JP2013219593A - 通信システム、通信方法、基地局装置及び移動局装置 - Google Patents

通信システム、通信方法、基地局装置及び移動局装置 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の基地局装置のセル間においてセル間干渉が生じる場合でも、周波数効率を向上できる通信システム、通信方法、基地局装置及び移動局装置を提供する。
【解決手段】重み係数制御部105は、スレーブ基地局装置の送信重み係数V及びスレーブ基地局装置に接続している移動局装置の受信重み係数Uを上位レイヤ101に通知する。また、重み係数制御部105は、マスター基地局装置100−1の送信信号に乗算する送信重み係数Vをプレコーディング部104及び参照信号生成部106に出力する。また、重み係数制御部105はマスター基地局装置100−1に接続している移動局装置の受信重み係数Uを制御信号生成部107に出力する。プレコーディング部104は、変調部103が出力する変調シンボルに送信重み係数Vを乗算する。接続先選定部113は、前記重み係数制御部105が出力する送信重み係数または/及び受信重み係数を用いて、相互に協調して干渉を抑圧する基地局装置及び移動局装置における移動局装置のハンドオーバ先を選択する。
【選択図】図3

Description

本発明は、複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも1つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が各基地局装置の接続可能範囲の全域或いは一部が互いに重複するように配置される通信システムに関し、さらにその通信方法、基地局装置及び移動局装置に関する。
3GPP(Third Generation Partnership Project)によるWCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)、LTE(Long Term Evolution)、LTE−A(LTE−Advanced)やIEEE(The Institute of Electrical and Electronics engineers)によるWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等のような無線通信システムでは、基地局装置(eNB;eNodeB)又はアクセスポイント(AP)をセルラ構成とすることにより、通信エリアを拡大することができる。セルラ構成とは、基地局装置等が、移動局装置(端末、UE(User Equipment))と接続可能な範囲(セル)の一部を他の基地局装置等のセルと重複させながら配置される構成をいう。
セルラ構成により構築されたシステム(以下、セルラシステム)では、有限資源である周波数の枯渇化、設備投資コストの低減等のため、周波数利用効率の向上が望まれる。そのため、LTE等のセルラシステムでは、隣接セルに同一の周波数を用いる周波数割当て(例えば、1セル周波数繰り返し)が可能なシステムとなっている(非特許文献1)。
また、データ通信量の増加に伴い、セルの負荷分散のため、マクロ基地局装置が構成するマクロセルの範囲の一部又は全部と、マクロ基地局装置と比較して最大送信電力が小さい小電力基地局装置(ピコセル基地局装置、フェムトセル基地局装置等)のセルの範囲とを重複するように、複数の基地局装置を配置することが提案されている(ヘテロジーニアスネットワーク、非特許文献2)。
しかしながら、隣接セル、ヘテロジーニアスネットワークにおいて同一の周波数を用いる周波数割当てでは、セル間干渉が大きくなるため、セル境界付近などの移動局装置は、充分なスループットが得られない場合がある。そこで、セル間干渉の影響を軽減する方法として、複数の基地局装置間で協調してセル間干渉を制御する方法が開示されている(非特許文献3)。
図14は、異なるセル半径の複数の基地局装置が配置された下りリンクにおけるセルラシステムの概略を示している。マクロ基地局装置1000−1のセル1000−1a(マクロセル)と、マクロ基地局装置と対比して最大送信電力が小さい小電力基地局である基地局装置1000−2のセル1000−2a(ピコセル)及び基地局装置1000−3のセル1000−3a(ピコセル)とが重複するように、各基地局装置が1セル周波数繰返しで配置されている。セル内には、複数の移動局装置が存在し、各移動局装置は、最大の受信電界強度で信号を受信できる基地局装置と無線接続するように制御されている。図14では、移動局装置2000−1は、基地局装置1000−1と無線接続(r11)し、移動局装置2000−2は、基地局装置1000−2と無線接続(r22)し、移動局装置2000−3は、基地局装置1000−3と無線接続(r33)を行っている。
図15は、セル間干渉を制御するヘテロジーニアスネットワークの下りリンクにおける送信フレームフォーマットを示す。図15の上段は、1つのフレームが通常サブフレーム(Normal Subframe)及びリソースマッピング制限サブフレーム(制限サブフレームとも称す)を含む10個の複数種類のサブフレームから構成されている。図15の上段において、サブフレームインデックス#1、サブフレームインデックス#3、サブフレームインデックス#4、サブフレームインデックス#5及びサブフレームインデックス#9は通常サブフレームであり、サブフレームインデックス#0、サブフレームインデックス#2、サブフレームインデックス#6、サブフレームインデックス#7及びサブフレームインデックス#8はリソースマッピング制限サブフレームである。リソースマッピング制限サブフレームは、ABS(Almost Blank Subframe)、MBSFN(Multicast/Broadcast over Single Frequency Network)などが該当する。
通常サブフレームとは、基地局装置が、情報データ、制御データ、参照信号をリソースマッピングすることができるサブフレームをいう。例えば、LTEにおける下りリンクの信号として、下りリンク共通チャネル(PDSCH;Physical Downlink Shared Channel、主に情報データを送信するチャネル)、下りリンク制御チャネル(PDCCH;Physical Downlink Control Channel、図中の横縞部)、同期信号(PSS;Primary Synchronization Signal、SSS;Secondary Synchronization Singal)、報知チャネル(PBCH;Physical Broadcast Channel)、セル固有参照信号(CRS;Cell−specific Reference Signal)などをリソースマッピングすることができる。
リソースマッピング制限サブフレームは、基地局装置が所定の信号のみにリソースマッピングを制限されるサブフレームである。ABSは、CRS及び/又は所定の制御信号(SSS、PSS、PBCH(図中の格子部分)など)のみが配置される(図15の上段のサブフレームインデックス#0)。MBSFNサブフレームは、CRSのみが配置される(図15の上段のサブフレームインデックス#2、サブフレームインデックス#6、サブフレームインデックス#7及びサブフレームインデックス#8)。ABS及びMBSFNサブフレームは、上記の配置される信号以外(例えば、PDSCH)は配置されない(図中の網掛け部)。
図15の下段は、基地局装置1000−2及び基地局装置1000−3が接続している移動局装置へ信号を送信する場合の下りリンク送信フレームフォーマットである。図15の下段は、1つのフレームが10個の通常サブフレームから構成される。図15において、基地局装置1000−1が移動局装置2000−1に送信する情報データ(PDSCH)は、図15の上段のサブフレームインデックス#0、サブフレームインデックス#2、サブフレームインデックス#6、サブフレームインデックス#7及びサブフレームインデックス#8以外のサブフレームに配置される。基地局装置1000−2が移動局装置2000−2に送信する情報データは、図15の下段のサブフレームインデックス#0、サブフレームインデックス#4、サブフレームインデックス#5、サブフレームインデックス#6及びサブフレームインデックス#8に配置される。基地局装置1000−3が移動局装置2000−3に送信する情報データは、図15の下段のサブフレームインデックス#0、サブフレームインデックス#4、サブフレームインデックス#5、サブフレームインデックス#6及びサブフレームインデックス#8に配置される。
このように、基地局装置1000−2及び基地局装置1000−3は、基地局装置1000−1が情報データを配置しないサブフレームと同期したサブフレームに、基地局装置1000−1からセル間干渉を受ける移動局装置2000−2及び移動局装置200−4の情報データを割り当て制御する。このため、基地局装置1001−1からのセル間干渉を軽減することができる。
3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network;Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E−UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E−UTRAN);Overall description;Stage 2(Release 10)、3GPP TS36.300 v10.5.0(2011−09) 3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Network; Further Advancements for E−UTRA Physical Layer Aspects (Release 9)、3GPP TR36.814 v9.0.0(2010−03) URL: http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36814.htm R1−105442、3GPP TSG RAN WG1 Meeting #62bis
しかしながら、非特許文献3に記載のセル間干渉を抑圧、軽減する方法では、ピコセル間にセル間干渉が生じた場合、該移動局装置2000−2及び2000−3のSINRが低下することになる。図14においては、移動局装置2000−2に対する基地局装置1000−3からの干渉(r32)、移動局装置2000−3に対する基地局装置1000−2からの干渉(r23)が、信号対干渉及び雑音比(SINR;Signal to Interference and Noise Ratio)低下の原因となる。また、マクロ基地局に配置される小電力基地局(ピコセル)の数が増加すると、各小電力基地局が移動局装置を配置できるリソース(サブフレームなど)の割合が減少する。
このため、上述のセル間干渉管理方法を用いても、スループットが充分に向上できないという問題がある。
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、複数の基地局装置のセル間においてセル間干渉が生じる場合でも、周波数効率を向上できる通信システム、通信方法、基地局装置及び移動局装置を提供することを目的とするものである。
上述した課題を解決するために本発明に係る通信システム、通信方法、基地局装置及び移動局装置の各構成は、次の通りである。
