(57)【要約】【課題】基地局協調送信効果の向上と返送量削減の両立を図ることができる通信システム、基地局、端末及び通信方法を提供すること。【解決手段】基地局１００は、端末からフィードバック情報として返送されたドップラ周波数、及び／又はドップラ周波数近傍の周波数成分を受信する基地局受信部１６０を備える。また、基地局１００の基地局送信部１１０は、端末から返送されたドップラ周波数に基づいて、送信信号を位相補正する信号補正処理部１３０を備える。また、移動無線端末２００は、基地局側で位相補正された送信された信号からチャネル情報を推定するチャネル推定部２４０と、推定したチャネル推定値、又は前記算出したドップラスペクトラムからドップラ周波数を算出するドップラ周波数算出部２５５と、算出したドップラ周波数及び前記選択した周波数成分を、基地局協調送信のフィードバック情報として返送する端末送信部２６０とを備える。【選択図】図７
2012085237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末から通知されたチャネル推定情報を共有し、基地局協調送信を行う基地局を備える通信システムであって、
前記基地局は、
前記端末からフィードバック情報として返送されたドップラ周波数、及び／又はドップラ周波数近傍の周波数成分を受信する受信手段と、
前記端末から返送されたドップラ周波数に基づいて、送信信号を補正する補正手段と、
補正した信号を前記端末に送信する送信手段と、を備え、
前記端末は、
前記基地局側で補正された送信信号を受信する受信手段と、
前記補正された信号からチャネル推定値を算出するチャネル推定手段と、
算出したチャネル推定値から伝搬路の変動を示すドップラスペクトラムを算出するドップラスペクトラム算出手段と、
算出したドップラスペクトラムから特定の周波数成分に電力が集中した有限個の周波数成分を選択する選択手段と、
前記推定したチャネル推定値、又は前記算出したドップラスペクトラムからドップラ周波数を算出するドップラ周波数算出手段と、
前記算出したドップラ周波数及び前記選択した周波数成分を、基地局協調送信のフィードバック情報として返送する返送手段と、
を備える通信システム。
【請求項２】
端末から通知されたチャネル推定情報を共有し、基地局協調送信を行う基地局であって、
前記端末からフィードバック情報として返送されたドップラ周波数、及び／又はドップラ周波数近傍の周波数成分を受信する受信手段と、
前記端末からの受信結果に基づいて、送信信号を補正する補正手段と、
補正した信号を前記端末に送信する送信手段と、
を備える基地局。
【請求項３】
前記補正手段は、前記端末からフィードバック情報として返送されたドップラ周波数に基づいて、送信信号を位相補正する、請求項２記載の基地局。
【請求項４】
基地局協調送信を行う基地局を備える通信システムに用いられる端末であって、
端末からフィードバック情報として返送されたドップラ周波数、及び／又はドップラ周波数近傍の周波数成分に基づいて、基地局側で補正された送信信号を受信する受信手段と、
前記補正された信号からチャネル推定値を算出するチャネル推定手段と、
算出したチャネル推定値から伝搬路の変動を示すドップラスペクトラムを算出するドップラスペクトラム算出手段と、
算出したドップラスペクトラムから特定の周波数成分に電力が集中した有限個の周波数成分を選択する選択手段と、
前記推定したチャネル推定値、又は前記算出したドップラスペクトラムからドップラ周波数を算出するドップラ周波数算出手段と、
前記算出したドップラ周波数及び前記選択した周波数成分を、基地局協調送信のフィードバック情報として返送する返送手段と、
を備える端末。
【請求項５】
前記返送手段は、初回動作で前記ドップラ周波数を返送し、２回目以降の動作で前記周波数成分を返送する、請求項４記載の端末。
【請求項６】
前記返送手段は、初回動作により送信した周波数の値と報告タイミングにおけるドップラ周波数の差を規定値と比較し、前記差が規定値より大きい場合は、前記ドップラ周波数を返送する、請求項４記載の端末。
【請求項７】
前記返送手段は、前記ドップラ周波数の絶対値を量子化して返送する、請求項４記載の端末。
【請求項８】
前記返送手段は、前記返送したドップラ周波数の値との差分値を返送する、請求項７記載の端末。
【請求項９】
端末から通知されたチャネル推定情報を共有し、基地局協調送信を行う基地局を備える通信方法であって、
前記基地局側では、
前記端末からフィードバック情報として返送されたドップラ周波数、及び／又はドップラ周波数近傍の周波数成分を受信するステップと、
前記端末から返送されたドップラ周波数に基づいて、送信信号を補正するステップと、
補正した信号を前記端末に送信するステップと、を有し、
前記端末では、
前記基地局側で補正された送信信号を受信するステップと、
前記補正された信号からチャネル推定値を算出するステップと、
算出したチャネル推定値から伝搬路の変動を示すドップラスペクトラムを算出するステップと、
算出したドップラスペクトラムから特定の周波数成分に電力が集中した有限個の周波数成分を選択するステップと、
前記推定したチャネル推定値、又は前記算出したドップラスペクトラムからドップラ周波数を算出するステップと、
前記算出したドップラ周波数及び前記選択した周波数成分を、基地局協調送信のフィードバック情報として返送するステップと、
を有する通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３ＧＰＰ ＬＴＥ方式の無線基地局、及び移動無線端末を含む移動通信システムに用いられる通信システム、基地局、端末及び通信方法に関し、特に、基地局協調送信における下りチャネル推定情報通知量の削減技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信システムにおいては、大容量・高伝送レートの通信が求められる。また、システムの広帯域化、複数のシステムの存在により、周波数リソースは逼迫し、高周波数の利用も検討されている。一般に、高周波数の無線帯域を利用した場合、低周波数の無線帯域を利用する場合に比べて、伝送距離による減衰が大きくなるため、基地局近傍のエリアでは高品質の通信が期待できる一方で、基地局からの距離が大きくなると通信品質が低下してしまう。あるいは、基地局近傍であっても、建造物の外壁等による遮蔽などの影響により、通信品質が低下してしまうことがある。
【０００３】
一基地局あたりの通信範囲を小さくし、基地局の設置数を増加することにより、通信品質を向上することができる。多数の基地局を設置するには相応のコストがかかるため、基地局設置数を抑制しつつ高品質の通信を実現できるシステムが求められる。
【０００４】
前記要求に応え得る技術として、複数基地局による協調送信が多く検討されている。
【０００５】
基地局協調送信技術は、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project） LTE-Advanced（Release 10）では、ＣｏＭＰ（Coordinated Multi-Point Tx／Rx）と呼んでおり、その他Collaborative MIMOやNetwork MIMOなどとも呼ぶ。協調送信とは、地理的に離れた送信点間で協調するＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）送信技術を意味する。具体的には、これまでのシステムが単数基地局と単数端末のような一対一の関係であるのに対し、複数の基地局が単数端末に対して、端末の通信品質やセル容量を高めるために、送信に必要な情報を共有し、互いに協調しあいながら送信する技術を意味する。
