(57)【要約】【課題】複数の基地局装置のセル間においてセル間干渉が生じる場合でも、周波数効率を向上できる通信システム、通信方法、基地局装置及び移動局装置を提供する。【解決手段】複数の基地局装置１００−ｋの各セルが全部或いは一部を重複するように配置される通信システム１において、各基地局装置１００−ｋが受信する干渉信号の等価伝搬路の向きが基地局装置１００−ｋが受信信号に乗算する受信重み係数Ｕｋに直交するように、各移動局装置２００−ｊの送信重み係数Ｖｊ及び基地局装置１００−ｋの受信重み係数Ｕｋを算出する。そして、基地局装置１００−ｋは、自局に接続する移動局装置２００−ｊに送信重み係数Ｖｊを通知し、移動局装置２００−ｊは送信信号に送信重み係数Ｖｊを乗算して送信処理を行う。【選択図】図１
2013106249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主基地局装置と従基地局装置とを含む複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備える通信システムであって、
前記主基地局装置は、
システム全体の伝搬路情報を用いて前記複数の基地局装置のそれぞれが接続している前記移動局装置が送信する送信データに乗算される送信重み係数と、前記複数の基地局装置が受信する前記送信データに対し乗算される受信重み係数とを算出する重み係数制御部を備え、
前記複数の基地局装置は、
前記送信重み係数に関する情報を前記移動局装置に送信する送信部と、
それぞれが接続している前記移動局装置が前記送信データに前記送信重み係数を乗算した送信信号を受信する受信部と、
前記送信データに前記送信重み係数を乗算した前記送信信号に前記受信重み係数を乗算する干渉抑圧部とを備え、
前記移動局装置は、
前記送信データに前記送信重み係数を乗算した前記送信信号を、それぞれが接続している前記基地局装置に送信する送信部を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記複数の基地局装置は、前記送信重み係数に関する情報を格納する領域を有する制御信号を生成する制御信号生成部を備え、前記各基地局装置の前記送信部は、それぞれが接続している前記移動局装置に前記制御信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記主基地局装置は、前記従基地局装置に前記送信重み係数及び受信重み係数を通知する上位レイヤを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記送信重み係数に関する情報は、前記移動局装置が送信する前記送信信号に対して乗算する送信重み係数であることを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記送信重み係数に関する情報は、前記移動局装置が送信する前記送信信号に対して乗算する送信重み係数に対応したコードブックインデックスであることを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項６】
前記移動局装置は、前記コードブックインデックスから前記送信重み係数を検出する制御信号検出部を備えることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記複数の基地局装置は、さらに、前記送信重み係数が乗算された参照信号を生成する参照信号生成部を備え、前記各基地局装置の前記送信部は、それぞれが接続している前記移動局装置に前記参照信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項８】
前記参照信号は、前記移動局装置に固有の参照信号の一部であることを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
【請求項９】
前記参照信号は、前記基地局装置の接続可能範囲であるセルに固有の参照信号の一部であることを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
【請求項１０】
前記参照信号は、前記移動局装置に固有の参照信号又は前記基地局装置の前記セルに固有の参照信号であることを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
【請求項１１】
主基地局装置と従基地局装置とを含む複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備える通信システムにおける通信方法であって、
前記主基地局装置において、
システム全体の伝搬路情報を用いて前記複数の基地局装置のそれぞれが接続している前記移動局装置が送信する送信データに乗算される送信重み係数と、前記複数の基地局装置が受信する前記送信データに対し乗算される受信重み係数とを算出する算出ステップと、
前記複数の基地局装置において、
前記送信重み係数に関する情報を前記移動局装置に送信する送信ステップと、
それぞれが接続している前記移動局装置が前記送信データに前記送信重み係数を乗算した送信信号を受信する受信ステップと、
前記送信データに前記送信重み係数を乗算した前記送信信号に前記受信重み係数を乗算する干渉抑圧ステップとを備え、
前記移動局装置において、
前記送信データに前記送信重み係数を乗算した前記送信信号を、それぞれが接続している前記基地局装置に送信する送信ステップを行うことを特徴とする通信方法。
【請求項１２】
前記複数の基地局装置が、前記送信重み係数に関する情報を格納する領域を有する制御信号を生成する制御信号生成ステップと、前記各基地局装置の前記送信部が、それぞれが接続している前記移動局装置に前記制御信号を送信する送信ステップとを行うことを特徴とする請求項１１に記載の通信方法。
【請求項１３】
前記主基地局装置が、前記従基地局装置に前記送信重み係数及び受信重み係数を通知する通知ステップを行うことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の通信方法。
【請求項１４】
主基地局装置と従基地局装置とを含む複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備える通信システムにおける基地局装置であって、
前記基地局装置は、
システム全体の伝搬路情報を用いて前記複数の基地局装置のそれぞれが接続している前記移動局装置が送信する送信データに乗算される送信重み係数と、前記複数の基地局装置が受信する前記送信データに対し乗算される受信重み係数とを算出する重み係数制御部と、
前記送信重み係数に関する情報を前記移動局装置に送信する送信部と、
それぞれが接続している前記移動局装置が前記送信データに前記送信重み係数を乗算した送信信号を受信する受信部と、
前記送信データに前記送信重み係数を乗算した前記送信信号に前記受信重み係数を乗算する干渉抑圧部と、
前記送信重み係数に関する情報を格納する領域を有する制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記送信重み係数及び受信重み係数を通知する上位レイヤと、
を備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項１５】
主基地局装置と従基地局装置とを含む複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備える通信システムにおける移動局装置であって、
前記移動局装置は、
前記主基地局装置が、システム全体の伝搬路情報を用いて算出した送信重み係数と送信重み係数のうち、前記送信重み係数を受信する受信部と、
前記移動局装置が送信する送信データに前記送信重み係数を乗算した送信信号を生成するプレコーディング部と、
前記送信重み係数を乗算した前記送信信号を、それぞれが接続している前記基地局装置に送信する送信部と、
を備えることを特徴とする移動局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、通信方法、基地局装置及び移動局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの無線通信システムにおいて、都市及びその周辺地域には、複数の移動局装置（端末；ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ））に無線通信サービスを提供するためのセル（通信サービスエリア）を構成する基地局装置（ｅＮＢ；ｅＮｏｄｅＢ）が配置されている。特に、無線通信システムでは、複数の基地局装置が配置されたセルラー構成を成し、通信エリアの拡張が図られている。
【０００３】
また、セルラー構成において、周波数の利用効率向上を図るため、基地局装置のセルにおいて同一周波数を繰り返し使用している。しかし、セルラー構成において、同一周波数繰り返しによりセル間干渉が発生すると、周波数利用効率向上が制限される。
【０００４】
セルラー構成の上りリンクにおいて、セル間干渉を抑圧及び軽減する方法として、インジケータＯＩ（Ｏｖｅｒｌｏａｄ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）やインジケータＨＩＩ（Ｈｉｇｈ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）等を利用したセル間干渉調整（ＩＣＩＣ；Ｉｎｔｅｒ−ｃｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃｏｏｄｉｎａｔｉｏｎ）が用いられている（非特許文献１）。インジケータＯＩは、ある基地局装置が、他の基地局装置と接続している移動局装置からの干渉レベルが大きい場合、他の基地局装置にその旨を通知するための制御信号である。また、インジケータＨＩＩは、基地局装置のセル端に位置し、高い送電電力で送信を行う移動局装置から信号を受ける基地局装置が、他の基地局装置にその旨を通知する制御信号である。
【０００５】
図１８は、セル間干渉調整ＩＣＩＣを適用する上りリンクにおける従来の無線通信システム１０００の概略を示している。基地局装置１０００−１及び基地局装置１０００−２は、それぞれセル１０００−１ａとのセル１０００−２ａを備え、基地局装置１０００−１のセル１０００−１ａと、基地局装置１０００−２のセル１０００−２ａとが一部重複するように、各基地局装置が１セル周波数繰返しで配置されている。各セル内には、複数の移動局装置が存在し、各移動局装置は、最適の受信電界強度で信号を受信できる基地局装置と無線接続するように制御されている。
【０００６】
基地局装置１０００−１は、移動局装置２０００−１と接続（ｒ１１）している。また、基地局装置１０００−１は、基地局装置１０００−２と接続（ｒ２２）している移動局装置２０００−２から干渉（ｒ２１）を受けている。
【０００７】