本発明は、複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも1つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が各基地局装置の接続可能範囲の全域或いは一部が互いに重複するように配置される通信システムであって、
前記複数の基地局装置は、主基地局装置と従基地局装置とを含み、
前記主基地局装置は、前記基地局装置と前記移動局装置間の伝搬路情報を用いて前記複数の基地局装置が送信する送信データに対し乗算する送信重み係数を算出する重み係数制御部と、前記送信重み係数を乗算後の伝搬路状況に基づいて、接続先を切り替える移動局装置の接続先となる基地局装置を選定する接続先選定部と、を備え、接続先を切り替える移動局装置は、前記接続先選定部が選定した基地局装置に接続先を切り替えることを特徴とする。
また、本発明の通信システムにおいて、前記重み係数制御部は、更に前記複数の基地局装置のそれぞれが接続している前記移動局装置が受信する受信信号に対し乗算する受信重み係数を算出し、前記接続先選定部は、更に前記受信重み係数を乗算後の伝搬路状況に基づいて、接続先を切り替える移動局装置の接続先となる基地局装置を選定することを特徴とする。
また、本発明の通信システムにおいて、前記主基地局装置は、前記伝搬路状況を定期的に取得することを特徴とする。
また、本発明の通信システムにおいて、前記接続先選定部は、前記重み係数制御部により算出した重み係数を乗算後の伝搬路状況が所定の閾値より大きくなる基地局装置を、接続先を切り替える移動局装置の接続先となる基地局装置に選定することを特徴とする。
また、本発明の通信システムにおいて、前記重み係数制御部は、前記送信重み係数または/及び前記受信重み係数を乗算後の伝搬路状況が、接続先を切り替える移動局装置と現在接続している基地局装置間の送信重み係数または/及び前記受信重み係数を乗算後の伝搬路状況より大きくなる基地局装置を、接続先を切り替える移動局装置の接続先となる基地局装置に選定することを特徴とする。
また、本発明の通信システムにおいて、前記主基地局装置は、当該システムに属する移動局装置と当該システムに属する基地局装置間の通信品質を取得し、前記接続先選定部は、前記通信品質に基づいて、接続先を切り替える移動局装置の接続先を選定するための前記重み係数制御部により重み係数を算出する基地局装置を選定することを特徴とする。
また、本発明の通信システムにおいて、前記接続先選定部は、前記通信品質が、接続先を切り替える移動局装置と現在接続している基地局装置間の通信品質より大きくなる基地局装置を、接続先を切り替える移動局装置の接続先を選定するための前記重み係数制御部により重み係数を算出する基地局装置に選定することを特徴とする。
また、本発明の通信システムにおいて、前記主基地局装置は、前記通信品質を定期的に取得することを特徴とする。
また、本発明の通信システムにおいて、前記主基地局装置は、接続先を切り替える移動局装置の接続先に選定した基地局装置に、接続先として選定された旨を通知することを特徴とする。
また、本発明の通信システムにおいて、前記主基地局装置は、接続先を切り替える移動局装置が接続している基地局装置に、前記移動局装置の接続先として選定された基地局装置の基地局識別情報を通知することを特徴とする。
また、本発明の通信システムにおいて、前記基地局識別情報は、セルIDであることを特徴とする。
また、本発明の通信システムにおいて、前記基地局識別情報は、参照信号の割当て位置であることを特徴とする。
また、本発明の通信システムにおいて、前記主基地局装置は、接続先を切り替える移動局装置が接続している基地局装置に、前記移動局装置の接続先として選定された基地局装置が前記重み係数制御部により算出した重み係数を通知することを特徴とする。
また、本発明の通信システムにおいて、接続先を切り替える移動局装置が接続している基地局装置は、前記基地局識別情報を、前記移動局装置に通知することを特徴とする。
また、本発明の通信システムにおいて、接続先を切り替える移動局装置が接続している基地局装置は、前記重み係数制御部により算出する重み係数を、前記移動局装置に通知することを特徴とする。
また、本発明は、複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも1つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が各基地局装置の接続可能範囲の全域或いは一部が互いに重複するように配置される通信システムにおける通信方法であって、
前記複数の基地局装置は、主基地局装置と従基地局装置とを含み、
前記主基地局装置は、前記基地局装置と前記移動局装置間の伝搬路情報を用いて前記複数の基地局装置が送信する送信データに対し乗算する送信重み係数を算出するステップと、前記送信重み係数を乗算後の伝搬路状況に基づいて、接続先を切り替える移動局装置の接続先となる基地局装置を選定するステップと、を有し、
接続先を切り替える移動局装置は、前記接続先として選定された基地局装置に接続先を切り替えるステップを有することを特徴とする。
また、本発明は、複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも1つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が各基地局装置の接続可能範囲の全域或いは一部が互いに重複するように配置される通信システムの基地局装置であって、
前記複数の基地局装置は、主基地局装置と従基地局装置とを含み、
前記主基地局装置は、前記基地局装置と前記移動局装置間の伝搬路情報を用いて前記複数の基地局装置が送信する送信データに対し乗算する送信重み係数を算出する重み係数制御部と、前記送信重み係数を乗算後の伝搬路状況に基づいて、接続先を切り替える移動局装置の接続先となる基地局装置を選定する接続先選定部と、を備えることを特徴とする。
また、本発明は、複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも1つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が各基地局装置の接続可能範囲の全域或いは一部が互いに重複するように配置される通信システムの移動局装置であって、
前記移動局装置のうち、接続先を切り替える移動局装置は、前記基地局装置が、前記基地局装置と前記移動局装置間の伝搬路情報を用いて前記複数の基地局装置が送信する送信データに対し乗算する送信重み係数を乗算後の伝搬路状況に基づいて選定した接続先を切り替える移動局装置の接続先となる基地局装置に接続先を切り替えることを特徴とする。
本発明によれば、複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも1つに接続する移動局装置とを備える通信システムにおいて、複数の基地局装置が同一の周波数を用いて移動局装置と通信する際に、複数の基地局装置と移動局装置が協調してセル間干渉を抑圧できる。このため、当該通信システムは、セル間干渉を効果的に抑制し、スループットを向上する良好な送受信を確立できるという優れた効果を奏し得る。
本発明の第1の実施形態に係る通信システムのセルラ構成を示す概略図である。 本発明の第1の実施形態に係る通信システムにおける互いに協調してセル間干渉を抑圧する構成を示す概略図である。 本発明の第1の実施形態に係るマスター基地局装置を示すブロック図である。 制御信号生成部107が出力する重み係数情報を含む制御信号のフォーマットの一例を示す概念図である。 下りリンクにおける送信フレームフォーマットの一例を示す図である。 重み付け制御部が送信重み係数及び受信重み係数を算出する処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施形態に係るスレーブ基地局装置の構成を表す概略図である。 本発明の第1の実施形態に係る移動局装置200―kの構成を示す概略図である。 図2のマスター基地局装置が送信重み係数及び受信重み係数を算出し、スレーブ基地局装置及び移動局装置に通知する動作例を示すシーケンス図である。 互いに協調してセル間干渉を抑圧する通信システムにおけるハンドオーバのシーケンスの一例である。 ターゲット基地局装置を100−1とした場合における協調して干渉抑圧する送信・受信重み付け係数を算出する例の説明図である。 ターゲット基地局装置を100−4とした場合における協調して干渉抑圧する送信・受信重み付け係数を算出する例の説明図である。 本実施形態の互いに協調してセル間干渉を抑圧する通信システムにおけるハンドオーバのシーケンスの一例である。 異なるセル半径の複数の基地局装置が配置された下りリンクにおける従来のセルラシステムの概略を示す図である。 セル間干渉を制御するヘテロジーニアスネットワークの下りリンクにおける従来の送信フレームフォーマットを示す図である。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
以下の実施形態では、通信システムを構成する基地局装置及び移動局装置が、OFDM(orthogonal frequency division multiplexing;直交周波数分割多重)方式を用いてデータの伝送を行う例について説明する。尚、本実施形態ではこれに限らず、その他の伝送方式、例えば、狭帯域シングルキャリア伝送、SC−FDMA(single carrier−frequency division multiple access;単一キャリア周波数分割多元アクセス)、DFT−s−OFDM(discrete Fourier transform−spread−OFDM;離散フーリエ変換拡散OFDM)等のシングルキャリア伝送方式や、MC−CDMA(multiple carrier−code division multiple access;多重キャリア符号分割多重アクセス)等のマルチキャリア伝送方式を用いてもよい。また、第1の実施形態に係る通信システム1の例として、3GPP(Third Generation Partnership Project)によるW−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)、LTE(Long Term Evolution)、LTE−A(LTE−Advanced)やIEEE(The Institute of Electrical and Electronics engineers)によるWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等のような無線通信システムを含むが、これらに限定されない。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る通信システムのセルラ構成を示す概略図である。
