JP2014033271A - 移動局装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＯＦＤＭ方式の下りリンクにおける制御チャネルの干渉に起因したデータ信号領域の受信誤りの増大を防止する。
【解決手段】移動局装置３０が在圏している在圏セルの小型基地局２０との間のＯＦＤＭによる下りリンクの無線通信に干渉している干渉セルを検知する。更に、在圏セルの基地局２０から参照信号を受信し、その参照信号に基づいて在圏セルの基地局２０との間の伝送路応答を推定する。また、干渉セルのマクロ基地局１０から参照信号を受信し、その参照信号に基づいて干渉セルの基地局１０との間の伝送路応答を推定する。これら複数の伝送路応答の推定結果と、下りリンクの制御チャネルに用いられている送信方式の情報とに基づいて、制御チャネルにおける干渉セルの基地局１０からの干渉信号を抑圧又は除去する。
【選択図】図１
【解決手段】移動局装置３０が在圏している在圏セルの小型基地局２０との間のＯＦＤＭによる下りリンクの無線通信に干渉している干渉セルを検知する。更に、在圏セルの基地局２０から参照信号を受信し、その参照信号に基づいて在圏セルの基地局２０との間の伝送路応答を推定する。また、干渉セルのマクロ基地局１０から参照信号を受信し、その参照信号に基づいて干渉セルの基地局１０との間の伝送路応答を推定する。これら複数の伝送路応答の推定結果と、下りリンクの制御チャネルに用いられている送信方式の情報とに基づいて、制御チャネルにおける干渉セルの基地局１０からの干渉信号を抑圧又は除去する。
【選択図】図１
Description
本発明は、移動通信システムの基地局と無線通信が可能な移動局装置に関するものである。
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において次世代の移動通信システムとして標準化されているＬＴＥ（Long Term Evolution、３ＧＰＰ Ｒｅｌ．８／９）及びそれを発展させたＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（３ＧＰＰ Ｒｅｌ．１０）の仕様では、下りリンクの伝送方式として、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式が採用されている。このＯＦＤＭ方式は、互いに直交する複数の狭帯域サブキャリアを利用して伝送対象のデータを周波数軸上で直交多重して送信する伝送方式であり、マルチパス環境（フェージング環境）下においても移動局側で１タップの比較的簡易な構成の受信機でも高精度に復調することができる。
また、上記ＯＦＤＭの下りリンクでは、システム全体の周波数利用効率を高めるために、互いに隣接する複数の基地局間で同一の周波数を用いる１セル周波数繰り返しによるエリア展開が可能なシステムとなっている。しかし、１セル周波数繰り返しを適用した場合、同一の周波数を複数セル間で使用しているため、移動局が基地局から希望信号を受信しているとき、周辺基地局からの干渉を受けるおそれがある。
ところで、スマートフォン等の普及により移動通信システムのトラフィックは爆発的に増大している。このトラフィックの増大は、都心の主要駅付近等、ユーザが密集しやすい場所・地域において特に顕著であり、ホットスポット呼ばれるエリアが形成される傾向にある。このような、ホットスポットにおけるトラフィックを効率的に収容するため、通常十ワット以上の比較的大きな送信電力、１０ｄＢｉを超える比較的大きな利得の送受信アンテナを用いて半径数百メートルから数キロメートルのエリア（以下、適宜「マクロセル」という。）をカバーするマクロセル基地局（以下、「マクロ基地局」という。）のセルエリア内に存在するトラフィックが特に多いホットスポットエリアへ数ワット程度の比較的小さな送信電力、数ｄＢｉ程度の比較的小さな利得の送受信アンテナを用いて比較的狭い範囲のセルエリアをカバーするピコセル基地局（以下、「ピコ基地局」という。）やフェムトセル基地局（以下、「フェムト基地局」という。）等の小型基地局が配置された異種混在ネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ：Heterogeneous Network）において、マクロセルから小型基地局のセルに積極的にトラフィックをオフロードする方法が３ＧＰＰにおいて検討されている。このようなＨｅｔＮｅｔにおいて、マクロ基地局のトラフィックのオフロード効果を上げるために、マクロセルから小型基地局のセルに積極的に接続させることが提案されている。しかしながら、このようなＨｅｔＮｅｔにおいて、移動局が下りリンクの受信品質に基づいてセルを選択すると、低送信電力の小型基地局の送信電力はマクロ基地局に比べて小さいので、移動局がピコセルやフェムトセルを選択するエリアが小さくなってしまい、トラフィックオフロード効果が得られにくい。この問題を解決する方法として、移動局が下りリンクの参照信号受信電力：ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）に基づいてセルを選択する際、小型基地局からの受信品質に対して正のバイアスを加える方法が提案されている。これにより、移動局は積極的に小型基地局のセルを選択できるようになり、大きなトラフィックオフロード効果を図ることができる。このバイアスを用いる手法は、低送信電力の小型基地局のエリアカバレッジを広げるため、ＣＲＥ（Cell Range Expansion）と呼ばれ、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいて適用できる。また、上記ＣＲＥだけでなく、従来のハンドオーバパラメータ設定やセル再選択パラメータ設定により、マクロセルへのハンドオーバおよびセル選択を抑制し、小型基地局のセルへのトラフィックオフロードを図ることも可能である。しかしながら、マクロセルから小型基地局のセルへトラフィックオフロードを積極的に行うＣＲＥ、ハンドオーバパラメータ設定及びセル再選択パラメータ設定を適用する場合、マクロセルから小型基地局のセルへのトラフィックオフロードを積極的に行う設定になるほど、小型基地局のセル端に接続した移動局はマクロ基地局からより大きなセル間干渉を受けることとなる。
上記ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの場合、下りリンクのデータ信号領域であるトラフィックチャネルについては、互いに時間同期された基地局間でリソース割り当てのスケジューリングを実行することにより、周辺基地局からの上記セル間干渉を回避することができる。
また、特許文献１、２にはそれぞれ、ＯＦＤＭにより基地局と移動局が通信を行う無線アクセスシステムであって、下りリンクのデータ信号領域が伝送されるトラフィックチャネルにおける他セル基地局からの干渉信号を除去して自セル基地局からの希望信号を分離することができる移動局を有する無線アクセスシステムが開示されている。
しかしながら、下りリンクの制御信号領域内で伝送されるＬａｙｅｒ−１／Ｌａｙｅｒ−２（Ｌ１／Ｌ２）制御チャネルについては、セルＩＤ等のコンフィギュレーションによって、使用される無線リソースが決定され、スケジューリングによる無線リソース割り当ての自由度が低い。しかも、下りリンクの制御信号は、各基地局からシステム帯域幅全体に拡散されて送信される。そのため、セル間干渉をスケジューリングにより回避することが容易でない。
また、上記特許文献１、２の無線アクセスシステムにおける干渉信号の除去は、下りリンクの制御信号の受信が理想的に行われることを前提としたものであり、下りリンクのＬ１／Ｌ２制御チャネル（以下、適宜「制御チャネル」という。）における干渉を防止する構成については開示されていない。
移動局が受信している下りリンクの制御チャネルに干渉が発生すると、その制御チャネルで伝送される制御信号領域の受信誤りが増大し、制御情報を適切に取得できないおそれがある。制御情報を適切に取得できないと、その制御情報を用いたデータ信号領域の受信誤りが増大してしまう。
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、ＯＦＤＭ方式の下りリンクにおける制御チャネルの干渉に起因したデータ信号領域の受信誤りの増大を防止することができる移動局装置を提供することである。
本発明の移動局装置は、互い時間同期された複数の基地局を含む移動通信システムにおいて該基地局との間でＯＦＤＭによる下りリンクの無線通信が可能な移動局装置であって、前記基地局から受信するＯＦＤＭの信号は、前記移動局装置へのデータ信号を伝送するチャネルにおける送信方式の情報を含む制御情報を伝送する下りリンクの制御チャネルを有し、当該移動局装置が在圏している在圏セルの基地局との間のＯＦＤＭによる下りリンクの無線通信に干渉している干渉セルを検知する手段と、前記在圏セルの基地局から参照信号を受信し、該参照信号に基づいて該在圏セルの基地局との間の伝送路応答を推定する手段と、前記干渉セルの基地局から参照信号を受信し、該参照信号に基づいて該干渉セルの基地局との間の伝送路応答を推定する手段と、前記複数の伝送路応答の推定結果と、前記下りリンクの制御チャネルに用いられている送信方式の情報とに基づいて、前記制御チャネルにおける前記干渉セルの基地局からの干渉信号を抑圧又は除去する手段と、を備える。
この移動局装置では、移動局装置が在圏している在圏セルの基地局との間のＯＦＤＭによる下りリンクの無線通信に干渉している干渉セルを検知する。そして、在圏セルの基地局から受信した参照信号に基づいて在圏セルの基地局との間の伝送路応答を推定し、前記干渉セルの基地局から受信した参照信号に基づいて干渉セルの基地局との間の伝送路応答を推定する。この互いに時間同期された在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局それぞれとの間の伝送路応答の推定結果と、ＯＦＤＭ方式の下りリンクの制御チャネルに用いられている送信方式の情報とに基づいて、制御チャネルにおける干渉セルの基地局からの干渉信号を抑圧又は除去する。この干渉信号の抑圧又は除去により、制御チャネルで伝送される制御信号領域の受信誤りを低減し、制御情報を適切に取得することができる。よって、ＯＦＤＭ方式の下りリンクにおける制御チャネルの干渉に起因したデータ信号領域の受信誤りの増大を防止することができる。
この移動局装置では、移動局装置が在圏している在圏セルの基地局との間のＯＦＤＭによる下りリンクの無線通信に干渉している干渉セルを検知する。そして、在圏セルの基地局から受信した参照信号に基づいて在圏セルの基地局との間の伝送路応答を推定し、前記干渉セルの基地局から受信した参照信号に基づいて干渉セルの基地局との間の伝送路応答を推定する。この互いに時間同期された在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局それぞれとの間の伝送路応答の推定結果と、ＯＦＤＭ方式の下りリンクの制御チャネルに用いられている送信方式の情報とに基づいて、制御チャネルにおける干渉セルの基地局からの干渉信号を抑圧又は除去する。この干渉信号の抑圧又は除去により、制御チャネルで伝送される制御信号領域の受信誤りを低減し、制御情報を適切に取得することができる。よって、ＯＦＤＭ方式の下りリンクにおける制御チャネルの干渉に起因したデータ信号領域の受信誤りの増大を防止することができる。
前記移動局装置において、複数の干渉セルが検知された場合、その複数の干渉セルのうち最も受信電力の高い干渉セルのみを、前記干渉信号の抑圧又は除去の対象としてもよい。検知された複数の干渉セルのうち、在圏セルの制御チャネルに干渉しやすいのは受信電力の高い干渉セルである。そこで、この移動局装置では、最も受信電力の高い干渉セルのみについて干渉信号の抑圧又は除去を行うことにより、移動局装置における制御の負荷の増加を抑えつつ、制御チャネルの干渉に起因したデータ信号領域の受信誤りの増大を効率的に防止することができる。
また、前記移動局装置において、複数のアンテナを備え、複数の干渉セルが検知された場合、前記複数の干渉セルの受信電力の高いほうから当該移動局装置のアンテナの自由度の数だけ選択した干渉セルのみを、前記干渉信号の抑圧又は除去の対象としてもよい。検知された複数の干渉セルのうち、在圏セルの制御チャネルに干渉しやすいのは受信電力の高い干渉セルであり、しかも、ＺＦ（Zero Forcing）やＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）に代表される線形処理アルゴリズムで抑圧又は除去の対象とすることができる干渉信号の数は、移動局装置のアンテナの自由度の数まである。そこで、この移動局装置では、複数の干渉セルの受信電力の高いほうから移動局装置のアンテナの自由度の数だけ選択した干渉セルについてのみについて干渉信号の抑圧又は除去の対象とすることにより、ＺＦ、ＭＭＳＥ等の線形処理アルゴリズムを用いて干渉信号の抑圧又は除去を確実に行うとともに、移動局装置における制御の負荷の増加を抑えつつ、制御チャネルの干渉に起因したデータ信号領域の受信誤りの増大を効率的に防止することができる。
また、前記移動局装置において、前記複数の伝送路応答の推定結果と、前記下りリンクの制御チャネルに用いられている送信方式の情報とに基づいて、前記在圏セルの基地局及び前記干渉セルの基地局それぞれから報知チャネルを介して送信される報知情報を取得する手段を、更に備えてもよい。この移動局装置では、在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局それぞれから受信した報知情報に基づいて、前記干渉信号の抑圧又は除去をより適切に行うことができる。
また、前記移動局装置において、前記基地局が適用する前記制御チャネルのプリコーディング方式が送信アンテナ数で決定される場合、前記報知情報に基づいて、前記在圏セルの基地局及び前記干渉セルの基地局それぞれの送信アンテナ数を識別する手段を、更に備えてもよい。この移動局装置では、前記報知情報から得られる在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局それぞれの送信アンテナ数情報によって、前記在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局がそれぞれ適用する制御チャネルのプリコーディング方式の情報を取得できるため、前記干渉信号の抑圧又は除去をより適切に行うことができる。
また、前記移動局装置において、前記報知情報に基づいて、前記下りリンクの制御チャネルで使用するシンボル数が可変であるか否かを判断する手段と、前記下りリンクの制御チャネルで使用するシンボル数が可変である場合は、前記制御チャネルのサイズを通知する制御チャネルを受信して前記シンボル数の情報を取得する手段と、を更に備えてもよい。この移動局装置では、下りリンクの制御チャネルで使用するシンボル数に応じて、前記干渉信号の抑圧又は除去をより適切に行うことができる。
また、前記移動局装置において、前記報知情報に基づいて、前記下りリンクの制御チャネルの送信電力が制御されている否かを判断する手段を更に備え、前記制御チャネルの送信電力が制御されている場合、前記制御チャネルの送信電力の制御情報を用いることなく、下りリンクの受信信号と、前記複数の伝送路応答の推定結果とに基づいて、前記干渉信号を抑圧又は除去してもよい。この移動局装置では、制御信号の送信電力の制御情報を取得する必要がないため、移動局装置における制御の負荷の増加を抑えることができるとともに、ＺＦ、ＭＭＳＥ等の線形処理アルゴリズムを用いて干渉信号の抑圧又は除去を行うことができる。
また、前記移動局装置において、前記報知情報に基づいて、前記下りリンクの制御チャネルの送信電力が制御されている否かを判断する手段と、前記制御チャネルの送信電力が制御されている場合、前記制御チャネルの送信電力の制御情報を取得する手段とを、更に備え、下りリンクの受信信号と、前記複数の伝送路応答の推定結果と、前記制御チャネルの送信電力の制御情報と、前記制御チャネルの変調方式及びプリコーディング方式の情報とに基づいて、前記干渉信号のレプリカを生成し、前記レプリカを用いて前記干渉信号を抑圧又は除去してもよい。この移動局装置では、制御チャネルの送信電力が制御されている場合に、制御チャネルの送信電力の制御情報などに基づいて生成した干渉信号のレプリカを用いることにより、干渉信号をより確実に抑圧又は除去することができる。
