(57)【要約】【課題】移動局がセル境界付近に位置する場合に、ＭＩＭＯ通信システムの通信品質を維持すること。【解決手段】セル１９１において、ＢＳ１００は２本のアンテナ１０１、ＭＳ１５０は、２本のアンテナ１５１をそれぞれ有し、ＢＳ１００からＭＳ１５０へＭＩＭＯ伝送技術を用いた送信を行う。隣接セル１９２においても、ＢＳ１１０からセル１９２内にいるＭＳへ（図示せず）、セル１９１と同一の周波数を用いたＭＩＭＯ送信が行われている。そして、ＭＳ１５０がセル境界付近に移動した場合には、ＢＳ１００から送信されるストリームに時空符号化を施し、ＭＳ１５０に送信する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに独立なデータストリームをそれぞれ複数の送信系統から同一周波数を用いて同時に無線送信する送信装置と、
前記送信装置から無線送信され、伝搬路において重畳された信号を受信する受信装置と、を有し、
前記送信装置は、
前記受信装置の受信品質が閾値以下である場合、送信データストリームを、前記互いに独立な複数のデータストリームから同一のデータストリームから生成された複数のサブストリームに切り替え、複数の送信系統からそれぞれ同一周波数を用いて同時に無線送信する、
ことを特徴とする移動体通信システム。
【請求項２】
セルラー方式の移動体通信システムであって、隣接セルが同一周波数で運用されることを特徴とする請求項１記載の移動体通信システム。
【請求項３】
前記受信装置の受信品質は、所望信号と隣接セル干渉の電力比であることを特徴とする請求項２記載の移動体通信システム。
【請求項４】
隣接セルにおいて伝搬路推定に使用される信号は、自セルにおいて伝搬路推定に使用される信号と異なり、かつ、自セルにおいて既知であることを特徴とする請求項２または請求項３記載の移動体通信システム。
【請求項５】
前記同一のデータストリームから複数のサブストリームを生成する処理は、時空符号化であることを特徴とする請求項１記載の移動体通信システム。
【請求項６】
データストリームに時空符号化を施さない場合、前記送信装置および前記受信装置において時空符号化に関する回路を停止することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の移動体通信システム。
【請求項７】
無線送信装置におけるデータストリームの送信方法としてデータストリームに対して時空符号化を用いるか否かを自機の受信品質に基づいて指定する指定手段と、
前記指定手段によって指定された送信方法を前記無線送信装置に通知する通知手段と、
前記無線送信装置が使用したデータストリームの送信方法に応じて受信信号からデータストリームを取得する取得手段と、
を有することを特徴とする無線受信装置。
【請求項８】
自機の受信品質を無線送信装置に通知する通知手段と、
前記無線送信装置が使用したデータストリームの送信方法に応じて受信信号からデータストリームを取得する取得手段と、
を有することを特徴とする無線受信装置。
【請求項９】
前記無線送信装置が使用したデータストリームの送信方法を受信信号を解析することにより特定することを特徴とする請求項７または請求項８記載の無線受信装置。
【請求項１０】
前記取得手段は、
隣接セルで用いられている時空符号に基づいて前記隣接セルからの干渉成分に対し時空復号を行う時空復号手段と、
時空復号結果から干渉成分のレプリカを作成するレプリカ作成手段と、
受信信号から前記レプリカを減算する減算手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項７または請求項８記載の無線受信装置。
【請求項１１】
互いに独立なデータストリームをそれぞれ複数の送信系統から同一周波数を用いて同時に無線送信する第１送信手段と、
同一のデータストリームに時空符号化を施して複数のサブストリームを生成し、複数の送信系統からそれぞれ同一周波数を用いて同時に無線送信する第２送信手段と、を有し、
無線受信装置から通知された送信方法または無線受信装置の受信品質に基づいて第１送信手段または第２送信手段を用いてデータストリームを無線送信する、
ことを特徴とする無線送信装置。
【請求項１２】
請求項７から請求項１０記載の無線受信装置を有することを特徴とする移動局装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の無線送信装置を有することを特徴とする移動局装置。
【請求項１４】
請求項７から請求項１０記載の無線受信装置を有することを特徴とする基地局装置。
【請求項１５】
請求項１１記載の無線送信装置を有することを特徴とする基地局装置。
【請求項１６】
互いに独立なデータストリームをそれぞれ複数の送信系統から同一周波数を用いて同時に無線送信する第１送信ステップと、
前記複数の送信系統から無線送信され、伝搬路において重畳された信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップの受信品質が閾値以下である場合、送信データストリームを、前記互いに独立な複数のデータストリームから同一のデータストリームから生成された複数のサブストリームに切り替え、複数の送信系統からそれぞれ同一周波数を用いて同時に無線送信する第２送信ステップと、