第1の実施形態に係る通信システムは、複数の基地局装置100−j(jは任意の正整数であり、図1において、j=1〜4とする)と、複数の移動局装置200−k(kは任意の正整数であり、図1において、k=1〜3とする)を備えている。基地局装置100−jはセル100−ja(jは任意の正整数であり、図1において、j=1〜4とする)を構成する。複数の移動局装置200−kは、k=jとなる基地局装置100−jと接続している(図1におけるrkj(k=j))。基地局装置100−j間は、光ファイバやインターネット回線または無線回線等を用いたバックホール回線(例えば、X2インターフェース)により接続されている。また、図1の通信システムは、全てのセルで同一の周波数を利用する、いわゆる1セル周波数繰り返しを用いている。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る通信システムにおける互いに協調してセル間干渉を抑圧する構成を示す概略図である。図2は、図1の通信システムにおいて、基地局装置100−1乃至基地局装置100−4及び移動局装置200−1乃至3が互いに協調してセル間干渉を抑圧する一例である。なお、協調する基地局装置j及び移動局装置kは、任意に選ぶことができる。
基地局装置100−1は、基地局装置100−2〜基地局装置100−4とバックホール回線10−1〜10−3で接続されている。
基地局装置100−jと移動局装置200−k間は、各伝搬路Hkj(伝達関数)で表される(図2において、k=1〜3及びj=1〜4)。図2において、移動局装置200−kは、k=jとなる基地局装置100−jと無線接続されている。すなわち、移動局装置200−kにおいて、k≠jとなる基地局装置100−jが送信する信号はセル間干渉となる。
例えば、移動局装置200−1において、伝搬路H11を通って受信する基地局装置100−1からの送信信号が所望信号であり、伝搬路H12及び伝搬路H13を通って受信する基地局装置100−2及び基地局装置100−3からの送信信号がセル間干渉(非所望信号)となる。
詳しくは後述するが、各基地局装置100−jは、自己が送信する送信信号に、基地局装置100−jと移動局装置200−kが協調して、互いに与え得るセル間干渉を抑圧できるような送信重み係数Vを乗算する。また、各移動局装置200−kは、基地局装置100−jと移動局装置200−kが協調して、互いに与え得るセル間干渉を抑圧できるような受信重み係数Uを受信信号に乗算する。
以下、図2において、基地局装置100−1は、送信重み係数及び受信重み係数を算出する主基地局装置(マスター基地局装置)とし、基地局装置100−2及び基地局装置100−4は、マスター基地局装置の指示に従って協調動作する従基地局装置(スレーブ基地局装置)とする。
次に、第1の実施形態に係るマスター基地局装置(基地局装置100−1)について説明する。
マスター基地局装置(基地局装置100−1)は、図3に示すように、上位レイヤ101、符号化部102、変調部103、プレコーディング部104、重み係数制御部105、参照信号生成部106、制御信号生成部107、リソースマッピング部108、IDFT部109、GI挿入部110、送信部111、送信アンテナ部112、接続先選定部113、受信アンテナ部121、受信部122、制御信号検出部123を備えて構成される。尚、上記基地局装置100−1の一部或いは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行なうチップ制御回路(図示せず)を有する。
基地局装置100−1は、受信アンテナ部121を介して、移動局装置200−1が送信した信号(アップリンクの信号)を受信する。前記アップリンクの信号には、アップリンクにおける情報データ信号及び制御信号が含まれる。前記制御信号は、LTE−Aでは、上りリンク制御チャネル(PUCCH;Physical Uplink Control Channel)や上りリンク共通チャネル(PUSCH;Physical Uplink Shared Channel)などを用いることもできる。
前記アップリンクの信号には、移動局装置が取得したダウンリンクの伝搬路情報(例えば、基地局装置100−1と移動局装置200−1間の伝搬路情報H11、基地局装置100−2と移動局装置200−1間の伝搬路情報H12、基地局装置100−3と移動局装置200−1間の伝搬路情報H13、基地局装置100−4と移動局装置200−1間の伝搬路情報H14)が含まれる。前記伝搬路情報は、基地局装置及び移動局装置が協調する際の送信重み係数及び受信重み係数を算出するための情報として用いられる。
また、前記アップリンクの信号には、ハンドオーバの切替基準となる通信品質に関する情報が含まれる。
具体的に、通信品質に関する情報は、移動局装置が他の基地局装置に接続を切り替える際、どの基地局装置に切り替えるかを選択するために用いる通信品質に関する情報である。前記通信品質として、受信電力、受信SINR、伝搬路利得などが該当する。前記通信品質に関する情報は、LTE-Aでは、Measurement Reportsを用いることもできる。
前記伝搬路情報は、ハンドオーバの切替基準となる通信品質に関する情報として使用することも可能である。
また、前記アップリンクの信号には、MCS情報、空間多重数などのフィードバック情報も含まれる。
受信部122は、アンテナ121が受信した信号を信号検出処理等のデジタル信号処理が可能な周波数帯へダウンコンバート(無線周波数変換)し、さらにスプリアスを除去するフィルタリング処理を行ない、フィルタリング処理した信号をアナログ信号からデジタル信号に変換(Analog to Disital変換)を行なう。
制御信号検出部123は、受信部122が出力した信号に対して復調処理及び復号処理等を行なう。これにより、アップリンク信号から上述の各種信号(情報データ信号、制御信号など)を取得することができる。
上位レイヤ101は、制御信号検出部123から前記伝搬路情報を取得する。また、上位レイヤ101は、制御信号検出部123から前記通信品質に関する制御情報を取得する
ここで、上位レイヤとは、OSI参照モデルで定義された通信機能の階層のうち、物理層(Physical Layer)よりも上位の機能の階層、例えば、データリンク層、ネットワーク層等である。
また、上位レイヤ101は、バックホール回線10−1、10−2、10−3を通して、スレーブ基地局装置(基地局装置100−2、基地局装置100−3及び基地局装置100−4)から伝搬路情報を取得する。具体的には、上位レイヤ101は、基地局装置100−1と移動局装置200−2間の伝搬路情報(伝搬路H21に関する情報)、基地局装置100−2と移動局装置200−2間の伝搬路情報(伝搬路H22に関する情報)、基地局装置100−3と移動局装置200−2間の伝搬路情報(伝搬路H23に関する情報)、基地局装置100−4と移動局装置200−2間の伝搬路情報(伝搬路H24に関する情報)を、バックホール回線10−1を通じて取得する。また、上位レイヤ101は、基地局装置100−1と移動局装置200−3間の伝搬路情報(伝搬路H31に関する情報)、基地局装置100−2と移動局装置200−3間の伝搬路情報(伝搬路H32に関する情報)、基地局装置100−3と移動局装置200−3間の伝搬路情報(伝搬路H33に関する情報)、基地局装置100−4と移動局装置200−3間の伝搬路情報(伝搬路H34に関する情報)を、バックホール回線10−2を通じて取得する。また、上位レイヤ101は、基地局装置100−1と移動局装置200−4間の伝搬路情報(伝搬路H41に関する情報)、基地局装置100−2と移動局装置200−4間の伝搬路情報(伝搬路H42に関する情報)、基地局装置100−3と移動局装置200−4間の伝搬路情報(伝搬路H43に関する情報)、基地局装置100−4と移動局装置200−4間の伝搬路情報(伝搬路H44に関する情報)を、バックホール回線10−3を通じて取得する。
すなわち、マスター基地局装置は、各移動局装置200−kが協調制御を行う基地局装置(マスター基地局装置及びスレーブ基地局装置)との間の伝搬路変動を推定した結果である伝搬路情報を取得する。
ここで、基地局装置100−1は、前記伝搬路情報を後述する送信重み係数及び受信重み係数を算出する際に取得してもよいし、ある所定の間隔で定期的に取得するようにしてもよい。
また、上位レイヤ101は、伝搬路情報を重み係数制御部105に入力する。ここで、上位レイヤ101は、協調する基地局装置数及び移動局装置数を重み係数制御部105に入力する構成としても良い。
また、上位レイヤ101は、後述する重み係数制御部105で算出した送信重み係数及び受信重み係数を、バックホール回線10−1及び10−2を通して、協調して干渉を抑圧するスレーブ基地局装置に通知する。基地局装置100−1の上位レイヤ101は、基地局装置100−2が送信信号に乗算する送信重み係数Vと、移動局装置200−2が受信信号に対して乗算する受信重み係数Uとを、バックホール回線10−1を介して基地局装置100−2に通知する。基地局装置100−1の上位レイヤ101は、基地局装置100−3が送信信号に乗算する送信重み係数Vと、移動局装置200−3が受信信号に対して乗算する受信重み係数Uとを、バックホール回線10−2を介して基地局装置100−3に通知する。
また、上位レイヤ101は、制御信号に含まれるMCS情報、空間多重数などのフィードバック情報も取得する。上位レイヤ101は、フィードバック情報に基づき、符号化部102に情報データを出力し、制御信号生成部107に制御データを出力する。
ここで、前記情報データには、移動局装置200−1に隣接セルを構成する基地局装置(例えば、基地局装置100−2乃至基地局装置100−4)と当該移動局装置間の通信品質を測定し、その測定結果を通知する旨(ハンドオーバ用制御情報)と呼ぶ。を依頼する論理チャネルの制御信号(ハンドオーバ用制御信号)が含まれる。前記ハンドオーバ用制御情報は、LTE、LTE−AのMesurement Controlを用いることができる。
尚、上位レイヤ101は、基地局装置100−1を構成する各部位が、機能を発揮するために必要なその他のパラメータも通知する。
また、上位レイヤ101は、自局(基地局装置100−1)又はスレーブ基地局装置(基地局装置100−2乃至100−4)に接続している移動局装置が、接続する基地局装置を切替える(ハンドオーバ)場合、送信重み係数の算出する旨を重み係数制御部に依頼する。また、上位レイヤ101は、受信重み係数の算出する旨を重み係数制御部に依頼する。前記送信重み係数または/及び受信重み係数は、ハンドオーバ先の基地局装置を含めた基地局装置及び移動局装置に乗算する重み係数である。
例えば、図2において、移動局装置200−3が基地局装置100−3から基地局装置100−4にハンドオーバする場合、上位レイヤ101は、基地局装置100−1、100−2及び100−4並びに移動局装置200−1、200−2及び203が相互に協調するための送信重み係数または/及び受信重み係数を算出する旨を重み係数制御部に依頼する。
また、上位レイヤ101は、バックホール回線10−1、10−2又は10−3を通して、スレーブ基地局装置(基地局装置100−2、基地局装置100−3又は基地局装置100−4)に接続する移動局装置が他のスレーブ基地局装置にハンドオーバする際、前記移動局装置が接続しているスレーブ基地局装置に、前記移動局装置のハンドオーバ先となるスレーブ基地局装置のセルID及びその他接続を切替えるために必要な情報を通知する。前記セルID及びその他接続を切替えるために必要な情報は、LTE等のDL allocationを用いることができる。
ここで、上位レイヤ101は、前記移動局装置が接続しているスレーブ基地局装置に、前記移動局装置のハンドオーバ先となるスレーブ基地局装置の参照信号(セル固有の参照信号、または/及び移動局固有の参照信号)のリソース割当を通知することもできる。
ここで、前記セルID,前記参照信号のリソース割当てなどのハンドオーバ先を認識する情報を基地局識別情報という。
