信号の受信電力値の通知要求する制御信号を生成する制御信号生成部を具備することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項９】
前記基地局選択部が選択した基地局と接続するように移動局に指示する接続指示信号を生成する制御信号生成部を具備することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項１０】
移動局及び周辺基地局と通信を行う基地局の通信方法であって、
前記移動局の受信能力に関する情報を含む情報を受信するステップと、前記受信能力を考慮して前記移動局が接続する接続基地局を選択するステップと、
前記ステップで選択した基地局と接続するように移動局に指示する接続指示信号を送信するステップを有し、
前記移動局の受信能力は、移動局が同一チャネルで受信する信号であって、信号源が特定される信号を分離する機能に関する情報であり、ＭＩＭＯ分離機能であること、
を特徴とする通信方法。
【請求項１１】
移動局及び周辺基地局と通信を行う基地局の集積回路であって、
前記移動局の受信能力に関する情報を含む情報を受信する機能と、前記受信能力を考慮して前記移動局が接続する接続基地局を選択する機能と、
前記機能で選択した基地局と接続するように移動局に指示する接続指示信号を送信する機能を有し、
前記移動局の受信能力は、移動局が同一チャネルで受信する信号であって、信号源が特定される信号を分離する機能に関する情報であり、ＭＩＭＯ分離機能であること、
を特徴とする集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の移動局と無線通信を行う基地局、通信方法及び集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの移動通信システムにおいて、都市及びその周辺地域には、複数の移動局に無線通信サービスを提供するためのマクロセル（通信サービスエリア）を構成する基地局（以下、マクロ基地局と称す）が配置されている。急速な都市化に伴い高層ビルやマンション等が建設されることで、多くの受信不感地域又は弱電界地域が発生する。これらの地域では、たびたび移動局と基地局との接続が制限される。
【０００３】
また、近年、移動通信システムの高速化に伴い、移動局に対するスループットの向上が要求されている。同様に、セルエッジ（通信サービスエリアの端地域）に存在する移動局に対しても支障なく高速通信できることが求められている。
【０００４】
スループットを向上する方法として、マクロ基地局が構成するマクロセル内に、マクロ基地局より最大送信電力が小さい小電力基地局（ピコセル基地局、フェムトセル基地局等）を配置することが提案されている（ヘテロジーニアスネットワーク、非特許文献１）。
【０００５】
図１２は、マクロ基地局１０００と小電力基地局２０００とが混在する環境おける各基地局からの受信電力とパスロスの関係を示した表図である。パスロスは、通信経路を通過する信号が距離などに応じて減衰する度合いであり、基地局と移動局の距離が大きいほど、パスロスも大きくなる。言い換えれば、パスロスの逆数は、基地局からの距離に応じて小さくなる。そして、移動局の受信電力は、主に、基地局の送信電力とパスロス（伝搬損失）で決まる。
図１２の縦軸は利得Ｇ（ゲイン（ｄＢ））であり、横軸は各基地局と移動局Ｍとの距離Ｄを表している。また、実線Ｒは各基地局からの受信電力であり、マクロ基地局１０００は、小電力基地局２０００より大きな電力で信号を送信していることを示している。破線はパスロスの逆数である。下りリンクにおいて、受信電力強度が最大となる基地局を選択することにより、大きな利得（ゲイン）が得られることが分かる。すなわち、位置Ａよりマクロ基地局１０００側に移動局Ｍが存在する場合は、マクロ基地局１０００と接続し、位置Ａより小電力基地局２０００側に移動局Ｍが存在する場合は、小電力基地局２０００と接続する。
【０００６】
このように、マクロ基地局１０００と小電力基地局２０００等の送信電力の異なる基地局が混在する通信環境下での下りリンクにおいて、移動局Ｍは、受信電力が最大となる基地局と接続することでスループットを向上することができることが知られている。
【０００７】
また、通信方式に関して、次世代移動通信システム（例えば、ＬＴＥ：Long Term Evolution、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）、無線ＬＡＮをはじめとして高速大容量（ブロードバンド）伝送を実現するためにＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が導入されている。ＯＦＤＭは、高レートのデータ・ストリームをシングル・キャリアで送信する代わりに、多くの直交サブキャリアをパラレルに送信する。各サブキャリアは、従来の変調方式（QPSK、16QAM、64QAM等）を使用して低シンボル・レートで変調される。数百または数千個のサブキャリアを組み合わせて、同じ帯域幅で従来のシングル・キャリア変調方式と同様のデータ・レートを実現している。
【０００８】
ＯＦＤＭにおいて、周波数領域では、複数のサブキャリアに、それぞれ独立して変調シンボルが割当られ、次に時間領域では、各シンボルの先頭にガード・インターバル（例えば、巡回プレフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix））を挿入することにより、無線チャネルでのマルチパスの遅延スプレッド（遅延広がり、遅延拡散）により生じる受信機でのシンボル間干渉（ＩＳＩ:Inter-Symbol Interference、符号間干渉とも呼ぶ。）、キャリア間干渉を防止することができる。また、前記変調シンボルは、誤り訂正符号化されたデータをマッピングすることで生成するため、周波数選択性フェージングに対する耐性に優れ、帯域幅の広いチャネルに簡単に拡張できることが知られている。
【０００９】
また、ＯＦＤＭにおいて、同一時間同一周波数に異なるデータを複数のアンテナから送信するＭＩＭＯ(Multi Input Multi Output)は、サブキャリア毎に空間多重した信号とみなせることから、ＩＳＩの影響なくＭＩＭＯの信号分離が可能となり、広帯域通信においても、ＭＩＭＯによる通信容量の増大が可能となる。このことは、ＯＦＤＭがＭＩＭＯに適しているといわれる所以である。
【００１０】
そして、このＯＦＤＭを用いた多元接続として、サブキャリアに複数ユーザのデータを割り当てるＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）がある。例えば、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの下りリンクでは、所定の周波数帯域及び時間区間から成る領域（例えば、リソースブロック）を割当単位として、複数ユーザのデータを割り当てるＯＦＤＭＡ方式が採用されている。ＯＦＤＭＡを使用することで、サブキャリアのサブセットを伝送チャネル上の異なる移動局に動的（ダイナミック）に割り当てることができるため、容量が増加し、信頼性の高い伝送が可能になる。
【００１１】
マクロ基地局及び小電力基地局が混在する通信環境において、自局と接続を希望する複数の移動局が存在する場合、基地局は、各移動局に、チャネル状態の良い（受信ＳＮＲ、受信ＳＩＮＲ又は受信電力の強度が高い）無線リソース（サブキャリア（周波数帯域）、タイムスロット、電力等）を割り当てるチャネル適応型のスケジューリングをベースとしている。その際、移動局は、基地局からのリファレンス信号（ＲＳ：Reference Signal）の測定によって、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）を基地局に報告する。尚、受信ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio：信号レベルと雑音レベルの比）は信号成分中に含まれる雑音の量を表わし、有効な信号成分（シグナル）と雑音（ノイズ）成分との量の比率である。受信ＳＮＲが高ければデータ伝送に対するノイズの影響は小さくなり信号品質は良好であり、逆に低ければノイズの影響が大きくなり通信効率が悪くなる。
【００１２】
上記のスケジューリングにおいて、接続する移動局が増えるほど、割当順位が低い移動局（相対的に受信ＳＮＲあるいは受信ＳＩＮＲが低い移動局）に割り当てることが可能な無線リソース（サブキャリア等）が少なくなる。従って、チャネル状態の良い（受信ＳＮＲ、受信ＳＩＮＲ又は受信電力の強度が高い）移動局に対し優先的に無線リソースを割り当てるスケジューリングにおいて、チャネル状態の悪い（受信ＳＮＲ、受信ＳＩＮＲ又は受信電力の強度の低い）移動局は、通信効率の高い無線リソース（周波数応答の良いサブキャリア等）を選択できなくなる。
【００１３】
また、マクロ基地局及び小電力基地局が混在する通信環境において、移動局の受信電力の強度を基準として接続する基地局が選択される場合、１つの基地局（例えば、最大送信電力が大きいマクロ基地局）への接続の偏りが発生し得る。接続が偏ることで基地局のスケジューリング能力が制限され、セルの平均スループットの低下が生じる原因となる可能性がある。
【００１４】
