(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線装置間の無線通信路に関する予測値を求める予測値演算部と、
該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求める予測誤差演算部と、
ベクトル空間において該予測値および該予測誤差と直交するように、該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める干渉抑制パラメータ演算部とをそなえたことを特徴とする、無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置。
【請求項２】
前記予測誤差演算部は、前記予測値と前記無線通信路に関する推定値との誤差を時系列に取得し、該誤差の主成分分析により得られる主成分を前記予測誤差として求める、請求項１に記載の無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置。
【請求項３】
前記予測誤差演算部は、前記誤差の共分散行列を固有値分解して得られる固有ベクトルを前記予測誤差として求める、請求項２に記載の無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置。
【請求項４】
前記予測誤差演算部は、前記誤差の前記共分散行列の固有値のうち、所定の閾値以上の固有値に対応する固有ベクトルを前記予測誤差として求める、請求項３に記載の無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置。
【請求項５】
前記予測値演算部は、前記無線通信路に関する推定値を時系列に取得し、該推定値に重み付けを行なって前記無線通信路に関する予測値を求める、請求項１から４のいずれか一項に記載の無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置。
【請求項６】
前記無線通信路は、異なる無線エリアを形成する複数の基地局と前記異なる無線エリアに位置する複数の無線装置との間の無線通信路である、請求項１から５のいずれか一項に記載の無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置。
【請求項７】
前記無線通信路は、無線通信の送信レイヤごとに定義される、請求項１から６のいずれか一項に記載の無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置。
【請求項８】
基地局装置と、該基地局装置との間に無線通信路を介して設けられる無線通信端末とを有する無線通信システムにおいて、
該無線通信路に関する予測値を求める予測値演算部と、該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求める予測誤差演算部と、ベクトル空間において該予測値および該予測誤差と直交するように該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める干渉抑制パラメータ演算部とをそなえた無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置をそなえ、
該無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置の該予測値演算部、該予測誤差演算部および該干渉抑制パラメータ演算部のそれぞれが、該基地局装置または該無線通信端末に設けられたことを特徴とする、無線通信システム。
【請求項９】
基地局装置と、該基地局装置との間に無線通信路を介して設けられる無線通信端末とを有する無線通信システムにおいて、
該無線通信路に関する予測値を求める予測値演算部と、該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求める予測誤差演算部と、ベクトル空間において該予測値および該予測誤差と直交するように該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める干渉抑制パラメータ演算部とをそなえた無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置をそなえ、
該無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置の該予測値演算部、該予測誤差演算部および干渉抑制パラメータ演算部のそれぞれが、該基地局装置および該無線通信端末に分散して設けられたことを特徴とする、無線通信システム。
【請求項１０】
無線装置間の無線通信路に関する予測値を求め、
該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求め、
ベクトル空間において該予測値および該予測誤差と直交するように、該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める、無線通信システムの干渉抑制方法。
【請求項１１】
無線通信端末装置と無線通信路を介して通信を行なう基地局装置であって、
該無線通信路に関する予測値を求める予測値演算部と、
該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求める予測誤差演算部と、
ベクトル空間において該予測値および該予測誤差と直交するように、該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める干渉抑制パラメータ演算部とを備えたことを特徴とする、基地局装置。
【請求項１２】
基地局装置と無線通信路を介して通信する無線通信端末装置であって、
該無線通信路に関する予測値を求める予測値演算部と、
該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求める予測誤差演算部と、
該予測値と該予測誤差とを該基地局装置に、該基地局装置がベクトル空間において該無線通信路に関する予測値および予測誤差と直交するようにして求めた該無線通信路の干渉抑制パラメータを使用して該無線通信端末装置と通信を行なうように、送信する送信部と、
を備える無線通信端末装置。
【請求項１３】
無線通信端末装置と無線通信路を介して通信する基地局装置であって、
該無線通信端末装置でそれぞれ求めた、該無線通信路に関する予測値と、該予測値に基づいて求めた該無線通信路に関する予測誤差とを受信する受信部と、
ベクトル空間において該受信部で受信した該予測値および該予測誤差と直交するように、該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める干渉抑制パラメータ演算部とを備えたことを特徴とする、基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示は、無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置、無線通信システム、無線通信システムの干渉抑制方法、基地局装置および無線端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の送信アンテナを備える基地局から複数のＵＥ（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）へ同時にデータを送信するマルチユーザＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）技術が存在する。マルチユーザＭＩＭＯにおいて、ＵＥ間に干渉が発生しないように送信側において送信ウェイトを送信データに乗ずるＺｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ（ＺＦ）やブロック対角化等のＵＥ間の直交化技術が知られている。送信ウェイトは、基地局とＵＥとの間の無線通信路のチャネル状態に応じて決定される。また、データ受信時点でのチャネルを予測し、予測されたチャネル状態を用いて送信ウェイトを計算する技術が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１５０４５号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】K. Yamaguchi, H. P. Bui, Y. Ogawa, T. Nishimura and T. Ohgane, “Channel prediction techniques for a multi-user MIMO system in time-varying environments,” IEICE Trans. Commun., vol. E97-B, no. 12, pp. 2747-2755, Dec. 2014.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＵＥが移動したり、ＵＥ周辺の電波散乱体が移動したりしている場合、フェージングが発生する。当該フェージングの発生などにより、チャネル状態は時々刻々と変動する。当該チャネル状態の変動により、送信ウェイト計算時点のチャネル状態と実際のデータ受信時点でのチャネル状態との間に差があると、ＵＥの間における直交性が崩れ、ＵＥの間に干渉が発生し、無線通信の性能が劣化する。
【０００６】
そこで、送信ウェイトの計算時点のチャネル状態と実際のデータ受信時点でのチャネル状態との差が存在する場合でも、チャネル状態の変動によるＵＥ間の干渉を低減することを目的の一つとして開示を行なう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一側面において、無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置は、予測値演算部と、予測誤差演算部と、干渉抑制パラメータ演算部とを備える。予測値演算部は、無線装置間の無線通信路に関する予測値を求める。予測誤差演算部は、該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求める。干渉抑制パラメータ演算部は、ベクトル空間において該予測値および該予測誤差と直交するように、該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める。
【発明の効果】
【０００８】
一側面によれば、送信ウェイト計算時点のチャネル状態と実際のデータ受信時点でのチャネル状態との差が存在する場合でも、チャネル変動によるＵＥ間の干渉を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１に係る無線通信システムの全体図である。
【図２】実施形態１に係る無線通信システムの基地局装置の機能ブロック図である。
【図３】実施形態１に係る無線通信システムの基地局装置が備える無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置の機能ブロック図である。
【図４】実施形態１に係る無線通信システムのＵＥの機能ブロック図である。