また、上位レイヤ101は、バックホール回線10−1、10−2又は10−3を通して、自局に接続する移動局装置又はスレーブ基地局装置(基地局装置100−2、基地局装置100−3又は基地局装置100−4)に接続する移動局装置が他のスレーブ基地局装置にハンドオーバする際、そのハンドオーバ先に、その依頼(ハンドオーバリクエスト)を通知する。
また、上位レイヤ101は、バックホール回線10−1、10−2又は10−3を通して、前記ハンドオーバリクエストに対する回答(ハンドオーバリクエスト ACK、 又はハンドオーバリクエスト NACK)をスレーブ基地局装置から取得する。
また、上位レイヤ101は、自局に接続する移動局装置が、ハンドオーバ先の基地局装置に接続する際に必要な情報に関する制御データを制御信号生成部107に通知する。前制御データは、LTE−AのUL allocationを用いることができる。
さらに、上位レイヤ101は、バックホール回線10−1、10−2又は10−3を介して、自局以外の基地局装置から、ハンドオーバ先として指定する旨の依頼(ハンドオーバリクエスト)を取得する。そして、自局への接続を認めるか否か決定する。
また、上位レイヤ101は、バックホール回線10−1、10−2又は10−3を通して、前記ハンドオーバリクエストに対する回答(ハンドオーバリクエスト ACK、 又はハンドオーバリクエスト NACK)をハンドオーバ元に通知する。
符号化部102は、上位レイヤ101から入力された情報データに対して誤り訂正符号化を行う。情報データは、例えば、通話に伴う音声信号、撮影した画像を表す静止画像又は動画像信号、文字メッセージ等である。符号化部102が誤り訂正符号化を行う際に用いる符号化方式は、例えば、ターボ符号化(turbo coding)、畳み込み符号化(convolutional coding)、低密度パリティ検査符号化(low density parity check coding;LDPC)などである。
尚、符号化部102は、誤り訂正符号化したデータ系列の符号化率(coding rate)をデータ伝送率に対応する符号化率に合わせるために、符号化ビット系列に対してレートマッチング処理を行ってもよい。また、符号化部102は、誤り訂正符号化したデータ系列を並び替えてインターリーブする機能を有してもよい。
変調部103は、符号化部102から入力された信号を変調して変調シンボルを生成する。変調部103が行う変調処理は、例えば、BPSK(binary phase shift keying;2相位相変調)、QPSK(quadrature phase shift keying;4相位相変調)、M−QAM(M−quadrature amplitude modulation;M値直交振幅変調、例えば、M=16、64、256、1024、4096)などである。尚、変調部103は、生成した変調シンボルを並び替えてインターリーブする機能を有してもよい。
重み係数制御部105は、上位レイヤ101から取得した伝搬路情報(伝搬路推定値)を用いて、マスター基地局装置及びスレーブ基地局装置が送信する信号に乗算する送信重み係数V並びに各基地局装置と接続している移動局装置が受信信号に乗算する受信重み係数Uを算出する。すなわち、重み係数制御部105は、協調する基地局装置及び移動局装置相互間の全ての伝搬路情報を用いて、送信重み係数並びに受信重み係数を算出する。
一例として、重み係数制御部105は、干渉源となる複数の基地局装置から到来する干渉信号の等価伝搬路の向き(ベクトル)が、各移動局装置において受信信号に乗算する受信重み係数に直交するように送信重み係数を算出する(式(1))。
Figure 2013219593
ここで、Hkjは、基地局装置100−jと、協調制御の対象である移動局装置200−kとの間の伝搬路行列、Vは基地局装置100−jの送信重み係数のベクトル、Uは移動局装置200−kの受信重み係数のベクトル、dはストリーム数である。は複素共役転置である。
また、重み係数制御部105は、スレーブ基地局装置の送信重み係数V及びスレーブ基地局装置に接続している移動局装置の受信重み係数Uを上位レイヤ101に通知する。
また、重み係数制御部105は、マスター基地局装置(自局)100−1の送信信号に乗算する送信重み係数Vをプレコーディング部104及び参照信号生成部106に出力する。また、重み係数制御部105はマスター基地局装置(自局)100−1に接続している移動局装置の受信重み係数Uを制御信号生成部107に出力する。
プレコーディング部104は、変調部103が出力する変調シンボルに送信重み係数Vを乗算する。
接続先選定部113は、前記重み係数制御部105が出力する送信重み係数または/及び受信重み係数を用いて、相互に協調して干渉を抑圧する基地局装置及び移動局装置における移動局装置のハンドオーバ先を選択する。
具体的には、送信重み係数及び受信重み係数を用いる場合、前記送信重み係数及び受信重み係数を乗算後の信号Ukj(kはハンドオーバの対象となる移動局装置のインデックス、Jはターゲット基地局装置のインデックス)を比較することにより、ハンドオーバ先の選定する(詳細は後述)。
また、接続先選定部113は、選定したハンドオーバ先を上位レイヤ101に通知する。なお、接続先選定部113の機能を上位レイヤに含めることもできる。
参照信号生成部106は、参照信号(パイロット信号)を生成し、生成した参照信号をリソースマッピング部108に出力する。参照信号は、各移動局装置が自局装置と参照信号を送信する基地局装置間の通信品質を推定するために用いられる信号である。通信品質とは、伝搬路、受信電力、SINRなどがある。前記参照信号は、LTE、LTE−Aにおける、CRS、CSI−RS(Channel State Information − Reference Signal)、DMRS(DeModulation Reference Signal)などを用いることができる。
各移動局装置は、伝搬路の推定値を用いて、復調処理、伝搬路補償処理などを行う。また、各移動局装置は、通信品質の推定値を用いて、フィードバック情報を生成する。
前記フィードバック情報とは、ハンドオーバ先、適応変調、プレコーディング、MIMOの多重数・ランクなどの情報である。前記フィードバック情報は、LTEのMeasurement Report、CQI(Channel Quality Indicator)、PMI(Precoding Matrix Indicator)、RI(Rank Indicator)などを用いることができる。
前記参照信号には、セル固有の参照信号及び移動局装置固有の参照信号がある。セル固有の参照信号とは、参照信号のリソース割当て、参照信号の信号系列などがセル毎に決定され、移動局装置に報知される参照信号をいう。前記参照信号は、LTE−AのCRSを用いることができる。また、移動局装置固有の参照信号とは、参照信号の周波数割当て、参照信号の信号系列などが移動局装置毎に決定される参照信号または、参照信号のリソース割当て、参照信号の信号系列などがセル毎に決定され、移動局装置毎に通知される参照信号をいう。前記参照信号は、LTE−AのCSI−RS、DMRSなどを用いることができる。
また、参照信号の一部又は全部に、前記重み係数制御部105が出力する送信重み係数が乗算される。例えば、参照信号生成部106は、移動局装置固有の参照信号に、前記重み係数制御部105が出力する送信重み係数を乗算する。
尚、参照信号を構成する符号系列は、直交系列、例えば、アダマール符号又はCAZAC(Constant Amplitude Zero Auto−Correlation)系列であることが好ましい。
制御信号生成部107は、上位レイヤ101が出力する制御データ及び重み係数制御部105が出力する受信重み係数U(自局に接続する移動局装置の受信重み係数)を含む制御信号を生成する。ここで、前記制御信号生成部107が生成した重み係数を含む制御信号を、重み係数情報とよんでもよい。尚、該制御信号に誤り訂正符号化及び変調処理を施してもよい。
図4は、制御信号生成部107が出力する重み係数情報を含む制御信号のフォーマットの一例を示す概念図である。制御信号では、自局と接続している移動局装置の受信重み係数情報を格納する領域(セル情報領域)を有する。図3に示すように、移動局装置200−1が受信信号に乗算する受信重み係数Uを受信重み係数情報とし、該情報を格納する領域が設けられている。ここで、前記ハンドオーバ用制御情報を、図4に記載の制御信号の中に含めることもできる。
また、制御信号生成部107は、シンボル同期、フレーム同期などの同期を確立、追従するための同期信号、報知チャネル(例えば、LTE、LTE−Aでは、PBCH;Physical Broadcast Channel)を生成する。前記同期信号は、LTE、LTE−AのPSS(Primary Synchronization Signal)、SSS(Secondary Synchronization Singal)を用いることができる。
リソースマッピング部108は、上位レイヤ101から通知されるスケジューリング情報に基づいて、変調シンボル、参照信号及び制御信号をリソースエレメントにマッピングする(以降、リソースマッピングと呼ぶ。)リソースエレメントとは、1つのサブキャリアと1つのOFDMシンボルから成る信号を配置する最小単位をいう。
図5は、下りリンクにおける送信フレームフォーマットの一例を示す。図5は、1つのフレームが10個のサブフレームから構成されている。図5において、下りリンク共通チャネル(PDSCH;Physical Downlink Shared Channel、主に情報データを送信するチャネル、図中の白抜き部)は、プレコーディング部104が出力した信号に該当する。また、下りリンク制御チャネル(PDCCH;Physical Downlink Control Channel、図中の横縞部)、同期信号(PSS;Primary Synchronization Signal、図中の左上斜線、SSS;Secondary Synchronization Singal、図中の右上斜線)、報知チャネル(PBCH;Physical Broadcast Channel、図中の格子部分)は、制御信号生成部107が出力した信号に該当する。セル固有参照信号(Cell−specific Reference Signal、図中の塗潰し部分)、移動局装置固有参照信号(UE Specific Refernce Signal、図中の網掛け部分)は参照信号生成部106が出力した信号に該当する。
IDFT部109は、リソースマッピング部108から入力された周波数領域信号に対して逆離散フーリエ変換(inverse discrete Fourier Transform;IDFT)して時間領域信号に変換する。IDFT部109は、周波数領域信号を時間領域信号に変換できれば、IDFTの代わりに、他の処理方法(例えば、逆高速フーリエ変換[IFFT、inverse fast Fourier transform])を用いてもよい。
GI挿入部110は、IDFT部109から入力された時間領域信号(有効シンボルと呼ぶ)にGI(Guard Interval;ガードインターバル、ガード区間ともいう)を付加してOFDMシンボルを生成する。GIとは、前後の時間のOFDMシンボルが互いに干渉しないことを目的として付加する区間である。例えば、GI挿入部110は、有効シンボルの後半の一部の区間の複写(コピー)をGIとして、有効シンボルに前置する。従って、GIが前置された有効シンボルがOFDMシンボルとなる。