このような問題に対し、基地局間において複数の移動局が偏らないように移動局を分散させる方法が、非特許文献２及び非特許文献３において提案されている。これらの非特許文献２及び３では、移動局が接続する基地局を選択する基準として、（ｉ）移動局は、基地局と移動局のパスロスの大きさにより接続する基地局を選択すること、（ii）基地局と移動局間の受信電力が最大となる基地局への接続を選択し、選択する際に、小電力基地局からの受信電力にある一定のバイアスを付加すること、（iii）マクロ基地局及び小電力基地局の両方を選択できる場合、小電力基地局を選択すること、が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】“３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；  Ｆｕｒｔｈｅｒ  Ａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｓ  ｆｏｒ  Ｅ−ＵＴＲＡ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ａｓｐｅｃｔｓ  （Ｒｅｌｅａｓｅ  ９）”３ＧＰＰ  ＴＲ３６．８１４  ｖ１．５．１．（２００９−１１）ULR: http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36814.htm
【非特許文献２】Ｒ１−０９４８８２，３ＧＰＰ  ＴＳＧ−ＲＡＮ  ＷＧ１  ｍｅｅｔｉｎｇ  ＃５９  Ｊｅｊｕ，Ｋｏｒｅａ，９−１３  Ｎｏｖ．，２０１０
【非特許文献３】Ｒ１−１００６０７，３ＧＰＰ  ＴＳＧ−ＲＡＮ  ＷＧ１  ｍｅｅｔｉｎｇ  ＃５９ｂｉｓ  Ｖａｌｅｎｃｉａ，Ｓｐａｉｎ，１８−２２  Ｊａｎ．，２０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記（ｉ）〜(iii)に基づく通信では、移動局は、最大受信電力又は最大受信ＳＮＲで受信できるマクロ基地局と必ずしも接続を行うことができない。結果として、小電力基地局と接続を強いられることで受信電力（又は受信ＳＮＲ、受信ＳＩＮＲ）が低下する。特に、移動局が、ＭＩＭＯ多重法による伝送を行う際に、ＭＩＭＯレイヤ数（空間多重によるチャネル数）や情報信号(ストリーム数)が制限を受けて、平均スループットが低下するという課題がある。さらに、移動局が、比較的簡易なＭＩＭＯ分離機能（例えば、ＭＭＳＥ：Minimum Mean Square Error：最小平均二乗誤差）を備えている場合、平均スループットは顕著に影響を受けて低下する。
【００１７】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなれたもので、マクロ基地局及び小電力基地局の送電電力が異なる基地局が混在する通信環境において、移動局が高い受信電力又は受信ＳＮＲを保持することができ、１つの基地局に移動局が偏ることを防ぎながら各基地局の平均スループットが低下することを抑えることができる基地局、通信方法及び集積回路を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した課題を解決するために本発明に係る基地局、通信システム及び通信方法の各構成は、次の通りである。
【００１９】
本発明の基地局は、移動局及び周辺基地局と通信を行う基地局であって、前記移動局の受信能力に関する情報を含む情報を受信する受信部と、前記受信能力を考慮して前記移動局が接続する接続基地局を選択する基地局選択部と、を備え、前記移動局の受信能力は、前記移動局が同一チャネルで受信する信号であって、信号源が特定される信号を分離する機能に関する情報であり、ＭＩＭＯ分離機能であることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の前記基地局選択部は、前記移動局が各基地局から受信する信号の受信電力値にバイアスを付加した基準値のうち、大きい方の基準値に対応する周辺基地局あるいは自基地局を前記接続基地局とすることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の前記基地局選択部は、前記バイアスを前記移動局の前記受信能力を考慮して算出するバイアス算出部を具備することを特徴とするものである。
【００２２】
また、前記移動局の受信能力は、信号源を特定して干渉を除去又は抑圧する処理を有するかどうかに関する情報を含むことを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の前記基地局選択部は、信号源を特定して干渉を除去又は抑圧する処理を有するかどうかに関する前記情報によってカテゴリ分けし、カテゴリ毎に前記バイアスを算出することを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明の前記基地局選択部は、前記ＭＩＭＯ分離機能を線形処理と非線形処理によってカテゴリ分けし、カテゴリ毎に前記バイアスを算出することを特徴とするものである。
【００２６】
また、前記移動局が前記周辺基地局から受信する信号の受信電力値を含む制御信号を検出する制御信号検出部を具備することを特徴とするものである。
【００２７】
また、前記基地局選択部が選択した基地局と接続するように移動局に指示する接続指示信号を生成する制御信号生成部を具備することを特徴とするものである。
【００２８】
また、前記基地局選択部が選択した基地局と接続するように移動局に指示する接続指示信号を生成する制御信号生成部を具備することを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明の通信方法は、移動局及び周辺基地局と通信を行う基地局の通信方法であって、前記移動局の受信能力に関する情報を含む情報を受信するステップと、前記受信能力を考慮して前記移動局が接続する接続基地局を選択するステップと、前記ステップで選択した基地局と接続するように移動局に指示する接続指示信号を送信するステップを有し、前記移動局の受信能力は、移動局が同一チャネルで受信する信号であって、信号源が特定される信号を分離する機能に関する情報であり、ＭＩＭＯ分離機能であることを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明の集積回路は、移動局及び周辺基地局と通信を行う基地局の集積回路であって、前記移動局の受信能力に関する情報を含む情報を受信する機能と、前記受信能力を考慮して前記移動局が接続する接続基地局を選択する機能と、前記機能で選択した基地局と接続するように移動局に指示する接続指示信号を送信する機能を有し、前記移動局の受信能力は、移動局が同一チャネルで受信する信号であって、信号源が特定される信号を分離する機能に関する情報であり、ＭＩＭＯ分離機能であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、基地局は、複数の移動局及び周辺基地局と通信を行う基地局であって、前記移動局の受信能力に基づいて、前記移動局が接続する接続基地局を選択する基地局選択部と、を備え、基地局選択部は、前記移動局が前記周辺基地局から受信する信号の受信電力値にバイアスを付加した第１の基準値と、前記移動局が自基地局から受信する信号の受信電力値である第２の基準値とのうち、大きい前記基準値に対応する周辺基地局あるいは自基地局を前記接続基地局とし、前記移動局の受信能力は、ＭＩＭＯ分離機能であることで、ＭＩＭＯ信号数（空間多重によるチャネル数）の低下を抑えることができ、複数の移動局の接続先を分散することができるため、セルの平均スループットの低下することを防ぐことができるという優れた効果を奏し得る。
【００３３】
本発明によれば、本発明の通信システムは、複数の移動局、基地局及び前記基地局と異なる送信電力で信号を送信する複数の周辺基地局を備える通信システムであって、前記移動局は、接続可能な前記周辺基地局の受信電力値を前記基地局に送信し、前記基地局は、前記受信電力値と前記移動局の受信能力に基づき、前記移動局が接続する接続基地局を選択し、前記基地局は、前記移動局に、前記移動局が前記周辺基地局から受信する信号の受信電力値の通知要求する制御信号を生成する制御信号生成部と、前記制御信号を移動局に通知する送信部と、を具備し、前記移動局は、前記基地局に前記周辺基地局からの受信信号の受信電力値を通知する制御信号を生成する制御信号生成部と、前記制御信号を前記基地局に通知する送信部と、を具備し、前記移動局は、ＭＩＭＯ分離機能に基づいて分類され、前記分類を示す信号を前記基地局に通信し、前記基地局は、受信した前記分類に基づいて、前記移動局が接続する基地局を選択し、前記移動局に通知することで、ＭＩＭＯ信号数（空間多重によるチャネル数）の低下を抑えることができ、複数の移動局の接続先を分散することができるため、セルの平均スループットの低下することを防ぐことができるという優れた効果を奏し得る。
【００３４】
本発明によれば、通信方法は、複数の移動局、基地局及び前記基地局と異なる送信電力で信号を送信する複数の周辺基地局と通信を行う通信方法であって、前記移動局は、接続可能な前記周辺基地局の受信電力値を前記基地局に送信するステップを有し、前記基地局は、前記受信電力値と前記移動局の受信能力に基づき、前記移動局が接続する接続基地局を選択するステップを有することで、ＭＩＭＯ信号数（空間多重によるチャネル数）の低下を抑えることができ、複数の移動局の接続先を分散することができるため、セルの平均スループットの低下することを防ぐことができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施形態に係る基地局の構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る通信システムにおける移動局の分類を示す表図の一例である。