を有することを特徴とする移動体通信方法。
【請求項１７】
無線送信装置におけるデータストリームの送信方法としてデータストリームに対して時空符号化を施すか否かを自機の受信品質に基づいて指定する指定ステップと、
前記指定ステップによって指定された送信方法を前記無線送信装置に通知する通知ステップと、
前記無線送信装置が使用したデータストリームの送信方法に応じて受信信号からデータストリームを取得する取得ステップと、
を有することを特徴とする無線受信方法。
【請求項１８】
自機の受信品質を無線送信装置に通知する通知ステップと、
前記無線送信装置が使用したデータストリームの送信方法に応じて受信信号からデータストリームを取得する取得ステップと、
を有することを特徴とする無線受信方法。
【請求項１９】
互いに独立なデータストリームをそれぞれ複数の送信系統から同一周波数を用いて同時に無線送信する第１送信ステップと、
同一のデータストリームに時空符号化を施して複数のサブストリームを生成し、複数の送信系統からそれぞれ同一周波数を用いて同時に無線送信する第２送信ステップと、を有し、
無線受信装置から通知された送信方法または無線受信装置の受信品質に基づいて第１送信ステップまたは第２送信ステップを用いてデータストリームを無線送信する、
ことを特徴とする無線送信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信システム、無線受信装置、および無線送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の送信アンテナから異なるデータストリームを同一時刻に同一周波数で、かつ同一拡散符号を用いて伝送することによって、伝送容量を増大させる技術として、多入力多出力（ＭＩＭＯ；Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）伝送技術が知られている。ＭＩＭＯ伝送においては、受信アンテナ数が送信アンテナ数以上であれば、伝送容量が線形的に増加することが　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．６，　１９９８，　”Ｏｎ　Ｌｉｍｉｔｓ　ｏｆ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ａ　Ｆａｄｉｎｇ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｗｈｅｎ　Ｕｓｉｎｇ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｎｔｅｎｎａｓ”，　Ｆｏｓｃｈｉｎｉ　Ｇ．Ｊ．；　Ｇａｎｓ　Ｍ．Ｊ．　において明らかにされており、このアンテナ数に関する条件が、一般に、ＭＩＭＯ伝送技術を適用した無線通信システムの設計における制約条件となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＭＩＭＯ伝送技術を、隣接セルにおいても同一の周波数を使用するセルラー方式の移動体通信システムに適用した場合、隣接セルで使用されている無線波が自セルにおいては干渉波となり、この他セル干渉によって受信特性に大きな影響を受けることが、ＩＥＥＥ　ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ　ＬＥＴＴＥＲＳ，　Ｖｏｌ．４，　Ｎｏ．１１，　２０００，　”Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｆｏｒ　ａｎ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ−Ｌｉｍｉｔｅｄ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ　Ｃｅｌｌｕｌａｒ　Ｓｙｓｔｅｍ”，　Ｃａｔｒｅｕｘ，　Ｓ．；　Ｄｒｉｅｓｓｅｎ，　Ｐ．Ｆ．；　Ｇｒｅｅｎｓｔｅｉｎ，　Ｌ．Ｊ．　において明らかにされている。
【０００４】
特に、移動局が隣接セルと自セルとの境界付近（以下、セルエッジという）に位置する場合には、隣接セルからの干渉波の影響が顕著なものとなる。例えば、移動局が通信端末を有するユーザであって、基地局の近くに位置する場合には、一定レベル以上の伝送レートを確保することができ、通信端末にリアルタイムの映像が何の問題もなく表示されるが、ユーザがセルエッジに移動した場合には隣接セル干渉の影響によりデータの伝送レートは大きく低下し、この結果、映像が途切れたり、極端な場合には映像が全く表示されない状況に陥ってしまう。
【０００５】
なお、この問題点を解決するための手段として、隣接セルにおいて周波数、時間スロット、または拡散符号のいずれかについて相異なるものを使用することも考えられるが、無線通信システム設計における通信リソースの割り当てが複雑になるという問題がある。
【０００６】
