(57)【要約】  ユーザ機器と通信するように構成された複数の無線トランシーバ局を含む無線通信システムにおける干渉を特徴付ける方法が本明細書に開示されており、本方法は、サービストランシーバ局と無線通信するユーザ機器によって、干渉トランシーバ局からの干渉を示す量を測定するステップと、サービストランシーバ局に測定された量を送るステップと、少なくとも１つのコードブックをサービストランシーバ局と関連付けるステップであって、前記コードブックは、サービストランシーバ局によってカバーされるエリアにおけるそれぞれの量子化された干渉状況を各々が表すいくつかのコードワードを含む、ステップと、ユーザ機器によって測定された量を表すコードワードをコードブック中で識別するステップとを含む。
2010518714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ機器と通信するように構成された複数の無線トランシーバ局を含む無線通信システムにおける干渉を特徴付ける方法であって、
サービストランシーバ局と無線通信するユーザ機器が、干渉トランシーバ局からの干渉を示す量を測定するステップと、
前記測定された量を前記サービストランシーバ局に送るステップと、
前記サービストランシーバ局によってカバーされるエリアにおけるそれぞれの量子化された干渉状況を各々表すいくつかのコードワードを含む少なくとも１つのコードブックを前記サービストランシーバ局と関連付けるステップと、
前記ユーザ機器によって測定された前記量を表すコードワードを前記コードブック中で識別するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記ユーザ機器によって測定された前記量を表すコードワードを前記コードブック中で識別するステップは、
選択されたノルムに基づいて前記ユーザ機器によって測定された前記量に最も近い前記コードワードを前記コードブック中で識別するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ユーザ機器によって測定された前記量を表すコードワードを前記コードブック中で識別するステップは、
前記干渉トランシーバ局からの同じ干渉を受ける異なるユーザ機器に対して異なるコードワードを識別するステップを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ユーザ機器によって測定された前記量を表すコードワードを前記コードブック中で識別するステップは、
前記干渉トランシーバ局からの同じ干渉を受ける異なるユーザ機器に対して同じコードワードを識別するステップを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記サービストランシーバ局が、いくつかの物理リソースブロック中に編成される周波数帯においてユーザ機器と通信するように構成され、少なくとも１つのコードブックを前記サービストランシーバ局と関連付けるステップは、
コードブックを各物理リソースブロックと関連付けるステップを含む、先行する請求項１から３のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記サービストランシーバ局が、いくつかの物理リソースブロック中に編成される周波数帯においてユーザ機器と通信するように構成され、少なくとも１つのコードブックを前記サービストランシーバ局と関連付けるステップは、
同じコードブックをいくつかの物理リソースブロックと関連付けるステップを含む、先行する請求項１から４のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記コードブック中のコードワードの数が固定である、請求項１から６のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項８】
同じユーザ機器によって、または異なるユーザ機器によって連続して測定される量と、前記コードブック中の代表の前記コードワードとの間の差のノルムを、所与のしきい値より下にを保つように前記コードブック中のコードワードの数が可変である、請求項１から６のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つのコードブックを前記サービストランシーバ局と関連付けるステップは、
初期のコードブックを与えるステップと、
前記コードブックを更新するステップとを含む、請求項１から８のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
同じユーザ機器によって、または異なるユーザ機器によって連続して測定される量と、前記コードブック中の代表の前記コードワードとの間の差のノルムを、所与のしきい値より下にを保つように前記コードブックが更新される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記コードブックを更新するステップは、
前記コードブック中の前記コードワードのサブセットを不変に保ち、新規のユーザ機器が前記サービストランシーバ局によってサービスされ始めると、前記ユーザ機器によって測定される前記量と前記コードブック中のそれぞれの代表の前記コードワードとの間の差のノルムを最小にするステップを含む、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
初期のコードブックを与えるステップは、
測定された量の１つまたは複数の組を収集するステップと、
前記組をサブセットに分割するステップと、
前記サブセットの重心を計算するステップと、
前記の計算された重心で前記コードブックを形成するステップとを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
初期のコードブックを与えるステップは、
前記初期のコードブックを疑似ランダム的に生成するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
初期のコードブックを与えるステップは、
すべての前記干渉トランシーバ局の等しい干渉電力を表す初期のコードブックを生成するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
初期のコードブックを与えるステップは、
