JP2011101291A - Wireless base station, multi-user mimo system, and user selection method - Google Patents

Wireless base station, multi-user mimo system, and user selection method Download PDF

Info

Publication number
JP2011101291A
JP2011101291A JP2009256000A JP2009256000A JP2011101291A JP 2011101291 A JP2011101291 A JP 2011101291A JP 2009256000 A JP2009256000 A JP 2009256000A JP 2009256000 A JP2009256000 A JP 2009256000A JP 2011101291 A JP2011101291 A JP 2011101291A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
user
boundary
internal
users
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009256000A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Fujii
正明 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung R&D Institute Japan Co Ltd
Original Assignee
Samsung Yokohama Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Yokohama Research Institute filed Critical Samsung Yokohama Research Institute
Priority to JP2009256000A priority Critical patent/JP2011101291A/en
Publication of JP2011101291A publication Critical patent/JP2011101291A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an efficient user selection method in a multi-user MIMO system. <P>SOLUTION: A base station is provided, which includes: a user classification unit which classifies users in a self-cell into boundary users who are located in the vicinity of the boundary between the adjacent cell adjacent to the self-cell and the self-cell, and internal users except the boundary users; a user selection unit which selects a first user whose received power becomes the maximum for every resource block, and selects a second user whose channel capacity with the first user, when the same resource block is utilized, is large for every resource block from among second users different from the first user from among the users classified by the user classification unit for each of the boundary users and the internal users; and a transmission unit which transmits a signal by using the resource blocks corresponding to the first and second users to the first and second users selected by a first user selection unit. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、基地局、マルチユーザMIMOシステム、及びユーザ選択方法に関する。特に、zero−forcing beamforming multi−user MIMO−OFDMシステムにおけるユーザスケジューリング方法に関する。   The present invention relates to a base station, a multi-user MIMO system, and a user selection method. In particular, the present invention relates to a user scheduling method in a zero-forcing beamforming multi-user MIMO-OFDM system.

無線装置間の通信速度を高速化する技術の一つとして、多入力・多出力伝送(MIMO;Multiple Input Multiple Output)方式が知られている。この方式は、文字通り、複数のアンテナを用いた信号の入出力を基本としている。この方式の特徴は、異なる複数のアンテナを利用して、同じタイミング、かつ、同じ周波数で複数の送信データを一度に送信することが可能な点にある。そのため、同時に送信可能なチャネルの数が増加するにつれ、増加したチャネルの分だけ単位時間当たりに送信可能な情報量を増加させることが可能になる。また、この方式は、通信速度を向上させるに当たって、占有される周波数帯域が増加しないという利点も有する。   As one of techniques for increasing the communication speed between wireless devices, a multiple input multiple output (MIMO) system is known. This method is literally based on signal input / output using a plurality of antennas. The feature of this method is that a plurality of transmission data can be transmitted at the same time and at the same frequency using a plurality of different antennas. Therefore, as the number of channels that can be transmitted simultaneously increases, the amount of information that can be transmitted per unit time can be increased by the increased number of channels. Further, this method has an advantage that the occupied frequency band does not increase when the communication speed is improved.

しかし、同一周波数の搬送波成分を有する複数の変調信号が同時に送信されるため、受信側において混信した変調信号を分離する手段が必要になる。そこで、受信側において、無線伝送路の伝送特性を表すチャネル行列が推定され、そのチャネル行列に基づき、受信信号から各サブストリームに対応する送信信号が分離される。尚、チャネル行列は、参照信号を用いて推定される。また、推定されたチャネル行列を用いて信号を検出する方法としては、例えば、MMSE(Minimum Mean Squared Error)検波方式やMLD(Maximum Likelihood Detection)検波方式を用いる方法が知られている。   However, since a plurality of modulated signals having carrier components of the same frequency are transmitted at the same time, a means for separating the interfering modulated signals on the receiving side is necessary. Therefore, on the receiving side, a channel matrix representing the transmission characteristics of the wireless transmission path is estimated, and the transmission signal corresponding to each substream is separated from the received signal based on the channel matrix. The channel matrix is estimated using a reference signal. As a method for detecting a signal using an estimated channel matrix, for example, a method using a MMSE (Minimum Mean Squared Error) detection method or an MLD (Maximum Likelihood Detection) detection method is known.

最近では、複数の無線端末に向けて無線基地局に設置された複数のアンテナにより信号を送信して空間多重させ、受信して各信号を分離することにより、システム全体のスループットを向上させるマルチユーザMIMOシステムが利用されつつある。また、1つのセル内に複数のアンテナを分散して配置し、これら複数のアンテナを用いて無線基地局と無線端末との間で無線通信を実現する分散アンテナ無線アクセスシステム(以下、分散アンテナシステム)の利用が企図されている。例えば、下記の非特許文献1には、zero−forcing beamforming(以下、ZFBF) multi−user MIMO伝送方式を適用した分散アンテナシステムのシステム構成が記載されている。また、下記の非特許文献2には、ZFBFマルチユーザMIMO伝送方式における効果的なユーザ選択方法が記載されている。   Recently, multi-users improve the overall system throughput by transmitting signals to multiple radio terminals using multiple antennas installed in the radio base station, spatially multiplexing the signals, and receiving and separating the signals. A MIMO system is being used. Also, a distributed antenna radio access system (hereinafter referred to as a distributed antenna system) that disperses and arranges a plurality of antennas in one cell and implements radio communication between a radio base station and a radio terminal using the plurality of antennas. ) Is intended. For example, the following Non-Patent Document 1 describes a system configuration of a distributed antenna system to which a zero-forcing beamforming (hereinafter, ZFBF) multi-user MIMO transmission scheme is applied. Non-Patent Document 2 below describes an effective user selection method in the ZFBF multi-user MIMO transmission system.

C.B.Peel, B.M. Hochwald, and A.L. Swindlehurst",A vector-perturbation technique for near-capacity multiantennamultiuser communication Part I: channel inversion and regulation," IEEETrans. Commun., vol.53, no.1, pp.195-202, January2005CBPeel, BM Hochwald, and AL Swindlehurst ", A vector-perturbation technique for near-capacity multiantennamultiuser communication Part I: channel inversion and regulation," IEEETrans.Commun., Vol.53, no.1, pp.195-202, January2005 G.Dimic and N.D. Sidiropoulos,"On downlink beamforming with greedy userselection: performance analysis and a simple new algorithm", IEEE Trans.Signal Processing, vol.53, no.10, pp.3857-3868, October 2005G. Dimic and N.D. Sidiropoulos, "On downlink beamforming with greedy userselection: performance analysis and a simple new algorithm", IEEE Trans.Signal Processing, vol.53, no.10, pp.3857-3868, October 2005

上記の非特許文献1に記載の技術は、ある無線基地局が管理する自セル内に複数のユーザが存在する環境において、自セル内の各ユーザに向けて送信される信号が互いに直交するようにZFBFを施すというものである。このような構成にすることにより、下り回線における各ユーザ向け信号の干渉を抑制することができる。しかしながら、同文献に記載の技術は、自セルに隣接する他セル(以下、隣接セル)との間の干渉を考慮したものではない。しかし、実際には、自セル内のユーザが隣接セルの近傍に位置する場合、自セルの分散アンテナシステムは、隣接セルの伝送信号による干渉の影響を被る。特に、セル境界を隔てて複数のユーザが近接している場合には、相互に干渉の影響を及ぼし合い、いずれのユーザにおいても伝送特性が大幅に劣化してしまう。   In the technology described in Non-Patent Document 1 described above, in an environment where there are a plurality of users in the own cell managed by a certain radio base station, signals transmitted toward each user in the own cell are orthogonal to each other. Is applied with ZFBF. With such a configuration, it is possible to suppress interference of signals for each user in the downlink. However, the technique described in this document does not consider interference with other cells (hereinafter referred to as adjacent cells) adjacent to the own cell. However, in practice, when a user in the own cell is located in the vicinity of the adjacent cell, the distributed antenna system of the own cell is affected by interference due to the transmission signal of the adjacent cell. In particular, when a plurality of users are close to each other across a cell boundary, they influence each other and transmission characteristics are greatly deteriorated in any user.

また、上記の非特許文献2に記載の技術は、受信信号電力が最大となるユーザ及び他の各ユーザのチャネルベクトルに基づいてチャネルキャパシティが大きくなるような他のユーザを順次選択するというものである。このような構成にすることにより、スループットの高いユーザの組み合わせが選択される。しかし、セル境界に位置するチャネルキャパシティの小さいユーザは、ほとんど選択されなくなってしまう。そのため、ユーザに対する公平性が保てなくなってしまう。また、この技術には演算量が多いという問題もある。   In addition, the technique described in Non-Patent Document 2 described above sequentially selects a user having the maximum received signal power and another user having a larger channel capacity based on the channel vector of each other user. It is. With such a configuration, a combination of users with high throughput is selected. However, users with a small channel capacity located at the cell boundary are hardly selected. As a result, fairness for the user cannot be maintained. In addition, this technique has a problem that the amount of calculation is large.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ユーザの公平性をある程度保ちつつ、スループットを向上させることが可能な、新規かつ改良された基地局、マルチユーザMIMOシステム、及びユーザ選択方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a new and improved base capable of improving throughput while maintaining a user's fairness to some extent. It is to provide a station, a multi-user MIMO system, and a user selection method.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、自セル内のユーザを、前記自セルに隣接する隣接セルと前記自セルとの境界付近に位置する境界ユーザと、当該境界ユーザ以外の内部ユーザと、に分類するユーザ分類部と、前記ユーザ分類部により分類された境界ユーザの中から、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の境界ユーザを選択する第1境界ユーザ選択部と、前記ユーザ分類部により分類された内部ユーザの中から、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の内部ユーザを選択する第1内部ユーザ選択部と、前記第1の境界ユーザとは異なる第2の境界ユーザの中から、同じリソースブロックを利用した場合における前記第1の境界ユーザとの間のチャネルキャパシティが大きい第2の境界ユーザをリソースブロック毎に選択する第2境界ユーザ選択部と、前記第1の内部ユーザとは異なる第2の内部ユーザの中から、同じリソースブロックを利用した場合における前記第1の内部ユーザとの間のチャネルキャパシティが大きい第2の内部ユーザをリソースブロック毎に選択する第2内部ユーザ選択部と、前記第1境界ユーザ選択部により選択された第1の境界ユーザ及び前記第2境界ユーザ選択部により選択された第2の境界ユーザに対し、当該第1及び第2境界ユーザに対応するリソースブロックを利用して信号を送信し、前記第1内部ユーザ選択部により選択された第1の内部ユーザ及び前記第2内部ユーザ選択部により選択された第2の内部ユーザに対し、当該第1及び第2の内部ユーザに対応するリソースブロックを利用して信号を送信する送信部と、を備える、無線基地局が提供される。   In order to solve the above problem, according to an aspect of the present invention, a user in a local cell is divided into a boundary user located near a boundary between the adjacent cell adjacent to the local cell and the local cell, and the boundary user. A first boundary user that selects the first boundary user having the maximum received power for each resource block from among the internal user other than the user classification unit that classifies and the boundary user classified by the user classification unit A selection unit; a first internal user selection unit that selects a first internal user having the maximum reception power for each resource block from the internal users classified by the user classification unit; and the first boundary user The second boundary user having a large channel capacity with the first boundary user when the same resource block is used is selected from the second boundary users different from the second boundary user. A channel between the second boundary user selection unit selected for each resource block and the first internal user when the same resource block is used from the second internal users different from the first internal user A second internal user selection unit that selects a second internal user having a large capacity for each resource block, a first boundary user selected by the first boundary user selection unit, and a selection by the second boundary user selection unit A signal is transmitted to the second boundary user using the resource blocks corresponding to the first and second boundary users, and the first internal user selected by the first internal user selection unit and the A signal is sent to the second internal user selected by the second internal user selection unit using the resource blocks corresponding to the first and second internal users. And a transmission unit for transmitting the radio base station is provided.

このように、セル内部ユーザと、セル境界ユーザとを分類し、分類毎にリソースブロックの割り当て、及び各リソースブロックに対する空間多重ユーザの選択を行うことにより、ユーザの公平性を保ちつつ、空間多重によるスループットの向上効果を得られる。   In this way, by classifying the users inside the cell and the cell boundary users, assigning resource blocks for each classification, and selecting spatially multiplexed users for each resource block, it is possible to perform spatial multiplexing while maintaining user fairness. Can improve throughput.

また、上記の無線基地局は、リソースブロック毎にチャネルベクトルを推定するチャネル推定部をさらに備えていてもよい。この場合、前記第1境界ユーザ選択部は、前記チャネル推定部により推定されたチャネルベクトルから計算されるリソースブロック毎の受信電力を用いて、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の境界ユーザを選択し、前記第1内部ユーザ選択部は、前記チャネル推定部により推定されたチャネルベクトルから計算されるリソースブロック毎の受信電力を用いて、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の内部ユーザを選択する。リソースブロック毎にチャネルベクトルを推定し、推定したチャネルベクトルを用いてユーザの分類を行うことにより、雑音の影響を抑制することが可能となるため、より効果的にセル境界ユーザとセル内部ユーザとを分類することができる。   In addition, the radio base station may further include a channel estimation unit that estimates a channel vector for each resource block. In this case, the first boundary user selection unit uses the reception power for each resource block calculated from the channel vector estimated by the channel estimation unit, and the first boundary where the reception power becomes maximum for each resource block. The first internal user selection unit selects a user, and uses the received power for each resource block calculated from the channel vector estimated by the channel estimation unit, so that the received power is maximized for each resource block. Select an internal user. By estimating the channel vector for each resource block and classifying users using the estimated channel vector, it becomes possible to suppress the influence of noise, so that cell boundary users and cell internal users can be more effectively Can be classified.