【０００６】
例えば、非特許文献１は、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにて議論されているＣｏＭＰ技術におけるカテゴリとして、協調送信に参加する基地局全てが端末へ向けてデータを送信するＪＰ（Joint Processing）及びデータ送信は一基地局のみに閉じるＣＢ／ＣＳ（Coordinated Beamforming／Scheduling）について取り上げている。
【０００７】
図１及び図２は、ＪＰ及びＣＢ／ＣＳの概念について説明する。
【０００８】
図１は、ＪＰの概念図である。
【０００９】
図１に示すように、基地局ｅＮＢ＃１，ｅＮＢ＃２は、端末ＵＥ（User Equipment）＃Ａ，ＵＥ＃Ｂで推定した伝搬路情報を送信側に返信し、高い協調送信効果を得る。ＪＰは、基地局協調送信に参加する複数の基地局間で共有する情報の１つに、「端末へ送信するデータ」を含む。
【００１０】
図２は、ＣＢ／ＣＳの概念図である。
【００１１】
図２に示すように、ＣＢ／ＣＳでは、基地局ｅＮＢ＃１，ｅＮＢ＃２から端末ＵＥ＃Ａ，ＵＥ＃Ｂへのデータ送信は一基地局（サービングセル）からのみである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】今村大地，星野正幸，西尾昭彦，中尾正悟，“３ＧＰＰにおけるLTE-Advanced無線インタフェース”電子情報通信学会２００９年ソサイエティ大会，Sep．２００９．
【非特許文献２】基地局協調送信における下りチャネル推定情報通知量の削減（Ｈ２２−００３２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ＪＰや、コグニティブ無線システムにおける干渉抑圧のためのBeam Formingなどは端末からの高精度な伝搬路情報のフィードバックを前提とした方法である。このため、端末からのフィードバック量が多く、返送に用いる回線を圧迫する課題がある。
【００１４】
すなわち、ＪＰ及びＣＢ／ＣＳを用いることでセルエッジ端末のスループットの向上や、他基地局への干渉抑圧送信（他システムへの干渉抑圧も含む）が可能であるが、これらは端末からの高精度なチャネル推定情報の通知が必須である。通知に用いるチャネル推定情報量は、伝送帯域幅の大きさに比例する。つまり広帯域伝送であるほど、１回あたりのフィードバック量はより多くなる。さらにチャネル推定情報は端末の移動速度や受信伝搬環境によって逐次変動する瞬時情報であるため、その返送周期が短いほど、理想的なＪＰ及びＣＢ／ＣＳを実現することができる。
【００１５】
つまり、ＪＰ及びＣＢ／ＣＳによる基地局協調送信効果と、フィードバック量には比例関係が成り立つ。しかしフィードバック量の増大は、フィードバック回線の圧迫に繋がるため、むやみにフィードバック量を増やすのはシステムスループットの観点では悪影響を及ぼす。フィードバック回線への負担を考えると、返送すべき情報量は少ないほどよい。
【００１６】
したがって、基地局協調送信効果と返送量削減の間にはトレードオフが存在する。
【００１７】
フィードバックに用いる情報量削減方法について、多く検討されている。
【００１８】
例えば、非特許文献２は、実測結果に基づいた伝搬解析結果からチャネルのドップラスペクトラムに着目し、電力が集中した周波数成分のみ返送することでフィードバック量を削減している。
【００１９】
しかし、周波数解析に用いるＦＦＴの分解能が有限であるため、ドップラスペクトラムはサイドローブ成分を有する。このサイドローブ成分を抑圧することで、より急峻なドップラスペクトラムを得ることができれば、更なるフィードバック量削減効果が期待できる。
【００２０】
本発明の目的は、基地局協調送信効果の向上と返送量削減の両立を図ることができる通信システム、基地局、端末及び通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の通信システムは、端末から通知されたチャネル推定情報を共有し、基地局協調送信を行う基地局を備える通信システムであって、前記基地局は、前記端末からフィードバック情報として返送されたドップラ周波数、及び／又はドップラ周波数近傍の周波数成分を受信する受信手段と、前記端末から返送されたドップラ周波数に基づいて、送信信号を補正する補正手段と、補正した信号を前記端末に送信する送信手段と、を備え、前記端末は、前記基地局側で補正された送信信号を受信する受信手段と、前記補正された信号からチャネル推定値を算出するチャネル推定手段と、算出したチャネル推定値から伝搬路の変動を示すドップラスペクトラムを算出するドップラスペクトラム算出手段と、算出したドップラスペクトラムから特定の周波数成分に電力が集中した有限個の周波数成分を選択する選択手段と、前記推定したチャネル推定値、又は前記算出したドップラスペクトラムからドップラ周波数を算出するドップラ周波数算出手段と、前記算出したドップラ周波数及び前記選択した周波数成分を、基地局協調送信のフィードバック情報として返送する返送手段と、を備える構成を採る。
【００２２】
本発明の基地局は、端末から通知されたチャネル推定情報を共有し、基地局協調送信を行う基地局であって、前記端末からフィードバック情報として返送されたドップラ周波数、及び／又はドップラ周波数近傍の周波数成分を受信する受信手段と、前記端末からの受信結果に基づいて、送信信号を補正する補正手段と、補正した信号を前記端末に送信する送信手段と、を備える構成を採る。
【００２３】
本発明の端末は、基地局協調送信を行う基地局を備える通信システムに用いられる端末であって、端末からフィードバック情報として返送されたドップラ周波数、及び／又はドップラ周波数近傍の周波数成分に基づいて、基地局側で補正された送信信号を受信する受信手段と、前記補正された信号からチャネル推定値を算出するチャネル推定手段と、算出したチャネル推定値から伝搬路の変動を示すドップラスペクトラムを算出するドップラスペクトラム算出手段と、算出したドップラスペクトラムから特定の周波数成分に電力が集中した有限個の周波数成分を選択する選択手段と、前記推定したチャネル推定値、又は前記算出したドップラスペクトラムからドップラ周波数を算出するドップラ周波数算出手段と、前記算出したドップラ周波数及び前記選択した周波数成分を、基地局協調送信のフィードバック情報として返送する返送手段と、を備える構成を採る。
【００２４】