極めて強い干渉電力状況を表す初期のコードブックを生成するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
初期のコードブックを与えるステップは、
最も強い干渉トランシーバ局の干渉電力において広いダイナミックレンジを、最も弱い干渉トランシーバ局の干渉電力において小さいダイナミックレンジを表す初期のコードブックを生成するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
前記ユーザ機器が、干渉トランシーバ局の少なくとも１つのサブセットからの干渉を示す量を測定するように構成される、請求項１から１６のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのサブセットが、前記サービストランシーバ局の周りの干渉トランシーバ局の第１の層を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのサブセットが、前記サービストランシーバ局の周りの干渉トランシーバ局の前記第１の層および第２の層を含む、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
識別されたコードワードごとにインデックスを記憶するステップであって、各インデックスは前記コードブック中の前記コードワードの位置を示す、ステップをさらに含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記の記憶されたインデックスに基づいてそれによってサービスされる前記ユーザ機器を、前記サービストランシーバ局がグルーピングするステップをさらに含む、
請求項１から２０のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
ユーザ機器のグループ中の少なくとも１つの代表のユーザ機器を、前記サービストランシーバ局が識別するステップと、
前記干渉トランシーバ局からの干渉を示す前記量を測定し送るように、前記サービストランシーバ局が前記代表のユーザ機器に要求するステップとをさらに含む、
請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記干渉トランシーバ局からの干渉を示す前記量をラウンドロビン式に測定し送るように、前記サービストランシーバ局が前記グループ中の前記ユーザ機器に要求するステップをさらに含む、
請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記干渉トランシーバ局からの干渉を示す前記量を測定するように、前記グループ中で且つ前記サービストランシーバ局によってカバーされるエリア内の低いモビリティを有する前記ユーザ機器に前記サービストランシーバ局が要求するステップをさらに含む、
請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
各トランシーバ局が、いくつかの物理リソースブロック中に編成される周波数帯においてユーザ機器と通信するように構成され、ユーザ機器が前記干渉トランシーバ局からの干渉を示す量を測定するステップは、
それぞれのパイロットチャネルにおいて前記干渉トランシーバ局によって送信されるパイロット信号の電力を、前記ユーザ機器が測定するステップを含む、請求項１から２４のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
前記干渉トランシーバ局の物理リソースブロックにおいて前記干渉トランシーバ局によって使用される送信電力を前記サービストランシーバ局に伝達するステップと、
前記ユーザ機器によって測定される前記パイロット信号の電力、および前記干渉トランシーバ局の物理リソースブロックにおいて前記干渉トランシーバ局によって使用される前記送信電力に基づいて、前記ユーザ機器の物理リソースブロックにおいて前記ユーザ機器が受ける干渉電力を前記サービストランシーバ局が決定するステップをさらに含む、
請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記ユーザ機器によって測定される前記パイロット信号の前記電力、および前記干渉トランシーバ局の物理リソースブロックにおいて前記干渉トランシーバ局によって使用できる最大送信電力に基づいて、前記ユーザ機器の物理リソースブロックにおいて前記ユーザ機器が受ける干渉電力を前記サービストランシーバ局が決定するステップをさらに含む、
請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
ユーザ機器と通信し、請求項１から２７のうちのいずれかに記載の前記の干渉特徴付け方法を実現するように構成された複数の無線トランシーバ局を含む、無線通信システム。
【請求項２９】
無線通信システムにおける無線トランシーバ局のプロセッサのメモリ中にロード可能なコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラム製品が処理システム上で稼動するときに、請求項１から２７のうちのいずれかに記載の前記の干渉特徴付け方法を実現するためのソフトウェアコード部分を含む、コンピュータプログラム製品。
【請求項３０】
無線通信システムにおいて干渉を緩和する方法であって、
請求項１から２７のうちのいずれかに記載の前記の干渉を特徴付けるステップと、
無線リソース管理（ＲＲＭ）レベルで動作する干渉を緩和するステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にワイヤレス通信システムに関し、より詳細には、セルラーおよび非セルラーの無線通信システムにおける同一チャネル干渉の特徴付け、フィードバックの低減、および干渉の緩和に関する。
【０００２】
特に、本発明が有利さを見出せるセルラー無線通信システムは、制限的な適用例ではないが、たとえば、いわゆるＢｅｙｏｎｄ３Ｇ（第３世代）セルラー無線通信システム、すなわち、たとえば３ＧＰＰ  ＬＴＥ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ  Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）セルラー無線通信システムとして知られているシステムなど、３Ｇセルラー無線通信システムよりも広い送信帯域幅を有する新世代セルラー無線通信システムである。