干渉（ｒ２１）を受けている基地局装置１０００−１は、バックホール回線１０（例えば、光ファイバ、Ｘ２インターフェイス等）を介して、基地局装置１０００−２にインジケータＯＩを通知する。インジケータＯＩを受け取った基地局装置１０００−２は、移動局装置２０００−２に送信を中止させることで、セル間干渉を抑圧及び軽減している。
【０００８】
また、基地局装置１０００−２は、移動局装置２０００−２が信号（ｒ２２）を送信する前に、バックホール回線１０を介して、基地局装置１０００−１にインジケータＨＩＩを通知する。インジケータＨＩＩを受けた基地局装置１０００−１は、移動局装置２０００−１からの信号（ｒ１１）が干渉を受けないようにスケジューリングを行うことで干渉を抑圧及び軽減している。
【０００９】
また、近年、急速な都市化に伴い高層ビルやマンション等が建設されることで、多くの受信不感地域又は弱電界地域が発生する。これらの地域では、たびたび移動局装置と基地局装置との接続が制限される。また、移動通信システムの高速化に伴い、移動局に対するスループットの向上が要求されている。同様に、セルエッジ（通信サービスエリアの端地域）に存在する移動局装置に対しても支障なく高速通信できることが求められている。
スループットを向上する方法として、主基地局装置（マクロ基地局）が構成するマクロセルの一部又は全部と、マクロ基地局より最大送信電力が小さい小電力基地局（ピコセル基地局、フェムトセル基地局等）のセルの範囲とを重複するように、複数の基地局装置を配置することが提案されている（ヘテロジーニアス・ネットワーク、非特許文献２）。
【００１０】
このような異種ネットワーク（ヘテロジーニアス・ネットワーク）を構築することにより、マクロセルが網羅するエリア内におけるネットワーク側から見たトータルなスループットを向上させることが可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；  Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ（Ｒｅｌｅａｓｅ  ８）、３ＧＰＰ  ＴＳ３６．２１３  ｖ８．８．０（２００９−０９）URL: http://www.3gpp.org/ftp/Specs/2011-06/Rel-8/36_series/
【非特許文献２】３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；  Ｆｕｒｔｈｅｒ  Ａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｓ  ｆｏｒ  Ｅ−ＵＴＲＡ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ａｓｐｅｃｔｓ  （Ｒｅｌｅａｓｅ  ９）、３ＧＰＰ  ＴＲ３６．８１４  ｖ９．０．０．（２０１０−０３）URL: http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36814.htm
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、ヘテロジーニアス・ネットワークにおいて、マクロセルに同一の周波数を利用した多数のピコセルが配置され、複数のセル間で干渉が発生する場合、干渉となる複数の基地局装置に亘ってインジケータＯＩ或いはインジケータＨＩＩによりセル間干渉を制御すると、各基地局装置が自局に接続する移動局装置に送信させる機会が極めて制限されてしまい、周波数の利用効率、スループットが十分に向上できないと問題がある。
【００１３】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、複数の基地局装置のセル間においてセル間干渉が生じる場合でも、周波数利用効率、スループットを向上できる通信システム、通信方法、基地局装置及び移動局装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するために本発明に係る通信システム、通信方法、基地局装置及び移動局装置の各構成は、次の通りである。
【００１５】
本発明の通信システムは、主基地局装置と従基地局装置とを含む複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置と前記移動局装置との間の伝搬路を用いて通信を行う通信システムであって、前記主基地局装置は、前記複数の基地局装置のそれぞれが接続している前記移動局装置が送信する送信データに乗算される送信重み係数と、前記複数の基地局装置が受信する前記送信データに対し乗算される受信重み係数とを算出する重み係数制御部を備え、前記複数の基地局装置は、前記送信重み係数に関する情報を前記移動局装置に送信する送信部と、それぞれが接続している前記移動局装置が前記送信データに前記送信重み係数を乗算した送信信号を受信する受信部と、前記送信データに前記送信重み係数を乗算した前記送信信号に前記受信重み係数を乗算する干渉抑圧部とを備え、前記移動局装置は、前記送信データに前記送信重み係数を乗算した前記送信信号を、それぞれが接続している前記基地局装置に送信する送信部を備えることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の通信システムの複数の基地局装置は、前記送信重み係数に関する情報を格納する領域を有する制御信号を生成する制御信号生成部を備え、前記各基地局装置の前記送信部は、それぞれが接続している前記移動局装置に前記制御信号を送信することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の通信システムの前記主基地局装置は、前記従基地局装置に前記送信重み係数及び受信重み係数を通知する上位レイヤを備えることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の通信システムの前記送信重み係数情報は、前記移動局装置が送信する前記送信信号に対して乗算する送信重み係数であることを特徴とするものである。また、前記送信重み係数情報は、前記移動局装置が送信する前記送信信号に対して乗算する送信重み係数に対応したコードブックインデックスであることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の通信システムの前記移動局装置は、前記コードブックインデックスから前記送信重み係数を検出する制御信号検出部を備えることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の通信システムの前記複数の基地局装置は、さらに、前記送信重み係数が乗算された参照信号を生成する参照信号生成部を備え、前記各基地局装置の前記送信部は、それぞれが接続している前記移動局装置に前記参照信号を送信することを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の通信システムにおける前記参照信号は、前記移動局装置に固有の参照信号の一部であることを特徴とするものである。また、本発明の通信システムにおける前記参照信号は、前記基地局装置の接続可能範囲であるセルに固有の参照信号の一部であることを特徴とするものである。また、本発明の通信システムにおける前記参照信号は、前記移動局装置に固有の参照信号又は前記基地局装置の前記セルに固有の参照信号であることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の通信方法は、主基地局装置と従基地局装置とを含む複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置と前記移動局装置との間の伝搬路を用いて通信を行う通信システムにおける通信方法であって、前記主基地局装置において、前記複数の基地局装置のそれぞれが接続している前記移動局装置が送信する送信データに乗算される送信重み係数と、前記複数の基地局装置が受信する前記送信データに対し乗算される受信重み係数とを算出する算出ステップと、前記複数の基地局装置において、前記送信重み係数に関する情報を前記移動局装置に送信する送信ステップと、それぞれが接続している前記移動局装置が前記送信データに前記送信重み係数を乗算した送信信号を受信する受信ステップと、前記送信データに前記送信重み係数を乗算した前記送信信号に前記受信重み係数を乗算する干渉抑圧ステップとを備え、前記移動局装置において、前記送信データに前記送信重み係数を乗算した前記送信信号を、それぞれが接続している前記基地局装置に送信する送信ステップを行うことを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の通信方法は、前記複数の基地局装置が、前記送信重み係数に関する情報を格納する領域を有する制御信号を生成する制御信号生成ステップと、前記各基地局装置の前記送信部が、それぞれが接続している前記移動局装置に前記制御信号を送信する送信ステップとを行うことを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の通信方法は、前記主基地局装置が、前記従基地局装置に前記送信重み係数及び受信重み係数を通知する通知ステップを行うことを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明の基地局装置は、主基地局装置と従基地局装置とを含む複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置と前記移動局装置との間の伝搬路を用いて通信を行う通信システムにおける基地局装置であって、前記基地局装置は、前記複数の基地局装置のそれぞれが接続している前記移動局装置が送信する送信データに乗算される送信重み係数と、前記複数の基地局装置が受信する前記送信データに対し乗算される受信重み係数とを算出する重み係数制御部と、前記送信重み係数に関する情報を前記移動局装置に送信する送信部と、それぞれが接続している前記移動局装置が前記送信データに前記送信重み係数を乗算した送信信号を受信する受信部と、前記送信データに前記送信重み係数を乗算した前記送信信号に前記受信重み係数を乗算する干渉抑圧部と、前記送信重み係数に関する情報を格納する領域を有する制御信号を生成する制御信号生成部と、前記送信重み係数及び受信重み係数を通知する上位レイヤと、を備えることを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明の移動局装置は、主基地局装置と従基地局装置とを含む複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置と前記移動局装置との間の伝搬路を用いて通信を行う通信システムにおける移動局装置であって、前記移動局装置は、前記主基地局装置が、前記伝搬路を用いて算出した送信重み係数と送信重み係数のうち、前記送信重み係数を受信する受信部と、前記移動局装置が送信する送信データに前記送信重み係数を乗算した送信信号を生成するプレコーディング部と、前記送信重み係数を乗算した前記送信信号を、それぞれが接続している前記基地局装置に送信する送信部とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備える通信システムにおいて、複数の基地局装置が同一の周波数を用いて移動局装置と通信する際に、複数の基地局装置と移動局装置が協調してセル間干渉を抑圧できる。このため、当該通信システムは、セル間干渉を効果的に抑制し、良好な送受信を確立できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態に係る通信システムの構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る通信システムの主基地局装置の構成を示す概略図である。