本発明の通信方法は、端末から通知されたチャネル推定情報を共有し、基地局協調送信を行う基地局を備える通信方法であって、前記基地局側では、前記端末からフィードバック情報として返送されたドップラ周波数、及び／又はドップラ周波数近傍の周波数成分を受信するステップと、前記端末から返送されたドップラ周波数に基づいて、送信信号を補正するステップと、補正した信号を前記端末に送信するステップと、を有し、前記端末では、前記基地局側で補正された送信信号を受信するステップと、前記補正された信号からチャネル推定値を算出するステップと、算出したチャネル推定値から伝搬路の変動を示すドップラスペクトラムを算出するステップと、算出したドップラスペクトラムから特定の周波数成分に電力が集中した有限個の周波数成分を選択するステップと、前記推定したチャネル推定値、又は前記算出したドップラスペクトラムからドップラ周波数を算出するステップと、前記算出したドップラ周波数及び前記選択した周波数成分を、基地局協調送信のフィードバック情報として返送するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、基地局協調送信を実現するために必要なチャネル情報通知量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ＪＰの概念図
【図２】ＣＢ／ＣＳの概念図
【図３】原理説明のJake'sモデルにおける素波到来の様子とドップラスペクトラムを示す図
【図４】原理説明の実際にフィールドで実測した結果に基づく伝搬環境解析結果を示す図
【図５】本発明の実施の形態に係る移動無線システムの端末受信側におけるドップラ周波数解析結果を示す図
【図６】本実施の形態に係る移動無線システムの基地局送信側で信号補正処理を行った場合の端末受信部でのドップラスペクトラムを示す図
【図７】本発明の実施の形態１に係る移動通信システムの構成を示すブロック図
【図８】本実施の形態１に係る移動通信システムの送信デジタル信号処理部の詳細な構成を示す図
【図９】本実施の形態１に係る移動通信システムの基地局送信部の詳細な構成を示す図
【図１０】本実施の形態１に係る移動通信システムのＲＳの無線フレームフォーマットを示す図
【図１１】本実施の形態１に係る移動通信システムのＲＳの無線フレームフォーマットを示す図
【図１２】本実施の形態１に係る移動通信システムの端末受信部の圧縮部の詳細な構成を示す図
【図１３】本実施の形態１に係る移動通信システムの希望信号電力対干渉信号電力の比較を示す図
【図１４】本実施の形態１に係る移動通信システムのBeam Formingの一例を示す図である。
【図１５】本実施の形態１に係る移動通信システムの伝達関数復元部の伝達関数復元処理を示すブロック図
【図１６】本実施の形態１に係る移動通信システムの基地局協調送信における下りチャネル推定情報通知方法と従来方式を比較して示す図
【図１７】本実施の形態１に係る移動通信システムの端末受信部のフィードバック情報返送処理を示すフロー図
【図１８】本実施の形態１に係る移動通信システムの端末送信部におけるフィードバック情報返信フォーマットの一例を示す図
【図１９】本実施の形態１に係る移動通信システムの端末送信部におけるフィードバック情報返信フォーマットの一例を示す図
【図２０】本実施の形態１に係る移動通信システムのフィードバックを受けたドップラ周波数に基づき、補正処理を行い送信した場合の受信側におけるドップラ周波数解析結果を、位相補正あり／位相補正なしで比較して示す図
【図２１】本発明の実施の形態２に係る移動通信システムの移動無線端末の端末受信部の詳細な構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
（原理説明）
本発明の基本的な考え方について説明する。
【００２９】
本発明者らは、チャネルのドップラスペクトラムに着目した。
【００３０】
従来、無線通信の方式開発における移動端末の無線伝搬環境は、周囲に一様な散乱体を持ち全方位から位相差がランダムな素波が一様に到来するJake'sモデルを前提とした伝送路モデリングが用いられている。
【００３１】
このJake'sモデルでは、移動端末がある速度である方向へ移動を開始すると、定在波の影響を受けて移動方向とのなす角θとの余弦の重みで電力分布し、ドップラースペクトルという電力分布が生じる。
【００３２】
図３は、Jake'sモデルにおける素波到来の様子とドップラスペクトラムを示す図であり、図３（ａ）はJake'sモデルの素波到来モデリング、図３（ｂ）はそのドップラスペクトラムである。
【００３３】
図３（ｂ）のドップラスペクトラムは、ドップラ周波数が５００Ｈｚの場合を示している。図３に示すように、Jake'sモデルにおける電力スペクトルは±５００Ｈｚ内の周波数成分に広く分布していることがわかる。
【００３４】
しかし、ＬＴＥ及び現在検討が進められているＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどの次世代無線通信では、広帯域な周波数帯域幅の利用を前提としているため、素波の分解能がより細かくなることにより、必ずしもJake'sモデルのような一様散乱モデルが前提条件とはならないケースも増えてきていると考えられる。
【００３５】
実測データの伝搬解析の結果、ドップラスペクトラムは、Jake'sモデルのそれとは異なり、ドップラ周波数近傍に電力が集中するスペクトルを有することがわかった。これは、全方位から素波が到来するのではなく、ある特定の角度内で素波が到来することを意味している。
【００３６】
図４は、実際にフィールドで実測した結果に基づく伝搬環境解析結果を示す図であり、図４（ａ）は実測データの解析結果に基づく素波到来モデル、図４（ｂ）はそのドップラスペクトラムである。
【００３７】
図４（ｂ）は、便宜上ドップラ周波数で正規化を行っているため、電力スペクトルのピークが０Ｈｚとなる。
【００３８】
図３のJake'sモデルにおけるドップラスペクトラムと図４の実測データの解析結果に基づくドップラスペクトラムの、ピーク対ピーク近傍の電力スペクトルの比を比較する。図３及び図４に示すように、実測に基づくスペクトルはピーク周波数から離れることによる、電力減衰量がより大きいことがわかる。これは素波到来モデルで考えると、図３（ａ）のように素波が全方位から到来するのではなく、図４（ａ）ある角度差内で到来していることを意味する。
【００３９】
本発明者らは、ある角度差内で素波が到来することで、チャネルのドップラスペクトラムが特定の周波数成分近傍に集中する事実に着目し、特定の周波数成分のみを返送する。すなわち、端末は、パスごとに伝搬路変動を解析し、ドップラ周波数近傍の周波数成分のみを返送する。これにより、フィードバック量を削減しつつ、高精度なチャネル情報のフィードバックを実現する。
【００４０】
上記ドップラ周波数近傍の周波数成分のみを返送する場合、ドップラスペクトラムのサイドローブの広がりを抑えることができれば、より効率的なフィードバックが可能となる。
【００４１】
図５は、端末受信側におけるドップラ周波数解析結果を示す図である。
【００４２】
到来する角度差（図４（ａ）のΘ）が３０度（±１５度）、ドップラ周波数が＋５００[Ｈｚ]とした場合における、端末受信側でのドップラ周波数解析結果である。
【００４３】
図５に示すように、Jake'sモデルにおけるドップラスペクトラムに比べると、ドップラ周波数から離れるにつれて電力スペクトルが急激に減少していることがわかる。但し、ある程度の漏れ出し電力が存在している。これは、ドップラスペクトラム解析に用いた周波数分解能と実際のドップラ周波数の値の不一致によって発生すると考えられる。
【００４４】
