JP2012186631A - 移動端末装置、無線基地局装置及び無線通信方法 - Google Patents

移動端末装置、無線基地局装置及び無線通信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】協調マルチポイント送信において、正確なプリコーディングウェイトを生成することができる移動端末装置、無線基地局装置及び無線通信方法を提供すること。
【解決手段】本発明の無線通信方法は、移動端末装置（１０）において、下りリンク参照信号を用いてチャネル推定し、得られたチャネル推定値を用いてＰＭＩを選択し、少なくともチャネル推定値及びＰＭＩを用いてＩＱＩを測定し、少なくともＰＭＩ及びＩＱＩを無線基地局装置に送信し、無線基地局装置において、ＰＭＩ及びＩＱＩを用いてプリコーディングウェイトを生成し、プリコーディングウェイトを用いたＭＩＭＯ伝送を利用して協調マルチポイント送信することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、移動端末装置、無線基地局装置及び無線通信方法に関し、特に、マルチアンテナ伝送に対応する移動端末装置、無線基地局装置及び無線通信方法に関する。
ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）やＨＳＵＰＡ（High Speed Uplink Packet Access）を採用することにより、Ｗ-ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）をベースとしたシステムの特徴を最大限に引き出すことが行われている。このＵＭＴＳネットワークについては、更なる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ:Long Term Evolution）が検討されている。
第３世代のシステムは、概して５ＭＨｚの固定帯域を用いて、下り回線で最大２Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。一方、ＬＴＥ方式のシステムにおいては、１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの可変帯域を用いて、下り回線で最大３００Ｍｂｐｓ及び上り回線で７５Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。また、ＵＭＴＳネットワークにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継のシステムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ））。例えば、ＬＴＥ−Ａにおいては、ＬＴＥ仕様の最大システム帯域である２０ＭＨｚを、１００ＭＨｚ程度まで拡張することが予定されている。
また、ＬＴＥ方式のシステムにおいては、複数のアンテナでデータを送受信し、データレート（周波数利用効率）を向上させる無線通信技術としてＭＩＭＯ(Multi Input Multi Output)システムが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。ＭＩＭＯシステムにおいては、送受信機に複数の送信／受信アンテナを用意し、異なる送信アンテナから同時に異なる送信情報系列を送信する。一方、受信機側では、送信／受信アンテナ間で異なるフェージング変動が生じることを利用して、同時に送信された情報系列を分離して検出することにより、データレート（周波数利用効率）を増大することが可能である。
ＬＴＥ方式のシステムにおいては、異なる送信アンテナから同時に送信する送信情報系列が、全て同一のユーザのものであるシングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ(Single User MIMO)）伝送と、異なるユーザのものであるマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ(Multiple User MIMO)）伝送とが規定されている。これらのＳＵ−ＭＩＭＯ伝送及びＭＵ−ＭＩＭＯ伝送においては、受信機側で送信機のアンテナに設定すべき位相・振幅制御量（プリコーディング行列（プリコーディングウェイト））と、このプリコーディング行列に対応づけられるＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）とを複数定めたコードブックから最適なＰＭＩを選択し、これを送信機にフィードバックする。送信機側では、受信機からフィードバックされたＰＭＩに基づいて各送信アンテナに対するプリコーディングを行って送信情報系列を送信する。プリコーディング手法の代表的なものとして、ＺＦ（Zero forcing）、ＢＤ（Block diagonalization）ＺＦ、ＭＭＳＥ（Minimum mean square error）、ＳＬＮＲ（Signal to Leakage plus Noise Ratio）などがある。
ここで、ＳＬＮＲプリコーディングについて着目する。ＳＬＮＲプリコーディングにおいては、受信機（例えば、移動端末装置）において受信される所望信号の電力を、協調クラスタ内にある他の移動端末装置における信号の「漏れ」に起因する干渉と雑音と全電力との和で除した値を最大にする。このＳＬＮＲプリコーディングによりプリコーディングウェイトを算出する場合、移動端末装置における平均受信ＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）が必要となる（例えば、非特許文献２参照）。
3GPP TR 25.913"Requirements for Evolved UTRA and Evolved UTRAN" M. Sadek et al.,"A leakage-based precoding scheme for downlink multi-user MIMO channels," IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 6, no. 5, pp. 1713, May 2007.
Rel-8 ＬＴＥシステムに対してさらにシステム性能を向上させるための有望な技術の一つとして、セル間直交化がある。Rel-10以降のＬＴＥシステム（ＬＴＥ−Ａシステム）では、上下リンクとも直交マルチアクセスによりセル内の直交化が実現されている。すなわち、下りリンクでは、周波数領域において移動端末装置（User Equipment）間で直交化されている。しかしながら、セル間はＷ−ＣＤＭＡと同様、１セル周波数繰り返しによる干渉ランダム化が基本である。３ＧＰＰ（３rd Generation Partnership Project）では、セル間直交化を実現するための技術として、協調マルチポイント送受信（ＣｏＭＰ）が検討されている。ＣｏＭＰ送受信では、１つあるいは複数の移動端末装置（ＵＥ）に対して複数のセルが協調して送受信の信号処理を行う。具体的には、下りリンクでは、プリコーディングを適用する複数セル同時送信、協調スケジューリング／ビームフォーミングなどが検討されている。
移動端末装置から無線基地局装置へフィードバックされた、瞬時のチャネル品質情報ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）とＰＭＩを用いて、ＳＬＮＲプリコーディングを用いる下りリンク協調スケジューリング／ビームフォーミング送信を適用する場合には、瞬時ＣＱＩを用いて平均受信ＳＩＮＲの計算を行う（下記式（１）、式（２））。