また、他セル干渉源となっている基地局または移動局が装備しているアンテナ数をも考慮に入れ、すなわち、自局を管理している基地局のアンテナ数をＭ本、隣接セルの基地局のアンテナ数をＮ本として、この隣接セルの基地局から送信されるＭＩＭＯ送信波が干渉波となっている場合、アンテナ制約条件の対象となるアンテナ数を（Ｍ＋Ｎ）本として、制約条件に適合させるために移動局の受信アンテナ数を（Ｍ＋Ｎ）本以上とすることも考えられるが、多数の受信アンテナを装備しなければならず、また、干渉送信源となる基地局が一つとは限らないため、かかる場合、より多数の受信アンテナを必要とすることも想定され、実装上困難である。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、移動局がセルエッジに位置する際のように、無線受信装置の受信品質が劣化する場合に、簡易な構成により移動体通信システムの通信品質を維持することができる移動体通信システム、無線受信装置、および無線送信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の移動体通信システムは、互いに独立なデータストリームをそれぞれ複数の送信系統から同一周波数を用いて同時に無線送信する送信装置と、前記送信装置から無線送信され、伝搬路において重畳された信号を受信する受信装置と、を有し、前記送信装置は、前記受信装置の受信品質が閾値以下である場合、送信データストリームを、前記互いに独立な複数のデータストリームから同一のデータストリームから生成された複数のサブストリームに切り替え、複数の送信系統からそれぞれ同一周波数を用いて同時に無線送信する構成を採る。
【０００９】
この構成によれば、無線受信装置における受信品質に応じて無線送信装置における送信方法を変更するので、移動局がセルエッジに位置する際のように無線受信装置の受信品質が劣化する場合においても、移動体通信システムの通信品質を維持することができる。
【００１０】
本発明の移動体通信システムは、上記の構成において、セルラー方式の移動体通信システムであって、隣接セルが同一周波数で運用される構成を採る。
【００１１】
本発明の移動体通信システムは、上記の構成において、前記受信装置の受信品質は、所望信号と隣接セル干渉の電力比である構成を採る。
【００１２】
本発明の移動体通信システムは、上記の構成において、隣接セルにおいて伝搬路推定に使用される信号は、自セルにおいて伝搬路推定に使用される信号と異なり、かつ、自セルにおいて既知である構成を採る。
【００１３】
これらの構成によれば、隣接セルにおいて伝搬路推定に使用される信号は、自セルにおいて既知なので、この既知信号を用いて隣接セルからの同一周波数干渉成分のレプリカを作成することにより、隣接セルからの干渉成分を除去することができる。
【００１４】
本発明の移動体通信システムは、上記の構成において、前記同一のデータストリームから複数のサブストリームを生成する処理は、時空符号化である構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、既存の回路を使用することができるので、本発明をすぐに実装することができる。
【００１６】
本発明の移動体通信システムは、上記の構成において、データストリームに時空符号化を施さない場合、前記送信装置および前記受信装置において時空符号化に関する回路を停止する構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、時空符号化を行わない場合、これに関する回路を停止するため、消費電力を軽減することができる。
【００１８】
本発明の無線受信装置は、無線送信装置おけるデータストリームの送信方法としてデータストリームに対して時空符号化を用いるか否かを自機の受信品質に基づいて指定する指定手段と、前記指定手段によって指定された送信方法を前記無線送信装置に通知する通知手段と、前記無線送信装置が使用したデータストリームの送信方法に応じて受信信号からデータストリームを取得する取得手段と、を有する構成を採る。
【００１９】
本発明の無線受信装置は、自機の受信品質を無線送信装置に通知する通知手段と、前記無線送信装置が使用したデータストリームの送信方法に応じて受信信号からデータストリームを取得する取得手段と、を有する構成を採る。
【００２０】
本発明の無線受信装置は、上記の構成において、前記無線送信装置が使用したデータストリームの送信方法を受信信号を解析することにより特定する構成を採る。
【００２１】
これらの構成によれば、無線受信装置の受信品質が劣化する場合に隣接セル干渉の影響を時空符号化によって緩和することができ、移動体通信システムの通信品質を維持することができる。また、隣接セル干渉が問題とならない場合には、時空符号化を施さないことにより伝送速度を向上させることができる。
【００２２】
本発明の無線受信装置は、上記の構成において、前記取得手段は、隣接セルで用いられている時空符号に基づいて前記隣接セルからの干渉成分に対し時空復号を行う時空復号手段と、時空復号結果から干渉成分のレプリカを作成するレプリカ作成手段と、受信信号から前記レプリカを減算する減算手段と、をさらに有する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、隣接セル干渉についても時空復号を行うことにより、干渉成分の除去能力を高めることができる。