例えば、ドップラ周波数ｆＤ＝５００Ｈｚ、ＬＴＥの１０ＦＤＭシンボル単位をドップラスペクトラム解析に用いる１サンプル単位とし、２０４８ＰｏｉｎｔのＦＦＴによって周波数解析を行うと、その周波数分解能ｆｒｅｓは（１５ｋＨｚ／２０４８）＝７.３[Ｈｚ]となる。ｆＤ＝７.３×Ｘを満たす整数Ｘが存在しないため、その電力スペクトラムはドップラ周波数ｆＤを中心に左右に広がるスペクトラムとなる。
【００４５】
そこで、この周波数分解能の不一致を解消することでドップラスペクトラムの広がりを抑圧すれば、更なるフィードバック情報量の削減が可能と考えられる。
【００４６】
基地局送信側では、端末からフィードバックされた情報を基に信号補正処理を行う。受信側での周波数分解能不一致を解消するには、例えばドップラ周波数に基づいて送信信号を補正する。
【００４７】
図６は、基地局送信側で信号補正処理を行った場合の端末受信部でのドップラスペクトラムを示す図である。
【００４８】
図６に、端末受信側にてドップラ周波数が０Ｈｚになるように基地局送信側にて信号補正処理を行った場合の、端末受信側でのドップラスペクトラムの観測結果を示す。
【００４９】
図６に示すように、周波数分解能とドップラ周波数（この場合は、０[Ｈｚ]）が一致する場合、より急峻なスペクトラムを有する。
【００５０】
本方式は、基地局送信側で補正処理を導入することで得られる、より急峻なドップラスペクトラから特定の周波数成分のみを返送することで、不一致を解消していない場合に比べ、フィードバック量をより削減しつつ、高精度なチャネル情報のフィードバックを実現する。
【００５１】
（実施の形態１）
図７は、本発明の実施の形態１に係る移動通信システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態は、３ＧＰＰ ＬＴＥ方式の無線基地局、及び移動無線端末を含む移動通信システムに適用した例である。図７においては、省電力制御に直接関係しない機能ブロックの記載は省略されている。
【００５２】
図７に示すように、移動通信システムは、基地局協調送信に参加する基地局１００と、基地局１００に基地局協調送信における下りチャネル推定情報通知を行う移動無線端末２００と、を備える。
【００５３】
〔基地局１００〕
基地局１００は、基地局送信部１１０及び基地局受信部１６０を備える。
【００５４】
基地局送信部１１０は、送信アンテナ１１１、送信デジタル信号処理部１２０、及び無線送信部１５０を備え、送信デジタル信号処理部１２０は、信号補正処理部１３０と、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調部１４０とから構成される。
【００５５】
基地局受信部１６０は、受信アンテナ１６１、無線受信部１７０、及び受信デジタル信号処理部１８０を備える。
【００５６】
信号補正処理部１３０は、受信結果を基に送信信号の補正を行う。具体的には、信号補正処理部１３０は、端末から返送されたドップラ周波数に基づいて、送信信号を位相補正する。基地局送信部１１０において送信信号を補正することで、受信側ではドップラシフトの中心周波数を０Ｈｚ近傍へシフトさせることが可能になる。
【００５７】
ここで、信号補正処理部１３０は、端末から返送されたドップラ周波数に基づいて、送信信号を補正するものであればよい。すなわち、補正する物理量が位相である場合は、時間領域で補正する場合であり、これは補正を行う領域（時間なのか、周波数なのか）に依存する。信号補正処理部１３０が、送信信号を時間領域で補正する場合、位相補正ということができる。
【００５８】
基地局受信部１６０は、端末からのフィードバック情報を受信する。
【００５９】
基地局受信部１６０は、受信したフィードバック情報を復調／復号して、端末からのフィードバック情報を取得する。
【００６０】
基地局送信側にて、フィードバック情報に基づく信号補正を行い、送信する。
【００６１】
図８は、上記送信デジタル信号処理部１２０の詳細な構成を示す図である。
【００６２】
図８に示すように、送信デジタル信号処理部１２０は、ＩＱ変調部１２１、マッピング部１２２、信号補正処理部１３０、及びＯＦＤＭ変調部１４０とから構成される。
【００６３】
信号補正処理部１３０は、端末からフィードバックされた情報を基に信号補正処理を行う。受信側での周波数分解能不一致を解消するには、例えばドップラ周波数に基づいて送信信号を補正する。
【００６４】
図９は、上記基地局送信部１１０の詳細な構成を示す図である。図９（ａ）は、基地局送信部１１０が、本実施の形態の特徴であるドップラ周波数補正を行う場合の、送信デジタル信号処理部１２０の機能ブロックを示し、図９（ｂ）は、基地局送信部１１０が、基地局協調送信を行う場合の、送信デジタル信号処理部１２０の機能ブロックを示す。
【００６５】
図９（ａ）に示すように、基地局送信部１１０は、移動無線端末２００からのドップラ周波数に基づく補正処理を行う場合、ドップラ周波数補正処理部１３０Ａが信号補正処理を実行する。ドップラ周波数補正処理部１３０Ａは、端末からフィードバックされた情報を基に信号補正処理を行う信号補正処理部１３０の機能の一部である。ドップラ周波数補正処理の詳細については、式（１）−（３）を用いて後述する。
【００６６】
図９（ｂ）に示すように、基地局送信部１１０は、移動無線端末２００からのフィードバック結果を基に、送信側で協調送信（Beam Formingを含む）を行う場合、送信デジタル信号処理部１２０は、Beam Forming処理部１３０Ｂ、及び伝達関数復元部１３１を備える。
【００６７】
Beam Forming処理部１３０Ｂは、信号補正処理部１３０の機能の一部である。Beam Forming処理の詳細については、図１４により後述する。
【００６８】
伝達関数復元部１３１は、端末からフィードバックされた情報を基に伝達関数を復元し、基地局協調やBeam Forming処理に必要なWeightに変換する。
【００６９】
〔移動無線端末２００〕
前記図７に示すように、移動無線端末２００は、基地局間で電波を受信／送信する端末受信部２１０及び端末送信部２６０を備える。
【００７０】
移動無線端末２００は、ＬＴＥ端末である。
【００７１】
端末受信部２１０は、受信アンテナ２１１、無線受信部２２０、及び受信デジタル信号処理部２３０を備え、受信デジタル信号処理部２３０は、チャネル推定部２４０と、圧縮部２５０とから構成される。
【００７２】
端末送信部２６０は、送信アンテナ２６１、無線送信部２７０、及び送信デジタル信号処理部２８０を備える。
【００７３】
受信デジタル信号処理部２３０は、チャネル推定結果を圧縮し、フィードバック情報を生成する。
【００７４】
チャネル推定部２４０は、無線送信装置から送信された信号から基地局と端末間のチャネル情報を推定する。具体的には、チャネル推定部２４０は、３ＧＰＰにおけるＬＴＥ及びＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄではＲＳ（Reference Signal）を利用して、送信された信号からチャネル推定値を算出するチャネル推定処理を行う。チャネル推定部２４０は、ＲＳを使ってチャネル推定処理を行い、基地局と端末間のチャネル推定値を送受信アンテナの組み合わせの数だけ求める。
【００７５】