式（１）
移動端末装置ｉからのＣＱＩフィードバック
Figure 2012186631
ｉ，ｊ：１，２，…（移動端末装置ｉと無線基地局装置ｊの番号）
Ｈｉ ｊ：無線基地局装置ｊと態移動端末装置ｉの間の下りリンクのチャネル状態
Ｆｉ ｊ：移動端末装置ｉからのＰＭＩフィードバック
Ｐavg,j：無線基地局装置ｊの平均総送信電力
ＩＣＩｉ：移動端末装置ｉにおいて移動端末装置ｉでのＣｏＭＰセットに属していないセルからの干渉
Ｎｉ：移動端末装置ｉにおける受信機の平均ノイズ
ここで、移動端末装置ｉが無線基地局装置ｉに接続しているため、以下では無線基地局装置ｉが移動端末装置ｉの接続基地局と呼び、またその他のクラスタ内の無線基地局装置ｊ≠ｉを協調基地局と呼ぶ。
式（２）
Figure 2012186631
しかしながら、上記式（１）の分子にある送信電力成分は時間方向に平均された値ではなく瞬時値である。また、平均受信ＳＩＮＲとして用いる瞬時ＣＱＩは量子化誤差（所望のビーム方向との間のズレ）が考慮されていない。このため、瞬時ＣＱＩを平均受信ＳＩＮＲとしてＳＬＮＲプリコーディングを行うと、正確なプリコーディングウェイトを生成することができない。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、協調マルチポイント送信（ＣｏＭＰ）において、正確なプリコーディングウェイトを生成することができる移動端末装置、無線基地局装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。
本発明の移動端末装置は、下りリンク参照信号を用いてチャネル推定するチャネル推定部と、前記チャネル推定部で得られたチャネル推定値を用いてＰＭＩを選択するＰＭＩ選択部と、少なくとも前記チャネル推定値及び前記ＰＭＩを用いてＩＱＩ（Interference Quality Indicator）を測定するＩＱＩ測定部と、少なくとも前記ＰＭＩ及び前記ＩＱＩを無線基地局装置に送信する送信部と、を具備することを特徴とする。
本発明の無線基地局装置は、移動端末装置からフィードバックされたＰＭＩ及びＩＱＩを用いてプリコーディングウェイトを生成するプリコーディングウェイト生成部と、前記プリコーディングウェイトを用いたＭＩＭＯ伝送を利用して協調マルチポイント送信する送信部と、を具備することを特徴とする。
本発明の無線通信方法は、移動端末装置において、下りリンク参照信号を用いてチャネル推定する工程と、得られたチャネル推定値を用いてＰＭＩを選択する工程と、少なくとも前記チャネル推定値及び前記ＰＭＩを用いてＩＱＩを測定する工程と、少なくとも前記ＰＭＩ及び前記ＩＱＩを無線基地局装置に送信する工程と、前記無線基地局装置において、前記ＰＭＩ及び前記ＩＱＩを用いてプリコーディングウェイトを生成する工程と、前記プリコーディングウェイトを用いたＭＩＭＯ伝送を利用して協調マルチポイント送信する工程と、を具備することを特徴とする。なお、本発明において、ＳＬＮＲプリコーディングを算出するために、協調クラスタ内（ＣｏＭＰセット内）における無線基地局間でＰＭＩの他にＩＱＩを交換しても良い。
本発明によれば、移動端末装置において少なくともチャネル推定値及びＰＭＩを用いてＩＱＩを測定し、無線基地局装置においてＰＭＩ及びＩＱＩを用いてプリコーディングウェイトを生成し、プリコーディングウェイトを用いたＭＩＭＯ伝送を利用して協調マルチポイント送信するので、協調マルチポイント送信のＭＩＭＯ伝送において、各無線基地局からの平均送信電力及び移動端末装置での瞬時量子化誤差を考慮したＩＱＩを平均受信ＳＩＮＲとして用いて正確なＳＬＮＲプリコーディングを行うことができる。
ＣＳ／ＣＢ型のＣｏＭＰを説明するための図である。 ＭＩＭＯ伝送を説明するための図である。 本発明の一実施の形態に係る移動通信システムの構成を説明するための図である。 上記実施の形態に係る移動端末装置の構成を示すブロック図である。 上記実施の形態に係る無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
まず、下りリンクのＣｏＭＰ送信について説明する。下りリンクのＣｏＭＰ送信としては、Coordinated scheduling/Coordinated beamforming（ＣＳ／ＣＢ）と、Joint processingとがある。Coordinated scheduling/Coordinated beamformingは、図１に示すように、１ＵＥに対して１セルからのみ送信する方法であり、他セルからの干渉や他セルへの干渉を考慮して周波数／空間領域における無線リソースの割り当てを行う方法である。一方、Joint processingは、プリコーディングを適用する複数セル同時送信であり、１ＵＥに対して複数のセルから送信するJoint transmissionと、瞬時にセルを選択するDynamic Cell Selectionとがある。
次に、ＭＩＭＯ技術について説明する。
図２に示すＭＩＭＯシステムの下りリンクＭＩＭＯ伝送におけるプリコーディングでは、移動端末装置ＵＥにおいて、各アンテナからの受信信号を用いてチャネル係数を測定し、測定したチャネル係数に基づいて、無線基地局装置ｅＮＢの各送信アンテナからの送信データを合成した後のスループットが最大となる位相・振幅制御量（プリコーディングウェイト）に応じたＰＭＩ及びＲＩ（Rank Indicator）をプリコーディングコードブックから選択する。そして、この選択したＰＭＩ及びＲＩを、チャネル品質情報ＣＱＩとともに上りリンクで無線基地局装置ｅＮＢにフィードバックする。無線基地局装置ｅＮＢにおいては、送信信号をチャネル符号化及びデータ変調し（ＡＭＣ：Adaptive Modulation and Coding）、移動端末装置（ＵＥ）からフィードバックされたＰＭＩ及びＲＩに基づいて送信データにプリコーディングを行う。これにより、送信アンテナ毎に位相・振幅をそれぞれ制御（シフト）する。その後、位相・振幅シフトされた送信データを各アンテナから送信する。
ＣＳ／ＣＢ型のＣｏＭＰ送信において、ＳＬＮＲプリコーディングを行う際に、瞬時ＣＱＩを平均受信ＳＩＮＲとして用いると、上述したように、上記式（１）の分子にある送信電力成分が平均ではなく瞬時であり、瞬時ＣＱＩが量子化誤差を考慮していないので、正確なプリコーディングウェイトを生成することができない。
そこで、本発明者らは、平均の送信電力成分を含み、量子化誤差を補正する新しいフィードバック情報を定義し、このフィードバック情報を用いてＳＬＮＲプリコーディングを行うことにより、正確なプリコーディングウェイトを生成することができることを見出し本発明をするに至った。
すなわち、本発明の骨子は、少なくともチャネル推定値及びＰＭＩを用いてＩＱＩを測定し、ＰＭＩ及びＩＱＩを用いてプリコーディングウェイトを生成し、プリコーディングウェイトを用いたＭＩＭＯ伝送を利用して協調マルチポイント送信することにより、協調マルチポイント送信のＭＩＭＯ伝送において、各無線基地局からの平均送信電力及び移動端末装置側の量子化誤差を考慮したＩＱＩを用いて正確なＳＬＮＲプリコーディングを行うことである。
本発明においては、正確なプリコーディングウェイトを生成するために、ＳＬＮＲプリコーディングの際に、新たに干渉品質指標（ＩＱＩ：Interference Quality Indicator）を定義する。したがって、本発明においては、下りリンクの協調マルチポイント送信の際に、移動端末装置から無線基地局装置に、フィードバック情報としてＰＭＩ，ＣＱＩに加えてＩＱＩをフィードバックする。