また、前記第2境界ユーザ選択部は、前記チャネル推定部により推定された前記第1の境界ユーザに対応するチャネルベクトルと、前記チャネル推定部により推定された前記第2の境界ユーザに対応するチャネルベクトルと、により形成されるチャネル行列の逆行列を算出し、当該逆行列の対角成分に基づいてチャネルキャパシティが最大となる第2の境界ユーザを選択するように構成されていてもよい。さらに、前記第2内部ユーザ選択部は、前記チャネル推定部により推定された前記第1の内部ユーザに対応するチャネルベクトルと、前記チャネル推定部により推定された前記第2の内部ユーザに対応するチャネルベクトルと、により形成されるチャネル行列の逆行列を算出し、当該逆行列に基づいてチャネルキャパシティが最大となる第2の内部ユーザを選択するように構成されていてもよい。   The second boundary user selection unit includes a channel vector corresponding to the first boundary user estimated by the channel estimation unit, and a channel corresponding to the second boundary user estimated by the channel estimation unit. An inverse matrix of a channel matrix formed by the vector may be calculated, and a second boundary user having the maximum channel capacity may be selected based on a diagonal component of the inverse matrix. Further, the second internal user selection unit includes a channel vector corresponding to the first internal user estimated by the channel estimation unit, and a channel corresponding to the second internal user estimated by the channel estimation unit. An inverse matrix of a channel matrix formed by the vector may be calculated, and a second internal user having the maximum channel capacity may be selected based on the inverse matrix.

このように、空間多重ユーザを選択する際に、チャネルキャパシティの大きいユーザを順次選択することにより、セルスループットを向上させることができる。また、分類毎に空間多重ユーザの選択を行っているため、全ユーザを対象に空間多重ユーザの選択を行う場合に比べ、選択処理の対象となるユーザ数が少ない分だけユーザの組み合わせ数が少なくなり、結果として、分類毎に空間多重ユーザを選択する方が演算量を少なくすることができる。つまり、上記構成を適用することにより、空間多重ユーザの選択処理に要する演算量を低減することができる。   Thus, when selecting a spatially multiplexed user, cell throughput can be improved by sequentially selecting users with a large channel capacity. In addition, since the selection of spatially multiplexed users is performed for each classification, the number of combinations of users is reduced by a smaller number of users to be subjected to the selection process than when spatially multiplexed users are selected for all users. As a result, the amount of calculation can be reduced by selecting a spatially multiplexed user for each classification. That is, by applying the above configuration, it is possible to reduce the amount of calculation required for the spatial multiplexing user selection process.

また、前記第2境界ユーザ選択部は、k=1〜n(n<境界ユーザの数)について、前記チャネルキャパシティがk番目に大きい第2の境界ユーザUkを選択する工程と、前記第1の境界ユーザに対応するチャネルベクトルと、前記第2の境界ユーザU(p=1〜k)に対応するチャネルベクトルと、前記チャネル推定部により推定された前記第2の境界ユーザUとは異なる第2の境界ユーザに対応するチャネルベクトルと、により形成されるチャネル行列の逆行列を算出し、当該逆行列の対角成分に基づいてチャネルキャパシティが(k+1)番目に大きい第2の境界ユーザU(k+1)を選択する工程と、を繰り返し実行し、前記第2内部ユーザ選択部は、l=1〜n(n<内部ユーザの数)について、前記チャネルキャパシティがk番目に大きい第2の内部ユーザUを選択する工程と、前記第1の内部ユーザに対応するチャネルベクトルと、前記第2の内部ユーザU(q=1〜l)に対応するチャネルベクトルと、前記チャネル推定部により推定された前記第2の内部ユーザUとは異なる第2の内部ユーザに対応するチャネルベクトルと、により形成されるチャネル行列の逆行列を算出し、当該逆行列の対角成分に基づいてチャネルキャパシティが(k+1)番目に大きい第2の内部ユーザU(k+1)を選択する工程と、を繰り返し実行するように構成されていてもよい。このような構成にすることで、空間多重ユーザを順次選択しながら、選択したユーザのチャネル状態を考慮して所定数の空間多重ユーザを選択することが可能になる。 The second boundary user selection unit selects a second boundary user Uk having the k-th largest channel capacity for k = 1 to n 1 (n 1 <number of boundary users); A channel vector corresponding to the first boundary user, a channel vector corresponding to the second boundary user U p (p = 1 to k), and the second boundary user U p estimated by the channel estimation unit And an inverse matrix of a channel matrix formed by a channel vector corresponding to a second boundary user different from, and the second largest channel capacity is (k + 1) th based on the diagonal component of the inverse matrix a step of selecting a boundary user U (k + 1) of the repeatedly performed, the second internal user selector, for l = 1~n 2 (n 2 <number of internal users), the channel A step of capacity to select the second internal users U l large k-th, and the channel vector corresponding to the first internal users, corresponding to the second internal user U q (q = 1~l) And an inverse matrix of a channel matrix formed by a channel vector corresponding to a second internal user different from the second internal user U q estimated by the channel estimation unit, And a step of selecting the second internal user U (k + 1) having the (k + 1) -th largest channel capacity based on the diagonal component of the inverse matrix. With such a configuration, it is possible to select a predetermined number of spatially multiplexed users in consideration of the channel state of the selected user while sequentially selecting spatially multiplexed users.

また、前記ユーザ分類部は、自セルのセル固有下り参照信号に基づいて計算される希望信号電力と、自セルの信号送信に利用していないリソースブロックで受信された信号電力に基づいて計算される干渉電力と、を用いて各ユーザにより推定されるリソースブロック全体の平均SIR(Signal to Interference Ratio)を利用して前記境界ユーザと前記内部ユーザとを分類するように構成されていてもよい。リソースブロック全体の平均SIRがユーザ毎に得られると、平均SIRを利用してセル境界ユーザとセル内部ユーザとを容易に分類することができる。また、平均SIRを利用することにより、基地局からの物理的な距離でユーザを分類する場合に比べ、チャネル環境を考慮した、より実際的な分類が可能になる。   The user classifying unit is calculated based on a desired signal power calculated based on a cell-specific downlink reference signal of the own cell and a signal power received by a resource block not used for signal transmission of the own cell. The boundary user and the internal user may be classified using an average SIR (Signal to Interference Ratio) of the entire resource block estimated by each user using interference power. When the average SIR of the entire resource block is obtained for each user, the cell boundary user and the cell internal user can be easily classified using the average SIR. Further, by using the average SIR, more practical classification can be performed in consideration of the channel environment as compared with the case of classifying users by physical distance from the base station.

また、前記ユーザ分類部は、前記平均SIRが所定の閾値を上回るユーザを前記内部ユーザに設定し、当該内部ユーザ以外のユーザを前記境界ユーザに設定するか、或いは、前記平均SIRが大きい順に所定割合のユーザを前記内部ユーザに設定し、当該内部ユーザ以外のユーザを前記境界ユーザに設定するように構成されていてもよい。例えば、セル内部ユーザの割合を多くし、セル境界ユーザの割合を少なく調整することができると、セル境界ユーザへの影響を抑えつつ、セル境界ユーザに割り当てる部分帯域を小さくすることが容易にできる。   In addition, the user classifying unit sets a user whose average SIR exceeds a predetermined threshold as the internal user, sets a user other than the internal user as the boundary user, or sets a user in a descending order of the average SIR. A ratio of users may be set as the internal users, and users other than the internal users may be set as the boundary users. For example, if the percentage of users inside the cell is increased and the percentage of cell boundary users can be adjusted to be small, it is easy to reduce the partial band allocated to the cell boundary users while suppressing the influence on the cell boundary users. .

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、自セル内のユーザから帰還された平均SIRを利用して、自セル内のユーザを、前記自セルに隣接する隣接セルと前記自セルとの境界付近に位置する境界ユーザと、当該境界ユーザ以外の内部ユーザと、に分類するユーザ分類部と、前記ユーザ分類部により分類された境界ユーザの中から、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の境界ユーザを選択する第1境界ユーザ選択部と、前記ユーザ分類部により分類された内部ユーザの中から、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の内部ユーザを選択する第1内部ユーザ選択部と、前記第1の境界ユーザとは異なる第2の境界ユーザの中から、同じリソースブロックを利用した場合における前記第1の境界ユーザとの間のチャネルキャパシティが大きい第2の境界ユーザをリソースブロック毎に選択する第2境界ユーザ選択部と、前記第1の内部ユーザとは異なる第2の内部ユーザの中から、同じリソースブロックを利用した場合における前記第1の内部ユーザとの間のチャネルキャパシティが大きい第2の内部ユーザをリソースブロック毎に選択する第2内部ユーザ選択部と、前記第1境界ユーザ選択部により選択された第1の境界ユーザ及び前記第2境界ユーザ選択部により選択された第2の境界ユーザに対し、当該第1及び第2境界ユーザに対応するリソースブロックを利用して信号を送信し、前記第1内部ユーザ選択部により選択された第1の内部ユーザ及び前記第2内部ユーザ選択部により選択された第2の内部ユーザに対し、当該第1及び第2の内部ユーザに対応するリソースブロックを利用して信号を送信する送信部と、を有する、基地局と、自セルのセル固有下り参照信号に基づいて希望信号電力を計算し、自セルの信号送信に利用していないリソースブロックで受信された信号電力に基づいて干渉電力を計算し、前記希望信号電力及び前記干渉電力を用いてリソースブロック全体の平均SIRを算出するSIR算出部と、前記SIR算出部により算出された平均SIRを前記基地局に帰還する帰還部と、を有する、ユーザ端末と、を含む、マルチユーザMIMOシステムが提供される。   In order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, an average SIR fed back from a user in the own cell is used to make a user in the own cell adjacent to the own cell. For each resource block, the user is classified into a boundary user located near the boundary between the cell and the own cell, an internal user other than the boundary user, and a boundary user classified by the user classification unit. A first boundary user selection unit that selects a first boundary user with the highest received power and a first user with the highest received power for each resource block among the internal users classified by the user classifying unit. The first boundary user when the same resource block is used from the first internal user selection unit for selecting an internal user and the second boundary user different from the first boundary user. A second boundary user selecting unit that selects, for each resource block, a second boundary user having a large channel capacity between the second internal user and the second internal user different from the first internal user, and the same resource block Is selected by a second internal user selection unit that selects, for each resource block, a second internal user having a large channel capacity with the first internal user, and the first boundary user selection unit. A signal is transmitted to the first boundary user and the second boundary user selected by the second boundary user selection unit using a resource block corresponding to the first and second boundary users, and The first internal user selected by one internal user selection unit and the second internal user selected by the second internal user selection unit A base station having a transmission unit that transmits a signal using a resource block corresponding to a second internal user, calculates a desired signal power based on a cell-specific downlink reference signal of the own cell, An SIR calculating unit that calculates interference power based on signal power received by a resource block that is not used for signal transmission, and calculates an average SIR of the entire resource block using the desired signal power and the interference power; There is provided a multi-user MIMO system including a user terminal having a feedback unit that returns the average SIR calculated by the SIR calculation unit to the base station.

このように、セル内部ユーザと、セル境界ユーザとを分類し、分類毎にリソースブロックの割り当て、及び各リソースブロックに対する空間多重ユーザの選択を行うことにより、ユーザの公平性を保ちつつ、空間多重によるスループットの向上効果を得られる。また、平均SIRに基づいてユーザを分類することにより、物理的な距離に基づいてユーザを分類する場合に比べ、より実際的なユーザの分類が可能になる。   In this way, by classifying the users inside the cell and the cell boundary users, assigning resource blocks for each classification, and selecting spatially multiplexed users for each resource block, it is possible to perform spatial multiplexing while maintaining user fairness. Can improve throughput. Further, by classifying users based on the average SIR, it is possible to classify users more practically than when classifying users based on physical distance.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、自セル内のユーザを、前記自セルに隣接する隣接セルと前記自セルとの境界付近に位置する境界ユーザと、当該境界ユーザ以外の内部ユーザと、に分類するユーザ分類工程と、前記ユーザ分類工程で分類された境界ユーザの中から、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の境界ユーザを選択する第1境界ユーザ選択工程と、前記ユーザ分類工程で分類された内部ユーザの中から、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の内部ユーザを選択する第1内部ユーザ選択工程と、前記第1の境界ユーザとは異なる第2の境界ユーザの中から、同じリソースブロックを利用した場合における前記第1の境界ユーザとの間のチャネルキャパシティが大きい第2の境界ユーザをリソースブロック毎に選択する第2境界ユーザ選択工程と、前記第1の内部ユーザとは異なる第2の内部ユーザの中から、同じリソースブロックを利用した場合における前記第1の内部ユーザとの間のチャネルキャパシティが大きい第2の内部ユーザをリソースブロック毎に選択する第2内部ユーザ選択工程と、を含む、マルチユーザMIMOシステムにおけるユーザ選択方法が提供される。   In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, a user in the own cell is a boundary user located in the vicinity of a boundary between the adjacent cell adjacent to the own cell and the own cell, The first boundary user that has the maximum reception power for each resource block is selected from among the user classification step that is classified into internal users other than the boundary user and the boundary users that are classified in the user classification step. A first boundary user selection step, a first internal user selection step of selecting a first internal user having the maximum received power for each resource block from the internal users classified in the user classification step, and the first The second boundary user having a large channel capacity with the first boundary user when the same resource block is used among the second boundary users different from the boundary user of the second boundary user. A second boundary user selection step of selecting the user for each resource block, and the first internal user when the same resource block is used from the second internal users different from the first internal user. There is provided a user selection method in a multi-user MIMO system, including a second internal user selection step of selecting a second internal user having a large channel capacity between each resource block.

このように、セル内部ユーザと、セル境界ユーザとを分類し、分類毎にリソースブロックの割り当て、及び各リソースブロックに対する空間多重ユーザの選択を行うことにより、ユーザの公平性を保ちつつ、空間多重によるスループットの向上効果を得られる。   In this way, by classifying the users inside the cell and the cell boundary users, assigning resource blocks for each classification, and selecting spatially multiplexed users for each resource block, it is possible to perform spatial multiplexing while maintaining user fairness. Can improve throughput.

以上説明したように本発明によれば、ユーザの公平性をある程度保ちつつ、スループットを向上させることが可能になる。   As described above, according to the present invention, it is possible to improve throughput while maintaining user fairness to some extent.