圧縮部２５０は、チャネル推定部２４０により推定されたチャネル情報を圧縮して削減する。圧縮部２５０の構成については、図８により後述する。
【００７６】
端末送信部２６０は、圧縮されたチャネル情報を送信する。送信デジタル信号処理部２８０は、フィードバック情報を符号化／変調し、無線送信部２７０を通して基地局側へ送信する。
【００７７】
図１０及び図１１は、ＲＳの無線フレームフォーマットを示す図であり、ＬＴＥ及びＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄにおけるＲＳの信号配置を示す。
【００７８】
ＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの上り回線では、ＭＵ−ＭＩＭＯ（Multiple User-Multiple Input Multiple Output）が適用される。ＭＵ−ＭＩＭＯでは、各端末の送信データを基地局側で分離するために、ＤＭ−ＲＳ（Demodulation RS：データ復調用参照信号）を端末間で直交化させる必要がある。ＬＴＥでは、ＤＭ−ＲＳ用系列の巡回シフト（ＣＳ：Cyclic Shift）量を端末間で異ならせることで、端末間のＤＭ−ＲＳを直交化させている。また、セル間で異なる周波数シフト量としたＣＲＳ（Cell-specific reference signal：セル固有参照信号）を送信する。
【００７９】
図１２は、端末受信部２１０の圧縮部２５０の詳細な構成を示す図である。
【００８０】
図１２に示すように、圧縮部２５０は、インパルス応答算出部２５１、パス分離部２５２、パス数に対応するドップラスペクトラム算出部２５３−１〜２５３−Ｎ（以下、２５３と総称する）、選択部２５４−１〜２５４−Ｎ（以下、２５４と総称する）、及びドップラ周波数算出部２５５を備える。
【００８１】
インパルス応答算出部２５１は、入力となるチャネル推定値にＩＦＦＴなどの時間領域信号変換処理を行い、インパルス応答を算出する。
【００８２】
パス分離部２５２は、インパルス応答算出部２５１により算出されたインパルス応答からパス分離処理を行い、パスごとの複素チャネル利得を取得する。
【００８３】
パス分離部２５２は、図示しないバッファを備え、バッファはパスごとの複素チャネル利得を、周波数解析に必要な数分バッファ処理を行った後、ドップラスペクトラム算出部２５３に出力する。
【００８４】
ドップラスペクトラム算出部２５３は、パスごとにＦＦＴなどの周波数領域変換処理を行い、ドップラ周波数解析を行う。
【００８５】
選択部２５４は、ドップラスペクトラム算出部２５３により算出されたドップラスペクトラム解析結果を用いて、返送すべき周波数成分を選択する。選択部２５４は、電力が集中する周波数成分ほどチャネルを構成する上で寄与度が大きいと判断して選択処理を実行する。
【００８６】
ドップラ周波数算出部２５５は、ドップラスペクトラム算出結果から、ドップラ周波数を推定する。
【００８７】
なお、ドップラ周波数算出部２５５は、１つのドップラスペクトラム算出部２５３−１とのみ接続した例を示したが、パスごとに求めたドップラスペクトラム算出結果から、その平均値をドップラ周波数として用いる方法も考えられる。
【００８８】
また、図７では、１ＵＥのみへ送信する構成を示したが、複数ＵＥへの同時送信も可能である。この場合、基地局は、端末ごとに受信したドップラ周波数を基に、端末ごとに信号補正処理を行うことで複数端末が存在する環境でも本方式を適用することができる。
【００８９】
以下、上述のように構成された移動通信システムの動作について説明する。
【００９０】
〔基地局１００の動作〕
まず、基地局協調送信における下りチャネル推定情報通知量の、基地局側の削減動作について説明する。
【００９１】
図７に示すように、基地局送信部１１０は、移動無線端末２００からフィードバックされたドップラ周波数の値に基づき、送信信号を補正する処理を行った後、移動無線端末２００からのフィードバック情報に基づく協調送信を開始する。
【００９２】
[図９（ａ）のドップラ周波数補正処理]
図９（ａ）に示すように、基地局送信部１１０は、移動無線端末２００からのドップラ周波数に基づく補正処理を行う場合、ドップラ周波数補正処理部１３０Ａは、例えば端末受信側でドップラスペクトラムが０[Ｈｚ]と観測されるように送信信号の補正処理を行う。これにより、端末受信側では急峻なドップラスペクトラムが観測される。基地局送信側で信号補正処理を行った場合の端末受信部２１０でのドップラスペクトラムは、図６により示した。
【００９３】
ここで、ドップラ周波数補正処理部１３０Ａについて説明する。
【００９４】
１受信信号区間内（例えば、１０ＦＤＭシンボル区間内）である一定のドップラシフトを受けた場合の受信側におけるＦＦＴ後の周波数領域信号を観察する。このために、まずはドップラシフトを受けた場合の時間領域の受信信号を式（１）として表す。
【００９５】
【数１】
2012085237.tif 000003
【００９６】
Ｓ（k）は、送信側におけるサブキャリア番号ｋの周波数領域信号、ｎは時間領域のサンプルｉｎｄｅｘを表し、ＮはＦＦＴポイント数を表す。ａはサブキャリア間隔で正規化したドップラ周波数を表す。
【００９７】
受信側では式（１）をＦＦＴすることで、サブキャリア成分へ変換する（式（２）参照）。
【００９８】
【数２】
2012085237.tif 000004
【００９９】
上記式（２）の２行目の第１項は、希望周波数成分であり、第２項は干渉成分（希望周波数成分以外の周波数成分による干渉成分）となる。希望周波数成分は、希望サブキャリア信号にａだけシフトしたＳｉｎｃ関数が掛け合わされた形となる。これより、−ａだけシフトするように送信信号に演算を施すことで、希望信号成分の周波数シフトを補正することが可能となる。送信信号を−ａだけシフトするように送信した場合のＦＦＴ後の受信信号Ｓ＾（k）を式（３）に示す。
【０１００】
【数３】
2012085237.tif 000005
【０１０１】
上記式（３）の右辺最終行の第１項は、希望信号成分、第２項は他サブキャリア信号からの干渉成分となる。ここで、第２項の干渉成分の影響を調べるために数値計算を用いる。数値計算パラメータは、ｆｄ（ドップラ周波数）：５００Ｈｚ、Ｎ（ＦＦＴ Ｐｏｉｎｔ数）:２０４８である。数値計算結果を図１３に示す。
【０１０２】
図１３は、上記式（３）における希望信号電力対干渉信号電力の比較を示す図である。
【０１０３】
図１３に示すように、干渉成分は完全には０にはならないものの、信号電力に比べて、２０ｄＢ以上低いためその影響は小さいことがわかる。
【０１０４】
以上より、送信側のサブキャリア信号に対して、ドップラ周波数補正処理を設けることで受信側におけるドップラシフトの中心周波数を０Ｈｚ近傍へシフトさせることが可能であることが分かる。
【０１０５】
[図９（ｂ）の基地局協調送信処理]
図９（ｂ）に示すように、基地局送信部１１０は、伝達関数復元部１３１が、移動無線端末２００からフィードバックされた情報を基に伝達関数を復元し、基地局協調やBeam Forming処理に必要なWeightに変換する。その後、Beam Forming処理部１３０Ｂは、Weight乗算処理を行い、０ＦＤＭ変調処理を行い送信信号を生成する。
【０１０６】