【図３】第１の実施形態に係る通信システムの主基地局装置の制御信号生成部が出力するフォーマットの一例である。
【図４】第１の実施形態に係る通信システムの主基地局において送信重み係数及び受信重み係数を算出する処理を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態に係る通信システムの従基地局装置の構成を示す概略図である。
【図６】第１の実施形態に係る通信システムの移動局装置の構成を示す概略図である。
【図７】第１の実施形態に係る通信システムの主基地局装置が送信重み係数及び受信重み係数を算出し、従基地局装置及び移動局装置に通知する処理を示すシーケンス図である。
【図８】第２の実施形態に係る通信システムにおけるコードブックの一例である。
【図９】第２の実施形態に係る通信システムの主基地局装置の制御信号生成部が出力するフォーマットの一例である。
【図１０】第３の実施形態に係る通信システムの構成を示す概略図である。
【図１１】第３の実施形態に係る通信システムの主基地局装置の構成を示す概略図である。
【図１２】第３の実施形態に係る従基地局装置の構成を示す概略図である。
【図１３】第３の実施形態に係る移動局装置の構成を示す概略図である。
【図１４】第３の実施形態に係る基地局装置のリソースマッピング部におけるリソースマッピングの一例である。
【図１５】第３の実施形態に係る基地局装置のリソースマッピング部におけるリソースマッピングの別の一例である。
【図１６】第３の実施形態に係る基地局装置のリソースマッピング部におけるリソースマッピングの別の一例である。
【図１７】第３の実施形態に係る基地局装置のリソースマッピング部におけるリソースマッピングの別の一例である。
【図１８】従来の通信システムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態に係る通信システム１では、基地局装置１００−ｋ及び移動局装置２００−ｊが、ＤＦＴ−ｓ−ＯＦＤＭ（ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ−ｓｐｒｅａｄ−Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；離散フーリエ変換拡散直交周波数分割多重）方式を用いてデータの伝送を行う例について説明する。尚、本実施形態ではこれに限らず、その他の伝送方式、例えば、ＳＣ−ＦＤＭＡ（ｓｉｎｇｌｅ  ｃａｒｒｉｅｒ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ；単一キャリア周波数分割多元アクセス）、等のシングルキャリア伝送方式や、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）、ＭＣ−ＣＤＭＡ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｃａｒｒｉｅｒ−ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ；多重キャリア符号分割多重アクセス）等のマルチキャリア伝送方式を用いてもよい。また、第１の実施形態に係る通信システム１の例として、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）によるＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）やＩＥＥＥ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）によるＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）等のような無線通信システムを含むが、これらに限定されない。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る通信システム１の構成を示す概略図である。第１の実施形態に係る通信システム１は、複数の基地局装置１００−ｋ(ｋは任意の正整数で、図１において、ｋ＝１〜３とする）と、複数の移動局装置２００−ｊ（ｊは任意の正整数で、図１において、ｊ＝１〜３）を備えている。
【００３１】
通信システム１における複数の基地局装置１００−ｋ及び複数の移動局装置２００−ｊは、互いに協調してセル間干渉を抑圧するように構成される。また、通信システム１における移動局装置２００−ｊは、協調する基地局装置と接続する移動局装置かつ協調の対象となる移動局装置を含む。
【００３２】
各基地局装置１００−ｋは、自己のセルが他の基地局装置のセルと全域又は一部が重複し、１つのセルにおいて同一周波数を用いて該周波数を繰返して利用するような構成で配置されている。各基地局装置１００−ｋ間は、光ファイバやインターネット回線または無線回線等を用いたバックホール回線１０−１、１０−２（例えば、Ｘ２インターフェース）により接続されている。
【００３３】
基地局装置１００−ｋと移動局装置２００−ｊ間は、上りリンクの伝搬路Ｈｋｊ（伝達関数）で表されている（ｋ及びｊは任意の正整数。図１において、ｋ＝１〜３及びｊ＝１〜３とする）。ここで、協調の対象となる基地局装置及び移動局装置間の前記伝搬路Ｈｋｊをシステム全体の伝搬路と呼ぶ。通信システム１において、移動局装置２００−ｊは、ｋ＝ｊとなる基地局装置１００−ｋと無線接続されている。すなわち、移動局装置２００−ｊにおいて、ｋ≠ｊとなる基地局装置１００−ｋが送信する信号はセル間干渉となる。
【００３４】
例えば、基地局装置１００−１において、伝搬路Ｈ１１を通って受信する移動局装置２００−１からの送信信号が所望信号であり、伝搬路Ｈ１２及び伝搬路Ｈ１３を通って受信する移動局装置２００−２及び基地局装置１００−３からの送信信号がセル間干渉（非所望信号）となる。
【００３５】
詳しくは後述するが、各移動局装置２００−ｊは、自己が送信する送信信号に、基地局装置１００−ｋと移動局装置２００−ｊが協調して、互いに与え得るセル間干渉を抑圧できるような送信重み係数Ｖｊを乗算する。また、各基地局装置１００−ｋは、基地局装置１００−ｋと移動局装置２００−ｊが協調して、互いに与え得るセル間干渉を抑圧できるような受信重み係数Ｕｋを受信信号に乗算する。
【００３６】
以下、図１の通信システム１において、基地局装置１００−１は、送信重み係数及び受信重み係数を算出する主基地局装置（マスター基地局装置）とし、基地局装置１００−２及び基地局装置１００−３は、マスター基地局装置の指示に従って協調動作する従基地局装置（スレーブ基地局装置）とする。
【００３７】
次に、第１の実施形態に係るマスター基地局装置（基地局装置１００−１）について説明する。
【００３８】
マスター基地局装置（基地局装置１００−１）は、図２に示すように、複数の受信アンテナ部１０１−Ｌ（Ｌは、任意の正整数であり、以下、各部位の数を表す）、受信部１０２−Ｌ、伝搬路推定部１０３、ＧＩ除去部１０４−Ｌ、ＤＦＴ部１０５−Ｌ、干渉抑圧部１０６、伝搬路補償部１０７、ＩＤＦＴ部１０８、復調部１０９、復号部１１０、重み係数制御部１１１、上位レイヤ１１２、制御信号検出部１１３、制御信号生成部１２１、参照信号生成部１２２、送信部１２３及び送信アンテナ部１２４を備えて構成される。尚、図２において、基地局装置１００−１は、２本（Ｌ＝２）の受信アンテナ部を備える場合の一例を示すが、これに限定されず、何本のアンテナを備えてもよい。また、１本の送信アンテナ部となっているが、これに限らず、複数の送信アンテナ部を備えてもよいし、送信アンテナ部と受信アンテナ部とを共用する構成としてもよい。また、上記基地局装置１００−１の一部或いは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行なうチップ制御回路（図示せず）を有する。
【００３９】
上位レイヤ１１２は、バックホール回線１０−１、１０−２を通して、スレーブ基地局装置（基地局装置１００−２及び基地局装置１００−３）から伝搬路情報を取得する。また、上位レイヤ１１２は、該伝搬路情報を重み係数制御部１１１に出力する。ここで、上位レイヤとは、ＯＳＩ参照モデルで定義された通信機能の階層のうち、物理層（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ）よりも上位の機能の階層、例えば、データリンク層、ネットワーク層等である。
【００４０】
また、上位レイヤ１１２は、移動局装置２００−ｊと基地局装置１００−２と間の伝搬路情報（伝搬路Ｈ２ｊに関する情報）を、バックホール回線１０−１を通じて基地局装置１００−２から取得する。また、上位レイヤ１１２は、移動局装置２００−ｊと基地局装置１００−３間の伝搬路情報（伝搬路Ｈ３ｊに関する情報）を、バックホール回線１０−２を通じて基地局装置１００−３から取得する。
【００４１】
また、上位レイヤ１１２は、後述する重み係数制御部１１１で算出したスレーブ基地局装置の受信重み係数及びスレーブ基地局装置に接続する移動局装置の送信重み係数を取得する。
【００４２】
また、上位レイヤ１１２は、スレーブ基地局装置の受信重み係数及びスレーブ基地局装置に接続する移動局装置の送信重み係数を、バックホール回線１０−１を介して各スレーブ基地局装置に通知する。
【００４３】
具体的には、基地局装置１００−１の上位レイヤ１１２は、移動局装置２００−２の送信信号に乗算する送信重み係数Ｖ２と、基地局装置１００−２の受信信号に対して乗算する受信重み係数Ｕ２とを、バックホール回線１０−１を介して基地局装置１００−２に通知する。また、基地局装置１００−１の上位レイヤ１１２は、移動局装置２００−３の送信信号に乗算する送信重み係数Ｖ３と、基地局装置１００−３の受信信号に対して乗算する受信重み係数Ｕ３とを、バックホール回線１０−２を介して基地局装置１００−３に通知する。
【００４４】