【図５】実施形態１に係る無線通信システムにおけるチャネル予測を説明するための一例を示す図である。
【図６】（Ａ）はＭＩＭＯシステムにおいて、チャネル予測が良好に行なえた場合の一例を示す図であり、（Ｂ）はＭＩＭＯシステムにおいてチャネル予測が良好に行なえなかった場合の一例を示す図である。
【図７】実施形態１に係る無線通信システムの無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置による送信ウェイトの算出を説明の一例を示す図である。
【図８】実施形態１に係る無線通信システムの基地局装置の処理のフローチャートである。
【図９】実施形態１に係る無線通信システムの基地局装置の処理のフローチャートである。
【図１０】実施形態１に係る無線通信システムの基地局装置の処理のフローチャートである。
【図１１】実施形態１に係る無線通信システムの基地局装置のハードウェア構成図である。
【図１２】実施形態１に係る無線通信システムのＵＥのハードウェア構成図である。
【図１３】実施形態２に係る無線通信システムの基地局装置が備える無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置の機能ブロック図である。
【図１４】実施形態３に係る無線通信システムの全体図である。
【図１５】実施形態４に係る無線通信システムのセル間の協調ビームフォーミングの一例を示す図である。
【図１６】実施形態４に係る無線通信システムの基地局装置の機能ブロック図である。
【図１７】実施形態４に係る無線通信システムの基地局装置の機能ブロック図である。
【図１８】実施形態４に係る無線通信システムの基地局装置のハードウェア構成図である。
【図１９】実施形態５に係る無線通信システムの基地局装置の機能ブロック図である。
【図２０】実施形態５に係るＵＥの機能ブロック図である。
【図２１】実施形態５に係る無線通信システムにおける通信のシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて複数の実施形態について説明する。
【００１１】
（実施形態１）
図１は、一実施形態に係る無線通信システム１００の全体図である。無線通信システム１００は、制御局１０１、基地局１０２およびＵＥ１０４を備える。制御局１０１には、光回線などの有線回線やマイクロウェーブ回線などの無線回線を介して基地局１０２が接続され、基地局１０２の無線通信を制御する。当該制御として、制御局１０１は、例えば、基地局１０２の上位装置として基地局１０２の送受信する無線信号の制御を行なう。また、制御局１０１は、コアネットワークに接続され、コアネットワークと基地局１０２との通信のインタフェースとなる。
【００１２】
基地局１０２は、アンテナを備え、ＵＥ１０４と通信するために無線信号を送受信する。基地局１０２の備えるアンテナから送受信される通信範囲を、無線エリア１０３といい、無線エリア１０３にＵＥ１０４が位置すると、ＵＥ１０４と基地局１０２との無線通信路１０５を介した無線通信が可能となる。
【００１３】
基地局１０２をＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｈｅａｄ）またはＴＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｐｏｉｎｔ）と呼称する場合がある。無線エリア１０３は、セル、マクロセル、マイクロセル、ピコセル、フェムトセルあるいはホームセルなどと呼称され得る。
【００１４】
ＵＥ１０４は、基地局１０２と無線通信を行なう装置であり、無線装置の一種である。ＵＥ１０４は、「無線通信端末」、「ｍｏｂｉｌｅ  ｓｔａｔｉｏｎ（ＭＳ）」、「ｕｓｅｒ  ｔｅｒｍｉｎａｌ」、「ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｓｔａｔｉｏｎ」など、様々に呼称することができる。
【００１５】
図１において、制御局１０１と基地局１０２とが離れた形態を示している。この形態に限定されず、制御局１０１と基地局１０２とが一つの筐体内や物理的に隣接した複数の筐体内に配置されてもよい。当該一または複数の筐体に含まれる装置を基地局装置と呼称する場合がある。また、基地局装置は、「Ｎｏｄｅ−Ｂ」あるいは「ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｎｏｄｅ−Ｂ（ｅＮＢ）」と呼称される場合がある。
【００１６】
図２は、基地局装置２０１の機能ブロック図である。基地局装置２０１は、アンテナ２０２と、ＵＬ（Ｕｐｌｉｎｋ）無線処理部２０３と、チャネル推定部２０４と、ＵＬ受信部２０５と、無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６と、スケジューラ部２０７と、ユーザデータ生成部２０８と、を備える。スケジューラ部２０７は、ウェイト計算部２１７を備える。ユーザデータ生成部２０８は、誤り訂正符号化部２０９と、変調部２１０と、を備える。さらに基地局装置２０１は、乗算部２１１と、チャネル多重部２１２と、ＤＬ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）制御信号生成部２１３と、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｓｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）部２１４を備える。またさらに、基地局装置２０１は、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）付加部２１５と、ＤＬ無線処理部２１６と、を備える。
【００１７】
制御局１０１と基地局１０２とが別体として実現される場合、基地局装置２０１の機能を制御局１０１と基地局１０２とに配分するかには様々な形態が挙げられる。例えば、基地局装置２０１の機能のうち、アンテナ２０２、ＵＬ無線処理部２０３およびＤＬ無線処理部２１６の機能を基地局１０２に配分し、基地局装置２０１の他の部の機能を制御局１０１に配分することができる。
【００１８】
アンテナ２０２は、ＤＬ無線処理部２１６から出力される無線信号を送信し、受信した無線信号をＵＬ無線処理部２０３へ出力する。
【００１９】
ＵＬ無線処理部２０３は、アンテナ２０２から出力される無線信号の処理を行なう。例えば、ＵＬ無線処理部２０３は、無線信号の周波数変換およびＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換を行ない、無線信号をベースバンド信号に変換する。
【００２０】
チャネル推定部２０４は、ＵＬ無線処理部２０３が出力するベースバンド信号を用いて、現在の基地局装置２０１とＵＥ１０４との間の無線通信路の現在のチャネル状態を推定する。例えば、チャネル推定部２０４は、ＵＥ１０４が送信したチャネル品質測定用のＳＲＳおよびＤ−ＲＳのいずれか一以上を用いて現在のアップリンクチャネル状態の推定を行なう。なお、ＳＲＳは、Ｓｏｕｄｉｎｇ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌの略称であり、Ｄ−ＲＳは、Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌの略称である。また、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）システムを想定し、ＤｏｗｎｌｉｎｋとＵｐｌｉｎｋのチャネル相反性により、Ｕｐｌｉｎｋのチャネル推定値がＤｏｗｎｌｉｎｋのチャネル推定値として適用できることを想定する。ただし、発明はＴＤＤシステムに限定するものではなく、例えば、ＵＥがチャネルを基地局にフィードバックするようにすれば、ＦＤＤシステムにも適用することが可能である。
【００２１】
ＵＬ受信部２０５は、ＵＬ無線処理部２０３が出力するベースバンド信号の受信処理を行なう。例えば、ＵＬ受信部２０５は、ＵＥ１０４から送信されたアップリンクデータ信号、ＵＥ１０４に送信されたダウンリンクデータ信号に対する応答情報および非応答情報およびチャネル状態情報のいずれか一以上を、抽出する。チャネル状態情報とは、ＵＥ１０４が、基地局装置２０１が送信したチャネル状態を推定するための信号によるチャネル状態の推定の結果に関する情報である。
【００２２】
無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６は、基地局１０２とＵＥ１０４との間の無線通信路について、チャネル推定部２０４により推定されたチャネル状態に基づいて、干渉抑制パラメータを演算する装置である。干渉抑制パラメータとは、ＵＥ１０４へ信号を送信する際に、他のＵＥに送信する信号が干渉しないようにするためのウェイト（送信ウェイト）を計算するためのパラメータである。
【００２３】
スケジューラ部２０７は、ダウンリンクデータの無線信号が送信されるＵＥの組み合わせを決定し、決定された組み合わせ内の無線通信案末毎のウェイトおよびＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）を決定する。決定されたＵＥの組み合わせ、ウェイトおよびＭＣＳは、ユーザデータ生成部２０８、乗算部２１１およびＤＬ制御信号生成部２１３に指示される。スケジューラ部２０７は、チャネル推定部２０４およびＵＬ受信部２０５のいずれか一以上のチャネル状態の推定の結果と、無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置１０６が出力する干渉抑制パラメータとを用いてウェイトを決定する。なおウェイトは、後述するようにウェイト計算部２１７により計算される。
【００２４】
ユーザデータ生成部２０８は、スケジューラ部２０７から指示されたＵＥについて、コアネットワークなどから送信されるユーザデータに基づいて、送信用のユーザデータを生成する。誤り訂正符号化部２０９は、スケジューラ部２０７から指示されたＵＥ用に指示された符号化率でユーザデータの誤り訂正符号化の処理を行なう。変調部２１０は、スケジューラ部２０７から指示された変調方式により、誤り訂正符号化の処理がされたユーザデータの変調を行ない、送信用のユーザデータを生成する。
【００２５】
乗算部２１１は、スケジューラ部で決定されたウェイトを、ユーザデータ生成部２０８から出力される送信用のユーザデータに乗算し、無線信号がアンテナ２０２から送信される際に、ビームが形成されるようにする。ビームは、無線信号のあて先のＵＥ以外のＵＥにはヌルが向けられるように、形成される。
【００２６】
ＤＬ制御信号生成部２１３は、スケジューラ部２０７からの指示に基づいて、各ＵＥのデータ割り当ての有無およびＭＣＳなどの制御信号を生成する。
【００２７】
チャネル多重部２１２は、乗算部２１１によりウェイトが乗じられた送信用のユーザデータおよびＤＬ制御信号生成部２１３により生成された制御信号を多重する。
【００２８】
ＩＦＦＴ部２１４は、チャネル多重部２１２により多重された信号に逆フーリエ変換を施し、チャネル多重部２１２の出力する信号の周波数領域における変化を時間領域における変化に変換し、ＯＦＤＭシンボルの有効シンボルに変換する。なお、ＯＦＤＭは、Ｏｒｇｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇの略である。