また、前記移動局装置において、前記複数の基地局それぞれのセル識別情報によってＯＦＤＭ無線フレームの制御信号領域中の参照信号の配置の周波数シフト量を変える場合、前記制御信号領域が複数のＯＦＤＭシンボルで構成されている場合、又は、前記参照信号が挿入されている制御信号領域のＯＦＤＭシンボル及び前記参照信号が配置される周波数が前記在圏セルと前記干渉セルとで異なる場合、参照信号が含まれる制御信号領域中のＯＦＤＭシンボルでは、前記在圏セルの制御信号が、前記干渉セルの制御信号のみならず、前記干渉セルの参照信号からの干渉を受ける。そのため、実効的な干渉信号数が増大し、移動局装置のアンテナのアレーの自由度が不足し、十分な干渉抑圧効果が得られにくくなる。そこで、このような場合には、前記参照信号が含まれない制御信号領域のＯＦＤＭシンボルについてのみ前記干渉信号の抑圧又は除去を行い、前記参照信号が含まれる制御信号領域のＯＦＤＭシンボルについては、前記干渉信号の抑圧又は除去は行わず、希望信号の受信電力を向上させる信号合成を行うようにしてもよい。この移動局装置では、前記干渉基地局が送信する参照信号に起因して、アンテナのアレーの自由度が不足する制御信号領域のＯＦＤＭシンボルにおいても、希望信号電力を向上させることにより、受信品質の向上効果を安定的に得ることができる。
また、前記移動局装置において、複数のアンテナを備え、複数の干渉セルが検知された場合、前記複数の干渉セルの受信電力の高いほうから当該移動局装置のアンテナの自由度の数だけ選択した干渉セルのみを、前記干渉信号の抑圧又は除去の対象としてもよい。検知された複数の干渉セルのうち、在圏セルの制御チャネルに干渉しやすいのは受信電力の高い干渉セルであり、しかも、ＺＦ（Zero Forcing）やＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）に代表される線形処理アルゴリズムで抑圧又は除去の対象とすることができる干渉信号の数は、移動局装置のアンテナの自由度の数まである。そこで、この移動局装置では、複数の干渉セルの受信電力の高いほうから移動局装置のアンテナの自由度の数だけ選択した干渉セルについてのみについて干渉信号の抑圧又は除去の対象とすることにより、ＺＦ、ＭＭＳＥ等の線形処理アルゴリズムを用いて干渉信号の抑圧又は除去を確実に行うとともに、移動局装置における制御の負荷の増加を抑えつつ、制御チャネルの干渉に起因したデータ信号領域の受信誤りの増大を効率的に防止することができる。
また、前記移動局装置において、前記複数の伝送路応答の推定結果と、前記下りリンクの制御チャネルに用いられている送信方式の情報とに基づいて、前記在圏セルの基地局及び前記干渉セルの基地局それぞれから報知チャネルを介して送信される報知情報を取得する手段を、更に備えてもよい。この移動局装置では、在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局それぞれから受信した報知情報に基づいて、前記干渉信号の抑圧又は除去をより適切に行うことができる。
また、前記移動局装置において、前記基地局が適用する前記制御チャネルのプリコーディング方式が送信アンテナ数で決定される場合、前記報知情報に基づいて、前記在圏セルの基地局及び前記干渉セルの基地局それぞれの送信アンテナ数を識別する手段を、更に備えてもよい。この移動局装置では、前記報知情報から得られる在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局それぞれの送信アンテナ数情報によって、前記在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局がそれぞれ適用する制御チャネルのプリコーディング方式の情報を取得できるため、前記干渉信号の抑圧又は除去をより適切に行うことができる。
また、前記移動局装置において、前記報知情報に基づいて、前記下りリンクの制御チャネルで使用するシンボル数が可変であるか否かを判断する手段と、前記下りリンクの制御チャネルで使用するシンボル数が可変である場合は、前記制御チャネルのサイズを通知する制御チャネルを受信して前記シンボル数の情報を取得する手段と、を更に備えてもよい。この移動局装置では、下りリンクの制御チャネルで使用するシンボル数に応じて、前記干渉信号の抑圧又は除去をより適切に行うことができる。
また、前記移動局装置において、前記報知情報に基づいて、前記下りリンクの制御チャネルの送信電力が制御されている否かを判断する手段を更に備え、前記制御チャネルの送信電力が制御されている場合、前記制御チャネルの送信電力の制御情報を用いることなく、下りリンクの受信信号と、前記複数の伝送路応答の推定結果とに基づいて、前記干渉信号を抑圧又は除去してもよい。この移動局装置では、制御信号の送信電力の制御情報を取得する必要がないため、移動局装置における制御の負荷の増加を抑えることができるとともに、ＺＦ、ＭＭＳＥ等の線形処理アルゴリズムを用いて干渉信号の抑圧又は除去を行うことができる。
また、前記移動局装置において、前記報知情報に基づいて、前記下りリンクの制御チャネルの送信電力が制御されている否かを判断する手段と、前記制御チャネルの送信電力が制御されている場合、前記制御チャネルの送信電力の制御情報を取得する手段とを、更に備え、下りリンクの受信信号と、前記複数の伝送路応答の推定結果と、前記制御チャネルの送信電力の制御情報と、前記制御チャネルの変調方式及びプリコーディング方式の情報とに基づいて、前記干渉信号のレプリカを生成し、前記レプリカを用いて前記干渉信号を抑圧又は除去してもよい。この移動局装置では、制御チャネルの送信電力が制御されている場合に、制御チャネルの送信電力の制御情報などに基づいて生成した干渉信号のレプリカを用いることにより、干渉信号をより確実に抑圧又は除去することができる。
また、前記移動局装置において、前記複数の基地局それぞれのセル識別情報によってＯＦＤＭ無線フレームの制御信号領域中の参照信号の配置の周波数シフト量を変える場合、前記制御信号領域が複数のＯＦＤＭシンボルで構成されている場合、又は、前記参照信号が挿入されている制御信号領域のＯＦＤＭシンボル及び前記参照信号が配置される周波数が前記在圏セルと前記干渉セルとで異なる場合、参照信号が含まれる制御信号領域中のＯＦＤＭシンボルでは、前記在圏セルの制御信号が、前記干渉セルの制御信号のみならず、前記干渉セルの参照信号からの干渉を受ける。そのため、実効的な干渉信号数が増大し、移動局装置のアンテナのアレーの自由度が不足し、十分な干渉抑圧効果が得られにくくなる。そこで、このような場合には、前記参照信号が含まれない制御信号領域のＯＦＤＭシンボルについてのみ前記干渉信号の抑圧又は除去を行い、前記参照信号が含まれる制御信号領域のＯＦＤＭシンボルについては、前記干渉信号の抑圧又は除去は行わず、希望信号の受信電力を向上させる信号合成を行うようにしてもよい。この移動局装置では、前記干渉基地局が送信する参照信号に起因して、アンテナのアレーの自由度が不足する制御信号領域のＯＦＤＭシンボルにおいても、希望信号電力を向上させることにより、受信品質の向上効果を安定的に得ることができる。
本発明によれば、制御チャネルにおける干渉セルの基地局からの干渉信号を抑圧又は除去することにより、制御チャネルで伝送される制御信号領域の受信誤りを低減し、制御情報を適切に取得することができる。よって、ＯＦＤＭ方式の下りリンクにおける制御チャネルの干渉に起因したデータ信号領域の受信誤りの増大を防止することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
ここでは、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄへの適用を前提に本発明の実施形態を説明するが、類似のセル構成、物理チャネル構成を用いるシステムであれば、本発明の概念はどのようなシステムにも適用可能である。また、伝搬路の推定に用いられる参照信号系列や誤り訂正のために用いられる符号化方式はＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄで定義されているものに限定されず、これらの用途に適合するものであれば、どのような種類のものでも構わない。
ここでは、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄへの適用を前提に本発明の実施形態を説明するが、類似のセル構成、物理チャネル構成を用いるシステムであれば、本発明の概念はどのようなシステムにも適用可能である。また、伝搬路の推定に用いられる参照信号系列や誤り訂正のために用いられる符号化方式はＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄで定義されているものに限定されず、これらの用途に適合するものであれば、どのような種類のものでも構わない。
まず、本発明に係る移動局装置を適用可能な移動通信システムの全体構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る移動局装置が通信可能な移動通信システムの概略構成を示す説明図である。図１において、本実施形態の移動通信システムは、前述のＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの仕様に準拠するとともに、複数のアンテナでデータの送受信を行うＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）無線伝送方式を採用したものである。この移動通信システムは、マクロ基地局１０と、そのマクロ基地局１０の無線通信エリアであるセル１０Ａ内に位置する小型基地局２０とを備え、異種混在ネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ）を構成している。小型基地局２０の無線通信エリアであるセル２０Ａは、マクロ基地局１０のセル１０Ａよりもセルサイズが小さく、そのセル１０Ａの内側に含まれている。ユーザ装置としての移動局装置３０は、小型基地局２０のセル２０Ａに在圏し、小型基地局２０から電話やデータ通信などの下りリンクの無線信号を希望信号（希望波）ｓ（ｋ）として受信可能な状態にある。また、移動局装置３０は、小型基地局２０のセル２０Ａの外縁部（マクロ基地局１０のセル１０Ａとの境界部）に位置しているため、マクロ基地局１０から送信された下りの無線信号を干渉信号（干渉波）ｕ（ｋ）として受信するおそれがある。
図１は、本発明の一実施形態に係る移動局装置が通信可能な移動通信システムの概略構成を示す説明図である。図１において、本実施形態の移動通信システムは、前述のＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの仕様に準拠するとともに、複数のアンテナでデータの送受信を行うＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）無線伝送方式を採用したものである。この移動通信システムは、マクロ基地局１０と、そのマクロ基地局１０の無線通信エリアであるセル１０Ａ内に位置する小型基地局２０とを備え、異種混在ネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ）を構成している。小型基地局２０の無線通信エリアであるセル２０Ａは、マクロ基地局１０のセル１０Ａよりもセルサイズが小さく、そのセル１０Ａの内側に含まれている。ユーザ装置としての移動局装置３０は、小型基地局２０のセル２０Ａに在圏し、小型基地局２０から電話やデータ通信などの下りリンクの無線信号を希望信号（希望波）ｓ（ｋ）として受信可能な状態にある。また、移動局装置３０は、小型基地局２０のセル２０Ａの外縁部（マクロ基地局１０のセル１０Ａとの境界部）に位置しているため、マクロ基地局１０から送信された下りの無線信号を干渉信号（干渉波）ｕ（ｋ）として受信するおそれがある。
なお、図１では、マクロ基地局１０、小型基地局２０及び移動局装置３０を一つずつ図示しているが、マクロ基地局１０、小型基地局２０及び移動局装置３０はそれぞれ複数であってもよい。
マクロ基地局１０は、移動体通信網において屋外に設置されている通常の半径数百ｍ乃至数ｋｍ程度の広域エリアであるマクロセルをカバーする広域の基地局であり、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは一般にｅＮＢ（Evolved Node-B）と呼ばれ、また、「マクロセル基地局」、「Ｍａｃｒｏ ｅ−Ｎｏｄｅ Ｂ」、「ＭｅＮＢ」等と呼ばれる場合もある。マクロ基地局１０は、他の基地局と例えば有線の通信回線で接続され、所定の通信インターフェースで通信可能になっている。また、マクロ基地局１０は、回線終端装置及び専用回線を介して移動体通信網のコアネットワークに接続され、移動体通信網内の各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。
小型基地局２０は、広域のマクロ基地局とは異なり、無線通信可能距離が数ｍ乃至数百ｍ程度であり、一般家庭、店舗、オフィス等の屋内にも設置することができる移動設置可能な基地局である。小型基地局２０は、移動体通信網における広域のマクロ基地局がカバーするエリアよりも小さなエリア（例えばマイクロセルやピコセル）をカバーするように設けられるため、マイクロ基地局やピコ基地局と呼ばれる場合もある。また、本実施形態における小型基地局２０は、「フェムト基地局」、「Ｈｏｍｅ ｅ−Ｎｏｄｅ Ｂ」、「Ｈｏｍｅ ｅＮＢ」と呼ばれる基地局の場合もある。小型基地局２０についても、回線終端装置及びＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線や光回線等のブロードバンド公衆通信回線を介して移動体通信網のコアネットワークに接続され、コアネットワーク上の各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。
ユーザが使用する移動局装置３０は、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは一般にＵＥ（User Equipment）と呼ばれる。移動局装置３０は、マクロ基地局１０のセル１０Ａや小型基地局２０のセル２０Ａに在圏するときに、その在圏するセルに対応するマクロ基地局１０や小型基地局２０と間で所定の通信方式及びリソースを用いて無線通信することができる。
次に、上記構成の移動通信システムにおいて移動局装置３０がマクロ基地局１０のセル１０Ａからハンドオーバして小型基地局２０のセル２０Ａ内に在圏するようになるときの処理について説明する。
図２（ａ）は、移動局装置３０が小型基地局２０のセル２０Ａからマクロ基地局１０のセル１０Ａにハンドオーバするときの制御の一例を示すシーケンス図である。また、図２（ｂ）はハンドオーバ時の下りリンクの参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）の時間変化を示すグラフである。なお、図２（ａ）中の破線で囲んだ処理は、基地局１０、２０と移動局装置３０との間の無線通信を伴う処理である。本例は、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄで採用されている、通信するために接続するセルが１つとなるハード・ハンドオーバ（Hard HO）の例である。また、本例の移動局装置３０は、下りリンクの参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）に基づいてセルを選択する際、小型基地局２０からの受信品質（ＳＩＮＲ：Signal-to-Interference and Noise power Ratio）に対して正のバイアスを加えるＣＲＥの機能を有している。これにより、移動局装置３０は積極的に小型基地局２０の拡張されたセル２０Ａを選択し、大きなトラフィックオフロード効果を図ることができる。なお、図２において破線で示したエリア２０Ａ'はＣＲＥで拡張される前の小型基地局２０のセルである。
図２において、移動局装置３０は、現在通信中のハンドオーバ元セル（Source Cell）の小型基地局２０に、ハンドオーバ先候補セルの情報を含む測定結果報告（ＭＲ：Measurement Report）を送出する。小型基地局２０は、移動局装置３０から受信した測定結果報告（ＭＲ）に基づき、周辺基地局であるマクロ基地局１０から送信した参照信号の受信電力（ＲＳＲＰ）が自局（小型基地局）２０から送信した参照信号の受信電力（ＲＳＲＰ）よりも所定のハンドオーバマージンだけ上回っているかどうか監視する。そして、マクロ基地局１０のセル１０Ａの参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）が小型基地局２０のセル２０Ａの参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）よりもハンドオーバマージンだけ上回る状態が所定の監視期間（ＴＴＴ：Time-to-trigger）継続したとき、小型基地局２０は、測定結果報告（ＭＲ）の受信をトリガーとして、ハンドオーバ処理を開始する。より具体的には、小型基地局２０は、移動局装置３０から受信した測定結果報告（ＭＲ）を元にハンドオーバ先となるターゲットセルであるマクロ基地局１０のセルを選定し、そのセルのマクロ基地局（Target eNB）１０へコアネットワークを介して、ハンドオーバ要求とともに、ハンドオーバする移動局装置３０の情報を送信して設定する。小型基地局２０は、マクロ基地局１０からハンドオーバ要求応答を受信したら、移動局装置３０が自局との通信を切断するようにセル移動のハンドオーバ指示（HO Command）を移動局装置３０に送信する。ハンドオーバ指示を受けた移動局装置３０は、ハンドオーバ先のマクロ基地局１０にハンドオーバ完了を送信してマクロ基地局１０との通信を開始することにより、ハンドオーバを完了する。