【００２４】
本発明の無線送信装置は、互いに独立なデータストリームをそれぞれ複数の送信系統から同一周波数を用いて同時に無線送信する第１送信手段と、同一のデータストリームに時空符号化を施して複数のサブストリームを生成し、複数の送信系統からそれぞれ同一周波数を用いて同時に無線送信する第２送信手段と、を有し、無線受信装置から通知された送信方法または無線受信装置の受信品質に基づいて第１送信手段または第２送信手段を用いてデータストリームを無線送信する構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、無線受信装置から通知された送信方法もしくは受信品質に応じて自機におけるデータストリームの送信方法を変更するので、移動局がセルエッジに位置する際のように無線受信装置の受信品質が劣化する場合においても、移動体通信システムの通信品質を維持することができる。
【００２６】
本発明の移動局装置は、上記いずれかに記載の無線受信装置または無線送信装置を有する構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、上記と同様の作用効果を有する移動局装置を提供することができる。
【００２８】
本発明の基地局装置は、上記いずれかに記載の無線受信装置または無線送信装置を有する構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、上記と同様の作用効果を有する基地局装置を提供することができる。
【００３０】
本発明の移動体通信方法は、互いに独立なデータストリームをそれぞれ複数の送信系統から同一周波数を用いて同時に無線送信する第１送信ステップと、前記複数の送信系統から無線送信され、伝搬路において重畳された信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップの受信品質が閾値以下である場合、送信データストリームを、前記互いに独立な複数のデータストリームから同一のデータストリームから生成された複数のサブストリームに切り替え、複数の送信系統からそれぞれ同一周波数を用いて同時に無線送信する第２送信ステップと、を有するようにした。
【００３１】
この方法によれば、受信品質に応じて送信方法を変更するので、移動局がセルエッジに位置する際のように無線受信装置の受信品質が劣化する場合においても、移動体通信システムの通信品質を維持することができる。
【００３２】
本発明の無線受信方法は、無線送信装置におけるデータストリームの送信方法としてデータストリームに対して時空符号化を施すか否かを自機の受信品質に基づいて、指定する指定ステップと、前記指定ステップによって指定された送信方法を前記無線送信装置に通知する通知ステップと、前記無線送信装置が使用したデータストリームの送信方法に応じて受信信号からデータストリームを取得する取得ステップと、を有するようにした。
【００３３】
本発明の無線受信方法は、自機の受信品質を無線送信装置に通知する通知ステップと、前記無線送信装置が使用したデータストリームの送信方法に応じて受信信号からデータストリームを取得する取得ステップと、を有するようにした。
【００３４】
これらの方法によれば、無線受信装置の受信品質が劣化する場合に隣接セル干渉の影響を時空符号化によって緩和することができ、移動体通信システムの通信品質を維持することができる。また、隣接セル干渉が問題とならない場合には、時空符号化を施さないことにより伝送速度を向上させることができる。
【００３５】
本発明の無線送信方法は、互いに独立なデータストリームをそれぞれ複数の送信系統から同一周波数を用いて同時に無線送信する第１送信ステップと、同一のデータストリームに時空符号化を施して複数のサブストリームを生成し、複数の送信系統からそれぞれ同一周波数を用いて同時に無線送信する第２送信ステップと、を有し、無線受信装置から通知された送信方法または無線受信装置の受信品質に基づいて第１送信ステップまたは第２送信ステップを用いてデータストリームを無線送信するようにした。
【００３６】
この方法によれば、無線受信装置から通知された送信方法もしくは受信品質に応じて自機におけるデータストリームの送信方法を変更するので、移動局がセルエッジに位置する際のように無線受信装置の受信品質が劣化する場合においても、移動体通信システムの通信品質を維持することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、無線受信装置の受信品質に応じて、移動体通信システムの時空符号化処理の有無を切替えて通信を行うことにより、効率の良い伝送を可能とすることである。
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ここでは、セルラー方式を採用した基地局および移動局間で移動体通信を行う場合を例にとって説明する。