また、上位レイヤ１１２は、移動局装置２００−２が送信する送信信号のＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ；変調及び符号化方式）、空間多重数等の制御データを制御信号生成部１２１に出力する。該制御データは、伝搬路推定値、送信重み係数及び受信重み係数を考慮して設定される。尚、上位レイヤ１１２は、基地局装置１００−１を構成する各部位が、機能を発揮するために必要なその他のパラメータも通知する。
【００４５】
制御信号生成部１２１は、上位レイヤ１１２が出力する制御データ及び自局と接続している移動局装置が送信信号に乗算する送信重み係数を含む制御信号を生成する。制御信号は、例えば、ＬＴＥにおいて、下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）等が該当する。また、送信重み係数は、ＬＴＥにおける下りリンク共通チャネル（ＰＤＳＣＨ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ）で通知することも可能である。尚、該制御信号に誤り訂正符号化及び変調処理を施してもよい。
【００４６】
図３は、制御信号生成部１２１が出力する制御信号のフォーマットの一例を示す概念図である。制御信号では、自局と接続している移動局装置の送信重み係数情報を格納する領域を有する。図３に示すように、移動局装置２００−１が送信信号に乗算する受信重み係数Ｖ１を送信重み係数に関する情報を格納する領域が設けられている。尚、ＭＣＳ領域及びレイヤ領域は、送信重み係数に関する情報以外に含まれる制御データの例示であり、その他の制御データを含んでもよい。ＭＣＳ領域とは、移動局装置２００−１が基地局装置１００−１に送信する信号のＭＣＳ情報を格納する領域である。レイヤ領域とは、移動局装置２００−１が基地局装置１００−１に送信する信号の空間多重数に関する情報を格納する領域である。なお、重み係数を含む制御信号を生成する制御信号生成部を重み係数情報生成部と、前記制御信号生成部が生成した重み係数を含む制御信号を重み係数情報とよんでもよい。
【００４７】
参照信号生成部１２２は、参照信号（パイロット信号）を生成する。参照信号は、例えば、基地局装置１００−１の送信アンテナ部１２４から移動局装置の各受信アンテナ部までの伝搬特性を推定するために用いる信号である。尚、参照信号を構成する符号系列は、直交系列、例えば、アダマール符号又はＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｚｅｒｏ  Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）系列であることが好ましい。
【００４８】
送信部１２３は、制御信号生成部１２１が出力する制御信号と、参照信号とを含む下りリンクの信号を送信可能な周波数帯までアップコンバートし、送信アンテナ部１２４を介して、接続している基地局装置１００−ｋに送信される。尚、送信部１２３は、通信システム１の下りリンクにおいて、移動局装置２００−ｊが受信可能は伝送方式を適用できる。例えば、ＬＴＥでは、ＯＦＤＭ伝送が適用可能である。
【００４９】
基地局装置１００−１は、受信アンテナ部１０１−Ｌを介して、移動局装置２００−ｊの送信信号を受信する。ここで、移動局装置２００−１以外の送信信号はセル間干渉となる。送信信号を生成する移動局装置の構成については後述する。
【００５０】
受信部１０２−Ｌは、受信アンテナ部１０１−Ｌから入力された無線周波数信号をデジタル信号処理が可能な周波数帯域にダウンコンバートし、ダウンコンバートした信号を更にフィルタリング処理を行って不要成分（スプリアス；Ｓｐｕｒｉｏｕｓ）を除去する。また、受信部１０２―Ｌは、フィルタリング処理を行った信号をアナログ信号からデジタル信号に（Ａ／Ｄ；Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ）変換し、変換したデジタル信号を伝搬路推定部１０３、ＧＩ除去部１０４−Ｌ及び制御信号検出部１１３に出力する。
【００５１】
ＧＩ除去部１０４−Ｌは、遅延波による歪を回避するために受信部１０２−Ｌから出力される信号からガードインターバルＧＩを除去し、除去された信号をＤＦＴ部１０５−Ｌに出力する。
【００５２】
ＤＦＴ部１０５−Ｌは、ＧＩ除去部１０４−Ｌから入力されたガードインターバルＧＩが除去された信号を時間領域信号から周波数領域信号に変換する離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行い、干渉抑圧部１０６に出力する。尚、ＤＦＴ部１０５−Ｌは、信号を時間領域から周波数領域に変換できれば、ＤＦＴに限らず、他の方法、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等を行ってもよい。
【００５３】
制御信号検出部１１３は、受信部１０２−２が出力した信号に含まれる制御信号の検出を行う。制御信号として、例えば、ＬＴＥにおけるＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）などのフィードバック情報が該当する。制御信号検出部１１３は、前記フィードバック情報を抽出すると、制御信号生成部１２１と上位レイヤ１１２とに出力する。
【００５４】
制御信号生成部１２１、上位レイヤ１１２は、前記ＣＱＩ等のフィードバック情報を考慮して、下りリンク送信信号（下りリンクの情報データ、制御信号）を生成する。
【００５５】
伝搬路推定部１０３は、受信部１０２−Ｌが出力した信号に含まれる参照信号を用いて、伝搬路推定を行う。そして、伝搬路推定部１０３は、伝搬路推定値を伝搬路補償部１０７、重み係数制御部１１１及び上位レイヤ１１２に通知する。尚、伝搬路推定値は、例えば、伝達関数、インパルス応答などである。
【００５６】
重み係数制御部１１１は、上位レイヤ１１２及び伝送路推定部１０３から取得した伝搬路情報（伝搬路推定値）を用いて、移動局装置２００−ｊが送信する信号に乗算する送信重み係数Ｖｊ並びにマスター基地局装置及びスレーブ基地局装置の受信信号に乗算する受信重み係数Ｕｋを算出する。
【００５７】
すなわち、マスター基地局装置は、協調制御を行う全ての基地局装置（マスター基地局装置及びスレーブ基地局装置）と協調制御に参加する全ての移動局装置との間の伝搬路推定値を取得し、該伝搬路推定値を用いて、移動局装置の送信重み係数Ｖｊと基地局装置の受信重み係数Ｕｋを算出する。
【００５８】
一例として、重み係数制御部１１１は、干渉源となる複数の移動局装置から到来する干渉信号の等価伝搬路の向き（ベクトル）が、各基地局装置において受信信号に乗算する受信重み係数に直交するように送信重み係数を算出する（式１）。
【数１】
2013106249.tif 000003
ここで、Ｈｋｊは、移動局装置２００−ｊと、協調制御の対象である基地局装置１００−ｋとの間の伝搬路行列、Ｖｊは移動局装置２００−ｊの送信重み係数のベクトル、Ｕｋは基地局装置１００−ｋの受信重み係数のベクトル、ｄｋはストリーム数である。Ｈは複素共役転置である。
【００５９】
また、重み係数制御部１１１は、スレーブ基地局装置の受信重み係数Ｕｋ及びスレーブ基地局装置に接続している移動局装置の送信重み係数Ｖｊを上位レイヤ１１２に通知する。また、重み係数制御部１１１は、マスター基地局装置（自局）の受信信号に乗算する受信重み係数Ｕ１を干渉抑圧部１０６に出力する。また、重み係数制御部１１１は、マスター基地局装置（自局）に接続している移動局装置の送信重み係数Ｖ１を制御信号生成部１２１に出力する。尚、上述の重み係数制御部１１１及び重み係数制御機能は、上位レイヤ１１２に含める構成としてもよい。
【００６０】
干渉抑圧部１０６は、ＤＦＴ部１０５−Ｌから入力された周波数領域の信号に、重み係数制御部１１１から入力された受信重み係数を乗算する。
【００６１】
伝搬路補償部１０７は、伝搬路推定部１０３から入力された伝搬路推定値に基づき、ＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ；ゼロフォーシング）等化、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ；最小平均二乗誤差）等化等の方式を用いて、フェージングによる伝搬路歪を補正する重み係数を算出する。伝搬路補償部１０７は、この重み係数を干渉抑圧部１０６から入力された信号に乗算して伝搬路補償を行う。
【００６２】
ＩＤＦＴ部１０８は、伝搬路補償部１０７が出力する信号にＩＤＦＴ（逆離散フーリエ変換）処理を行う。
【００６３】
復調部１０９は、ＩＤＦＴ部１０８から入力された信号に対して復調処理を行う。該復調処理は、硬判定（符号化ビット系列の算出）、軟判定（符号化ビットＬＬＲの算出）のどちらでもよい。
【００６４】
復号部１１０は、復調部１０９が出力する復調後の符号化ビット系列（又は、符号化ビットＬＬＲ）に対して誤り訂正復号処理を行い、自己宛に送信された情報データを算出し、上位レイヤ１１２に出力する。この誤り訂正復号処理の方式は、接続している基地局装置が行ったターボ符号化、畳み込み符号化等の誤り訂正符号化に対応する方式である。誤り訂正復号処理は、硬判定又は軟判定のどちらも適応できる。
【００６５】
尚、移動局装置２００−ｊが、インターリーブしたデータ変調シンボルを送信する場合には、復号部１１０は、誤り訂正復号処理を行う前に、入力された符号化ビット系列をインターリーブに対応するデインターリーブ処理を行う。そして、復号部１１０は、デインターリーブ処理が行われた信号に対して誤り訂正復号処理を行う。
【００６６】
次に、通信システム１において、送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋを算出する処理を説明する。図４は、重み係数制御部１１１が、送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋを算出する処理の一例を示すフローチャートである。
【００６７】
図４の算出方法では、移動局装置から基地局装置の伝搬路行列の複素共役転置行列が、
基地局装置から移動局装置の伝搬路行列となるという性質（伝搬路の相反性）を利用して、送信と受信の役割を入れ替えながら干渉の影響ができるだけ小さくなるような重み係数を求める処理を繰返し行う。
【００６８】
まず、重み係数制御部１１１は、伝搬路情報を取得すると、任意の送信重み係数Ｖｊを設定する（Ｓ１００）。
【００６９】
次に、重み係数制御部１１１は、基地局装置１００−ｋが受信する干渉の総和Ｑｋ、ｉを（式２）に基づいて算出する（Ｓ１０１）。ここで、Ｑは受信する干渉信号の共分散行列である。また、Ｐは送信電力、Ｋはセル間干渉を協調し抑圧する基地局装置数である。また、Ｈは複素共役転置を表す。
【数２】
2013106249.tif 000004
【００７０】