なお、上記ハンドオーバにおける「ハンドオーバマージン」の値を大きく設定すると、そのハンドオーバ元（本例では小型基地局２０）のセルへの接続率が向上し、ピンポンハンドオーバ（Ping-pong HO）の発生を抑制できるが、逆にハンドオーバ先（本例ではマクロ基地局１０）のセルへのハンドオーバ成功率は低下する。前述のＣＲＥでは、「ハンドオーバマージン」の値を大きく設定することにより、小型基地局２０のセル２０Ａが積極的に選択されるようにすることで、移動局装置３０がハンドオーバする小型基地局２０のセル２０Ａから他のセルへハンドオーバが抑制されるため、セル２０Ａの半径があたかも拡張されたような効果が得られる。
次に、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの移動通信システムにおける下りリンクの無線フレームについて説明する。ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、広帯域化に伴うマルチパス耐性向上の観点から、下りリンクアクセス方式としてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用されており、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボル間干渉を除去するためのガードインターバル区間として、約４．７６μｓ（Ｎｏｒｍａｌ Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ仕様）および約１６．６７μｓ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ仕様）をオプションとして選択できる。
図３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおける周波数帯域幅の説明図である。図３（ａ）に示すように、ＬＴＥでは周波数帯域幅（システム帯域幅）として１．４ＭＨｚ、３ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、２０ＭＨｚの帯域幅がサポートされ、下りリンクについては、最大４送信アンテナまでの複数アンテナ送受信ＭＩＭＯがサポートされる。一方、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、図３（ｂ）に示すようにＬＴＥとの後方互換性を保ち、基本周波数ブロック（ＣＣ：Component Carrier）を複数組み合わせることで広帯域化を実現するＣＡ（Carrier Aggregation）（非特許文献１参照）を用いて最大１００ＭＨｚのシステム帯域幅までサポートされ、下りリンクについては最大８送信アンテナまでのＭＩＭＯがサポートされる。
図４は、ＬＴＥ／ＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄのＮｏｒｍａｌ Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ（以下、「Ｎｏｒｍａｌ ＣＰ」という。）仕様における下りリンクのフレーム構成、サブフレーム構成およびチャネル構成を示す説明図である。また、図５は、サブフレームの構成を示す説明図である。無線フレーム長は１０ｍｓであり、１ｍｓ長の１０個のサブフレームから構成される。図５に示すように、サブフレームは１４ＯＦＤＭシンボルから構成される。また、無線リソース割当て最小単位はＲＢ（Resource Block）と呼ばれ、周波数方向に１２サブキャリア、時間軸方向に７ＯＦＤＭシンボルの計８４個のＲＥ（Resource Element）で構成される。スケジューリングの最小単位であるＴＴＩ（Transmission Time Interval）は、１サブフレーム（１４ＯＦＤＭシンボル）であり、１サブフレーム毎に各移動局装置がどの周波数／時間リソースマッピングされているのか、各移動局装置へのデータ信号がどのような変調フォーマット（変調方式、符号化率）を使用するか等のスケジューリングを行い、その結果が移動局装置３０へ通知される。以下、下りリンク物理チャネルとその役割について説明する。
〔同期信号（ＳＳ）〕
移動局装置３０が接続先の最適なセルを探索することを「セルサーチ」と呼び、セルサーチに用いられる信号を同期信号（ＳＳ：Synchronization Signal）と呼ぶ。同期信号ＳＳは、システム帯域の中央７２サブキャリア分を用い、最小周波数帯域幅内で送信される。この最小周波数帯域幅内で同期信号ＳＳを送信することにより、移動局装置３０がシステムで使用されているシステム帯域幅を意識せずにセルサーチが可能となる。同期信号ＳＳは２種類の符号系列を持っており、シンボルタイミング同期およびローカルＩＤ検出を目的としたＰ−ＳＳ（Primary-SS）と、無線フレーム同期およびセルＩＤグループ検出を目的としたＳ−ＳＳ（Secondary-SS）とがある。これらの２系列の組合せを検出することにより、当該セルの識別情報である物理レイヤセルＩＤ（以下、「セルＩＤ」という。）を取得することが可能となる。また、複数アンテナ送信適用時の同期信号ＳＳのプリコーディング方式として、移動局装置３０がマクロ基地局１０送信アンテナ数情報を用いずに送信ダイバーシティ効果を得るため、複数のプリコーディングベクトルを時間的に切り替えるＰＶＳ（Precoding Vector Switching）が適用可能である。
移動局装置３０が接続先の最適なセルを探索することを「セルサーチ」と呼び、セルサーチに用いられる信号を同期信号（ＳＳ：Synchronization Signal）と呼ぶ。同期信号ＳＳは、システム帯域の中央７２サブキャリア分を用い、最小周波数帯域幅内で送信される。この最小周波数帯域幅内で同期信号ＳＳを送信することにより、移動局装置３０がシステムで使用されているシステム帯域幅を意識せずにセルサーチが可能となる。同期信号ＳＳは２種類の符号系列を持っており、シンボルタイミング同期およびローカルＩＤ検出を目的としたＰ−ＳＳ（Primary-SS）と、無線フレーム同期およびセルＩＤグループ検出を目的としたＳ−ＳＳ（Secondary-SS）とがある。これらの２系列の組合せを検出することにより、当該セルの識別情報である物理レイヤセルＩＤ（以下、「セルＩＤ」という。）を取得することが可能となる。また、複数アンテナ送信適用時の同期信号ＳＳのプリコーディング方式として、移動局装置３０がマクロ基地局１０送信アンテナ数情報を用いずに送信ダイバーシティ効果を得るため、複数のプリコーディングベクトルを時間的に切り替えるＰＶＳ（Precoding Vector Switching）が適用可能である。
〔物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）〕
物理報知チャネル（ＰＢＣＨ：Physical Broadcast Channel）には、移動局装置３０がセルサーチ後に最初に読むべき最低限の情報のみが含まれる。これらの情報はＭＩＢ（Master information Block）と呼ばれ、システム帯域幅やシステムフレーム番号（ＳＦＮ：System Frame Number）等の基本情報が含まれる（非特許文献２参照）。その他のシステム情報であるＳＩＢ（System Information Block）に関しては、後述する物理共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel）で送信される。ＰＢＣＨは、送信アンテナ数に関わらず常に単一ストリーム送信であり、送信アンテナ数によってプリコーディング方式が異なるだけである。単一アンテナ送信時はＰＢＣＨのプリコーディングは適用されず、複数アンテナ送信時のＰＢＣＨのプリコーディング方式として、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号に基づくＳＦＢＣ（Space Frequency Block Coding）またはＳＦＢＣ／ＦＳＴＤ（Space Frequency Block Coding/Fast Switching Transmit Diversity）が適用される（非特許文献３参照）。移動局装置３０は、ＰＢＣＨを復号することにより、当該セルの基地局の送信アンテナ数の情報を取得することができる。また、ＰＢＣＨもＳＳと同様にシステム帯域幅の事前情報なしで復号できる必要があるため、帯域の中心において最小帯域幅内で送信される。
物理報知チャネル（ＰＢＣＨ：Physical Broadcast Channel）には、移動局装置３０がセルサーチ後に最初に読むべき最低限の情報のみが含まれる。これらの情報はＭＩＢ（Master information Block）と呼ばれ、システム帯域幅やシステムフレーム番号（ＳＦＮ：System Frame Number）等の基本情報が含まれる（非特許文献２参照）。その他のシステム情報であるＳＩＢ（System Information Block）に関しては、後述する物理共有データチャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel）で送信される。ＰＢＣＨは、送信アンテナ数に関わらず常に単一ストリーム送信であり、送信アンテナ数によってプリコーディング方式が異なるだけである。単一アンテナ送信時はＰＢＣＨのプリコーディングは適用されず、複数アンテナ送信時のＰＢＣＨのプリコーディング方式として、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号に基づくＳＦＢＣ（Space Frequency Block Coding）またはＳＦＢＣ／ＦＳＴＤ（Space Frequency Block Coding/Fast Switching Transmit Diversity）が適用される（非特許文献３参照）。移動局装置３０は、ＰＢＣＨを復号することにより、当該セルの基地局の送信アンテナ数の情報を取得することができる。また、ＰＢＣＨもＳＳと同様にシステム帯域幅の事前情報なしで復号できる必要があるため、帯域の中心において最小帯域幅内で送信される。
〔参照信号（ＲＳ）〕
図６及び図７はそれぞれ、ＬＴＥ及びＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄのＮｏｒｍａｌ ＣＰ仕様における下りリンクの参照信号の構成例を示す説明図である。
図６に示すように、ＬＴＥにおいてサブフレーム内の時間領域で１４ＯＦＤＭシンボルのうち、第１、５、８、１２ＯＦＤＭシンボル内、周波数領域で６サブキャリア間隔でセル固有参照信号（ＣＲＳ：Cell-specific Reference Signal）はＣＣ全体（周波数軸上および時間軸上）に分散して規則的に配置され常時送信される。また、ＣＲＳは、移動局装置３０におけるチャネル品質情報（ＣＳＩ：Channel State Information）の測定用の基準信号及びデータ復調用の基準信号という２つの役割を担っている。ＣＲＳはセルＩＤによって、異なるスクランブリングとマッピングされるサブキャリア位置の周波数シフトが適用される。
図６及び図７はそれぞれ、ＬＴＥ及びＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄのＮｏｒｍａｌ ＣＰ仕様における下りリンクの参照信号の構成例を示す説明図である。
図６に示すように、ＬＴＥにおいてサブフレーム内の時間領域で１４ＯＦＤＭシンボルのうち、第１、５、８、１２ＯＦＤＭシンボル内、周波数領域で６サブキャリア間隔でセル固有参照信号（ＣＲＳ：Cell-specific Reference Signal）はＣＣ全体（周波数軸上および時間軸上）に分散して規則的に配置され常時送信される。また、ＣＲＳは、移動局装置３０におけるチャネル品質情報（ＣＳＩ：Channel State Information）の測定用の基準信号及びデータ復調用の基準信号という２つの役割を担っている。ＣＲＳはセルＩＤによって、異なるスクランブリングとマッピングされるサブキャリア位置の周波数シフトが適用される。
一方、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、（ｉ）下りリンク最大８アンテナ送信への拡張、（ｉｉ）Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ等における任意のプリコーディングに対応するため、ＣＳＩ測定用基準信号とデータ復調用基準信号の２つの機能を分離し、それぞれＣＳＩ測定用参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）と移動局装置それぞれに対応するＵＥ固有参照信号（ＵＥ−ＲＳ）の２つの参照信号を新たに定義している。
図７に示すように、追加したＣＳＩ−ＲＳがＬＴＥの移動局装置に割り当てられたＰＤＳＣＨへ与える干渉を最小限に抑えるため、ＣＳＩ−ＲＳはＣＲＳに比較して複数サブフレーム毎に１回程度の長い周期で多重される。また、ＰＤＳＣＨにおける最大８レイヤのＭＩＭＯ多重に対応するため、複数レイヤ間のＵＥ−ＲＳは直交符号により符号分割多重で送信される。これらのＵＥ−ＲＳは、典型的な伝搬環境における周波数軸上の補間精度を維持するため１ＲＢ当たり３サブキャリアの割合で挿入される。ただし、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの移動局装置に割り当てられないＲＢではＵＥ−ＲＳは送信されない。なお、ＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄにおいてもＣＲＳが送信されている。これは、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの基地局のエリア内で、ＬＴＥの移動局装置とＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの移動局装置を同一セル内で共存させる必要があることや、後述するＬ１／Ｌ２制御チャネルの復号を行う必要があるためである。
〔Ｌ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ）〕
下りリンクＬ１／Ｌ２制御信号はＬａｙｅｒ−１（Ｌ１）およびＬａｙｅｒ−２（Ｌ２）に閉じた制御情報であり、ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）、ＰＨＩＣＨ（Physical HARQ Indicator Channel）、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）という３つの異なる物理チャネルに対応する。
下りリンクＬ１／Ｌ２制御信号はＬａｙｅｒ−１（Ｌ１）およびＬａｙｅｒ−２（Ｌ２）に閉じた制御情報であり、ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）、ＰＨＩＣＨ（Physical HARQ Indicator Channel）、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）という３つの異なる物理チャネルに対応する。
ＰＣＦＩＣＨは、ＰＤＣＣＨが使用するＯＦＤＭシンボル数を通知し、通常、間接的にサブフレーム内のデータ領域のスタートタイミングを示す。制御信号領域のサイズが１、２または３ＯＦＤＭシンボルのどれに対応するかをＰＣＦＩＣＨの中のＣＦＩ（Control Format Indicator）値により移動局装置３０へ通知する。ＰＣＦＩＣＨ情報の正確な復号は重要であり、仮に誤ると移動局装置３０はサブフレーム内の制御チャネルとデータ領域のスタートタイミングを認識できなくなってしまう。また、ＰＣＦＩＣＨが、復号されるまで制御信号領域のサイズが分からないため、常に各サブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルにマッピングされる。
ＰＨＩＣＨは、上りリンクの共有チャネルであるＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）に対する再送要求信号を通知する。ＰＨＩＣＨは、ＰＣＦＩＣＨの指示によらず通常、各サブフレームの第１ＯＦＤＭで送信される。また、ＰＨＩＣＨは、ＭＩＢに設定するＰＨＩＣＨ関連のパラメータにより、準静的に第１、第２、第３の３つのＯＦＤＭシンボル区間を用いて送信することも可能である。この場合は、制御信号領域のＯＦＤＭシンボル数はＰＣＦＩＣＨの指示によらず３となり、データ領域のスタートタイミングは固定される。
