JP2015173399A - 移動局装置及び移動通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】下りリンクの無線フレームの制御領域でのセル間干渉の影響を受けることなくデータ領域における希望セルの信号を精度よく復号できる基地局装置及び移動通信システムを提供する。
【解決手段】無線フレームにおける制御領域に配置された参照信号を用いずに、データ領域に配置された参照信号を用いて無線フレームにおけるチャネル推定を行う。このチャネル推定の結果に基づいて、希望セルの周辺に位置する干渉セルの基地局装置から送信されているデータ領域における干渉信号の検出と干渉信号の受信信号レプリカの生成とを行う。そして、無線フレームで受信された受信信号から干渉信号の受信信号レプリカを減算する干渉キャンセル処理を実行し、干渉キャンセル処理を実行した後の受信信号に基づいて、希望セルの基地局装置から送信されているデータ領域における希望信号を復号する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基地局装置と無線通信可能な移動局装置、及び、その移動局装置と基地局装置とを備える移動通信システム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．１０／１１）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（非特許文献１〜４参照）。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避けられない。

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、「マクロセル基地局」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ピコセルやフェムトセル（以下、これらのセルを適宜「スモールセル」という）のエリアをカバーするピコセル基地局やフェムトセル基地局等の小型基地局（以下、適宜「スモールセル基地局」という）が配置された異種セルサイズ混在型のヘテロジーニアスセルラネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ：Heterogeneous Network）において、マクロセルからスモール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（非特許文献５および非特許文献６参照）。このようなＨｅｔＮｅｔにおいて、マクロセル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、マクロセルからスモール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、マクロセルのみで構成されるセルラネットワーク(Homogeneous Network)で一般に用いられている移動局が下りリンクの受信品質（あるいは受信電力）が最大となる基地局のセルを接続セルとして選択する方法をそのまま適用すると、低送信電力のスモールセル基地局の送信電力はマクロセル基地局に比べて小さいので、移動局がスモール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という問題が指摘されている。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）あるいは参照信号受信品質ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）に基づいて接続セルを選択する際、移動局で測定されるスモールセル基地局のＲＳＲＰあるいはＲＳＲＱに対して正のバイアスを加える方法が提案されている（非特許文献７参照）。この方法により、移動局ではスモールセル基地局から送信される信号の受信電力あるいは受信品質が見かけ上改善したように見えるため、移動局は積極的にスモール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、低送信電力のスモールセル基地局のエリアカバレッジを広げることから、ＣＲＥ（Cell Range Expansion）と呼ばれ、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいても適用できる。また、上記ＣＲＥにおけるバイアスは、基地局から移動局への個別制御情報あるいはシステム報知情報として通知されるハンドオーバ制御パラメータやセル再選択制御パラメータに含まれる接続セル（在圏セル）やその周辺セルのＲＳＲＰやＲＳＲＱ測定値に対するオフセット量の設定により実現することも可能である（非特許文献７および非特許文献８参照）。ところで、マクロセルからスモールセルへのトラフィックオフロードを積極的に行うＣＲＥを行う場合、スモールセル基地局からの送信電力は維持されたまま、移動局が接続するスモールセルのセルサイズ（セル半径）が等価的に拡大される。これにより、スモールセルのセル端で移動局がスモールセル基地局から受信する受信信号の強度がマクロセルに比べて弱いにもかかわらずスモールセルに接続する確率（接続率）が高めることができる。しかしながら、特にＣｏ−ｃｈａｎｎｅｌ ＨｅｔＮｅｔと呼ばれるマクロセルとスモールセルが同一周波数を用いてエリア展開を行う場合、各基地局から送信された信号の移動局における実際の受信電力が変わるわけではないため、スモールセルのセル端のエリアでスモールセルに接続された移動局はマクロセル基地局からより大きなセル間干渉を受けやすくなる。

また、同様なセル間干渉の問題は、屋内やイベント会場などに設定されたスモールセルの周辺部分に利用者の移動局が集中しすぎる状況などにおいてスモールセルからマクロセルに積極的にトラフィックをオフロードする場合にも発生し得る。スモールセルからマクロセルへのトラフィックオフロードを積極的に行うようにマクロセルについて前述のＣＲＥなどのパラメータ設定を行うと、マクロセル基地局からの送信電力は維持されたまま、移動局が接続するマクロセルのセル半径が等価的に拡大される。これにより、マクロセルのセル端で移動局がマクロセル基地局から受信する受信信号の強度が弱いにもかかわらずマクロセルに接続する確率が高められる。しかしながら、特にＣｏ−ｃｈａｎｎｅｌ ＨｅｔＮｅｔと呼ばれるマクロセルとスモールセルが同一周波数を用いてエリア展開を行う場合、各基地局から送信された信号の移動局における実際の受信電力が変わるわけではないため、マクロセルのセル端のエリアでマクロセルに接続した移動局はスモールセル基地局からより大きなセル間干渉を受けやすくなる。

更に、前述と同様なセル間干渉の問題は、スモールセル又はマクロセルについて、セルサイズ（セル半径）を等価的に狭くしてセルに接続される確率（接続率）を低下させるように前述のＣＲＥなどのパラメータ設定を行う場合にも同様に発生し得る。