送信部111は、GI挿入部110から入力されたOFDMシンボルを、D/A(digital−to−analog;デジタル・アナログ)変換して、アナログ信号を生成する。送信部111は、生成したアナログ信号に対してフィルタリング処理により帯域制限して帯域制限信号を生成する。送信部111は、生成した帯域制限信号を無線周波数帯域にアップコンバートし、送信アンテナ部112に出力する。
次に、相互に協調する基地局装置及び移動局装置において、基地局装置が乗算する送信重み係数Vまたは/及び移動局装置の受信重み係数Uを算出する処理を説明する。図6は、重み付け制御部105が送信重み係数V及び受信重み係数Uを算出する処理の一例を示すフローチャートである。
図6の算出方法では、基地局装置から移動局装置の伝搬路行列の複素共役転置行列が、移動局装置から基地局装置の伝搬路行列となるという性質(伝搬路の相反性)を利用して、送信と受信の役割を入れ替えながら干渉の影響ができるだけ小さくなるような重み係数を求める処理を繰返し行う。
まず、重み係数制御部105は、伝搬路情報を取得すると、任意の送信重み係数Vを設定する(S100)。
次に、重み係数制御部105は、移動局装置200−kが受信する干渉の総和Qk、iを式(2)に基づいて算出する(S101)。ここで、Qは受信する干渉信号の共分散行列である。また、Pは送信電力、Kは協調制御の対象となる移動局装置数である。また、は複素共役転置を表す。
Figure 2013219593
次に、重み係数制御部105は、算出した干渉の総和Qk、iを特異値分解し、干渉の総和Qk、iを抑圧する受信重み係数Uk、iを算出する(S102)。尚、ステップS102及びステップS103では、基地局装置100−jの送信信号を移動局装置200−kが受信する場合について、受信重み係数Uが算出されていることになる。
次に、基地局装置100−jと移動局装置200−kの送信と受信の役割の入れ替えを行う(S103)。すなわち、移動局装置200−kが前記係数Uk、iを乗算した送信信号を基地局装置100−jが受信する場合について、該基地局装置100−jの受信重み係数U を算出する。該受信重み係数U は、基地局装置100−jの送信重み係数Vに該当することになる。
受信重み係数U の算出について、まず、基地局装置100−jが受信する干渉の総和Qj、i を式(3)に基づき算出する(S104)。ここで、Hjk =Hkj 、V =U、Pは送信電力である。
Figure 2013219593
次に、干渉の総和Qj、i を特異値分解し、干渉の総和Qj、i を抑圧する受信重み係数Uk、i を算出する(S105)。再度、基地局装置100−jと移動局装置200−kの送信と受信の役割の入れ替えを行う(S106)。すなわち、Vk、i=Uk、i を代入する。
処理の回数をカウントするカウンタを1つインクリメントし(S107)、所定の回数Iに到達するまで(S108、N)ステップS101乃至ステップS106の処理を繰返す。所定の回数Iに到達した場合(S108、Y)、処理を終了する。
このように、基地局装置100−jと移動局装置200−kの送信と受信の役割を入れ替えながら、干渉電力が小さくなるような受信重み係数(U、U )を繰り返し更新していくことで、基地局装置100−j及び移動局装置200−kが干渉の影響を抑圧することができる受信重み係数が得られる。
k=jとなる受信重み係数U を基地局装置100−jの送信重み係数Vとし、受信重み係数Uを移動局装置200−kの受信重み係数Uとすることで、複数の基地局装置100−jが協調して干渉の影響を抑圧することができる。尚、この算出方法は一例であり、これに限定されず、この他の算出方法を用いてもよい。
次に、第1の実施形態におけるスレーブ基地局装置(基地局装置100−2、基地局装置100−3及び基地局装置100−4)について説明する。
図7は、第1の実施形態に係るスレーブ基地局装置の構成を表す概略図である。以下、基地局装置100−2の構成として説明するが、基地局装置100−3及び100−4も同様の構成を有する。
基地局装置100−2は、上位レイヤ151、符号化部102、変調部103、プレコーディング部154、参照信号生成部156、制御信号生成部157、リソースマッピング部108、IDFT部109、GI挿入部110、送信部111、送信アンテナ部112、受信アンテナ部121、受信部122及び制御信号検出部123を含んで構成される。尚、基地局装置100−2の一部あるいは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行なうチップ制御回路(図示せず)を有する。
基地局装置100−1と比較すると、基地局装置100−2における、上位レイヤ151、プレコーディング部154、参照信号生成部156及び制御信号生成部157における動作が異なる。以下、主に異なる部分について説明する。
基地局装置100−2は、受信アンテナ部121を介して、移動局装置200−2が送信した信号(アップリンクの信号)を受信する。
前記アップリンクの信号には、移動局装置が取得したダウンリンクの伝搬路情報(例えば、基地局装置100−1と移動局装置200−2間の伝搬路情報H21、基地局装置100−2と移動局装置200−2間の伝搬路情報H22、基地局装置100−3と移動局装置200−2間の伝搬路情報H23、基地局装置100−4と移動局装置200−2間の伝搬路情報H24)が含まれる。前記伝搬路情報は、基地局装置及び移動局装置が協調する際の送信重み係数または/及び受信重み係数を算出するための情報として用いられる。
また、前記アップリンクの信号には、ハンドオーバの切替基準となる通信品質に関する情報が含まれる。前記伝搬路情報は、前記通信品質に関する情報として用いることができる。
上位レイヤ151は、制御信号検出部123から入力された制御信号に含まれる伝搬路情報(基地局装置100−1と移動局装置200−2間の伝搬路情報H21、基地局装置100−2と移動局装置200−2間の伝搬路情報H22、基地局装置100−3と移動局装置200−2間の伝搬路情報H23、基地局装置100−4と移動局装置200−2間の伝搬路情報H24)を取得する。
また、上位レイヤ151は、バックホール回線10−1を介して、重み係数の算出を行うマスター基地局装置に前記伝搬路情報を通知する。
また、上位レイヤ151は、バックホール回線10−1を介して、自局の送信信号に乗算する送信重み係数V及び自局と接続している移動局装置200−2の受信重み係数Uをマスター基地局装置から取得する。
また、上位レイヤ151は、前記送信重み係数Vをプレコーディング部154及び参照信号生成部156に入力する。更に、上位レイヤ151は、受信重み係数Uを制御信号生成部157に入力する。
また、上位レイヤ151は、バックホール回線10−1を介して、重み係数の算出を行うマスター基地局装置にハンドオーバの切替基準となる通信品質に関する情報を通知する。
上位レイヤ151は、バックホール回線10−1を介して、自局に接続している移動局装置100−2が他の基地局装置にハンドオーバする際、前記他の基地局装置のID及びその他接続を切替えるために必要な情報を取得する。
また、上位レイヤ151は、前記他の基地局装置のID及びその他接続を切替えるために必要な情報を符号化部102に入力する。前記他の基地局装置のID及びその他接続を切替えるために必要な情報は、LTE-AのRRC(Radio Resource Control)を用いることができる。
プレコーディング部154は、変調部103が出力する変調シンボルに送信重み係数Vを乗算する。
参照信号生成部156は、生成した参照信号の一部又は全部に、前記上位レイヤ151が出力する送信重み係数を乗算する。例えば、参照信号生成部156は、移動局装置固有の参照信号に、前記上位レイヤ151が出力する送信重み係数を乗算する。
制御信号生成部157は、上位レイヤ151が出力する制御データ及び受信重み係数U(自局に接続する移動局装置200−2の受信重み係数)を含む制御信号を生成する。同様に、制御信号のフォーマットは、図4に示すフォーマットが適用される。すなわち、自局と接続している移動局装置200−2の受信重み係数情報Uを格納する領域を有する。
なお、前記送信重み係数及び受信重み係数に関する動作は、互いに協調してセル間干渉を抑圧する基地局装置において実行される。図2においては、基地局装置100−2及び基地局装置100−3で前記送信重み係数または/及び受信重み係数に関する動作が実行される。
次に、第1の実施形態における移動局装置200−kについて説明する。図8は、第1の実施形態に係る移動局装置200―kの構成を示す概略図である。
移動局装置200−kは、複数の受信アンテナ部201−e、複数の受信部202−e、伝搬路推定部203、複数のGI除去部204−e、複数のDFT部205−e、干渉抑圧部206、伝搬路補償部207、復調部208、復号部209、制御信号検出部210及び上位レイヤ211、制御信号生成部221、送信部222及び送信アンテナ部223を含んで構成される。尚、図8では、移動局装置200−kが2本(e=2)の受信アンテナを有する場合の例を示すが、これに限らず、何本のアンテナを備えてもよい。また、1本の送信アンテナとなっているが、これに限らず、複数の送信アンテナを備えてもよいし、送信アンテナと受信アンテナを共用する構成としてもよい。また、移動局装置200−kの一部あるいは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行なうチップ制御回路(図示せず)を有する。
移動局装置200−kは、受信アンテナ部201−eを介して、基地局装置100−jの送信信号を受信する。ここで、移動局装置200−m(m∈kの集合)が基地局装置100−mと接続している場合、基地局装置100−m以外の送信信号はセル間干渉となる。
受信部202−eは、受信アンテナ部201−eから入力された無線周波数信号をデジタル信号処理が可能な周波数帯域にダウンコンバートし、ダウンコンバートした信号を更にフィルタリング処理を行って不要成分(スプリアス;Spurious)を除去する。また、受信部202−eは、フィルタリング処理を行った信号をアナログ信号からデジタル信号に(A/D;Analog−to−Digital)変換し、変換したデジタル信号を伝搬路推定部203、GI除去部204−e及び制御信号検出部210に出力する。
GI除去部204−eは、遅延波による歪を回避するために受信部202−eから出力される信号からガードインターバルGIを除去し、除去された信号をDFT部205−eに出力する。
DFT部205−eは、GI除去部204−eから入力されたガードインターバルGIが除去された信号を時間領域信号から周波数領域信号に変換する離散フーリエ変換(DFT:Discrete Fourier Transform)を行い、干渉抑圧部206に出力する。尚、DFT部205−eは、信号を時間領域から周波数領域に変換できれば、DFTに限らず、他の方法、例えば、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)等を行ってもよい。
伝搬路推定部203は、受信部202−eが出力した信号に含まれる参照信号を用いて、伝搬路推定を行う。例えば、図4に記載のセル固有参照信号、または/及び移動局装置固有の参照信号を用いて、伝搬路推定を行う。そして、伝搬路推定部203は、伝搬路推定値を伝搬路補償部207、制御信号生成部221及び上位レイヤ211に通知する。尚、伝搬路推定値は、例えば、伝達関数、インパルス応答などである。