ＰＤＣＣＨは、上下リンクのスケジューリングの決定や上りリンクの電力制御コマンドなどの制御情報（ＤＣＩ：Downlink Control Information）の伝送に用いられる。ＤＣＩには、ＰＤＳＣＨリソース指示、伝送フォーマット、ＨＡＲＱ情報、および空間多重に関する制御情報を含む下りリンクスケジューリング割当てが含まれる。また、ＤＣＩには、ＰＵＳＣＨリソース指示、伝送フォーマット、ＨＡＲＱ関連情報を上りリンクスケジューリンググラントも含まれる。なお、上りリンクスケジューリンググラントには、ＰＵＳＣＨ上り物理チャネルの電力制御のためのコマンドも含まれる。さらに、スケジューリング割当て／グラントにおける補助的なコマンドとなるＵＥのセットに対する電力制御コマンドもＤＣＩに含まれる。
前述のように、各サブフレームは、下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネル信号のＲＥがマッピングされる制御信号領域と、各ユーザのデータ信号およびＬ１／Ｌ２より上位レイヤの制御信号が含まれる物理共有チャネル信号のＲＥがマッピングされるデータ領域とに分けられ、ＣＲＳに割り当てられたＲＥ以外のＲＥに対し、制御信号またはデータ信号が配置される。また、制御信号領域はリソース量に応じて各サブフレームの先頭１〜３ＯＦＤＭシンボルである。
ところで、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルは、ＰＢＣＨと同様、送信アンテナ数に関わらず単一ストリーム送信であり、送信アンテナ数によってプリコーディング方式が異なるだけである。例えば、単一送信アンテナではプリコーディングは適用されず、送信アンテナ数２および４の場合でＳＦＢＣおよびＳＦＢＣ／ＦＳＴＤがそれぞれ適用される（非特許文献３参照）。
〔物理共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）〕
ＰＤＳＣＨは、下りリンクデータを送信する物理チャネルであり、ＭＩＭＯ伝送方式としてＭＩＭＯダイバーシティに加え、ＬＴＥでは最大４レイヤのＭＩＭＯ多重、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは最大８レイヤのＭＩＭＯ多重に対応する。また、ＭＩＢ以外の報知情報であるＳＩＢや着信時の呼び出しであるページング情報、その他上位レイヤの制御メッセージ、例えばＲＲＣ（Radio Resource Control protocol）レイヤの制御情報もＰＤＳＣＨで送信される。移動局装置３０は、ＰＤＣＣＨから取得した無線リソース割当位置、変調方式、データサイズ（ＴＢ：Transport Block size）等の情報に基づいてＰＤＳＣＨを復号する。
ＰＤＳＣＨは、下りリンクデータを送信する物理チャネルであり、ＭＩＭＯ伝送方式としてＭＩＭＯダイバーシティに加え、ＬＴＥでは最大４レイヤのＭＩＭＯ多重、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは最大８レイヤのＭＩＭＯ多重に対応する。また、ＭＩＢ以外の報知情報であるＳＩＢや着信時の呼び出しであるページング情報、その他上位レイヤの制御メッセージ、例えばＲＲＣ（Radio Resource Control protocol）レイヤの制御情報もＰＤＳＣＨで送信される。移動局装置３０は、ＰＤＣＣＨから取得した無線リソース割当位置、変調方式、データサイズ（ＴＢ：Transport Block size）等の情報に基づいてＰＤＳＣＨを復号する。
次に、上記ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの移動通信システムをモデル化し、小型基局２０のセル２０Ａとマクロ基地局１０のセル１０Ａとの境界付近に位置した移動局装置３０が下りリンクのＬ１／Ｌ２制御チャネルを介して制御信号を受信するときに干渉信号を抑圧又は除去する干渉キャンセラの原理について説明する。なお、ここで説明する干渉キャンセラの原理は、下りリンクのＬ１／Ｌ２制御チャネルと同様の送信方式（変調方式やプリコーディング方式）が適用される他のチャネル、例えばＰＢＣＨにも適用可能である。
〔システムモデル〕
本実施形態の移動通信システムの全体については次のようにモデル化した。前述の図１に示すように、本実施形態の移動通信システムは、マクロ基地局１０のセル１０Ａ内に小型基地局２０のセル２０Ａがオーバーラップする構成であり、小型基地局２０はマクロ基地局１０にサブフレーム同期している。小型基地局２０のセル２０Ａをサービングセル、マクロ基地局１０のセル１０Ａを干渉セルとし、図１内のマクロ基地局１０以外のマクロ基地局から受ける移動局装置３０への干渉はガウス雑音とみなす。また、残りのＯＦＤＭシンボルがデータ領域となる。また、本実施形態のモデル化した移動通信システムでは、小型基地局２０及びマクロ基地局１０はともにユーザ数が十分多い場合を想定し、制御信号領域のＯＦＤＭシンボル数は３（すなわち、制御信号領域が第１、第２、第３の３つのＯＦＤＭシンボルで構成される場合）に固定して検討する。
本実施形態の移動通信システムの全体については次のようにモデル化した。前述の図１に示すように、本実施形態の移動通信システムは、マクロ基地局１０のセル１０Ａ内に小型基地局２０のセル２０Ａがオーバーラップする構成であり、小型基地局２０はマクロ基地局１０にサブフレーム同期している。小型基地局２０のセル２０Ａをサービングセル、マクロ基地局１０のセル１０Ａを干渉セルとし、図１内のマクロ基地局１０以外のマクロ基地局から受ける移動局装置３０への干渉はガウス雑音とみなす。また、残りのＯＦＤＭシンボルがデータ領域となる。また、本実施形態のモデル化した移動通信システムでは、小型基地局２０及びマクロ基地局１０はともにユーザ数が十分多い場合を想定し、制御信号領域のＯＦＤＭシンボル数は３（すなわち、制御信号領域が第１、第２、第３の３つのＯＦＤＭシンボルで構成される場合）に固定して検討する。
図８は、制御信号領域におけるＣＲＳのＲＥ配置例を示している。ただし、同図では簡易化のため一部のＲＥのみ示している。前述のようにＣＲＳはセルＩＤによって、異なるスクランブリングとマッピングされるサブキャリア位置の周波数シフトが適用される。そのため、ＣＲＳのＲＥ配置は、小型基地局２０のセル（以下、適宜「サービングセル」という。）２０Ａとマクロ基地局１０のセル（以下、適宜「干渉セル」という。）１０ＡのセルＩＤの組合せによって、次の２つの場合に分類される。すなわち、図８（ａ）に示すようにサービングセル２０ＡのＣＲＳと干渉セル１０Ａの制御信号領域におけるＣＲＳがセル間で重なるＲＥ配置（Ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳ）となる場合と、図８（ｂ）に示すように制御信号領域においてＣＲＳがセル間で重ならないＲＥ配置（Ｎｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳ）となる場合に分類される。特に、後者のＮｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合、ＣＲＳが含まれるＯＦＤＭシンボルでは、サービングセル２０ＡのＬ１／Ｌ２制御信号は、干渉セル１０ＡのＬ１／Ｌ２制御信号だけでなく、干渉セル１０ＡのＣＲＳからの干渉を同時に受けることとなる。また、Ｎｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合においてＣＲＳが含まれない制御信号領域のＯＦＤＭシンボル（すなわち、第１のＯＦＤＭシンボルを除き、第２および第３のＯＦＤＭシンボル）、または、Ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合における制御信号領域のＯＦＤＭシンボル（第１から第３のＯＦＤＭシンボル）では、サービングセル２０ＡのＬ１／Ｌ２制御信号は干渉セル１０ＡのＬ１／Ｌ２制御信号からの干渉を受けることとなるが、干渉セル１０ＡのＣＲＳからの干渉を受けない。ところで、Ｎｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳとなる場合、ＣＲＳに割り当てるＲＥあたりの送信電力（ＥＰＲＥ：Energy Per Resource Element）をＬ１／Ｌ２制御信号やデータ領域の信号に対して多く配分する「ＣＲＳ ｐｏｗｅｒ ｂｏｏｓｔｉｎｇ」を適用することにより、ＣＲＳの受信ＳＩＲ（Signal-to-Interference power Ratio）が向上するため、チャネル推定精度を改善することができる。そこで、本実施形態では「ＣＲＳ ｐｏｗｅｒ ｂｏｏｓｔｉｎｇ」を適用する（非特許文献４参照）。ただし、Ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合、ＣＲＳ同士が干渉によりＣＲＳの受信ＳＩＲは改善しないため、「ＣＲＳ ｐｏｗｅｒ ｂｏｏｓｔｉｎｇ」によるチャネル推定改善効果はほとんど得られない。
前述のように、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルは、送信アンテナ数に関わらず単一ストリーム送信であり、送信アンテナ数によってプリコーディング方式が異なるだけである。下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルは各基地局から常に単一のストリームが送信されるので、サービングセル２０Ａに接続している移動局装置（ＵＥ）３０において、受信アンテナのアレー自由度に相当する数の干渉基地局からのＬ１／Ｌ２制御信号による干渉を除去することができる。移動局装置（ＵＥ）３０で干渉局であるマクロ基地局１０の送信アンテナ数およびマクロ基地局１０〜小型基地局２０間のチャネル応答（伝送路応答）が得られれば、Ｚｅｒｏ−Ｆｏｒｃｉｎｇ（ＺＦ）等の線形処理に基づき、マクロ基地局１０からの干渉を除去することができる。ただし、前述のようにＮｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合においてＣＲＳが含まれるＯＦＤＭシンボルでは、干渉セル１０ＡのＬ１／Ｌ２制御信号だけでなく、干渉セル１０ＡのＣＲＳからの干渉を同時に受けることを考慮する必要がある。
〔受信信号モデル〕
移動局装置３０がマクロ基地局１０及び小型基地局２０から受信する受信信号については、次のようにモデル化を行った。図１に示すように、小型基地局（サービングセル基地局）２０と移動局装置３０との間の下りリンクのチャネル応答行列、マクロ基地局（干渉セル基地局）と移動局装置３０との間の下りリンクのチャネル応答行列および雑音ベクトルをそれぞれＨ（ｓ）（ｋ）、Ｈ（ｕ）（ｋ）、ｎ（ｋ）とおき、各基地局の送信アンテナ数をＮｔおよび移動局装置３０のアンテナ数をＮｒとすると、移動局装置３０における受信信号ベクトルｘ（ｋ）は次式（１）で表される。
移動局装置３０がマクロ基地局１０及び小型基地局２０から受信する受信信号については、次のようにモデル化を行った。図１に示すように、小型基地局（サービングセル基地局）２０と移動局装置３０との間の下りリンクのチャネル応答行列、マクロ基地局（干渉セル基地局）と移動局装置３０との間の下りリンクのチャネル応答行列および雑音ベクトルをそれぞれＨ（ｓ）（ｋ）、Ｈ（ｕ）（ｋ）、ｎ（ｋ）とおき、各基地局の送信アンテナ数をＮｔおよび移動局装置３０のアンテナ数をＮｒとすると、移動局装置３０における受信信号ベクトルｘ（ｋ）は次式（１）で表される。
なお、式（１）中の各ベクトルおよび行列の各要素は以下の式（２）〜式（７）のように表される。
ただし、ＰｓおよびＰｕはそれぞれ小型基地局２０およびマクロ基地局１０の送信電力をそれぞれ表す。また、ｘｎｒ（ｋ）は移動局装置３０の第ｎｒ受信アンテナの受信信号、ｈ（ｓ） ｎｒ,ｎｔ（ｋ）は小型基地局２０の第ｎｔ送信アンテナと移動局装置３０の第ｎｒ受信アンテナとの間の周波数応答、ｈ（ｕ） ｎｒ,ｎｔ（ｋ）はマクロ基地局１０の第ｎｔ送信アンテナと移動局装置３０の第ｎｒ受信アンテナとの間の周波数応答、ｓｎｔ（ｋ）は小型基地局２０の第ｎｔ送信アンテナにおける送信信号、ｕｎｔ（ｋ）はマクロ基地局１０の第ｎｔ送信アンテナにおける送信信号、ｎｎｒ（ｋ）は移動局装置３０の第ｎｒ受信アンテナの雑音成分を表す。
以下、各基地局１０、２０の送信アンテナ数Ｎｔおよび移動局装置３０の受信アンテナ数Ｎｒがともに２の場合すなわちＮｔ＝Ｎｒ＝２の場合を例に説明する。なお、以下の説明は、アンテナ数ＮｔおよびＮｒが２以外の場合でも同様に適用できる。
〔Ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合〕
ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、Ｎｔ＝２のとき、制御領域の信号のＰｒｅｃｏｄｉｎｇ方式として、Ａｌａｍｏｕｔｉの符号に基づくＳＦＢＣ（Space Frequency Block Coding）が適用される。Ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合、各サブフレームにおいて、小型基地局２０の下りリンクＬ１／Ｌ２制御信号が受ける干渉はマクロ基地局１０から送信される下りリンクＬ１／Ｌ２制御信号のみであり、マクロ基地局１０が送信するＣＲＳからの干渉を受けない。従って、ＳＦＢＣ符号化ブロックのインデックスをｉとし、各ＳＦＢＣ符号化ブロックにおける受信信号ベクトルを周波数方向に拡張し、拡張受信信号ベクトルを次式（８）のように定義すると、式（９）が成り立つ。
ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、Ｎｔ＝２のとき、制御領域の信号のＰｒｅｃｏｄｉｎｇ方式として、Ａｌａｍｏｕｔｉの符号に基づくＳＦＢＣ（Space Frequency Block Coding）が適用される。Ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合、各サブフレームにおいて、小型基地局２０の下りリンクＬ１／Ｌ２制御信号が受ける干渉はマクロ基地局１０から送信される下りリンクＬ１／Ｌ２制御信号のみであり、マクロ基地局１０が送信するＣＲＳからの干渉を受けない。従って、ＳＦＢＣ符号化ブロックのインデックスをｉとし、各ＳＦＢＣ符号化ブロックにおける受信信号ベクトルを周波数方向に拡張し、拡張受信信号ベクトルを次式（８）のように定義すると、式（９）が成り立つ。
ただし、式（９）中の行列及びベクトルは、次の式（１０）〜式（１６）のように表される。
上記式（１０）、式（１１）および式（１４）により、式（９）の行列Ｈ（ｉ）は、４×４のフルランク行列である。すなわち、移動局装置３０の受信アンテナのアレー自由度の範囲内で干渉信号を除去することができ、ＺＦ（Zero-Forcing）、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）、ＳＩＣ（Successive Interference Canceller）等のアルゴリズムを用いて、希望信号ｄ（ｓ）（ｋ）を推定することができることを示している。ただし、ＭＭＳＥを適用する場合、干渉除去対象となる干渉セル（マクロ基地局１０のセル１０Ａ）から送信された信号の受信信号電力分を除いた干渉雑音電力の情報が必要であることに注意を要する。また、ＳＩＣを適用する場合、マクロ基地局１０（干渉セル基地局）による干渉成分のレプリカを生成するために、マクロ基地局１０内で制御される下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルにおける送信電力Ｐｕの情報を予め取得する必要がある。従って、上記の干渉雑音電力の情報や送信電力Ｐｕの情報を取得しない場合、あるいは取得できない場合、干渉除去アルゴリズムとして、これらの情報を必要としないＺＦを適用することとなる。
〔Ｎｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合〕
（１）第１ＯＦＤＭシンボル
ｌ（ｓ）及びｌ（ｕ）をそれぞれサービングセル基地局（小型基地局２０）及び干渉セル基地局（マクロ基地局１０）のセルＩＤとし、次式（１７）のΔ（ｑ）を定義する。
（１）第１ＯＦＤＭシンボル
ｌ（ｓ）及びｌ（ｕ）をそれぞれサービングセル基地局（小型基地局２０）及び干渉セル基地局（マクロ基地局１０）のセルＩＤとし、次式（１７）のΔ（ｑ）を定義する。
Ｎｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合、各サブフレームにおいて、小型基地局２０のセル（サービングセル）２０Ａの第１ＯＦＤＭシンボルで送信される下りリンクＬ１／Ｌ２制御信号は、マクロ基地局１０のセル（干渉セル）１０Ａの下りリンクＬ１／Ｌ２制御信号からの干渉に加えて、マクロ基地局１０が送信するＣＲＳからの干渉を受ける。従って、ｕｎｔ （ＲＳ）（ｉ）を第ｉＳＦＢＣ符号化ブロック内に含まれるマクロ基地局１０の第ｎｔ送信アンテナのＣＲＳとすると、拡張受信信号ベクトルｘ（ｉ）について次式（１８）が成り立つ。
ただし、式（１８）中の行列及びベクトルは、次の式（１９）〜式（２３）のように表される。