【図３】第１の実施形態に係る通信システムにおける移動局の受信電力による分類を示す表図の一例である。
【図４】第１の実施形態に係る通信システムに用いるデータのフレーム構造の一例を示す概略図である。
【図５】第１の実施形態に係る通信システムに用いるデータのリソースブロックの一例を示す概略図である。
【図６】第１の実施形態に係る基地局を備える通信システムにおける通信手順を示す一例である。
【図７】第１の実施形態に係る基地局が受信電力に基づき移動局が接続する移動局を選択する際の処理を表すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態に係る基地局の構成を示すブロック図である。
【図９】第１の実施形態に係る通信システムにおける移動局の構成を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施形態に係る基地局を備える通信システムにおける通信手順を示す一例である。
【図１１】第２の実施形態に係る基地局が受信電力に基づき移動局が接続する移動局を選択する際の処理を表すフローチャートである。
【図１２】従来のマクロ基地局と小電力基地局とが混在する環境おける各基地局からの受信電力とパスロスの関係を示した表図である。
【図１３】第１の実施形態に係る基地局の基地局選択部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
（第１の実施形態）
次に、第１の実施形態に係る通信システムを用いるマクロ基地局１００及びそれを備える通信システムを説明する。図１は、第１の実施形態に係る通信システムの構成を示す概略図である。
【００３７】
通信システムは、図１に示すように、マクロ基地局１００、小電力基地局２００及び移動局３００、４００で構成されている。説明のため小電力基地局と移動局の数を簡略したが、小電力基地局と移動局は、それぞれ複数存在する。なお、小電力基地局２００は、マクロ基地局１００に対する周辺基地局である。
【００３８】
セル１００ａ、２００ａは、１つの基地局が提供する通信サービスエリアを示す。複数のセルによって地表面を効率的にカバーできるように基地局は配置される。マクロ基地局１００は、セル１００ａ（マクロセル）の通信サービスエリアを提供し、小電力基地局２００は、セル２００ａ（ピコセル）の通信サービスエリアを提供する。セルの半径の大きさは、無線通信接続が可能な距離を表わしている。つまり、マクロ基地局１００は、小電力基地局２００より大きな電力で送信していることを示している。
【００３９】
移動局３００、４００は、マクロ基地局１００からの受信電力ｐ１と、小電力基地局２００からの受信電力ｐ２とをそれぞれ受信している。尚、ｐ１＞ｐ２とする。
【００４０】
移動局Ｍ（３００、４００）は、その仕様により分類される。仕様とは、移動局Ｍが基地局と通信を行うための規則である。移動局Ｍは、仕様に基づき、基地局と通信を行うことが可能となる受信能力を備える。図２は、移動局Ｍのカテゴリ分けの一例である。移動局Ｍは、図２に示すように、ＭＩＭＯ信号の分離機能Ｃ（適応アルゴリズム）の相違により分類され（カテゴリ分け）、各カテゴリに基づき異なるバイアスｂ（ｂ１、ｂ２）が算出され記憶される。レイヤ・インデックスＬＩ（Layer Index）は、ＭＩＭＯ伝送における情報信号（ストリーム数）による区分を表わしている。
なお、移動局Ｍのカテゴリ分けは、前記分離機能に限るものではなく、移動局が具備する受信アンテナ数によりカテゴリ分けすることもできる。受信アンテナ数は、移動局Ｍが属する通信システム、その規格に応じて設定される。
【００４１】
以下に本実施形態に係る適応アルゴリズムを説明する。
【００４２】
ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error：最小平均２乗誤差）は、目標信号と受信信号（目標信号＋干渉成分＋雑音）の平均２乗誤差を最小にする線形フィルタリングである。雑音成分と干渉成分の大小関係に関わりなく最適な線形フィルタリング処理を実現する。
【００４３】
ＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection 最尤検出）は、複数の通信パスで取り得るすべての送信シンボルの組合せから、受信信号に最も近いと判断される組合せを選択する非線形処理である。“近い／遠い”の判定基準には、信号間の２乗誤差等を用いた尤度（Likelihood)メトリックが使用される。
【００４４】
図２には示さないが、その他のＭＩＭＯ分離機能として、ＺＦ（Zero Forcing）、ＭＬＳＥ（Maximum Likelihood Sequence Estimation：時間領域最尤系列推定）、ＭＡＰ（Maximum A Posteriori Probability：最大事後確率）が含むが、これらに限定されない。ＺＦは、信号対干渉比(SIR: Signal to Interference ratio)を最大にする線形フィルタリングで、雑音成分が干渉成分に比べて小さいときに有効である。ＭＬＳＥは、複数の通信パスとして時系列を用い、送信信号のすべての時系列の組の中から、受信信号に時系列（最尤系列）を選択する非線形処理である。ＭＡＰは、受信信号ｙのときに送信信号がｘである確率（事後確率：Ｐ（ｘ／ｙ））を最大にする送信信号ｘを復調（復号）信号として決定する。ここで、事後確率とは、ある事象ｙが発生した（例えば、受信信号ｙを受信した）後に推定できるその原因の事象ｘ（例えば送信信号ｘが送信された）に関する確率Ｐ（ｘ／ｙ）を意味する。この確率Ｐ（ｘ／ｙ）を、最大にする候補ｘを正しい復調出力として判定する方式がＭＡＰ判定である。
【００４５】
その他の非線形処理であるＶ−ＢＬＡＳＴ（Vertical-Bell Laboratories−Layered Space Time：順序付け逐次復号）、ターボＳＩＣ（Successive Interference Canceller：逐次型干渉キャンセラ)、ＱＲＭ−ＭＬＤ（準最尤検出）等に基づいて、ＭＩＭＯ分離機能Ｃのカテゴリ分けを行ってもよい。尚、ＭＩＭＯによる空間多重された信号には、複数の送信アンテナから同時に異なる信号を送信する場合と、複数の送信アンテナから同時に同一の信号を送信する場合も含まれる。すなわち、アンテナの独立性を確保しやすい基地局の送信アンテナを用いて移動局側が１アンテナであってもダイバーシチ効果が得られるようにした送信ダイバーシチにおいても、同様にカテゴリ分けに含めることができる。
【００４６】
移動局３００、４００は、図１に示すように、マクロ基地局１００及び小電力基地局２００の両基地局と接続できる位置にある。移動局３００、４００は、それぞれ異なったＭＩＭＯ分離機能を備えている。移動局３００は、ＭＩＭＯ分離機能としてＭＬＤ（以下、カテゴリＡと称す）を具備し、移動局４００は、ＭＭＳＥ（以下、カテゴリＢと称す）を具備している。
【００４７】
下りリンクにおいて、移動局３００、４００によりデータが受信される際に、受信電力、受信ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio：信号雑音比）又は受信ＳＩＮＲ（Signal to Interference Noise Ratio：信号対干渉雑音比）が最大となる基地局がマクロ基地局１００により選択される。以下、受信電力、受信ＳＮＲ又は受信ＳＩＮＲを受信電力等と称す。
【００４８】
マクロ基地局１００は、移動局のＭＩＭＯ分離機能に基づき定めたバイアスを算出し記憶する。マクロ基地局１００が、移動局の接続するべき基地局（マクロ基地局１００又は小電力基地局２００）を選択する場合、マクロ基地局１００は、移動局の受信電力とバイアスを利用し基地局を選択する。バイアスを利用した基地局の選択の詳細は後述する。
【００４９】
次に、マクロ基地局１００が、移動局３００、４００のバイアスｂ（ｂ１、ｂ２）を算出する方法及び移動局３００、４００の接続する基地局（マクロ基地局１００又は小電力基地局２００）を選択する方法について説明する。
【００５０】
図３は、マクロ基地局１００が移動局３００、４００に信号（ＭＩＭＯ信号）を送信する場合に、ＭＩＭＯ信号数（空間多重によるチャネル数）に応じて必要とされる受信電力Ｐ（所要受信電力Ｐ：ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４、ｗ５、ｗ６）を表している表図である。また、所要受信電力Ｐは、移動局のカテゴリによって異なる。図３に示すように、ＭＩＭＯ信号の多重数（空間多重によるチャネル数）が増加すると所要受信電力Ｐが大きくなる。
【００５１】
カテゴリＡ（ＭＬＤ）はカテゴリＢ（ＭＭＳＥ）よりＭＩＭＯ分離機能が優れている。このため、ＭＩＭＯ信号数（空間多重によるチャネル数）が同じ場合、カテゴリＢはカテゴリＡよりも大きい所望受信電力Ｐを必要とする。図３において、各ＭＩＭＯ信号数（空間多重によるチャネル数）に応じた所要受信電力Ｐ（ｗ１〜ｗ６）は、ｗ１＜ｗ２＜ｗ３、ｗ４＜ｗ５＜ｗ６とし、また、ｗ２＜ｗ５、ｗ３＜ｗ６、ｗ１＝ｗ４と設定する。
【００５２】
尚、マクロ基地局１００は、図３に示すように、ＭＩＭＯ信号数（空間多重によるチャネル数）に応じて必要とされる受信電力Ｐに基づいたテーブルを保持しているが、ＭＩＭＯ信号数に応じて必要とされる受信ＳＮＲ又は受信ＳＩＮＲに基づいたテーブルとしてもよい。この場合、所要受信電力Ｐの代わりに又は加えて、所要受信ＳＮＲ又は所要受信ＳＩＮＲが利用される。
【００５３】