【００２９】
ＣＰ付加部２１５は、サイクリックプレフィックスをＩＦＦＴ部２１４が変換する有効シンボルに付加し、ＯＦＤＭシンボルを生成する。
【００３０】
ＤＬ無線処理部２１６は、ＯＦＤＭシンボルに、無線周波数への変換およびＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ）変換を行ない、無線信号をアンテナ２０２へ出力する。
【００３１】
なお、図２に機能ブロック図を示す基地局装置２０１の機能は、制御局１０１および基地局１０２の組み合わせにより実現することが可能である。例えば、アンテナ２０２、ＤＬ無線処理部２１６およびＵＬ無線処理部２０３を基地局１０２に含め、他の部を制御局１０１に含めることにより、基地局装置２０１の機能を実現することが可能である。
【００３２】
図３は、無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６の機能ブロック図である。無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６は、予測値演算部３０１と、予測誤差演算部３０２と、干渉抑制パラメータ演算部３０３と、を備える。
【００３３】
予測値演算部３０１は、基地局装置間の無線通信路に関する予測値を求める。基地局装置間の無線通信路とは、基地局装置２０１とＵＥ１０４との間の無線通信路である。基地局装置間の無線通信路に関する予測値とは、無線装置間の無線通信路の状態が時間経過に応じて変化する場合における将来の無線通信路の状態の予測値である。例えば、予測値演算部３０１は、チャネル推定部２０４により推定されたチャネル状態に基づいて、無線装置間の無線通信路のチャネル状態を予測することができる。予測値演算部３０１は、チャネル推定部２０４が過去の一定時間間隔の間に推定したチャネル状態を例えば記憶し、記憶されたチャネル状態に基づいて、チャネル状態の予測を行なうように構成されていてもよい。別言すれば、チャネル状態が時系列に取得され記憶される。
【００３４】
予測誤差演算部３０２は、予測値演算部３０１により求められた予測値に基づいて、無線装置間の無線通信路に関する予測誤差を求める。例えば、予測誤差演算部３０２は、予測値演算部３０１が求めた通信路に関する予測値と、チャネル推定部２０４が推定したチャネル状態とを比較し、予測値演算部３０１により求められた予測値の予測誤差を求めることができる。予測誤差を求めるには、後述するように、例えば統計学における主成分分析を用いることができる。
【００３５】
干渉抑制パラメータ演算部３０３は、無線通信路の干渉抑制パラメータを求める。無線通信路の干渉抑制パラメータは、ベクトル空間において、予測値演算部３０１により求められた予測値と、予測誤差演算部３０２により求められた予測誤差と、が直交するように、求められる。ベクトル空間は、無線通信路の状況を表現する空間である。干渉抑制パラメータ演算部は、例えば、予測誤差が主成分分析の演算を用いて求められる場合には、予測誤差の主成分の当該ベクトル空間における方向を表わすパラメータが求められる。
【００３６】
なお、無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６およびスケジューラ部２０７の動作についての詳細は後述する。
【００３７】
図４は、ＵＥ１０４の機能ブロック図である。ＵＥ１０４は、アンテナ４０２と、ＤＬ無線処理部４０３と、ＣＰ除去部４０４と、ＦＦＴ部４０５と、チャネル推定部４０６と、ＤＬ制御信号復調復号部４０７と、復調部４０８と、誤り訂正復号部４０９とを有する。また、ＵＥ１０４は、Ａｃｋ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）／Ｎａｃｋ（Ｎｏｎ−ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）生成部４１０と、ＣＳＩ推定部４１１と、ＵＬ送信部４１２と、ＵＬ無線処理部４１３とを備える。
【００３８】
アンテナ４０２は、受信した無線信号をＤＬ無線処理部４０３へ出力し、ＵＬ無線処理部４１３が出力する無線信号を送信する。
【００３９】
ＤＬ無線処理部４０３は、アンテナが受信し出力した無線信号の周波数の変換およびＡＤ変換を行ない、ベースバンド信号を出力する。
【００４０】
ＣＰ除去部４０４は、ＤＬ無線処理部４０３が出力するベースバンド信号のＯＦＤＭシンボルのサイクリックプレフィックスを除去し、有効シンボルを得る。
【００４１】
ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）部４０５は、ＣＰ除去部４０４により得られた有効シンボルのフーリエ変換を行ない、時間領域における変化を周波数領域における変化に変換し、周波数領域の信号を得る。
【００４２】
チャネル推定部４０６は、ＦＦＴ部４０５により得られた周波数領域の信号に基づいて、基地局装置２０１とＵＥ１０４との間の通信路のチャネル状態を推定する。
【００４３】
ＤＬ制御信号復調復号部４０７は、ＦＦＴ部４０５により得られた周波数領域の信号のうち、制御信号の復調および復号を行なう。例えば、ＤＬ制御信号復調復号部４０７は、当該復調および当該復号により、データ信号の割り当ての有無および制御信号に含まれるデータ信号のＭＣＳの情報を抽出する。
【００４４】
復調部４０８は、ＦＦＴ部４０５により得られた周波数領域の信号のうち、データ信号の復調を行なう。
【００４５】
誤り訂正復号部４０９は、復調部４０８により復調されたデータ信号の誤り訂正復号を行なう。
【００４６】
Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部４１０は、誤り訂正復号部４０９がデータ信号の誤り訂正復号に成功した場合に、Ａｃｋ信号を生成し、誤り訂正復号部４０９がデータ信号の誤り訂正復号に失敗した場合に、Ｎａｃｋ信号を生成する。
【００４７】
ＣＳＩ推定部４１１は、チャネル品質情報の推定を行なう。
【００４８】
ＵＬ送信部４１２は、アップリンクのユーザデータと、Ａｃｋ信号と、Ｎａｃｋ信号と、ＣＳＩ推定部４１１により推定されたチャネル品質情報と、チャネル推定部４０６により推定されたチャネル状態を表わす情報との誤り訂正符号化および変調の処理を行なう。
【００４９】
ＵＬ無線処理部４１３は、ＵＬ送信部４１２による誤り訂正符号化および変調の処理の結果に対して、無線周波数への変換およびＤＡ変換を行ない、変換の結果をアンテナ４０２に出力する。
【００５０】
図５は、一実施形態に係る無線通信システムにおけるチャネル予測を説明するための一例を示す図である。基地局装置２０１の一部の機能を有する基地局１０２が、２台のＵＥであるＵＥ＃１とＵＥ＃２と通信を行なっていると仮定する。ＵＥ＃１とＵＥ＃２との移動あるいはＵＥ＃１とＵＥ＃２との周囲の物体の移動などにより、基地局装置２０１およびＵＥ＃１とＵＥ＃２とのそれぞれの間の無線通信路のチャネル状態が変化する。スケジューラ部２０７によるウェイトの計算の時点を時刻ｔと表記し、データが次に送信される時刻をｔ＋１と表記する。また、基地局装置２０１およびＵＥ＃１とＵＥ＃２とのそれぞれの間の無線通信路の過去Ｎ−１の時点における通信路の、チャネル推定部２０４および推定されたチャネル状態および予測値演算部３０１により予測されたチャネル状態が既知であるとする。例えば、過去Ｎ−１時点における通信路の推定されたチャネル状態および予測されたチャネル状態に関する情報が、基地局装置２０１に記憶されているとする。
【００５１】
予測値演算部３０１は、時刻ｔ＋１において、ＵＥ＃１に向けられるビーム５０１のヌル５０４がＵＥ＃２に向けられ、ＵＥ＃２に向けられるビーム５０２のヌル５０３がＵＥ＃１に向けられるように、時刻ｔ＋１におけるチャネル状態の予測値を求める。スケジューラ部２０７は、予測値に基づいて時刻ｔ＋１におけるウェイトを決定する。
【００５２】
例えば、時刻ｔにおけるＵＥ＃１と基地局１０２との間の無線通信路のチャネル状態を表わすチャネルベクトルをｈ１（ｔ）と表記し、ＵＥ＃１の時刻ｔ＋１のチャネルベクトルの予測値をｈ＾１（ｔ＋１）と表記する。このとき、ＵＥ＃２の送信ウェイトｗ２は、ｈ＾１（ｔ＋１）に直交するように決められる。ベクトルの内積（例えばユークリッド計量）の演算子を「・」と表記すると、ｈ＾１（ｔ＋１）・ｗ２＝０となる。同様に、ＵＥ＃１の送信ウェイトをｗ１と表記すると、ｈ＾２（ｔ＋１）・ｗ１＝０となる。
【００５３】
チャネルの予測値が、時刻ｔ＋１における実際のチャネルに近い場合、ＵＥ＃２への送信信号によるＵＥ＃１への送信信号の干渉成分は、ｈ１（ｔ＋１）・ｗ２≒０となり、チャネル状態の変動による性能の劣化を緩和することができる。別言すればチャネル予測の精度が高い場合（ｈ＾１（ｔ＋１）≒ｈ１（ｔ＋１））、ｈ１（ｔ＋１）・ｗ２≒０となり、チャネル状態の変動による性能の劣化を緩和することができる。
【００５４】
図６（Ａ）は、チャネル予測の精度が高い場合の一例を示す図である。チャネル状態の変化により、ＵＥ＃１のチャネルベクトルが、原点６０１を中心に、ｈ１（ｔ−２）、ｈ１（ｔ−１）、ｈ１（ｔ）およびｈ１（ｔ＋１）に変化すると仮定する。このとき、少なくともｈ１（ｔ−２）、ｈ１（ｔ−１）およびｈ１（ｔ）に基づいて、ｈ＾１（ｔ＋１）が予測値演算部３０１により求められる。そして、ｈ＾１（ｔ＋１）・ｗ２＝０となるように、別言すればｈ＾１（ｔ＋１）と直交するように、ｗ２が求められる。また、ｈ＾１（ｔ＋１）≒ｈ１（ｔ＋１）であれば、ｈ１（ｔ＋１）とｗ２とは実質的に直交するといってよい。
【００５５】
一方、図６（Ｂ）に示すように、ｈ＾１（ｔ＋１）とｈ１（ｔ＋１）との差が図６（Ａ）に示すｈ＾１（ｔ＋１）とｈ１（ｔ＋１）との差よりも大きい場合を想定する。この場合、ｈ＾１（ｔ＋１）≠ｈ１（ｔ＋１）であるので、ｈ＾１（ｔ＋１）・ｗ２＝０であってもｈ１（ｔ＋１）・ｗ２≠０となる。別言すれば、チャネル予測の精度が低い場合、ＵＥ＃２への送信信号によるＵＥ＃１への送信信号の干渉成分がｈ１（ｔ＋１）・ｗ２≠０となり、無線通信の性能が劣化する。これは、ｈ１（ｔ＋１）・ｗ２≠０となるので、ＵＥ＃２への送信信号がＵＥ＃１の送信信号に干渉するためである。
【００５６】
そこで、一実施形態においては、チャネル状態の予測値を用いるだけでなく、予測誤差を用いる。別言すれば、チャネル状態の予測値の予測誤差の傾向、あるいは確率的な広がり、を考慮して、ウェイトを決定する。チャネル状態の予測値ｈ＾１（ｔ＋１）と実際のチャネルベクトルｈ１（ｔ＋１）との誤差は、図７に示すように、原点からｈ＾１（ｔ＋１）の位置を中心とする多次元空間における楕円体７０１内に分布すると考えることができる。楕円体７０１の長軸を符号７０２により示し、短軸を符号７０３により示すと、実際のチャネルｈ１（ｔ＋１）は、ｈ＾１（ｔ＋１）から短軸７０３方向にずれるよりも、長軸７０２方向にずれる確率が高いといえる。これは、例えば主成分分析において、誤差ｈ１（ｔ＋１）−ｈ＾１（ｔ＋１）の大きさの分散が最も大きくなる軸として、長軸７０２が算出されるためである。したがって、分散の大きさの降順に楕円体７０１の軸の方向の番号を定義すると、ｈ１（ｔ＋１）は、番号のより小さい軸の方向にずれる確率がより高いといえる。それぞれの軸の方向を「予測誤差の主成分方向」と呼称する。