【００３９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る移動体通信システムにより通信が行われる下り回線の概要を示す図である。
【００４０】
図１において、基地局（ＢＳ）１００は、セル１９１を管理し、ＢＳ１１０は、セル１９２を管理している。そして、セル１９１内には、移動局（ＭＳ）１５０が存在する。
【００４１】
セル１９１において、ＢＳ１００は２本のアンテナ１０１、ＭＳ１５０は、２本のアンテナ１５１をそれぞれ有し、ＢＳ１００からＭＳ１５０へＭＩＭＯ伝送技術を用いた送信（以下、ＭＩＭＯ送信という）を行う。隣接セル１９２においても、ＢＳ１１０からセル１９２内にいるＭＳへ（図示せず）、セル１９１と同一の周波数を用いたＭＩＭＯ送信が行われている。
【００４２】
一般的に、ＭＳ１５０がＢＳ１００の近くに位置する場合には、ＢＳ１００から送信される所望信号Ｓ１の電力量は、他セル基地局ＢＳ１１０からの同一チャネル下り干渉量よりも大きく、良好な受信状態であることが期待される。
【００４３】
しかし、ＭＳ１５０がＢＳ１００の近傍のエリア（１９３）からセル１９１の境界付近（以下、セルエッジという）に移動した場合、状況が一変する。すなわち、ＭＳ１５０が図１の一点鎖線で示されるように、セル１９１のセルエッジに位置する場合、他セルの基地局ＢＳ１１０からの同一チャネル下り干渉量とＢＳ１００からの所望信号の電力量のレベル差が小さくなるため、ＢＳ１１０から到達する干渉波Ｉ１の影響を無視できなくなる。このため、ＭＳ１５０のＭＩＭＯ通信の受信特性が大きく劣化する。このとき、ＭＳ１５０は、Ｖ−ＢＬＡＳＴ（伝搬路行列に対する逆行列演算に基づくストリーム分離）のような簡便な分離アルゴリズムを用いたデータストリームの分離をすることはできない。より複雑なＭＭＳＥ（最小二乗誤差）基準などに基づいてデータストリームの分離を行うことが考えられるが、干渉波の影響によりデータストリーム分離能力は低下する。
【００４４】
そこで、本実施の形態においては、ＭＳ１５０がセルエッジに位置する場合、ＢＳ１００から送信されるストリームに時空符号化（ＳＴＣ；Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ　Ｃｏｄｉｎｇ）を施し、ＳＴＣ送信波Ｓ２として、ＭＳ１５０に送信する。ここで、ＳＴＣとは、複数のアンテナから符号化サブストリームを同時送信する方法として、米国特許第６，１１５，４２７号に開示された伝送技術である。
【００４５】
ＳＴＣは、符号化と送信ダイバーシチを結合した技術であり、もとのデータストリームは１つであるが、このデータストリームに対し時空符号化を行うことにより、複数の互いに異なるデータストリームを生成し、複数の送信アンテナからこれらのデータストリームを同時に同一周波数を用いて無線送信する。ＳＴＣを用いて伝送された信号を受信する無線受信装置は、受信信号に含まれるパイロットシンボルを用いて送信アンテナと受信アンテナの対ごとに対応する伝搬路の回線推定を行い、推定した回線特性に基づき、情報ビットとパリティビットが重畳された受信信号を復号して情報ビットを取り出す。
【００４６】
ＳＴＣにおいては、ＭＩＭＯ無線通信システムにおけるようなアンテナ数に関する制約条件はない。従って、多入力一出力（ＭＩＳＯ）無線通信システムや、受信アンテナ数が送信アンテナ数以下の無線通信システムを設計可能である。
【００４７】
ＭＩＭＯ伝送が複数の送信系統から異なるデータストリームを送信するのに対し、時空符号化伝送は、１つのデータストリームから生成された複数の符号化サブストリームを送信するため、ＭＩＭＯ伝送に比べてシンボルあたりの伝送能力は低下する。しかしながら、時空符号化伝送においては、符号化利得が見込まれるため、この分だけストリーム分離能力が向上することが期待できる。これにより、干渉成分の影響を受けにくくなる。また、各ビットに送信アンテナダイバーシチ利得があるため、各ビットの受信電力を増加させることができる。よって、上記のように同一チャネル干渉が大きな状況下では、時空符号化伝送の方がＭＩＭＯ伝送よりも優れたスループット特性を達成することが期待できる。
【００４８】
なお、ＭＳ１５０がセルエッジに位置するか否かの判断は、実際は、自機の受信品質（ＳＩＲ等）を閾値と比較して判断する。すなわち、受信品質が閾値以下である場合、移動局がセルエッジに位置していると判断する。このような構成をとるのは、移動局がセルエッジに位置する場合においても受信品質が劣化しない限りは通信方法を切り替える必要がないためである。
【００４９】
例えば、図１において、ＭＳ１５０がセルエッジに位置する際に受信する所望無線波はＢＳ１０１から送信されるＳＴＣ送信波Ｓ２となる。ここで、隣接セル１９２のセルエッジに移動局が存在しない場合には、ＢＳ１１０から送信される送信波はＢＳ１１０周辺に位置する移動局（図示せず）に対する下りＭＩＭＯ伝送信号のみになる。適切な下り送信電力制御が行われている場合には、距離減衰のために、このＭＩＭＯ伝送信号が他セル干渉Ｉ１としてＭＳ１５０に与える影響は少ない。
【００５０】