次に、重み係数制御部１１１は、算出した干渉の総和Ｑｋ、ｉを特異値分解し、干渉の総和Ｑｋ、ｉを抑圧する受信重み係数Ｕｋ、ｉを算出する（Ｓ１０２）。尚、ステップＳ１０２及びステップＳ１０３では、移動局装置２００−ｊの送信信号を基地局装置１００−ｋが受信する場合について、受信重み係数Ｕｋが算出されていることになる。
次に、移動局装置２００−ｊと基地局装置１００−ｋの送信と受信の役割の入れ替えを行う（Ｓ１０３）。すなわち、基地局装置１００−ｋが前記係数Ｕｋ、ｉを乗算した送信信号を移動局装置２００−ｊが受信する場合について、該移動局装置２００−ｊの受信重み係数Ｕｋ〜を算出する。該受信重み係数Ｕｋ〜は、移動局装置２００−ｊの送信重み係数Ｖｋに該当することになる。
【００７１】
受信重み係数Ｕｋ〜の算出について、まず、移動局装置２００−ｊが受信する干渉の総和Ｑｊ、ｉ〜を（式３）に基づき算出する（Ｓ１０４）。ここで、Ｈｊｋ〜＝ＨｋｊＨ、Ｖｋ〜＝Ｕｋ、Ｐ〜は送信電力である。
【数３】
2013106249.tif 000005
【００７２】
次に、干渉の総和Ｑｊ、ｉ〜を特異値分解し、干渉の総和Ｑｊ、ｉ〜を抑圧する受信重み係数Ｕｋ、ｉ〜を算出する（Ｓ１０５）。再度、移動局装置２００−ｊと基地局装置１００−ｋの送信と受信の役割の入れ替えを行う（Ｓ１０６）。すなわち、Ｖｋ、ｉ＝Ｕｋ、ｉ〜を代入する。
【００７３】
処理の回数をカウントするカウンタ（図示せず）を１つインクリメントし（Ｓ１０７）、所定の回数Ｉに到達するまで（Ｓ１０８、Ｎ）ステップＳ１０１乃至ステップＳ１０６の処理を繰返す。所定の回数Ｉに到達した場合（Ｓ１０８、Ｙ）、処理を終了する。
【００７４】
このように、基地局装置１００−ｋと移動局装置２００−ｊの送信と受信の役割を入れ替えながら、干渉電力が小さくなるような受信重み係数（Ｕｋ、Ｕｋ〜）を繰り返し更新していくことで、基地局装置１００−ｋ及び移動局装置２００−ｊが干渉の影響を抑圧することができる受信重み係数が得られる。
【００７５】
そして、ｋ＝ｊとなる受信重み係数Ｕｋ〜を移動局装置２００−ｊの送信重み係数Ｖｊとすることで、複数の基地局装置１００−ｋが協調して干渉の影響を抑圧することができる。尚、この算出方法は一例であり、これに限定されず、この他の算出方法を用いてもよい。
【００７６】
次に、第１の実施形態におけるスレーブ基地局装置（基地局装置１００−２及び基地局装置１００−３）について説明する。図５は、第１の実施形態に係るスレーブ基地局装置（基地局装置１００−２及び基地局装置１００−３）の構成を表す概略図である。以下、基地局装置１００−２の構成として説明するが、基地局装置１００−３も同様の構成を有する。
【００７７】
スレーブ基地局装置（基地局装置１００−２及び１００−３）は、図５に示すように、複数の受信アンテナ部１０１−Ｌ（Ｌは、任意の正整数であり、各部位の数を表す）、受信部１０２−Ｌ、伝搬路推定部１０３、ＧＩ除去部１０４−Ｌ、ＤＦＴ部１０５−Ｌ、干渉抑圧部１０６、伝搬路補償部１０７、ＩＤＦＴ部１０８、復調部１０９、復号部１１０、上位レイヤ１５２、制御信号検出部１１３、制御信号生成部１２１、参照信号生成部１２２、送信部１２３及び送信アンテナ部１２４を備えて構成される。尚、図５において、基地局装置１００−２は、２本（Ｌ＝２）の受信アンテナ部を備える場合の一例を示すが、これに限定されず、何本のアンテナを備えてもよい。また、１本の送信アンテナ部となっているが、これに限らず、複数の送信アンテナ部を備えてもよいし、送信アンテナ部と受信アンテナ部とを共用する構成としてもよい。また、基地局装置１００−２の一部或いは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行なうチップ制御回路（図示せず）を有する。
【００７８】
基地局装置１００−１と比較すると、基地局装置１００−２における、上位レイヤ１５２における動作が異なる。以下、主に異なる部分について説明する。
【００７９】
上位レイヤ１５２は、伝搬路推定部１０３から移動局装置２００−ｊと自局（基地局装置１００−２）間の伝搬路推定値Ｈ２ｊを取得する。上位レイヤ１５２は、該伝搬路推定値Ｈ２ｊをバックホール回線１０−１を介して基地局装置１００−１に通知する。
【００８０】
また、上位レイヤ１５２は、自局に接続している移動局装置２００−２の送信信号の送信重み係数Ｖ２及び自局の受信信号に乗算する受信重み係数Ｕ２を、バックホール回線１０−１を介して基地局装置１００−１から取得する。該送信重み係数Ｖ２及び受信重み係数Ｕ２は、基地局装置１００−１の重み係数制御部１１１が算出したものである。
【００８１】
また、上位レイヤ１５２は、受信重み係数Ｕ２を干渉抑圧部１０６に入力する。干渉抑圧部１０６は、受信重み係数Ｕ２をＤＦＴ１０５−Ｌから入力された周波数領域の信号に乗算する。
【００８２】
また、上位レイヤ１５２は、自局と接続している移動局装置２００−ｊが送信信号に乗算する送信重み係数Ｖ２を制御信号生成部１２１に入力する。
【００８３】
制御信号生成部１２１は、上位レイヤ１５２が出力する制御データ及び送信重み係数Ｖ２を含む制御信号を生成する。尚、制御信号のフォーマットは、マスター基地局装置１００−１と同様に、図３に示すフォーマットを適用できる。尚、該制御データは、ＭＣＳ情報、空間多重数等を含んでいる。
【００８４】
次に、第１の実施形態における移動局装置２００−ｊについて説明する。図６は、第１の実施形態に係る移動局装置２００−ｊの構成を示す概略図である。
【００８５】
移動局装置２００−ｊは、図６に示すように、上位レイヤ２０１、符号化部２０２、変調部２０３、ＤＦＴ部２０４、プレコーディング部２０５、参照信号生成部２０６、制御信号生成部２０７、リソースマッピング部２０８、ＩＤＦＴ部２０９、ＧＩ挿入部２１０、送信部２１１、送信アンテナ部２１２、受信アンテナ部２２１、受信部２２２、制御信号検出部２２３及び伝搬路推定部２２４を備えて構成される。尚、移動局装置２００−ｊの一部或いは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行なうチップ制御回路（図示せず）を有する。
【００８６】
移動局装置２００−ｊの受信部２２２は、受信アンテナ部２２１を介して、ｊ＝ｋとなる基地局装置１００−ｋの下りリンクの送信信号を受信する。尚、該送信信号は、送信重み係数等の制御信号を含む信号である。また、該制御信号は、基地局装置１００−ｋの制御信号生成部１２１が生成した送信重み係数Ｖｊを含む信号である。尚、詳細は後述するが、送信重み係数Ｖｊは、移動局装置１００−ｊの送信信号に乗算される。
【００８７】
また、受信部２２２は、前記受信アンテナ部２２１が出力した信号を信号検出処理等のデジタル信号処理が可能な周波数帯へダウンコンバート（無線周波数変換）し、さらにスプリアスを除去するフィルタリング処理を行ない、フィルタリング処理した信号をアナログ信号からデジタル信号に変換（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｓｉｔａｌ変換）を行なう。
【００８８】
伝搬路推定部２２４は、受信部２２２が出力した信号に含まれる参照信号を用いて、伝搬路推定を行う。伝搬路推定は、下りリンクにおける基地局装置１００−ｋと移動局装置２００−ｊとの間の伝搬路を推定するものである。
【００８９】
制御信号検出部２２３は、受信部２２２が出力した制御信号に対して伝搬路補償、復調処理及び復号処理等を行い、送信重み係数Ｖｊを抽出する。尚、制御信号検出部２２３は、伝搬路推定部２２４による伝搬路推定の結果（伝搬路推定値）を伝搬路補償、復調処理及び復号処理に用いる。
【００９０】
また、制御信号検出部２２３は、移動局装置１００−ｊの送信信号のＭＣＳ情報（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）、空間多重数等のフィードバック情報を抽出する。
【００９１】
上位レイヤ１１２は、制御信号に含まれる送信重み係数Ｖｊを取得する。また、上位レイヤ１１２は、該制御信号に含まれるＭＣＳ情報、空間多重数等のフィードバック情報も取得する。
【００９２】
また、上位レイヤ１１２は、該フィードバック情報に基づき、上りリンクで送信する情報データを符号化部２０２に出力する。尚、情報データは、例えば、通話に伴う音声信号、撮影した画像を表す静止画像又は動画像信号、文字メッセージ等である。
【００９３】
また、上位レイヤ１１２は、上りリンクで送信する制御データ（ＭＣＳ情報、空間多重数等を含む）を出力する。尚、上位レイヤ２０１は、移動局装置２００−ｊを構成する各部位が、機能を発揮するために必要なその他のパラメータも通知する。
【００９４】
符号化部２０２は、上位レイヤ２０１から入力された情報データに対して誤り訂正符号化を行う。符号化部２０２が誤り訂正符号化を行う際に用いる符号化方式は、例えば、ターボ符号化（ｔｕｒｂｏ  ｃｏｄｉｎｇ）、畳み込み符号化（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  ｃｏｄｉｎｇ）、低密度パリティ検査符号化（ｌｏｗ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ｐａｒｉｔｙ  ｃｈｅｃｋ  ｃｏｄｉｎｇ；ＬＤＰＣ）などである。
【００９５】
尚、符号化部２０２は、誤り訂正符号化したデータ系列の符号化率（ｃｏｄｉｎｇ  ｒａｔｅ）をデータ伝送率に対応する符号化率に合わせるために、符号化ビット系列に対してレートマッチング処理を行ってもよい。また、符号化部２０２は、誤り訂正符号化したデータ系列を並び替えてインターリーブする機能を有してもよい。
【００９６】
変調部２０３は、符号化部２０２から入力された信号を変調して変調シンボルを生成する。変調部２０３が行う変調処理は、例えば、ＢＰＳＫ（ｂｉｎａｒｙ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ；２相位相変調）、ＱＰＳＫ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ；４相位相変調）、Ｍ−ＱＡＭ（Ｍ−ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；Ｍ値直交振幅変調、例えば、Ｍ＝１６、６４、２５６、１０２４、４０９６）等である。尚、変調部２０３は、生成した変調シンボルを並び替えてインターリーブする機能を有してもよい。
【００９７】
ＤＦＴ部２０４は、変調部２０３から出力された変調シンボルをＤＦＴ処理（離散フーリエ変換処理）する。
【００９８】
プレコーディング部２０５は、ＤＦＴ部２０４の出力信号に送信重み係数を乗算する。図６に示すように、プレコーディング部２０５は、上位レイヤ２０１を介して送信重み係数を取得しているが、制御信号検出部２２３から直接取得する構成としてもよい。
【００９９】