【００５７】
そこで、ＵＥ＃２の送信ウェイトｗ２をＵＥ＃１のチャネル状態の予測値ｈ＾１（ｔ＋１）と直交するだけでなく、ＵＥ＃１のチャネル状態の予測誤差の主成分方向にも直交するように決定するのがよい。別言すると、予測誤差の主成分方向のベクトルをｑ１と表記すると、ｗ２は、ｈ＾１（ｔ＋１）・ｗ２＝０となり、かつ、ｑ１・ｗ２＝０となるように算出される。さらに別言すると、ｗ２は、ベクトルｈ＾１（ｔ＋１）およびｑ１とにより張られる部分空間（例えば平面）と直交するように算出される。
【００５８】
このようにｗ２を算出すると、ｈ１（ｔ＋１）がｑ１の方向にずれても、ｈ１（ｔ＋１）は、ｗ２と直交しており、ＵＥ＃１は、ＵＥ＃２への送信信号からの干渉を受けないようにすることができる。したがって、以上のように送信ウェイトを算出することにより、チャネル予測誤差が大きい場合でも、チャネル状態の変動によるＵＥの干渉を低減させることができ、性能を向上させることができる。
【００５９】
特に、誤差ｈ１（ｔ＋１）−ｈ＾１（ｔ＋１）の大きさの分散が最も大きくなる軸をｑ１とすることにより、ＵＥ＃１は、ＵＥ＃２への送信信号からの干渉を受けないようにすることを、最も確実にすることができる。もちろん、他のＵＥとの関係により、誤差ｈ１（ｔ＋１）−ｈ＾１（ｔ＋１）の大きさの分散が２番目以降となる軸をｗ２に直交させざるを得ない場合もあり得る。しかし、その場合でも、できるだけ、誤差ｈ１（ｔ＋１）−ｈ＾１（ｔ＋１）の大きさの分散が大きい軸をｑ１とするのが好ましい。
【００６０】
以下において、特にことわらない限り、小文字の英字によりベクトルを表わし、大文字の英字により行列を表わす。また、ＡＴにより行列Ａの転置行列を表わし、ａＴによりベクトルａの転置ベクトルを表わす。ＡＨは、行列Ａの複素共役転置行列を表わし、ａＨはベクトルａの複素共役転置ベクトルを表わす。ここで、ｂ＊はスカラｂの複素共役を表す。Ｅ｛Ａ｝、Ｅ｛ａ｝、Ｅ｛ｂ｝はそれぞれ、行列Ａの平均値、ベクトルａの平均値、スカラｂの平均値を表わす。ＩＮは、Ｎ×Ｎの単位行列を表わし、ＯＮは、全ての成分が０であるＮ×Ｎの行列を表わす。ｄｉａｇ（ａ１，ａ２，…，ａＮ）は、スカラ列ａ１，ａ２，…，ａＮを対角成分とするＮ×Ｎの対角行列を表わす。Ｘ∪Ｙは、集合Ｘと集合Ｙとの和集合を表わす。Ｘ＼Ｙは、集合Ｘと集合Ｙとの差集合であり、別言すれば、集合Ｘの要素から集合Ｙの要素を取り除いた集合を表わす。
【００６１】
予測値演算部３０１の詳細について説明する。各ＵＥのチャネル行列の各成分について予測値を求める。ｋによりＵＥ＃ｋの番号（添え字）を表わし、ＵＥ＃ｋが複数の受信アンテナを有すると想定すると、基地局の送信アンテナ＃ｊとＵＥ＃ｋの受信アンテナ＃ｉのチャネルｈｋ，ｉ，ｊ（ｔ＋１）について、過去Ｍサンプルの重み付けにより予測を行なう。この場合、予測値ｈ＾ｋ，ｉ，ｊ（ｔ＋１）を次のように表すことができる。ただし、ａτは予測係数（スカラ）である。
【数１】
0006607101.tif 000002
【００６２】
以降においては、表記を簡略化するために、添え字ｋ，ｉ，ｊを省略する。予測係数のベクトルａおよび時系列に取得されたサンプルの行列ｈｔを
ａ  ＝  ［ａ１  ａ２  …  ａＭ］Ｔ
ｈｔ ＝  ［ｈ（ｔ）  ｈ（ｔ−１）  …  ｈ（ｔ−Ｍ＋１）］Ｔ
と表記すると、ａ１、ａ２、…、ａＭ、ｈ（ｔ）、ｈ（ｔ−１）、…、ｈ（ｔ−Ｍ＋１）はスカラ量である。予測値演算部３０１が演算する予測値を、
ｈ＾（ｔ＋１）  ＝  ａＴｈｔ
とする。別言すれば、ｈ＾（ｔ＋１）は、時系列に取得されたチャネル推定に重み付けをおこなって算出される。このとき、ベクトルａについて、次の線形方程式が成立し、
ｈ＾（ｔ）        ＝ａ１ｈ（ｔ−１）＋ａ２ｈ（ｔ−２）＋…＋ａＭｈ（ｔ−Ｍ）
ｈ＾（ｔ−１）    ＝ａ１ｈ（ｔ−２）＋ａ２ｈ（ｔ−３）＋…＋ａＭｈ（ｔ−Ｍ−１）
…
ｈ＾（ｔ−Ｍ＋１）＝ａ１ｈ（ｔ−Ｍ）＋ａ２ｈ（ｔ−Ｍ−１）＋…＋ａＭｈ（ｔ−２Ｍ＋１）
ｈ（ｔ）、ｈ（ｔ−１）、…、ｈ（ｔ−２Ｍ＋１）は、チャネル推定部２０４により推定されており、基地局装置２０１の記憶部やメモリに記憶されており既知であるとすると、ベクトルａを演算することができる。
【００６３】
また、ｈ＾（ｔ＋１）  ＝  ａＴｈｔにより、時刻ｔ＋１の予測値を演算できる。時刻ｔ＋１の予測値を演算できるということは、時刻ｔ、ｔ−１、…、ｔ−Ｎ＋１の予測値を時系列的に演算できたことになるので、時系列予測係数ａ＾Ｔを、
【数２】
0006607101.tif 000003
により演算できる。チャネル行列の成分ごとに予測したチャネル状態の予測値を集め、次のようにチャネル行列の予測値Ｈ＾（ｔ＋１）を演算する。
【数３】
0006607101.tif 000004
【００６４】
予測誤差演算部３０２の詳細について説明する。予測誤差演算部３０２は、予測値演算部３０１で演算した時系列予測係数ａ＾Ｔを、過去にチャネル推定部２０４により推定されたチャネル状態のサンプルに適用した時の予測誤差を演算する。予測誤差演算部３０２は、演算した予測誤差から、予測誤差の共分散行列を次のように演算する。チャネル行列を次のように列ベクトルにより表現する。
【数４】
0006607101.tif 000005
ただし、ｈｊ（τ）は、Ｈ（τ）のｊ列目の列ベクトルであり、ｈ＾ｊ（τ）は、Ｈ＾（τ）のｊ列目の列ベクトルを表わす。このベクトル表現を用いると、予測誤差演算部３０２が演算する、予測係数を過去のサンプルに適用したときの予測値の共分散行列Ｃは、次のように表わされる。
【数５】
0006607101.tif 000006
【００６５】
干渉抑制パラメータ演算部３０３は、主成分分析のために、共分散行列の固有値分解を行なう。
Ｃ  ＝  ΦΛΦH
ここで、Λは予測誤差の共分散行列Ｃの固有値を対角成分として有する対角行列であり、共分散行列Ｃの固有値を降順に並べた対角行列である。また、Φは、予測誤差の共分散行列Ｃの固有ベクトルを並べた行列となる。
【００６６】
このとき、共分散行列Ｃの固有ベクトルは、予測誤差の主成分方向を表わす。また、共分散行列Ｃの固有ベクトルを対応する固有値の大きさの降順に並べることは、図７を参照して説明した、分散の大きさの降順に楕円体７０１の軸の方向を並べることに相当する。
【００６７】
共分散行列の各固有ベクトルを、次のようにチャネル行列形式により表現する。
【数６】
0006607101.tif 000007
ただし、φｍ，ｎは、行列Φの第ｍ行第ｎ列の成分を表わす。Ｑｎを予測誤差のｎ番目の主成分と呼ぶことにする。
【００６８】
ここまで、ＵＥを表わす添え字を省略していたが、以降においては、ＵＥ＃ｋのｎ番目の主成分をＱｋ，ｎと表記する。Ｑｋ，ｎは、干渉抑制パラメータ演算部３０３の演算する干渉抑制パラメータである。
【００６９】
以下、スケジューラ部２０７の詳細について説明する。スケジューリングの処理時点ｔにおいて、スケジューラ部２０７にとって既知であるＵＥ＃ｋの最新のチャネル推定値をＨｋ（ｔ）（Ｎｒｘ×Ｎｔｘの行列）とする。簡単のために、全てのＵＥについて、基地局との間の無線通信路は、周波数フラットチャネルであると仮定し、スケジューラ部２０７は、ユーザデータの信号を、全帯域を用いて送信するワイドバンドスケジューリングを行なうと仮定する。しかし、周波数選択性チャネルの場合やサブバンドスケジューリングが行なわれる場合にも、本開示は適用可能である。また、以下においては、プロポーショナルフェアスケジューリングを想定して説明する。
【００７０】
全てのＵＥを表わす添え字の集合をＫとする。スケジューラ部２０７は、Ｋの要素（ＵＥの添え字）を順次決定し、スケジューリングを行なう。最初に決定するＫの第１の要素ｕ１を、スケジューラ部２０７は、ＵＥとの通信のデータレートに基づいて、次のように決定することができる。
【数７】
0006607101.tif 000008
ただし、Ｋｔｍｐ  ＝  Ｋとする。また、Ｒｋは、ＵＥ＃ｋの平均データレートであり、ｒ（γ）は、瞬時ＳＮＲであるγにおける瞬時データレートを表わす。また、γ（ＳＵ）ｋ，νは、ＵＥ＃ｋのみ割り当てられた場合のν番目のレイヤの瞬時ＳＮＲである。例えば、受信アンテナ数が１の場合、
【数８】
0006607101.tif 000009
である。ただし、σ２ｋは、ＵＥ＃ｋの干渉雑音電力を表わす。
【００７１】
第２以降のＵＥを選択するために、
【数９】
0006607101.tif 000010
により、Ｋｔｍｐを更新し、また、Ｕを定める。別言すれば、Ｋｔｍｐは、スケジューリングがまだ決定されていないＵＥの添え字の集合であり、Ｕは、スケジューリングが決定されたＵＥの添え字の集合である。
【００７２】
スケジューラ部２０７は、ｕｍを添え字とする第２以降の第ｍのＵＥを次のように選択する。別言すれば、第ｍのＵＥを、ＵＥの組み合わせ内のユーザのＰＦメトリック和が最大となるように選択することができる。
【数１０】
0006607101.tif 000011
ただし、ｋＳ，ｌは、ＵＥの組み合わせＳ内のｌ番目のＵＥの識別情報（添え字）を表わす。また、
【数１１】
0006607101.tif 000012
は、ＵＥの組み合わせＳに対してマルチユーザＭＩＭＯ送信を行なった場合の、ＵＥの組み合わせＳ内のｌ番目のＵＥの瞬時ＳＮＲを表わし、詳細については、後述する。また、
【数１２】
0006607101.tif 000013
は、Ｋｔｍｐ内のＵＥ添え字の集合であり、ヌルを向けることが可能なＵＥの添え字の集合であり、
【数１３】
0006607101.tif 000014
により、定義される。数１３により定義される集合が空集合でないときを、「ヌルを向ける自由度の制約が満たされる」という。
【００７３】
第ｍのＵＥの添え字ｕｍが決定されたので、次の第ｍ＋１のＵＥの添え字ｕｍ＋１を決定するために、集合Ｋｔｍｐ、集合Ｕ、値ｆ（ｔｍｐ）ｍを次のように定める
【数１４】
0006607101.tif 000015
【００７４】
以上の処理を、最大多重数Ｍまで行なう。最後にプロポーショナルフェアメトリックが最大となる多重数ｍ_ｍａｘを
ｍ_ｍａｘ  ＝  ａｒｇｍａｘｍ  ｆ（ｔｍｐ）ｍ
により決定し、ＵＥ＃ｕ１，ＵＥ＃ｕ２，…，ＵＥ＃ｕｍ_ｍａｘをスケジュール対象のＵＥとする。
【００７５】
図８は、ＵＥ＃ｕ１，ＵＥ＃ｕ２，…ＵＥ＃ｕｍ_ｍａｘを決定する以上の処理のフローチャートである。ステップＳ８０１として第１のＵＥの添え字ｕ１を決定し、第１ＵＥ（ＵＥ＃ｕ１）を選択する。ステップＳ８０２からステップＳ８０９までは、変数ｍに、２から多重数Ｍまでの整数値が順次代入されて実行されるループである。また、ステップＳ８０３からステップＳ８０７は、変数ｕに、集合Ｋｔｍｐの要素が順次代入されて実行されるループである。
【００７６】
ステップＳ８０４において、ヌルを向ける自由度の制約が満たされるかどうかを判断する。別言すれば、Ｋｔｍｐ内のＵＥであり、ヌルを向けることが可能なＵＥの集合が空集合とならないかどうかを判断する。ヌルを向ける自由度の制約が満たされる場合には、「ＹＥＳ」に分岐し、ステップＳ８０５に処理を移す。ヌルを向ける自由度の制約が満たされない場合には、「ＮＯ」に分岐し、ステップＳ８０５およびＳ８０６をスキップする。
【００７７】
ステップＳ８０５（ステップＳ８０４において「ＹＥＳ」に分岐した場合）において、ＵＥ＃ｕに送信するためのウェイトを計算する。ウェイトの計算の詳細については後述する。