また、マクロ基地局１００は、図２及び図３に示すテーブルを備える構成としているが、通信状況や気象環境に応じて異なるテーブルを備える構成としても良い。また通信回数や利用時間帯応じてテーブルをアップデートする構成としても良い。尚、図２において、カテゴリＡ、Ｂの両方にバイアスを設定しているが、どちらか一方に設定することも可能である。例えば、バイアスｂ２＝０とすることで、同様の効果が得られる。
【００５４】
次に、マクロ基地局１００が、カテゴリＡのＭＩＭＯ分離機能を具備する移動局３００にバイアスｂを付加する方法及び受信電力に基づいて移動局３００の接続する基地局を選択する方法を説明する。
【００５５】
移動局３００は、図３に示すように、ＭＩＭＯ信号数４（空間多重によるチャネル数４）（レイヤインデックス３に相当）までの信号を受信可能ある。また、移動局３００は、マクロ基地局１００から受信電力Ｐｍで信号を受信し、小電力基地局２００から受信電力Ｐｓで信号を受信しているとした場合、マクロ基地局１００は、セルサーチ後の接続要求における移動局の識別番号（ＩＤ）の通知によって移動局３００の受信可能なＭＩＭＯ信号数（空間多重によるチャネル数）を知ることができる。尚、セルサーチとは、移動局が電源投入後、接続可能なセル（通信サービスエリア）を識別するための手順である。マクロ基地局と移動局間におけるセルサーチを含めた接続手順の詳細は後述する。
【００５６】
マクロ基地局１００は、移動局３００のバイアスｂを算出するにあたり、ＭＩＭＯ信号数（空間多重によるチャネル数）に基づき基準受信電力ｗｂを選択する。例えば、カテゴリＡの移動局３００の場合、図３に示すように、ｗ１〜ｗ３の中から選択される。ｗｂは、Ｐｍ−ｗｉ＞０を満たす最大のｗｉ(ｉ＝１，２，３）で表される。
【数１】
0005675193.tif 000002
【００５７】
カテゴリＡの移動局３００のバイアスｂ１は、算出したｗｂとＰｍ（マクロ基地局１００から受信電力）によりバイアスｂ１を下式により算出する。
【数２】
0005675193.tif 000003
【００５８】
マクロ基地局１００は、移動局３００における小電力基地局２００から受信電力Ｐｓと、基準受信電力ｗｂから算出したバイアスｂ１とを合計する。次に、マクロ基地局１００は、合計値（Ｐｓ＋ｂ１）と、自局（マクロ基地局１００）からの受信電力Ｐｍとを比較する。Ｐｍ＞Ｐｓ＋ｂ１の場合、マクロ基地局１００は、移動局３００の接続するべき基地局を、自局（マクロ基地局１００）と判定し、移動局３００に自局（マクロ基地局１００）と接続を選択するように信号（接続指示信号）を通知する。一方、Ｐｍ＜Ｐｓ＋ｂ１の場合、マクロ基地局１００は、移動局３００の接続するべき基地局を、小電力基地局２００と判定し、移動局３００に小電力基地局２００と接続するように信号を通知する。尚、Ｐｍ＝Ｐｓ＋ｂ１の場合は、どちらを選択してもよい。尚、算出したバイアスをマクロ基地局の受信電力値から減算し、小電力基地局の受信電力値と比較することにより、接続するべき基地局を選択してもよい。
【００５９】
カテゴリＢの移動局４００も上記に記した方法に従いバイアスｂ２を算出され、マクロ基地局１００は、移動局４００の接続する基地局を選択し接続指示を通知する。尚、ｗｉは、ｉ＝４，５，６となる。
【００６０】
図１に示すように、カテゴリＡの移動局３００及びカテゴリＢの移動局４００は、マクロ基地局１００と小電力基地局２００からの受信電力ｐ１、ｐ２を受け、空間多重数４（空間多重によるチャネル数４）のＭＩＭＯ信号まで受信可能である場合、マクロ基地局１００は、それぞれの移動局３００、４００の接続する基地局（マクロ基地局１００又は小電力基地局２００）を選択する。尚、移動局３００及び移動局４００は、初回のセルサーチにおいて、受信電力が大きいマクロ基地局１００と接続すると仮定する。
【００６１】
例えば、カテゴリＡの移動局３００の場合、マクロ基地局１００は、移動局３００に付加するバイアスｂ１を算出し、移動局３００における小電力基地局２００からの受信電力ｐ２と、バイアスｂ１とを合計する。次に、マクロ基地局１００は、ｐ１とｐ２＋ｂ１（ｂ１＝ｐ１−ｗ３）とを比較する。ｐ１＞ｐ２＋ｂ１である場合、マクロ基地局１００は、移動局３００の接続する基地局を自局（マクロ基地局１００）であると判定し、接続を指示する信号を移動局３００に送信する。指示信号を受信した移動局３００は、マクロ基地局１００と接続を確立する手順を行う。ｐ１＜ｐ２＋ｂ１である場合、マクロ基地局１００は、移動局３００の接続する基地局を小電力基地局２００であると判定し、小電力基地局２００に接続するよう接続指示信号を移動局３００に送信する。接続指示信号を受信した移動局３００は、小電力基地局２００と接続を確立する手順を行う。
【００６２】
一方、カテゴリＢの移動局４００の場合、マクロ基地局１００は、移動局４００に付加するバイアスｂ２を算出し、移動局４００における小電力基地局２００からの受信電力ｐ２とバイアスｂ２とを合計する。次に、マクロ基地局１００は、ｐ１とｐ２＋ｂ２（ｂ２＝ｐ１−ｗ６）とを比較する。ｐ１＞ｐ２＋ｂ２である場合、マクロ基地局１００は、移動局４００の接続する基地局を自局（マクロ基地局１００）であると判定し、接続を指示する信号を移動局４００に送信する。接続指示信号を受信した移動局４００は、マクロ基地局１００と接続を確立する手順を行う。ｐ１＜ｐ２＋ｂ２である場合、マクロ基地局１００は、移動局４００の接続する基地局を小電力基地局２００であると判定し、小電力基地局２００に接続するよう接続指示信号を移動局４００に送信する。接続指示信号を受信した移動局４００は、小電力基地局２００と接続を確立する手順を行う。
【００６３】
このように、マクロ基地局１００は、移動局３００、４００の接続する基地局を小電力基地局２００と選択し接続が確立される場合、ＭＩＭＯ信号数（空間多重によるチャネル数）は、マクロ基地局１００が選択され接続された場合のＭＩＭＯ信号数（空間多重によるチャネル数）以上の値となる。すなわち、移動局３００、４００の接続する基地局が小電力基地局２００と選択され接続されてもＭＩＭＯ信号数（空間多重によるチャネル数）の低下を抑えることができる。また、複数の移動局の接続先を分散することができるため、セルの平均スループットの低下することを防ぐことができる。
【００６４】
第１の実施形態では、ＬＴＥ（Long Term Evolution)に適用した場合で説明するが、これに限定されない。基地局（マクロ基地局１００及び小電力基地局２００）は、コアネットワーク部であるＭＭＥ／ＳＡＥＧＡ（Mobility Management Entity／System Architecture Evolution Gateway)とインターフェイスＳ１（図示せず）を介して直接接続されている。基地局同士はインターフェイスＸ２（図示せず）を介して必要な情報を交換する構成を成している。
【００６５】
下りリンクには、対マルチパス（遅延波）・フェージング特性に優れ、ＭＩＭＯとの親和性のよいＯＦＤＭをベースとする。各ユーザは、その回線状況に応じて無線リソース（時間、周波数）をリソースブロックＲＢ単位で割り当てる。さらに、割り当てられた無線リソースにおいても、変調方式や符号化率、ＭＩＭＯレイヤ数（空間多重によるチャネル数）を回線の状況に応じて適応させる。このようなＯＦＤＭを採用することで、無線リソースの効率的な利用を実現している。
【００６６】
また、上りリンクには、端末の高出力電力増幅器の電力効率、あるいはカバレッジ確保に有利なシングルキャリア・ベースのＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access：単一の搬送波による周波数分割多元接続）を採用する。ＳＣ−ＦＤＭＡの採用により、セル内の完全直交性（セル内の上りリンク信号間で相互干渉が発生しないこと）が確保されるため、上りリンクの電波の干渉を大きく低減する。
【００６７】
次に、マクロ基地局１００及び小電力基地局２００（以下、“基地局”と称す）と，移動局３００、４００（以下、“移動局”と称す）間のプロトコル・スタック（プロトコル構成）を説明する。
【００６８】
基地局と移動局間のプロトコル・スタックは、ＰＤＣＰレイヤ（Packet Domain Convergence Protocol：パケットデータ収束プロトコル）、ＲＬＣレイヤ（Radio Link Control：無線リンク制御）、ＭＡＣレイヤ（Media Access Control：メディア・アクセス制御）及びＰＨＹレイヤ（Physical Layer ：物理レイヤ）によって構成される。ＲＬＣレイヤとＭＡＣレイヤ間のインターフェイスが論理チャネルである。また、ＭＡＣレイヤとＰＨＹレイヤ間のインターフェイスがトランスポートチャネルである。基地局と移動局のＰＨＹレイヤ間のインターフェイスが物理チャネルとして定義される。
【００６９】
論理チャネルは、伝送する情報の種類を表わす。論理チャネルとトランスポートチャネルとの対応付けはＭＡＣレイヤで行われる。また、トランスポートチャネルは、データの運び方の特性（例えば、個別のチャネルと共通のチャネルとの区別）に分類される。物理チャネルは、基地局と移動局間の通信を行うチャネルである。
【００７０】
ＬＴＥのフレーム構造は、図４（ａ)及び図４（ｂ）に示すように、フレーム、スロット、シンボルを時間領域で定義する。ＬＴＥについては、２種類のフレーム構造が定義される。２種類のフレーム構造は、ＦＤＤ（Frequency Division Duplexing：周波数分割複信）とＴＤＤ（Time Division Duplexing：時間分割複信）によって定義される。
【００７１】