参照信号生成部２０６は、参照信号（パイロット信号）を生成し、生成した参照信号をリソースマッピング部２０８に出力する。参照信号は、基地局装置１００−ｋにおいて、移動局装置２００−ｊの送信アンテナから基地局装置１００−ｋの各受信アンテナまでの伝搬特性を推定するために用いる信号である。推定した伝搬特性は、送信重み係数及び受信重み係数算出のための伝搬路情報、或いは基地局装置１００−ｋにおける伝搬路補償に用いられる。
【０１００】
参照信号を構成する符号系列は、直交系列、例えば、アダマール符号又はＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｚｅｒｏ  Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）系列であることが好ましい。
【０１０１】
制御信号生成部２０７は、上位レイヤ２０１が出力する下りリンクの制御データを含む制御信号を生成する。例えば、ＬＴＥにおけるＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）などが該当する。尚、該制御信号に対して誤り訂正符号化及び変調処理を施してもよい。
【０１０２】
リソースマッピング部２０８は、上位レイヤ２０１から通知されるスケジューリング情報に基づいて、変調シンボル、参照信号及び制御信号をリソースエレメントにマッピングする（以降、リソースマッピングと称す）。尚、リソースエレメントとは、１つのサブキャリアと１つのＯＦＤＭシンボルとから成る信号を配置する最小単位をいう。
ＩＤＦＴ部２０９は、リソースマッピング部２０８から入力された周波数領域信号に対して逆離散フーリエ変換（ｉｎｖｅｒｓｅ  ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ＩＤＦＴ）して時間領域信号に変換する。ＩＤＦＴ部２０９は、周波数領域信号を時間領域信号に変換できれば、ＩＤＦＴの代わりに、他の処理方法（例えば、逆高速フーリエ変換［ＩＦＦＴ、ｉｎｖｅｒｓｅ  ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ］）を用いる構成としてもよい。
【０１０３】
ＧＩ挿入部２１０は、ＩＤＦＴ部２０９から入力された時間領域信号（有効シンボルと呼ぶ）にＧＩ（Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ；ガードインターバル、ガード区間ともいう）を付加してＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを生成する。尚、ガードインターバルＧＩとは、受信側（基地局装置１００−ｋ）が周期性を維持してＤＦＴ処理（基地局装置１００−ｋのＤＦＴ部１０５−ｌ）ができるようにすることを目的として付加する区間である。例えば、ＧＩ挿入部２１０は、有効シンボルの後半の一部の区間の複写（コピー）をガードインターバルＧＩとして、有効シンボルに前置する。従って、ガードインターバルＧＩが前置された有効シンボルがＳＣ−ＦＤＭＡシンボルとなる。
【０１０４】
送信部２１１は、ＧＩ挿入部２１０から入力されたＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを、Ｄ／Ａ（ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−ａｎａｌｏｇ；デジタル・アナログ）変換して、アナログ信号を生成する。送信部２１１は、生成したアナログ信号に対してフィルタリング処理により帯域制限して帯域制限信号を生成する。送信部２１１は、生成した帯域制限信号を無線周波数帯域にアップコンバートし、送信アンテナ部２１２に出力する。
【０１０５】
次に、移動局装置２００−ｊ（ｊ＝１〜３）の送信信号を受信した基地局装置１００−ｋにおける干渉抑圧部１０６の処理について、具体的に説明する。以下は、基地局装置のアンテナが２本（Ｌ＝２）の場合の例である。
【０１０６】
基地局装置１００−ｋにおいて、ＤＦＴ部１０５−１及びＤＦＴ部１０５−２から干渉抑圧部１０６に入力される信号をベクトルＲｋとすると、（式４）と表せる。
【数４】
2013106249.tif 000006
ここで、Ｒｋ、Ｌは基地局装置ｋのＤＦＴ部１０５−Ｌから入力される信号、Ｈｋｊ、Ｌは移動局装置２００−ｊ（ｊ＝１〜３）の送信信号を基地局装置１００−ｋがアンテナ部１０１−Ｌを介して受信した場合の伝搬路（伝達関数）、Ｖｊは移動局装置２００−ｊの送信信号に乗算されている送信重み係数（各移動局装置のプレコーディング部２０５で乗算）、Ｓｊは移動局装置２００−ｊのデータ変調シンボルである。また、＋（式４及び式５では丸プラスで表す）は要素毎の加算である。
【０１０７】
干渉抑圧部１０６が前記Ｒｋに受信重み係数Ｕｋを乗算した信号をＹＫとすると、（式５）と表せる。ここで、Ｕｋ、ＬはＤＦＴ部１０５−Ｌから入力される信号に乗算する受信重み係数である。
【数５】
2013106249.tif 000007
【０１０８】
次に、通信システム１における送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋの通知手順について説明する。
【０１０９】
図７は、通信システム１のマスター基地局装置（基地局装置１００−１）が送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋを算出し、スレーブ基地局装置（基地局装置１００−２及び１００−３）及び移動局装置２００−ｊに通知する動作例を示すシーケンス図である。
【０１１０】
最初に、移動局装置２００−ｊは、マスター基地局装置及びスレーブ基地局装置に参照信号を送信する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。
【０１１１】
ステップＳ２０１及びＳ２０２で参照信号を受信したマスター基地局装置及びスレーブ基地局装置は、該参照信号を用いて、自局と移動局装置２００−ｊとの間の伝搬路を推定する（Ｓ２０３、Ｓ２０４）。尚、通信システム１において、基地局装置１００−ｋは、伝搬路Ｈｋ１、伝搬路Ｈｋ２及び伝搬路Ｈｋ３を推定する。
【０１１２】
更に、スレーブ基地局装置は、伝搬路推定の結果（伝搬路情報）をマスター基地局装置に通知する（Ｓ２０５）。
【０１１３】
次に、マスター基地局装置は、伝搬路情報を用いて、送信重み係数及び受信重み係数を算出する（Ｓ２０６）。
【０１１４】
更に、マスター基地局装置は、バックホール回線を介して、算出した送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋをスレーブ基地局装置に通知する（Ｓ２０７）。
【０１１５】
また、スレーブ基地局装置は、自局が接続している各移動局装置に送信重み係数Ｖｊを通知する（Ｓ２０７、Ｓ２０８）。例えば、スレーブ基地局装置１００−２に接続している移動局装置２００−２は、スレーブ基地局装置１００−２を介して、マスター基地局装置１００−１から送信重み係数Ｖ２を取得することになる。
【０１１６】
また、マスター基地局装置は、自局に接続している移動局装置の送信重み係数を該移動局装置に直接送信する（Ｓ２０９）。
【０１１７】
続いて、各移動局装置は、送信する自己の情報データに送信重み係数を乗算し、（Ｓ２１０）、乗算した情報データを送信する（Ｓ２１１、Ｓ２１２）。
【０１１８】
以上のように、第１の実施形態では、複数の基地局装置１００−ｋの各セルが全部或いは一部を重複するように配置される通信システム１において、マスター基地局装置は、各基地局装置１００−ｋが受信する干渉信号の等価伝搬路の向きが基地局装置１００−ｋが受信信号に乗算する受信重み係数に直交するように、各移動局装置２００−ｊの送信重み係数Ｖｊ及び基地局装置１００−ｋの受信重み係数Ｕｋを算出する。
【０１１９】
そして、基地局装置１００−ｋは、自局に接続する移動局装置２００−ｊに送信重み係数Ｖｊを通知し、移動局装置２００−ｊは、送信信号に送信重み係数Ｖｊを乗算して送信処理を行う。
【０１２０】
これにより、異なるセル範囲を有する複数の基地局装置におけるセルが、全部或いは一部を重複するように配置される通信システムにおいて、複数の基地局装置が同一周波数を用いて通信する際に起因するセル間干渉を効果的に抑圧し、良好な受信特性を得ることができる。
【０１２１】
尚、基地局装置１００−１の重み係数制御部１１１は、上位レイヤ１１２に含んでも良い。また、重み係数制御部１１１は、協調する複数の基地局装置１００−ｋの外部に位置し、これらの基地局装置１００−ｋを統括する基地局管理部に含んでもよい。
【０１２２】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した複数の基地局装置１００−ｋが協調してセル間干渉を抑圧する通信システム１において、コードブックを用意して、基地局装置１００−ｋが移動局装置２００−ｊに送信重み係数Ｕｋを通知する方法について説明する。コードブックとは、通信システム１において、予め決められた送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋの一覧表である。
【０１２３】
第２の実施形態の通信システム１における基地局装置１００−ｋは、基地局装置の送信重み係数Ｖｊ及び移動局装置の受信重み係数Ｕｋのコードブックを共有し、移動局装置２００−ｊは、少なくとも移動局装置２００−ｊの受信重み係数Ｕｋのコードブックを共有するように構成されている。
【０１２４】
コードブックの一例を図８に示す。図８において、送信重み係数Ｖｊ,ｎは、第ｊの移動局装置におけるｎ番目の送信重み係数候補である（ｊ及びｎは任意の正整数）。また、受信重み係数Ｕｋ，ｎは、第ｋの基地局装置におけるｎ番目の受信重み係数候補である（ｋ及びｎは任意の正整数）。
【０１２５】
図８のコードブックにおいて、コードブックインデックス＃０〜３は、２個の基地局装置と２個の移動局装置との間で協調してセル間干渉を抑圧する送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋの候補である。コードブックインデックス＃４〜７は、３個の基地局装置と３個の移動局装置との間で協調してセル間干渉を抑圧する送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋの候補である。コードブックインデックス＃８〜１１は、４個の基地局装置と４個の移動局装置との間で協調してセル間干渉を抑圧する送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋの候補である。
【０１２６】
次に、コードブックを用いて送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋの選択について説明する。
【０１２７】
例えば、マスター基地局装置１００−１は、コードブックを重み係数制御部１１１に保持する。まず、重み係数制御部１１１は、上位レイヤ１１２から入力される、協調する基地局装置数及び移動局装置数から、コードブックの候補を選択する。