ＩＱＩは下記式（３）の通り計算される。また，移動端末装置における受信信号ｙｉは所望信号成分および量子化誤差とノイズを含む干渉信号成分から下記式（４）の通り計算される。
式（３）
Figure 2012186631
Ｐj：無線基地局装置jの平均送信電力
ＱＥi,j：移動端末装置ｉにおける無線基地局装置jと移動端末装置ｉの間のチャネルの量子化誤差
ＩＣＩｉ：移動端末装置ｉでのＣｏＭＰセットに属するセルからの干渉を除く干渉
Ｎｉ：移動端末装置ｉの受信機における平均ノイズ
式（４）
Figure 2012186631
Ｈｉ ｊ：下りリンクのチャネル状態
Ｆｉ ｊ：移動端末装置ｉからのＰＭＩフィードバック
本発明においては、具体的なフィードバック情報であるＩＱＩを５つの態様で定義する。
（第１態様）
この態様においては、ＩＱＩを下記式（５）で定義する。
式（５）
Figure 2012186631
Ｐavg,j：無線基地局装置jの平均総送信電力
上記式（５）において、分子Ｐavg,jは平均送信電力を示し、ＩＣＩｉ＋Ｎｉは移動端末装置側での他セル（ＣｏＭＰセット以外のセル）からの干渉＋平均ノイズを示し、Ｐavg,j×‖Ｈｉ ｊ−（Ｆｉ ｊ）Ｈ‖２は量子化誤差を示す。
このように、ＩＱＩの計算式には、各無線基地局からの平均送信電力及び移動端末装置側の量子化誤差の項が含まれているので、ＩＱＩは両者を考慮したパラメータである。無線基地局装置においては、このＩＱＩを用いてＳＬＮＲプリコーディングを行うので、正確なプリコーディングウェイトを生成することができる。
なお、上記式（５）において、Ｈｉ ｊの代わりに下記式（６）のようなノールムで正規化した正規化Ｈｉ ｊを用いても良い。
式（６）
Figure 2012186631
また、ＩＱＩについて、上記式（５）の代わりに下記式（７）を用いても良い。なお、Ｆｉ ｊは下記式（８）に示すようにノールム１のベクトルである。
式（７）
Figure 2012186631
なお、上記式と同じパラメータの説明は上記式と同様であるので省略する。
式（８）
Figure 2012186631
この態様において、ＩＱＩの定義は上記式（５）及び式（７）に限定されず、式変換等により実質的に等価な式すべてについて適用することができる。
（第２態様）
この態様においては、ＩＱＩを下記式（９）で定義する。この態様においては、接続セル（サービングセル）（図１のｅＮＢ１）についてのＩＱＩと協調セル（図１のｅＮＢ２）についてのＩＱＩとを別に定義する。すなわち、ＩＱＩの計算において、接続セルについては、量子化誤差が小さいとみなして接続セルのＩＱＩ計算式で考慮せず、協調セルのみについて量子化誤差を考慮する。
式（９）
Figure 2012186631
なお、上記式と同じパラメータの説明は上記式と同様であるので省略する。
このように、ＩＱＩの計算式には、各無線基地局からの平均送信電力及び移動端末装置側の量子化誤差の項が含まれているので、ＩＱＩは両者を考慮したパラメータである。無線基地局装置においては、このＩＱＩを用いてＳＬＮＲプリコーディングを行うので、正確なプリコーディングウェイトを生成することができる。この場合において、接続セルについては、量子化誤差を考慮しないので、ＩＱＩ計算量を減らすことができる。なお、この態様において、ＩＱＩの定義は上記式（９）に限定されず、式変換等により実質的に等価な式すべてについて適用することができる。
（第３態様）
この態様においては、ＩＱＩを下記式（１０）で定義する。この態様においても、接続セル（サービングセル）（図１のｅＮＢ１）についてのＩＱＩと協調セル（図１のｅＮＢ２）についてのＩＱＩとを別に定義する。すなわち、ＩＱＩの計算において、量子化誤差を考慮する際に、接続セルについては量子化誤差が小さいので量子化誤差の重みを小さくする。具体的には、接続セルについては、チャネル行列Ｈｉ iの固有分解による固有値の最大値を用いる。
式（１０）
Figure 2012186631
なお、上記式と同じパラメータの説明は上記式と同様であるので省略する。
（第４態様）
この態様においては、ＩＱＩの計算において、下記式（１１）で定義する通り量子化誤差を考慮する際に、接続セル及び協調セルについては量子化誤差の重みを小さくする。具体的には、接続セル及び協調セルについては、固有分解による固有値の最大値を用いる。
式（１１）
Figure 2012186631
なお、上記式と同じパラメータの説明は上記式と同様であるので省略する。
（第５態様）
この態様においては、接続セル及び協調セルのすべてに対して瞬時量子化誤差を考慮しない。
式（１２）
Figure 2012186631
このように、ＩＱＩの計算式には、平均送信電力の項及び移動端末装置における量子化誤差の項が含まれているので、ＩＱＩは両者を考慮したパラメータである。無線基地局装置においては、このＩＱＩを用いてＳＬＮＲプリコーディングを行うので、正確なプリコーディングウェイトを生成することができる。この場合において、接続セル及び協調セルについては、重み付けを変えて量子化誤差を計算しているので、より正確に量子化誤差を計算することができる。なお、この態様において、ＩＱＩの定義は上記式（１０）に限定されず、式変換等により実質的に等価な式すべてについて適用することができる。
ＩＱＩのフィードバック方法としては、移動端末装置において、下りリンク参照信号を用いてＩＱＩを計算し、計算したＩＱＩを移動端末装置が上りリンクで無線基地局装置に送信しても良く（第１フィードバック方法）、移動端末装置において、ＩＱＩの計算に必要となる一部の値（移動端末装置でのみ計算できる値）（上記式（５）、上記式（７）、上記式（９）、上記式（１０）、上記式（１１）における分母の計算値：ＩＱＩｉ，ＵＥ ｊ）を求め、求めた計算値を移動端末装置が上りリンクで無線基地局装置に送信し、無線基地局装置において、当該計算値を用いてＩＱＩを計算しても良い（第２フィードバック方法）。後者のようなフィードバック方法を採ることにより、フィードバック情報量を削減することができる。
後者のようなフィードバック方法において、例えば、第１態様では、移動端末装置がフィードバックする計算値ＩＱＩｉ，ＵＥ ｊは下記式（１３）に示す値である。この計算値ＩＱＩｉ，ＵＥ ｊを無線基地局装置に送信する。無線基地局装置においては、無線基地局装置ｊの平均総送信電力（Ｐavg,j）とが既知である（クラスタ内にある無線基地局間情報交換などにより）ので、このパラメータを用いてＩＱＩｉ，ｅＮＢ ｊ＝ＩＱＩｉ ｊを求める（下記式（１４））。
式（１３）
Figure 2012186631
式（１４）
Figure 2012186631
同様に、第２態様では、移動端末装置がフィードバックする計算値ＩＱＩｉ，ＵＥ ｊは上記式（９）の分母で計算される値である。この計算値ＩＱＩｉ，ＵＥ ｊ（接続セル及び協調セル）を無線基地局装置に送信する。無線基地局装置においては、無線基地局装置ｉの平均総送信電力（Ｐavg,ｊ）とが既知であるので、このパラメータを用いてＩＱＩｉ，ｅＮＢ ｊ＝ＩＱＩｉ ｊを求める。また、同様に、第３態様では、移動端末装置がフィードバックする計算値ＩＱＩｉ，ＵＥ ｊは上記式（８）の分母で計算される値である。この計算値ＩＱＩｉ，ＵＥ ｊ（接続セル及び協調セル）を無線基地局装置に送信する。無線基地局装置においては、無線基地局装置ｉの平均総送信電力（Ｐavg,ｊ）とが既知であるので、このパラメータを用いてＩＱＩｉ，ｅＮＢ ｊ＝ＩＱＩｉ ｊを求める。