【００７８】
ステップＳ８０６において、メトリックｆ（ｔｍｐ）ｍを計算する。
【００７９】
ステップＳ８０３からステップＳ８０７のループが終了すると、ステップＳ８０８において、メトリックが最大となるＵＥを決定する。具体的には、数１１により、ｕｍを決定する。
【００８０】
ステップＳ８０２からステップＳ８０９のループが終了すると、ステップＳ８１０において、メトリックが最大となるｍを決定する。具体的には、ｍ_ｍａｘ  ＝  ａｒｇｍａｘ  ｆ（ｔｍｐ）ｍによりｍをｍ_ｍａｘに決定する。
【００８１】
なお、図８のフローチャートは次のように変形することができる。図８のフローチャートにおいては、変数ｍに、最大多重数Ｍが代入されるまでステップＳ８０２からステップＳ８０９までのループを実行する点を、次のように変形することができる。ステップＳ８０６において計算されるメトリックｆ（ｔｍｐ）ｍを、ステップＳ８０８の後にｆ（ｔｍｐ）ｍ−１と比較し、ｆ（ｔｍｐ）ｍ≦ｆ（ｔｍｐ）ｍ−１となったときに、Ｓ８０２からＳ８０９までのループを終了してもよい。当該変形により、早く処理を終了することができる。当該変形を行なったフローチャートを図９に示す。
【００８２】
ステップＳ９０１として第１のＵＥの添え字ｕ１を決定し、第１ＵＥ（ＵＥ＃ｕ１）を選択する。ステップＳ９０２からステップＳ９１０までは、変数ｍに、２から多重数Ｍまでの整数値が順次代入されて実行されるループである。また、ステップＳ９０３からステップＳ９０７は、変数ｕに、集合Ｋｔｍｐの要素が順次代入されて実行されるループである。
【００８３】
ステップＳ９０４において、ヌルを向ける自由度の制約が満たされるかどうかを判断する。別言すれば、Ｋｔｍｐ内のＵＥであり、ヌルを向けることが可能なＵＥの集合が空集合とならないかどうかを判断する。ヌルを向ける自由度の制約が満たされる場合には、「ＹＥＳ」に分岐し、ステップＳ９０５に処理を移す。ヌルを向ける自由度の制約が満たされない場合には、「ＮＯ」に分岐し、ステップＳ９０５およびＳ９０６をスキップする。
【００８４】
ステップＳ９０５（ステップＳ９０４において「ＹＥＳ」に分岐した場合）において、ＵＥ＃ｕに送信するためのウェイトを計算する。ウェイトの計算の詳細については後述する。
【００８５】
ステップＳ９０６において、メトリックｆ（ｔｍｐ）ｍを計算する。
【００８６】
ステップＳ９０３からステップＳ９０７のループが終了すると、ステップＳ９０８において、メトリックが最大となるＵＥを決定する。具体的には、数１１により、ｕｍを決定する。
【００８７】
ステップＳ９０９において、ｆ（ｔｍｐ）ｍ＞ｆ（ｔｍｐ）ｍ−１であるかどうか判断する。ｆ（ｔｍｐ）ｍ＞ｆ（ｔｍｐ）ｍ−１である場合には、ステップＳ９０２からステップＳ９１０までのループを継続する。ｆ（ｔｍｐ）ｍ≦ｆ（ｔｍｐ）ｍ−１である場合には、ステップＳ９０２からステップＳ９１０までのループを終了する。
【００８８】
以上においては、ＵＥの添え字を逐次的に決定している。当該逐次的な決定の代わりに、ＵＥの添え字の組み合わせ毎に処理を行なってもよい。上記の数１１を用いてｕｍを決定する代わりに
【数１５】
0006607101.tif 000016
によりｃｍａｘを決定する。集合Ｃは、Ｍ以下の自然数の多重数のＵＥの添え字の集合であり、かつ、ヌルを向けることができるＵＥの添え字の集合である：
【数１６】
0006607101.tif 000017
集合Ａは、Ｍ以下の自然数の多重数のＵＥの組み合わせの全集合である。
【００８９】
また、集合Ａは、Ｍ以下の自然数の多重数のＵＥの全ての組み合わせの集合である必要はなく、何らかの前処理により、全集合から要素が絞られた集合であってもよい。
【００９０】
以上においては、プロポーショナルフェアスケジューリングによるＵＥの逐次決定およびＵＥの組み合わせ毎の処理の例を示した。ただし、ヌルを向ける自由度の制約を満たすようにＵＥを選択する限りにおいて、どのようなＵＥの決定をおこなってもよい。また、プロポーショナルフェアスケジューリングだけでなく、その他のスケジューリング、例えば、レート最大化スケジューリング、最小レート最大化スケジューリングにも適用可能である。
【００９１】
ここで、ＵＥの組み合わせＳ内のｌ番目のＵＥの瞬時ＳＮＲおよびウェイトの計算について説明する。なお、ウェイトを計算する部を、ウェイト計算部２１７と呼称する場合がある。ウェイト計算部２１７は、例えばスケジューラ部２０７の一部として実装が可能である。チャネル予測値の連結チャネル行列
【数１７】
0006607101.tif 000018
を求める。｜Ｓ｜は、集合Ｓの要素数である。次に、干渉抑制パラメータ演算部３０３により算出される干渉抑制パラメータであるＱｎを用いて、Ｓ内のそれぞれのＵＥ向けのウェイトを計算する。Ｓ内のｌ番目のＵＥ向けのウェイトは、その他のＵＥの予測チャネルと主成分とに直交するように決定される。例えば、次のように計算がされる。
【００９２】
ｌ番目のＵＥを除くｌ´番目（１≦ｌ´≦｜Ｓ｜）のＵＥの１から
【数１８】
0006607101.tif 000019
番目の予測誤差の主成分を、上記連結チャネル行列に連結し、
【数１９】
0006607101.tif 000020
を計算する。
【００９３】
ＵＥの受信アンテナ数が１の場合は、ウェイトは、Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇによるウェイトになる。別言すれば、Ｓのｌ番目のＵＥのウェイトｗｌは、次のベクトルとなる。
【数２０】
0006607101.tif 000021
ただし、行列Ｗｌは、
【数２１】
0006607101.tif 000022
により計算され、（Ｗｌ）ｌは、行列Ｗｌのｌ番目の列ベクトルを表わす。また、ｐｌは、ｌ番目のＵＥの送信電力を表わす。等電力配分の場合には、Ｐを総送信電力とすると、ｐ１＝ｐ２＝…＝ｐ｜Ｓ｜＝Ｐ／｜Ｓ｜となる。したがって、Ｓ内のｌ番目のＵＥの瞬時ＳＮＲは、
【数２２】
0006607101.tif 000023
となる。
【００９４】
ＵＥの受信アンテナ数が２以上の場合、ブロック対角化処理および固有モードを用いる処理によりウェイトを算出することができる。ＵＥの組み合わせ内のｌ番目のＵＥのウェイトの行列は、
【数２３】
0006607101.tif 000024
となる。
【数２４】
0006607101.tif 000025
【数２５】
0006607101.tif 000026
により特異値分解して得られる。数２３におけるｐｌ，ｙは、ＵＥの組み合わせ内のｌ番目のＵＥのν番目のレイヤに割り当てる電力である。したがって、ＵＥの組み合わせ内のｌ番目のＵＥのν番目のレイヤの瞬時ＳＮＲは、次の通りとなる。
【数２６】
0006607101.tif 000027
【００９５】
以上説明したウェイトの計算のフローチャートは、図１０に示す通りである。ステップＳ１００１からＳ１００３までは、ＵＥの組み合わせの候補内のＵＥのループである。
【００９６】
ステップＳ１００２において、ＵＥの組み合わせの候補内のその他のＵＥの予測チャネルと主成分ベクトルとに直交するようにウェイトを決定する。
【００９７】
以上のように、ＵＥの受信アンテナ数が１の場合は、Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇを適用する。また、ＵＥの受信アンテナ数が２以上の場合は、ブロック対角化処理および固有モードを用いる処理によりウェイトを算出することができる。ただし、固有モードを用いることなく、ブロック対角化処理のみを適用することもできる。
【００９８】
図１１は、基地局装置２０１のハードウェア構成図である。基地局装置２０１は、アンテナ２０２と、プロセッサ１１０１と、無線処理回路１１０２と、記憶装置１１０３と、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）１１０４と、ＮＩＦ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）回路１１０５とを備える。アンテナ２０２については、既に説明した。
【００９９】
記憶装置１１０３は、ハードディスクやＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）などの不揮発性の記憶装置およびＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの揮発性の記憶装置のいずれかまたは両方を用いて構成される記憶媒体である。記憶装置１１０３は、プロセッサ１１０１により実行されるプログラムおよび各種の設定パラメータが記憶される。また、記憶装置１１０３は、プロセッサ１１０１がプログラムを実行する場合の一時作業領域を提供する。
【０１００】
プロセッサ１１０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）であり、記憶装置１１０３に記憶されたプログラムを実行する。プロセッサ１１０１により実行されるプログラムにより、例えば無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６およびスケジューラ部２０７の機能が実現される。また、プロセッサ１１０１により実行されるプログラムにより、ＮＩＦ回路１１０５、ＬＳＩ１１０４および無線処理回路１１０２に対するデバイスドライバの処理も実現される。これにより、ＮＩＦ回路１１０５、ＬＳＩ１１０４および無線処理回路１１０２間のデータの入出力が行なわれる。
【０１０１】
無線処理回路１１０２は、ＵＬ無線処理部２０３およびＤＬ無線処理部２１６に対応する。ＬＳＩ１１０４は、例えば、乗算部２１１、チャネル多重部２１２、ＩＦＦＴ部２１４、ＣＰ付加部２１５などにおける信号処理を行なう。
【０１０２】
ＮＩＦ回路１１０５は、他の基地局、他の基地局装置およびコアネットワークと通信をするためのインタフェース回路である。
【０１０３】
なお、プロセッサ１１０１は、プログラムを実行する構成以外として、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）を用いて、プログラムを用いないハードウェア構成とすることも可能である。
【０１０４】
図１２は、ＵＥ１０４のハードウェア構成図である。ＵＥ１０４は、アンテナ４０２と、プロセッサ１２０１と、記憶装置１２０２と、ＬＳＩ１２０３と、無線処理回路１２０４とを備える。アンテナ４０２については、既に説明した。
【０１０５】
記憶装置１２０２は、ハードディスクやＳＳＤなどの不揮発性の記憶装置およびＤＲＡＭなどの揮発性の記憶装置のいずれかまたは両方を用いて構成される記憶媒体である。記憶装置１１０３は、プロセッサ１２０１により実行されるプログラムおよび各種の設定パラメータが記憶される。また、記憶装置１２０２は、プロセッサ１２０１がプログラムを実行する場合の一時作業領域を提供する。
【０１０６】
プロセッサ１２０１は、例えば、ＣＰＵであり、記憶装置１２０２に記憶されたプログラムを実行する。プロセッサ１２０１により実行されるプログラムにより、例えば誤り訂正復号部４０９およびＡｃｋ／Ｎａｃｋ生成部４１０の機能が実現される。また、プロセッサ１２０１により実行されるプログラムにより、ＬＳＩ１２０３および無線処理回路１２０４に対するデバイスドライバの処理も実現され、ＬＳＩ１２０３および無線処理回路１２０４間のデータの入出力が行なわれる。