（２）第２ＯＦＤＭシンボルおよび第３ＯＦＤＭシンボル
各サブフレームにおいて、第２ＯＦＤＭシンボルおよび第３ＯＦＤＭシンボルで送信される、小型基地局２０のセルの下りリンクＬ１／Ｌ２制御信号は、マクロ基地局１０が送信する下りリンクＬ１／Ｌ２制御信号からの干渉とのみとなるため、拡張受信信号ベクトルｘ（ｉ）は、前述のＣｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合と同じように、次式（２４）で表される。
各サブフレームにおいて、第２ＯＦＤＭシンボルおよび第３ＯＦＤＭシンボルで送信される、小型基地局２０のセルの下りリンクＬ１／Ｌ２制御信号は、マクロ基地局１０が送信する下りリンクＬ１／Ｌ２制御信号からの干渉とのみとなるため、拡張受信信号ベクトルｘ（ｉ）は、前述のＣｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合と同じように、次式（２４）で表される。
上記式（１９）、式（２０）および式（２１）により、式（１８）の行列Ｈ（ｉ）は、４×６行列となり、フルランク行列とならない。すなわち、Ｎｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合、移動局装置３０が受信する第１ＯＦＤＭシンボルにおけるＬ１／Ｌ２制御チャネルは、マクロ基地局１０のＬ１／Ｌ２制御信号だけでなく、マクロ基地局１０のＣＲＳからの干渉も受ける。そのため、移動局装置３０が受信信号から希望信号ｄ（ｓ）（ｋ）を推定する場合、移動局装置３０の受信アンテナにおけるアレーの自由度が不足する。一方、式（２４）の行列Ｈ（ｉ）は、式（９）と同様、４×４のフルランク行列となっていることから、移動局装置３０はその受信アンテナのアレー自由度の範囲内で干渉信号を除去することができ、希望信号ｄ（ｓ）（ｋ）を推定することができる。
表１は、Ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合及びＮｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合のそれぞれにおいて受信信号処理に適用可能なアルゴリズムの一例を示している。表１に示すように、干渉キャンセラ適用かつＣｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合、全制御ＯＦＤＭシンボルに対してＺＦを適用し、干渉キャンセラ適用かつＮｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合、第２および第３ＯＦＤＭシンボルにのみＺＦを適用し、ＣＲＳがセル間で干渉する第１ＯＦＤＭシンボルについては、希望信号の受信電力が最大となる最大比合成（ＭＲＣ：Maximum Ratio Combining）を適用する。さらに、干渉キャンセラ非適用に関しては、全制御ＯＦＤＭシンボルに対して希望信号の受信電力が最大となるＭＲＣを適用する。
次に、本実施形態の移動局装置３０に適用可能な受信信号処理のアルゴリズムとして、ＳＦＢＣ復号の基本となる最大比合成（ＭＲＣ）及び干渉除去適用効果が見込まれるＺｅｒｏ−Ｆｏｒｃｉｎｇ（ＺＦ）について説明する。
〔最大比合成（ＭＲＣ）〕
ＳＦＢＣ等の開ループ送信ダイバーシティでは、信号検出アルゴリズムとしてＭＲＣが一般的に用いられる。ここで、隣接するサブキャリアの周波数応答はほぼ等しく、次式（２５）を満たすとすると、近似式（２６）が成立する。
ＳＦＢＣ等の開ループ送信ダイバーシティでは、信号検出アルゴリズムとしてＭＲＣが一般的に用いられる。ここで、隣接するサブキャリアの周波数応答はほぼ等しく、次式（２５）を満たすとすると、近似式（２６）が成立する。
ここで、ＭＲＣ適用後の拡張受信信号ベクトルｙ（ｓ） ＭＲＣ（ｉ）を式（２７）で表すと、ｙ（ｓ） ＭＲＣ（ｉ）として式（２８）が得られる。
ただし、式（２８）中の計数α（ｉ）は次式（２９）で表される。
ここで、下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルのうち、ＰＤＣＣＨを復号するために必要な各ビットの通信路対数尤度比（ＬＬＲ：Log-likelihood Ratio）の計算法の一例について述べる。ＰＤＣＣＨでは変調方式としてＱＰＳＫが適用されるので、軟判定シンボルｙ（ｓ） ＭＲＣ（ｍ）（ｍ＝２ｉ、２ｉ＋１）を実部と虚部に分け、これらをＰ／Ｓ処理することにより、各ビットの通信路対数尤度比を生成する。各ビットの通信路対数尤度比Ｌｃｈ（ｉ）は次式で表される。
上記式（２８）に示すように、ＭＲＣは希望信号受信電力を最大化する受信アルゴリズムであり、干渉信号電力を低減することを目的としたアルゴリズムではない。そのため、小型基地局２０からの信号の受信電力に対し、マクロ基地局１０からの干渉信号受信電力が無視できない場合、信号検出精度が大きく劣化することがわかる。このような場合、次のＺｅｒｏ−Ｆｏｒｃｉｎｇ （ＺＦ）のような干渉除去効果の高いアルゴリズムを適用することが望ましい。
〔Ｚｅｒｏ−Ｆｏｒｃｉｎｇ（ＺＦ）〕
Ｎｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合においてＣＲＳが含まれない制御信号領域のＯＦＤＭシンボル（すなわち、第１のＯＦＤＭシンボルを除き、第２および第３のＯＦＤＭシンボル）やＣｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合における制御信号領域の全ＯＦＤＭシンボル（すなわち、第１から第３のＯＦＤＭシンボル）では、ＺＦ等の線形空間フィルタリングの原理に基づき、マクロ基地局１０からの干渉を除去することができる。
ＺＦのウェイト行列Ｗ（ｓ）（ｉ）を次式（３１）で表すと、式（３２）が得られる。
Ｎｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合においてＣＲＳが含まれない制御信号領域のＯＦＤＭシンボル（すなわち、第１のＯＦＤＭシンボルを除き、第２および第３のＯＦＤＭシンボル）やＣｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合における制御信号領域の全ＯＦＤＭシンボル（すなわち、第１から第３のＯＦＤＭシンボル）では、ＺＦ等の線形空間フィルタリングの原理に基づき、マクロ基地局１０からの干渉を除去することができる。
ＺＦのウェイト行列Ｗ（ｓ）（ｉ）を次式（３１）で表すと、式（３２）が得られる。
従って、ＺＦ適用後の拡張受信信号ベクトルｚ（ｓ）（ｉ）は、次式で表される。
ただし、式（３３）中のベクトルｎ’（ｉ）は、次式（３４）で表される。
上記式（３２）より、式（３３）の拡張受信信号ベクトルｚ（ｓ）（ｉ）には、マクロ基地局１０からの信号成分が含まれていないので、移動局装置３０において、マクロ基地局１０からのチャネル応答（伝送路応答）を取得することにより干渉を除去できることがわかる。
ここで、下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルのうち、ＰＤＣＣＨを復号するために必要な各ビットの通信路対数尤度比（ＬＬＲ：Log-likelihood Ratio）の計算法の一例について述べる。ＺＦを適用した場合、式（３１）の各合成ウェイトベクトルｗ（ｓ）ｐ（ｉ）（行列Ｗ（ｓ）（ｉ）の各列のベクトルに対応）のノルムが大きいシンボルほどそのシンボルに含まれるビットの信頼度は低くなる。そこで、式（３３）の軟判定シンボルｚ（２ｉ＋ｐ）に対し、次式（３５）のように合成ウェイトベクトルの２乗ノルムの逆数を乗算する。
ＰＤＣＣＨでは変調方式としてＱＰＳＫが適用されるので、重み付けされた軟判定シンボルｙ（ｓ） ＺＦ（２ｉ＋ｐ）を実部と虚部とに分け、これらをＰ／Ｓ処理することにより、各ビットの通信路対数尤度比を生成する。各ビットの通信路対数尤度比Ｌｃｈ（ｉ）は次式（３６）で表される。
次に、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおける下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルとしてのＰＤＣＣＨの送信側装置及び受信側装置の構成例について説明する。
図９は、ＬＴＥ／ＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄにおけるＰＤＣＣＨの送信側である基地局１０，２０の要部構成の一例を示す機能ブロック図である。
図９において、ＰＤＣＣＨの送信信号は次にように生成・送信される。下りリンクの専用制御情報である各ＤＣＩ（下りリンク制御情報）のビット列は、ＣＲＣ付与（CRC bits attachment）部１０１で１６ビットのＣＲＣ（巡回冗長検査符号）が付与され、通信路符号化器（Channel encoder）１０２で拘束長７及び原符号化率１／３のＴａｉｌ−Ｂｉｔｉｎｇ畳み込み符号により誤り訂正符号化される。ＣＲＣビットに対するマスクパターンを移動局識別情報であるＵＥ−ＩＤ毎に変えることにより、受信側の移動局装置は自局宛のＤＣＩを識別することができる。
図９において、ＰＤＣＣＨの送信信号は次にように生成・送信される。下りリンクの専用制御情報である各ＤＣＩ（下りリンク制御情報）のビット列は、ＣＲＣ付与（CRC bits attachment）部１０１で１６ビットのＣＲＣ（巡回冗長検査符号）が付与され、通信路符号化器（Channel encoder）１０２で拘束長７及び原符号化率１／３のＴａｉｌ−Ｂｉｔｉｎｇ畳み込み符号により誤り訂正符号化される。ＣＲＣビットに対するマスクパターンを移動局識別情報であるＵＥ−ＩＤ毎に変えることにより、受信側の移動局装置は自局宛のＤＣＩを識別することができる。
誤り訂正符号化されたＤＣＩは、予め定められた送信ビット数となるように、レートマッチング（Rate matching）部１０３でレートマッチング（リピテーションまたはパンクチャリング）される。送信ビット数は、移動局装置からフィードバックされるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）等の受信品質情報に基づき、７２ｂｉｔｓ、１４４ｂｉｔｓ、２８８ｂｉｔｓ、５７６ｂｉｔｓ（これらのビット数はそれぞれＰＤＣＣＨ ｆｏｒｍａｔ ０、１、２、３にそれぞれ対応し、ビット数が多いほど符号化率が低くなる）の中から最適なビット数（受信誤りがなくかつ最も符号化率が高いと推定される）ものが選択される。ただし、本実施形態では最も受信品質が劣悪なユーザの特性を評価するので、ＰＤＣＣＨ ｆｏｒｍａｔ３（送信ビット数：５７６ｂｉｔｓ）を固定的に用いる。
レートマッチングされた後のあるＵＥ−ＩＤのＰＤＣＣＨブロックは、専用制御情報マルチプレクサ（Dedicated control channel MUX）１０４により、その他のＵＥ−ＩＤのＰＤＣＣＨブロックと多重される。多重されたＰＤＣＣＨブロックは、スクランブリング（Scrambling）部１０５でセル固有およびサブフレーム番号固有のスクランブリングがかけられた後、ＩＱマッピング（I/Q mapping）部１０６で複素シンボルに変換される。そして、複素シンボルの系列はレイヤマッピング（Layer mapping）部１０７では複数アンテナ送信を適用するためのマッピング処理が行われた後、プリコーティング（Precoding）部１０８で送信アンテナ数に応じたプリコーディング行列が乗積され、送信アンテナに対応して設けられた物理チャネルマルチプレクサ（Physical channel MUX）１０９−１〜１０９−２に入力される。
各物理チャネルマルチプレクサ１０９−１〜１０９−２では、ＰＤＣＣＨブロックがその他の物理チャネル（ＳＳ、ＣＲＳ、ＰＢＣＨ、ＰＤＳＣＨ等）と時間多重または周波数多重され、ＯＦＤＭ方式で変調された送信信号が生成される。各送信信号は、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１１０−１，１１０−２で逆フーリエ変換され、並直列変換器（Ｐ／Ｓ）１１１−１，１１１−２で直列信号に変換される。各並直列変換器１１１−１，１１１−２の出力信号は、ＣＰ（サイクリックプレフィックス）付加（CP add.）部１１２−１，１１２−２でガードインターバルに相当するＣＰが付加された後、図示しない混合器で搬送周波数に周波数変換され、電力増幅器（ＴＸ ＲＦ）１１３−１，１１３−２で電力増幅されてアンテナ１１４−１，１１４−２から送信される。
図１０は、ＬＴＥ／ＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄにおけるＰＤＣＣＨの受信側である移動局装置３０の要部構成の一例を示す機能ブロック図である。
図１０に示すように、通信中の移動局装置３０は、同期信号（ＳＳ）の受信信号を用いて、サービングセル（本実施形態では小型基地局２０のセル２０Ａ）のみならず、干渉となる周辺セル（本実施形態ではマクロ基地局１０のセル１０Ａ）についても受信電力を測定している。
図１０に示すように、通信中の移動局装置３０は、同期信号（ＳＳ）の受信信号を用いて、サービングセル（本実施形態では小型基地局２０のセル２０Ａ）のみならず、干渉となる周辺セル（本実施形態ではマクロ基地局１０のセル１０Ａ）についても受信電力を測定している。
図１０において、移動局装置３０はまず、各アンテナ３０１−１，３０１−２及び高周波増幅器（ＲＸ−ＲＦ）３０２−１，３０２−２を介して受信した同期信号（ＳＳ）の受信信号から、セル探索・タイミング検出（Cell search & Timing detection）部３０３でフレームタイミングを検出し、ＣＰ削除（CP del.）部３０４−１，３０４−２によりＣｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ区間の受信信号を除去した後、直並列変換器（Ｓ／Ｐ）３０５−１，３０５−２で並列信号に変換される。各直並列変換器の出力信号は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部３０６−１，３０６−２によりサブキャリア毎の信号に変換された後、多重分離部（ＤＥＭＵＸ）３０７−１，３０７−２により、送信側で時間多重または周波数多重されたＰＤＣＣＨのブロックとその他の物理チャネル（ＳＳ、ＣＲＳ、ＰＢＣＨ、ＰＤＳＣＨ等）のブロックとが分離される。
なお、セル探索・タイミング検出部３０３は、周辺セルの受信レベルを常にモニターし、そのモニター結果に基づいて、下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルにおけるセル間干渉キャンセル対象の主要な干渉セルのセルＩＤを選択して出力する処理も行う。
サービングセル用のチャネル推定・物理報知チャネル復調（Channel estimation & PBCH decoding for serving-cell）部３０８は、サービングセルの基地局（小型基地局２０）の各送信アンテナから移動局装置３０の各受信アンテナまでのチャネル応答（伝送路応答）を推定する。このチャネル応答の推定は、多重分離部（ＤＥＭＵＸ）３０７−１，３０７−２から出力されるセル固有参照信号（ＣＲＳ）と、セル探索・タイミング検出部３０３から出力されるサービングセルのセルＩＤとに基づいて行われる。
また、干渉セル用のチャネル推定・物理報知チャネル復調（Channel estimation & PBCH decoding for interfering-cell）部３０９は、主要な干渉セルの基地局（マクロ基地局１０）の各送信アンテナから移動局装置３０の各受信アンテナまでのチャネル応答（伝送路応答）を推定する。このチャネル応答の推定は、多重分離部（ＤＥＭＵＸ）３０７−１，３０７−２から出力されるセル固有参照信号（ＣＲＳ）と、セル探索・タイミング検出部３０３から出力されるセル間干渉キャンセル対象の主要な干渉セルのセルＩＤとに基づいて行われる。
干渉キャンセル・希望信号合成（Interference canceling & desired signal combining）部３１０は、チャネル評価・物理報知チャネル復調部３０８，３０９から各チャネル応答の推定結果として出力されたサービングセル及び主要干渉セルそれぞれのチャネル品質情報（ＣＳＩ）を用い、前述の最大比合成（ＭＲＣ）やＺｅｒｏ−Ｆｏｒｃｉｎｇ（ＺＦ）の受信信号処理アルゴリズムの処理手順に基づいて、ＰＤＣＣＨ部分の受信信号から干渉成分を除去した軟判定シンボルを得る。通信路対数尤度比生成（Channel LLR per coded bit generation）部３１１は、干渉キャンセル・希望信号合成部３１０から出力された軟判定シンボルに基づいて、ＰＤＣＣＨのビット毎の対数尤度比（ＬＬＲ）を生成する。復号・多重分離（De-scrambling dedicated control channel DEMUX）部３１２は、受信したＰＤＣＣＨの復号化を行った後、ＰＤＣＣＨのビット列から、複数のＤＣＩの符号化ビット列を分離する。そして、分離したビット列毎に、デレートマッチング（De-rate matching）部３１３によるデレートマッチング処理と通信路符号復号器部（Channel decoder）３１４による誤り訂正復号処理とを行った後、巡回冗長検査（ＣＲＣ）及びＣＲＣビット除去（CRC & CRC bits deletion）部３１５により、自局あての専用ＤＣＩを復元して検出する。