上述した第１態様〜第５態様において、量子化誤差を考慮したＩＱＩの計算では、瞬時値を用いている。ＩＱＩを用いてプリコーディングウェイトを生成する場合に、さらに精度を高くするためには、ＩＱＩ値を時間平均化することが望ましい。具体的には、下記式（１５）に示すように、時刻ＴにおけるＩＱＩの平均値及び時刻Ｔ＋１におけるＩＱＩ瞬時値を用いて、時刻Ｔ＋１におけるＩＱＩの平均値（時間平均値）を求めて、この時間平均値を無線基地局装置にフィードバックする。
式（１５）
Figure 2012186631
（ＩＱＩｉ ｊ）Ｔ＋１：サブフレーム（Ｔ＋１）におけるＩＱＩの瞬時値
（ＩＱＩｉ，ａｖｇ ｊ）Ｔ＋１：ＩＱＩのサブフレーム（Ｔ＋１）における平均値
Ｔ＋１：平均化の時間窓の長さ
ＩＱＩの時間平均化については、移動端末装置側で行っても良く、無線基地局装置側で行っても良い。すなわち、移動端末装置において、ＩＱＩ瞬時値を求めて、このＩＱＩ瞬時値を無線基地局装置にフィードバックし、無線基地局装置において、上記式（１５）に示すように、ＩＱＩの時間平均化を行っても良い。なお、一般的には、ＩＱＩの時間平均区間の方がＣＱＩの時間平均区間よりも長い。
また、下記式（１６）に示すように、時刻Ｔ＋１におけるＩＱＩ瞬時値と時刻ＴにおけるＩＱＩ平均値とについて重み付けをして平均化しても良い。この場合において、平均値に比較し瞬時値への重み付けを高くしたい場合には、時刻Ｔ＋１におけるＩＱＩ瞬時値の重みを大きくし、瞬時値に比較し平均値への重み付けを高くしたい場合には、時刻ＴにおけるＩＱＩ平均値の重みを大きくする。これにより、αの値を変化させて、瞬時値及び平均値に対する重み付けを調整することができる。
式（１６）
Figure 2012186631
このように、ＩＱＩを時間平均化することにより、ＩＱＩ算出精度を向上することができ、ＳＬＮＲプリコーディングウェイトの精度を向上することができる。
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、ＬＴＥ−Ａシステムに対応する無線基地局装置及び移動端末装置を用いる場合について説明する。
図３を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る移動端末装置（ＵＥ：User Equipment）１０及び無線基地局装置（ｅＮｏｄｅＢ）２０を有する移動通信システム１について説明する。図３は、本発明の一実施の形態に係る移動端末装置１０及び無線基地局装置２０を有する移動通信システム１の構成を説明するための図である。なお、図３に示す移動通信システム１は、例えば、ＬＴＥシステム又はＳＵＰＥＲ ３Ｇが包含されるシステムである。また、この移動通信システム１は、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇと呼ばれても良い。
図３に示すように、移動通信システム１は、無線基地局装置２０と、この無線基地局装置２０と通信する複数の移動端末装置１０（１０１、１０２、１０３、・・・１０ｎ、ｎはｎ＞０の整数）とを含んで構成されている。無線基地局装置２０は、上位局装置３０と接続され、この上位局装置３０は、コアネットワーク４０と接続される。移動端末装置１０は、セル５０において無線基地局装置２０と通信を行っている。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。
各移動端末装置（１０１、１０２、１０３、・・・１０ｎ）は、同一の構成、機能、状態を有するので、以下においては、特段の断りがない限り移動端末装置１０として説明を進める。また、説明の便宜上、無線基地局装置２０と無線通信するのは移動端末装置１０であるものとして説明するが、より一般的には移動端末装置も固定端末装置も含むユーザ装置（ＵＥ）でよい。
移動通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
ここで、ＬＴＥシステムにおける通信チャネルについて説明する。下りリンクについては、各移動端末装置１０で共有されるＰＤＳＣＨと、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ）とが用いられる。このＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。送信データは、このユーザデータに含まれる。なお、無線基地局装置２０で移動端末装置１０に割り当てたＣＣやスケジューリング情報は、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルにより移動端末装置１０に通知される。
上りリンクについては、各移動端末装置１０で共有して使用されるＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）とが用いられる。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータが伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ:Channel Quality Indicator）などが伝送される。
図４は、本実施の形態に係る移動端末装置１０の構成を示すブロック図である。図５は、本実施の形態に係る無線基地局装置２０の構成を示すブロック図である。なお、図４及び図５に示す移動端末装置１０及び無線基地局装置２０の構成は、本発明を説明するために簡略化したものであり、それぞれ通常の無線基地局装置及び移動端末装置が有する構成は備えているものとする。
図４に示す移動端末装置１０において、無線基地局装置２０から送出された送信信号は、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎにより受信され、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）１０１＃１〜１０１＃Ｎにて送信経路と受信経路とに電気的に分離された後、ＲＦ受信回路１０２＃１〜１０２＃Ｎに出力される。そして、ＲＦ受信回路１０２＃１〜１０２＃Ｎにて、無線周波数信号からベースバンド信号に変換する周波数変換処理が施される。周波数変換処理が施されたベースバンド信号は、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）除去部１０３＃１〜１０３＃ＮにてＣＰが除去された後、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ部）１０４＃１〜１０４＃Ｎに出力される。受信タイミング推定部１０５は、受信信号に含まれるリファレンス信号から受信タイミングを推定し、その推定結果をＣＰ除去部１０３＃１〜１０３＃Ｎに通知する。ＦＦＴ部１０４＃１〜１０４＃Ｎは、入力された受信信号にフーリエ変換を施し、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。周波数領域の信号に変換された受信信号は、データチャネル信号復調部１０６に出力される。
データチャネル信号復調部１０６は、ＦＦＴ部１０４＃１〜１０４＃Ｎから入力された受信信号を、例えば、平均２乗誤差最小（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Squared Error）や最尤推定検出（ＭＬＤ：Maximum Likelihood Detection）信号分離法により分離する。これにより、無線基地局装置２０から到来した受信信号は、ユーザ＃１〜ユーザ＃ｋに関する受信信号に分離され、移動端末装置１０のユーザ（ここでは、ユーザｋとする）に関する受信信号が抽出される。チャネル推定部１０７は、ＦＦＴ部１０４＃１〜１０４＃Ｎから出力された受信信号に含まれるリファレンス信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態をデータチャネル信号復調部１０６と、後述するチャネル品質測定部１１０及びＰＭＩ選択部１１１とに通知する。データチャネル信号復調部１０６においては、通知されたチャネル状態に基づいて、受信信号を上述したＭＬＤ信号分離法により分離する。これにより、ユーザｋに関する受信信号が復調される。