【０００３】
本発明が有利さを見出せる非セルラー無線通信システムは、制限的な適用例ではないが、たとえばワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、特にＷｉＭＡＸであり、ＷｉＭＡＸは、公式にＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮとして知られるＩＥＥＥ８０２．１６標準の準拠およびインターオペラビリティを促進するために形成されたＷｉＭＡＸフォーラムによってワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ）として定義され、ＷｉＭＡＸフォーラムによって「ケーブルおよびＤＳＬの代替としてラストマイルのワイヤレスブロードバンドアクセスの供給を可能にする標準ベースの技術」として説明されている。
【背景技術】
【０００４】
セルラー無線通信に基づくセルラー電話システムおよびポータブル／モバイル・ユーザ機器／端末は、ここ何年かの間で、アナログから、最初のデジタルである狭帯域周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）送信（第１世代（１Ｇ）セルラー無線通信システム）に、次いで狭帯域周波数分割多元接続および時分割多元接続（ＦＤＭＡ／ＴＤＭＡ）送信（第２世代（２Ｇ）セルラー無線通信システム）に、さらに最近のデジタルであるブロードバンド符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）送信（第３世代（３Ｇ）セルラー無線通信システム）に発展した。
【０００５】
現在、研究は、たとえば３ＧＰＰ  ＬＴＥセルラー無線通信システムとして知られているシステムなど、３Ｇセルラー無線通信システムよりも広い送信帯域幅を有する新世代セルラー無線通信システムに移行している。送信帯域幅が増大すると、トランシーバは一般に、使用される変調および多重化のタイプに応じて、それら回路の複雑度の増大を示す。送信システムの帯域幅が数ＭＨｚ（約１０ＭＨｚ）よりも大きくなると、トランシーバ回路の複雑度をできる限り低く保つためにマルチキャリア変調がしばしばより適切になる。
【０００６】
特に、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）は、送信側と受信側の両方における周波数領域中の信号を処理する経済的なトランシーバで使用するために特に適していることがわかっている。より詳細には、ＯＦＤＭは、周波数分割多重化（ＦＤＭ）の原理に基づくが、デジタル変調方式として実装される。具体的には、送信されるビットストリームは、いくつかのパラレルビットストリーム、一般に数十から数千に分割される。利用可能な周波数スペクトルはいくつかのサブチャネルに分割され、標準の変調方式、たとえばＰＳＫ、ＱＡＭなどを使用して副搬送波を変調することによって各低レートビットストリームが１つのサブチャネル上で送信される。副搬送波周波数は、変調されたデータストリームが互いに直交するように選択され、これはサブチャネル間の漏話がなくなることを意味する。この直交性は、副搬送波が副搬送波のシンボルレートによって等間隔に離間されているときに生じる。ＯＦＤＭの主な利点は、複雑な等化フィルタなしに、厳密なチャネルの状態、たとえばマルチパスおよび狭帯域干渉に対処するその機能である。チャネル等化は、１つの急速に変調された広帯域信号の代わりに、多数のゆっくり変調された狭帯域信号を使用することによって簡易化される。３ＧＰＰ  ＬＴＥセルラー無線通信システムはＯＦＤＭベースの物理層を使用することが予想される。特に、最初のものは、ＯＦＤＭベースのダウンリンクおよびシングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣＦＤＭＡ）ベースのアップリンクを有することが予想される。
【０００７】
セルラー無線通信システムの他に、トランシーバは早くから広帯域幅へ発展した。たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１１標準ファミリに準拠するＷＬＡＮは、２０ＭＨｚチャネルを使用し、６４副搬送波ＯＦＤＭ変調で送信する。より詳細には、ＷＬＡＮでは、所与の周波数チャネルがすでに使用中のときに送信を回避する、キャリア検知多重アクセス衝突回避方式（ＣＳＭＡＣＡ）と呼ばれる、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルによって送信が制御される。このため、所与のＷＬＡＮセル内では、通常、異なるトランシーバ間の直接的な同一チャネル干渉はない。さらに、ホットスポットのようなテリトリーカバレッジでは、ＷＬＡＮセルは通常物理的に分離されており、それにより、たいていの場合、他セル干渉は大幅に制限される。しかしながら、３ＧＰＰ  ＬＴＥセルラー無線通信システムでは、ＯＦＤＭは、ＷＬＡＮと比較してまったく異なる環境で機能することが予想される。実際、連続的な無線カバレッジが必要とされるセルラー無線通信システムでは、ダウンリンク（ＤＬ）でトランシーバ局によって送信される信号またはアップリンク（ＵＬ）で端末またはユーザ機器（ＵＥ）によって送信される信号は、近接セルのサービスエリアと重なることがある。一方、高いスペクトル効率に対する需要は、２Ｇセルラー無線通信システムのような高周波数再利用の使用を事実上妨げ、それにより、たとえばＬＴＥ無線通信システムでは、ユニタリでない場合、周波数再利用ファクタが低くなることが予想される。ＬＴＥ無線通信システムでは、特にセル縁部の極めて強い同一チャネルにおいて、システム内干渉が存在し、適切に緩和されない場合、ユーザ処理能力を実質的に低下させる可能性がある。セル間干渉は、たとえば無線資源管理（ＲＲＭ）機構（すなわち干渉調整）、または複数のアンテナを用いた空間的抑圧およびセル間干渉の検出／減算に基づく消去など、レイヤ１機構を使用することによって緩和できる。これらの機構の分類は、たとえば、３ＧＰＰ  ＴＲ  ２５．８１４の「Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ  ａｓｐｅｃｔ  ｆｏｒ  ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ（ＵＴＲＡ）（発展型ユニバーサル地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）のための物理層態様）」セクション７．１．２．６に出ている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