【０１２８】
図１に示す通信システム１の場合は、３個の基地局装置１００−ｋと３個の移動局装置２００−ｊで協調するから、コードブックインデックス＃４〜７が候補として選択される。
【０１２９】
次に、重み係数制御部１１１は、伝搬路推定部１０３及び上位レイヤ１１２から入力される伝搬路情報Ｈｋｊと、選択したコードブックインデックス＃の候補とを用いて、干渉の影響ができるだけ小さくなるような重み係数を求める処理を行う。
【０１３０】
例えば、前記伝搬路情報Ｈｋｊと候補となったコードブックインデック＃の送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋを（式２）及び（式３）に代入し、干渉の総和Ｑｋ、ｉ及び総和Ｑｊ、ｉ〜が最小となるコードブックインデックス＃を選択する。
【０１３１】
次に、コードブックを用いて、送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋの通知方法について説明する。
【０１３２】
マスター基地局装置が選択したコードブックインデックス＃をスレーブ基地局装置及び移動局装置に通知する動作のシーケンスは、図７に示すシーケンスを適用する。
【０１３３】
この場合、図７の「“送信重み係数及び受信重み係数通知”（Ｓ２０７）」及び「“送信重み係数通知”（Ｓ２０８及びＳ２０９）」を「コードブックインデックス通知」に置き換えることにより実現する。
【０１３４】
次に、制御信号生成部１２１が出力する制御信号のフォーマットを説明する。図９は、制御信号生成部１２１が出力する制御信号のフォーマットの一例を示す概念図である。
【０１３５】
制御信号は、自局と接続している移動局装置の送信重み係数ＵＶｊの情報を通知するためのコードブックインデックス＃の領域を有する。図９は、一例として、移動局装置２００−１が送信信号に乗算する送信重み係数Ｖ１に対応するコードブックインデックスを送信重み係数に関する情報を格納する領域として４ビット設けている場合を示している。
【０１３６】
また、スレーブ基地局装置の制御信号生成部１２１は、同様に図９に示す制御信号のフォーマットにより、移動局装置２００−ｊに送信重み係数Ｖｊを通知する。
【０１３７】
上述したように、基地局装置１００−ｋ及び移動局装置２００−ｊでコードブックを共有することにより、送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋを算出する際の繰り返し数を減らすことができるため、基地局装置１００−ｋ及び移動局装置２００−ｊにおいて演算処理の負担を軽減できる。また、コードブックインデック＃を通知することにより移動局装置２００−ｊに送信重み係数Ｖｊを通知できるので、オーバヘッド（の重み係数通知のための格納領域）を軽減することができる。
【０１３８】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態では、複数の基地局装置３００−ｋが協調してセル間干渉を抑圧する通信システム１ａにおいて、複数の参照信号を用いて、基地局装置３００−ｋが移動局装置４００−ｊに送信重み係数Ｖｋを通知する方法を用いる形態について説明する。
【０１３９】
第３の実施形態における通信システム１ａは、図１０に示すように、マスター基地局装置である基地局装置３００−１、スレーブ基地局装置である基地局装置３００−２及び３００−３及び複数の移動局装置４００−１乃至移動局装置４００−３を備えている。尚、第３の実施形態における通信システム１ａは、図１の基地局装置１００−１を基地局装置３００−１に、図１の基地局装置１００−２及び１００−３を基地局装置３００−２及び３００−３に、移動局装置２００−１乃至移動局装置２００−３を移動局装置４００−１乃至移動局装置４００−３に置き換えることにより実現できる。
【０１４０】
図１１は、第３の実施形態に係る基地局装置３００−１の構成を表す概略図である。マスター基地局装置（基地局装置３００−１）は、図１１に示すように、複数の受信アンテナ部１０１−Ｌ（以下、Ｌは、任意の正整数で且つ各部位の数を表す）、受信部１０２−Ｌ、伝搬路推定部１０３、ＧＩ除去部１０４−Ｌ、ＤＦＴ部１０５−Ｌ、干渉抑圧部１０６、伝搬路補償部１０７、ＩＤＦＴ部１０８、復調部１０９、復号部１１０、重み係数制御部１１１、上位レイヤ１１２、制御信号検出部１１３、制御信号生成部１２１、参照信号生成部３２２、送信部１２３及び送信アンテナ部１２４を備えて構成される。尚、図１１において、基地局装置３００−１は、２本（Ｌ＝２）の受信アンテナ部を備える場合の一例を示すが、これに限定されず、何本のアンテナを備えてもよい。また、１本の送信アンテナ部となっているが、これに限らず、複数の送信アンテナ部を備えてもよいし、送信アンテナ部と受信アンテナ部とを共用する構成としてもよい。また、上記基地局装置３００−１の一部或いは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行なうチップ制御回路（図示せず）を有する。
【０１４１】
基地局装置３００−１において、図２と共通する参照番号の構成要素は、その機能や動作が同じであるため、説明を省略する。第３の実施形態の基地局装置３００−１と第１の実施形態の基地局装置１００−１と比較した場合、参照信号生成部３２２が異なる。以下、これら部位を中心に説明する。
【０１４２】
参照信号生成部３２２は、基地局装置３００−ｊの送信アンテナから移動局装置４００−ｋの各受信アンテナまでの伝搬特性を推定するために用いる第１の参照信号と、送信重み係数Ｖ１を移動局装置に通知するために用いる第２の参照信号とを生成する。尚、該信送信重み係数Ｖ１は、重み係数制御部１１１から参照信号生成部３２２に入力される。第２の参照信号は、通信システム１ａで予め決められた既知の符号系列に送信重み係数Ｖ１を乗算することで生成される。ここで、重み係数を含む参照信号を生成する参照信号生成部を重み係数情報生成部と、前記参照信号生成部が生成した重み係数を含む参照信号を重み係数情報とよんでもよい。
【０１４３】
例えば、通信システム１ａで予め決められた既知の符号系列をＳＲＳとすると、第１の参照信号は、ＳＲＳとなり、第２の参照信号は、Ｖ１ＳＲＳとなる。尚、該符号系列は、直交系列、例えば、アダマール符号又はＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｚｅｒｏ  Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）系列などが適用できる。
【０１４４】
送信部１２３は、第１の参照信号、第２の参照信号及び制御信号をリソースエレメントにリソースマッピングする機能を有する。そして、送信部１２３は、制御信号生成部１２１が出力する制御信号と第１の参照信号及び第２の参照信号とを含む信号を下りリンクにおいて送信可能な周波数帯までアップコンバートし、送信アンテナ部１２４を介して、接続している基地局装置に送信する。
【０１４５】
次に、第３の実施形態に係る基地局装置３００−２及び基地局装置３００−３（スレーブ基地局装置）の説明をする。
【０１４６】
図１２は、第３の実施形態に係る基地局装置３００−２及び基地局装置３００−３の構成を表す概略図である。以下基地局装置３００−２の構成として説明するが、基地局装置３００−３も同様の構成を有する。また、スレーブ基地局装置の数は２つに限定されず、少なくとも１つの基地局装置を含むものであれば良い。
【０１４７】
スレーブ基地局装置（基地局装置３００−２及び３００−３）は、図１２に示すように、複数の受信アンテナ部１０１−Ｌ（Ｌは、任意の正整数であり、各部位の数を表す）、受信部１０２−Ｌ、伝搬路推定部１０３、ＧＩ除去部１０４−Ｌ、ＤＦＴ部１０５−Ｌ、干渉抑圧部１０６、伝搬路補償部１０７、ＩＤＦＴ部１０８、復調部１０９、復号部１１０、上位レイヤ１５２、制御信号検出部１１３、制御信号生成部１２１、参照信号生成部３５２、送信部１２３及び送信アンテナ部１２４を備えて構成される。尚、図１２において、基地局装置３００−２は、２本（Ｌ＝２）の受信アンテナ部を備える場合の一例を示すが、これに限定されず、何本のアンテナを備えてもよい。また、１本の送信アンテナ部となっているが、これに限らず、複数の送信アンテナ部を備えてもよいし、送信アンテナ部と受信アンテナ部とを共用する構成としてもよい。また、基地局装置３００−２の一部或いは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行なうチップ制御回路（図示せず）を有する。
【０１４８】
基地局装置３００−２において、図５と共通する参照番号の構成要素は、その機能や動作が同じであるため、説明を省略する。第３の実施形態の基地局装置３００−２と第１の実施形態の基地局装置１００−２と比較した場合、参照信号生成部３５２が異なる。以下、これらの部位を中心に説明する。
【０１４９】
参照信号生成部３５２は、基地局装置の送信アンテナから各移動局装置の受信アンテナまでの伝搬特性を推定するために用いる第１の参照信号と、送信重み係数Ｖ２を移動局装置４００−２に通知するために用いる第２の参照信号とを生成する。
【０１５０】
例えば、通信システム１ａで予め決められた既知の符号系列をＳＲＳとすると、第１の参照信号はＳＲＳ、第２の参照信号はＶ２ＳＲＳとなる。送信重み係数Ｖ２は、バックホール回線１０−１を通じて、基地局装置３００−１から取得したもので、上位レイヤ１５２を介して入力される。
【０１５１】
送信部１２３は、第１の参照信号、第２の参照信号及び制御信号をリソースエレメントにリソースマッピングする機能を有する。制御信号は、制御信号生成部１２１が生成した移動局装置４００−２の送信信号のＭＣＳ情報、空間多重情報などの制御データを含む信号である。上述するが、リソースマッピングフォーマットは、基地局装置３００−１の送信部１２３における同じリソースマッピングフォーマットが適用可能とする。
【０１５２】
また、送信部１２３は、制御信号生成部１２１が出力する制御信号と第１の参照信号及び第２の参照信号とを含む信号を下りリンクにおいて送信可能な周波数帯までアップコンバートし、送信アンテナ部１２４を介して、接続している基地局装置に送信する。
【０１５３】
次に、第３の実施形態に係る移動局装置４００―ｊの構成について説明する。
【０１５４】
図１３は、第３の実施形態に係る移動局装置４００―ｊの構成を示す概略図である。移動局装置４００−ｊは、図１３に示すように、上位レイヤ２０１、符号化部２０２、変調部２０３、ＤＦＴ部２０４、プレコーディング部２０５、参照信号生成部２０６、制御信号生成部２０７、リソースマッピング部２０８、ＩＤＦＴ部２０９、ＧＩ挿入部２１０、送信部２１１、送信アンテナ部２１２、受信アンテナ部２２１、受信部２２２、制御信号検出部４２３及び伝搬路推定部２２４を備えて構成される。尚、移動局装置４００−ｊの一部或いは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行なうチップ制御回路（図示せず）を有する。