なお、データチャネル信号復調部１０６による復調処理に先だって、抽出されたユーザｋに関する受信信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻されているものとする。データチャネル信号復調部１０６で復調されたユーザｋに関する受信信号は、チャネル復号部１０８に出力される。そして、チャネル復号部１０８にてチャネル復号処理が施されることで送信信号＃ｋが再生される。
ＩＱＩ測定部１０９は、ＩＱＩ測定部１０９は、少なくともチャネル推定部１０７から通知されたチャネル状態（チャネル推定値）及び後述するＰＭＩ選択部１１１で選択されたＰＭＩを用いてＩＱＩを測定する。すなわち、ＩＱＩ測定部１０９は、少なくとも各無線基地局装置の平均送信電力及び移動端末装置側の量子化誤差を用いて上記式によりＩＱＩを求める。例えば、第１態様においては、接続セルのＩＱＩ及び協調セルのＩＱＩを上記式（５）又は式（７）により算出する。また、第２態様においては、接続セルのＩＱＩ及び協調セルのＩＱＩを上記式（９）により算出する。第３態様においては、接続セルのＩＱＩ及び協調セルのＩＱＩを上記式（１０）により算出する。第４態様においては、接続セルのＩＱＩ及び協調セルのＩＱＩを上記式（１１）により算出する。
ＩＱＩ測定部１０９は、上述した第１フィードバック方法においては、少なくともチャネル状態及びＰＭＩを用いて上記式（５）、式（７）、式（９）、式（１０）、式（１１）によりＩＱＩを算出し、上述した第２フィードバック方法においては、少なくともチャネル状態及びＰＭＩを用いて上記式（５）、式（７）、式（９）、式（１０）、式（１１）の分母の計算値（ＩＱＩｉ，ＵＥ ｊ）を算出する。ＩＱＩ測定部１０９は、算出されたＩＱＩあるいはＩＱＩｉ，ＵＥ ｊをフィードバック制御信号生成部１１２に出力する。また、ＩＱＩ測定部１０９は、必要に応じて、上記式（１５）、式（１６）によりＩＱＩを時間平均化する。
チャネル品質測定部１１０は、チャネル推定部１０７から通知されたチャネル状態に基づいてチャネル品質（ＣＱＩ）を測定する。そして、測定結果であるＣＱＩをフィードバック制御信号生成部１１０に出力する。ＰＭＩ選択部１１１は、チャネル推定部１０７から通知されたチャネル状態に基づいて、ＰＭＩを選択する。そして、選択したＰＭＩをフィードバック制御信号生成部１１２に出力する。
フィードバック制御信号生成部１１２においては、ＩＱＩ測定部１０９からのＩＱＩあるいはＩＱＩｉ，ＵＥ ｊ、チャネル品質測定部１１０からのＣＱＩ、及びＰＭＩ選択部１１１からのＰＭＩを用いて、これらを無線基地局装置２０にフィードバックする制御信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）が生成される。フィードバック制御信号生成部１１２で生成された制御信号は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１７に出力される。
上位レイヤから送出されたユーザ＃ｋに関する送信データ＃ｋは、チャネル符号化部１１３によりチャネル符号化された後、データ変調部１１４にてデータ変調される。データ変調部１１４にてデータ変調された送信データ＃ｋは、不図示の直並列変換部で、時系列の信号から周波数領域の信号に変換されてサブキャリアマッピング部１１５に出力される。
サブキャリアマッピング部１１５においては、送信データ＃ｋを、無線基地局装置２０から指示されたスケジュール情報に応じてサブキャリアにマッピングする。このとき、サブキャリアマッピング部１１５は、不図示の参照信号生成部により生成された参照信号＃ｋを、送信データ＃ｋと共にサブキャリアにマッピング（多重）する。このようにしてサブキャリアにマッピングされた送信データ＃ｋがプリコーディング乗算部１１６に出力される。
プリコーディング乗算部１１６は、ＰＭＩ選択部１１１で選択されたＰＭＩから得られるプリコーディングウェイトに基づいて、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎ毎に送信データ＃ｋを位相及び／又は振幅シフトする。プリコーディング乗算部１１６により位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃ｋは、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１７に出力される。
マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１７においては、位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃ｋと、フィードバック制御信号生成部１１２により生成された制御信号とを合成し、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎ毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１７により生成された送信信号は、逆高速フーリエ変換部１１８＃１〜１１８＃Ｎにて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換された後、ＣＰ付加部１１９＃１〜１１９＃ＮでＣＰが付加されてＲＦ送信回路１１９＃１〜１１９＃Ｎへ出力される。そして、ＲＦ送信回路１２０＃１〜１２０＃Ｎで無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施された後、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）１０１＃１〜１０１＃Ｎを介して受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎに出力され、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎから上りリンクで無線基地局装置２０に送出される。
図５に示す無線基地局装置２０において、不図示のスケジューラは、後述するチャネル推定部２１５＃１〜２１５＃ｋから与えられるチャネル推定値に基づいて多重するユーザ数（多重ユーザ数）を決定する。そして、各ユーザに対する上下リンクのリソース割り当て内容（スケジューリング情報）を決定し、ユーザ＃１〜＃ｋに対する送信データ＃１〜＃ｋを対応するチャネル符号化部２０１＃１〜２０１＃ｋに送出する。
送信データ＃１〜＃ｋは、チャネル符号化部２０１＃１〜２０１＃ｋでチャネル符号化された後、データ変調部２０２＃１〜２０２＃ｋに出力され、データ変調される。この際、チャネル符号化及びデータ変調は、後述するＣＱＩ処理部２２０＃１〜２２０＃ｋから与えられるチャネル符号化率及び変調方式に基づいて行われる。データ変調部２０２＃１〜２０２＃ｋでデータ変調された送信データ＃１〜＃ｋは、不図示の離散フーリエ変換部で逆フーリエ変換され、時系列の信号から周波数領域の信号に変換されてサブキャリアマッピング部２０３に出力される。