出願人は、干渉制御および緩和を目的とするＲＲＭ機構がいくつかの欠点を有する場合がある点に気付いた。特に、ダウンリンク送信に関して、以下のことが言える（同じ結論がアップリンク送信にも当てはまる）。
【０００９】
・干渉制御がセル内の干渉状況の知識に基づいている場合、これは、干渉測定のセットが（おそらくユーザ機器によって）実行されなければならないことを暗示する。全ＯＦＤＭスペクトルが、副搬送波ブロック、またはより詳細には、一般に物理リソースブロック（ＰＲＢ）と呼ばれる１つまたは複数の連続的なＯＦＤＭシンボルの１つまたは複数の副搬送波のサブセットに分割される場合、ユーザ機器は、ＰＲＢごとにこれらの測定のセットを実行することができ、またはＰＲＢの数よりも少ないいくつかの測定のセットを実行することができる。近接するセルのうちのどのセルから干渉が起こるかを区別する機能は、各ユーザ機器がセル固有のトレーニングシーケンス（パイロット信号シーケンス）についての知識を有しなければならないことを暗示し、前のステップは必然的に、メモリ空間、計算リソースの使用およびそれに伴うユーザ機器における電力消費につながる。
【００１０】
・干渉測定はサービストランシーバ局にフィードバックされなければならず、それはアップリンク帯域幅の利用を暗示する。
・干渉制御によるシステム処理能力の大域的最適化を達成するＲＲＭアルゴリズムは、（過度の計算および／またはシグナリング負荷のため）システムの計算およびシグナリング能力を超える。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、上に挙げた欠点のうちの少なくともいくつかを軽減することができ、特に干渉の緩和を簡単なアルゴリズムおよび軽い計算負荷で実行できるようにする方法を提供することである。これはまた、アップリンクシグナリング帯域幅の低減を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、本発明が、添付の特許請求の範囲において定義される、無線通信システムにおける干渉を特徴付ける方法、無線通信システムにおける干渉を緩和する方法、およびこの干渉特徴付け方法を実装するように構成されたシステムおよびコンピュータプログラム製品に関するという点で、本発明によって達成される。
【００１３】
本発明は、ベクトル量子化を使用することによってユーザ機器の位置についての何らかの情報を使用せずに、セルラー無線通信システムのセル内の干渉状況をマッピングし特徴付けることによって、上述の目的を達成する。詳細には、本発明は、セルラー無線通信システムの、一般にノードＢと呼ばれる、各トランシーバ局またはトランシーバ局群において、トランシーバ局によってサービスされるセル中に存在する任意の干渉状況をベクトル量子化を介して表し特徴付けるそれぞれの代表ベクトルによって定義されるコードワードからなるコードブックを利用することを提案する。コードブック中の各コードワードは、所与の干渉トランシーバ局の干渉電力を各々が表す所与の数の構成要素（または次元）からなり、ある時刻にコードワードの構成要素の数がとる値は、その次元が干渉電力であるベクトル空間中のポイントを表す。
【００１４】
本発明の一態様では、すべての主要な干渉トランシーバ局を考慮に入れることができるように各コードワードの構成要素の数が選択される。
詳細には、所与のセル中のユーザ機器は、主要な干渉トランシーバ局の各々からセル中のユーザ機器が受ける干渉電力を含むフィードバックメッセージを、セルを監督するトランシーバ局に送る。これらのフィードバックメッセージに基づいて、コードブックは、どの時点でも、容認できる量子化エラー内でセルの干渉状況が表されるように、時間的に動的に発展することができる。
【００１５】
好ましくは、新規のユーザ機器がセルに入るときの量子化エラーを最小にするためにコードワードのサブセットを時間的に不変に保つことができる。
トランシーバ局は、セル中のユーザ機器の各々を表すために１つのコードワードを選択することができ、また、コードワードは１つより大きなユーザ機器を表すことができる。
【００１６】
本発明を有利に使用して、あらゆる干渉トランシーバ局がその近接するセル上で引き起こす影響についての十分な知識に基づいて干渉の制御および低減のアルゴリズムを開発することができる。これらのアルゴリズムはまた、必要に応じて任意のＰＲＢ上で、放射される干渉電力の可能な低減について交渉するために異なるトランシーバ局間でメッセージが交換できるように考案されなければならない。本発明はまた、アップリンクフィードバックメッセージを有効に低減するために採用できる。特に、ベクトル量子化を使用して、いわゆるユーザ機器グルーピングを実行することができる。詳細には、異なるユーザ機器が、それぞれのトランシーバ局に、同じコードワードによって表されるフィードバックメッセージを送るときに、これらのユーザ機器を一緒にグルーピングすることができる。その後、所定の時間間隔の間、トランシーバ局は、グループ全体ではなく、グループの代表サンプルとして働くこれらのユーザ機器のうちの１つのみまたはいくつかのみからの測定フィードバックメッセージを要求することができる。サービストランシーバ局が、グループのメンバが受ける干渉状況が異なると推定するまで、所与のグループに属するユーザ機器はフィードバックメッセージをラウンドロビン式に送信することもできる。
【００１７】
次に、本発明をよりよく理解するために、添付の図面を参照しながら、例にすぎず、限定的なものと解釈すべきではない好ましい実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１ａ】セルラー無線通信システムの２つのノードＢとそれぞれのノードＢによって各々サービスされる２つのユーザ機器との間のＦＤＤ−ＤＬ送信の場合を概略的に示す図である。