Round robinユーザ選択方法の原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle of a Round robin user selection method. Fractional Frequency Reuse(FFR)の原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle of Fractional Frequency Reuse (FFR). Zero−forcing beamfroming multiuser MIMO方式用のzero−forcing selection(ZFS)の原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principle of zero-forcing selection (ZFS) for Zero-forcing beamforming multiuser MIMO system. 本発明の一実施形態に係る基地局の機能構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the function structural example of the base station which concerns on one Embodiment of this invention. 同実施形態に係るCell−specific downlink RSの割り当て方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the allocation method of Cell-specific downlink RS which concerns on the embodiment. 同実施形態に係るCell−specific downlink RSの割り当て方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the allocation method of Cell-specific downlink RS which concerns on the embodiment. 同実施形態に係るユーザ端末の機能構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the function structural example of the user terminal which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るCell内部ユーザ/Cell境界ユーザの分類方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the classification method of Cell internal user / Cell boundary user which concerns on the embodiment. 同実施形態に係る周波数帯域のCellへの割り当て方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the allocation method to the Cell of the frequency band which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るユーザ毎のRB選択方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the RB selection method for every user which concerns on the embodiment. 同実施形態に係る空間多重ユーザの選択方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the selection method of the spatial multiplexing user which concerns on the embodiment. 同実施形態の一応用例(分散アンテナシステムへの応用)に係るCell構成例及びアンテナ配置例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a Cell structure and example of antenna arrangement concerning the example of application (application to a distributed antenna system) of the embodiment. 同応用例に係る基地局の機能構成例(一部)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the function structural example (part) of the base station which concerns on the application example. 同応用例に係る基地局の機能構成例(全体)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the function structural example (whole) of the base station which concerns on the application example. 同実施形態に係るシステムと従来システムとの間の平均Cellスループットを比較したシミュレーション結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the simulation result which compared the average Cell throughput between the system which concerns on the same embodiment, and the conventional system. 同実施形態に係るシステムと従来システムとの間の平均ユーザスループットを比較したシミュレーション結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the simulation result which compared the average user throughput between the system which concerns on the same embodiment, and the conventional system.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

[説明の流れについて]
ここで、以下に記載する本発明の実施形態に関する説明の流れについて簡単に述べる。まず、図1を参照しながら、Round robin方式(以下、RR方式)のユーザ選択方法について説明する。次いで、図2を参照しながら、Fractional Frequency Reuse方式(以下、FFR方式)の概念について説明する。次いで、図3を参照しながら、ZFBFマルチユーザMIMOシステムにおけるユーザ選択方法(以下、ZFS;Zero−Forcing Selection)について説明する。
[About the flow of explanation]
Here, the flow of explanation regarding the embodiment of the present invention described below will be briefly described. First, a user selection method of the round robin method (hereinafter referred to as RR method) will be described with reference to FIG. Next, the concept of the fractional frequency reuse method (hereinafter referred to as FFR method) will be described with reference to FIG. Next, a user selection method (hereinafter referred to as ZFS; Zero-Forcing Selection) in the ZFBF multi-user MIMO system will be described with reference to FIG.

次いで、図4を参照しながら、本発明の一実施形態に係る基地局10の機能構成について説明する。この中で、図5A、図5Bを参照しながら、セル固有下り参照信号(Cell−specific downlink RS)の割り当て方法について説明する。また、図6を参照しながら、本実施形態に係るユーザ端末20の機能構成について説明する。さらに、図7を参照しながら、セル内部ユーザとセル境界ユーザとの分類方法について説明する。そして、図8を参照しながら、周波数帯域へのセルの割り当て方法について説明する。また、図9を参照しながら、各ユーザに対するリソースブロック(RB)の割り当て方法について説明する。さらに、図10を参照しながら、空間多重伝送の対象となるユーザの選択方法について説明する。   Next, the functional configuration of the base station 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Among these, a method for assigning a cell-specific downlink reference signal (Cell-specific downlink RS) will be described with reference to FIGS. 5A and 5B. Further, the functional configuration of the user terminal 20 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Furthermore, with reference to FIG. 7, a method for classifying a cell internal user and a cell boundary user will be described. Then, a method of assigning cells to frequency bands will be described with reference to FIG. Further, a resource block (RB) allocation method for each user will be described with reference to FIG. Further, a method for selecting a user to be subjected to spatial multiplexing transmission will be described with reference to FIG.

次いで、本実施形態の一応用例として、分散アンテナシステムへの応用について説明する。まず、図11を参照しながら、分散アンテナシステムにおけるセル構成及び分散アンテナの配置について説明する。次いで、図12、図13を参照しながら、本応用例に係る基地局30の機能構成について説明する。次いで、図14、図15を参照しながら、本実施形態に係る技術を適用することにより得られる効果について説明する。   Next, application to a distributed antenna system will be described as an application example of the present embodiment. First, the cell configuration and the arrangement of distributed antennas in the distributed antenna system will be described with reference to FIG. Next, the functional configuration of the base station 30 according to this application example will be described with reference to FIGS. 12 and 13. Next, effects obtained by applying the technique according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 14 and 15.

[課題の整理]
まず、本発明の一実施形態に係る技術について詳細な説明をするに先立ち、同実施形態が解決しようとする課題について簡単に整理する。
[Organization of issues]
First, prior to a detailed description of a technique according to an embodiment of the present invention, problems to be solved by the embodiment will be briefly summarized.

(RR方式について)
まず、図1を参照しながら、MIMO−OFDMシステムにおけるRR方式のユーザ選択方法について説明する。図1の例では、各RBにおいて6ユーザを空間多重するものと仮定している。RR方式では、RBのインデックス(RB index;以下、RBインデックス)が1増加する毎に6ユーザのインデックス(例えば、{1,2,3,4,5,6};以下、ユーザインデックス)が1つシフト(例えば、{2,3,4,5,6,7})する構成となっている。なお、RBインデックスが1増加するに連れてユーザインデックスが巡回置換されるように構成されていてもよい。
(About RR method)
First, an RR user selection method in a MIMO-OFDM system will be described with reference to FIG. In the example of FIG. 1, it is assumed that 6 users are spatially multiplexed in each RB. In the RR scheme, every time the RB index (RB index; hereinafter referred to as RB index) increases by 1, the index of 6 users (for example, {1, 2, 3, 4, 5, 6}; hereinafter referred to as user index) is 1. Shift (for example, {2, 3, 4, 5, 6, 7}). Note that the user index may be cyclically replaced as the RB index increases by one.

このような構成にすることにより、全てのユーザがRBに対して均等に割り当てられる。そのため、ユーザへの高い公平性が実現される。しかし、RR方式の場合、ユーザとの間のチャネル状態が考慮されていないため、スループットの向上効果は見込めない。   With this configuration, all users are equally allocated to RBs. Therefore, high fairness to the user is realized. However, in the case of the RR method, since the channel state with the user is not taken into consideration, the effect of improving the throughput cannot be expected.

(FFR方式について)
次に、図2を参照しながら、FFR方式について説明する。FFR方式は、セル端又はセル境界に位置するユーザの伝送品質を改善するために考案された技術である。セル端又はセル境界に位置するユーザは、隣接セルによるセル間干渉の影響を大きく受けてしまう。そのため、セル端又はセル境界に位置するユーザの伝送品質は、セル間干渉による影響を受けて大幅に劣化してしまう。そして、Rate Controlにより誤り訂正符号の符号化率や変調次数が下げられ、スループットが大きく低下してしまう。
(About FFR method)
Next, the FFR method will be described with reference to FIG. The FFR scheme is a technique devised to improve transmission quality of users located at cell edges or cell boundaries. Users located at cell edges or cell boundaries are greatly affected by inter-cell interference from neighboring cells. For this reason, the transmission quality of a user located at the cell edge or cell boundary is greatly deteriorated due to the influence of inter-cell interference. Then, the rate control reduces the coding rate and the modulation order of the error correction code, and the throughput is greatly reduced.

そこで、FFR方式では、セル端やセル境界に位置するユーザに対し、セル毎に予め決められた部分帯域を使用するように制限を課すことでセル間干渉を抑制する。FFR方式の場合、原理的には周波数利用効率が犠牲になるが、セル間干渉が大幅に低減するため、結果として伝送品質が改善され、実際には周波数利用効率の向上効果が得られる。   Thus, in the FFR scheme, inter-cell interference is suppressed by imposing restrictions on users located at cell edges or cell boundaries so as to use partial bands predetermined for each cell. In the case of the FFR method, in principle, the frequency utilization efficiency is sacrificed, but the inter-cell interference is greatly reduced. As a result, the transmission quality is improved, and the effect of improving the frequency utilization efficiency is actually obtained.

図2の例では、セル内部のユーザにFRF(Frequency Reuse Factor)=1、セル境界に位置するユーザにFRF=3が設定されている。FRFは、周波数繰り返しの数に相当する。図2の例では、(A)に示すようにセルの内部に位置するユーザ(以下、セル内部ユーザ)と、セルの境界に位置するユーザ(以下、セル境界ユーザ)とが分類され、(B)に示すように周波数帯域が分割して割り当てられている。   In the example of FIG. 2, FRF (Frequency Reuse Factor) = 1 is set for users inside the cell, and FRF = 3 is set for users located at the cell boundary. FRF corresponds to the number of frequency repetitions. In the example of FIG. 2, as shown in FIG. 2A, users located inside the cell (hereinafter referred to as cell internal user) and users located at the cell boundary (hereinafter referred to as cell boundary user) are classified, and (B ), The frequency band is divided and assigned.

しかし、FFR方式の場合、セル内部ユーザとセル境界ユーザとを分類した後、それぞれのユーザに対するスケジューリングが必要になる。また、セル境界ユーザに割り当てられる部分帯域は、多くの場合、セル内部ユーザに割り当てられる部分帯域よりも小さく設定されるため、セル境界ユーザに対する公平性が保てないという問題がある。   However, in the case of the FFR scheme, scheduling for each user is required after classifying the cell internal user and the cell boundary user. Moreover, since the partial band allocated to the cell boundary user is often set to be smaller than the partial band allocated to the cell internal user, there is a problem that fairness cannot be maintained for the cell boundary user.

(ZFS方式について)
次に、図3を参照しながら、ZFS方式について説明する。ZFS方式は、ZFBFマルチユーザMIMOシステムにおいてスループットを向上させるために考案されたユーザ選択技術である。なお、図3において、Nは基地局アンテナの本数、Nは空間多重するユーザの数を示す。
(About ZFS method)
Next, the ZFS method will be described with reference to FIG. The ZFS scheme is a user selection technique devised to improve throughput in a ZFBF multi-user MIMO system. In FIG. 3, NT represents the number of base station antennas, and N U represents the number of users to be spatially multiplexed.

図3に示すように、ZFS方式では、まず、各ユーザとの間のチャネルベクトルに基づいて受信信号電力を計算し、受信信号電力が最大となるユーザ(以下、第1ユーザ)を選択する(S21)。さらに、第1ユーザのチャネルベクトルを選択する(S21)。次いで、残りのユーザの中から1ユーザを選択し、そのユーザのチャネルベクトルと、第1ユーザのチャネルベクトルとを用いてチャネル行列を生成する(S22)。   As shown in FIG. 3, in the ZFS system, first, received signal power is calculated based on a channel vector between each user, and a user (hereinafter referred to as a first user) having the maximum received signal power is selected (hereinafter referred to as a first user). S21). Further, the channel vector of the first user is selected (S21). Next, one user is selected from the remaining users, and a channel matrix is generated using the channel vector of the user and the channel vector of the first user (S22).

次いで、生成してチャネル行列の逆行列を計算し(S23)、計算した逆行列の各対角成分の逆数をZFBF後のチャネル利得としてSum Rate(ユーザ数分のチャネルキャパシティの合計)を計算する(S24)。次に、ステップS22〜S24の操作を上記の残りのユーザ全てについて実施し(S27)、Sum rateが最大となるユーザ(以下、第2ユーザ)を検出する(S25、S26)。   Next, the inverse matrix of the channel matrix is generated and calculated (S23), and the sum rate (sum of the channel capacity for the number of users) is calculated using the inverse of each diagonal component of the calculated inverse matrix as the channel gain after ZFBF. (S24). Next, the operations in steps S22 to S24 are performed for all the remaining users (S27), and the user (hereinafter referred to as the second user) having the maximum Sum rate is detected (S25, S26).

同様に、第1及び第2ユーザのチャネルベクトルと、第1及び第2ユーザ以外の1ユーザのチャネルベクトルとを用いてチャネル行列を生成し(S22)、逆行列計算(S23)、Sum rate計算(S24)、最大Sum rateのユーザ検出(S25、S26)を行う。これら一連の操作を繰り返し実行し、チャネルキャパシティが大きくなるNUユーザの組み合わせを選択する(S28)。   Similarly, a channel matrix is generated using the channel vectors of the first and second users and the channel vector of one user other than the first and second users (S22), inverse matrix calculation (S23), and sum rate calculation. (S24), maximum sum rate user detection (S25, S26) is performed. A series of these operations are repeatedly executed to select a combination of NU users that increase the channel capacity (S28).

上記ステップS21〜S28の操作を行うことにより、チャネルキャパシティを大きくするユーザの組み合わせが選択されるため、スループットの向上効果が見込める。しかし、ほとんど選択されないユーザが存在するため、ユーザの公平性が保たれなくなる。   By performing the operations in steps S21 to S28, a combination of users for increasing the channel capacity is selected, so that an effect of improving the throughput can be expected. However, since there are users who are hardly selected, the fairness of the users cannot be maintained.

<実施形態>
上記のような問題に鑑み、本件発明者は、ユーザの公平性を保ちつつ、スループットを向上させることが可能な方法を考案した。以下、このような方法に係る本発明の一実施形態について説明する。
<Embodiment>
In view of the above problems, the present inventors have devised a method capable of improving throughput while maintaining user fairness. Hereinafter, an embodiment of the present invention related to such a method will be described.

[基地局10の構成]
まず、図4を参照しながら、本実施形態に係る基地局10の機能構成について説明する。図4は、本実施形態に係る基地局10の機能構成例を示す説明図である。なお、基地局10は、マルチユーザMIMOシステムに含まれる無線基地局の一例である。また、以下の説明では、一例として図5Aに示すセル配置、及び図5Bに示すRB構成(下り参照信号の割り当て構成)を想定する。
[Configuration of base station 10]
First, the functional configuration of the base station 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a functional configuration example of the base station 10 according to the present embodiment. The base station 10 is an example of a radio base station included in the multiuser MIMO system. In the following description, the cell arrangement shown in FIG. 5A and the RB configuration (downlink reference signal allocation configuration) shown in FIG. 5B are assumed as an example.