ＦＤＤのフレーム構造は、図４（ａ)に示すように、時間長１ｍｓの１０のサブフレームから成る１つの無線フレームとして表わされる。サブフレーム単位毎に、誤り訂正、ＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check：巡回時間間隔）、ＨＡＲＱ(Hybrid Automatic Repeat Request：ハイブリッド自動再送要求)等が行われて、該サブフレームの１ｍｓが伝送時間間隔（ＴＴＩ：Transmission Time Interval)として定義される。さらに、サブフレームは、連続する２つのスロットに分解される。このサブフレームが変復調の基本伝送単位となる。
【００７２】
下りリンクでは、１スロットは、７つのＯＦＤＭシンボルから構成される。さらに、各ＯＦＤＭシンボルには、情報を有効に伝達しない区間であるガードタイムに相当するＣＰ（Cyclic Prefix）が付加される。ＣＰの付加によって、マルチパスよるシンボル間干渉の発生やサブキャリア間の直行性の崩れを回避することができる。ＦＤＤでは、上りリンクと下りリンクは異なる周波数帯を用いて、１０サブフレームを同時に伝送に使用することができる。
【００７３】
また、ＬＴＥでは、図５に示すように、１２サブキャリアを周波数軸上の伝送基本単位と定める。１２サブキャリアの１４ＯＦＤＭシンボルをリソースブロックＲＢ（Resource Block）と称する。各ユーザは、回線状況に応じてＲＢ単位（サブフレーム時間長）で時間及び周波数軸上で多重化されて伝送される。
【００７４】
伝送では、ＯＦＤＭのサブキャリア単位にＱＰＳＫ，１６ＱＡＭ，６４ＱＡＭのデータ変調が行われる。この変調が行われる基本単位であるＯＦＤＭシンボル長の各サブキャリアを、リソース・エレメントＲＥ（Resource Element)と称す。リソース・エレメントＲＥは、物理レイヤでの最小単位であり、時間領域では１個のＯＦＤＭシンボルまたはＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを占有し、周波数領域では１個のサブキャリアを占有する。
【００７５】
リソースブロックＲＢは、伝送のスケジューリングが可能な最小単位である。ＲＢは、時間領域では０．５ｍｓ（１スロット）、周波数領域では１８０ｋＨｚを物理的に占有する。つまり、１リソースブロックＲＢ＝１２×１４＝１６８リソース・エレメントＲＥとなる。
【００７６】
ＬＴＥのＴＤＤのフレーム構造は、図４（ｂ）に示すように、時間長５ｍｓの２のハーフフレームに分割され、各ハーフフレームは、時間長１ｍｓのサブフレームから成る１つの無線フレームとして表わされる。
【００７７】
下りリンクから上りリンクへの切り替えが行われるサブフレームでは、図４（ｂ）に示すように、ＤｗＰＴＳ（Downlink part）、ＧＰ（Guard Period：ガード期間）、ＵｐＰＴＳ(Uplink part）の３つのフィールドから構成されている。
【００７８】
受信に際して基準信号となるリファレンス信号ＲＳは時間領域では、各スロットの第０（先頭）シンボルと第４（５番目）シンボルに配置される。周波数領域では、相対的な関係として、第６サブキャリア間隔で、リソースブロック当たり４シンボル配置される。ＭＩＭＯでは受信側でストリーム間の信号を識別し、正しく復調するために“送信−受信アンテナ”間のチャネル状態を正確に把握する必要がある。このように、異なるセル間のリファレンス信号ＲＳの衝突を避けるため、近接セル間では同一タイミングで、異なるサブキャリア上にリファレンス信号ＲＳをシフトして配置する。移動局は、リファレンス信号ＲＳを受信することによって、無線チャネルの振幅・位相を推定することができる。
【００７９】
次に、マクロ基地局１００、小電力基地局２００、移動局３００、４００間での接続方法及び信号のやり取りを説明する。
【００８０】
図６は、マクロ基地局１００、小電力基地局２００、移動局３００（又は移動局４００）間の接続及び制御処理フローを示すシーケンス図である。尚、便宜上、図６において１つの移動局３００を示すが、カテゴリＢの移動局４００にも適用される。
【００８１】
マクロ基地局１００及び小電力基地局２００（以下、両方を表す場合は、単に“基地局”と称す）は、それぞれ自己のセル内に存在する移動局３００に対し、移動局３００が基地局のセルと時間／周波数領域で同期を確立できるように、パイロット信号（リファレンス信号ＲＳ）を含む同期信号ＳＣＨ（Synchronization Channel)を定期的に送信する（ステップＳ１０１、Ｓ１０２）。尚、パイロット信号（リファレンス信号ＲＳ）は、既知の基準振幅・位相を与える信号であり、基準信号となるシンボル・パターンである。
【００８２】
同期信号ＳＣＨは、プライマリ同期信号Ｐ−ＳＣＨ（Primary-SCH)とセカンダリ同期信号Ｓ−ＳＣＨ（Secondary-SCH)とに分けられる。具体的には、Ｐ−ＳＣＨとして、長さ６２のＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列がフレーム内（１０サブフレームから構成される）の所定のＯＦＤＭシンボルのサブキャリアに配置され、その時間領域の信号で相関をとる。Ｓ−ＳＣＨとしては、長さ６２のＭ系列がフレーム内（１０サブフレームから構成される）の所定のＯＦＤＭシンボルのサブキャリアに配置される。この場合は、周波数領域で相関をとる。
【００８３】
移動局３００又は４００（以下、両方を表す場合は、単に“移動局”と称す）は、移動局は電源投入された後、通信のため利用可能なセル（セルＩＤ）を検出する処理（セルサーチ）を開始する。移動局は、同期信号ＳＣＨに基づき接続可能な基地局をサーチする（ステップＳ１０３）。
【００８４】
移動局及び基地局のセルは、固有のＩＤに基づいて分類される。移動局は、セルＩＤを参照してセルを識別し、同様に、基地局は、移動局のＩＤに基づき個々の移動体を識別する。ＬＴＥでは、Ｓ−ＳＣＨに対応するセルグループ番号が１６８個、Ｐ−ＳＣＨに対応するグループ内セル番号が３個、合計５０４個のセル認識番号が定義されている。
【００８５】
このように接続初期段階において、基地局と移動局間において同期信号ＳＣＨのみの送信に留めて、この信号が受信された場合に徐々に必要な情報をやり取りしながら移動局の識別を行う。
【００８６】
移動局は、同期信号ＳＣＨに基づき、基地局を選択し、選択した基地局に接続要求を行う（ステップＳ１０４）。図６では、移動局は、マクロ基地局１００を選択している。
【００８７】
移動局は、基地局（この場合、マクロ基地局１００）に接続要求する際に、選択した基地局に対し、ＭＩＭＯ信号の分離機能Ｃ（適応アルゴリズム）の相違による分類（カテゴリ）を通知する。なお、その他の指標（機能）により移動局が分類されている場合は、その分類に関する通知を行う。
【００８８】
接続要求を受けたマクロ基地局１００は、接続の可否（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を移動局に通知する（ステップＳ１０５）。移動局は、接続の許可（ＡＣＫ）を受信することで初期接続を完了する。図６では、マクロ基地局１００は、ＡＣＫを移動局に送信している。一方、移動局は、接続の拒否（ＮＡＣＫ）を受信した場合、再度、セルサーチを行い、接続可能な基地局をサーチする。
【００８９】
次に、接続の許可（ＡＣＫ）を与えたマクロ基地局１００は、移動局における小電力基地局２００からの受信電力ｐ２を送信するように移動局に対して要求する（ステップＳ１０６）。
【００９０】
移動局が、小電力基地局２００からの受信電力ｐ２の送信要求を受信した場合、移動局は、小電力基地局２００から送信されるリファレンス信号ＲＳに基づき、小電力基地局２００からの受信電力を測定し（ステップＳ１０７）、マクロ基地局１００に小電力基地局２００からの受信電力ｐ２を通知する。具体的な受信電力として、例えば、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power：基準信号受信電力）が挙げられる。移動局は、ＲＳＲＰによって受信電力の強さに関する情報を得ることができる。なお、複数の適応アルゴリズム（ＭＩＭＯ信号の分離機能）を備える場合、受信電力に基づき最適な適応アルゴリズムを選択できる。
【００９１】
次に、マクロ基地局１００は、該受信電力ｐ２の通知を移動局から受信した場合、該受信電力ｐ２にバイアスｂ１を付加した値と、自局が移動局から受信した受信電力ｐ１とを比較し、移動局が接続するべき基地局を選択する（ステップＳ１０９）。尚、この選択方法は、図７を参照し後述する。
【００９２】
マクロ基地局１００は、選択結果を移動局に通知する（ステップＳ１１０）。図６では、小電力基地局２００が選択されている。移動局は、選択結果を受信し、選択された基地局（小電力基地局２００）に対して接続要求する（ステップＳ１１１）。
【００９３】
接続要求を受けた小電力基地局２００は、接続の可否（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を移動局に通知する（ステップＳ１１２）。
【００９４】
移動局は接続の許可（ＡＣＫ）を受信した場合、受信状態を報告するためのＣＱＩ（Channel Quality Indicator：チャネル品質インジケータ）や通信品質情報ＱｏＳ（Quality of Service)等を含む下りリンク制御信号ＤＣＩ（Downlink Control Indicator：チャネル品質表示）を小電力基地局２００に送信する（ステップＳ１１３）。
【００９５】