【図１ｂ】セルラー無線通信システムの２つのノードＢとそれぞれのノードＢによって各々サービスされる２つのユーザ機器との間のＦＤＤ−ＵＬ送信の場合を概略的に示す図である。
【図２】図１のセルラー無線通信システムのノードＢに関連付けられたコードブックを示す図である。
【図３】干渉ノードＢ、およびそのノードＢに同じ代表コードワードを有するフィードバックメッセージを送信する３つのユーザ機器を伴う干渉シナリオを概略的に示す図である。
【図４】ノードＢ間ネットワークシグナリング、およびサービスノードＢと干渉ノードＢとユーザ機器との間のアップリンク無線インターフェースシグナリングを概略的に示す図である。
【図５】本発明の動作原理のブロック図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下の説明は、当業者が本発明を製作し使用することができるように提示される。実施形態への様々な変更は当業者に容易に明らかとなるものであり、本明細書の一般的な原理は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく他の実施形態および適用例に適用できる。したがって、本発明は、図示の実施形態に限定されるものではなく、本明細書で開示され、添付の特許請求の範囲で定義される原理および特徴に一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
【００２０】
さらに、以下では、一般性を失わずに、３ＧＰＰ  ＬＴＥセルラー無線通信システムに言及するが、本発明はＷｉＭＡＸまたはＷＬＡＮなど他のタイプのセルラーまたは非セルラーシステムにも適用できることは依然として明らかである。このため、ネットワークインフラストラクチャの一部であるトランシーバ局に言及する場合は、３ＧＰＰ  ＬＴＥセルラー無線通信システムで通常採用される用語である「ノードＢ」という用語を使用する。
【００２１】
一例として、図１ａおよび図１ｂは３ＧＰＰ  ＬＴＥセルラー無線通信システムのノードＢ１およびノードＢ２によって示される２つのノードＢ、ならびにＵＥ１およびＵＥ２によって示され、それぞれのノードＢによってそれぞれサービスされる２つのユーザ機器を概略的に示す。具体的には、図１ａはＦＤＤ−ＤＬ（周波数分割二重ダウンリンク）送信の場合を示し、図１ｂはＦＤＤ−ＵＬ（周波数分割二重アップリンク）送信の場合を示す。さらに、図１ａと図１ｂの両方で、実線は有用な信号を表し、破線はセル間干渉を表す。
【００２２】
当該通信システムでは、ＯＦＤＭＡベースのダウンリンク（ＤＬ）が採用され、通信システム中のあらゆるノードＢがそれぞれＱ個の構成要素からなるＭ個のコードワード（ＣＷ）の集合体によって定義されるコードブック（ＣＢ）に関連付けられると仮定される。コードブックを形成するコードワードは図２に示されている。
【００２３】
コードワードは次のように表すことができる。
Ｃｉ＝｛Ｃｉ，１，．．．，Ｃｉ，Ｑ｝，ｉ＝１．．．Ｍ    （１）
一方、コードブックは次のように表すことができる。
【００２４】
χ＝｛Ｃ１，，．．．，ＣＭ｝    （２）
簡潔にするために、単一の物理リソースブロック（ＰＲＢ）について検討し、コードブックはその特定の物理リソースブロックに関係すると仮定する。実際の実装形態では、物理リソースブロックごとに１つのコードブックが必要になることがある。
【００２５】
コードワードのＱ個の構成要素はそれぞれ、当該サービスノードＢと干渉している特定のノードＢの干渉電力を表す。
「サービスノードＢの干渉ノードＢ」に関する本発明では、サービスノードＢの周波数リソースの同じセットまたはサブセットを使用することができるノードＢを意図した。
【００２６】
実際の実装形態では、各コードワードの構成要素は、量子化された干渉電力を表す数である。
さらに、セル中の各ユーザ機器がＱ個の異なる干渉ソースから来る干渉電力を測定すると仮定する。ｋ番目のユーザ機器は、サービスノードＢに、Ｑ個の順序付けされた値のベクトルを定期的にフィードバックし、これは次のように表すことができる。
【００２７】
φｎｋ＝｛ｐ１，．．．，ｐＱ｝    （３）
ここで、ｎは時刻であり、ｎおよびｋからの｛ｐ１，．．．，ｐＱ｝の依存関係は、表記を簡潔にするために省略してある。
【００２８】
次いで、ベクトル量子化を使用して、コードブック中にフィードバックφｎｋの１つの代表（コードワード）を見つける。ユークリッドノルムに基づく量子化を採用する場合、代表コードワードは次のように表すことができる。
【００２９】
【数１】
2010518714.tif 000003
【００３０】
他のタイプのノルムも本発明に適用可能である。一例として、異なるタイプのノルムも提案され、その場合、異なる重みαおよびβを有する２つのグループの干渉物（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｒ）を区別することが可能である。
【００３１】
【数２】
2010518714.tif 000004
【００３２】
干渉ノードＢの第１グループに対する次元（構成要素）は
【００３３】
【数３】
2010518714.tif 000005
【００３４】
であり、第２のグループに対する次元（構成要素）は
【００３５】
【数４】
2010518714.tif 000006
【００３６】
である。
各コードワード中の構成要素Ｑの数は、設計段階で決定され、個々の必要に応じて異なるが、都合上、少なくともサービスノードＢの周りの干渉セルの第１の層中のセルの数と同じでなければならない。より厳密な設計では、サービスノードＢの周りの干渉セルの第２の層も考慮に入れることができる。たとえば、六角形セルのレイアウトの場合、サービスノードＢのすぐ周りに６つのセルがあり、したがってＱ＝６である。干渉セルの第２の層を考慮に入れる場合、Ｑ＝１８である。また様々なＱの値を実際の実装形態に採用することができる。たとえばより簡単な実装形態では、干渉物の第１の層または第１および第２の層のサブセットのみを考慮に入れることができる。実装者は、平均してサービスセルに最も強い影響を及ぼすサービスセルの干渉ノードＢのみを選択することを選ぶことができる。
【００３７】