図4に示すように、基地局10は、主に、ユーザ分類部102(FFR用user分類部)と、RB選択部104(User fairness用RB選択部)と、ユーザ選択部106(High capacity用user選択部)と、空間多重部108、110(RB毎ZFBF MU−MIMO用NU user空間多重部)と、OFDM部112(Antenna毎OFDM部)とにより構成される。また、基地局10は、NT本のアンテナを有する。   As shown in FIG. 4, the base station 10 mainly includes a user classifying unit 102 (FFR user classifying unit), an RB selecting unit 104 (User fairness RB selecting unit), and a user selecting unit 106 (for High capacity). a user selection unit), spatial multiplexing units 108 and 110 (per-RB ZFBF MU-MIMO NU user spatial multiplexing unit), and an OFDM unit 112 (antenna per OFDM unit). The base station 10 has NT antennas.

(ユーザ分類部102)
まず、ユーザ分類部102について説明する。ユーザ分類部102は、セル境界ユーザが受けるセル間干渉の影響を低減させる手段である。ユーザ分類部102は、FFR方式に基づいて自セル内のユーザをセル内部ユーザ(inner−cell user set)と、セル境界ユーザ(Cell−edge user set)と、に分類する。なお、ユーザ分類部102には、各ユーザのユーザ端末20(後述)から帰還された平均SIR(Signal to Interference Ratio;k番目のユーザから帰還された平均SIRをSIRと表現する。)が入力される。
(User classification unit 102)
First, the user classification unit 102 will be described. The user classifying unit 102 is means for reducing the influence of inter-cell interference that is received by cell boundary users. Based on the FFR scheme, the user classifying unit 102 classifies the users in the own cell into cell internal users (inner-cell user sets) and cell boundary users (Cell-edge user sets). Note that an average SIR (Signal to Interference Ratio; the average SIR returned from the kth user is expressed as SIR k ) fed back from the user terminal 20 (described later) of each user is input to the user classifying unit 102. Is done.

ユーザ分類部102は、図7に示すように、ユーザ端末20から帰還された平均SIRが大きい順にユーザをランク付けする(S31)。さらに、ユーザ分類部102は、ランクが高いユーザをセル内部ユーザに分類し(S32)、その他のユーザをセル境界ユーザに分類する(S33)。但し、分類は、所定の閾値を用いてもよいし、所定の配分比を用いてもよい。   As shown in FIG. 7, the user classifying unit 102 ranks the users in descending order of the average SIR returned from the user terminal 20 (S31). Further, the user classifying unit 102 classifies users with high ranks as in-cell users (S32), and classifies other users as cell boundary users (S33). However, the classification may use a predetermined threshold value or a predetermined distribution ratio.

例えば、平均SIRが所定の閾値を越えるユーザをセル内部ユーザに分類し、それ以外のユーザをセル境界ユーザに分類する。また、所定の配分比によりセル内部ユーザを設定し、その数だけ平均SIRが高いユーザをセル内部ユーザに分類し、それ以外のユーザをセル境界ユーザに分類してもよい。なお、図7(B)には、距離に応じてセル内部ユーザとセル境界ユーザとが分類されているように見えるが、実際には必ずしも地理的な距離により分類されるわけではない点に注意されたい。   For example, users whose average SIR exceeds a predetermined threshold are classified as in-cell users, and other users are classified as cell boundary users. In addition, users within a cell may be set according to a predetermined distribution ratio, a user whose average SIR is as high as that number may be classified as a cell internal user, and other users may be classified as cell boundary users. Note that in FIG. 7B, it seems that the cell internal user and the cell boundary user are classified according to the distance, but it is not necessarily classified according to the geographical distance in practice. I want to be.

(RB選択部104)
次に、RB選択部104について説明する。RB選択部104は、ユーザの公平性を保つための手段である。ユーザ分類部102によりユーザが分類されると、RB選択部104は、各分類のユーザ毎にRBを選択する。なお、RB選択部104には、FFR用セル固有部分帯域の情報が入力される。例えば、セル内部ユーザに関する部分帯域の情報として、図8に示す帯域f、FRF=1の情報が入力され、セル境界ユーザに関する部分帯域の情報として、図8に示す帯域f、f、f、FRF=3の情報が入力される。
(RB selection unit 104)
Next, the RB selection unit 104 will be described. The RB selection unit 104 is a means for maintaining user fairness. When a user is classified by the user classification unit 102, the RB selection unit 104 selects an RB for each user of each classification. Note that information on the FFR cell-specific partial band is input to the RB selection unit 104. For example, the information of the band f and FRF = 1 shown in FIG. 8 is input as the partial band information related to the user inside the cell, and the bands f 1 , f 2 and f shown in FIG. 3. Information of FRF = 3 is input.

RB選択部104は、図9(A)に示すように、セル内部ユーザについて、各ユーザによりSounding参照信号から推定されたチャネルベクトルの推定値を用いてRB毎の受信信号電力を計算する(S41)。次いで、RB選択部104は、図9(B)に示すように、各RBの帯域における受信信号電力の最大値(以下、最大受信信号電力)をユーザ毎に比較し、最大受信信号電力が大きい順にユーザをランク付けする(S42)。   As shown in FIG. 9A, the RB selection unit 104 calculates the received signal power for each RB, using the estimated value of the channel vector estimated from the sounding reference signal by each user for the users in the cell (S41). ). Next, as shown in FIG. 9B, the RB selection unit 104 compares the maximum value of the received signal power in each RB band (hereinafter referred to as the maximum received signal power) for each user, and the maximum received signal power is large. The users are ranked in order (S42).

次いで、RB選択部104は、最も高いランクのユーザからランクが大きい順に、各ユーザの最大受信信号電力をRB間で比較し、最大受信信号電力が最大となるRBを選択する(S43)。但し、選択したRBが他のユーザのRBとして選択されている場合、RB選択部104は、2番目に大きな最大受信信号電力となるRBを選択する(S44)。なお、RB選択部104は、選択したRBが他のユーザのRBとして選択されている場合に重複してRBを選択するように構成されていてもよい。   Next, the RB selection unit 104 compares the maximum received signal power of each user among the RBs in descending order from the highest ranked user, and selects the RB having the maximum maximum received signal power (S43). However, when the selected RB is selected as the RB of another user, the RB selection unit 104 selects the RB having the second largest maximum received signal power (S44). Note that the RB selection unit 104 may be configured to select an RB redundantly when the selected RB is selected as an RB of another user.

同様に、RB選択部104は、図9(A)に示すように、セル境界ユーザについて、各ユーザによりSounding参照信号から推定されたチャネルベクトルの推定値を用いてRB毎の受信信号電力を計算する(S45)。次いで、RB選択部104は、図9(B)に示すように、各RBの帯域における最大受信信号電力をユーザ毎に比較し、最大受信信号電力が大きい順にユーザをランク付けする(S46)。   Similarly, as shown in FIG. 9A, the RB selection unit 104 calculates the received signal power for each RB for each cell boundary user using the channel vector estimation value estimated from the sounding reference signal by each user. (S45). Next, as shown in FIG. 9B, the RB selection unit 104 compares the maximum received signal power in each RB band for each user, and ranks the users in descending order of the maximum received signal power (S46).

次いで、RB選択部104は、最も高いランクのユーザからランクが大きい順に、各ユーザの最大受信信号電力をRB間で比較し、最大受信信号電力が最大となるRBを選択する(S47)。但し、選択したRBが他のユーザのRBとして選択されている場合、RB選択部104は、2番目に大きな最大受信信号電力となるRBを選択する(S48)。なお、RB選択部104は、選択したRBが他のユーザのRBとして選択されている場合に重複してRBを選択するように構成されていてもよい。   Next, the RB selection unit 104 compares the maximum received signal power of each user among the RBs in descending order from the highest ranked user, and selects the RB having the maximum maximum received signal power (S47). However, when the selected RB is selected as the RB of another user, the RB selection unit 104 selects the RB having the second largest maximum received signal power (S48). Note that the RB selection unit 104 may be configured to select an RB redundantly when the selected RB is selected as an RB of another user.

ステップS41〜S44、S45〜S48の操作により、各RBに対して1ユーザの割り当てが完了する。このように、TDD(Time Division Duplex)の上り回線で推定されたRB毎のチャネルベクトルから受信信号電力を計算し、その計算結果に基づいて各ユーザで最大受信信号電力が得られているRBを選択することにより、スループットの向上に寄与する。また、対象とするユーザが全て選択されるため、ユーザの公平性を保つことができる。   By the operations in steps S41 to S44 and S45 to S48, one user is assigned to each RB. Thus, the received signal power is calculated from the channel vector for each RB estimated in the TDD (Time Division Duplex) uplink, and the RB for which the maximum received signal power is obtained for each user is calculated based on the calculation result. By selecting, it contributes to the improvement of the throughput. Moreover, since all the target users are selected, the user's fairness can be maintained.

(ユーザ選択部106)
次に、ユーザ選択部106について説明する。ユーザ選択部106は、スループットを向上させるための手段である。ユーザ選択部106は、ZFSにより、RB毎にRB選択部104により選択されたユーザのチャネルベクトルを基準に、そのチャネルベクトルに直交し、かつ、チャネル利得の大きいチャネルベクトルを持つユーザを選択する。
(User selection unit 106)
Next, the user selection unit 106 will be described. The user selection unit 106 is a means for improving throughput. Based on the channel vector of the user selected by the RB selection unit 104 for each RB, the user selection unit 106 selects a user having a channel vector orthogonal to the channel vector and having a large channel gain.

図10に示すように、RB選択部104により、RB毎に選択されたユーザ(第1ユーザ)、及び第1ユーザのチャネルベクトルが選択されている(S51)。まず、ユーザ選択部106は、他ユーザのチャネルベクトルを候補として選択し(S57)、第1ユーザのチャネルベクトルと候補のチャネルベクトルとによりチャネル行列を生成する(S52)。この段階では、2ユーザのチャネル行列が生成される。次いで、ユーザ選択部106は、生成したチャネル行列の逆行列を計算する(S53)。次いで、ユーザ選択部106は、計算した逆行列の対角成分の逆数からSum rateを計算する(S54)。   As shown in FIG. 10, the RB selection unit 104 selects the user selected for each RB (first user) and the channel vector of the first user (S51). First, the user selection unit 106 selects a channel vector of another user as a candidate (S57), and generates a channel matrix from the channel vector of the first user and the candidate channel vector (S52). At this stage, a two-user channel matrix is generated. Next, the user selection unit 106 calculates an inverse matrix of the generated channel matrix (S53). Next, the user selection unit 106 calculates Sum rate from the inverse of the calculated diagonal component of the inverse matrix (S54).

次いで、ユーザ選択部106は、第1ユーザとは異なる他ユーザのチャネルベクトルの候補に対し、上記ステップS52〜S54の操作を繰り返してSum rateを計算する(S57)。そして、ユーザ選択部106は、計算したSum rateの最大値を検出し、その最大値に対応するユーザを第2ユーザに選択する(S55、S56)。   Next, the user selection unit 106 calculates Sum rate by repeating the operations of Steps S52 to S54 described above for channel vector candidates of other users different from the first user (S57). And the user selection part 106 detects the maximum value of the calculated Sum rate, and selects the user corresponding to the maximum value to a 2nd user (S55, S56).

次いで、ユーザ選択部106は、第1及び第2ユーザとは異なる他ユーザのチャネルベクトルを候補として選択し(S57、S58)、第1及び第2ユーザのチャネルベクトルと、候補のチャネルベクトルとによりチャネル行列を生成し(S52)、逆行列計算(S53)、Sum rate計算(S54)、及びSum rateが最大になるユーザの選択(S55、S56)を実行する。同様にして、ユーザ選択部106は、上記のステップS52〜S58を逐次実行することにより、Nユーザの組み合わせを選択する。 Next, the user selection unit 106 selects a channel vector of another user different from the first and second users as a candidate (S57, S58), and uses the channel vector of the first and second users and the candidate channel vector. A channel matrix is generated (S52), an inverse matrix calculation (S53), a sum rate calculation (S54), and a user selection that maximizes the sum rate (S55, S56). Similarly, the user selection unit 106, by executing the above steps S52~S58 sequentially selecting a combination of N U users.

このような操作により、各RBについてRB選択部104により選択されたユーザのチャネルベクトルを基準として、空間多重した際にスループットが最大になると予想されるユーザの組み合わせが選択される。この組み合わせを用いて空間多重信号を送信することにより、スループットの向上効果が期待される。また、ユーザを予めセル内部ユーザとセル境界ユーザとに分類し、分類毎にZFSを実施しているため、ZFSの対象ユーザ数が少ない分だけユーザの組み合わせ数が大幅に少なくなり、全ユーザに対してZFSを適用する場合に比べて全体の演算量が大幅に低減される。   By such an operation, a combination of users whose throughput is expected to be maximized when spatially multiplexed is selected on the basis of the channel vector of the user selected by the RB selection unit 104 for each RB. By using this combination to transmit spatially multiplexed signals, an effect of improving throughput is expected. In addition, since users are classified into cell internal users and cell boundary users in advance and ZFS is performed for each classification, the number of combinations of users is greatly reduced by the small number of target users of ZFS. On the other hand, the total calculation amount is greatly reduced as compared with the case of applying ZFS.

(空間多重部108、110、OFDM部112)
次に、空間多重部108、110、OFDM部112について説明する。ユーザ選択部106により、分類毎、RB毎にユーザの組み合わせが選択されると、空間多重部108、110は、各ユーザに送信すべきデータに対してRB毎にチャネル符号化及び変調処理を施し、さらに、送信ビームフォーミングを施して空間多重する。次いで、OFDM部112は、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)により、全てのRBに関するリソース要素を直交周波数分割多重して送信する。
(Spatial multiplexing units 108 and 110, OFDM unit 112)
Next, the spatial multiplexing units 108 and 110 and the OFDM unit 112 will be described. When the user selection unit 106 selects a combination of users for each classification and for each RB, the spatial multiplexing units 108 and 110 perform channel coding and modulation processing for each RB on the data to be transmitted to each user. Furthermore, transmission beam forming is performed and spatial multiplexing is performed. Next, the OFDM unit 112 performs orthogonal frequency division multiplexing on the resource elements related to all RBs using IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) and transmits the resource elements.