ＤＣＩを受信した小電力基地局２００では、移動局に送信すべきデータが存在する場合は、小電力基地局２００のスケジューラが、ＣＱＩ、通信品質情報ＱｏＳ並びに基地局内の送信バッファ内容状態などを考慮して、リソースブロックＲＢ単位で移動局に無線リソースを割り当て（スケジューリング）を行う。さらに、受信したＤＣＩに基づき、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme：変調符号化方式）や空間多重数（空間多重によるチャネル数）が設定される（ステップＳ１１４）。リソース割り当て情報や設定情報は、制御データとして移動局に送信され、さらに送信すべきデータ信号が送信される（ステップＳ１１５）。
【００９６】
尚、セルサーチ（ステップＳ１０３）において、移動局が小電力基地局２００との接続が完了した場合、移動局は、ステップＳ１１３と同様に、小電力基地局２００にＤＣＩを通知し、ステップＳ１１４及びＳ１１５の動作を行い、小電力基地局２００において移動局へ送信すべきデータが存在する場合は、小電力基地局２００からデータ信号を受信する。
【００９７】
次に、マクロ基地局１００が移動局の接続するべき基地局を選択する方法を説明する。
【００９８】
マクロ基地局１００は、図７に示すように、移動局の接続するべき基地局を選択する。図７は、ステップＳ１０９において基地局が選択される際の処理フローを示すフローチャートである。
【００９９】
マクロ基地局１００は、移動局が受信した小電力基地局２００からの受信電力ｐ２（又は受信ＳＮＲ、受信ＳＩＮＲ）を知らせる信号を受信した場合、（ステップＳ２０１）、マクロ基地局１００は、自局が移動局から受信した受信電力ｐ１と、移動局が小電力基地局２００から受信した受信電力ｐ２にカテゴリＡに対応したバイアスｂ１を付加した値（合計値）とを比較する（ステップＳ２０２）。すなわち、マクロ基地局１００は、ｐ１とｐ２＋ｂ１とを比較する。
【０１００】
移動局が小電力基地局２００から受信した受信電力ｐ２にカテゴリＡに対応したバイアスｂ１を付加した値（合計値）が、自局が移動局から受信した受信電力ｐ１よりも大きい時、すなわち、ｐ１＜ｐ２＋ｂ１である場合（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、マクロ基地局１００は、小電力基地局２００を移動局の接続するべき基地局と判定する。
【０１０１】
マクロ基地局１００は、移動局が小電力基地局２００と接続するように接続指示信号を移動局に送信する（ステップＳ２０３）。
【０１０２】
一方、移動局が小電力基地局２００から受信した受信電力ｐ２にカテゴリＡに対応したバイアスｂ１を付加した値（合計値）が、自局が移動局から受信した受信電力ｐ１よりも大きい時、すなわち、ｐ１＞ｐ２＋ｂ１である場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、マクロ基地局１００は、自局（マクロ基地局１００）を移動局の接続するべき基地局と判定する。
【０１０３】
マクロ基地局１００は、移動局からＤＣＩが通知されるまで待ち状態になる（ステップＳ２０４）。
【０１０４】
尚、カテゴリＢの移動局においては、ステップＳ２０２のｐ１＜ｐ２＋ｂ１は、ｐ１＜ｐ２＋ｂ２と置き換わり、同様の処理フローで動作する。
【０１０５】
次に、第１の実施形態に係るマクロ基地局１００の構成を説明する。
【０１０６】
マクロ基地局１００は、図８に示すように、上位レイヤ１０１、複数のデータ信号生成部１０２（１０２−１〜Ｎ）、送信部１０３（１０３−１〜Ｎ）、送信アンテナ部１０４（１０４−１〜Ｎ）、制御信号生成部１０５、パイロット信号生成部１０６、基地局選択部１０７、制御信号検出部１０８、受信部１０９、受信アンテナ部１１０、記憶部（図示せず）を備える。尚、Ｎは、空間多重数（空間多重によるチャネル数）を示す。
【０１０７】
マクロ基地局１００から移動局３００、４００へ送信される信号としては、データ信号、制御信号Ｃ、その他同期信号ＳＣＨ等の制御信号及びパイロット信号（リファレンス信号ＲＳ）が挙げられる。
【０１０８】
以下に、マクロ基地局１００の構成要素を順次説明する。
【０１０９】
上位レイヤ１０１は、ＰＨＹレイヤ（物理層）よりも上位に位置し、制御を行う中枢である。例えば、ＭＡＣレイヤ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：媒体アクセス制御）、ネットワークレイヤなどの上位層に位置する機能を有するレイヤ等が該当する。上位レイヤ１０１は、移動局へ送信する情報データ（マクロ基地局から各移動局へ送信すべき個別データ）をデータ信号生成部１０２に出力する。
【０１１０】
また、上位レイヤ１０１は、移動局がセルサーチを行うために、同期信号ＳＣＨなどの第１の制御データを制御信号生成部１０５に出力する。
【０１１１】
データ信号生成部１０２は、上位レイヤ１０１から送信された情報データを受信し、情報データの符号化等のデータ変調処理を行い、データ信号を生成する。
【０１１２】
上位レイヤ１０１は、データ信号生成部１０２によって生成されるデータ信号に対応する第２の制御データ（ＤＣＩ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ等）を制御信号生成部１０５に出力する。第２の制御データは、無線リソース割当（スケジューリング）、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme：変調符号化方式）又は空間多重数（空間多重によるチャネル数）及び周波数割当等の制御情報である。
【０１１３】
また、上位レイヤ１０１は、移動局に接続する隣接基地局（周辺基地局）からの受信電力の通知を要求するための第３の制御データを制御信号生成部１０５に出力する。また、上位レイヤ１０１は、移動局が接続する基地局を通知するための第４の制御データを制御信号生成部１０５に出力する。
【０１１４】
制御信号生成部１０５は、第１〜第４の制御データの変調処理を行い、第１〜第４の制御信号を生成する。第１〜第４の制御信号は、送信部１０３に出力される。
【０１１５】
データ信号と第１〜第４の制御信号は、ＯＦＤＭ等の伝送方式に基づき伝送される。
【０１１６】
ＯＦＤＭの場合、基地局と移動局間で受送信されるデータ信号ｓ（ｔ）は、式（１）及び式（２）によって導かれる。
【数３】
0005675193.tif 000004
【０１１７】
ＮｆはＩＦＦＴポイント数であり、ＬＴＥにおいて２０４８と定義される。ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）により、離散的に表わされた周波数軸上のサブキャリアの配列を時間軸上の波形に変換する。Ｃｋ，ｎは、データ信号生成部１０２が出力する第ｋサブキャリアに割当られたデータ信号の変調シンボルである。Δｆはサブキャリア間隔である。ＴｓはＯＦＤＭシンボル長を表し、ｊは虚数単位を表す。
【０１１８】
ＯＦＤＭのサブキャリアは、任意の異なるサブキャリア同士の直交性（干渉しない性質）を確保するという条件の下で、論理的限界までコンパクトに配列されていることが特徴である。この限界点では、隣接するサブキャリアの周辺の周波数間隔Δｆは、Δｆ＝１／Ｔｓになる。
【０１１９】
パイロット信号生成部１０６は、受信電力測定、伝搬路推定に用いる既知の系列からなるパイロット信号（リファレンス信号ＲＳ）を生成する。
【０１２０】
送信部１０３（１０３−１〜Ｎ）は、データ信号生成部１０２（１０２−１〜Ｎ）が出力したデータ信号、パイロット信号（リファレンス信号ＲＳ）、第１〜第４の制御信号をアナログ信号に変換（Ｄ／Ａ変換）し、該アナログ信号に対して帯域制限を行うためにフィルタリング処理を行う。さらに、送信部１０３は、フィルタリング処理された信号を送信可能な周波数帯域にアップコンバート（低い周波数の信号から高い周波数の信号へ変換）し、内蔵する増幅器（図示せず）によって増幅した後、送信アンテナ部１０４（１０４−１〜Ｎ）から増幅した信号を送信する。
【０１２１】
また、マクロ基地局１００は、移動局から送信された信号を受信する機能を備える。マクロ基地局１００の受信アンテナ部１１０は、移動局が送信した信号を受信し、受信部１０９に送る。受信部１０９は、受信した信号を、ダウンコンバート（高い周波数の信号から低い周波数の信号へ変換）し、信号に含まれる不要な周波数成分（スプリアス）を除去するフィルタリング処理を行う。さらに、受信部１０９は、フィルタリング処理を施したアナログ信号をデジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）する。
【０１２２】
制御信号検出部１０８は、受信部１０９から出力されたデジタル信号を復調処理及び復号処理を行い、第５及び第６の制御信号を検出する。制御信号検出部１０８は、第５及び第６の制御信号に基づき、第５の及び第６の制御データを検出する。第５の制御データは、移動局からマクロ基地局１００への接続要求及びＣＱＩ（Channel Quality Indicator：チャネル品質インジケータ）等を含む下りリンクコントロール信号（ＤＣＩ：Downlink Control Indicator）を表す。また、第６の制御データは、移動局が小電力基地局２００から受信する受信電力ｐの強度を表す。
【０１２３】
上位レイヤ１０１は、制御信号検出部１０８から入力された第５の制御データに基づき、移動局へ送信するデータ信号と制御データ（ＭＣＳ、空間多重数（空間多重によるチャネル数）及び無線リソース割当等）とを決定する。
【０１２４】