ある時刻にコードワードの構成要素によって仮定される値は、その次元が干渉電力であるベクトル空間のポイントを表す。コードワードは、ユーザ機器が受ける干渉電力についての情報以外は、特定のユーザ機器の地理的配置についての情報を含まないことを強調することが重要である。所与の時刻ｎに、セル内のユーザ機器の地理的位置とコードワードとの間の対応はあるが、これは概して二重一義的対応関係（ｂｉ−ｕｎｉｖｏｃａｌ  ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ）ではない。この概念は図３に示されており、ここでは３つの異なるユーザ機器への同じ経路損失を有する単一の干渉ノードＢを有すると仮定される。この場合、３つのユーザ機器は地理的にセルの異なる地点に位置するが、同じ干渉電力を受けており、したがってノードＢに同じ代表コードワードを有するフィードバックメッセージを送信する。一般に、同じコードワードによって表される２つのユーザ機器に生じる干渉状況は互いに極めて緊密である必要はなく、多少異なることがあり、２つのフィードバックベクトルは一定のそれぞれの距離を有することを意味する。
【００３８】
コードブックのコードワードＭの数は時間的に固定または可変であり、概してＭが大きい方が平均ベクトル量子化エラーがより小さくなる。詳細には、Ｍは、セル中のユーザ機器が受ける（電力ベクトルとして意図される）あらゆる干渉状況に対する平均量子化エラーが所与のしきい値を下回るような方法で設計されなければならず、その場合、量子化エラーは次のように定義できる。
【００３９】
【数５】
2010518714.tif 000007
【００４０】
まずノードＢがアクティブになると、それぞれのコードブックは標準の値に予め設定される。以下に、好都合な初期値設定のいくつかの例を挙げる。
・様々な干渉セルの干渉電力の多くの測定値の集合は（ベクトル量子化の理論からよく知られているように）ベクトル空間として使用してサブセットに分割することが可能であり、その場合、分割（サブセット）の重心は初期値設定のためのコードブックを構成する。このようにして得られたコードブックはセルの形状に依存する可能性があり、したがって少なくとも１つのコードブックが形状ごとに利用可能でなければならない。コードブックが使用されることになる特定のセルに測定値が関連する場合、ネットワークが、セル固有のトレーニング段階を含むポリシーを採用することを意味する。他の場合は、セル固有のコードブックではなく、一般的なコードブックが使用されることになる。
【００４１】
・初期コードブックは、極めて強い干渉状況、たとえば干渉ノードＢからの経路損失が極めて低いときにユーザ機器が受ける干渉を表すように決定できる。干渉制御アルゴリズムの種類に応じて、この種のコードブックは、少なくともセル外縁では、ノードＢに最初に大きい周波数再利用ファクタを採用させることができる。
【００４２】
・初期コードブックは疑似ランダム的に生成できる。
・初期コードブックは、すべての干渉ノードＢの等しい干渉電力を表すためのようなものでもよい。たとえば、一定数のコードワードはそれらの列のすべてまたは列の一部に同じ値を有することができ、それは干渉ノードＢの第１の層に対応しなければならない。場合によっては、各コードワードは（特定のノードＢのみからの干渉寄与を表すように）ゼロとは異なるただ１つの列を有することができる。
【００４３】
・初期コードブックは、地理的により近いノードＢと一致する可能性がある最も強い干渉ノードＢの干渉電力を表現する値におけるより広いダイナミックレンジを表すためのようなものでもよい。より小さいダイナミックレンジは、より離れたノードＢを表現する値、たとえば干渉ノードＢの第２の層中の値におくことができる。この配置は、セル内のユーザ機器の移動が、そのセルにより近い干渉ノードＢに対するより大きい相対的な距離の変化を意味すると考えると理解できる。したがって、受信干渉電力の変化は、概してセル境界の近傍にある干渉ノードＢに対して大きい。一方、その変化は、セル境界からより離れた干渉ノードＢに対してより小さい。
【００４４】
・セルを一定数のエリアに分割し（たとえば、六角形セルを中央に端部をもつ６つの三角形の対称的なエリアに分割し）、次いであらゆる干渉ノードＢが平均電力と同量を送信すると仮定して、コードワードを各エリアに均等に分配する。
【００４５】
初期値設定の後、ノードＢは、次いでノードＢによって監督されるセル中のユーザ機器からのフィードバックメッセージに基づいてコードブックを更新する。フィードバックメッセージは、セル中のユーザ機器が主要な干渉ノードＢの各々から受信する干渉電力を含む。セル中のユーザ機器が受ける干渉は変化することがあるので、コードブックは平均ベクトル量子化エラーを制限するように変更できる。動的にコードブックを更新するアルゴリズムは、過去に、たとえば音声認識の分野で使用されており、文献（たとえば、Ａｌｌｅｎ  Ｇｅｒｓｈｏ、Ｒｏｂｅｒｔ  Ｍ．  Ｇｒａｙ著「Ｖｅｃｔｏｒ  Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ（ベクトル量子化と情報圧縮）」Ｋｌｕｗｅｒ  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、６０２ページ、６２０ページ）に記載されている。コードブックが観測された測定値に収束する速度は、干渉制御のために、フィードバックチェーンの全構成で使用されるアルゴリズムのタイプに依存する。たとえば、ユーザ機器のグルーピングが実行される場合、コードブックの収束はいくら高速にしてもしすぎるということはなく、さもなければ（高速の収束は、どのグルーピングが実行されるかに関するコードワードにおける大きい勾配を暗示するので）これはユーザ機器グルーピング自体の不安定を引き起こす。ただし、動的なコードブック展開の全体的な効果は、より多数のコードワードが、測定密度がより高いベクトル空間の領域に収束することである。
【００４６】
場合によっては、コードブック中のコードワードのサブセットを固定のままにすることができ、すなわち、それらはコードブックの動的な展開に貢献せず、または、それらは厳密に不変でなくてもよく、むしろ限られた範囲の可変性を有することができる。さらに、新規のユーザ機器がそのセルによってサービスされ始めるときに量子化エラーを最小にするために、（セル内の任意の位置で電源を入れるかまたはそのセルに入るユーザ機器に相対的に近接していなければならないので）これらの不変または準不変のコードワードはセルの全領域に最初に分配できる。それらの機能は、コードブックがそれらコードワードに収束するまで過渡的な段階において特に重要である。