以上、本実施形態に係る基地局10の構成について説明した。上記の通り、基地局10は、平均SIRに基づくユーザ分類、各分類におけるユーザ毎のRB選択、RB毎の空間多重ユーザ選択の3要素を含むユーザ選択方法を実現することができる。ユーザ分類を行い、分類毎にRB及び空間多重ユーザの組み合わせを選択するため、ユーザの公平性を維持しつつ、スループットを向上させることが可能になる。   Heretofore, the configuration of the base station 10 according to the present embodiment has been described. As described above, the base station 10 can realize a user selection method including three elements: user classification based on average SIR, RB selection for each user in each classification, and spatial multiplexing user selection for each RB. Since user classification is performed and a combination of RBs and spatially multiplexed users is selected for each classification, it is possible to improve throughput while maintaining user fairness.

ところで、セル内部ユーザとセル境界ユーザとを分類する際に配分比を用いる場合、セル境界ユーザに分類されるユーザ数を少なくすることで、セル境界ユーザ用の部分帯域に割り当てられるユーザ数が減少するため、セル境界ユーザ用の部分帯域を小さく設定しても、セル境界ユーザの低い公平性を補うことができる。また、空間多重されるセル境界ユーザのユーザ数を増やすことにより、セル境界ユーザ用の部分帯域を小さく設定しても、セル境界ユーザの低い公平性を補うことができる。その結果、セル境界ユーザが受けるセル間干渉を低減し、各ユーザへのリソース割り当ての公平性を保ちつつ、空間多重によるスループットの向上効果を得ることができる。   By the way, when the distribution ratio is used when classifying the cell internal user and the cell boundary user, the number of users assigned to the partial band for the cell boundary user is reduced by reducing the number of users classified as the cell boundary user. Therefore, even if the partial band for the cell boundary user is set small, the low fairness of the cell boundary user can be compensated. Further, by increasing the number of users of the cell boundary users that are spatially multiplexed, the low fairness of the cell boundary users can be compensated even if the partial band for the cell boundary users is set small. As a result, it is possible to reduce the inter-cell interference received by the cell boundary users, and obtain the effect of improving the throughput by spatial multiplexing while maintaining the fairness of resource allocation to each user.

[補足:参照信号の割り当て方法について]
ここで、図5A、図5Bを参照しながら、参照信号の割り当て方法について説明する。なお、図5Aに例示したセル配置(図5A、図5B、図6で同じ濃度のハッチングが付された構成要素は互いに対応関係を有する点に注意されたい。)を想定する。また、TDDによる通信を前提とする。この前提により、上り回線と下り回線とで同じ周波数を利用して参照信号が送信可能となる。また、TDDの下り回線においては全基地局アンテナに共通の下り参照信号が用いられるものとする。このような構成にすることで、基地局アンテナの本数が増加してもフレーム効率が低下せずに済む。
[Supplement: Reference signal assignment method]
Here, a reference signal allocation method will be described with reference to FIGS. 5A and 5B. Note that the cell arrangement illustrated in FIG. 5A (note that the components having the same concentration hatching in FIGS. 5A, 5B, and 6 have a corresponding relationship with each other) is assumed. In addition, it is assumed that communication by TDD is performed. Based on this premise, the reference signal can be transmitted using the same frequency in the uplink and downlink. Also, in a TDD downlink, a downlink reference signal common to all base station antennas is used. With such a configuration, even if the number of base station antennas increases, the frame efficiency does not decrease.

図5Bに示すように、本実施形態においては、隣接セルにおいて時間・周波数空間(リソース)の異なる位置にセル固有下り参照信号(Cell−specific downlink RS)を割り当てるように制限を課している。さらに、隣接セルでセル固有下り参照信号が割り当てられている時間・周波数空間の位置に一切信号を割り当てないように制限を課している。このような制限を課すことにより、隣接セルでセル固有下り参照信号が割り当てられた位置には何も送信されない。そのため、隣接セルからセル間干渉の影響を受けずに済むようになる。後述するように、このようなセル固有下り参照信号の割り当て方法を適用することにより、平均SIRの推定が容易になる。   As shown in FIG. 5B, in the present embodiment, a restriction is imposed so that cell-specific downlink reference signals (Cell-specific downlink RS) are allocated to different positions in time / frequency space (resources) in adjacent cells. Furthermore, a restriction is imposed so that no signal is assigned to a position in the time / frequency space where a cell-specific downlink reference signal is assigned in an adjacent cell. By imposing such a restriction, nothing is transmitted to the position where the cell-specific downlink reference signal is allocated in the adjacent cell. This eliminates the influence of inter-cell interference from neighboring cells. As will be described later, the average SIR can be easily estimated by applying such a cell-specific downlink reference signal allocation method.

[ユーザ端末20の構成]
次に、図6を参照しながら、本実施形態に係るユーザ端末20の機能構成について説明する。図6は、本実施形態に係るユーザ端末20の機能構成例を示す説明図である。ユーザ端末20の機能構成は、上記のユーザ分類に用いる平均SIRの推定方法に関する。
[Configuration of User Terminal 20]
Next, the functional configuration of the user terminal 20 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a functional configuration example of the user terminal 20 according to the present embodiment. The functional configuration of the user terminal 20 relates to an average SIR estimation method used for the above-described user classification.

図6に示すように、ユーザ端末20は、主に、GI除去&FFT部202と、チャネルベクトル推定部204と、平均電力推定部206と、干渉波平均電力推定部208と、平均SIR推定部210と、量子化部212とにより構成される。   As shown in FIG. 6, the user terminal 20 mainly includes a GI removal & FFT unit 202, a channel vector estimation unit 204, an average power estimation unit 206, an interference wave average power estimation unit 208, and an average SIR estimation unit 210. And the quantization unit 212.

まず、ユーザ端末20は、複数の端末アンテナ(#1〜#n)を用いて、基地局10により送信されたOFDM信号を受信する。このOFDM信号は、GI除去&FFT部202に入力される。GI除去&FFT部202は、入力されたOFDM信号にガードインターバルが付加されている場合に、そのガードインターバルを除去する。さらに、GI除去&FFT部202は、OFDM信号に高速フーリエ変換(FFT;Fast Fourier Transform)を施してサブキャリア信号に変換する。 First, the user terminal 20 receives the OFDM signal transmitted by the base station 10 using a plurality of terminal antennas (# 1 to #n R ). This OFDM signal is input to the GI removal & FFT unit 202. When the guard interval is added to the input OFDM signal, the GI removal & FFT unit 202 removes the guard interval. Further, the GI removal & FFT unit 202 performs fast Fourier transform (FFT) on the OFDM signal to convert it to a subcarrier signal.

GI除去&FFT部202における変換処理の出力は、チャネルベクトル推定部204に入力される。サブキャリア信号が入力されると、チャネルベクトル推定部204は、入力されたサブキャリア信号に多重されたセル固有下り参照信号を用いてチャネルベクトルを推定する。自セル(例えば、Cell#1)のセル固有下り参照信号を用いて推定されたチャネルベクトルは、平均電力推定部206の希望波平均電力推定部に入力される。一方、他セル(例えば、Cell#2、#3、#4)のセル固有下り参照信号を用いて推定されたチャネルベクトルは、それぞれ対応する平均電力推定部206の干渉波平均電力推定部に入力される。   The output of the conversion process in the GI removal & FFT unit 202 is input to the channel vector estimation unit 204. When a subcarrier signal is input, channel vector estimation section 204 estimates a channel vector using a cell-specific downlink reference signal multiplexed on the input subcarrier signal. The channel vector estimated using the cell-specific downlink reference signal of the own cell (for example, Cell # 1) is input to the desired wave average power estimation unit of average power estimation unit 206. On the other hand, channel vectors estimated using the cell-specific downlink reference signals of other cells (for example, Cell # 2, # 3, # 4) are input to the interference wave average power estimation unit of the corresponding average power estimation unit 206, respectively. Is done.

希望波平均電力推定部は、チャネルベクトル推定部204から入力されたサブキャリア毎のチャネルベクトルに基づいて希望波の受信電力を推定する。同様に、各干渉波平均電力推定部は、チャネルベクトル推定部204から入力されたサブキャリア毎のチャネルベクトルに基づいて干渉波の受信電力を推定する。   The desired wave average power estimator estimates the received power of the desired wave based on the channel vector for each subcarrier input from the channel vector estimator 204. Similarly, each interference wave average power estimation unit estimates the reception power of the interference wave based on the channel vector for each subcarrier input from channel vector estimation unit 204.

先に述べた通り、自セルにおいて何も送信されないRBには隣接セルのセル固有下り参照信号が割り当てられている。例えば、Cell#1において何も送信されないRBにはCell#2、#3、#4のセル固有下り参照信号が割り当てられている。この場合、Cell#1のセル固有下り参照信号が割り当てられたRBでの受信信号電力は、希望波の信号電力と、隣接していないCell#14〜#19から受ける干渉信号の電力との和となる。また、Cell#1のセル固有下り参照信号が割り当てられていないRBでの受信信号電力は、隣接するCell#3、#6、#8、#11から受ける干渉信号の電力と、Cell#4、#7、#9、#12から受ける干渉信号の電力との和となる。   As described above, the cell-specific downlink reference signal of the adjacent cell is assigned to the RB to which nothing is transmitted in the own cell. For example, cell-specific downlink reference signals of Cell # 2, # 3, and # 4 are assigned to RBs to which nothing is transmitted in Cell # 1. In this case, the received signal power in the RB to which the cell-specific downlink reference signal of Cell # 1 is assigned is the sum of the signal power of the desired wave and the power of the interference signal received from non-adjacent Cells # 14 to # 19. It becomes. Also, the received signal power in the RB to which the cell-specific downlink reference signal of Cell # 1 is not allocated is the power of the interference signal received from adjacent Cell # 3, # 6, # 8, # 11, Cell # 4, This is the sum of the interference signal power received from # 7, # 9, and # 12.

希望波平均電力推定部は、自セルのセル固有下り参照信号が割り当てられているRBで受信された信号電力を希望波信号電力と近似して平均SIR推定部210に入力する。また、各干渉波平均電力推定部は、自セルのセル固有下り参照信号が割り当てられていない各RBで受信された受信電力の和を干渉波平均電力推定部208に入力する。干渉波平均電力推定部208は、各干渉波平均電力推定部から入力された受信電力の和を全RBで平均した平均値を他セルから受けた干渉信号の電力(以下、他セル干渉信号電力)と近似して平均SIR推定部210に入力する。平均SIR推定部210は、希望波信号電力、及び他セル干渉信号電力から平均SIRを算出し、量子化部212に入力する。量子化部212は、平均SIRを帰還用に量子化して基地局10へと帰還する。   The desired wave average power estimation unit approximates the signal power received by the RB to which the cell-specific downlink reference signal of the own cell is assigned, and inputs the signal power to the average SIR estimation unit 210. Each interference wave average power estimation unit inputs the sum of received power received by each RB to which the cell-specific downlink reference signal of the own cell is not assigned to interference wave average power estimation unit 208. Interference wave average power estimation section 208 receives interference signal power (hereinafter referred to as other cell interference signal power) obtained from another cell, which is an average value obtained by averaging the sum of received power input from each interference wave average power estimation section over all RBs. To the average SIR estimation unit 210. The average SIR estimation unit 210 calculates an average SIR from the desired signal power and the other cell interference signal power, and inputs the average SIR to the quantization unit 212. The quantization unit 212 quantizes the average SIR for feedback and returns it to the base station 10.

以上、本実施形態に係るユーザ端末20の機能構成について説明した。上記の通り、本実施形態においては、隣接セルのセル固有下り参照信号が干渉しないよう、セル固有下り参照信号の割り当て方法が工夫されているため、容易に平均SIRを推定することができる。結果として、基地局10においてセル内部ユーザとセル境界ユーザとを容易に分類することが可能になる。なお、セル固有下り参照信号には、送信ビームフォーミングが施されないため、送信ビームフォーミングが施されたデータ伝送用のチャネルとはチャネル特性が異なっている。しかし、本実施形態に係る技術を用いることにより、潜在的にセル間干渉を受けやすいユーザを検出することが可能になる。このようにして検出されたユーザは、FRF≧2の部分周波数帯域に割り当てられ、セル間干渉の影響が低減される。   Heretofore, the functional configuration of the user terminal 20 according to the present embodiment has been described. As described above, in this embodiment, since the cell-specific downlink reference signal allocation method is devised so that the cell-specific downlink reference signals of neighboring cells do not interfere with each other, the average SIR can be easily estimated. As a result, it becomes possible to easily classify the cell internal user and the cell boundary user in the base station 10. Note that since cell-specific downlink reference signals are not subjected to transmission beamforming, the channel characteristics are different from those of data transmission channels subjected to transmission beamforming. However, by using the technology according to the present embodiment, it is possible to detect a user who is potentially susceptible to inter-cell interference. The user detected in this way is assigned to a partial frequency band of FRF ≧ 2, and the influence of inter-cell interference is reduced.

[応用例:分散アンテナシステムへの応用]
次に、図11〜図13を参照しながら、本実施形態の技術を分散アンテナシステムに適用した応用例について説明する。図11は、分散アンテナシステムにおけるセル構成及びアンテナ配置例を示す説明図である。図12、図13は、本応用例に係る基地局30の機能構成例を示す説明図である。
[Application example: Application to distributed antenna system]
Next, an application example in which the technique of the present embodiment is applied to a distributed antenna system will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is an explanatory diagram showing a cell configuration and an antenna arrangement example in the distributed antenna system. 12 and 13 are explanatory diagrams illustrating an example of a functional configuration of the base station 30 according to this application example.

まず、図11を参照する。図11に示すように、本応用例で想定する分散アンテナシステムにおいては、多数の基地局アンテナがセル内に満遍なく配置される。また、各セルは、セル内部の領域とセル境界の領域とに分けられる。但し、セル内部とセル境界との分類は、必ずしも地理的な距離によるものではなく、例えば、先に説明した平均SIRに基づいて分類される。なお、図11の例で、同じハッチングが施された部分は同じ周波数帯域が用いられ、異なるハッチングが施された部分は互いに異なる周波数帯域が用いられる。また、セル境界ユーザに割り当てられる部分帯域は、一例として、3セル周波数繰り返しで重複しないように設定されているものと仮定する。   First, referring to FIG. As shown in FIG. 11, in the distributed antenna system assumed in this application example, a large number of base station antennas are evenly arranged in a cell. Each cell is divided into a cell internal region and a cell boundary region. However, the classification between the inside of the cell and the cell boundary is not necessarily based on the geographical distance, and is classified based on the average SIR described above, for example. In the example of FIG. 11, the same hatching is used for the same frequency band, and different hatching parts are used for different frequency bands. In addition, it is assumed that the partial bands allocated to the cell boundary users are set so as not to overlap with each other by repeating the 3-cell frequency.