【０１０７】
無線処理回路１２０４は、ＤＬ無線処理部４０３およびＵＬ無線処理部４１３に対応する。ＬＳＩ１２０３は、例えば、ＣＰ除去部４０４、ＦＦＴ部４０５、復調部４０８およびＵＬ送信部４１２などにおける信号処理を行なう。
【０１０８】
なお、プロセッサ１２０１は、プログラムを実行する構成以外として、ＦＰＧＡを用いて、プログラムを用いないハードウェア構成とすることも可能である。
【０１０９】
以上のように、本実施形態においては、無線通信路に関する予測値と、予測誤差とを演算し、予測値および予測誤差に直交するように干渉抑制パラメータが演算される。当該干渉抑制パラメータにより、送信ウェイト計算時点のチャネル状態と実際のデータ受信時点でのチャネル状態との間に差が大きい場合でも、チャネル変動によるＵＥ干渉を低減することが可能となる。
【０１１０】
（実施形態２）
実施形態２として、共分散行列Ｃの固有値分解を行なった結果ΦΛΦＨから、固有値の大きさが、あらかじめ設定した閾値以上の固有値に対応する固有ベクトルの数を選択する無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置を有する基地局装置について説明する。
【０１１１】
図１３は、本実施形態に係る無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６の機能ブロック図である。無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６は、予測値演算部３０１と、予測誤差演算部３０２と、干渉抑制パラメータ演算部３０３と、ヌル主成分数決定部１３０１とを備える。したがって、本実施形態に係る無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６は、図３に示す無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６がさらにヌル主成分数決定部１３０１を有している構成となっている。
【０１１２】
共分散行列Ｃの固有値分解ΦΛΦＨにおいて、ＵＥ＃ｋのチャネル予測誤差の共分散行列の固有値を
【数２７】
0006607101.tif 000028
とする。ヌル主成分数決定部１３０１は、ＵＥ＃ｋがヌルを向ける主成分数Ｎ（ｎｕｌｌ）ｒｅｆ，ｋをあらかじめ設定した閾値λｔｈを用いて、以下の式により決定する。
【数２８】
0006607101.tif 000029
ただし、λｋ，０  ＝  λｔｈとする。別言すれば、ヌル主成分数決定部１３０１は、閾値λｔｈ以上の固有値に対応する主成分にヌルを向けるように、ヌルを向ける主成分数を決定する。このとき、ＵＥ＃ｋのヌル数Ｎｒｅｆ，ｋ  ＝  Ｎ（ｎｕｌｌ）ｒｅｆ，ｋ＋１となる。
【０１１３】
主成分分析により、固有値が大きくなると、当該固有値に対応する固有ベクトルの方向に予測誤差が生じる確率が大きくなる。あらかじめ設定した閾値以上の固有値に対応する固有ベクトル数を、ヌルを向ける主成分数とすることにより、予測誤差が生じる確率の小さい方向を除外することができる。これにより、干渉抑制パラメータ演算部３０３およびスケジューラ部２０７の処理を効率化することができる。
【０１１４】
なお、通常の主成分分析のように、最初に閾値を超える累積寄与率に応じて、ヌルを向ける主成分数を決定してもよい。第１主成分から第ｉ主成分までの累積寄与率は、（λ１＋λ２＋…＋λｉ）／（λ１＋λ２＋…＋λｋ，Ｎｒｘ，Ｎｔｘ）である。この場合、累積寄与率の閾値として、例えば、例えば０．５以上０．８以下の値を選択することができる。
【０１１５】
（実施形態３）
実施形態３として、１つのＵＥにデータを送信するシングルユーザＭＩＭＯに、実施形態１または２を適用することについて説明する。
【０１１６】
図１４は、本実施形態に係る無線通信システムの全体図を示す。図１との違いは、図１４においては、同一の時間・周波数リソースにおいて、基地局１０２と通信を行うのは一つのＵＥ１４０１である点である。
【０１１７】
本実施形態において、スケジューラ部２０７は、１つのＵＥＵＥ＃ｕを次により選択する。
【数２９】
0006607101.tif 000030
【０１１８】
ここで、γ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）ｋ,νは、ＵＥ＃ｋにシングルユーザＭＩＭＯによるデータ送信を行なった場合のν番目のレイヤの瞬時ＳＮＲを表わす。ν番目の送信レイヤのウェイトと、ν番目の送信レイヤの瞬時ＳＮＲとは、次のように計算される。
【数３０】
0006607101.tif 000031
により、ν番目の送信レイヤの送信ウェイトは、
【数３１】
0006607101.tif 000032
となる。ただし、
【数３２】
0006607101.tif 000033
であり、（Ｗｋ，ν）νは、行列Ｗｋ，νのν列目の列ベクトルを表わす。また、ｐｋ，νは、ＵＥ＃ｋのν番目のレイヤの送信電力を表わす。等電力配分の場合には、
【数３３】
0006607101.tif 000034
となり、Ｐは総送信電力である。したがって、ＵＥの組み合わせ内のｌ番目のＵＥの瞬時ＳＮＲは、
【数３４】
0006607101.tif 000035
となる。
【０１１９】
以上のように、シングルユーザＭＩＭＯにおいて、各送信レイヤにおける通信を各ＵＥにおける通信とみなして実施形態１または２を適用することにより、送信レイヤに関する予測誤差が大きくても、送信レイヤ間の干渉を抑制することができる。
【０１２０】
（実施形態４）
実施形態４として、複数の基地局による協調ビームフォーミングに実施形態１〜３を適用する形態を説明する。
【０１２１】
図１５は、複数の基地局による協調ビームフォーミングの一例を示す図である。制御局１０１に、基地局１０２＃１と基地局１０２＃２とが接続されている。基地局１０２＃１および基地局１０２＃２のそれぞれは、無線エリア１０３＃１および無線エリア１０３＃２を形成し、無線エリア１０３＃１および無線エリア１０３＃は互いに隣り合う無線エリアである。
【０１２２】
この場合、図１５に示すようにＵＥ１０４＃１が無線エリア１０３＃１に位置しているとき、無線エリア１０３＃２に位置していなくても、基地局１０２＃２から送信される無線信号の干渉を受ける場合がある。また、図１５に示すようにＵＥ１０４＃２が無線エリア１０３＃２に位置しているとき、無線エリア１０３＃１に位置していなくても、基地局１０２＃１から送信される無線信号の干渉を受ける場合がある。
【０１２３】
そこで、基地局１０２＃１がＵＥ１０４＃１にビーム１４０１＃１を向けるときに、ヌル１４０２＃１をＵＥ１０４＃２に向ける。同様に、基地局１０２＃２がＵＥ１０４＃２にビーム１４０１＃２を向けるときに、ヌル１４０２＃２をＵＥ１０４＃１に向ける。これにより、基地局１０２＃１および基地局１０２＃２によるセル間の干渉を抑制することができる。
【０１２４】
図１６は、制御局１０１と基地局１０２＃１および１０２＃２との機能ブロック図である。制御局１０１は、集中制御部１５０１と、基地局１０２＃１および１０２＃２のそれぞれに対応するベースバンド処理部１５０２＃１および１５０２＃２を備える。基地局１０２＃１および１０２＃２のそれぞれは、ＵＬ無線処理部２０３およびＤＬ無線処理部２１６のそれぞれをアンテナ１５０５に対応して備える。
【０１２５】
図１７は、制御局１０１のより詳細な機能ブロック図である。
【０１２６】
集中制御部１５０１は、セル間干渉計算部１６０１と、セル間干渉ヌル決定部１６０２とを備える。
【０１２７】
ベースバンド処理部１５０２＃１および１５０２＃２のそれぞれは、チャネル推定部２０４と、ＵＬ受信部２０５と、無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６と、スケジューラ部２０７と、ユーザデータ生成部２０８とを備える。また、ベースバンド処理部１５０２＃１および１５０２＃２のそれぞれは、乗算部２１１と、チャネル多重部２１２と、ＤＬ制御信号生成部２１３と、ＩＦＦＴ部２１４と、ＣＰ付加部２１５とを備える。
【０１２８】
したがって、ベースバンド処理部１５０２＃１および１５０２＃２のそれぞれは、実施形態１〜３の基地局装置２０１から、基地局１０２＃１および基地局＃２にアンテナ２０２、ＵＬ無線処理部２０３およびＤＬ無線処理部２１６を移動させた構成となっている。ただし、ベースバンド処理部１５０２＃１および１５０２＃２のそれぞれのスケジューラ部２０７は、集中制御部１５０１のセル間干渉計算部１６０１に、各無線エリア１０３＃１および１０３＃２のそれぞれに位置するＵＥの情報を出力する。そして、セル間干渉計算部１６０１は、ベースバンド処理部１５０２＃１および１５０２＃２のそれぞれのスケジューラ部２０７からの出力に基づいて、セル間の干渉電力を計算する。
【０１２９】
セル間干渉計算部１６０１は、ベースバンド処理部１５０２＃１および１５０２＃２のそれぞれのスケジューラ部２０７からの出力に基づいて、各ＵＥが、隣接する無線エリアから受ける干渉電力を計算する。
【０１３０】
セル間干渉ヌル決定部１６０２は、セル間干渉計算部１６０１が計算したセル間の干渉電力に基づいて、どの基地局がどのＵＥに対してヌルを向けるかを決定する。例えば、セル間干渉計算部１６０１が計算した干渉電力を降順にソートし、干渉電力が大きいＵＥを優先させて、隣接する無線エリアの基地局に当該ＵＥにヌルを向けさせることを決定する。決定した結果は、ベースバンド処理部１５０２＃１および１５０２＃２のそれぞれの干渉抑制パラメータ演算部３０３に出力される。
【０１３１】
ベースバンド処理部１５０２＃１の干渉抑制パラメータ演算部３０３は、セル間干渉ヌル決定部１６０２からの出力された決定結果に基づいて、予測値演算部３０１の予測値と、予測誤差演算部３０２の予測誤差の主成分に直交するようにパラメータを計算する。同様に、ベースバンド処理部１５０２＃２の予測値演算部３０１の予測値と、予測誤差演算部３０２の予測誤差の主成分に直交するようにパラメータを計算する。
【０１３２】
図１８は、制御局および基地局のハードウェア構成図である。制御局１０１は、プロセッサ１１０１と、記憶装置１１０３と、ＬＳＩ１１０４と、ＮＩＦ回路１１０５とを備える。基地局１０２＃１および１０２＃２のそれぞれは、無線処理回路１１０２とアンテナ２０２とを備える。したがって、図１１に示した基地局装置２０１から無線処理回路１１０２およびアンテナが基地局（ＲＲＨ）１０２に移動した構成となっている。
【０１３３】
以上のように、実施形態１〜３は、協調ビームフォーミングにも適用が可能である。
【０１３４】
（実施形態５）
実施形態１〜４においては、無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６は、基地局装置２０１に配置されていた。しかし、無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６は、基地局装置２０１に配置されることに限定されることはなく、例えば、予測値演算部３０１および予測誤差演算部３０２は、ＵＥ１０４に配置することが可能である。別言すれば、予測値演算部３０１、予測誤差演算部３０２および干渉抑制パラメータ演算部３０３、また、ヌル主成分数決定部１３０１は、制御局１０１、基地局１０２およびＵＥ１０４のいずれかに分散して配置することができる。また、これにより、予測値演算部３０１および予測誤差演算部３０２による演算をＵＥ１０４内で行わせることが可能であり、基地局装置２０１における演算の負荷をＵＥ１０４に分散させることができる。