サブキャリアマッピング部２０３においては、送信データ＃１〜＃ｋを、スケジューラから与えられるスケジュール情報に応じてサブキャリアにマッピングする。このとき、サブキャリアマッピング部２０３は、不図示の参照信号生成部から入力される参照信号＃１〜＃ｋを、送信データ＃１〜＃ｋと共にサブキャリアにマッピング（多重）する。このようにしてサブキャリアにマッピングされた送信データ＃１〜＃ｋがプリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃ｋに出力される。
プリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃ｋは、後述するプリコーディングウェイト生成部２２１から与えられるプリコーディングウェイトに基づいて、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎ毎に送信データ＃１〜＃ｋを位相及び／又は振幅シフトする（プリコーディングによる送信アンテナＴＸ＃１〜送信アンテナＴＸ＃Ｎの重み付け）。プリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃ｋにより位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃１〜＃ｋは、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２０５に出力される。
マルチプレクサ（ＭＵＸ）２０５においては、位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃１〜＃ｋを合成し、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎ毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ（ＭＵＸ）２０５により生成された送信信号は、逆高速フーリエ変換部２０６＃１〜２０６＃Ｎにて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換される。そして、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）付加部２０７＃１〜２０７＃ＮにてＣＰが付加された後、ＲＦ送信回路２０８＃１〜２０８＃Ｎへ出力される。そして、ＲＦ送信回路２０８＃１〜２０８＃Ｎで無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施された後、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）２０９＃１〜２０９＃Ｎを介して送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎに出力され、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎから下りリンクで移動端末装置１０に送出される。
一方、移動端末装置１０から上りリンクで送出された送信信号は、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎにより受信され、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）２０９＃１〜２０９＃Ｎにて送信経路と受信経路とに電気的に分離された後、ＲＦ受信回路２１０＃１〜２１０＃Ｎに出力される。そして、ＲＦ受信回路２１０＃１〜２１０＃Ｎにて、無線周波数信号からベースバンド信号に変換する周波数変換処理が施される。周波数変換処理が施されたベースバンド信号は、ＣＰ除去部２１１＃１〜２１１＃ＮにてＣＰが除去された後、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ部）２１２＃１〜２１２＃Ｎに出力される。受信タイミング推定部２１３は、受信信号に含まれるリファレンス信号から受信タイミングを推定し、その推定結果をＣＰ除去部２１１＃１〜２１１＃Ｎに通知する。ＦＦＴ部２１２＃１〜２１２＃Ｎは、入力された受信信号にフーリエ変換を施し、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。これらの周波数領域の信号に変換された受信信号は、データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃ｋに出力される。
データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃ｋは、ＦＦＴ部２１２＃１〜２１２＃ｋから入力された受信信号を、例えば、平均２乗誤差最小（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Squared Error）や最尤推定検出（ＭＬＤ：Maximum Likelihood Detection）信号分離法により分離する。これにより、移動端末装置１０から到来した受信信号は、ユーザ＃１〜ユーザ＃ｋに関する受信信号に分離される。チャネル推定部２１５＃１〜２１５＃ｋは、ＦＦＴ部２１２＃１〜２１２＃ｋから出力された受信信号に含まれるリファレンス信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態をデータチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃ｋ及び制御チャネル信号復調部２１６＃１〜２１６＃ｋに通知する。データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃ｋにおいては、通知されたチャネル状態に基づいて、受信信号を上述したＭＬＤ信号分離法により分離する。
データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃ｋにより分離されたユーザ＃１〜ユーザ＃ｋに関する受信信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻された後、不図示のデータ復調部でデータ復調される。そして、チャネル復号部２１７＃１〜２１７＃ｋにてチャネル復号処理が施されることで送信信号＃１〜送信信号＃ｋが再生される。
制御チャネル信号復調部２１６＃１〜２１６＃ｋは、ＦＦＴ部２１２＃１〜２１２＃ｋから入力された受信信号に含まれる制御チャネル信号（例えば、ＰＤＣＣＨ）を復調する。この際、制御チャネル信号復調部２１６＃１〜２１６＃ｋは、それぞれユーザ＃１〜ユーザ＃ｋに対応する制御チャネル信号を復調する。この際、制御チャネル信号復調部２１６＃１〜２１６＃ｋにおいては、チャネル推定部２１５＃１〜２１５＃ｋから通知されたチャネル状態に基づいて制御チャネル信号を復調する。制御チャネル信号復調部２１６＃１〜２１６＃ｋにより復調された各制御チャネル信号は、ＰＭＩ処理部２１８＃１〜２１８＃ｋ、ＩＱＩ処理部２１９＃１〜２１９＃ｋ、及びＣＱＩ処理部２２０＃１〜２２０＃ｋとに出力される。
ＰＭＩ処理部２１８＃１〜２１８＃ｋは、制御チャネル信号復調部２１６＃１〜２１６＃ｋから入力された各制御チャネル信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）に含まれる情報からＰＭＩを抽出する。ＰＭＩ処理部２１８＃１〜２１８＃ｋにより再生されたＰＭＩは、プリコーディングウェイト生成部２２１に出力される。