次に、図12を参照する。図12には、基地局30が有する機能構成のうち、ユーザ選択に関する機能構成(後述するユーザ選択部312)が詳細に記載されている。図12に示すように、ユーザ選択部312は、ユーザ分類部302(FFR用user分類部)と、RB選択部304(User fairness用RB選択部)と、ユーザ選択部306(High−capacity用user選択部)とにより構成されている。なお、基本的な構成は、上記の基地局10と同じである。   Reference is now made to FIG. FIG. 12 illustrates in detail a functional configuration related to user selection (a user selection unit 312 described later) among the functional configurations of the base station 30. As illustrated in FIG. 12, the user selection unit 312 includes a user classification unit 302 (FFR user classification unit), an RB selection unit 304 (User fairness RB selection unit), and a user selection unit 306 (High-capacity user. Selection section). The basic configuration is the same as that of the base station 10 described above.

ユーザ分類部302は、各ユーザから帰還された平均SIRを用いてランキングを行い、ランキング上位のユーザをセル内部ユーザに分類し、ランキング下位のユーザをセル境界ユーザに分類する。また、ユーザ分類部302は、セル内部ユーザのランキング情報、及びセル境界ユーザのランキング情報をRB選択部304に通知する。RB選択部304は、各RBについて受信信号電力を計算し、計算した受信信号電力に基づいて各RBに割り当てるユーザを選択する。このとき、ユーザ分類部302から通知されたランキング情報を利用し、RBをランキング上位のユーザから順番に選択することで、RB選択の処理を簡略化することができる。   The user classifying unit 302 performs ranking using the average SIR fed back from each user, classifies users with higher rankings as in-cell users, and classifies users with lower rankings as cell boundary users. In addition, the user classification unit 302 notifies the RB selection unit 304 of the ranking information of the users inside the cell and the ranking information of the cell boundary users. The RB selection unit 304 calculates received signal power for each RB, and selects a user to be assigned to each RB based on the calculated received signal power. At this time, by using the ranking information notified from the user classifying unit 302, the RB selection process can be simplified by selecting RBs in order from the top ranking users.

RB選択部304によりRB毎に1ユーザが選択されると、ユーザ選択部306は、各RBにおいて空間多重されるユーザの組み合わせを選択する。ユーザ選択部306は、RB選択部304により選択されたユーザのチャネルベクトルを基準に、他のユーザのチャネルベクトルを用いてSum Rateが最大となるユーザを順次選択し、チャネルキャパシティが大きいNユーザの組み合わせを選択する。ユーザ選択部306により選択されたNユーザの組み合わせ(N user indexes)は、分類毎、RB毎に後段の処理部へと出力される。 When one user is selected for each RB by the RB selection unit 304, the user selection unit 306 selects a combination of users spatially multiplexed in each RB. The user selection unit 306, based on the channel vector of the user selected by the RB selection unit 304, Sum Rate is sequentially selects the user having the maximum using the channel vectors of other users, the channel capacity is large N U Select a combination of users. The combination of N U users (N U user indices) selected by the user selection unit 306 is output to the subsequent processing unit for each classification and for each RB.

次に、図13を参照する。図13に示すように、基地局30は、ユーザ選択部312(User選択部)と、AMC部314と、ユーザ固有参照信号多重部316(User固有RS多重部)と、ZFBF部318と、アンテナ共通セル固有下り参照信号多重部320と、OFDM部322と、FFT部324と、チャネルベクトル推定部326(K user channel vector推定部)とにより構成される。ここではZFBFマルチユーザMIMO−OFDMシステムを想定している。   Reference is now made to FIG. As illustrated in FIG. 13, the base station 30 includes a user selection unit 312 (User selection unit), an AMC unit 314, a user-specific reference signal multiplexing unit 316 (User-specific RS multiplexing unit), a ZFBF unit 318, an antenna, A common cell specific downlink reference signal multiplexing unit 320, an OFDM unit 322, an FFT unit 324, and a channel vector estimation unit 326 (K user channel vector estimation unit) are configured. Here, a ZFBF multi-user MIMO-OFDM system is assumed.

まず、アンテナ共通セル固有下り参照信号多重部320において、N本の基地局アンテナ間で共通の下り参照信号が生成される。そして、アンテナ共通セル固有下り参照信号多重部320は、送信データに下り参照信号を多重して送信フレームを生成する。アンテナ共通セル固有下り参照信号多重部320で生成された送信フレームは、各基地局アンテナに対応するOFDM部322に入力される。OFDM部322は、送信フレームを直並列変換し、並列化されたビット列を互いに直交する複数のサブキャリア信号に変換した後、そのサブキャリア信号にIFFTを施してOFDM信号を生成する。OFDM部322で生成されたOFDM信号は、それぞれ対応する基地局アンテナから送信される。 First, in antenna common cell specific downlink reference signal multiplexing section 320, a downlink reference signal that is common among NT base station antennas is generated. Then, antenna common cell specific downlink reference signal multiplexing section 320 multiplexes the downlink reference signal with the transmission data to generate a transmission frame. The transmission frame generated by antenna common cell specific downlink reference signal multiplexing section 320 is input to OFDM section 322 corresponding to each base station antenna. The OFDM unit 322 performs serial-parallel conversion on the transmission frame, converts the parallelized bit string into a plurality of subcarrier signals orthogonal to each other, and then performs IFFT on the subcarrier signal to generate an OFDM signal. The OFDM signals generated by the OFDM unit 322 are transmitted from the corresponding base station antennas.

基地局アンテナから送信されたOFDM信号は、複数の端末アンテナを有する各ユーザ端末により受信される。複数の端末アンテナで受信されたOFDM信号は、各ユーザ端末においてガードインターバルが除去され、FFTが施されてサブキャリア信号に変換される。さらに、各ユーザ端末は、サブキャリア信号に多重されている下り参照信号に基づいてチャネルベクトルを推定する。チャネルベクトルが推定されると、チャネルベクトルの複素共役が算出され、さらに電力正規化されて上り参照信号用のビームフォーミングウェイトベクトル(以下、BFウェイトベクトル)が生成される。   The OFDM signal transmitted from the base station antenna is received by each user terminal having a plurality of terminal antennas. The OFDM signal received by a plurality of terminal antennas is subjected to FFT in each user terminal, subjected to FFT, and converted to a subcarrier signal. Further, each user terminal estimates a channel vector based on the downlink reference signal multiplexed on the subcarrier signal. When the channel vector is estimated, a complex conjugate of the channel vector is calculated, and power normalization is performed to generate a beamforming weight vector (hereinafter referred to as BF weight vector) for the uplink reference signal.

また、各ユーザ端末では、上り参照信号としてZadoff−Chu系列が生成される。Zadoff−Chu系列は、自己相関特性に優れた系列の一例である。また、Zadoff−Chu系列を循環シフトして得られる複数の系列は、相互相関特性に優れた系列の一例である。各ユーザ端末は、上り参照信号としてZadoff−Chu系列を生成する際、自セルと同じサブキャリアが利用される他セルが存在する場合に、他セルと異なる系列インデックスを持つ系列を上り参照信号に利用する。そして、同一セル内のユーザ毎に異なるシフトインデックスを持つ系列を上り参照信号として生成する。   In each user terminal, a Zadoff-Chu sequence is generated as an uplink reference signal. The Zadoff-Chu sequence is an example of a sequence having excellent autocorrelation characteristics. A plurality of sequences obtained by cyclically shifting a Zadoff-Chu sequence is an example of a sequence having excellent cross-correlation characteristics. When each user terminal generates a Zadoff-Chu sequence as an uplink reference signal, if there is another cell that uses the same subcarrier as its own cell, a sequence having a sequence index different from that of the other cell is used as the uplink reference signal. Use. Then, a sequence having a different shift index for each user in the same cell is generated as an uplink reference signal.

次に、このようにして生成された上り参照信号に対し、BFウェイトベクトルが乗積される。そして、この乗積演算の出力にIFFTが施され、ガードインターバルが付加されて分散FDMA信号が生成される。そして、生成された分散FDMA信号(上り参照信号)は、複数の端末アンテナを介してTDDの上り回線で基地局30に送信される。   Next, the BF weight vector is multiplied with the uplink reference signal generated in this way. Then, IFFT is applied to the output of the product operation, a guard interval is added, and a distributed FDMA signal is generated. The generated distributed FDMA signal (uplink reference signal) is transmitted to the base station 30 via the TDD uplink via a plurality of terminal antennas.

各ユーザ端末から送信された上り参照信号は、基地局30が有する複数の基地局アンテナを介して受信される。基地局アンテナを介して受信された上り参照信号は、FFT部324に入力され、FFTが施された後、チャネルベクトル推定部326に入力される。チャネルベクトル推定部326では、複数のユーザ端末から受信した上り参照信号をユーザ毎に分離し、周波数方向に沿ってリソースブロック毎のチャネル推定を行う。チャネルベクトル推定部326によるチャネル推定で得られたチャネルベクトルは、ユーザ選択部312に入力される。また、ユーザ選択部312には、各ユーザ端末から帰還された平均SIRの情報が入力される。   The uplink reference signal transmitted from each user terminal is received via a plurality of base station antennas that the base station 30 has. The uplink reference signal received via the base station antenna is input to the FFT unit 324, subjected to FFT, and then input to the channel vector estimation unit 326. Channel vector estimation section 326 separates uplink reference signals received from a plurality of user terminals for each user, and performs channel estimation for each resource block along the frequency direction. The channel vector obtained by channel estimation by the channel vector estimation unit 326 is input to the user selection unit 312. Also, the user selection unit 312 receives information on average SIR returned from each user terminal.

チャネルベクトルが入力されると、ユーザ選択部312は、入力されたチャネルベクトルを用いて、下り送信ビームフォーミング後のデータ伝送スループットが最大となるように、Nユーザを選択する。このとき、ユーザ選択部312は、チャネルベクトル推定部326により入力されたチャネルベクトル、及び各ユーザ端末から帰還された平均SIRの情報に基づき、図12に例示した構成により、ユーザの公平性を保ちつつ、スループットが向上するようなNユーザの組み合わせを選択する。ユーザ選択部312により選択されたユーザの組み合わせは、ZFBF部318に入力される。 When the channel vector is inputted, the user selection unit 312, using the input channel vector, data transmission throughput after the downlink transmission beamforming so that a maximum, selects the N U user. At this time, the user selection unit 312 maintains the fairness of the user with the configuration illustrated in FIG. 12 based on the channel vector input by the channel vector estimation unit 326 and the average SIR information fed back from each user terminal. Meanwhile, a combination of NU users that improves the throughput is selected. The combination of users selected by the user selection unit 312 is input to the ZFBF unit 318.

ZFBF部318は、ユーザ選択部312により選択されたNユーザの組み合わせに対する送信ビームフォーミングウェイト行列を算出する。また、ZFBF部318には、ユーザ固有参照信号多重部316により生成されたユーザ毎に固有の下り参照信号が入力される。ユーザ固有参照信号多重部316により生成される下り参照信号は、アンテナ共通セル固有下り参照信号多重部320で生成される下り参照信号とは異なり、ユーザ選択部312で選択された各ユーザに固有の下り参照信号である。ZFBF部318は、先に算出した送信ビームフォーミング行列を用いて下り参照信号に送信ビームフォーミングを施し、OFDM部322を介して複数の基地局アンテナから送信する。 ZFBF unit 318 calculates a transmission beam forming weighting matrix for the combination of N U users selected by the user selecting unit 312. Further, the ZFBF unit 318 receives a downlink reference signal unique to each user generated by the user-specific reference signal multiplexing unit 316. Unlike the downlink reference signal generated by the antenna common cell specific downlink reference signal multiplexing unit 320, the downlink reference signal generated by the user specific reference signal multiplexing unit 316 is unique to each user selected by the user selection unit 312. It is a downlink reference signal. The ZFBF unit 318 performs transmission beam forming on the downlink reference signal using the previously calculated transmission beam forming matrix, and transmits from the plurality of base station antennas via the OFDM unit 322.

基地局30から送信されたOFDM信号は、各ユーザ端末が有する複数の端末アンテナで受信され、ガードインターバルが除去され、サブキャリア信号に変換される。そして、自ユーザに向けて送信されたユーザ固有の下り参照信号、及び他ユーザに向けて送信されたユーザ固有の下り参照信号から、ビームフォーミング後のチャネル行列が推定される。ここで推定されたチャネル行列は、チャネル推定値の推定精度不足及びチャネル時変動によるユーザ間干渉を除去するためのMMSE受信ビームフォーミングウェイトベクトル(以下、受信BFウェイトベクトル)の算出に利用される。   The OFDM signal transmitted from the base station 30 is received by a plurality of terminal antennas of each user terminal, the guard interval is removed, and the OFDM signal is converted into a subcarrier signal. Then, the channel matrix after beamforming is estimated from the user-specific downlink reference signal transmitted toward the user and the user-specific downlink reference signal transmitted toward another user. The channel matrix estimated here is used for calculation of an MMSE reception beamforming weight vector (hereinafter referred to as a reception BF weight vector) for removing inter-user interference due to insufficient estimation accuracy of channel estimation values and channel time fluctuation.

チャネル行列を利用して受信BFウェイトベクトルが算出されると、受信BFウェイトベクトルから受信ビームフォーミング後のSINR(Signal to Noise Interference Ratio)が推定される。そして、推定されたSINRは、誤り無く復号可能であり、かつ、最大の伝送速度を達成することが可能なModulation and coding set(MCS)の選択に利用される。そして、SINRの推定値を利用して選択されたMCSの情報(MCSインデックス)は、基地局30に帰還される。   When the reception BF weight vector is calculated using the channel matrix, SINR (Signal to Noise Interference Ratio) after reception beamforming is estimated from the reception BF weight vector. The estimated SINR is used for selecting a Modulation and Coding Set (MCS) that can be decoded without error and that can achieve the maximum transmission rate. The MCS information (MCS index) selected using the estimated SINR value is fed back to the base station 30.