【００４７】
前述の説明は、ユーザ機器がすべての主要な干渉ノードＢから来る干渉電力、すなわち高速のフェージングの急速な変化によって影響されない長期の平均干渉電力を測定することができるという仮定に基づく。干渉電力測定は、直交性（たとえばコード、周波数または時間の直交性）に基づいて分離可能である、セル固有のパイロット信号についてのユーザ機器の知識によって可能になる。異なる態様では、ノードＢは、各干渉ノードＢからの干渉電力を測定できることを保証するために、「チェス盤パターン」送信方式（セル間干渉が干渉物の第２の層に制限されるかまたはそれよりも少ないときに特定の時間の瞬間が存在する送信方式）で構成できる。ＰＲＢはすでに周波数に分離されているので、原則として、パイロット信号がＰＲＢ固有である必要はない。
【００４８】
一定の遷移時間の後、ノードＢはトラッキングモードに入り、そこでは、制限された量子化エラー内でサービスしているユーザ機器のすべての干渉状況を常に表すことができなければならない。トラッキングモードでは、システムは次のように働くことになっている。
【００４９】
・フィードバックが予定されている各ユーザ機器は、ノードＢに、ごく最近の測定期間に対する１組の測定値を送信する。
・ノードＢは、フィードバックメッセージのベクトル量子化を実行して、フィードバックメッセージに対する代表コードワードを見つける。
【００５０】
・ノードＢは、すべてのサービスされるユーザ機器を表す干渉データベースにベクトル量子化の後に識別されたコードワードに対する指標のみを記憶し、その記憶された指標はコードブック中の識別されたコードワードの位置を表し、したがって制限されたメモリ量を必要とする。
【００５１】
・ノードＢは、たとえば、Ａｌｌｅｎ  Ｇｅｒｓｈｏ、Ｒｏｂｅｒｔ  Ｍ．  Ｇｒａｙ著「Ｖｅｃｔｏｒ  Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ（ベクトル量子化と情報圧縮）」Ｋｌｕｗｅｒ  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、６０２ページ、６２０ページに記載されている所定の基準に従ってコードブックを動的に更新する。
【００５２】
ユーザ機器によって送信されるフィードバックメッセージの数を低減するためのいくつかの可能な方策について以下で説明する。
・ユーザ機器によって送信されるフィードバックメッセージを分析すると、２つ以上のユーザ機器が、同じコードワードによって、またはその差が所与のしきい値を下回るノルムを有する異なるコードワードによって表される干渉電力を受けているような場合、ノードＢはそれらのユーザ機器のグルーピングを決定することができる。次いでノードＢは、グループ内のすべてのユーザ機器ではなく、１つまたはいくつかの代表ユーザ機器のみにフィードバックメッセージを要求することができる。最大時間間隔が終了した後、どのみち、次いで最新のフィードバックメッセージがすべてのユーザ機器に要求される。
【００５３】
・前のポイントで説明した方法は、グループ内のユーザ機器にラウンドロビン式にフィードバックメッセージを要求することによってさらに改善できる。１つまたは複数のユーザ機器がグループの平均干渉状況と相違し始めると、グループは変更される。
【００５４】
・前のポイントで詳述した方法は、任意選択で、モビリティが低いユーザ機器に制限できる。ユーザ機器のモビリティの推定は、ユーザ機器によって送信されるパイロット信号のドップラシフトに基づいて実行できる。ただし、これは、各ユーザ機器が厳密なキャリア周波数基準を有するという仮定に基づいている。他の場合は、ユーザ機器ごとの代表コードワードに基づいてモビリティの粗推定を行うことができる。実際は、代表コードワードがゆっくりと変化する場合、制限されたモビリティであると仮定できる。
【００５５】
干渉データベースは、ノードＢが、干渉を制限／制御するために試行すべき行為を決定するための基準である。たとえばＲＲＭレベルで動作するアルゴリズムを使用することによって、それらのアクションが実行されると、一定の遅延の後、ユーザ機器が新しく観測された干渉測定値を含む新規のフィードバックメッセージをノードＢに送信し、コードブックが新規の観測に収束し始める。
【００５６】
現実の実装形態では、コードブックは各ＰＲＢまたはＰＲＢのグループごとに存在することができる。
同一チャネル干渉の特徴付けプロセス全体が図４に概略的に示されており、ブロック４０はトレーニングステップ（ブロック２０）の後に得られる初期コードブック（ブロック１０）に基づいてまたはセル非依存の代替初期コードブック（ブロック３０）に基づいて実施されるベクトル量子化を表し、ブロック５０はコードブックの更新を表し、ブロック６０は干渉状況を説明するデータベースの更新を表し、ブロック７０は干渉緩和／制御アルゴリズムの実行および対応するネットワークシグナリング（近接ノードＢからの要求、および近接ノードＢへの出力）を表し、ブロック８０は干渉緩和のためのアクションの実行を表し、ブロック９０はアップリンクシグナリング、すなわちユーザ機器によってノードＢに送信されるフィードバックメッセージを表す。
【００５７】
以下で、本発明の４つの特定の実施形態について説明するが、２つの実施形態はサービストランシーバ局の送信帯域幅全体に対する単一のコードブック、すなわち所与のＰＲＢまたはＰＲＢのグループ固有ではないコードブックの使用を伴う。
【００５８】
図５に示される第１の実施形態では、ユーザ機器が干渉ノードＢごとに特定のＰＲＢにおける干渉電力を測定しない。代わりに、セル固有のパイロット信号を送信する共通の（放送）パイロットチャネル上の干渉電力のみを測定する。次いでユーザ機器は、ＰＲＢ固有のフィードバックメッセージではなく、Ｑ個のフィールドのみを有するフィードバックメッセージを送信する。各干渉ノードＢは、活発に使用しているＰＲＢ、場合によっては各ＰＲＢ上で送信している電力について近接ノードＢに知らせると仮定する。このようにして、サービスノードＢは、ＰＲＢごとにそのセル中の各ユーザ機器が受ける干渉電力を推定することができる。特定のＰＲＢに対する干渉電力は、すべての干渉物の寄与の合計である。１つの干渉物の寄与は、特定のユーザ機器によってその干渉物に対して測定された減衰を減じた特定のＰＲＢに対する送信電力である。より詳細には、これらは次のように表すことができる。