一方、図２に示すように、ＭＳ１５０がセルエッジに位置し、かつ、隣接セル１９２においてもセルエッジにＭＳ１６０が位置する場合には他セル干渉の影響が大きくなる。本実施の形態においては、ＢＳ１１０が、ＢＳ１００と同様にＭＳ１６０に対し、ＳＴＣ送信（Ｓ３）を行うことが想定され、この場合、セル１９１のセルエッジには、ＢＳ１１０から送信されたＳＴＣ送信波Ｉ２もある程度の強度を維持したまま到達する。
【００５１】
従って、本実施の形態においては、他セルからの下り同一チャネル干渉に関しても時空復号処理を行い、この復号結果を用いることにより干渉成分の除去を行う。これにより、セル境界付近に存在する移動局の下り回線の通信品質を維持することができる。なお、本実施の形態にかかる無線受信装置は、当該他セルにおいて使用されている時空符号を知っていることが必要であり、また、所望信号と干渉信号間では同期が取れていることが望ましい。
【００５２】
上記の構成により、基地局の近くにいたため、通信端末にリアルタイムの映像を何の問題もなく表示させていたユーザが、セルエッジに移動した場合でも、伝送レートはある程度低下するものの、映像が途切れたり、映像が全く表示されないという状況に陥ることを回避することができる。
【００５３】
図３は、本実施の形態に係る移動体通信システムにより通信が行われる上り回線の概要を示す図である。
【００５４】
セル１９１において、ＭＳ１５０からＢＳ１００へＭＩＭＯ送信を行う。隣接セル１９２においても、ＭＳ１６０からＢＳ１１０へ、同一の周波数を用いたＭＩＭＯ送信が行われている。
【００５５】
ここで、ＭＳ１５０およびＭＳ１６０が共に基地局の近傍に位置し、適切な上り送信電力制御が行われているならば、ＢＳ１００およびＢＳ１１０における所望信号の受信電力は隣接セルからの上り干渉電力と比較して十分大きいため、良好な上りＭＩＭＯ伝送が可能である。
【００５６】
しかし、ＭＳ１５０が図３の一点鎖線で示されるように、セル１９１のセルエッジに位置し、ＭＳ１６０がセル１９２のセルエッジに位置する場合、隣接セルのＭＳ１６０からの同一チャネル上り干渉量とＭＳ１５０からの所望信号の電力量のレベル差が小さくなるため、ＭＳ１６０から到達するＭＩＭＯ送信波（干渉波）Ｉ３の影響を無視できなくなる。
【００５７】
そこで、本実施の形態においては、ＭＳ１５０がセルエッジに位置する場合、ＭＳ１５０から送信されるストリームに時空符号化を施す。同様にＭＳ１６０から送信されるストリームに対しても時空符号化が施される。このとき、ＢＳ１００が受信する無線波はＭＳ１５０から送信されるＳＴＣ送信波Ｓ５およびＭＳ１６０から送信されるＳＴＣ送信波（干渉波）Ｉ３となる。そして、ＢＳ１００においては、他セル１９２からの上り同一チャネル干渉に関しても時空復号処理を行い、この復号結果を用いることにより干渉成分の除去を行う。これにより、基地局の上り回線の通信品質を維持することができる。
【００５８】
すなわち、上り回線においても隣接セルのセルエッジに移動局が位置する場合、移動局から送信される送信波がＢＳ１００にとって干渉波となるのでＳＴＣ送信に変更する。
【００５９】
このように、本実施の形態によれば、移動局がセルエッジに位置し、通信品質が劣化するような場合に、通信方法を切り替え、時空符号化により隣接セル干渉の影響を軽減するため、通信品質を維持することができる。
【００６０】
なお、ここでは、無線受信装置（移動局または基地局）が受ける他セル干渉量の影響を軽減する場合を例にとって説明したが、上記の通り、ＭＩＭＯ伝送と比較して、時空符号化伝送は、ストリーム分離能力が向上し、干渉成分の影響を受けにくくなり、また、各ビットの受信電力を増加させることができるメリットがある。よって、他セル干渉に限らず、無線受信装置の受信品質が劣化した場合には、本実施の形態に係る移動体通信システムを用いることにより、通信品質の改善が期待できる。
【００６１】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る無線受信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００６２】
図４に示す無線受信装置は、受信アンテナ２０１−１、２０１−２、受信無線処理（ＲＸ　ＲＦ）部２０２−１、２０２−２、Ａ／Ｄ変換部２０３−１、２０３−２、受信ＳＩＲ測定器２０４、切替制御部２０５、ＳＴＣ受信処理部２１０、およびＭＩＭＯ受信処理部２２０を有する。
【００６３】
そして、ＳＴＣ受信処理部２１０は、時空復号器２１３、レプリカ生成部２１４、および減算器２１５−１、２１５−２を有するＳＴＣキャンセラ２１１、および時空復号器２１２を有する。一方、ＭＩＭＯ受信処理部２２０は、ＭＩＭＯ検出部２２１およびマルチプレクサ（ＭＵＸ）２２２を有する。
【００６４】
受信アンテナ２０１−１、２０１−２で受信された信号は、受信無線処理部２０２−１、２０２−２、およびＡ／Ｄ変換部２０３−１、２０３−２を介して、所定の処理が施された後、受信ＳＩＲ測定器２０４および切替制御部２０５へ出力される。
【００６５】
受信ＳＩＲ測定器２０４は、受信信号の所望信号電力対干渉信号電力比を測定し、切替制御部２０５へＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　Ｒａｔｉｏ）情報を通知する。