各ユーザ端末から帰還されたMCSインデックスは、AMC部314に入力される。MCSインデックスが入力されると、AMC部314は、入力されたMCSインデックスに基づいて送信データに誤り訂正符号化及び変調マッピングを施し、ZFBF部318に入力する。なお、AMCは、Adaptive Modulation and Codingの略である。また、誤り訂正符号としては、例えば、Turbo符号が用いられる。ZFBF部318は、AMC部314で誤り訂正符号化及び変調マッピングが施された送信データに送信ビームフォーミングを施し、OFDM部322を介して送信する。このとき、OFDM部322では、全てのRBのリソース要素をIFFTにより直交周波数分割多重して送信する。   The MCS index fed back from each user terminal is input to the AMC unit 314. When the MCS index is input, the AMC unit 314 performs error correction coding and modulation mapping on the transmission data based on the input MCS index, and inputs the transmission data to the ZFBF unit 318. AMC is an abbreviation for Adaptive Modulation and Coding. As the error correction code, for example, a Turbo code is used. The ZFBF unit 318 performs transmission beamforming on the transmission data that has been subjected to error correction coding and modulation mapping by the AMC unit 314 and transmits the transmission data via the OFDM unit 322. At this time, OFDM section 322 transmits all RB resource elements by orthogonal frequency division multiplexing using IFFT.

以上、本実施形態の一応用例について説明した。上記応用例を含め、本実施形態に係る技術を適用することにより、ZFBFマルチユーザMIMO−OFDMシステムにおいて、周波数多重に係る各RBと空間多重に係る各ストリームにユーザを割り当てる際、セル境界付近に位置するユーザに対するセル間干渉の低減、ユーザへのリソース割り当ての公平性、空間多重によるスループットの向上という3つの要求を満たすことが可能になる。その結果、システムの効果的な運用に寄与する。   The application example of the present embodiment has been described above. By applying the technology according to the present embodiment including the above application example, when assigning users to each RB related to frequency multiplexing and each stream related to spatial multiplexing in the ZFBF multi-user MIMO-OFDM system, It is possible to satisfy the three requirements of inter-cell interference reduction for users located, fairness of resource allocation to users, and improvement of throughput by spatial multiplexing. As a result, it contributes to the effective operation of the system.

[効果]
最後に、図14、図15を参照しながら、本実施形態に係る構成を適用することにより得られる効果について説明する。図14は、ZFS方式及びRR方式の適用により得られる平均セルスループット特性と本実施形態に係るユーザ選択方式(Proposed user scheduling;以下、PR方式)の適用により得られる平均セルスループット特性との比較に関するシミュレーション結果を示したものである。図15は、ZFS方式及びRR方式の適用により得られる平均ユーザスループット特性とPR方式の適用により得られる平均ユーザスループット特性との比較に関するシミュレーション結果を示したものである。シミュレーションの条件は、ユーザ数24、RB数100(FRF=1のRB数76、FRF=3のRB数=8)、空間多重数6である。
[effect]
Finally, effects obtained by applying the configuration according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. 14 shows a comparison between the average cell throughput characteristics obtained by applying the ZFS scheme and the RR scheme and the average cell throughput characteristics obtained by applying the user selection scheme (hereinafter referred to as the PR scheme) according to the present embodiment. The simulation results are shown. FIG. 15 shows a simulation result regarding a comparison between an average user throughput characteristic obtained by applying the ZFS method and the RR method and an average user throughput characteristic obtained by applying the PR method. The simulation conditions are 24 users, 100 RBs (76 RBs with FRF = 1, RBs with FRF = 3 = 8), and 6 spatial multiplexing.

図14に示すように、平均セルスループット特性は、ZFS方式、PR方式、RR方式の順で良好な結果が得られる。RR方式の場合、チャネル状態が考慮されないため、平均セルスループットは当然に低くなる。一方、ZFS方式の場合、チャネルキャパシティが大きなユーザの組み合わせを最優先に選択しているため、チャネル状態の悪いユーザがほとんど選択されなくなり、平均セルスループットが非常に高くなる。しかし、図15に示すように、ZFS方式の場合、平均ユーザスループットの差は著しいものとなる。   As shown in FIG. 14, the average cell throughput characteristics are good in the order of the ZFS method, the PR method, and the RR method. In the case of the RR scheme, since the channel state is not considered, the average cell throughput is naturally low. On the other hand, in the case of the ZFS system, a combination of users having a large channel capacity is selected with the highest priority, so that users with poor channel conditions are hardly selected, and the average cell throughput becomes very high. However, as shown in FIG. 15, in the case of the ZFS method, the difference in average user throughput is significant.

図15に示したグラフの横軸は、ユーザインデックスを示す。また、ユーザスループットの高いユーザから順にユーザインデックスを割り振っている。そのため、ユーザインデックスが1番のユーザが最もユーザスループットの高いユーザとなり、ユーザインデックスが24番のユーザが最もユーザスループットの低いユーザとなる。つまり、ユーザインデックス1のユーザ(以下、ユーザ#1)とユーザインデックス24のユーザ(以下、ユーザ#24)との間で平均ユーザスループットを比較することで、ユーザの公平性の度合いを評価することができる。   The horizontal axis of the graph shown in FIG. 15 indicates the user index. Also, user indexes are allocated in order from the user with the highest user throughput. Therefore, the user with the user index 1 is the user with the highest user throughput, and the user with the user index 24 is the user with the lowest user throughput. In other words, by comparing the average user throughput between the user of the user index 1 (hereinafter referred to as user # 1) and the user of the user index 24 (hereinafter referred to as user # 24), the degree of fairness of the user is evaluated. Can do.

上記の通り、ZFS方式の場合、チャネルキャパシティの高いユーザを優先的に選択するため、高いセルスループットが得られるものの、ユーザ#1のユーザスループットとユーザ#24のユーザスループットとの差は、10万倍程度になっている。一方、RR方式の場合、セルスループットは低いものの、ユーザ#1のユーザスループットとユーザ#24のユーザスループットとの差は、10倍程度に抑えられている。一方、PR方式の場合、ユーザ#1のユーザスループットとユーザ#24のユーザスループットとの差は、30倍程度に抑えられている。また、平均セルスループットについてもZFS方式には及ばないものの、RR方式に比べて非常に良好な特性が得られている。   As described above, in the case of the ZFS method, a user with a high channel capacity is preferentially selected, and thus a high cell throughput is obtained. However, the difference between the user throughput of user # 1 and the user throughput of user # 24 is 10 It is about 10,000 times. On the other hand, in the case of the RR method, although the cell throughput is low, the difference between the user throughput of the user # 1 and the user throughput of the user # 24 is suppressed to about 10 times. On the other hand, in the case of the PR method, the difference between the user throughput of the user # 1 and the user throughput of the user # 24 is suppressed to about 30 times. Although the average cell throughput is not as good as that of the ZFS method, very good characteristics are obtained as compared with the RR method.

このように、本実施形態に係る技術を適用することにより、ユーザの公平性を保ちつつ、スループットを向上させることが可能になる。   Thus, by applying the technique according to the present embodiment, it is possible to improve throughput while maintaining user fairness.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

10 基地局
102 ユーザ分類部
104 RB選択部
106 ユーザ選択部
108、110 空間多重部
112 OFDM部
20 ユーザ端末
202 GI除去&FFT部
204 チャネルベクトル推定部
206 平均電力推定部
208 干渉波平均電力推定部
210 平均SIR推定部
212 量子化部
30 基地局
302 ユーザ分類部
304 RB選択部
306、312 ユーザ選択部
314 AMC部
316 ユーザ固有参照信号多重部
318 ZFBF部
320 アンテナ共通セル固有下り参照信号多重部
322 OFDM部
324 FFT部
326 チャネルベクトル推定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Base station 102 User classification part 104 RB selection part 106 User selection part 108,110 Spatial multiplexing part 112 OFDM part 20 User terminal 202 GI removal & FFT part 204 Channel vector estimation part 206 Average power estimation part 208 Interference wave average power estimation part 210 Average SIR estimation unit 212 Quantization unit 30 Base station 302 User classification unit 304 RB selection unit 306, 312 User selection unit 314 AMC unit 316 User specific reference signal multiplexing unit 318 ZFBF unit 320 Antenna common cell specific downlink reference signal multiplexing unit 322 OFDM Unit 324 FFT unit 326 channel vector estimation unit

Claims (8)