【００５９】
一定の時間周期性で、あらゆるノードＢがセル固有のパイロットシーケンスＴｉ＝｛θ１，…，θτ｝を送信すると仮定し、この場合、τはシーケンス長である。次いで、当該ユーザ機器が主要な干渉ノードＢのＱ個のパイロットシーケンスの知識を有すると仮定する。すると、そのユーザ機器は、Ｑ個の既知のパイロットシーケンスごとに受信電力を定期的に測定することができる。測定された受信電力のベクトルは正確に前の式（３）の形をとることになる。
【００６０】
すべてのノードＢが同じパイロット信号電力を送信すると仮定すると、測定された電力のベクトルは各干渉物によって見られる長期平均減衰に反比例する。対数の単位（すなわちデシベル）では、反転は符号の変更になる。
【００６１】
【数６】
2010518714.tif 000008
【００６２】
この場合、スカラーπＰは送信アンテナにおけるパイロット信号電力を表し、ηは任意選択の項であり、そのシステムにおける電力正規化のために使用され、それはまたパイロット信号上の可能な電力制御機構を考慮に入れなければならない。
【００６３】
ｋ番目のユーザ機器は、そのサービスノードＢにベクトルＡｎｋを定期的にフィードバックする。次いで、近接ノードＢの各々は、サービスノードＢにベクトルＰｉ＝｛πｉ１，…，πｉＮ｝をシグナリングし、この場合、ｉはノードＢのインデックスであり、ＮはＰＲＢの総数であり、πｉｊはｉ番目のノードＢがｊ番目のＰＲＢ上で送信する電力の量子化された形態である（シグナリング規則に応じて、値πｉｊ＝０は、ｉ番目のノードＢがｊ番目のＰＲＢを使用しないことを示すために使用できる）。
【００６４】
時刻ｎごとに、ｍ番目のＰＲＢ中のｋ番目のユーザ機器が受ける干渉電力は、サービスノードＢによって（対数の単位で）次のように推定できる。
【００６５】
【数７】
2010518714.tif 000009
【００６６】
この場合、すべての項（インデックスｎ）において時間依存を意図的に省略してある。
所与の干渉ノードＢに固有のＰＲＢ当たりの干渉電力に対する寄与を計算することも可能である。ｍ番目のＰＲＢ中のｋ番目のユーザ機器が受ける、ｉ番目のノードＢから生じる干渉電力は、サービスノードＢによって（対数の単位で）次のように推定できる。
【００６７】
ｓｋｍｉ＝πｉｍ−ａｋｉ，１≦ｉ≦Ｑ    （８）
この実施形態では、大幅にパフォーマンスを損失することなくアップリンクフィードバックの１／Ｎ低減を可能にするが、その理由は、高速のフェージング減衰はＰＲＢに依存するが、長期の減衰は帯域幅全体で本質的に一定であるからである。さらに、この実施形態は、ユーザ機器のハードウェアの簡略化および電力消費の低減を可能にする。
【００６８】
第２の実施形態は、干渉電力の悲観的な推定に基づいており、ノードＢ間の全体的なシグナリングの大幅な低減が得られる。特に、第１の実施形態の簡略形とみなせるこの第２の実施形態では、近接ノードＢがベクトルＰｉをシグナリングしない、または、最も近いもの（干渉物の第１の層）のみがシグナリングすると仮定する。この場合、式（７）は次式によって代用できる。
【００６９】
【数８】
2010518714.tif 000010
【００７０】
この場合、πｍａｘは、１つのＰＲＢ上で送信できる最大電力値である。
１つの干渉ノードＢに固有の干渉電力寄与を定義することも可能である。ｍ番目のＰＲＢ中のｋ番目のユーザ機器が受ける、ｉ番目のノードＢから生じる干渉電力は、サービスノードＢによって（対数の単位で）次のように推定できる。
【００７１】
【数９】
2010518714.tif 000011
【００７２】
第１の実施形態の拡張形とみなせる第３の実施形態では、測定およびフィードバックは、１つのコードブックが測定値をベクトル量子化するために使用される、第１の実施形態と同様に実行され、今度はベクトル量子化の結果をユーザ機器のグルーピングおよび他の目的（一般に、干渉ノードＢが所与のユーザ機器に対して無視できる影響を有するかどうかを推定するなど）のために使用できる。さらに、ＰＲＢ当たり１つの量で追加のコードブックが存在し、それは、その構成要素が式（８）で定義されるベクトルをベクトル量子化するために使用される。ベクトル量子化の結果は干渉緩和プロセスにおいて有用である。これらの追加のコードブックに加えてまたは代わりに、その構成要素が式（７）で定義されるベクトルをベクトル量子化するためにある単一のコードブックが存在できる。ベクトル量子化の結果は干渉緩和プロセスにおいて有用である。この第３の実施形態がアップリンクフィードバック帯域幅の低減およびユーザ機器におけるハードウェアの複雑さおよび電力消費の低減についての利点を完全に保持するということに注目することが重要である。より多数のコードブックがノードＢにあるということは、ノードＢのためのハードウェアの複雑さが増すことを意味するにすぎない。
【００７３】
第２の実施形態の拡張形とみなせる第４の実施形態では、１つのコードブックを使用して測定値をベクトル量子化し、今度はベクトル量子化の結果をユーザ機器のグルーピングおよび他の目的のために使用できる。さらに、ＰＲＢごとに追加のコードブックが存在し、追加のコードブックは、その構成要素が式（１０）で定義されるベクトルをベクトル量子化するために使用される。加えて、または代替的に、その構成要素が式（９）で定義されるベクトルをベクトル量子化するためにある単一のコードブックが存在できる。前の場合と同様に、この第４の実施形態も、アップリンクフィードバックおよびユーザ機器におけるハードウェアの複雑さの低減に関する利点を完全に保持する。
【図１ａ】
2010518714.tif 000012
【図１ｂ】
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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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【国際調査報告】
2010518714.tif 000018
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