基地局選択部１０７は、第６の制御データに基づき、移動局が接続するべき基地局を選択する。図１３は、基地局選択部１０７の構成である。基地局選択部１０７は、バイアス算出部１２１、基準値算出部１２２、比較部１２３を備える。バイアス算出部１２１は、第６の制御データと移動局の受信能力とに基づき、各移動局に応じたバイアス値を算出する。基準値算出部１２２は、各移動局に応じたバイアスと小電力基地局２００の受信電力との合計値（第１の基準値）を算出する。比較部１２３は、移動局におけるマクロ基地局１００からの受信電力（第２の基準値）と、前記第１の基準値と、を比較し、移動局が接続するべき基地局（接続基地局）を選択し、選択した結果を上位レイヤ１０１に出力する。接続基地局（マクロ基地局１００又は小電力基地局２００）を選択する方法の詳細は上述の通りである。
【０１２５】
選択結果において、マクロ基地局が選択された場合、上位レイヤ１０１は、移動局に対するデータ信号を生成するために指示信号をデータ信号生成部１０２、制御信号生成部１０５及びパイロット信号生成部１０６に出力する。
【０１２６】
選択結果において、小電力基地局２００が選択された場合、上位レイヤ１０１は、制御信号生成部１０５に対し、移動局が小電力基地局２００に接続するよう指示する信号（接続指示信号）を生成するように通知する。制御信号生成部１０５は、接続指示信号を生成し、送信部１０３に出力する。送信部１０３は、送信アンテナ部１０４から接続指示信号を移動局に送信する。
【０１２７】
尚、小電力基地局２００の構成は、マクロ基地局１００の構成と同じ形態をとる。
【０１２８】
次に、第１の実施形態に係る移動局３００の構成を説明する。
【０１２９】
移動局３００は、図９に示すように、受信部Ｂ３０２（３０２−１〜Ｍ、Ｍは任意の整数）、ＭＩＭＯ分離部３０３、復号部３０４（３０４−１〜Ｎ）、伝搬路推定部３０５、受信電力検出部３０６、上位レイヤＢ３０７、受信アンテナ部Ｂ３０１（３０１−１〜Ｍ、Ｍは任意の整数）、制御信号生成部Ｂ３０８、送信部Ｂ３０９、送信アンテナ部Ｂ３１０を備える。
【０１３０】
受信部Ｂ３０２（３０２−１〜Ｍ）は、受信アンテナ部Ｂ３０１（３０１−１〜Ｍ）を介して、基地局をから送信されたデータ信号、パイロット信号（リファレンス信号ＲＳ）、第１〜第４の制御信号を受信する。さらに、受信部Ｂ３０２は、受信した信号を、ダウンコンバート（高い周波数の信号から低い周波数の信号へ変換）し、さらに信号に含まれる不要な周波数成分（スプリアス）を除去するフィルタリング処理を行う。続いて、受信部３０２は、フィルタリング処理を施したアナログ信号をデジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）する。
【０１３１】
デジタル変換されたデータ信号及び第１〜第４の制御信号は、ＭＩＭＯ分離部３０３に入力される。また、デジタル変換されたパイロット信号（リファレンス信号ＲＳ）は、伝搬路推定部３０５及び受信電力検出部３０６に入力される。
【０１３２】
伝搬路推定部３０５は、パイロット信号（リファレンス信号ＲＳ）に基づき、基地局から移動局３００へ信号が送信される際に生じ得るフェージングによる信号の振幅と位相の変動を推定する伝搬路推定を行う。また、伝搬路推定部３０５は、伝搬路推定の推定結果である伝搬路推定値をＭＩＭＯ分離部３０３に出力する。
【０１３３】
カテゴリＡの移動局３００は、ＭＩＭＯ分離機能としてＭＬＤを備える。ＭＩＭＯ分離部３０３は、ＭＬＤに基づく、ＭＩＭＯ分離を行う。尚、ＭＩＭＯ分離部３０３は、複数のＭＩＭＯ分離機能を備え、受信電力（又は、受信ＳＮＲ、受信ＳＩＮＲ）に応じてＭＩＭＯ分離機能を切り換えるとしてもよい。
【０１３４】
ＭＩＭＯ分離部３０３のＭＩＭＯ分離機能を説明する。
【０１３５】
ＭＩＭＯ分離部３０３において、入力する第ｋのサブキャリアの１行Ｍ列の行列をＲｋとする。Ｒｋは以下の式（３）によって表される。
【数４】
0005675193.tif 000005
【０１３６】
尚、Ｈｋは、第ｋサブキャリアにおける送信アンテナと受信アンテナ間の伝搬路推定値を要素に持つＭ行Ｎ列の行列である。Ｓｋは、第ｋのサブキャリアの送信アンテナから送信されるデータ信号を要素に持つ１行Ｎ列の行列である。
【０１３７】
ＭＩＭＯ分離部３０３は、無線リソース割当（スケジューリング）の情報、ＭＣＳ及び空間多重数（空間多重によるチャネル数）等を含む制御データと伝搬路推定値とに基づき、ＭＩＭＯ分離を行う。
【０１３８】
ＭＩＭＯ分離部３０３は、入力された信号を以下の式（４）を用いて軟判定し、軟判定値λを復号部３０４に出力する。
【数５】
0005675193.tif 000006
【０１３９】
尚、ｂ１は第ｋのサブキャリアに配置されたデータ変調シンボルＳｋを構成するビットのｌ番目を表わしている。Ｓ＾ｋは、Ｓｋの候補を表わしている。またＳ＾＋ｌ（ｋ）はＳｋの候補のうち第ｌビットが１のものを表わし、Ｓ＾−ｎ（ｋ）はＳ（ｋ）の候補のうち第ｌビットが−１のものを表わす。ＭＬＤから求められる事後対数尤度比（a posteriori Log-Likelihood Ratio：事後ＬＬＲ）は、第ｌビットが１である最小メトリックと第ｌビットが−１である最小メトリックの差で表わされる。
【０１４０】
復号部３０４は、ＭＩＭＯ分離部３０３から出力された軟判定値λに対して復号処理を行い、情報データ及び制御データを算出し、上位レイヤＢ３０７に出力する。
【０１４１】
受信電力検出部３０６は、パイロット信号（リファレンス信号ＲＳ）に基づき、基地局から受信した信号の受信電力Ｐの強度を検出する。また、セルサーチにおいて、同様にパイロット信号に基づき、それぞれの基地局からの受信電力Ｐを算出する。
【０１４２】
上位レイヤＢ３０７は、基地局からの受信電力の送信要求を受信した場合、受信電力検出部３０６において検出した受信信号の強度を第６の制御データとして制御信号生成部Ｂ３０８に出力する。
【０１４３】
また、上位レイヤＢ３０７は、ＣＱＩや通信品質情報ＱｏＳ等を含む下りリンク制御信号（ＤＣＩ）を第５の制御データとして制御信号生成部Ｂ３０８に出力する。また、上位レイヤＢ３０７は、基地局に接続要求するための第７の制御データを制御信号生成部Ｂ３０８に出力する。
【０１４４】
制御信号生成部Ｂ３０８は、第５〜第７の制御データに対し符号化及び変調処理を行う。変調処理後、制御信号生成部Ｂ３０８は、第５及び第７の制御データに対応した第５〜第７の制御信号をそれぞれ生成し、送信部３０９に出力する。
【０１４５】
送信部Ｂ３０９は、第５〜第７の制御信号を送信可能な周波帯域にアップコンバートし、送信アンテナ部Ｂ３１０から選択した基地局に送信する。
【０１４６】
移動局４００はカテゴリＢのＭＩＭＯ分離機能であるＭＭＳＥを備える。移動局４００の構成は、移動局３００と同じであり、にＭＩＭＯ分離部３０３のＭＩＭＯ分離機能が異なる。以下に、移動局４００のＭＩＭＯ分離部３０３におけるＭＭＳＥによるＭＩＭＯ分離を説明する。
【０１４７】
ＭＩＭＯ分離部３０３において、入力されるデータ信号Ｒｋは、以下の式（５）によって表される。さらに、式（６）によって重みを乗算して分離が行われる。
【数６】
0005675193.tif 000007
【０１４８】
尚、式（６）において、Ｈｋは、推定値、“Ｈ”は、エルミート転置、σ２noiseは、雑音電力、ＩＭは、単位行列を表す。
【０１４９】
さらに、ＭＩＭＯ分離部３０３は、Ｒｋに対して復調処理を行い、軟判定を行い、軟判定値を出力する。復調処理を、データ信号がＱＰＳＫ変調された場合を例として説明する。
【０１５０】
送信側で送信されたＱＰＳＫのデータ変調シンボルをＸとし、Ｒｋの構成要素であり各サブキャリアのＭＩＭＯ分離五のシンボルをＸｃとして説明する。Ｘを構成しているビットをｂ０、ｂ１（ｂ０、ｂ１＝±１）とすると、Ｘは、下記の式（７）で表わせる。ｊは虚数単位を表す。そして、Ｘの受信側における推定値Ｘｃからビットｂ０、ｂ１の事後対数尤度比（事後ＬＬＲ）であるλ（ｂ０）、λ（ｂ１）は下記の式（８）により求められる。
【数７】
0005675193.tif 000008
【０１５１】
尚、Ｒｅ（Ｘｃ）は複素数の実部を表す。μは伝搬路補償後の等価振幅であり、例えば、ＯＦＤＭシンボルの第ｋのサブキャリアにおける伝搬路推定値をＨ１（ｋ）、乗算したＭＭＳＥ基準の伝搬路補償重みをＷ１（ｋ）とすると、μはＷ１（ｋ）・Ｈ１（ｋ）となる。
【０１５２】
また、λ（ｂ１）は、式（８）、すなわちλ（ｂ０）を求める式において、Ｘｃの実部と虚部を置き換えて求める。尚、１６ＱＡＭなどの他の変調が施されたデータに対しても同様の原理に基づいて算出可能である。
【０１５３】
このように、マクロ基地局１００は、ＭＩＭＯ分離機能に基づき移動局のカテゴリ分けを行ってバイアスを設定し、小電力基地局２００からの受信電力に付加する。さらにマクロ基地局１００は、自己の受信電力の強度と、小電力基地局２００からの受信電力にバイアスとの合計値とを比較して、移動局の接続する基地局を選択する。従って、基地局からの受信電力の強度と空間多重数（空間多重によるチャネル数）とを考慮し、移動局の接続する基地局を選択することができるため、移動局が受信するデータ信号の空間多重数は、基地局の受信電力の強度差による影響を受けにくくなる。その結果、基地局の平均セルスループットが低下することを防止しながら、移動局の接続が１つの基地局に偏らないように移動局を分散させることができる。言い換えると、移動局の受信能力を考慮して接続する基地局が選択されることにより、基地局の負荷バランスを保つことができる。
また、通信システムの前記移動局の受信能力は、ＭＩＭＯ分離機能であることで、効率よく高速にデータを送信することができるという優れた効果を奏し得る。