従来、主にマクロセルのみから構成される（Homogeneous Network）におけるセル端ユーザのセル間干渉による希望信号の受信品質の低下を軽減するため、干渉抑圧合成(ＩＲＣ: Interference Rejection Combining) 受信方式の検討が行われてきた（例えば、非特許文献５参照）。近年、３ＧＰＰではマクロセルに対して同一搬送波周波数を用いてスモールセルを重畳するＣｏ−ｃｈａｎｎｅｌ ＨｅｔＮｅｔ環境を考慮し、更なるユーザスループット改善のため、移動局受信方式の高度化の検討が行われている。この高度化移動局受信方式として、基地局から移動局（ユーザ端末）へ干渉信号の送信方式（変調方式や符号化方式等）情報の通知を行い、支配的なセル間干渉信号を除去または抑圧するネットワーク支援型干渉除去抑圧（ＮＡＩＣＳ：Network-Assisted Interference Cancellation and Suppression）受信方式の検討が行われている（例えば、非特許文献９参照）。ＮＡＩＣＳ受信方式として、支配的なセル間干渉信号を逐次減算する逐次干渉キャンセル方式（ＳＩＣ：Successive Interference Cancellation）が検討されている。

しかしながら、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄで採用されている時分割多重（ＴＤＭ）型のＬ１／Ｌ２制御チャネル構成では、送信電力制御を行うことが可能であるが、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルに対する送信電力制御量について基地局から移動局へ明示的に通知されないことや、前述の下りリンクの無線フレームに設定された制御領域に対するリソース割当の有無を含めた参照信号のブラインド検出が必要となることから、上記の逐次干渉キャンセル方式（ＳＩＣ）を適用することが難しい。そのため、上記下りリンクの無線フレームの制御領域では、上記ＬＴＥ／ＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄにおけるＴＤＭ型Ｌ１／Ｌ２制御チャネル構成が適用された場合、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルにおいて上記の逐次干渉キャンセル方式（ＳＩＣ）を適用できないため、希望セルの基地局装置（スモールセル基地局）から送信される参照信号と周辺セルの基地局装置（マクロセル基地局）から送信される制御信号とが互いに干渉するセル間干渉が残存する。従って、無線フレームの全体に分散配置された参照信号を用いる上記従来の逐次干渉キャンセル方式（ＳＩＣ）では、上記無線フレームの制御領域に残存しているセル間干渉の影響を受けて希望セルから受信するデータ領域の信号（データ信号、上位レイヤ制御信号）を精度よく復号できないおそれがある。

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、下りリンクの無線フレームの制御領域でのセル間干渉の影響を受けることなくデータ領域における希望信号を精度よく復号できる基地局装置及び移動通信システムを提供することである。

本発明に係る移動局装置は、制御領域とデータ領域とを有する下りリンクの無線フレームにより基地局装置と無線通信可能な移動局装置であって、前記無線フレームにおける前記制御領域及び前記データ領域それぞれに分散配置された複数の参照信号のうち、前記制御領域に配置された参照信号を用いずに、前記データ領域に配置された参照信号を用いて前記無線フレームにおけるチャネル推定を行う手段と、前記チャネル推定の結果に基づいて、当該移動局装置が接続している希望セルの周辺に位置する干渉セルの基地局装置から送信されている前記データ領域における干渉信号の検出と該干渉信号の受信信号レプリカの生成とを行う手段と、前記無線フレームで受信された受信信号から前記干渉信号の受信信号レプリカを減算する干渉キャンセル処理を実行する手段と、前記干渉キャンセル処理を実行した後の受信信号に基づいて、前記希望セルの基地局装置から送信されている前記データ領域における希望信号を復号する手段と、を備える。
この移動局装置では、下りリンクの無線フレームのデータ領域における干渉信号の検出と干渉信号の受信信号レプリカの生成とに用いるチャネル推定を、セル間干渉が残存している制御領域に配置されている参照信号を用いずに、データ領域に配置された参照信号を用いて行うことにより、セル間干渉の影響を受けずに、データ領域のチャネル推定を精度よく行うことができる。このように精度が向上したチャネル推定に基づいて、希望セルの周辺に位置する干渉セルの基地局装置から送信されているデータ領域における干渉信号の検出と干渉信号の受信信号レプリカの生成とを行い、生成した干渉信号の受信信号レプリカを無線フレームで受信された受信信号から減算する干渉キャンセル処理を実行する。そして、干渉キャンセル処理を実行した後の受信信号に基づいて、希望セルの基地局装置から送信されているデータ領域における希望信号（例えば、データ信号及び上位レイヤ制御信号の少なくとも一方の信号）を復号することにより、下りリンクの無線フレームの制御領域でのセル間干渉の影響を受けることなく、希望信号を精度よく復号できる。