自セル内のユーザを、前記自セルに隣接する隣接セルと前記自セルとの境界付近に位置する境界ユーザと、当該境界ユーザ以外の内部ユーザと、に分類するユーザ分類部と、
前記ユーザ分類部により分類された境界ユーザの中から、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の境界ユーザを選択する第1境界ユーザ選択部と、
前記ユーザ分類部により分類された内部ユーザの中から、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の内部ユーザを選択する第1内部ユーザ選択部と、
前記第1の境界ユーザとは異なる第2の境界ユーザの中から、同じリソースブロックを利用した場合における前記第1の境界ユーザとの間のチャネルキャパシティが大きい第2の境界ユーザをリソースブロック毎に選択する第2境界ユーザ選択部と、
前記第1の内部ユーザとは異なる第2の内部ユーザの中から、同じリソースブロックを利用した場合における前記第1の内部ユーザとの間のチャネルキャパシティが大きい第2の内部ユーザをリソースブロック毎に選択する第2内部ユーザ選択部と、
前記第1境界ユーザ選択部により選択された第1の境界ユーザ及び前記第2境界ユーザ選択部により選択された第2の境界ユーザに対し、当該第1及び第2境界ユーザに対応するリソースブロックを利用して信号を送信し、前記第1内部ユーザ選択部により選択された第1の内部ユーザ及び前記第2内部ユーザ選択部により選択された第2の内部ユーザに対し、当該第1及び第2の内部ユーザに対応するリソースブロックを利用して信号を送信する送信部と、
を備える
ことを特徴とする、無線基地局。
A user classifying unit for classifying users in the own cell into border users located near the border between the neighboring cell adjacent to the own cell and the own cell, and internal users other than the border user;
A first boundary user selection unit that selects a first boundary user having the maximum received power for each resource block from the boundary users classified by the user classification unit;
A first internal user selection unit for selecting a first internal user having the maximum received power for each resource block from the internal users classified by the user classification unit;
For each resource block, a second boundary user having a large channel capacity with the first boundary user when the same resource block is used among the second boundary users different from the first boundary user is assigned to each resource block. A second boundary user selection unit to select,
For each resource block, a second internal user having a large channel capacity with the first internal user when the same resource block is used among the second internal users different from the first internal user. A second internal user selection unit to select
For the first boundary user selected by the first boundary user selection unit and the second boundary user selected by the second boundary user selection unit, resource blocks corresponding to the first and second boundary users are The first and second internal users selected by the first internal user selection unit and the second internal user selection unit selected by the first internal user selection unit are transmitted to the first and second internal users. A transmission unit that transmits a signal using a resource block corresponding to an internal user of
A radio base station comprising:
リソースブロック毎にチャネルベクトルを推定するチャネル推定部をさらに備え、
前記第1境界ユーザ選択部は、前記チャネル推定部により推定されたチャネルベクトルから計算されるリソースブロック毎の受信電力を用いて、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の境界ユーザを選択し、
前記第1内部ユーザ選択部は、前記チャネル推定部により推定されたチャネルベクトルから計算されるリソースブロック毎の受信電力を用いて、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の内部ユーザを選択する
ことを特徴とする、請求項1に記載の無線基地局。
A channel estimation unit for estimating a channel vector for each resource block;
The first boundary user selection unit selects a first boundary user having the maximum reception power for each resource block using reception power for each resource block calculated from the channel vector estimated by the channel estimation unit. And
The first internal user selection unit selects a first internal user having the maximum reception power for each resource block using reception power for each resource block calculated from the channel vector estimated by the channel estimation unit. The radio base station according to claim 1, wherein:
前記第2境界ユーザ選択部は、
前記チャネル推定部により推定された前記第1の境界ユーザに対応するチャネルベクトルと、前記チャネル推定部により推定された前記第2の境界ユーザに対応するチャネルベクトルと、により形成されるチャネル行列の逆行列を算出し、当該逆行列の対角成分に基づいてチャネルキャパシティが最大となる第2の境界ユーザを選択し、
前記第2内部ユーザ選択部は、
前記チャネル推定部により推定された前記第1の内部ユーザに対応するチャネルベクトルと、前記チャネル推定部により推定された前記第2の内部ユーザに対応するチャネルベクトルと、により形成されるチャネル行列の逆行列を算出し、当該逆行列に基づいてチャネルキャパシティが最大となる第2の内部ユーザを選択する
ことを特徴とする、請求項2に記載の無線基地局。
The second boundary user selection unit includes:
The inverse of the channel matrix formed by the channel vector corresponding to the first boundary user estimated by the channel estimation unit and the channel vector corresponding to the second boundary user estimated by the channel estimation unit Calculate a matrix and select a second boundary user with the largest channel capacity based on the diagonal component of the inverse matrix;
The second internal user selection unit is
The inverse of the channel matrix formed by the channel vector corresponding to the first internal user estimated by the channel estimation unit and the channel vector corresponding to the second internal user estimated by the channel estimation unit The radio base station according to claim 2, wherein a matrix is calculated, and a second internal user having a maximum channel capacity is selected based on the inverse matrix.
前記第2境界ユーザ選択部は、k=1〜n(n<境界ユーザの数)について、
前記チャネルキャパシティがk番目に大きい第2の境界ユーザUを選択する工程と、
前記第1の境界ユーザに対応するチャネルベクトルと、前記第2の境界ユーザU(p=1〜k)に対応するチャネルベクトルと、前記チャネル推定部により推定された前記第2の境界ユーザUとは異なる第2の境界ユーザに対応するチャネルベクトルと、により形成されるチャネル行列の逆行列を算出し、当該逆行列の対角成分に基づいてチャネルキャパシティが(k+1)番目に大きい第2の境界ユーザU(k+1)を選択する工程と、
を繰り返し実行し、
前記第2内部ユーザ選択部は、l=1〜n(n<内部ユーザの数)について、
前記チャネルキャパシティがk番目に大きい第2の内部ユーザUを選択する工程と、
前記第1の内部ユーザに対応するチャネルベクトルと、前記第2の内部ユーザU(q=1〜l)に対応するチャネルベクトルと、前記チャネル推定部により推定された前記第2の内部ユーザUとは異なる第2の内部ユーザに対応するチャネルベクトルと、により形成されるチャネル行列の逆行列を算出し、当該逆行列の対角成分に基づいてチャネルキャパシティが(k+1)番目に大きい第2の内部ユーザU(k+1)を選択する工程と、
を繰り返し実行する
ことを特徴とする、請求項3に記載の無線基地局。
The second boundary user selection unit may perform k = 1 to n 1 (n 1 <number of boundary users).
Selecting a second boundary user U k with the k-th largest channel capacity;
A channel vector corresponding to the first boundary user, a channel vector corresponding to the second boundary user U p (p = 1 to k), and the second boundary user U estimated by the channel estimation unit. An inverse matrix of a channel matrix formed by a channel vector corresponding to a second boundary user different from p is calculated, and the channel capacity is (k + 1) th largest based on the diagonal component of the inverse matrix Selecting two boundary users U (k + 1) ;
Repeatedly
The second internal user selection unit is configured such that l = 1 to n 2 (n 2 <number of internal users).
A step of the channel capacity to select the second internal users U l large k-th,
A channel vector corresponding to the first internal user, a channel vector corresponding to the second internal user U q (q = 1 to l), and the second internal user U estimated by the channel estimation unit. An inverse matrix of a channel matrix formed by a channel vector corresponding to a second internal user different from q is calculated, and the channel capacity having the (k + 1) th largest channel capacity is calculated based on the diagonal component of the inverse matrix. Selecting two internal users U (k + 1) ;
The radio base station according to claim 3, wherein the radio base station is repeatedly executed.
前記ユーザ分類部は、
自セルのセル固有下り参照信号に基づいて計算される希望信号電力と、自セルの信号送信に利用していないリソースブロックで受信された信号電力に基づいて計算される干渉電力と、を用いて各ユーザにより推定されるリソースブロック全体の平均SIR(Signal to Interference Ratio)を利用して前記境界ユーザと前記内部ユーザとを分類する
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の無線基地局。
The user classifying unit
Using the desired signal power calculated based on the cell-specific downlink reference signal of the own cell and the interference power calculated based on the signal power received by the resource block not used for signal transmission of the own cell The said boundary user and the said internal user are classified using the average SIR (Signal to Interference Ratio) of the whole resource block estimated by each user, The any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. The radio base station described.
前記ユーザ分類部は、
前記平均SIRが所定の閾値を上回るユーザを前記内部ユーザに設定し、当該内部ユーザ以外のユーザを前記境界ユーザに設定するか、或いは、前記平均SIRが大きい順に所定割合のユーザを前記内部ユーザに設定し、当該内部ユーザ以外のユーザを前記境界ユーザに設定する
ことを特徴とする、請求項5のいずれか1項に記載の無線基地局。
The user classifying unit
A user whose average SIR exceeds a predetermined threshold is set as the internal user and a user other than the internal user is set as the boundary user, or a predetermined percentage of users in the descending order of the average SIR is set as the internal user. The radio base station according to claim 5, wherein a user other than the internal user is set as the boundary user.
自セル内のユーザから帰還された平均SIRを利用して、自セル内のユーザを、前記自セルに隣接する隣接セルと前記自セルとの境界付近に位置する境界ユーザと、当該境界ユーザ以外の内部ユーザと、に分類するユーザ分類部と、
前記ユーザ分類部により分類された境界ユーザの中から、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の境界ユーザを選択する第1境界ユーザ選択部と、
前記ユーザ分類部により分類された内部ユーザの中から、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の内部ユーザを選択する第1内部ユーザ選択部と、
前記第1の境界ユーザとは異なる第2の境界ユーザの中から、同じリソースブロックを利用した場合における前記第1の境界ユーザとの間のチャネルキャパシティが大きい第2の境界ユーザをリソースブロック毎に選択する第2境界ユーザ選択部と、
前記第1の内部ユーザとは異なる第2の内部ユーザの中から、同じリソースブロックを利用した場合における前記第1の内部ユーザとの間のチャネルキャパシティが大きい第2の内部ユーザをリソースブロック毎に選択する第2内部ユーザ選択部と、
前記第1境界ユーザ選択部により選択された第1の境界ユーザ及び前記第2境界ユーザ選択部により選択された第2の境界ユーザに対し、当該第1及び第2境界ユーザに対応するリソースブロックを利用して信号を送信し、前記第1内部ユーザ選択部により選択された第1の内部ユーザ及び前記第2内部ユーザ選択部により選択された第2の内部ユーザに対し、当該第1及び第2の内部ユーザに対応するリソースブロックを利用して信号を送信する送信部と、
を有する、基地局と、
自セルのセル固有下り参照信号に基づいて希望信号電力を計算し、自セルの信号送信に利用していないリソースブロックで受信された信号電力に基づいて干渉電力を計算し、前記希望信号電力及び前記干渉電力を用いてリソースブロック全体の平均SIR(Signal to Interference Ratio)を算出するSIR算出部と、
前記SIR算出部により算出された平均SIRを前記基地局に帰還する帰還部と、
を有する、ユーザ端末と、
を含む
ことを特徴とする、マルチユーザMIMOシステム。
Using the average SIR fed back from the users in the own cell, the users in the own cell are classified as border users located near the border between the neighboring cell adjacent to the own cell and the own cell, and other than the border user. An internal user, a user classifying unit for classifying into,
A first boundary user selection unit that selects a first boundary user having the maximum received power for each resource block from the boundary users classified by the user classification unit;
A first internal user selection unit for selecting a first internal user having the maximum received power for each resource block from the internal users classified by the user classification unit;
For each resource block, a second boundary user having a large channel capacity with the first boundary user when the same resource block is used among the second boundary users different from the first boundary user is assigned to each resource block. A second boundary user selection unit to select,
For each resource block, a second internal user having a large channel capacity with the first internal user when the same resource block is used among the second internal users different from the first internal user. A second internal user selection unit to select
For the first boundary user selected by the first boundary user selection unit and the second boundary user selected by the second boundary user selection unit, resource blocks corresponding to the first and second boundary users are The first and second internal users selected by the first internal user selection unit and the second internal user selection unit selected by the first internal user selection unit are transmitted to the first and second internal users. A transmission unit that transmits a signal using a resource block corresponding to an internal user of
Having a base station,
Calculate desired signal power based on a cell-specific downlink reference signal of the own cell, calculate interference power based on signal power received by a resource block not used for signal transmission of the own cell, and calculate the desired signal power and An SIR calculation unit that calculates an average SIR (Signal to Interference Ratio) of the entire resource block using the interference power;
A feedback unit that returns the average SIR calculated by the SIR calculation unit to the base station;
A user terminal having:
A multi-user MIMO system characterized by comprising:
自セル内のユーザを、前記自セルに隣接する隣接セルと前記自セルとの境界付近に位置する境界ユーザと、当該境界ユーザ以外の内部ユーザと、に分類するユーザ分類工程と、
前記ユーザ分類工程で分類された境界ユーザの中から、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の境界ユーザを選択する第1境界ユーザ選択工程と、
前記ユーザ分類工程で分類された内部ユーザの中から、リソースブロック毎に受信電力が最大となる第1の内部ユーザを選択する第1内部ユーザ選択工程と、
前記第1の境界ユーザとは異なる第2の境界ユーザの中から、同じリソースブロックを利用した場合における前記第1の境界ユーザとの間のチャネルキャパシティが大きい第2の境界ユーザをリソースブロック毎に選択する第2境界ユーザ選択工程と、
前記第1の内部ユーザとは異なる第2の内部ユーザの中から、同じリソースブロックを利用した場合における前記第1の内部ユーザとの間のチャネルキャパシティが大きい第2の内部ユーザをリソースブロック毎に選択する第2内部ユーザ選択工程と、
を含む
ことを特徴とする、マルチユーザMIMOシステムにおけるユーザ選択方法。
A user classification step of classifying users in the own cell into border users located near the border between the neighboring cell adjacent to the own cell and the own cell, and internal users other than the border user;
A first boundary user selection step of selecting a first boundary user having the maximum received power for each resource block from the boundary users classified in the user classification step;
A first internal user selection step of selecting a first internal user having the maximum received power for each resource block from the internal users classified in the user classification step;
For each resource block, a second boundary user having a large channel capacity with the first boundary user when the same resource block is used among the second boundary users different from the first boundary user is assigned to each resource block. A second boundary user selection step to select,
For each resource block, a second internal user having a large channel capacity with the first internal user when the same resource block is used among the second internal users different from the first internal user. A second internal user selection step to select
A user selection method in a multi-user MIMO system, comprising:
JP2009256000A 2009-11-09 2009-11-09 Wireless base station, multi-user mimo system, and user selection method Pending JP2011101291A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009256000A JP2011101291A (en) 2009-11-09 2009-11-09 Wireless base station, multi-user mimo system, and user selection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009256000A JP2011101291A (en) 2009-11-09 2009-11-09 Wireless base station, multi-user mimo system, and user selection method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011101291A true JP2011101291A (en) 2011-05-19

Family

ID=44192091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009256000A Pending JP2011101291A (en) 2009-11-09 2009-11-09 Wireless base station, multi-user mimo system, and user selection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011101291A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011151499A (en) * 2010-01-19 2011-08-04 National Institute Of Information & Communication Technology Method and apparatus allocation in mimo-ofdm system, and radio resource
JP2015502078A (en) * 2011-11-11 2015-01-19 富士通株式会社 System and method for selecting a communicator to provide a wireless communication service to a wireless user endpoint
US8964681B2 (en) 2012-04-26 2015-02-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for user scheduling in multi-user multiple input multiple output (MIMO) communication system
JP2017216700A (en) * 2017-07-06 2017-12-07 株式会社Nttドコモ User terminal, radio base station, and radio communication method
JP2018007118A (en) * 2016-07-05 2018-01-11 富士通株式会社 Device and method for transmission control

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009004886A (en) * 2007-06-19 2009-01-08 Samsung Electronics Co Ltd Communication device, and transmission rate setting method
JP2009017011A (en) * 2007-07-02 2009-01-22 Nec Corp Method for selecting user for multi-user mimo communication
WO2009033358A1 (en) * 2007-09-12 2009-03-19 Sharp Kabushiki Kaisha Information feedback method, system, user device, and base station based on space, time and frequency domain
JP2009171535A (en) * 2007-12-17 2009-07-30 Nec Corp Scheduling method for multi-user mimo
JP2009206945A (en) * 2008-02-28 2009-09-10 Fujitsu Ltd Radio resource allocation control apparatus and method, and base station

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009004886A (en) * 2007-06-19 2009-01-08 Samsung Electronics Co Ltd Communication device, and transmission rate setting method
JP2009017011A (en) * 2007-07-02 2009-01-22 Nec Corp Method for selecting user for multi-user mimo communication
WO2009033358A1 (en) * 2007-09-12 2009-03-19 Sharp Kabushiki Kaisha Information feedback method, system, user device, and base station based on space, time and frequency domain
JP2009171535A (en) * 2007-12-17 2009-07-30 Nec Corp Scheduling method for multi-user mimo
JP2009206945A (en) * 2008-02-28 2009-09-10 Fujitsu Ltd Radio resource allocation control apparatus and method, and base station

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011151499A (en) * 2010-01-19 2011-08-04 National Institute Of Information & Communication Technology Method and apparatus allocation in mimo-ofdm system, and radio resource
JP2015502078A (en) * 2011-11-11 2015-01-19 富士通株式会社 System and method for selecting a communicator to provide a wireless communication service to a wireless user endpoint
US8964681B2 (en) 2012-04-26 2015-02-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for user scheduling in multi-user multiple input multiple output (MIMO) communication system
JP2018007118A (en) * 2016-07-05 2018-01-11 富士通株式会社 Device and method for transmission control
JP2017216700A (en) * 2017-07-06 2017-12-07 株式会社Nttドコモ User terminal, radio base station, and radio communication method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5119977B2 (en) Radio resource allocation control apparatus and method, and radio base station
KR100975720B1 (en) Method and system for dynamic channel assignment and assignment of pilot channel in mimo-ofdm/ sdm system
JP2022141625A (en) Exploiting inter-cell multiplexing gain in wireless cellular systems
JP5262562B2 (en) MIMO wireless communication system
JP5275835B2 (en) Base station apparatus, terminal apparatus and radio communication system
JP2019216477A (en) Systems and methods for exploiting inter-cell multiplexing gain in wireless cellular systems via distributed input distributed output technology
JP2008160822A (en) Radio transmission device, radio reception device, radio transmission method, and radio reception method
KR20160025487A (en) Signal processing apparatus, method for signal processing and computer readable medium
JP2007184933A (en) Dynamic spatial frequency division multiplex communication system and method therefor
EP1807991A1 (en) Multiuser transmission system
US7974178B2 (en) Pilot method for 802.16m
Sharma et al. Multiple access techniques for next generation wireless: Recent advances and future perspectives
Zhang et al. Adaptive resource allocation for multiaccess MIMO/OFDM systems with matched filtering
JP2011101291A (en) Wireless base station, multi-user mimo system, and user selection method
KR20080040539A (en) Receiving apparatus, transmitting apparatus, communication system and communication method
Ksairi et al. Pilot pattern adaptation for 5G MU-MIMO wireless communications
JP2011041001A (en) Radio base station, and radio communication method
JP6344489B2 (en) Data communication method and MIMO base station
Sulyman et al. Adaptive MIMO beamforming algorithm based on gradient search of the channel capacity in OFDM-SDMA systems
Karachontzitis et al. A chunk-based resource allocation scheme for downlink MIMO-OFDMA channel using linear precoding
EP3662586B1 (en) Improved block-diagnolization based beamforming
Hefnawi Space division multiplexing access aided cognitive radio networks
Iqbal et al. Improving the performance of cell-edge users in 6G and beyond networks by utilizing a novel precoding-based hybrid CoMP transmission design
Wu et al. Sum rate analysis of SDMA transmission in single carrier FDMA system
CN105846877B (en) A kind of method and device determining precoding based on multiuser MIMO

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121001

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130807

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130813

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20131210