また、通信システムの前記移動局のＭＩＭＯ分離機能は、線形処理と非線形処理によってカテゴリ分けされ、前記バイアスが付加されることで、適応アルゴリズムの異なる移動局に応じて適切に接続する基地局が選択されるという優れた効果を奏し得る。
【０１５４】
尚、第１の実施形態では、マクロ基地局１００は、移動局の受信電力に基づきバイアスを設定し、移動局の接続する基地局を選択したが、受信ＳＮＲ又は／及び受信ＳＩＮＲに基づいて行ってもよい。また、受信した受信電力（又はＳＮＲ等）、算出したバイアス、ＭＣＳ及び空間多重数（空間多重によるチャネル数）等は、記憶部（図示せず）に記憶され、基地局の選択過程において、該当する各構成要素に対して入出力される。
【０１５５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る通信システム用いるマクロ基地局５００及びそれを備える通信システムを説明する。マクロ基地局５００の構成は、基地局選択部１０７の機能を除いて、第１の実施形態に係るマクロ基地局１００と同じであるため、説明を省略する。
【０１５６】
基地局選択部１０７は、制御信号検出部１０８から出力される第６の制御データに基づき決定された移動局のカテゴリ情報（ＭＩＭＯ分離機能による分類（カテゴリ）の情報）により、移動局が接続する基地局を選択し、選択結果を上位レイヤ１０１に出力する。
【０１５７】
図１０を参照して、第２の実施形態に係るマクロ基地局５００、小電力基地局２００、移動局３００、４００間での接続方法及び信号のやり取りを説明する。
【０１５８】
図１０は、マクロ基地局５００、小電力基地局２００、移動局３００（又は移動局４００）間の接続及び制御処理フローを示すシーケンス図である。尚、便宜上、図１０において１つの移動局３００を示すが、カテゴリＢの移動局４００にも適用される。
【０１５９】
マクロ基地局５００及び小電力基地局２００（以下、両方を表す場合は、単に“基地局”と称す）は、それぞれ自己のセル内に存在する移動局に対し、移動局が基地局のセルと時間／周波数領域で同期を確立できるように、同期信号ＳＣＨ（Synchronization Channel)を定期的に送信する（ステップＳ３０１、Ｓ３０２）。
【０１６０】
移動局３００又は４００（以下、両方を表す場合は、単に“移動局”と称す）は、移動局は電源投入された後、通信のため利用可能なセル（セルＩＤ）を検出する処理（セルサーチ）を開始する。移動局は、同期信号ＳＣＨに基づき接続可能な基地局をサーチする（ステップＳ３０３）。
【０１６１】
移動局及び基地局のセルは、固有のＩＤに基づいて分類される。移動局は、セルＩＤを参照してセルを識別し、同様に、基地局は、移動局のＩＤに基づき個々の移動体を識別する。このように始めに、基地局と移動局間において同期信号ＳＣＨのみの送信に留めて、この信号が受信された場合に徐々に必要な情報をやり取りしながら移動局の識別を行う。
【０１６２】
移動局は、同期信号ＳＣＨに基づき、基地局を選択し、選択した基地局に接続要求を行う（ステップＳ３０４）。移動局は、図１０に示すように、マクロ基地局５００を選択している。
【０１６３】
移動局は、基地局（この場合、マクロ基地局５００）に接続要求する際に、選択した基地局に対し、ＭＩＭＯ信号の分離機能Ｃ（適応アルゴリズム）の相違により分類（カテゴリ）を通知する。
【０１６４】
次に、接続要求を受けたマクロ基地局５００は、接続要求した移動局のカテゴリ基づき、移動局が接続する基地局を選択する（ステップＳ３０５）。ステップＳ３０５の詳細は、後述する。
【０１６５】
マクロ基地局５００は、選択結果を移動局に通知する（ステップＳ３０６）。図１０では、小電力基地局２００が選択されている。移動局は、選択結果を受信し、選択された基地局（小電力基地局２００）に対して接続要求する（ステップＳ３０７）。
【０１６６】
接続要求を受けた小電力基地局２００は、接続の可否（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を移動局に通知する（ステップＳ３０８）。
【０１６７】
移動局は接続の許可（ＡＣＫ）を受信した場合、受信状態を報告するためのＣＱＩや通信品質情報ＱｏＳ等を含む下りリンク制御信号ＤＣＩを小電力基地局２００に送信する（ステップＳ３０９）。
【０１６８】
ＤＣＩを受信した小電力基地局２００では、移動局に送信すべきデータが存在する場合は、小電力基地局２００のスケジューラが、ＣＱＩ、通信品質情報ＱｏＳ並びに基地局内の送信バッファ内容状態などを考慮して、リソースブロックＲＢ単位で移動局に無線リソースを割り当て（スケジューリング）を行う。さらに、受信したＤＣＩに基づき、ＭＣＳや空間多重数（空間多重によるチャネル数）が設定される（ステップＳ３１０）。無線リソース割当情報や設定情報は、制御データとして移動局に送信され、さらに送信すべきデータ信号が送信される（ステップＳ３１１）。
【０１６９】
尚、セルサーチ（ステップＳ３０３）において、移動局が小電力基地局２００との接続が完了した場合、移動局は、ステップＳ３０９と同様に、小電力基地局２００にＤＣＩを通知し、ステップＳ３１０及びＳ３１１の動作を行い、小電力基地局２００において移動局へ送信すべきデータが存在する場合は、小電力基地局２００からデータ信号を受信する。
【０１７０】
次に、マクロ基地局５００が移動局の接続するべき基地局を選択する方法を説明する。
【０１７１】
マクロ基地局５００は、図１１に示すように、移動局の接続するべき基地局を選択する。図１１は、ステップＳ３０５において基地局が選択される際の処理フローを示すフローチャートである。
【０１７２】
マクロ基地局５００は、接続要求した移動局のＭＩＭＯ分離機能（適応アルゴリズム）の分類（カテゴリ）の情報（以下、カテゴリ情報と称す）を受信した場合（ステップＳ５０１）、カテゴリ情報に基づき、移動局が接続する基地局を選択する。
【０１７３】
マクロ基地局５００は、カテゴリ情報がカテゴリＡに属するものであると判断した（ステップＳ５０２，Ｙｅｓ）、マクロ基地局５００は、小電力基地局２００を移動局の接続するべき基地局と判定し、移動局に接続指示信号を送信する（ステップＳ５０３）。尚、接続指示信号は、基地局に固有のセルＩＤであってもよい。マクロ基地局５００は、インターフェイスＸ２を介して小電力基地局２００のセルＩＤを取得できる。また、ステップＳ５０３において、マクロ基地局５００は、接続の拒否（ＮＡＣＫ）を送信する構成としてもよい。
【０１７４】
一方、マクロ基地局５００は、カテゴリ情報がカテゴリＢに属するものであると判断した（ステップＳ５０２，Ｎｏ）、マクロ基地局５００は、自局（マクロ基地局５００）を移動局の接続するべき基地局と判定し、接続の許可（ＡＣＫ）を送信する（ステップＳ５０４）。
【０１７５】
このように、マクロ基地局５００は、接続要求した移動局のＭＩＭＯ分離機能（適応アルゴリズム）の分類（カテゴリ）の情報に基づき、移動局の接続する基地局（マクロ基地局５００又は小電力基地局２００）を選択する。すなわち、基地局からの受信電力の強度の影響を受けやすいＭＩＭＯ分離機能（適応アルゴリズム）を備える移動局は、受信電力の強度の測定結果に基づいて接続する基地局に接続する指示を受けて、選択された基地局に接続する。一方、基地局からの受信電力の強度の影響を受けにくいＭＩＭＯ分離機能（適応アルゴリズム）を備える移動局は、小電力基地局２００に接続する。この結果、ＭＩＭＯ信号数（空間多重によるチャネル数）の低下を抑えることができ、また、複数の移動局の接続先を分散することができるため、セルの平均スループットの低下することを防ぐことができる。
【０１７６】
尚、上記に記載した第１の実施形態及び第２の実施形態における移動局の接続する基地局の選択方法は、送信電力の異なる基地局間におけるハンドオーバーに適用することが可能である。また、本実施の形態で説明した機能を実現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、この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各部の処理を行ってもよい。また、マクロ基地局の全部または一部と、移動局の全部または一部との機能を集積回路に集約して実現してもよい。
【符号の説明】
【０１７７】
１００  マクロ基地局
１０１  上位レイヤ
１０２  データ信号生成部
１０３  送信部
１０４  送信アンテナ部
１０５  制御信号生成部
１０６  パイロット信号生成部
１０７  基地局選択部
１０８  制御信号検出部
１０９  受信部
１１０  受信アンテナ部
１２１  バイアス算出部
１２２  基準値算出部
１２３  比較部
２００  小電力基地局
３００  移動局
４００  移動局
【図１】
0005675193.tif 000009
【図２】
0005675193.tif 000010
【図３】
0005675193.tif 000011
【図４】
0005675193.tif 000012
【図５】
0005675193.tif 000013
【図６】
0005675193.tif 000014
【図７】
0005675193.tif 000015
【図８】
0005675193.tif 000016
【図９】
0005675193.tif 000017
【図１０】
0005675193.tif 000018
【図１１】
0005675193.tif 000019
【図１２】
0005675193.tif 000020
【図１３】
0005675193.tif 000021