【０１５５】
移動局装置４００−ｊにおいて、図６と共通する参照番号の構成要素は、その機能や動作が同じであるため、説明を省略する。第３の実施形態の移動局装置４００−ｊと第１の実施形態の移動局装置２００−ｊと比較した場合、制御信号検出部４２３が異なる。以下、該部位を中心に説明する。
【０１５６】
伝搬路推定部２２４は、受信部２２２が出力した信号に含まれる第１の参照信号ＳＲＳ１を用いて、伝搬路推定を行う。そして、伝搬路推定値（例えば、伝達関数）を制御信号検出部４２３に通知する。
【０１５７】
より具体的に、伝搬路推定部２２４は、受信部２２２が出力した第１の参照信号ＨｋＳＲＳ１（ここで、Ｈｋは基地局装置３００−ｊ（ただしｊ＝ｋ）と移動局装置４００−ｋ間の伝搬路）を既知信号ＳＲＳ１で除算することにより伝搬路推定値Ｈ＾を算出する。
【０１５８】
また、既知信号ＳＲＳ１を配置していないサブキャリアの伝搬路推定値は、第１の参照信号ＨＳＲＳ１を配置したサブキャリアの伝搬路推定値を用いて、線形補間、ＦＦＴ補完などの補間技術により算出することができる。
【０１５９】
制御信号検出部４２３は、受信部２２２が出力した信号に含まれる制御信号の検出を行う。制御信号に含まれる情報データなどに施されているＭＣＳ、レイヤ数の情報を抽出すると、上位レイヤ２０１に通知する。
【０１６０】
また、制御信号検出部４２３は、受信部２２２が出力した信号に含まれる第２の参照信号ＳＲＳ２（＝ＶｋＳＲＳ１）を用いて送信重み係数Ｖｋ＾を算出する。そして、送信重み係数Ｖｋ＾を上位レイヤ２０１に入力する。算出した送信重み係数情報Ｖｋ＾は、以下の（式６）で表すことができる。ここで、Ｈｋ＾は伝搬路推定値である。
【数６】
2013106249.tif 000008
【０１６１】
プレコーディング部２０５は、ＤＦＴ部２０４の出力信号に送信重み係数Ｖｋ＾を乗算する。
【０１６２】
次に、第３の実施形態に係る基地局装置３００−１の送信アンテナ部１２４により送信する際のリソースマッピングを図１４を参照して説明する。
【０１６３】
図１４において、横方向は時間Ｔを示し、縦方向は周波数Ｆを示す。白抜き部ＲＥ１は、制御信号及び下りリンクの情報データをマッピングするリソースエレメントである。また、太枠の範囲ＭＡは、基地局装置３００−１が送信重み係数Ｖｊを通知する移動局装置宛の情報データをマッピングする領域を表す。
【０１６４】
また、斜線部ＲＥ２及び塗潰し部ＲＥ３は参照信号をマッピングするリソースエレメントである。参照信号をマッピングできるリソースエレメントは、システム帯域全体に有する。すなわち、セル固有の参照信号をマッピングするリソースエレメントである。
【０１６５】
そして、参照信号をマッピングするリソースエレメントのうち、塗潰し部ＲＥ３に第１の参照信号を配置する。また、参照信号をマッピングするリソースエレメントのうち、斜線部ＲＥ２に第２の参照信号を配置する。
【０１６６】
このように、セル固有の参照信号の一部に送信重み係数Ｖｊを乗算することで、送信重み係数Ｖｊを移動局装置に通知する。尚、情報データ及び制御信号に、誤り訂正符号化及び変調処理を施しても良い（以下図１５乃至図１７も同様）。
【０１６７】
図１５は、第３の実施形態に係る基地局装置３００−１の送信アンテナ部１２４により送信する際のリソースマッピングの別の一例である。
【０１６８】
図１５において、横方向は時間Ｔを、縦方向は周波数Ｆを示す。図１５において、白抜き部ＲＥ１は、制御信号及び下りリンクの情報データをマッピングするリソースエレメントである。太枠の範囲ＭＡは、基地局装置３００−１が送信重み係数Ｖｊを通知する移動局装置宛の情報データをマッピングする領域を表す。
【０１６９】
また、斜線部ＲＥ２及び塗潰し部ＲＥ３は参照信号をマッピングするリソースエレメントである。参照信号をマッピングできるリソースエレメントは、送信重み係数Ｖｊを通知する移動局装置の下りリンクの情報データが割り当てられる範囲に有する。すなわち、ユーザ固有の参照信号をマッピングするリソースエレメントである。
【０１７０】
そして、参照信号をマッピングするリソースエレメントのうち、塗潰し部ＲＥ３に第１の参照信号を配置する。また、参照信号をマッピングするリソースエレメントのうち、斜線部ＲＥ２に第２の参照信号を配置する。
【０１７１】
このように、ユーザ固有の参照信号の一部に送信重み係数Ｖｊを乗算することで、該送信重み係数Ｖｊを移動局装置に通知する。
【０１７２】
図１６は、第３の実施形態に係る基地局装置３００−１の送信アンテナ部１２４により送信する際のリソースマッピングの別の一例である。
【０１７３】
図１６において、横方向は時間Ｔを、縦方向は周波数Ｆを示す。図１６において、白抜き部ＲＥ１は、制御信号及び下りリンクの情報データをマッピングするリソースエレメントである。太線の領域ＭＡは、送信重み係数を通知する移動局装置の情報データが割り当てられる領域ＭＡである。
また、斜線部ＲＥ２及び塗潰し部ＲＥ３は、参照信号をマッピングするリソースエレメントである。塗潰し部ＲＥ３で示した参照信号をマッピングできるリソースエレメントは、セル固有の参照信号をマッピングするリソースエレメントである。斜線部ＲＥ２で示した参照信号をマッピングできるリソースエレメントは、ユーザ固有の参照信号をマッピングするリソースエレメントである。
【０１７４】
そして、参照信号をマッピングするリソースエレメントのうち、塗潰し部ＲＥ３に第１の参照信号を配置する。また、参照信号をマッピングするリソースエレメントのうち、斜線部ＲＥ２に第２の参照信号を配置する。なお、塗潰し部ＲＥ３に第２の参照信号を配置し、斜線部ＲＥ２に第２の参照信号を配置することも可能である。
【０１７５】
このように、ユーザ固有の参照信号或いはセル固有の参照信号のいずれかに送信重み係数Ｖｊを乗算することで、該送信重み係数Ｖｊを移動局装置に通知する。
【０１７６】
図１７は、第３の実施形態に係る基地局装置３００−１の送信アンテナ部１２４により送信する際のリソースマッピングの別の一例である。
【０１７７】
図１７において、横方向は時間Ｔを、縦方向は周波数Ｆを示す。図１７において、白抜き部ＲＥ１は、制御信号及び下りリンクの情報データをマッピングするリソースエレメントである。太線の領域ＲＢは、リソースブロックである。リソースブロックとは、複数のリソースエレメントを纏めたリソースの単位であり、移動局装置毎に下りリンクの情報データを割り当てるリソースの最小単位である。図１７では、リソースブロックＲＢは、１２個のサブキャリアと７個のＯＦＤＭシンボルから成るリソースとすることができる。
【０１７８】
また、斜線部ＲＥ２及び塗潰し部ＲＥ３は参照信号をマッピングするリソースエレメントである。塗潰し部ＲＥ３で示した参照信号をマッピングできるリソースエレメントは、セル固有の参照信号をマッピングするリソースエレメントである。斜線部ＲＥ２で示した参照信号をマッピングできるリソースエレメントは、ユーザ固有の参照信号をマッピングするリソースエレメントである。
【０１７９】
そして、参照信号をマッピングするリソースエレメントのうち、塗潰し部ＲＥ３に第１の参照信号を配置する。また、参照信号をマッピングするリソースエレメントのうち、斜線部ＲＥ２に第２の参照信号を配置する。
【０１８０】
このように、各移動局装置に固有の参照信号或いはセル固有の参照信号のいずれかの参照信号であって、移動局装置の情報データをマッピングする領域の一部のリソースブロックに有する参照信号に送信重み係数を乗算することで、該送信重み係数を移動局装置に通知する。
【０１８１】
以上のように、第３の実施形態に係る通信システムにおいて、複数の基地局装置のセルが全部或いは一部を重複するように配置され、複数の基地局装置と、該基地局装置に接続する各移動局装置が協調してセル間干渉を抑圧する。そして、基地局装置は、参照信号を用いてセル間干渉を抑圧するための送信重み係数を移動局装置に通知するため、制御信号を増加することを防ぐことができ、複数の基地局装置及び各移動局装置における制御信号の処理の負担を軽減できる通信システムを実現することができる。また、基地局装置は、セルで固有の参照信号を利用して重み係数を通知することでき、通信環境などに対応して効率良くデータを受送信できる通信システムを構築できる。
【０１８２】
尚、本実施態様では、参照信号に送信重み係数を乗算して、該送信重み係数を移動局装置に通知する方法について説明したが、これに限らず、送信重み係数を乗算する信号は既知信号であればよい。例えば、既知信号である制御信号に送信重み係数を乗算して、該送信重み係数を移動局装置に通知する構成としても良い。
【０１８３】
尚、本発明に係る基地局装置及び移動局装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ROM、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。
【０１８４】
また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における移動局装置および基地局装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。受信装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。各機能ブロックを集積回路化した場合に、それらを制御する集積回路制御部が付加される。
【０１８５】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
【０１８６】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１８７】
１  通信システム
１００−１  （マスター）基地局装置
１００−２、１００−３  （スレーブ）基地局装置
１０２−Ｌ、２２２  受信部
１０１−Ｌ、２２１  受信アンテナ部
１０３  伝搬路推定部
１０４−Ｌ  ＧＩ除去部
１０５−Ｌ  ＤＦＴ部
１０６  干渉抑圧部
１０７  伝搬路補償部
１０８  ＩＤＦＴ部
１０９  復調部
１１０  復号部
１１１  重み係数制御部
１１２、１５２、２０１  上位レイヤ
１１３  制御信号検出部
１２１、２０７  制御信号生成部
１２２、２０６  参照信号生成部
１２３、２１１  送信部
１２４、２１２  送信アンテナ部
２０２  符号化部
２０３  変調部
２０４  ＤＦＴ部
２０５  プレコーディング部
２０８  リソースマッピング部
２０９  ＩＤＦＴ部
２１０  ＧＩ挿入部
２２３  制御信号検出部
２２４  伝搬路推定部
【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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