なお、実際のＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、自局あてのＤＣＩを取得するためには、そのＤＣＩがマッピングされるＰＤＣＣＨの位置およびＰＤＣＣＨ ｆｏｒｍａｔに関する情報を移動局装置３０において複数の候補の中からブラインドで推定する必要がある。しかし、後述のシミュレーション評価では、簡単のため、これらの情報を移動局装置３０側で既知として評価している。
次に、上記移動通信システムのモデルに基づいて行った３種類のシミュレーション評価について説明する。ただし、これらのシミュレーションでは、本発明のセル間干渉キャンセラの適用効果が最も得られると考えられる、サービングセルおよび干渉セル共に制御信号領域のＯＦＤＭシンボル数を３とした場合について評価する。
〔第１のシミュレーション評価〕
第１のシミュレーションでは、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおける下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルのうち、必要とするリソースが最も多く、セルのカバレッジに最も大きな影響を与えると考えられるＰＤＣＣＨについて、前述のセル間干渉キャンセラの適用効果を評価した。
第１のシミュレーションでは、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおける下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルのうち、必要とするリソースが最も多く、セルのカバレッジに最も大きな影響を与えると考えられるＰＤＣＣＨについて、前述のセル間干渉キャンセラの適用効果を評価した。
本シミュレーションでは、ＰＤＣＣＨのセル間干渉が最大となる場合を想定し、各サブフレーム内のＲＥ使用率を１００％として評価した。また、干渉キャンセラの適用効果の減少が想定されるＮｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳにおいて、チャネル推定精度の向上による改善効果を得るため、「ＣＲＳ ｐｏｗｅｒ ｂｏｏｓｔｉｎｇ」を適用した（非特許文献４参照）。なお、本シミュレーションでは「ＣＲＳ ｐｏｗｅｒ ｂｏｏｓｔｉｎｇ」において、ＣＲＳにおけるＥＰＲＥ（ＣＲＳ ＥＰＲＥ）をＬ１／Ｌ２制御シンボルのＥＰＲＥに対して３ｄＢ大きい値を用いた。
図１１は、下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルセル間干渉キャンセラを適用した場合及び干渉キャンセラを適用しない場合のＰＤＣＣＨの平均ブロック誤り率（ＢＬＥＲ）のシミュレーション評価結果を示すグラフである。本シミュレーションでは、ＰＤＣＣＨの所要品質であるＢＬＥＲ＝１０?２以下を達成する平均受信ＳＩＲで評価した。表２は、本シミュレーションで用いた主なシミュレーション諸元の一覧表である。干渉キャンセラを動作させるために必要なサービングセル基地局（小型基地局２０）と移動局装置３０間のチャネル推定および干渉セル基地局（マクロ基地局１０）と移動局装置３０間のチャネル推定は、非特許文献５に記載の方法に基づいて行った。また、ＰＤＣＣＨの通信路符号化において用いられるＴａｉｌ−Ｂｉｔｉｎｇ畳み込み符号の復号法として、非特許文献６に記載のＣｉｒｃｕｌａｒ Ｖｉｔｅｒｂｉアルゴリズムに基づく方法を適用した。
図１１より、干渉キャンセラを適用することにより、干渉キャンセラを適用しない場合に比べて、所要受信ＳＩＲを約６ｄＢ低減できることがわかる。すなわち、干渉キャンセラを適用することにより、ＣＲＥにおいて小型基地局２０からの受信電力に対し、より大きなオフセット量を設定できる。
また、図１１では干渉キャンセラ適用時におけるＣｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合とＮｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合との間でＢＬＥＲはほぼ同等の特性であることがわかる。これは以下の理由と考えられる。Ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合、全Ｌ１／Ｌ２制御ＯＦＤＭシンボルに対して、干渉キャンセラ適用効果が得られるが、「ＣＲＳ ｐｏｗｅｒ ｂｏｏｓｔｉｎｇ」の適用効果は得られない。一方、Ｎｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合、「ＣＲＳ ｐｏｗｅｒ ｂｏｏｓｔｉｎｇ」によるチャネル推定精度の改善効果が得られる上、干渉キャンセラの適用効果が得られない第１ＯＦＤＭシンボルにおけるＰＤＣＣＨのビット値は、誤り訂正復号の過程で干渉キャンセラの適用効果が得られる第２及び第３ＯＦＤＭシンボルにおけるＰＤＣＣＨのビット値により補正される。そのため、Ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合とＮｏｎ−ｃｏｌｌｉｄｉｎｇ ＣＲＳの場合でほぼ同等のＢＬＥＲ特性になると考えられる。
以上、本シミュレーションでは、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルにおけるセル間干渉キャンセラの効果を評価した。その結果、下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルにおけるセル間干渉キャンセラを適用することにより、干渉キャンセラを適用しない場合に比べてＰＤＣＣＨのＢＬＥＲ特性を大幅に低減できることが明らかになった。
〔第２のシミュレーション評価〕
第２のシミュレーションでは、ＬＴＥへ本発明の下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルセル間干渉キャンセラを適用した場合の下りリンク共有チャネルにおけるＨ−ＡＲＱ再送特性の改善効果を評価した。
図１に示すような小型基地局２０が混在したＨｅｔＮｅｔ構成において、マクロセル１０Ａから小型基地局２０のセル（以下、「ピコセル」という。）２０Ａへ積極的なオフロードを図るため、セル選択・セル再選択パラメータにおいてピコセル２０Ａの受信電力を高い値へオフセットさせる設定に加え、マクロセル１０Ａからピコセル２０Ａへのハンドオーバマージン（以下、「ＨＯマージン」という。）値は小さく設定し、ピコセル２０Ａからマクロセル１０ＡへのＨＯマージン値を大きく設定する必要がある。しかし、このようなパラメータ設定はピコセル端領域における受信ＳＩＲの劣化を発生させ、ピコセル２０Ａからマクロセル１０ＡへのＨＯ成功率を大きく低下させる問題が指摘されている。ＬＴＥの場合，受信ＳＩＲがＨ−ＡＲＱ制御情報を有する下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の所要品質を下回ると、Ｈ−ＡＲＱ再送が適用される下りリンク共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）で伝送されるＨＯ制御メッセージを含む上位レイヤ（ＲＲＣレイヤ）の制御情報がＨ−ＡＲＱ等のパケット再送技術を適用してもＵＥ側で正常に受信できない確率が増えるためと考えられる。この問題を解決するためには，特に低い受信ＳＩＲ環境となるピコセル端領域におけるＰＤＣＣＨのセル間干渉を抑圧することが効果的と考えられる。そこで、本シミュレーションでは下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルセル間干渉キャンセラを適用した場合の下りリンク共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）におけるＨ−ＡＲＱ再送の適用効果をＰＤＣＣＨの受信誤りの影響を考慮して評価した。
第２のシミュレーションでは、ＬＴＥへ本発明の下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルセル間干渉キャンセラを適用した場合の下りリンク共有チャネルにおけるＨ−ＡＲＱ再送特性の改善効果を評価した。
図１に示すような小型基地局２０が混在したＨｅｔＮｅｔ構成において、マクロセル１０Ａから小型基地局２０のセル（以下、「ピコセル」という。）２０Ａへ積極的なオフロードを図るため、セル選択・セル再選択パラメータにおいてピコセル２０Ａの受信電力を高い値へオフセットさせる設定に加え、マクロセル１０Ａからピコセル２０Ａへのハンドオーバマージン（以下、「ＨＯマージン」という。）値は小さく設定し、ピコセル２０Ａからマクロセル１０ＡへのＨＯマージン値を大きく設定する必要がある。しかし、このようなパラメータ設定はピコセル端領域における受信ＳＩＲの劣化を発生させ、ピコセル２０Ａからマクロセル１０ＡへのＨＯ成功率を大きく低下させる問題が指摘されている。ＬＴＥの場合，受信ＳＩＲがＨ−ＡＲＱ制御情報を有する下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の所要品質を下回ると、Ｈ−ＡＲＱ再送が適用される下りリンク共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）で伝送されるＨＯ制御メッセージを含む上位レイヤ（ＲＲＣレイヤ）の制御情報がＨ−ＡＲＱ等のパケット再送技術を適用してもＵＥ側で正常に受信できない確率が増えるためと考えられる。この問題を解決するためには，特に低い受信ＳＩＲ環境となるピコセル端領域におけるＰＤＣＣＨのセル間干渉を抑圧することが効果的と考えられる。そこで、本シミュレーションでは下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルセル間干渉キャンセラを適用した場合の下りリンク共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）におけるＨ−ＡＲＱ再送の適用効果をＰＤＣＣＨの受信誤りの影響を考慮して評価した。
本シミュレーションでは、移動局装置３０と通信する小型基地局２０が、１つのマクロ基地局１０に時間同期し、それ以外の基地局以外からの干渉成分はガウス雑音として、Ｈ−ＡＲＱ適用時におけるＤＬ−ＳＣＨの残留パケット誤り率（残留ＰＥＲ）を評価した。なお、本シミュレーションでは、ＭＡＣレイヤにおけるＨ−ＡＲＱ再送の再送上限回数をパラメータとし、ＲＬＣ（Radio Link Control）レイヤにおけるＡＲＱ再送は行わないものとして評価した。表３は、本シミュレーションで用いた主なシミュレーション諸元の一覧表である。
図１２は、Ｈ−ＡＲＱ適用時におけるＤＬ−ＳＣＨの残留ＰＥＲのシミュレーション評価結果を示すグラフである。ただし、図１２の実線および破線は、下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルセル間干渉キャンセラを適用した場合（"ｗｉｔｈ ＩＣＩ ｃａｎｃｅｌｌｅｒ"）および干渉キャンセラを適用しない場合（"ｗ／ｏ ＩＣＩ ｃａｎｃｅｌｌｅｒ"）をそれぞれ表す。また、図１２には、Ｈ−ＡＲＱ再送制御情報を伝送するＰＤＣＣＨのブロック誤り率（ＢＬＥＲ）特性を参考のため併せて示している。
図１２より、Ｈ−ＡＲＱ再送上限回数を増やすのに従い、平均受信ＳＩＲに対するＤＬ−ＳＣＨの残留ＰＥＲが減少することがわかる。また，下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルセル間干渉キャンセラを適用することにより、干渉キャンセラを適用しない場合に比べて、Ｈ−ＡＲＱ適用時の低受信ＳＩＲにおける残留ＰＥＲを大きく低減できる。例えば，干渉キャンセラ適用時および非適用時のＤＬ−ＳＣＨ残留ＰＥＲ＝１０−２以下を満たす所要受信ＳＩＲは、再送上限回数３の場合、それぞれ約−４．３ｄＢおよび−３．７ｄＢで約０．６ｄＢの改善効果に対し、再送上限回数１６の場合，約−８．１ｄＢおよび−５．９ｄＢで約２．２ｄＢの改善効果が得られ、再送上限回数が大きくなる程、低い受信ＳＩＲ領域における干渉キャンセラの適用効果は大きくなる。これは下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルセル間干渉キャンセラを適用した場合、干渉キャンセラを適用しない場合に比べ、Ｈ−ＡＲＱ制御情報が伝送されるＰＤＣＣＨの所要受信ＳＩＲを大きく低減できるためである。
以上、本シミュレーションでは、３ＧＰＰのＬＴＥ下りリンクにおいてＬ１／Ｌ２制御チャネルセル間干渉キャンセラを用いた共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）のＨ−ＡＲＱ特性の改善効果を評価した。その結果、受信ＳＩＲが低くなるほどＬ１／Ｌ２制御チャネル干渉キャンセラ適用による、ＤＬ−ＳＣＨの残留パケット誤り率の低減効果が大きくできることが明らかになった。
〔第３のシミュレーション評価〕
第３のシミュレーションでは、３ＧＰＰのＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいて、本発明である下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルセル間干渉キャンセラを用いたＨＯ品質の改善効果について評価した。
前述の図２を用いて説明したように、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおけるハンドオーバ（ＨＯ）は、移動局装置３０における通信中セルと周辺セルとの参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）の差に基づき行われる。
第３のシミュレーションでは、３ＧＰＰのＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいて、本発明である下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルセル間干渉キャンセラを用いたＨＯ品質の改善効果について評価した。
前述の図２を用いて説明したように、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおけるハンドオーバ（ＨＯ）は、移動局装置３０における通信中セルと周辺セルとの参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）の差に基づき行われる。
前述の第２のシミュレーションでも説明したように、図１に示すような小型基地局２０が混在したＨｅｔＮｅｔ構成において、マクロセル１０Ａからピコセル２０Ａへ積極的なオフロードを図るためには、一般にマクロセル１０Ａからピコセル２０ＡへのＨＯマージン値は小さく設定し、ピコセル２０Ａからマクロセル１０ＡへのＨＯマージン値を大きく設定する必要がある。しかし。ピコセル２０Ａからマクロセル１０ＡへのＨＯマージン値を大きくする設定はピコセル２０Ａからマクロセル１０Ａへのハンドオーバ領域における受信ＳＩＮＲ劣化により、ピコセル２０Ａからマクロセル１０ＡへのＨＯ成功率を大きく低下させる問題が指摘されている。ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの場合，ＨＯ領域での受信ＳＩＮＲがＨ−ＡＲＱ制御情報を有する下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）の所要品質を下回ると、Ｈ−ＡＲＱ再送が適用される下り共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）で伝送されるハンドオーバ指示"ＨＯ ｃｏｍｍａｎｄ"が含まれる上位（ＲＲＣ）レイヤの制御情報が再送時でも移動局装置３０側で正常に受信できない確率が増大し、その結果、ＨＯ成功率が低下すると考えられる。この問題を解決するためには、ＨＯ領域で発生するＰＤＣＣＨのセル間干渉を抑圧することが効果的と考えられる。そこで、本シミュレーションでは下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルセル間干渉キャンセラを適用した場合のＨＯ品質の改善効果をＰＤＣＣＨの受信誤りの影響を考慮して評価した。
本シミュレーションでは、ソース基地局（ＨＯ元基地局）である小型基地局２０がターゲット基地局（ＨＯ先基地局）であるマクロ基地局１０に時間同期し、マクロ基地局１０以外からの干渉成分はガウス雑音とみなしてＨＯ品質を評価した。なお、本シミュレーションでは、ＭＡＣレイヤにおけるＨ−ＡＲＱ再送の再送上限回数をパラメータとし、ＲＬＣレイヤにおけるＡＲＱ再送を適用しないものとして評価した。表４は、本シミュレーションで用いた主なシミュレーション諸元の一覧表である。