【００６６】
切替制御部２０５は、受信信号のフレームを解析し、無線送信装置において使用された送信方法を抽出する。そして、この抽出情報に基づいて、受信信号をＳＴＣ受信処理部２１０またはＭＩＭＯ受信処理部２２０のいずれかに出力する。また、受信ＳＩＲ測定器２０４から通知されたＳＩＲ情報に基づいて、無線送信装置における送信方法を指定するための送信方法指定コマンドを生成し、送信無線処理部および送信アンテナ（共に図示せず）を介して、無線送信装置へ通知する。
【００６７】
ＳＴＣ受信処理部２１０に出力された信号は、ＳＴＣキャンセラ２１１を介して、ＳＴＣ干渉波が除去され、時空復号器２１２において、時空復号され、受信データとなる。
【００６８】
ＳＴＣキャンセラ２１１内においては、時空復号器２１３は、干渉信号の時空復号処理を行い、レプリカ生成部２１４に出力する。
【００６９】
レプリカ生成部２１４は、時空復号器２１３から出力された干渉信号の復号結果から干渉レプリカを生成し、減算器２１５−１、２１５−２に出力する。
【００７０】
減算器２１５−１、２１５−２において、切替制御部２０５から出力された信号からレプリカ生成部２１４の出力を減算することにより、干渉成分を除去する。これにより、所望信号に関する時空復号性能が高まる。
【００７１】
ＭＩＭＯ受信処理部２２０内においては、ＭＩＭＯ検出部２２１は、ＭＭＳＥ基準などに基づき、複数の送信系統で送信された情報ストリームの分離を行うＭＩＭＯ分離処理を行い、ＭＵＸ２２２に出力する。ＭＵＸ２２２は、分離処理後の複数のストリームに対し、パラレル／シリアル変換を行い、受信データを得る。
【００７２】
なお、切替制御部２０５は、時空符号化を施さず送信が行われている場合には、制御信号Ｃ１により、ＳＴＣ受信処理部２１０を停止して、消費電力の軽減を図る。
【００７３】
次いで、上記構成を有する無線受信装置の無線フレーム受信処理の手順について、図５に示すフロー図を用いて説明する。
【００７４】
ステップ（以下、ＳＴとする）２０１０において、切替制御部２０５は、無線フレームに含まれる制御情報を解析し、無線送信装置において無線フレームがどの送信方法を用いて送信されたか、送信方法を抽出する。
【００７５】
抽出情報に基づいて無線送信装置において時空符号化が施されているか否かを判断し（ＳＴ２０２０）、時空符号化が施されている場合にはＳＴＣ受信処理（ＳＴ２０３０）を行い、時空符号化が施されていない場合にはＭＩＭＯ受信処理（ＳＴ２０４０）を行う。
【００７６】
受信処理後に受信ＳＩＲ測定を行う（ＳＴ２０５０）。受信ＳＩＲが閾値以下であるか否かを判定し（ＳＴ２０６０）、受信ＳＩＲが閾値以下である場合には送信方法をＳＴＣに指定するコマンドを生成する（ＳＴ２０７０）。一方、干渉量が少なく、受信ＳＩＲが閾値より大きい場合には、送信方法をＭＩＭＯに指定するコマンドを生成する（ＳＴ２０８０）。上記のステップで生成された送信方法指定コマンドは、逆方向リンクにより無線受信装置から無線送信装置へ通知される（ＳＴ２０９０）。
【００７７】
図６は、本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００７８】
図６に示す無線送信装置は、デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）２５１、時空符号器２５２、切替器２５３、Ｄ／Ａ変換部２５４−１、２５４−２、送信無線処理（ＴＸ　ＲＦ）部２５５−１、２５５−２、および送信アンテナ２５６−１、２５６−２を有する。
【００７９】
送信データ系列は、デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）２５１および時空符号器２５２に入力される。デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）２５１は、入力された送信データ系列を複数のデータストリームに分岐し、切替器２５３に出力する。
【００８０】
時空符号器２５２は、入力された送信データ系列に対して時空符号化を行うことにより、複数の符号化サブストリームを生成し、切替器２５３に出力する。
【００８１】
切替器２５３は、上記の無線受信装置からフィードバックされ、受信アンテナおよび受信無線処理部（共に図示せず）を介して受信した送信方法指定コマンドに基づき、デマルチプレクサ２５１からの出力ストリーム、または、時空符号器２５２によって時空符号化されたストリームのいずれかを選択し、切り替えてＤ／Ａ変換部２５４−１、２５４−２に出力する。また、送信方法として時空符号化が指定されていない場合には、制御信号Ｃ２により時空符号器２５２を停止させて消費電力の軽減を図る。
【００８２】
切替器２５３から出力された複数ストリームは、それぞれＤ／Ａ変換部２５４−１、２５４−２、送信無線処理部２５５−１、２５５−２において所定の処理が施された後、送信アンテナ２５６−１、２５６−２を介して送信される。
【００８３】
送信アンテナ２５６−１、２５６−２から送信された送信ストリームは、異なる伝搬路を経由し、伝送後に空間的に重畳され、無線受信装置に受信される。