【０１３５】
図１９は、本実施形態に係る基地局装置２０１の機能ブロック図であり、図２０は、本実施形態に係るＵＥ１０４の機能ブロック図である。実施形態１〜４の基地局装置２０１およびＵＥ１０４の機能ブロックを比較すると、本実施形態においては、基地局装置２０１が、無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６の干渉抑制パラメータ演算部３０３を備えている。また、ＵＥ１０４が、無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６の予測値演算部３０１および予測誤差演算部３０２を備えている。
【０１３６】
また、無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置２０６がヌル主成分数決定部１３０１を備える実施形態２に対応する本実施形態の形態においては、基地局装置２０１が、ヌル主成分数決定部１３０１を備えるようにすることができる。
【０１３７】
図２１は、本実施形態における基地局１０２とＵＥ１０４＃１および１０４＃２との間の通信のシーケンス図である。
【０１３８】
ステップＳ１９０１において、ＵＥ１０４＃１（ＵＥ＃１）は、チャネル推定をチャネル推定部４０６により行なう。ステップＳ１９０２において、ＵＥ＃１は、予測値演算部３０１によりチャネル状態の予測値を演算する。ステップＳ１９０３において、ＵＥ＃１は、予測誤差演算部３０２により、当該予測値の予測誤差を演算する。次いで、ＵＥ＃１は、ステップＳ１９０７において、チャネル推定と演算した予測値および予測誤差とを基地局１０２に送信する。
【０１３９】
同様に、ＵＥ＃２は、ステップＳ１９０４において、チャネル推定をチャネル推定部４０６により行なう。ステップＳ１９０５において、ＵＥ＃２は、予測値演算部３０１によりチャネル状態の予測値を演算する。ステップＳ１９０６において、ＵＥ＃２は、予測誤差演算部３０２により、当該予測値の予測誤差を演算する。次いで、ＵＥ＃２は、ステップＳ１９０８において、チャネル推定と演算した予測値および予測誤差とを基地局１０２に送信する。
【０１４０】
基地局１０２においては、ＵＥ＃１およびＵＥ＃２からチャネル推定と演算した予測値および予測誤差とを受信すると、ステップＳ１９０９において干渉抑制パラメータ演算部３０３により干渉抑制パラメータを演算する。演算した結果は、スケジューラ部２０７に出力され、スケジューラ部はステップＳ１９１０において、スケジューリングを行なう。スケジューリングの結果に基づいて、ベースバンド信号および無線信号を生成し、基地局１０２は、ステップＳ１９１１およびＳ１９１２において、ＵＥ＃１およびＵＥ＃２に無線信号を送信する。
【０１４１】
以上のように、実施形態５によれば、基地局における演算の負荷をＵＥ１０４に分散させることができる。
【０１４２】
なお、以上の実施形態５においては、干渉抑制パラメータ演算部３０３を基地局装置２０１に配置し、予測値演算部３０１および予測誤差演算部３０２をＵＥ４０１に配置した例について説明した。また、干渉抑制パラメータ演算部３０３および予測値演算部３０１を基地局装置２０１に配置し、予測誤差演算部３０２をＵＥ４０１に配置する形態もある。また、ヌル主成分数決定部１３０１を、基地局装置２０１に配置せず、ＵＥ４０１に配置することもできる。
【０１４３】
また、干渉抑制パラメータ演算部３０３、予測値演算部３０１および予測誤差演算部３０２それぞれを、基地局装置２０１またはＵＥ４０１に配置することもできる。
【０１４４】
（付記）
以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を記載する。
【０１４５】
（付記１）
無線装置間の無線通信路に関する予測値を求める予測値演算部と、
該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求める予測誤差演算部と、
ベクトル空間において該予測値および該予測誤差と直交するように、該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める干渉抑制パラメータ演算部とをそなえたことを特徴とする、無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置。
【０１４６】
（付記２）
前記予測誤差演算部は、前記予測値と前記無線通信路に関する推定値との誤差を時系列に取得し、該誤差の主成分分析により得られる主成分を前記予測誤差として求める、付記１に記載の無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置。
【０１４７】
（付記３）
前記予測誤差演算部は、前記誤差の共分散行列を固有値分解して得られる固有ベクトルを前記予測誤差として求める、付記２に記載の無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置。
【０１４８】
（付記４）
前記予測誤差演算部は、前記誤差の前記共分散行列の固有値のうち、所定の閾値以上の固有値に対応する固有ベクトルを前記予測誤差として求める、付記３に記載の無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置。
【０１４９】
（付記５）
前記予測値演算部は、前記無線通信路に関する推定値を時系列に取得し、該推定値に重み付けを行なって前記無線通信路に関する予測値を求める、付記１から４のいずれか一項に記載の無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置。
【０１５０】
（付記６）
前記無線通信路は、異なる無線エリアを形成する複数の基地局と前記異なる無線エリアに位置する複数の無線装置との間の無線通信路である、付記１から５のいずれか一項に記載の無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置。
【０１５１】
（付記７）
前記無線通信路は、無線通信の送信レイヤごとに定義される、付記１から６のいずれか一項に記載の無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置。
【０１５２】
（付記８）
基地局装置と、該基地局装置との間に無線通信路を介して設けられる無線通信端末とを有する無線通信システムにおいて、
該無線通信路に関する予測値を求める予測値演算部と、該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求める予測誤差演算部と、ベクトル空間において該予測値および該予測誤差と直交するように該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める干渉抑制パラメータ演算部とをそなえた無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置をそなえ、
該無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置の該予測値演算部、該予測誤差演算部および該干渉抑制パラメータ演算部のそれぞれが、該基地局装置または該無線通信端末に設けられたことを特徴とする、無線通信システム。
【０１５３】
（付記９）
基地局装置と、該基地局装置との間に無線通信路を介して設けられる無線通信端末とを有する無線通信システムにおいて、
該無線通信路に関する予測値を求める予測値演算部と、該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求める予測誤差演算部と、ベクトル空間において該予測値および該予測誤差と直交するように該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める干渉抑制パラメータ演算部とをそなえた無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置をそなえ、
該無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置の該予測値演算部、該予測誤差演算部および干渉抑制パラメータ演算部のそれぞれが、該基地局装置および該無線通信端末に分散して設けられたことを特徴とする、無線通信システム。
【０１５４】
（付記１０）
前記予測誤差演算部は、前記予測値と前記無線通信路に関する推定値との誤差を時系列に取得し、該誤差の主成分分析により得られる主成分を前記予測誤差として求める、付記８または９に記載の無線通信システム。
【０１５５】
（付記１１）
前記予測誤差演算部は、前記誤差の共分散行列を固有値分解して得られる固有ベクトルを前記予測誤差として求める、付記１０に記載の無線通信システム。
【０１５６】
（付記１２）
前記予測誤差演算部は、前記誤差の前記共分散行列の固有値のうち、所定の閾値以上の固有値に対応する固有ベクトルを前記予測誤差として求める、付記１１に記載の無線通信システム。
【０１５７】
（付記１３）
前記予測値演算部は、前記無線通信路に関する推定値を時系列に取得し、該推定値に重み付けを行なって前記無線通信路に関する予測値を求める、付記８から１２のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【０１５８】
（付記１４）
前記無線通信路は、異なる無線エリアを形成する前記複数の基地局と前記異なる無線エリアに位置する複数の無線装置との間の無線通信路である、付記８から１３のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【０１５９】
（付記１５）
前記無線通信路は、無線通信の送信レイヤごとに定義される、付記８から１４のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【０１６０】
（付記１６）
無線装置間の無線通信路に関する予測値を求め、
該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求め、
ベクトル空間において該予測値および該予測誤差と直交するように、該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める、無線通信システムの干渉抑制方法。
【０１６１】
（付記１７）
前記予測誤差は、前記予測値と前記無線通信路に関する推定値との誤差を時系列に取得し、該誤差の主成分分析により得られる主成分である、付記１６に記載の無線通信システムの干渉抑制方法。
【０１６２】
（付記１８）
前記予測誤差は、前記誤差の共分散行列を固有値分解して得られる固有ベクトルである、付記１７に記載の無線通信システムの干渉抑制方法。
【０１６３】
（付記１９）