ＩＱＩ処理部２１９＃１〜２１９＃ｋは、制御チャネル信号復調部２１６＃１〜２１６＃ｋから入力された各制御チャネル信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）に含まれる情報からＩＱＩあるいはＩＱＩｉ，ＵＥ ｊを抽出する。また、ＩＱＩ処理部２１９＃１〜２１９＃ｋは、上述した第１フィードバック方法においては、抽出したＩＱＩをプリコーディングウェイト生成部２２１に出力する。ＩＱＩ処理部２１９＃１〜２１９＃ｋは、上述した第２フィードバック方法においては、移動端末装置（ＵＥ）からの少なくともチャネル推定値及びＰＭＩを含むＩＱＩ測定に必要な情報（上記式（５）、式（７）、式（９）、式（１０）、式（１１）に含まれるパラメータ）を用いてＩＱＩを求める。すなわち、ＩＱＩ処理部２１９＃１〜２１９＃ｋは、抽出したＩＱＩｉ，ＵＥ ｊを用いて上記式（５）、式（７）、式（９）、式（１０）、式（１１）によりＩＱＩを算出し、ＩＱＩをプリコーディングウェイト生成部２２１に出力する。
後者の場合、ＩＱＩ処理部２１９＃１〜２１９＃ｋは、例えば、第１態様においては、接続セルのＩＱＩ及び協調セルのＩＱＩを上記式（５）又は式（７）により算出する。また、第２態様においては、接続セルのＩＱＩ及び協調セルのＩＱＩを上記式（９）により算出する。第３態様においては、接続セルのＩＱＩ及び協調セルのＩＱＩを上記式（１０）により算出する。また、ＩＱＩ処理部２１９＃１〜２１９＃ｋは、必要に応じて、上記式（１５）、式（１６）によりＩＱＩを時間平均化する。
ＣＱＩ処理部２２０＃１〜２２０＃ｋは、制御チャネル信号復調部２１６＃１〜２１６＃ｋから入力された各制御チャネル信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）に含まれる参照信号からＣＱＩを測定すると共に、常にＣＱＩ情報を最新の状態に更新する。ＣＱＩ処理部２２０＃１〜２２０＃ｋに更新されるＣＱＩ情報は、それぞれチャネル符号化部２０１＃１〜２０１＃ｋ、データ変調部２０２＃１〜２０２＃ｋに出力される。
プリコーディングウェイト生成部２２１は、ＰＭＩ処理部２１８＃１〜２１８＃ｋから出力されたＰＭＩ及びＩＱＩ処理部２１９＃１〜２１９＃ｋから出力されたＩＱＩを用いて、送信データ＃１〜＃ｋに対する位相及び／又は振幅シフト量を示すプリコーディングウェイトを生成する。生成された各プリコーディングウェイトは、プリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃ｋに出力され、送信データ＃１〜送信データ＃ｋのプリコーディングに利用される。
プリコーディングウェイト生成部２２０においては、以下のようにしてプリコーディングウェイトを生成する。まず、下記式（１７）に示すようにＰＭＩをチャネル係数とする（協調クラスタ内の無線基地局装置が３つ移動端末側の受信アンテナ数を２つと前提した場合）。
式（１７）
Figure 2012186631
次いで、式（１７）で得られたチャネル係数とＩＱＩとから、下記式（１８）により、接続セル（図１のｅＮＢ１）及び協調セル（図１のｅＮＢ２）のチャネル共分散行列を求める。
式（１８）
（接続セル）
Figure 2012186631
（協調セル）
Figure 2012186631
その後、接続セル及び協調セルのチャネル共分散行列から、下記式（１９）によりＳＬＮＲプリコーディングにおけるプリコーディングウェイトを求める。
式（１９）
Figure 2012186631
（第１フィードバック方法）
上記構成を有する移動通信システムにおいては、移動端末装置（ＵＥ）において、チャネル推定部１０７で下りリンク参照信号を用いてチャネル推定する。そして、ＰＭＩ選択部１１１において、チャネル推定部１０７で得られたチャネル推定値を用いてＰＭＩを選択する。次いで、ＩＱＩ測定部１０９において、少なくともチャネル推定値及びＰＭＩを用いてＩＱＩを測定する。このとき、ＩＱＩ測定部１０９は、上記第１態様〜第３態様にしたがって式（５）、式（７）、式（９）、式（１０）、式（１１）によりＩＱＩを算出する。このＩＱＩは無線基地局装置ｅＮＢにフィードバックされる。
無線基地局装置ｅＮＢにおいては、プリコーディングウェイト生成部２２１で、フィードバックされたＰＭＩ及びＩＱＩを用いてプリコーディングウェイトを生成する。このとき、プリコーディングウェイト生成部２２１は、上記式（１７）〜式（１９）によりプリコーディングウェイトを生成する。次いで、無線基地局装置ｅＮＢは、得られたプリコーディングウェイトを用い、ＭＩＭＯ伝送を利用して協調マルチポイント送信する。
（第２フィードバック方法）
上記構成を有する移動通信システムにおいては、移動端末装置（ＵＥ）において、チャネル推定部１０７で下りリンク参照信号を用いてチャネル推定する。そして、ＰＭＩ選択部１１１において、チャネル推定部１０７で得られたチャネル推定値を用いてＰＭＩを選択する。次いで、ＩＱＩ測定部１０９において、少なくともチャネル推定値及びＰＭＩを用いてＩＱＩｉ，ＵＥ ｊを算出する。このとき、ＩＱＩ測定部１０９は、上記第１態様〜第３態様にしたがって式（５）、式（７）、式（９）、式（１０）、式（１１）によりＩＱＩｉ，ＵＥ ｊを算出する。このＩＱＩｉ，ＵＥ ｊは無線基地局装置ｅＮＢにフィードバックされる。
無線基地局装置ｅＮＢにおいては、ＩＱＩ処理部２１９でＩＱＩｉ，ＵＥ ｊを用いてＩＱＩを測定する。このとき、ＩＱＩ処理部２１９は、上記第１態様〜第３態様にしたがって式（５）、式（７）、式（９）、式（１０）、式（１１）によりＩＱＩを算出する。次いで、プリコーディングウェイト生成部２２１で、フィードバックされたＰＭＩ及び算出されたＩＱＩを用いてプリコーディングウェイトを生成する。このとき、プリコーディングウェイト生成部２２１は、上記式（１７）〜式（１９）によりプリコーディングウェイトを生成する。次いで、無線基地局装置ｅＮＢは、得られたプリコーディングウェイトを用い、ＭＩＭＯ伝送を利用して協調マルチポイント送信する。
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
１ 移動通信システム
１０ 移動端末装置
２０ 無線基地局装置
３０ 上位局装置
４０ コアネットワーク
５０ セル
１０１，２０９ デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）
１０２，２１０ ＲＦ受信回路
１０３，２１１ ＣＰ除去部
１０４，２１２ ＦＦＴ部
１０５，２１３ 受信タイミング推定部
１０６ データチャネル信号復調部
１０７，２１５ チャネル推定部
１０８，２１７ チャネル復号部
１０９ ＩＱＩ測定部
１１０ チャネル品質測定部
１１１ ＰＭＩ選択部
１１２ フィードバック制御信号生成部
１１３，２０１ チャネル符号化部
１１４，２０２ データ変調部
１１５，２０３ サブキャリアマッピング部
１１６，２０４ プリコーディング乗算部
１１７，２０５ マルチプレクサ（ＭＵＸ）
１１８，２０６ ＩＦＦＴ部
１２０，２０８ ＲＦ送信回路
２１４ データチャネル信号分離部
２１６ 制御チャネル信号復調部
２１８ ＰＭＩ処理部
２１９ ＩＱＩ処理部
２２０ ＣＱＩ処理部
２２１ プリコーディングウェイト生成部

Claims (17)

  1. 下りリンク参照信号を用いてチャネル推定するチャネル推定部と、前記チャネル推定部で得られたチャネル推定値を用いてＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）を選択するＰＭＩ選択部と、少なくとも前記チャネル推定値及び前記ＰＭＩを用いてＩＱＩ（Interference Quality Indicator）を測定するＩＱＩ測定部と、少なくとも前記ＰＭＩ及び前記ＩＱＩを無線基地局装置に送信する送信部と、を具備することを特徴とする移動端末装置。