制御信号検出部210は、受信部202−eが出力した信号に含まれる制御信号の検出を行う。そして、制御信号検出部210は、制御信号に含まれる受信重み係数情報(図4参照)を抽出すると、干渉抑圧部206に入力する。また、制御信号検出部210は、制御信号に含まれる情報データ等に施されているMCS、レイヤ数の情報を抽出すると、復調部208及び復号部209に通知する。
干渉抑圧部206は、DFT部205−eから入力された周波数領域の信号に制御信号検出部210から入力された受信重み係数を乗算する。
伝搬路補償部207は、伝搬路推定部203から入力された伝搬路推定値に基づき、ZF(Zero Forcing;ゼロフォーシング)等化、MMSE(Minimum Mean Square Error;最小平均二乗誤差)等化等の方式を用いて、フェージングによる伝搬路歪を補正する重み係数を算出する。伝搬路補償部207は、この重み係数を干渉抑圧部206から入力された信号に乗算して伝搬路補償を行う。
ここで、前記伝搬路推定値の算出は、セル固有の参照信号 または/及び移動局装置固有の参照信号を用いることができる。セル固有の参照信号を用いた場合、伝搬路Hkを算出できる。一方、移動局装置固有の参照信号を用いた場合、HkVを算出できる。
復調部208は、伝搬路補償部207から入力された伝搬路補償後の信号(データ変調シンボル)に対して復調処理を行う。該復調処理は、硬判定(符号化ビット系列の算出)、軟判定(符号化ビットLLRの算出)のどちらでもよい。
復号部209は、復調部208が出力する復調後の符号化ビット系列(又は、符号化ビットLLR)に対して誤り訂正復号処理を行い、自己宛に送信された情報データを算出し、上位レイヤ211に出力する。この誤り訂正復号処理の方式は、接続している基地局装置100−mが行ったターボ符号化、畳み込み符号化等の誤り訂正符号化に対応する方式である。誤り訂正復号処理は、硬判定又は軟判定のどちらも適用できる。
尚、基地局装置100−jが、インターリーブしたデータ変調シンボルを送信する場合には、復号部209は、誤り訂正復号処理を行う前に、入力された符号化ビット系列をインターリーブに対応するデインターリーブ処理を行う。そして、復号部209は、デインターリーブ処理が行われた信号に対して誤り訂正復号処理を行う。
上位レイヤ211には、復号部209から入力された信号中に、隣接セルを構成する基地局装置と当該移動局装置間の通信品質を測定し、その測定結果を通知する旨(ハンドオーバ用制御情報と呼ぶ。)を依頼する論理チャネルの制御信号(ハンドオーバ用制御信号)が含まれている場合、伝搬路推定部203に当該用途のための伝搬路推定を依頼する。前記ハンドオーバ用制御情報は、LTE、LTE−AのMesurement Controlを用いることができる。
このとき、伝搬路推定部203は、受信部202−eから入力される移動局装置固有の参照信号を用いて伝搬路推定した結果を上位レイヤ211に出力する。
また、上位レイヤ211は、前記伝搬路推定した結果から、ハンドオーバの切替基準となる通信品質に関する情報を生成する。前記通信品質に関する情報は、LTE-AのMeasurement Reportを用いることができる。
例えば、上位レイヤ211は、前記伝搬路推定値から算出した受信電力、受信SINRを通信品質に関する情報とする。または、上位レイヤ211は、前記伝搬路推定値から算出した受信電力、受信SINRが所定の閾値をこえている旨の情報を通信品質に関する情報とする。または、上位レイヤ211は、前記伝搬路推定値自体を通信品質に関する情報とする。
尚、上位レイヤ211は、移動局装置200−kを構成する各部位が、機能を発揮するために必要なその他のパラメータも通知する。
制御信号生成部221は、自局と基地局装置100−jとの間の伝搬路情報を含む制御信号を生成する。例えば、図2のシステムにおいて、移動局装置200−1の前記制御信号には、移動局装置200−1と協調する基地局装置100−1との間の伝搬路H11、移動局装置200−1と協調する基地局装置100−2との間の伝搬路H12、移動局装置200−1と協調する基地局装置100−3との間の伝搬路H13の伝搬路情報が少なくとも含まれる。
また、制御信号生成部221は、フィードバック情報(CQI、RI、PMIが含まれる)を基地局装置に送信するための制御信号を生成する。フィードバック情報は、上位レイヤ211が、伝搬路推定部203で算出した伝搬路推定値に基づいて決定する。
また、制御信号生成部221は、上述のハンドオーバの切替基準となる通信品質に関する情報を含む情報データを誤り訂正符号化及び変調マッピングし、情報データ信号を生成する。
また、制御信号生成部221は、フィードバック情報を示す制御データを誤り訂正符号化及び変調マッピングし、制御信号を生成する。制御信号生成部221が出力する情報データ信号及び制御信号を含む信号は、送信部222で、下りリンクにおいて送信可能な周波数帯でアップコンバートされ、送信アンテナ部223を介して、接続している基地局装置100−jに送信される。
次に、移動局装置200−kの干渉抑圧部206における処理について、具体的に説明する。以下は、移動局のアンテナが2本(e=2)の場合の例である。
移動局装置200−kにおいて、DFT部205−1及びDFT部205−2から干渉抑圧部206に入力される信号をベクトルRをとして、式(4)を用いて以下のように表わすことができる。
Figure 2013219593
ここで、Rk、eは移動局装置kのDFT部205−eから入力される信号、Hkj、eは基地局装置100−j(j=1〜3)の送信信号を移動局装置200−kが受信アンテナ部201−eを介して受信した場合の伝搬路(伝達関数)、Vは基地局装置100−jの送信信号に乗算されている送信重み係数(各基地局装置のプレコーディング部104で乗算)、Sは基地局装置100−jのデータ変調シンボルである。
また、干渉抑圧部206が上記のRに受信重み係数Uを乗算した信号をYとすると、式(5)と表せる。ここで、Uk、eは、移動局装置200−kのDFT部205−eから入力される信号に乗算する受信重み係数である。
Figure 2013219593
次に、図2の協調システムにおける送信重み係数V及び受信重み係数Uの通知手順について説明する。
図9は、図2の協調システムにおけるマスター基地局装置(基地局装置100−1)が送信重み係数V及び受信重み係数Uを算出し、スレーブ基地局装置(基地局装置100−2及び100−3)及び移動局装置200−kに通知する動作例を示すシーケンス図である。
最初に、マスター基地局装置は、協調してデータ伝送するスレーブ基地局装置に対して、協調のための伝搬路情報通知依頼をする(S201)。
ステップS201の通知依頼を受けた各スレーブ基地局装置は、それぞれ接続している移動局装置200−2及び200−3に対して、伝搬路情報通知依頼をする(S202)。
一方、マスター基地局装置に接続している移動局装置200−1は、マスター基地局装置から直接、伝搬路情報通知依頼を受ける。
移動局装置200−kは、伝搬路情報通知依頼(S202)を受けると、協調する基地局装置各々との伝搬路を推定する(S203)。
図2の協調システムにおいて、移動局装置200−kは、伝搬路Hk1、伝搬路Hk2及びHk3を推定する。伝搬路推定は、例えば、各基地局装置200−jが送信する参照信号を用いて行う。
次に、移動局装置200−kは、伝搬路推定の結果(伝搬路情報)を伝搬路情報通知の依頼元である基地局装置100−jに通知する(S204)。
次に、伝搬路情報の通知(S204)を受けたスレーブ基地局装置(基地局装置100−2及び100−3)は、伝搬路情報をマスター基地局装置(基地局装置100−1)に通知する(S205)。
具体的には、図2の協調システムにおいて、基地局装置100−1は、基地局装置100−2に対して、接続している移動局装置200−2の伝搬路情報の通知を依頼する。そして、基地局装置100−2は、移動局装置200−2に対して伝搬路情報通知の依頼を行う。基地局装置100−3も同様に、伝搬路情報通知の依頼を行う。
一方、マスター基地局装置に接続している移動局装置200−1は、マスター基地局装置に直接、伝搬路情報を通知する。
これにより、マスター基地局装置は、協調してデータ伝送を行う全基地局装置と移動局装置間の全ての伝搬路情報を得ることになる。
次に、マスター基地局装置は、ステップS205で得た伝搬路情報を用いて、送信重み係数V及び受信重み係数Uを算出する(S206)。
そして、マスター基地局装置は、バックホール回線を用いて、算出した送信重み係数Vをスレーブ基地局装置100−jに通知する(S207)。
また、マスター基地局装置は、各移動局装置が接続している基地局装置を経由して各移動局装置の受信重み係数Uを通知する(S207、S208)。例えば、スレーブ基地局装置100−2に接続している移動局装置200−2は、スレーブ基地局装置100−2を介して、マスター基地局装置100−1から受信重み係数Uを取得することになる。
また、マスター基地局装置は、自局に接続している移動局装置200−1の受信重み係数Uを当該移動局装置に直接通知する(S209)。
そして、マスター基地局装置及びスレーブ基地局装置は、各々に接続している移動局装置に送信する情報データに送信重み係数Vを乗算し(S210、S211)、送信する(S212、S213)。
以上のように、第1の実施形態では、複数の基地局装置100−jの各セルが全部或いは一部を重複するように配置される通信システム1において、マスター基地局装置は、各基地局装置100−jに接続している移動局装置200−kが受信する干渉信号の等価伝搬路の向きが移動局装置200−kが受信信号に乗算する受信重み係数に直交するように、各基地局装置100−jの送信重み係数V及び移動局装置200−kの受信重み係数Uを算出する。
そして、基地局装置100−jは、自局に接続する移動局装置200−kに受信重み係数Uを通知し、移動局装置200−kは受信信号(干渉信号を含む)に受信重み係数Uを乗算して受信処理を行う。
これにより、異なるセル範囲を有する複数の基地局装置におけるセルが、全部或いは一部を重複するように配置される通信システムにおいて、複数の基地局装置が同一周波数を用いて通信することに起因するセル間干渉を効果的に抑圧し、良好な受信特性を得ることができる。
尚、基地局装置100−1の重み係数制御部105は、上位レイヤ101に含んでも良い。また、重み係数制御部105は、協調する複数の基地局装置100−jの外部に位置し、これらの基地局装置100−jを統括する基地局管理部に含んでもよい。
次に、互いに協調してセル間干渉を抑圧する通信システムにおいて、ハンドオーバの一態様を説明する。以下では、図1及び図2のシステムにおいて、移動局装置200−3が基地局装置を切り替える(ハンドオーバ)場合で説明する。
図10は、互いに協調してセル間干渉を抑圧する通信システムにおけるハンドオーバのシーケンスの一例である。図10において、ソース基地局装置は、基地局装置を切り替える移動局装置が現在接続している基地局装置(ハンドオーバ元の基地局装置)である。ターゲット基地局装置は、基地局装置を切り替える移動局装置が次に接続する基地局装置(ハンドオーバ先の基地局装置)である。
図1のシステムでは、マスター基地局装置は、基地局装置100−1となる。基地局装置100−3に接続している移動局装置200−3が、基地局装置100−4にハンドオーバする場合(図1の一点鎖線)、ソース基地局装置は基地局装置100−3、ターゲット基地局装置は基地局装置100−4となる。