前記予測誤差は、前記誤差の前記共分散行列の固有値のうち、所定の閾値以上の固有値に対応する固有ベクトルである、付記１８に記載の無線通信システムの干渉抑制方法。
【０１６４】
（付記２０）
前記予測値を、前記無線通信路に関する推定値を時系列に取得し、該推定値に重み付けを行なって求める、付記１６から１９のいずれか一項に記載の無線通信システムの干渉抑制方法。
【０１６５】
（付記２１）
前記無線通信路は、異なる無線エリアを形成する前記複数の基地局と前記異なる無線エリアに位置する複数の無線装置との間の無線通信路である、付記１６から２０のいずれか一項に記載の無線通信システムの干渉抑制方法。
【０１６６】
（付記２２）
前記無線通信路は、無線通信の送信レイヤごとに定義される、付記１６から２１のいずれか一項に記載の無線通信システムの干渉抑制方法。
【０１６７】
（付記２３）
無線通信端末装置と無線通信路を介して通信を行なう基地局装置であって、
該無線通信路に関する予測値を求める予測値演算部と、
該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求める予測誤差演算部と、
ベクトル空間において該予測値および該予測誤差と直交するように、該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める干渉抑制パラメータ演算部とを備えたことを特徴とする、基地局装置。
【０１６８】
（付記２４）
基地局装置と無線通信路を介して通信する無線通信端末装置であって、
該無線通信路に関する予測値を求める予測値演算部と、
該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求める予測誤差演算部と、
該予測値と該予測誤差とを該基地局装置に、該基地局装置がベクトル空間において該無線通信路に関する予測値および予測誤差と直交するようにして求めた該無線通信路の干渉抑制パラメータを使用して該無線通信端末装置と通信を行なうように、送信する送信部と、
を備える無線通信端末装置。
【０１６９】
（付記２５）
無線通信端末装置と無線通信路を介して通信する基地局装置であって、
該無線通信端末装置でそれぞれ求めた、該無線通信路に関する予測値と、該予測値に基づいて求めた該無線通信路に関する予測誤差とを受信する受信部と、
ベクトル空間において該受信部で受信した該予測値および該予測誤差と直交するように、該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める干渉抑制パラメータ演算部とを備えたことを特徴とする、基地局装置。
【０１７０】
（付記２６）
複数の無線通信端末それぞれとの間の無線通信路に関する予測誤差の主成分の方向を計算する予測誤差演算部と、
前記複数の無線通信端末の中の一の無線通信端末との通信に用いるビームフォーミングのウェイトを、他の無線通信端末との間の無線通信路に関する予測誤差の主成分の方向および通信に用いるビームフォーミングのウェイトに直交させて、計算するウェイト計算部と、
を備える、基地局装置。
【０１７１】
（付記２７）
前記ウェイト計算部は、前記複数の無線通信端末のうちスケジューリングメトリックが最大となる無線通信端末との通信に用いるビームフォーミングのウェイトを計算すると、前記ウェイト計算部による計算を打ち切る、付記２６に記載の基地局装置。
【０１７２】
（付記２８）
前記予測誤差演算部は、前記複数の無線通信端末それぞれとの間の無線通信路の予測誤差の共分散行列の固有値を計算し、閾値以上の１または複数の固有値に対する１または複数の固有ベクトルを、前記複数の無線通信端末それぞれとの間の通信チャネルの予測誤差の主成分の方向とする、付記２６または２７に記載の基地局装置。
【０１７３】
（付記２９）
複数の無線通信端末と、前記複数の無線通信端末それぞれとビームフォーミングを行ない通信する基地局装置とを備える無線通信システムであって、
前記複数の無線通信端末それぞれとの間の通信チャネルの予測誤差の主成分の方向を計算する主成分計算部と、
前記複数の無線通信端末との通信に用いるビームフォーミングのウェイトを、既にウェイトが算出された無線通信端末との間の通信チャネルの予測誤差の主成分の方向および通信に用いるビームフォーミングのウェイトに直交させて、計算するウェイト計算部と、
を備える、無線通信システム。
【０１７４】
（付記３０）
前記複数の無線通信端末の一部または全ての無線通信端末が、前記主成分計算部を備え、
前記基地局装置が前記ウェイト計算部を備える、付記２９に記載の無線通信システム。
【０１７５】
（付記３１）
前記基地局装置は、複数の送信ポイントを介して前記複数の無線通信端末それぞれとビームフォーミングを行ない通信することが可能であり、
前記主成分計算部は、前記複数の無線通信端末と前記複数の送信ポイントとの間の無線通信路ベクトルを予測誤差の主成分の方向を計算する、付記２９または３０に記載の無線通信システム。
【０１７６】
（付記３２）
複数の無線通信端末と、前記複数の無線通信端末それぞれとビームフォーミングを行なう通信処理方法であり、
前記複数の無線通信端末それぞれとの間の無線通信路の予測誤差の主成分の方向を計算し、
前記複数の無線通信端末の中の一の無線通信端末の通信に用いるビームフォーミングのウェイトを、他の無線通信端末との無線通信路の予測誤差の主成分の方向および通信に用いるビームフォーミングのウェイトに直交させて、計算する、通信処理方法。
【０１７７】
（付記３３）
複数の送信レイヤを用いて無線通信端末とビームフォーミングを行ない通信する基地局装置であって、
前記複数の送信レイヤそれぞれの無線通信路の予測誤差の主成分の方向を計算する主成分計算部と、
前記複数の送信レイヤ中の一の送信レイヤの通信に用いるビームフォーミングのウェイトを、他の送信レイヤの通信チャネルの予測誤差の主成分の方向および通信に用いるビームフォーミングのウェイトに直交させて、計算するウェイト計算部と、
を備える、基地局装置。
【０１７８】
（付記３４）
基地局装置との無線通信路に関する予測値を求める予測値演算部と、
該予測値に関する情報を前記基地局装置へ送信する送信部と、
を備える無線通信端末装置。
【０１７９】
（付記３５）
無線通信端末装置より、前記無線通信端末装置との無線通信路に関する予測値に関する情報を受信する受信部と、
該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求める予測誤差演算部と、
ベクトル空間において該予測値および該予測誤差と直交するように、該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める干渉抑制パラメータ演算部とをそなえたことを特徴とする、基地局装置。
【０１８０】
（付記３６）
基地局より、前記基地局と無線通信端末装置との無線通信路に関する予測値に関する情報を受信する受信部と、
該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求める予測誤差演算部と、
ベクトル空間において該予測値および該予測誤差と直交するように、該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める干渉抑制パラメータ演算部とをそなえたことを特徴とする、制御局。
【０１８１】
（付記３７）
基地局装置との間の無線通信路に関する予測値を求める予測値演算部と、
該予測値に基づいて該無線通信路に関する予測誤差を求める予測誤差演算部と、
該予測値に関する情報および該予測誤差に関する情報を前記基地局装置へ送信する送信部と、
を備える、無線通信端末装置。
【０１８２】
（付記３８）
無線通信端末装置より、前記無線通信端末装置との間の無線通信路に関する予測値に関する情報および予測誤差に関する情報を受信する受信部と、
ベクトル空間において該予測値および該予測誤差と直交するように、該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める干渉抑制パラメータ演算部とをそなえたことを特徴とする、基地局装置。
【０１８３】
（付記３９）
基地局より、前記基地局装置と無線通信端末装置との間の無線通信路に関する予測値および予測誤差に関する情報を受信する受信部と、
ベクトル空間において該予測値および該予測誤差と直交するように、該無線通信路の干渉抑制パラメータを求める干渉抑制パラメータ演算部とをそなえたことを特徴とする、制御局。
【符号の説明】
【０１８４】
１００      ：無線通信システム
１０１      ：制御局
１０２      ：基地局
１０３      ：無線エリア
１０４      ：ＵＥ
１０５      ：無線通信路
１０６      ：無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置
２０１      ：基地局装置
２０２      ：アンテナ
２０３      ：ＵＬ無線処理部
２０４      ：チャネル推定部
２０５      ：ＵＬ受信部
２０６      ：無線装置用干渉抑制パラメータ演算装置
２０７      ：スケジューラ部
２０８      ：ユーザデータ生成部
２０９      ：誤り訂正符号化部
２１０      ：変調部
２１１      ：乗算部
２１２      ：チャネル多重部
２１３      ：ＤＬ制御信号生成部
２１４      ：ＩＦＦＴ部
２１５      ：ＣＰ付加部
２１６      ：ＤＬ無線処理部
２１７      ：ウェイト計算部
３０１      ：予測値演算部
３０２      ：予測誤差演算部
３０３      ：干渉抑制パラメータ演算部
４０２      ：アンテナ
４０３      ：ＤＬ無線処理部
４０４      ：ＣＰ除去部
４０５      ：ＦＦＴ部
４０６      ：チャネル推定部
４０７      ：ＤＬ制御信号復調復号部
４０８      ：復調部
４０９      ：誤り訂正復号部
４１０      ：Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部
４１１      ：ＣＳＩ推定部
４１２      ：ＵＬ送信部
４１３      ：ＵＬ無線処理部
５０１      ：ビーム
５０２      ：ビーム
５０３      ：ヌル
５０４      ：ヌル
６０１      ：原点
７０１      ：楕円体
７０２      ：長軸
７０３      ：短軸
１１０１    ：プロセッサ
１１０２    ：無線処理回路
１１０３    ：記憶装置
１１０４    ：ＬＳＩ
１１０５    ：ＮＩＦ回路
１２０１    ：プロセッサ
１２０２    ：記憶装置
１２０３    ：ＬＳＩ
１２０４    ：無線処理回路
１３０１    ：ヌル主成分数決定部
１４０１    ：ビーム
１４０２    ：ヌル
１５０１    ：集中制御部
１５０２    ：ベースバンド処理部
１５０５    ：アンテナ
１６０１    ：セル間干渉計算部
１６０２    ：セル間干渉ヌル決定部
【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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