ここで、Beam Forming処理部１３０Ｂについて説明する。
【０１０７】
図１４は、Beam Formingの一例を示す図である。
【０１０８】
図１４に示すように、リンクＡとＢが同じ無線リソース（例えば周波数など）を利用している環境の場合、リンクＢのInterfering Tx.の送信信号は、リンクＡのVictim Rx.に対して干渉を与えることとなる。そこで、Victim Rx.に干渉を与えないようにInterfering Tx.にてBeam Formingを行うことを考える。
【０１０９】
Interfering Tx.とVictim Rx.間のチャネル行列をＨ（Ｈはベクトル標記）とし、次式（４）に従って特異値分解する。
【０１１０】
【数４】
2012085237.tif 000006
【０１１１】
上記式（４）のＶ（Ｖはベクトル標記）の３列目及び４列目となる。もし、Ｖ（Ｖはベクトル標記）の３列目をウェイトとして選択した場合、Victim Rx.での受信信号表現は次式（５）となる。
【０１１２】
【数５】
2012085237.tif 000007
【０１１３】
このように、Interfering Tx.とVictim Rx.間のチャネル行列を利用して送信側でWeight制御を行うことで、干渉を抑圧することが可能である。
【０１１４】
図１５は、伝達関数復元部１３１の伝達関数復元処理を示すブロック図である。
【０１１５】
図１５に示すように、伝達関数復元部１３１は、複素チャネル利得復元部１３１１、並べ替え部１３１２、及びＦＦＴ部１３１３を備える。
【０１１６】
伝達関数復元部１３１は、移動無線端末２００からフィードバックされたパスごとの周波数成分をＦＦＴすることで複素チャネル利得（フェージング）を最初に復元する。次にそれらをチャネルの遅延時間に沿って並べ替えることで、インパルス応答を再生する。最後に、ＦＦＴを適用することで伝達関数を取得する。
【０１１７】
以上、基地局送信部１１０の基地局協調送信について説明した。
【０１１８】
〔移動無線端末２００の動作〕
次に、基地局協調送信における下りチャネル推定情報通知量の、端末側の削減動作について説明する。
【０１１９】
[端末側のフィードバック情報返送基本動作]
図１６は、本実施の形態の基地局協調送信における下りチャネル推定情報通知方法（以下、本方式という）と従来方式を比較して示す図である。図１６（ａ）は、従来方式のチャネル推定情報通知方法であり、Ｘ軸に周波数ｆ、Ｙ軸に時刻ｔ、Ｚ軸にゲインをとる。従来方式では、伝搬路の伝達関数を返送する。図１６（ａ）の場合、各時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２における周波数の伝達関数を全てチャネル推定情報として基地局側にフィードバックする。このため、基地局協調送信におけるフィードバック量が多く、返送に用いる回線を圧迫する問題がある。
【０１２０】
これに対して、本方式は、素波が到来する性質に着目し、ドップラ周波数近傍の周波数成分を返送することで、フィードバック量を削減する。
【０１２１】
図１６（ｂ）は、本方式であり、パス数が３の場合の時刻ごとのインパルス応答の変動と、ドップラスペクトラム推定を示す。Ｘ軸にインパルス応答算出部２５１の解析結果であるインパルス応答τ、Ｙ軸に時刻ｔ、Ｚ軸に電力スペクトルをとる。各時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２におけるインパルス応答の変動からドップラスペクトラムを推定する。図１６（ｂ）では、ｔｏの伝達関数を解析した結果得られる１パス、ｔ１の伝達関数を解析した結果得られる２パス、ｔ２の伝達関数を解析した結果得られる２パスが示されている。パスごとに時間的にどのような変化をするかドップラ周波数解析する。そして、各パスのドップラ周波数近傍の周波数成分のみをフィードバックする。すなわち、本方式は、パスごとに伝搬路変動を解析し、電力が集中した有限個の周波数成分を返送する。
【０１２２】
これにより、伝搬路の伝達関数を返送する従来方式に比べて、フィードバック量を削減することができる。
【０１２３】
前記図５は、１つのパスに着目した場合のドップラ周波数解析結果を示す図である。Ｘ軸に周波数（Ｈｚ）、Ｙ軸に電力スペクトル（対数表記）をとる。
【０１２４】
図５に示すように、ドップラ周波数付近（ここでは５００Ｈｚ付近）に電力が集中していることがわかる。なお電力集中のピークは、約３０ｄＢである。電力が集中したドップラ周波数近傍の成分が、チャネルに対する寄与度が大きく伝搬路を構成する上で重要な成分と考えらえれるので、これらの有限個を優先的にフィードバックすることで情報量を削減する。
【０１２５】
このように、本実施の形態は、伝搬路の変動（ドップラスペクトラム）に着目し、電力が集中した周波数成分を返送することで情報量を削減する。また、返送する周波数成分は、電力が大きな成分から順に上位Ｘ個を選択する。
【０１２６】
次に、伝搬路のドップラスペクトラムから、電力が集中した有限個の周波数成分を返送する移動無線端末２００の基本動作について説明する。
【０１２７】
端末受信部２１０は、受信アンテナ２１１及び無線受信部２２０により基地局からの電波を受信し、受信デジタル信号処理部２３０は、チャネル推定結果を圧縮し、フィードバック情報を生成する。
【０１２８】
端末送信部２６０の送信デジタル信号処理部２８０は、フィードバック情報を符号化／変調し、無線送信部２７０及び送信アンテナ２６１を通して基地局側へ送信する。
【０１２９】
（１）受信デジタル信号処理部２３０について説明する。
【０１３０】
チャネル推定部２４０は、基地局と端末間のチャネル情報を推定する。
【０１３１】
例えば、３ＧＰＰにおけるＬＴＥ及びＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄではＲＳを利用してチャネル推定処理を行う。
【０１３２】
本実施の形態では、受信デジタル信号処理部２３０は、チャネル推定値からインパルス応答を算出し、ドップラ周波数解析を行い、上位Ｘ個のみを、端末送信部２６０により返送する。これにより、情報量を削減する。
【０１３３】
（２）圧縮部２５０（図１２）の処理について説明する。
【０１３４】
圧縮部２５０にチャネル推定部２４０からチャネル推定値が入力される。
【０１３５】
まず、インパルス応答算出部２５１は、入力されたチャネル推定値にＩＦＦＴなどの時間領域信号変換処理を行い、インパルス応答の算出を行う。
【０１３６】
次に、パス分離部２５２は、インパルス応答算出部２５１により算出されたインパルス応答からパス分離処理を行い、パスごとの複素チャネル利得を取得する。パス分離部２５２は、図示しないバッファを備え、バッファはパスごとの複素チャネル利得を、周波数解析に必要な数分バッファ処理を行った後、ドップラスペクトラム算出部２５３に出力する。
【０１３７】
次に、ドップラスペクトラム算出部２５３は、パスごとにＦＦＴなどの周波数領域変換処理を行い、ドップラ周波数解析を行う。図１６（ｂ）は、パス数が３の場合におけるドップラスペクトラム解析の様子を示す。また、図５は、そのドップラ周波数解析結果を示す。
【０１３８】