  2. 前記ＩＱＩ測定部は、少なくとも各無線基地局装置の平均送信電力及び移動端末装置側の量子化誤差を用いてＩＱＩを求めることを特徴とする請求項１記載の移動端末装置。
  3. 前記ＩＱＩ測定部は、下記式（５）を用いてＩＱＩを求めることを特徴とする請求項１記載の移動端末装置。
    式（５）
    Figure 2012186631
    Ｈｉ ｊ：下りリンクのチャネル状態
    Ｆｉ ｊ：移動端末装置ｉからのＰＭＩフィードバック
    Ｐavg,i：無線基地局装置ｉの平均総送信電力
    ＩＣＩｉ：移動端末装置ｉでのＣｏＭＰセットに属するセルからの干渉を除く干渉
    Ｎ：平均ノイズ
  4. 前記ＩＱＩ測定部は、下記式（９）を用いてＩＱＩを求めることを特徴とする請求項１記載の移動端末装置。
    式（９）
    Figure 2012186631
    Ｈｉ ｊ：下りリンクのチャネル状態
    Ｆｉ ｊ：移動端末装置ｉからのＰＭＩフィードバック
    Ｐavg,j：無線基地局装置ｊの平均総送信電力
    ＩＣＩｉ：移動端末装置ｉでのＣｏＭＰセットに属するセルからの干渉を除く干渉
    Ｎ：平均ノイズ
  5. 前記ＩＱＩ測定部は、下記式（１０）を用いてＩＱＩを求めることを特徴とする請求項１記載の移動端末装置。
    式（１０）
    Figure 2012186631
    Ｈｉ ｊ：下りリンクのチャネル状態
    Ｆｉ ｊ：移動端末装置ｉからのＰＭＩフィードバック
    Ｐavg,i：無線基地局装置ｉの平均総送信電力
    ＩＣＩｉ：移動端末装置ｉでのＣｏＭＰセットに属するセルからの干渉を除く干渉
    Ｎｉ：移動端末装置ｉの受信機における平均ノイズ
  6. 前記ＩＱＩ測定部は、下記式（１５）を用いて時間平均化されたＩＱＩを求めることを特徴とする請求項１記載の移動端末装置。
    式（１５）
    Figure 2012186631
    （ＩＱＩｉ ｊ）Ｔ＋１：サブフレーム（Ｔ＋１）におけるＩＱＩの瞬時値
    （ＩＱＩｉ，ａｖｇ ｊ）Ｔ＋１：ＩＱＩのサブフレーム（Ｔ＋１）における平均値
    Ｔ＋１：平均化の時間窓の長さ
  7. 前記ＩＱＩ測定部は、下記式（１６）を用いて重み付けをして時間平均化されたＩＱＩを求めることを特徴とする請求項１記載の移動端末装置。
    式（１６）
    Figure 2012186631
  8. 移動端末装置からフィードバックされたＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）及びＩＱＩ（Interference Quality Indicator）を用いてプリコーディングウェイトを生成するプリコーディングウェイト生成部と、前記プリコーディングウェイトを用いたＭＩＭＯ伝送を利用して協調マルチポイント送信する送信部と、を具備することを特徴とする無線基地局装置。
  9. 移動端末装置からの少なくとも前記チャネル推定値及び前記ＰＭＩを含むＩＱＩ測定に必要な情報を用いてＩＱＩを求めるＩＱＩ処理部をさらに具備することを特徴とする請求項８記載の無線基地局装置。
  10. 前記ＩＱＩ処理部は、下記式（１５）を用いて時間平均化されたＩＱＩを求めることを特徴とする請求項８記載の無線基地局装置。
    式（１５）
    Figure 2012186631
    （ＩＱＩｉ ｊ）Ｔ＋１：サブフレーム（Ｔ＋１）におけるＩＱＩの瞬時値
    （ＩＱＩｉ，ａｖｇ ｊ）Ｔ＋１：ＩＱＩのサブフレーム（Ｔ＋１）における平均値
    Ｔ＋１：平均化の時間窓の長さ
  11. 前記ＩＱＩ処理部は、下記式（１６）を用いて重み付けをして時間平均化されたＩＱＩを求めることを特徴とする請求項８記載の無線基地局装置。
    式（１６）
    Figure 2012186631
  12. 移動端末装置において、下りリンク参照信号を用いてチャネル推定する工程と、得られたチャネル推定値を用いてＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）を選択する工程と、少なくとも前記チャネル推定値及び前記ＰＭＩを用いてＩＱＩ（Interference Quality Indicator）を測定する工程と、少なくとも前記ＰＭＩ及び前記ＩＱＩを無線基地局装置に送信する工程と、
    前記無線基地局装置において、前記ＰＭＩ及び前記ＩＱＩを用いてプリコーディングウェイトを生成する工程と、前記プリコーディングウェイトを用いたＭＩＭＯ伝送を利用して協調マルチポイント送信する工程と、を具備することを特徴とする無線通信方法。
  13. 少なくとも各無線基地局装置の平均送信電力及び移動端末装置側の量子化誤差を用いてＩＱＩを求めることを特徴とする請求項１２記載の無線通信方法。
  14. 下記式（５）を用いてＩＱＩを求めることを特徴とする請求項１２記載の無線通信方法。
    式（５）
    Figure 2012186631
    Ｈｉ ｊ：下りリンクのチャネル状態
    Ｆｉ ｊ：移動端末装置ｉからのＰＭＩフィードバック
    Ｐavg,ｊ：無線基地局装置ｊの平均総送信電力
    ＩＣＩｉ：移動端末装置ｉでのＣｏＭＰセットに属するセルからの干渉を除く干渉
    Ｎｉ：移動端末装置ｉの受信機における平均ノイズ
  15. 下記式（９）を用いてＩＱＩを求めることを特徴とする請求項１２記載の無線通信方法。
    式（９）
    Figure 2012186631
    Ｈｉ ｊ：下りリンクのチャネル状態
    Ｆｉ ｊ：移動端末装置ｉからのＰＭＩフィードバック
    Ｐavg,j：無線基地局装置jの平均総送信電力
    ＩＣＩｉ：移動端末装置ｉでのＣｏＭＰセットに属するセルからの干渉を除く干渉
    Ｎｉ：移動端末装置ｉの受信機における平均ノイズ
  16. 下記式（１０）を用いてＩＱＩを求めることを特徴とする請求項１２記載の無線通信方法。
    式（１０）
    Figure 2012186631
    Ｈｉ ｊ：下りリンクのチャネル状態
    Ｆｉ ｊ：移動端末装置ｉからのＰＭＩフィードバック
    Ｐavg,j：無線基地局装置jの平均総送信電力
    ＩＣＩｉ：移動端末装置ｉでのＣｏＭＰセットに属するセルからの干渉を除く干渉
    Ｎｉ：移動端末装置ｉの受信機における平均ノイズ
  17. 移動端末装置において、下りリンク参照信号を用いてチャネル推定する工程と、得られたチャネル推定値を用いてＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）を選択する工程と、少なくとも前記チャネル推定値及び前記ＰＭＩを用いてＩＱＩ（Interference Quality Indicator）を測定する工程と、少なくとも前記ＰＭＩ及び前記ＩＱＩを無線基地局装置に送信する工程と、
    前記無線基地局装置において、協調クラスタ内に含まれる各無線基地局装置にフィードバックされた前記ＰＭＩ及びＩＱＩを無線基地局装置間で交換する工程と、協調クラスタ内の各無線基地局装置にある自基地局及び協調基地局のＰＭＩ及びＩＱＩを用いてプリコーディングウェイトを生成する工程と、前記プリコーディングウェイトを用いたＭＩＭＯ伝送を利用して協調マルチポイント送信する工程と、を具備することを特徴とする無線通信方法。
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