まず、ソース基地局装置は、移動局装置に当該基地局装置に隣接する基地局装置(ターゲット基地局装置となる基地局装置の候補群)と当該移動局装置との間の伝搬路情報、通信品質を取得するために、伝搬路情報、通信品質の通知依頼をする(S301)。ソース基地局装置は、前記伝搬路情報、通信品質の通知依頼において、前記伝搬路情報、通信品質がほしい基地局装置を指定することができる。例えば、前記指定は、前記伝搬路情報、通信品質がほしい基地局装置のセルIDを通知する。
前記伝搬路情報、通信品質の通知依頼は、LTEのMeasurement Controlを用いることができる。
移動局装置は、所定のトリガを受けると、自局と相互に協調して通信する基地局装置を含む隣接基地局装置群(図1では、基地局装置100−1乃至100−4)間の伝搬路、通信品質(伝搬路、受信電力又は受信SINRなど)を推定する(S302)。この際、移動局装置は、前記基地局装置群から送信される参照信号(セル固有の参照信号、または/および移動局固有の参照信号)を用いて推定する。そして、移動局装置は、推定した伝搬路情報、通信品質をソース基地局装置に通知する(S303)。そして、ソース基地局装置は前記伝搬路情報、通信品質をマスター基地局装置に通知する(S304)。
ここで、S301乃至S304は、所定の間隔、或いは所定のトリガに基づいて、定期的に行うことができる。また、S301乃至S304は、受信電力、SINR、などの判断基準に基づいて、ハンドオーバが必要性に応じて、ソース基地局装置の判断により、不定期に行うこともできる。例えば、予め設定された受信電力の閾値、SINRの閾値を下回ったときに、当該手続を行う。
図1では、例えば、移動局装置200−3は、基地局装置100−3から伝搬路情報、通信品質の通知依頼に基づき、自局と基地局装置100−1、100−2、100−3及び100−4間の伝搬路及び通信品質を推定する。そして、移動局装置200−3は、その推定結果を基地局装置100−3に通知する。そして、基地局装置100−3は、基地局装置100−1に前記伝搬路及び通信品質を通知する。移動局装置200−1、200−2も、同様に、各移動局装置のソース基地局装置(基地局装置100−1、100−2)に、伝搬路及び通信品質を通知する。
次に、マスター基地局装置は、ソース基地局装置から取得した前記伝搬路及び通信品質に基づいて、送信重み係数V(j=1〜3)及び受信重み係数U(k=1〜3)を算出(図6)し、通信状況を観測する(S305)。そして、通信状況が悪化していると判断した移動局装置があった場合には、ハンドオーバ先を選定することになる。
ここで、移動局装置がハンドオーバするか否かの判断の一態様として、重み付け後の信号(Ukj)と所定の閾値とを比較し、前記重み付け後の信号が所定の閾値より低くなった移動局装置がハンドオーバの対象となる。所定の閾値は、移動局装置が最低限要求するとするMCS、空間多重数などのQos(Quality Of Service)、スループットなどにより決定される。
次に、マスター基地局装置は、前記ハンドオーバの対象となった移動局装置のソース基地局装置以外をターゲット基地局装置として、送信・受信重み係数を算出し、前記ハンドオーバの対象となった移動局装置のターゲット基地局装置(ハンドオーバ先)を決定する(S306)。
例えば、移動局装置200−3がハンドオーバの対象となった場合、ソース基地局装置100−3以外の基地局装置、すなわち基地局装置100−1、100−2、100−4がターゲット基地局装置となる。そして、マスター基地局装置(基地局装置100−1)は、ターゲット基地局装置を100−1又は100−2とした場合として、基地局装置100−1及び100−2並びに移動局装置200−1、200−2並びに200−3において、相互に協調して干渉を抑圧するための送信・受信重み係数を算出する。また、マスター基地局装置(基地局装置100−1)は、ターゲット基地局装置を100−4とした場合として、基地局装置100−1、100−2及び100−4並びに移動局装置200−1、200−2及び200−3において、相互に協調して干渉を抑圧するための送信・受信重み係数を算出する。
図11は、ターゲット基地局装置を100−1とした場合における協調して干渉抑圧する送信・受信重み付け係数を算出する例である。基地局装置100−1は、基地局装置100−1及び100−2と移動局装置200−1、200−2及び200−3間の伝搬路を用いて、送信重み係数V及び受信重み係数Uを算出する(算出方法は、例えば、図6)。図11において、V1−1は、基地局装置100−1が移動局装置200−1に送信する信号に乗算する送信重み係数である。また、V1−3は、基地局装置100−1が移動局装置200−3に送信する信号に乗算する送信重み係数である。Vは、基地局装置100−2が移動局装置200−2に送信する信号に乗算する送信重み係数である。U、U、Uは各々、移動局装置200−1、移動局装置200−2、移動局装置200−3が受信信号に乗算する受信重み係数である。
図12は、ターゲット基地局装置を100−4とした場合における協調して干渉抑圧する送信・受信重み付け係数を算出する例である。基地局装置100−1は、基地局装置100−1、100−2及び100−4と移動局装置200−1、200−2及び200−3間の伝搬路を用いて、送信重み係数V及び受信重み係数Uを算出する(算出方法は、例えば、図6)。Vは、基地局装置100−1が移動局装置200−1に送信する信号に乗算する送信重み係数である。また、Vは、基地局装置100−2が移動局装置200−3に送信する信号に乗算する送信重み係数である。また、Vは、基地局装置100−4が移動局装置200−3に送信する信号に乗算する送信重み係数である。U、U、Uは各々、移動局装置200−1、移動局装置200−2、移動局装置200−3が受信信号に乗算する受信重み係数である。
そして、上記算出した送信・受信重み付けを用いて、移動局装置とターゲット基地局装置の重み付け後の信号Ukjを算出する。そして、前記重み付け後の信号と所定の閾値とを比較し、所定の閾値より大きくなるターゲット基地局装置をハンドオーバ先として選定する(S306)。
また、移動局装置がハンドオーバするか否かの判断(S305)及び送信・受信重み係数算出及びハンドオーバ選定(S306)の別の一態様として、移動局装置とターゲット基地局装置の重み付け後の信号と移動局装置とソース基地局装置の重み付け後の信号とを比較し、前記移動局装置とソース基地局装置の重み付け後の信号より通信品質が良くなるターゲット基地局装置をハンドオーバ先として選定する。また、前記移動局装置とソース基地局装置の重み付け後の信号より通信品質が良いターゲット基地局装置のうち、最も通信品質が良いターゲット基地局装置をハンドオーバ先として選定することが好ましい。
次に、マスター基地局装置100−1は、S306で選定したターゲット基地局装置100−4(ハンドオーバ先)に、当該移動局装置200−3を接続しても良いかの問合せ(ハンドオーバリクエスト)を通知する(S307)。
次に、ハンドオーバリクエストの通知(S307)を受けたターゲット基地局装置100−4は、ハンドオーバの可否を決定し(S308)、その結果(ハンドオーバリクエストACK、又はハンドオーバリクエストNACK)をマスター基地局装置100−1に通知する(S309)。ここで、ハンドオーバの可否は、割当てるリソースが存在するいか、などにより決定される。
次に、マスター基地局装置100−1は、ハンドオーバリクエストACKの通知を受けると、ソース基地局装置100−3に前記ターゲット基地局装置100−4のセルIDを通知する(S310)。また、マスター基地局装置100−1は、ソース基地局装置100−3にS306で算出した送信・受信重み係数を通知することもできる。なお、前記セルIDに替えて、又は同時に参照信号の割当てなどのその他基地局識別情報を通知することができる。
次に、ソース基地局装置100−3は、前記S310で取得したセルIDまたは/及び送信・受信重み係数を移動局装置200−3に通知する(S311)。そして、S311の通知を受けた移動局装置200−3は、ターゲット基地局装置100−4からの同期信号、参照信号、制御信号を受信し(S312)、ターゲット基地局装置100−4との同期確立し、ターゲット基地局装置が当該移動局装置に送信できるMCS、空間多重数など(リンクアダプテーション、ランクアダプテーションなど)を決定する(S313)。そして、前記リンクアダプテーション、ランクアダプテーションなどをフィードバック情報としてターゲット基地局装置100−4に送信する(S314)。
次に、ターゲット基地局装置100−4は、移動局装置200−3と接続することを確認すると、ソース基地局装置100−3に接続を切断してもよい旨の通知(リリースメッセージ)を通知する(S315)。そして、ソース基地局装置100−3は、リリースメッセージを受けると、移動局装置200−3との接続を切断する(S316)。
そして、ターゲット基地局装置100−4は、移動局装置200−3に送信する送信重み係数Vを乗算した情報データ信号を作成し(S317)、協調する基地局装置(100−1、100−2)と同期して、当該信号を送信する(S318)。
これにより、複数の基地局装置と移動局装置間で相互に協調して干渉を抑圧するシステムにおいて、移動局装置が接続する基地局装置を切り替る際(ハンドオーバ時)、干渉を抑圧するために乗算する重み係数を考慮して、接続先を選択することができる。このため、異なるセル範囲を有する複数の基地局装置におけるセルが、全部或いは一部を重複するように配置される通信システムにおいて、複数の基地局装置が同一周波数を用いて通信することに起因するセル間干渉を効果的に抑圧し、良好な受信特性を得ることができる。
<第2の実施形態>
第2の実施形態では、第1の実施形態で説明した複数の基地局装置100−jが協調してセル間干渉を抑圧する通信システムにおいて、ハンドオーバ先の選定の別の一態様を説明する。以下では、図1及び図2のシステムにおいて、移動局装置200−3が基地局装置を切り替える(ハンドオーバ)場合で説明する。なお、基地局装置及び移動局装置の構成並びに送信・受信重み係数の算出方法は、第1の実施形態と同様である。
図13は、本実施形態の互いに協調してセル間干渉を抑圧する通信システムにおけるハンドオーバのシーケンスの一例である。図13のシーケンスは、図10のシーケンスとS306が異なる。以下、異なる部分を中心に説明する。
本実施形態では、送信・受信重み係数算出及びハンドオーバ選定(S306)の別の一態様として、所定のターゲット基地局装置についてのみの送信・受信重み係数算出し、ハンドオーバ選定を行う。
具体的には、ターゲット基地局装置のうち、通信品質(受信電力、受信SINR)が所定の閾値より大きいターゲット基地局装置を抽出する。そして、前記抽出したターゲット基地局装置について、送信・受信重み係数を算出し、ハンドオーバの対象となった移動局装置のターゲット基地局装置(ハンドオーバ先)とする。
例えば、図1において、基地局装置100−1は、S304で取得した移動局装置200−3とターゲット基地局装置100−1間の通信品質、移動局装置200−3と基地局装置100−2間の通信品質又は移動局装置200−3と基地局装置100−4の通信品質(受信電力、受信SINR)のうち、所定の閾値より大きいターゲット基地局装置を選定する。そして、前記所定の閾値より大きいターゲット基地局装置のみ、ハンドオーバ先選択のための送信・受信重み係数を算出する。