図１３は、ＨＯマージン値に対するＨＯ成功率のシミュレーション評価結果を示すグラフである。ただし、図１３では"ＨＯ ｃｏｍｍａｎｄ"の受信成功をＨＯ成功とみなして評価している。図１３より、ＨＯマージン値の増大に伴いＨＯ成功率が低下することから、大きなＨＯマージン値において所望のＨＯ成功率を確保するためには、再送上限回数を増やす必要があることが確認できる。一方、下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルセル間干渉キャンセラを適用することにより、干渉キャンセラを適用しない場合に比べて、大きなＨＯマージン値を設定した場合のＨＯ成功率を大幅に改善できることがわかる。例えば、図１３より、ＨＯマージン値を１０ｄＢとすると、干渉キャンセラを適用しない場合、ＨＯ成功率は再送上限回数１５においても約２０％と大きく劣化するのに対し、干渉キャンセラを適用した場合、約８０％まで改善できる。これは、干渉キャンセラの適用により、Ｈ−ＡＲＱ制御情報が含まれるＰＤＣＣＨのブロック誤り率が低減するのに伴い、"ＨＯ ｃｏｍｍａｎｄ"が含まれるＲＲＣレイヤ制御情報を伝送するＤＬ−ＳＣＨにおけるＨ−ＡＲＱ再送の適用効果が大きく改善されるためである。
以上、本シミュレーションでは、３ＧＰＰのＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいて下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルセル間干渉キャンセラによるＨＯ品質改善効果を評価した。その結果、ＨｅｔＮｅｔ構成で重要となる大きなＨＯマージン値設定において、セル間干渉キャンセラ適用によるＨＯ品質の改善効果を明らかになった。
次に、本実施形態の移動通信システムの移動局装置３０で実行されるＬ１／Ｌ２制御チャネルにおけるセル間干渉キャンセルを含む受信信号処理の手順について説明する。
図１４は、移動局装置３０で実行されるＬ１／Ｌ２制御チャネルにおけるセル間干渉キャンセルを含む受信信号処理の手順の一例を示すフローチャートである。本例は、下りリンク制御信号領域のＯＦＤＭシンボルの数が固定の場合の例である。なお、図１４において、サービングセルの小型基地局２０からの希望信号の受信に不可欠な処理について省略している。
図１４において、移動局装置３０は、セルサーチにより周辺セルの受信レベル（ＲＳＲＰ）を常にモニタリングし、干渉セルのセルＩＤを検出している（Ｓ１０１）。移動局装置３０は、例えば複数の干渉セルのセルＩＤを検出すると、その検出した干渉セルのセルＩＤから、受信レベルが最も高い少なくとも一つの干渉セル（図１の例ではマクロセル１０Ａ）のセルＩＤを、干渉除去対象セルのセルＩＤとして選択する（Ｓ１０２）。次に、移動局装置３０は、干渉除去対象セルの基地局（図１の例ではマクロ基地局１０）から受信したセル固有参照信号（ＣＲＳ）に基づいて、干渉除去対象セルの基地局から移動局装置３０までのチャネル応答を推定する（Ｓ１０３）。このチャネル応答の推定結果は相対量であり、干渉除去対象セルの基地局から物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）で送信される報知情報（ＭＩＢ，ＳＩＢ）の復号に用いられる。
次に、移動局装置３０は、上記チャネル応答の推定結果に基づいて、干渉除去対象セルの基地局から受信した報知情報（ＭＩＢ，ＳＩＢ）を復号し（Ｓ１０４）、その報知情報に含まれる各種情報を取得する（Ｓ１０５）。より具体的には、干渉除去対象セルの送信アンテナ数の情報と、制御信号領域のＯＦＤＭシンボル数が固定されていることを示すフラグ情報と、干渉除去対象セルのセル固有参照信号（ＣＲＳ）を含む送信電力情報とを取得する。
次に、移動局装置３０は、上記報知情報（ＭＩＢ，ＳＩＢ）から取得した各種情報に基づいて、干渉除去対象セルの基地局（図１の例ではマクロ基地局１０）からセル固有参照信号（ＣＲＳ）を受信し、その受信結果に基づいて、干渉除去対象セルの基地局から移動局装置３０までのチャネル応答（絶対量）を推定する（Ｓ１０６）。更に、移動局装置３０は、在圏セルの基地局（図１の例では小型基地局２０）からセル固有参照信号（ＣＲＳ）を受信し、その受信結果に基づいて、在圏セルの基地局から移動局装置３０までのチャネル応答（絶対量）を推定する（Ｓ１０６）。
次に、移動局装置３０は、下りリンクの受信信号と、干渉除去対象セル及び在圏セルのチャネル応答（絶対量）の推定結果と、制御チャネルの変調方式及びプリコーディング方式の情報とに基づき、前述のＺＦ、ＭＭＳＥ等の線形処理アルゴリズムを用いて干渉信号の抑圧又は除去を行う干渉キャンセル処理を行い、下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネル（例えば、ＰＤＣＣＨ）の復号処理を行い、上下リンクのスケジューリングの決定や上りリンクの電力制御コマンドなどの制御情報（ＤＣＩ）を取得する（Ｓ１０７）。更に、移動局装置３０は、この干渉キャンセル処理後の制御情報に基づいて、在圏セルの基地局から受信した希望信号について干渉キャンセル処理を行うとともに希望信号を合成する（Ｓ１０７）。
次に、移動局装置３０は、次の干渉除去対象セルの選択タイミングか否かを判断し（Ｓ１０８）、予め設定した所定の干渉除去対象セルの選択タイミングである場合（Ｓ１０８でＹＥＳ）は、上記Ｓ１０２〜Ｓ１０５までの処理を繰り返す。一方、予め設定した所定の干渉除去対象セルの選択タイミングでない場合（Ｓ１０８でＮＯ）は、上記Ｓ１０７で推定した干渉除去対象セル及び在圏セルのチャネル応答（絶対量）に基づいて干渉キャンセルされた希望信号の合成を繰り返し行う（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。なお、上記所定の干渉除去対象セルの選択タイミングである場合としては、例えば、周辺セルの受信レベルの変動やハンドオーバのイベント発生などにより干渉除去対象セルが変更になる場合、干渉除去対象セルが検出範囲外になった場合、干渉セルの基地局の設定変更を検知した場合である。
図１５は、移動局装置３０で実行される下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネルにおけるセル間干渉キャンセルを含む受信信号処理の手順の他の例を示すフローチャートである。本例は、下りリンク制御信号領域のＯＦＤＭシンボルの数が変動する場合（シンボル数が可変の場合）の例である。なお、図１５においても、サービングセルの小型基地局２０からの希望信号の受信に不可欠な処理について省略している。また、図１５におけるＳ２０１〜Ｓ２０４及びＳ２０９は、図１４のＳ１０１〜Ｓ１０４及びＳ１０８と同様であるので、説明を省略する。
図１５において、移動局装置３０は、干渉除去対象セルの基地局から受信して復号した報知情報（ＭＩＢ，ＳＩＢ）から、干渉除去対象セルの送信アンテナ数の情報と、制御信号領域のＯＦＤＭシンボル数が変動であることを示すフラグ情報と、干渉除去対象セルのセル固有参照信号（ＣＲＳ）を含む送信電力情報とを取得する（Ｓ２０５）。更に、移動局装置３０は、干渉除去対象セルの制御信号領域のＯＦＤＭシンボル数情報（ＣＦＩ：Control Format Indicator）を取得する（Ｓ２０６）。
次に、移動局装置３０は、上記報知情報（ＭＩＢ，ＳＩＢ）から取得した各種情報と制御信号領域のＯＦＤＭシンボル数情報（ＣＦＩ）とに基づいて、干渉除去対象セルの基地局（図１の例ではマクロ基地局１０）からセル固有参照信号（ＣＲＳ）を受信し、その受信結果に基づいて、干渉除去対象セルの基地局から移動局装置３０までのチャネル応答（絶対量）を推定する（Ｓ２０７）。更に、移動局装置３０は、在圏セルの基地局（図１の例では小型基地局２０）からセル固有参照信号（ＣＲＳ）を受信し、その受信結果に基づいて、在圏セルの基地局から移動局装置３０までのチャネル応答（絶対量）を推定する（Ｓ２０７）。
次に、移動局装置３０は、下りリンクの受信信号と、干渉除去対象セル及び在圏セルのチャネル応答（絶対量）の推定結果と、制御チャネルの変調方式及びプリコーディング方式の情報とに基づき、シンボル数情報（ＣＦＩ）に応じて、前述のＺＦ、ＭＭＳＥ等の線形処理アルゴリズムを用いて干渉信号の抑圧又は除去を行う干渉キャンセル処理を行い、下りリンクＬ１／Ｌ２制御チャネル（例えば、ＰＤＣＣＨ）の復号処理を行い、上下リンクのスケジューリングの決定や上りリンクの電力制御コマンドなどの制御情報（ＤＣＩ）を取得する（Ｓ２０８）。更に、移動局装置３０は、この干渉キャンセル処理後の制御情報に基づいて、在圏セルの基地局から受信した希望信号について干渉キャンセル処理を行うとともに希望信号を合成する（Ｓ２０８）。
なお、上記図１４のＳ１０５及び図１５のＳ２０５において、上記報知情報に基づいて、下りリンクの制御チャネルの送信電力が制御されている否かを判断し、制御チャネルの送信電力が制御されている場合は、その制御チャネルの送信電力の制御情報を取得してもよい。この場合は、下りリンクの受信信号と、干渉除去対象セル及び在圏セルのチャネル応答（絶対量）の推定結果と、制御チャネルの送信電力の制御情報と、制御チャネルの変調方式及びプリコーディング方式の情報とに基づいて、干渉信号のレプリカを生成し、その生成したレプリカを用いて干渉信号をより確実に抑圧又は除去することができる。
また、上記実施形態において、複数の基地局それぞれのセルＩＤによってＯＦＤＭ無線フレームの制御信号領域中のセル固有参照信号（ＣＲＳ）の配置の周波数シフト量を変える場合、制御信号領域が複数のＯＦＤＭシンボルで構成されている場合、又は、ＣＲＳが挿入されている制御信号領域のＯＦＤＭシンボル及びＣＲＳが配置される周波数が在圏セル２０Ａと干渉セル１０Ａとで異なる場合、ＣＲＳが含まれる制御信号領域中のＯＦＤＭシンボルでは、小型基地局２０の在圏セル２０Ａの制御信号が、マクロ基地局１０の干渉セル１０Ａの制御信号のみならず、干渉セル１０ＡのＣＲＳからの干渉を受ける。そのため、実効的な干渉信号数が増大し、移動局装置３０のアンテナのアレーの自由度が不足し、十分な干渉抑圧効果が得られにくくなる。そこで、このような場合には、ＣＲＳが含まれない制御信号領域のＯＦＤＭシンボルについてのみ前記干渉信号の抑圧又は除去を行い、ＣＲＳが含まれる制御信号領域のＯＦＤＭシンボルについては、前記干渉信号の抑圧又は除去は行わず、希望信号の受信電力を向上させる信号合成を行うようにしてもよい。この移動局装置３０では、干渉基地局であるマクロ基地局１０が送信するＣＲＳに起因して、アンテナのアレーの自由度が不足する制御信号領域のＯＦＤＭシンボルにおいても、希望信号電力を向上させることにより、受信品質の向上効果を安定的に得ることができる。
以上、本実施形態によれば、ＯＦＤＭ方式の下りリンクにおけるＬ１／Ｌ２制御チャネルの干渉に起因したデータ領域の受信誤りの増大を防止することができる。
また、本実施形態によれば、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルの受信品質を向上させることにより、異種混在ネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ）構成における小型基地局２０のセル２０Ａへのトラフィックオフロード効果を更に積極的に行うことができ、オフロード先の小型基地局２０のセル２０Ａ内で通信品質向上に寄与することができる。
また、従来の移動通信システムでは低受信ＳＩＮＲ領域におけるデータチャネルのＨＡＲＱ再送適用効果はＬ１／Ｌ２制御チャネルの受信品質によって制限されていたが、本実施形態によれば、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルの受信品質向上の副次的な効果として、低受信ＳＩＮＲ環境におけるデータチャネルのＨＡＲＱ再送の適用効果を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、データチャネル上でハンドオーバの制御メッセージを伝送しているため、本発明の干渉除去技術の適用によるＨＡＲＱ再送適用効果改善に伴い、小型基地局２０のセル２０Ａからマクロ基地局１０のセル１０Ａへのハンドオーバ品質の向上も図ることができる。
また、本実施形態によれば、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルの受信品質を向上させることにより、異種混在ネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ）構成における小型基地局２０のセル２０Ａへのトラフィックオフロード効果を更に積極的に行うことができ、オフロード先の小型基地局２０のセル２０Ａ内で通信品質向上に寄与することができる。
また、従来の移動通信システムでは低受信ＳＩＮＲ領域におけるデータチャネルのＨＡＲＱ再送適用効果はＬ１／Ｌ２制御チャネルの受信品質によって制限されていたが、本実施形態によれば、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルの受信品質向上の副次的な効果として、低受信ＳＩＮＲ環境におけるデータチャネルのＨＡＲＱ再送の適用効果を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、データチャネル上でハンドオーバの制御メッセージを伝送しているため、本発明の干渉除去技術の適用によるＨＡＲＱ再送適用効果改善に伴い、小型基地局２０のセル２０Ａからマクロ基地局１０のセル１０Ａへのハンドオーバ品質の向上も図ることができる。
なお、本実施形態では、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄへの適用を前提に説明したが、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄと類似のチャネル構成を用いるシステムであれば、本発明の概念はどのようなシステムにも適用可能であり、さらに本実施形態に示した送信機および受信機の構成に限定されない。また、セルサーチ用の信号系列、伝搬路応答の推定等に用いられるや参照信号の系列や誤り訂正のために用いられる通信路符号化方式はこれらの用途に適合するものであれば、どのような種類のものでも構わず、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄで定義されているものに限定されない。
１０ マクロ基地局
１０Ａ マクロ基地局のセル
２０ 小型基地局
２０Ａ 小型基地局のセル
３０ 移動局装置
１０Ａ マクロ基地局のセル
２０ 小型基地局
２０Ａ 小型基地局のセル
３０ 移動局装置
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本発明の移動局装置は、互い時間同期された複数の基地局を含む移動通信システムにおいて、該基地局との間でＯＦＤＭによる下りリンクの無線通信が可能な移動局装置であって、前記基地局から受信するＯＦＤＭの信号は、前記移動局装置へのデータ信号を伝送するチャネルにおける送信方式の情報を含む制御情報を伝送する下りリンクの制御チャネルを有し、当該移動局装置が在圏している在圏セルの基地局との間のＯＦＤＭによる下りリンクの無線通信に干渉している干渉セルを検知する手段と、前記在圏セルの基地局及び前記干渉セルの基地局それぞれから報知チャネルを介して送信される報知情報を取得する手段と、前記在圏セルの基地局からの報知情報に基づいて該在圏セルの基地局から参照信号を受信し、該参照信号に基づいて該在圏セルの基地局との間の伝送路応答を推定する手段と、前記干渉セルの基地局からの報知情報に基づいて該干渉セルの基地局から参照信号を受信し、該参照信号に基づいて該干渉セルの基地局との間の伝送路応答を推定する手段と、前記在圏セルの基地局との間の伝送路応答の推定結果と、前記干渉セルの基地局との間の伝送路応答の推定結果と、前記下りリンクの制御チャネルに用いられている送信方式の情報とに基づいて、前記下りリンクの制御チャネルにおける前記干渉セルの基地局からの干渉信号を抑圧又は除去する手段と、を備える。
この移動局装置では、移動局装置が在圏している在圏セルの基地局との間のＯＦＤＭによる下りリンクの無線通信に干渉している干渉セルを検知する。そして、在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局それぞれから報知チャネルを介して送信される報知情報を取得する。更に、前記在圏セルの基地局からの報知情報に基づいて在圏セルの基地局から参照信号を受信し、その在圏セルの基地局から受信した参照信号に基づいて在圏セルの基地局との間の伝送路応答を推定する。また、前記干渉セルの基地局からの報知情報に基づいて干渉セルの基地局から参照信号を受信し、その干渉セルの基地局から受信した参照信号に基づいて干渉セルの基地局との間の伝送路応答を推定する。この互いに時間同期された在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局それぞれとの間の伝送路応答の推定結果と、ＯＦＤＭ方式の下りリンクの制御チャネルに用いられている送信方式の情報とに基づいて、制御チャネルにおける干渉セルの基地局からの干渉信号を抑圧又は除去する。この干渉信号の抑圧又は除去により、制御チャネルで伝送される制御信号領域の受信誤りを低減し、制御情報を適切に取得することができる。よって、ＯＦＤＭ方式の下りリンクにおける制御チャネルの干渉に起因したデータ信号領域の受信誤りの増大を防止することができる。