選択部２５４は、ドップラスペクトラム算出部２５３により算出されたドップラスペクトラム解析結果を用いて、返送すべき周波数成分を選択する。選択部２５４は、電力が集中する周波数成分ほどチャネルを構成する上で寄与度が大きいと判断し、例えば電力スペクトルが大きい周波数成分から上位Ｘ個を順に選択する。
【０１３９】
上述した、伝搬路のドップラスペクトラムから、電力が集中した有限個の周波数成分を返送する処理に先立って、本実施の形態は、初回動作で前記ドップラ周波数を返送するフィードバック処理を行う。
【０１４０】
[端末側のフィードバック情報返送詳細動作]
図１７に、端末受信部２１０のフィードバック情報返送処理を示すフローチャートである。
【０１４１】
まず、ステップＳ１で圧縮部２５０にチャネル推定部２４０からチャネル推定値が入力される。
【０１４２】
ステップＳ２でインパルス応答算出部２５１は、入力されたチャネル推定値にＩＦＦＴなどの時間領域信号変換処理を行い、インパルス応答の算出を行う。
【０１４３】
ステップＳ３でパス分離部２５２は、インパルス応答算出部２５１により算出されたインパルス応答からパス分離処理を行い、パスごとの複素チャネル利得を取得する。
【０１４４】
ステップＳ４でドップラスペクトラム算出部２５３は、パスごとにＦＦＴなどの周波数領域変換処理を行い、ドップラ周波数解析を行う。図１６（ｂ）は、パス数が３の場合におけるドップラスペクトラム解析の様子を示す。また、図５は、そのドップラ周波数解析結果を示す。
【０１４５】
ステップＳ５でドップラ周波数算出部２５５は、ドップラスペクトラム算出結果から、ドップラ周波数を推定する。例えば前記図５の場合、ドップラ周波数算出部２５５は、ドップラスペクトラム算出結果から、ドップラ周波数５００[Ｈｚ]を推定する。
【０１４６】
ステップＳ６で端末受信部２１０は、端末の処理が初回目の動作か否かを判別する。
【０１４７】
初回動作の場合は、ステップＳ７で端末受信部２１０は、前段で求めたドップラ周波数をフィードバック情報とする。上記の初回動作の場合、端末受信部２１０は、フィードバック情報としてドップラ周波数５００[Ｈｚ]を返送する。
【０１４８】
初回動作でない場合は、ステップＳ８で端末受信部２１０は、初回動作により送信した周波数の値と、報告タイミングでのドップラ周波数の差が規定値以内か否かを判別する。上記規定値は、ＦＦＴ分解能の半分の周波数値（例えばＦＦＴ分解能が７.３[Ｈｚ]の場合、≒３.７[Ｈｚ]）などを用いる。
【０１４９】
初回動作により送信した周波数の値と、報告タイミングでのドップラ周波数の差が規定値以内の場合、ステップＳ９で選択部２５４は、ドップラスペクトラム算出部２５３により算出されたドップラスペクトラム解析結果を用いて、返送すべき周波数成分を選択する。そして、ステップＳ１０で選択部２５４は、電力が集中する周波数成分ほどチャネルを構成する上で寄与度が大きいと判断し、例えば電力スペクトルが大きい周波数成分から上位Ｘ個を順に選択する。初回動作でない場合は、端末受信部２１０は、選択部２５４により選択された上位Ｘ個の周波数成分を返送する。
【０１５０】
初回動作により送信した周波数の値と、報告タイミングでのドップラ周波数の差が規定値より大きい場合、ステップＳ１１で端末受信部２１０は、ドップラ周波数の値をフィードバックする。これは初回との誤差が大きい場合、端末受信側におけるドップラ周波数とＦＦＴ分解能の不一致が再発することで、ドップラスペクトラムが広がるためである。但し、ドップラ周波数の推定は端末の移動速度が大きく変わらない限り、基本的に初回のみで事足りる。
【０１５１】
上述したように、端末の処理が初回目の動作か否かでドップラスペクトラム算出以降の処理フローが変わる。初回目では、前段で求めたドップラ周波数をフィードバック情報とする。２回目以降では、フィードバックすべき周波数成分を選択する処理となる。但し初回動作にて送信した周波数の値と、報告タイミングでのドップラ周波数の差が規定値より大きい場合は、ドップラ周波数の値をフィードバックする。
【０１５２】
図１８は、端末送信部２６０におけるフィードバック情報返信フォーマットの一例を示す図である。また、図１８は、端末送信部２６０⇔基地局受信部１６０でのフィードバック情報に関するフォーマットの一例である。
【０１５３】
図１８（ａ）に示すように、共通フォーマットを構成する要素は、Ｐａｙｌｏａｄ部の格納要素を判別する「Ｆｌｇ」部と情報要素を格納する「Ｐａｙｌｏａｄ」部からなる。規定の仕方により種々のフォーマットの定義が可能である。格納要素判別用の「Ｆｌｇ」と情報要素を格納する「Ｐａｙｌｏａｄ」が基本要素となる。
【０１５４】
図１８は、Ｆｌｇのビット論理が０の場合、Ｐａｙｌｏａｄ部にドップラ周波数の値を格納し、Ｆｌｇのビット論理が１の場合、Ｐａｙｌｏａｄ部にドップラ周波数解析によって得た周波数成分の値を格納する場合の例を示している。
【０１５５】
例えば、図１８（ｂ）に示すようにドップラ周波数の値を返送する場合、格納要素判別用「Ｆｌｇ」“０”、情報「Ｂｉｔ＃１〜Ｂｉｔ＃Ｘ」を定義する。
【０１５６】
図１８（ｃ）に示すようにドップラ解析結果を返送する場合、格納要素判別用「Ｆｌｇ」“１”、情報の範囲を示す「Ｂｉｔ＃１〜＃Ａ」、及び周波数成分の中身である「Ｂｉｔ＃Ａ＋１〜Ｂｉｔ＃Ｘ」を定義する。なお、上記「Ｂｉｔ＃１〜＃Ａ」は、ＵＥと基地局ＮＢ＃で共有していれば不要である。
【０１５７】
（変形例）
ドップラ周波数報告に関して、絶対値返信モードと差分値返信モードを設けることで、より精度のよいドップラ周波数値の返送を実現する。
【０１５８】
処理ブロック構成及び処理フローは、図１７乃至図１８と同様である。但し、送信フォーマットは図１８のような構成を用いる。
【０１５９】
図１９は、端末送信部２６０におけるフィードバック情報返信フォーマットの一例を示す図である。
【０１６０】
図１９（ａ）に示すように、共通フォーマットを構成する要素は、Ｐａｙｌｏａｄ部の格納要素を判別する「Ｆｌｇ」部と情報要素を格納する「Ｐａｙｌｏａｄ」部からなる。
【０１６１】
図１９（ｂ）（ｃ）に示すように、「絶対値返信モード」と「差分値返信モード」は、Ｆｌｇ領域の論理値によって判断する。「絶対値返信モード」の場合はドップラ周波数の絶対値を量子化して送信し（本実施の形態と同じ）、「差分値返信モード」の場合は「絶対値返信モード」で返信した値との差分値を返信する。差分値を規定することで、絶対値の場合に比べ、より細かな粒度での周波数表現が可能となる。また、情報量を減らすことができる。
【０１６２】
図１９（ｄ）に示すように、ドップラ解析結果を返送する場合、格納要素判別用「Ｆｌｇ」“１”、「Ｂｉｔ＃１〜＃Ａ」、及び周波数成分の中身である「Ｂｉｔ＃Ａ＋１〜Ｂｉｔ＃Ｘ」を定義する。
【０１６３】
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、基地局１００は、端末からフィードバック情報として返送されたドップラ周波数、及び／又はドップラ周波数近傍の周波数成分を受信する基地局受信部１６０を備える。また、基地局１００の基地局送信部１１０は、端末から返送されたドップラ周波数に基づいて、送信信号を位相補正する信号補正処理部１３０を備える。
【０１６４】