例えば、移動局装置200−3と基地局装置100−2間の通信品質及び移動局装置200−3と基地局装置100−4の通信品質のみが所定の閾値より大きい場合、この2パターンのみについて、送信・受信重み係数を算出する。
そして、上記2パターンの送信・受信重み付けを用いて、移動局装置とターゲット基地局装置の重み付け後の信号Ukjを算出する。そして、前記重み付け後の信号を比較し、移動局装置とターゲット基地局装置の重み付け後の信号が大きくなるターゲット基地局装置をハンドオーバ先として選定する。
これにより、複数の基地局装置と移動局装置間で相互に協調して干渉を抑圧するシステムにおいて、干渉を抑圧するために乗算する重み係数を考慮して接続先を選択する際(ハンドオーバ時)、マスター基地局装置が前記接続先を選択するために算出する前記重み係数を制限できる。このため、マスター基地局が前記選択の際に要する処理量を減らしつつ、複数の基地局装置が同一周波数を用いて通信することに起因するセル間干渉を効果的に抑圧し、良好な受信特性を得ることができる。
尚、本発明に係る基地局装置及び移動局装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、CPU等を制御するプログラム(コンピュータを機能させるプログラム)である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にRAMに蓄積され、その後、各種ROMやHDDに格納され、必要に応じてCPUによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体(例えば、ROM、不揮発性メモリカード等)、光記録媒体(例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等)、磁気記録媒体(例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等)等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。
また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における移動局装置および基地局装置の一部、または全部を典型的には集積回路であるLSIとして実現してもよい。受信装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。各機能ブロックを集積回路化した場合に、それらを制御する集積回路制御部が付加される。
また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
100−1 マスター基地局装置
100−2〜100−4 スレーブ基地局装置
200−1〜200−3 移動局装置
101,151 上位レイヤ
102 符号化部
103 変調部
104,154 プレコーディング部
105 重み係数制御部
106,156 参照信号生成部
107,157 制御信号生成部
108 リソースマッピング部
109 IDFT部
110 GI挿入部
111 送信部
112 送信アンテナ部
113 接続先選定部
121 受信部アンテナ部
122 受信部
123 制御信号検出部
201−e 受信アンテナ部
202−e 受信部
203 伝搬路推定部
204−e GI除去部
205−e DFT部
206 干渉抑圧部
207 伝搬路補償部
208 復調部
209 復号部
210 制御信号検出部
211 上位レイヤ
221 制御信号生成部
222 送信部
223 送信アンテナ部

Claims (18)

  1. 複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも1つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が各基地局装置の接続可能範囲の全域或いは一部が互いに重複するように配置される通信システムであって、
    前記複数の基地局装置は、主基地局装置と従基地局装置とを含み、
    前記主基地局装置は、
    前記基地局装置と前記移動局装置間の伝搬路情報を用いて前記複数の基地局装置が送信する送信データに対し乗算する送信重み係数を算出する重み係数制御部と、
    前記送信重み係数を乗算後の伝搬路状況に基づいて、接続先を切り替える移動局装置の接続先となる基地局装置を選定する接続先選定部と、
    を備え、
    接続先を切り替える移動局装置は、
    前記接続先選定部が選定した基地局装置に接続先を切り替えること、
    を特徴とする通信システム。
  2. 前記重み係数制御部は、更に前記複数の基地局装置のそれぞれが接続している前記移動局装置が受信する受信信号に対し乗算する受信重み係数を算出し、
    前記接続先選定部は、更に前記受信重み係数を乗算後の伝搬路状況に基づいて、接続先を切り替える移動局装置の接続先となる基地局装置を選定すること、
    を特徴とする請求項1に記載の通信システム。
  3. 前記主基地局装置は、
    前記伝搬路状況を定期的に取得すること、
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の通信にシステム。
  4. 前記接続先選定部は、
    前記重み係数制御部により算出した重み係数を乗算後の伝搬路状況が所定の閾値より大きくなる基地局装置を、接続先を切り替える移動局装置の接続先となる基地局装置に選定すること、
    を特徴とする請求項1又は2に記載の通信システム。
  5. 前記重み係数制御部は、
    前記送信重み係数または/及び前記受信重み係数を乗算後の伝搬路状況が、接続先を切り替える移動局装置と現在接続している基地局装置間の送信重み係数または/及び前記受信重み係数を乗算後の伝搬路状況より大きくなる基地局装置を、接続先を切り替える移動局装置の接続先となる基地局装置に選定すること、
    を特徴とする請求項1又は2に記載の通信システム。
  6. 前記主基地局装置は、
    当該システムに属する移動局装置と当該システムに属する基地局装置間の通信品質を取得し、
    前記接続先選定部は、前記通信品質に基づいて、接続先を切り替える移動局装置の接続先を選定するための前記重み係数制御部により重み係数を算出する基地局装置を選定すること、
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の通信システム。
  7. 前記接続先選定部は、
    前記通信品質が、接続先を切り替える移動局装置と現在接続している基地局装置間の通信品質より大きくなる基地局装置を、接続先を切り替える移動局装置の接続先を選定するための前記重み係数制御部により重み係数を算出する基地局装置に選定すること、
    を特徴とする請求項6に記載の通信システム。
  8. 前記主基地局装置は、
    前記通信品質を定期的に取得することを特徴とする請求項6に記載の通信システム。
  9. 前記主基地局装置は、
    接続先を切り替える移動局装置の接続先に選定した基地局装置に、接続先として選定された旨を通知すること、
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の通信システム。
  10. 前記主基地局装置は、
    接続先を切り替える移動局装置が接続している基地局装置に、前記移動局装置の接続先として選定された基地局装置の基地局識別情報を通知すること、
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の通信システム。
  11. 前記基地局識別情報は、セルIDであることを特徴とする請求項10に記載の通信システム。
  12. 前記基地局識別情報は、参照信号の割当て位置であることを特徴とする請求項10に記載の通信システム。
  13. 前記主基地局装置は、
    接続先を切り替える移動局装置が接続している基地局装置に、前記移動局装置の接続先として選定された基地局装置が前記重み係数制御部により算出した重み係数を通知すること、
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の通信システム。
  14. 接続先を切り替える移動局装置が接続している基地局装置は、
    前記基地局識別情報を、前記移動局装置に通知することを特徴とする請求項10に記載の通信システム。
  15. 接続先を切り替える移動局装置が接続している基地局装置は、前記重み係数制御部により算出する重み係数を、前記移動局装置に通知することを特徴とする請求項13に記載の通信システム。
  16. 複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも1つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が各基地局装置の接続可能範囲の全域或いは一部が互いに重複するように配置される通信システムにおける通信方法であって、
    前記複数の基地局装置は、主基地局装置と従基地局装置とを含み、
    前記主基地局装置は、
    前記基地局装置と前記移動局装置間の伝搬路情報を用いて前記複数の基地局装置が送信する送信データに対し乗算する送信重み係数を算出するステップと、
    前記送信重み係数を乗算後の伝搬路状況に基づいて、接続先を切り替える移動局装置の接続先となる基地局装置を選定するステップと、
    を有し、
    接続先を切り替える移動局装置は、
    前記接続先として選定された基地局装置に接続先を切り替えるステップを有すること、
    を特徴とする通信方法。
  17. 複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも1つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が各基地局装置の接続可能範囲の全域或いは一部が互いに重複するように配置される通信システムの基地局装置であって、
    前記複数の基地局装置は、主基地局装置と従基地局装置とを含み、
    前記主基地局装置は、
    前記基地局装置と前記移動局装置間の伝搬路情報を用いて前記複数の基地局装置が送信する送信データに対し乗算する送信重み係数を算出する重み係数制御部と、
    前記送信重み係数を乗算後の伝搬路状況に基づいて、接続先を切り替える移動局装置の接続先となる基地局装置を選定する接続先選定部と、
    を備えること、
    を特徴とする基地局装置。
  18. 複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも1つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が各基地局装置の接続可能範囲の全域或いは一部が互いに重複するように配置される通信システムの移動局装置であって、
    前記移動局装置のうち、接続先を切り替える移動局装置は、
    前記基地局装置が、前記基地局装置と前記移動局装置間の伝搬路情報を用いて前記複数の基地局装置が送信する送信データに対し乗算する送信重み係数を乗算後の伝搬路状況に基づいて選定した接続先を切り替える移動局装置の接続先となる基地局装置に接続先を切り替えること、
    を特徴とする移動局装置。
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