この移動局装置では、移動局装置が在圏している在圏セルの基地局との間のＯＦＤＭによる下りリンクの無線通信に干渉している干渉セルを検知する。そして、在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局それぞれから報知チャネルを介して送信される報知情報を取得する。更に、前記在圏セルの基地局からの報知情報に基づいて在圏セルの基地局から参照信号を受信し、その在圏セルの基地局から受信した参照信号に基づいて在圏セルの基地局との間の伝送路応答を推定する。また、前記干渉セルの基地局からの報知情報に基づいて干渉セルの基地局から参照信号を受信し、その干渉セルの基地局から受信した参照信号に基づいて干渉セルの基地局との間の伝送路応答を推定する。この互いに時間同期された在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局それぞれとの間の伝送路応答の推定結果と、ＯＦＤＭ方式の下りリンクの制御チャネルに用いられている送信方式の情報とに基づいて、制御チャネルにおける干渉セルの基地局からの干渉信号を抑圧又は除去する。この干渉信号の抑圧又は除去により、制御チャネルで伝送される制御信号領域の受信誤りを低減し、制御情報を適切に取得することができる。よって、ＯＦＤＭ方式の下りリンクにおける制御チャネルの干渉に起因したデータ信号領域の受信誤りの増大を防止することができる。
前記移動局装置において、複数の干渉セルが検知された場合、その複数の干渉セルのうち最も受信電力の高い干渉セルのみを、前記干渉信号の抑圧又は除去の対象としてもよい。検知された複数の干渉セルのうち、在圏セルの制御チャネルに干渉しやすいのは受信電力の高い干渉セルである。そこで、この移動局装置では、最も受信電力の高い干渉セルのみについて干渉信号の抑圧又は除去を行うことにより、移動局装置における制御の負荷の増加を抑えつつ、制御チャネルの干渉に起因したデータ信号領域の受信誤りの増大を効率的に防止することができる。
また、前記移動局装置において、複数のアンテナを備え、複数の干渉セルが検知された場合、前記複数の干渉セルの受信電力の高いほうから当該移動局装置のアンテナの自由度の数だけ選択した干渉セルのみを、前記干渉信号の抑圧又は除去の対象としてもよい。検知された複数の干渉セルのうち、在圏セルの制御チャネルに干渉しやすいのは受信電力の高い干渉セルであり、しかも、ＺＦ（Zero Forcing）やＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）に代表される線形処理アルゴリズムで抑圧又は除去の対象とすることができる干渉信号の数は、移動局装置のアンテナの自由度の数まである。そこで、この移動局装置では、複数の干渉セルの受信電力の高いほうから移動局装置のアンテナの自由度の数だけ選択した干渉セルについてのみについて干渉信号の抑圧又は除去の対象とすることにより、ＺＦ、ＭＭＳＥ等の線形処理アルゴリズムを用いて干渉信号の抑圧又は除去を確実に行うとともに、移動局装置における制御の負荷の増加を抑えつつ、制御チャネルの干渉に起因したデータ信号領域の受信誤りの増大を効率的に防止することができる。
また、前記移動局装置において、前記基地局が適用する前記制御チャネルのプリコーディング方式が送信アンテナ数で決定される場合、前記報知情報に基づいて、前記在圏セルの基地局及び前記干渉セルの基地局それぞれの送信アンテナ数を識別する手段を、更に備えてもよい。この移動局装置では、前記報知情報から得られる在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局それぞれの送信アンテナ数情報によって、前記在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局がそれぞれ適用する制御チャネルのプリコーディング方式の情報を取得できるため、前記干渉信号の抑圧又は除去をより適切に行うことができる。
また、前記移動局装置において、前記報知情報に基づいて、前記下りリンクの制御チャネルで使用するシンボル数が可変であるか否かを判断する手段と、前記下りリンクの制御チャネルで使用するシンボル数が可変である場合は、前記制御チャネルのサイズを通知する制御チャネルを受信して前記シンボル数の情報を取得する手段と、を更に備えてもよい。この移動局装置では、下りリンクの制御チャネルで使用するシンボル数に応じて、前記干渉信号の抑圧又は除去をより適切に行うことができる。
また、前記移動局装置において、前記報知情報に基づいて、前記下りリンクの制御チャネルの送信電力が制御されている否かを判断する手段を更に備え、前記制御チャネルの送信電力が制御されている場合、前記制御チャネルの送信電力の制御情報を用いることなく、下りリンクの受信信号と、前記複数の伝送路応答の推定結果とに基づいて、前記干渉信号を抑圧又は除去してもよい。この移動局装置では、制御信号の送信電力の制御情報を取得する必要がないため、移動局装置における制御の負荷の増加を抑えることができるとともに、ＺＦ、ＭＭＳＥ等の線形処理アルゴリズムを用いて干渉信号の抑圧又は除去を行うことができる。
また、前記移動局装置において、前記報知情報に基づいて、前記下りリンクの制御チャネルの送信電力が制御されている否かを判断する手段と、前記制御チャネルの送信電力が制御されている場合、前記制御チャネルの送信電力の制御情報を取得する手段とを、更に備え、下りリンクの受信信号と、前記複数の伝送路応答の推定結果と、前記制御チャネルの送信電力の制御情報と、前記制御チャネルの変調方式及びプリコーディング方式の情報とに基づいて、前記干渉信号のレプリカを生成し、前記レプリカを用いて前記干渉信号を抑圧又は除去してもよい。この移動局装置では、制御チャネルの送信電力が制御されている場合に、制御チャネルの送信電力の制御情報などに基づいて生成した干渉信号のレプリカを用いることにより、干渉信号をより確実に抑圧又は除去することができる。
また、前記移動局装置において、前記ＯＦＤＭによる下りリンクの無線フレームの制御信号領域が参照信号を含むＯＦＤＭシンボルと参照信号を含まないＯＦＤＭシンボルとで構成されている場合、参照信号が含まれる制御信号領域中のＯＦＤＭシンボルでは、前記在圏セルの制御信号が、前記干渉セルの制御信号のみならず、前記干渉セルの参照信号からの干渉を受ける。そのため、実効的な干渉信号数が増大し、移動局装置のアンテナのアレーの自由度が不足し、十分な干渉抑圧効果が得られにくくなる。そこで、このような場合には、前記制御信号領域の参照信号を含まないＯＦＤＭシンボルについてのみ前記干渉信号の抑圧又は除去を行い、前記制御信号領域の参照信号を含むＯＦＤＭシンボルについては前記干渉信号の抑圧又は除去は行わず希望信号の受信電力を向上させる信号合成を行うようにしてもよい。この移動局装置では、前記干渉基地局が送信する参照信号に起因して、アンテナのアレーの自由度が不足する制御信号領域のＯＦＤＭシンボルにおいても、希望信号電力を向上させることにより、受信品質の向上効果を安定的に得ることができる。
また、前記移動局装置において、複数のアンテナを備え、複数の干渉セルが検知された場合、前記複数の干渉セルの受信電力の高いほうから当該移動局装置のアンテナの自由度の数だけ選択した干渉セルのみを、前記干渉信号の抑圧又は除去の対象としてもよい。検知された複数の干渉セルのうち、在圏セルの制御チャネルに干渉しやすいのは受信電力の高い干渉セルであり、しかも、ＺＦ（Zero Forcing）やＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）に代表される線形処理アルゴリズムで抑圧又は除去の対象とすることができる干渉信号の数は、移動局装置のアンテナの自由度の数まである。そこで、この移動局装置では、複数の干渉セルの受信電力の高いほうから移動局装置のアンテナの自由度の数だけ選択した干渉セルについてのみについて干渉信号の抑圧又は除去の対象とすることにより、ＺＦ、ＭＭＳＥ等の線形処理アルゴリズムを用いて干渉信号の抑圧又は除去を確実に行うとともに、移動局装置における制御の負荷の増加を抑えつつ、制御チャネルの干渉に起因したデータ信号領域の受信誤りの増大を効率的に防止することができる。
また、前記移動局装置において、前記基地局が適用する前記制御チャネルのプリコーディング方式が送信アンテナ数で決定される場合、前記報知情報に基づいて、前記在圏セルの基地局及び前記干渉セルの基地局それぞれの送信アンテナ数を識別する手段を、更に備えてもよい。この移動局装置では、前記報知情報から得られる在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局それぞれの送信アンテナ数情報によって、前記在圏セルの基地局及び干渉セルの基地局がそれぞれ適用する制御チャネルのプリコーディング方式の情報を取得できるため、前記干渉信号の抑圧又は除去をより適切に行うことができる。
また、前記移動局装置において、前記報知情報に基づいて、前記下りリンクの制御チャネルで使用するシンボル数が可変であるか否かを判断する手段と、前記下りリンクの制御チャネルで使用するシンボル数が可変である場合は、前記制御チャネルのサイズを通知する制御チャネルを受信して前記シンボル数の情報を取得する手段と、を更に備えてもよい。この移動局装置では、下りリンクの制御チャネルで使用するシンボル数に応じて、前記干渉信号の抑圧又は除去をより適切に行うことができる。
また、前記移動局装置において、前記報知情報に基づいて、前記下りリンクの制御チャネルの送信電力が制御されている否かを判断する手段を更に備え、前記制御チャネルの送信電力が制御されている場合、前記制御チャネルの送信電力の制御情報を用いることなく、下りリンクの受信信号と、前記複数の伝送路応答の推定結果とに基づいて、前記干渉信号を抑圧又は除去してもよい。この移動局装置では、制御信号の送信電力の制御情報を取得する必要がないため、移動局装置における制御の負荷の増加を抑えることができるとともに、ＺＦ、ＭＭＳＥ等の線形処理アルゴリズムを用いて干渉信号の抑圧又は除去を行うことができる。
また、前記移動局装置において、前記報知情報に基づいて、前記下りリンクの制御チャネルの送信電力が制御されている否かを判断する手段と、前記制御チャネルの送信電力が制御されている場合、前記制御チャネルの送信電力の制御情報を取得する手段とを、更に備え、下りリンクの受信信号と、前記複数の伝送路応答の推定結果と、前記制御チャネルの送信電力の制御情報と、前記制御チャネルの変調方式及びプリコーディング方式の情報とに基づいて、前記干渉信号のレプリカを生成し、前記レプリカを用いて前記干渉信号を抑圧又は除去してもよい。この移動局装置では、制御チャネルの送信電力が制御されている場合に、制御チャネルの送信電力の制御情報などに基づいて生成した干渉信号のレプリカを用いることにより、干渉信号をより確実に抑圧又は除去することができる。
また、前記移動局装置において、前記ＯＦＤＭによる下りリンクの無線フレームの制御信号領域が参照信号を含むＯＦＤＭシンボルと参照信号を含まないＯＦＤＭシンボルとで構成されている場合、参照信号が含まれる制御信号領域中のＯＦＤＭシンボルでは、前記在圏セルの制御信号が、前記干渉セルの制御信号のみならず、前記干渉セルの参照信号からの干渉を受ける。そのため、実効的な干渉信号数が増大し、移動局装置のアンテナのアレーの自由度が不足し、十分な干渉抑圧効果が得られにくくなる。そこで、このような場合には、前記制御信号領域の参照信号を含まないＯＦＤＭシンボルについてのみ前記干渉信号の抑圧又は除去を行い、前記制御信号領域の参照信号を含むＯＦＤＭシンボルについては前記干渉信号の抑圧又は除去は行わず希望信号の受信電力を向上させる信号合成を行うようにしてもよい。この移動局装置では、前記干渉基地局が送信する参照信号に起因して、アンテナのアレーの自由度が不足する制御信号領域のＯＦＤＭシンボルにおいても、希望信号電力を向上させることにより、受信品質の向上効果を安定的に得ることができる。
Claims (9)
- 互い時間同期された複数の基地局を含む移動通信システムにおいて、該基地局との間でＯＦＤＭによる下りリンクの無線通信が可能な移動局装置であって、
前記基地局から受信するＯＦＤＭの信号は、前記移動局装置へのデータ信号を伝送するチャネルにおける送信方式の情報を含む制御情報を伝送する下りリンクの制御チャネルを有し、
当該移動局装置が在圏している在圏セルの基地局との間のＯＦＤＭによる下りリンクの無線通信に干渉している干渉セルを検知する手段と、
前記在圏セルの基地局から参照信号を受信し、該参照信号に基づいて該在圏セルの基地局との間の伝送路応答を推定する手段と、
前記干渉セルの基地局から参照信号を受信し、該参照信号に基づいて該干渉セルの基地局との間の伝送路応答を推定する手段と、
前記複数の伝送路応答の推定結果と、前記下りリンクの制御チャネルに用いられている送信方式の情報とに基づいて、前記制御チャネルにおける前記干渉セルの基地局からの干渉信号を抑圧又は除去する手段と、
を備えたことを特徴とする移動局装置。 - 請求項１の移動局装置において、
複数の干渉セルが検知された場合、その複数の干渉セルのうち最も受信電力の高い干渉セルのみを、前記干渉信号の抑圧又は除去の対象とすることを特徴とする移動局装置。 - 請求項１の移動局装置において、
複数のアンテナを備え、
複数の干渉セルが検知された場合、前記複数の干渉セルの受信電力の高いほうから当該移動局装置のアンテナの自由度の数だけ選択した干渉セルのみを、前記干渉信号の抑圧又は除去の対象とすることを特徴とする移動局装置。 - 請求項１乃至３のいずれかの移動局装置において、
前記複数の伝送路応答の推定結果と、前記下りリンクの制御チャネルに用いられている送信方式の情報とに基づいて、前記在圏セルの基地局及び前記干渉セルの基地局それぞれから報知チャネルを介して送信される報知情報を取得する手段を、更に備えたことを特徴とする移動局装置。 - 請求項４の移動局装置において、
前記基地局が適用する前記制御チャネルのプリコーディング方式が送信アンテナ数で決定される場合、前記報知情報に基づいて、前記在圏セルの基地局及び前記干渉セルの基地局それぞれの送信アンテナ数を識別する手段を、更に備えたことを特徴とする移動局装置。 - 請求項４又は５の移動局装置において、
前記報知情報に基づいて、前記下りリンクの制御チャネルで使用するシンボル数が可変であるか否かを判断する手段と、
前記下りリンクの制御チャネルで使用するシンボル数が可変である場合は、前記制御チャネルのサイズを通知する制御チャネルを受信して前記シンボル数の情報を取得する手段と、を更に備えたことを特徴とする移動局装置。 - 請求項４乃至６のいずれかの移動局装置において、
前記報知情報に基づいて、前記下りリンクの制御チャネルの送信電力が制御されている否かを判断する手段を更に備え、
前記制御チャネルの送信電力が制御されている場合、前記制御チャネルの送信電力の制御情報を用いることなく、下りリンクの受信信号と、前記複数の伝送路応答の推定結果とに基づいて、前記干渉信号を抑圧又は除去することを特徴とする移動局装置。 - 請求項４乃至７のいずれかの移動局装置において、
前記報知情報に基づいて、前記下りリンクの制御チャネルの送信電力が制御されている否かを判断する手段と、
前記制御チャネルの送信電力が制御されている場合、前記制御チャネルの送信電力の制御情報を取得する手段とを、更に備え、
下りリンクの受信信号と、前記複数の伝送路応答の推定結果と、前記制御チャネルの送信電力の制御情報と、前記制御チャネルの変調方式及びプリコーディング方式の情報とに基づいて、前記干渉信号のレプリカを生成し、前記レプリカを用いて前記干渉信号を抑圧又は除去することを特徴とする移動局装置。 - 請求項１乃至８のいずれかの移動局装置において、
前記複数の基地局それぞれのセル識別情報によってＯＦＤＭ無線フレームの制御信号領域中の参照信号の配置の周波数シフト量を変える場合、前記制御信号領域が複数のＯＦＤＭシンボルで構成されている場合、又は、前記参照信号が挿入されている制御信号領域のＯＦＤＭシンボル及び前記参照信号が配置される周波数が前記在圏セルと前記干渉セルとで異なる場合には、前記参照信号が含まれない制御信号領域のＯＦＤＭシンボルについてのみ、前記干渉信号の抑圧又は除去を行い、前期参照信号が含まれる制御信号領域のＯＦＤＭシンボルについては、前期干渉信号の抑圧又は除去は行わず、希望信号の受信電力を向上させる信号合成を行うことを特徴とする移動局装置。
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