また、移動無線端末２００は、基地局側で位相補正された送信された信号からチャネル情報を推定するチャネル推定部２４０と、推定したチャネル推定値から伝搬路の変動を示すドップラスペクトラムを算出するドップラスペクトラム算出部２５３と、算出したドップラスペクトラムから特定の周波数成分に電力が集中した有限個の周波数成分を選択する選択部２５４と、推定したチャネル推定値、又は前記算出したドップラスペクトラムからドップラ周波数を算出するドップラ周波数算出部２５５と、算出したドップラ周波数及び前記選択した周波数成分を、基地局協調送信のフィードバック情報として返送する端末送信部２６０とを備える。
【０１６５】
これにより、移動無線端末２００側では、例えば初回動作でフィードバック回線にてドップラ周波数の値[Ｈｚ]を返送し、基地局１００側では、フィードバックされた伝搬路のドップラ周波数に基づいて、送信信号に位相回転処理を施し、周波数ズレを補正して送信する。そして、移動無線端末２００側では、推定したチャネル推定値から伝搬路の変動（ドップラスペクトラム）を算出し、電力が集中した周波数成分を返送する。返送する周波数成分は、例えば電力が大きな成分から順に上位Ｘ個を選択する。
【０１６６】
伝搬路の伝達関数を返送する従来の方法に比べ、基地局協調送信を実現するために必要なチャネル情報通知量を大幅に削減することができる。
【０１６７】
図２０は、フィードバックを受けたドップラ周波数に基づき、補正処理を行い送信した場合の受信側におけるドップラ周波数解析結果を、位相補正あり／位相補正なしで比較して示す図である。
【０１６８】
図２０に示すように、送信側で位相補正を行うことで、０Ｈｚ近傍（位相補正後のドップラ周波数とみなせる）により電力が集中し、これにより更に効率的なフィードバックが可能になる。すなわち、ドップラ周波数に基づき送信側で補正処理を行うことで、送信補正処理を行わない場合に比べて、ドップラスペクトラムのサイドローブが抑圧される。これにより、更なるフィードバック量の削減が可能になる。換言すれば、ドップラスペクトラムのサイドローブが抑圧されることで、返送量が同じの場合、より高精度なフィードバックが可能になる。
【０１６９】
（実施の形態２）
図２１は、本発明の実施の形態２に係る移動無線端末の端末受信部の詳細な構成を示す図である。図１２と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
【０１７０】
本発明の実施の形態２における移動無線端末の基本的な構成及び動作は、実施の形態１と同様である。
【０１７１】
図２１に示すように、端末受信部３１０は、チャネル推定部２４０、ドップラ周波数推定部３２０、及び圧縮部３５０を備える。
【０１７２】
本実施の形態は、ドップラ周波数を推定する専用のブロックであるドップラ周波数推定部３２０を設けているのが、図１２と異なる。ドップラ周波数は、インパルス応答結果を用いなくても推定することができる。本実施の形態は、ドップラ周波数推定部３２０を、圧縮部３５０と別ブロックで構成することで、より構成を簡素にする。
【０１７３】
ドップラ周波数推定に用いるアルゴリズムには、ＤＦＴなど周波数分解能が等間隔になるアルゴリズムのほかにｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムなどのある特定周波数成分を検出するアルゴリズムが適用される。
【０１７４】
これにより、インパルス応答を求めるためのＩＦＦＴなどの時間領域信号への変換処理が不要となり、さらにパス分離のための値判定処理を省くことができるため、演算量を減らすことが可能となる。
【０１７５】
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。
【０１７６】
上記各実施の形態では、基地局、通信システム、端末及び通信方法という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、装置は無線通信端末、ＬＴＥ端末、移動通信システム、方法は基地局協調送信方法、チャネル情報通知方法等であってもよい。
【０１７７】
さらに、上記移動無線端末を構成する各構成部、例えば送受信部の種類、選択部、ドップラ周波数算出部などは前述した実施の形態に限られない。
【０１７８】
上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
【０１７９】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０１８０】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【０１８１】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。例えば、バイオ技術の適用等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
本発明の通信システム、基地局、端末及び通信方法は、３ＧＰＰ ＬＴＥ方式の無線基地局、及び移動無線端末を含む移動通信システムに用いられる移動無線端末及びフィードバック情報送信方法に有用である。
【符号の説明】
【０１８３】
１００  基地局
１１０  基地局送信部
１１１，２６１  送信アンテナ
１２０，２８０  送信デジタル信号処理部
１３０  信号補正処理部
１３１  伝達関数復元部
１４０  ＯＦＤＭ変調部
１５０，２７０  無線送信部
１６０  基地局受信部
１６１，２１１  受信アンテナ
１７０  無線受信部
１８０  受信デジタル信号処理部
２００  移動無線端末
２１０，３１０  端末受信部
２２０  無線受信部
２３０  受信デジタル信号処理部
２４０  チャネル推定部
２５０，３５０  圧縮部
２５１  インパルス応答算出部
２５２  パス分離部
２５３，２５３−１〜２５３−Ｎ  ドップラスペクトラム算出部
２５４，２５４−１〜２５４−Ｎ  選択部
２５５  ドップラ周波数算出部
２６０  端末送信部
３２０  ドップラ周波数推定部
１３１１  複素チャネル利得復元部
１３１２  並べ替え部
１３１３  ＦＦＴ部
【図１】
2012085237.tif 000008
【図２】
2012085237.tif 000009
【図３】
2012085237.tif 000010
【図４】
2012085237.tif 000011
【図５】
2012085237.tif 000012
【図６】
2012085237.tif 000013
【図７】
2012085237.tif 000014
【図８】
2012085237.tif 000015
【図９】
2012085237.tif 000016
【図１０】
2012085237.tif 000017
【図１１】
2012085237.tif 000018
【図１２】
2012085237.tif 000019
【図１３】
2012085237.tif 000020
【図１４】
2012085237.tif 000021
【図１５】
2012085237.tif 000022
【図１６】
2012085237.tif 000023
【図１７】
2012085237.tif 000024
【図１８】
2012085237.tif 000025
【図１９】
2012085237.tif 000026
【図２１】
2012085237.tif 000027
【図２０】
2012085237.tif 000028