【００８４】
なお、本実施の形態に係る無線受信装置および無線送信装置は、セルラー方式を用いた移動局装置および基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用を有する移動局装置および基地局装置を提供することができる。
【００８５】
このように、本実施の形態によれば、受信ＳＩＲが低い場合に、通信方法を切り替え、時空符号化により隣接セル干渉の影響を軽減するため、通信品質を維持することができる。また、ＭＩＭＯ伝送に関わる回路と時空符号化に関わる回路で構成を共通にする部位を多く有しているので、回路規模を削減することができる。
【００８６】
なお、本実施の形態においては、無線受信装置の受信品質としてＳＩＲを使用する場合を例にとって説明したが、受信品質はＳＩＲに限定されず、Ｅｂ／Ｎｏ、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）等でも良い。
【００８７】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３に係る無線受信装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、この無線受信装置は、図４に示した無線受信装置と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８８】
本実施の形態の特徴は、基地局およびこの基地局近傍に位置する移動局間でＭＩＭＯ送受信を行っている際に、他セル干渉が急激に発生し、この干渉量の影響が無視できない場合、ＳＴＣキャンセラ２１１を用いて他セル干渉を除去することである。ここで、他セル干渉のデータストリームは時空符号化されているものとする。
【００８９】
受信アンテナ２０１−１、２０１−２で受信された信号は、受信無線処理部２０２−１、２０２−２およびＡ／Ｄ変換部２０３−１、２０３−２を介して所定の処理が施された後、２つの信号系統に分かれて出力される。第１の信号系統は、直接、切替制御部３０１へ出力される系統で、第２の信号系統は、ＳＴＣキャンセラ２１１を介してから切替制御部３０１へ出力される系統である。
【００９０】
第１の信号系統においては、信号は受信ＳＩＲ測定器２０４にも出力される。受信ＳＩＲ測定器２０４は、受信信号の所望信号電力対干渉信号電力比を測定し、切替制御部３０１へＳＩＲ情報を通知する。
【００９１】
切替制御部３０１は、ＳＩＲ情報に基づいて、受信信号もしくは受信信号から干渉レプリカを差し引いた信号のいずれかを、ＭＩＭＯ受信処理部２２０に出力する。その後の信号の処理は、実施の形態２と同様である。
【００９２】
このように、本実施の形態によれば、移動局が基地局近傍に存在しても、または、基地局において、他セル干渉量の影響が無視できない場合、他セル干渉を除去し、ＭＩＭＯ伝送の通信品質を維持することができる。
【００９３】
なお、本実施の形態は、実施の形態２と組み合わせて実施することもできる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、移動局がセルエッジに位置する際のように無線受信装置の受信品質が劣化する場合においても、移動体通信システムの通信品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る移動体通信システムにより通信が行われる下り回線の概要を示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係る移動体通信システムにおいて、移動局がセルエッジに位置する場合を説明するための図
【図３】本発明の実施の形態１に係る移動体通信システムにより通信が行われる上り回線の概要を示す図
【図４】本発明の実施の形態２に係る無線受信装置の構成の一例を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態２に係る無線受信装置の無線フレーム受信処理の手順を示すフロー図
【図６】本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の構成の一例を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態３に係る無線受信装置の構成の一例を示すブロック図
【符号の説明】
１００、１１０　基地局
１０１、１１１、１５１、１６１　アンテナ
１５０、１６０　移動局
１９１、１９２　セル
２０１−１、２０１−２　受信アンテナ
２０４　受信ＳＩＲ測定器
２０５　切替制御部
２１０　ＳＴＣ受信処理部
２１１　ＳＴＣキャンセラ
２１２、２１３　時空復号器
２１４　レプリカ生成部
２２０　ＭＩＭＯ受信処理部
２５２　時空符号器
２５３　切替器
２５６−１、２５６−２　送信アンテナ
３０１　切替制御部
Ｓ１〜Ｓ６　無線送信波
Ｉ１〜Ｉ３　干渉波
【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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