前記移動局装置において、前記無線フレームで受信された受信信号が、複数の干渉セルの基地局装置から送信されている前記データ領域における複数の干渉信号を含む場合、その複数の干渉信号の受信電力が強い順に、前記チャネル推定と前記干渉信号の検出及び受信信号レプリカの生成と前記干渉キャンセル処理とを繰り返し行ってもよい。この移動局装置では、前記無線フレームで受信された受信信号が互いに受信電力が異なる複数の干渉信号を含む場合に、セル間干渉の影響を大きい干渉信号の順で干渉キャンセル処理を行うため、複数の干渉信号それぞれによるセル間干渉を確実且つ効率的に防止できる。

また、前記移動局装置において、前記チャネル推定と前記干渉信号の検出及び受信信号レプリカの生成と前記干渉キャンセル処理とを、前記データ領域における希望セルの参照信号の復号についても行ってもよい。この移動局装置では、データ領域における希望セルからの参照信号を精度よく復号できる。

本発明に係る移動通信システムは、前記複数の移動局装置のいずれかと、その移動局装置と無線通信可能な基地局装置とを備える。この移動通信システムでは、移動局装置で受信する下りリンクの無線フレームの制御領域でのセル間干渉の影響を受けることなくデータ領域における希望信号を精度よく復号できる。
前記移動通信システムにおいて、前記希望セルは前記干渉セル内に含まれ、前記希望セルの基地局装置は小型基地局装置であり、前記干渉セルの基地局装置はマクロ基地局装置であってもよい。この移動通信システムでは、下りリンクの無線フレームの制御領域でのスモールセル−マクロセル間干渉の影響を受けることなくデータ領域におけるスモールセルの希望信号を精度よく復号できる。

本発明によれば、下りリンクの無線フレームの制御領域でのセル間干渉の影響を受けることなくデータ領域における希望信号を精度よく復号できる。

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。 （ａ）は、移動局装置がスモールセルからマクロセル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。（ｂ）はハンドオーバ時の下りリンクの受信電力の時間変化を示すグラフ。 （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。 ＬＴＥ／ＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄのＮｏｒｍａｌ ＣＰ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。 サブフレームの構成例を示す説明図。 下りリンクの無線フレームの制御領域におけるセル間干渉の一例を示す説明図。 本実施形態に係る移動局装置における干渉キャンセル適用領域及びチャネル推定に用いる参照信号の一例を示す説明図。 本実施形態の移動局装置の要部構成の一例を示す機能ブロック図。 本実施形態の移動局装置におけるセル間干渉抑圧効果の一例を示すグラフ。

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。

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、広域用のマクロセル基地局１０と、そのマクロセル基地局１０の無線通信エリアであるマクロセル１０Ａ内に位置するスモールセル基地局２０とを備え、異種セルサイズ混在型のヘテロジーニアスセルラネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ）を構成している。スモールセル基地局２０の無線通信エリアであるスモールセル２０Ａは、マクロセル１０Ａよりもセルサイズが小さく、そのマクロセル１０Ａの内側に含まれている。ユーザ端末としての移動局装置３０は、スモールセル２０Ａに在圏し、スモールセル基地局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、スモールセル２０Ａの外縁部（マクロセル１０Ａとの境界部）に位置しているため、マクロセル基地局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、マクロセル基地局１０、スモールセル基地局２０及び移動局装置３０を一つずつ図示しているが、マクロセル基地局１０、スモールセル基地局２０及び移動局装置３０はそれぞれ複数であってもよい。

マクロセル基地局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）」、「Ｍａｃｒｏ ｅ−Ｎｏｄｅ Ｂ」、「ＭｅＮＢ」等と呼ばれる場合もある。マクロセル基地局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、マクロセル基地局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。

スモールセル基地局２０は、広域用のマクロセル基地局１０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。スモールセル基地局２０は、移動体通信網における広域のマクロセル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スモールセル基地局２０は、接続する移動局装置の制限を行わない基地局については「ピコ基地局」、「Ｐｉｃｏ ｅ−Ｎｏｄｅ Ｂ」、又は「Ｐｉｃｏ ｅＮＢ」と呼ばれる場合もあり、特定の加入者の移動局装置のみ接続を許可する基地局については「フェムト基地局」、「Ｈｏｍｅ ｅ−Ｎｏｄｅ Ｂ」、又は「Ｈｏｍｅ ｅＮＢ」と呼ばれる場合もある。スモールセル基地局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、マクロセル１０Ａやスモールセル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セル基地局１０やスモールセル基地局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がスモールセル２０Ａからハンドオーバしてマクロセル１０Ａ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がスモールセル２０Ａからマクロセル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受信電力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、マクロセル基地局１０及びスモールセル基地局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、下りリンクの受信電力に基づいてセルを選択する際、スモールセル基地局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は積極的にスモールセル基地局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で拡張される前のスモールセルである。

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）のスモールセル基地局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。スモールセル基地局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セル基地局１０から送信した信号の受信電力が自局（スモールセル基地局）２０から送信した信号の受信電力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、マクロセル１０Ａの受信電力がスモールセル２０Ａの受信電力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、スモールセル基地局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、スモールセル基地局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セルを選定し、コアネットワークを介してマクロセル基地局（Target eNB）１０へ、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。スモールセル基地局２０は、マクロセル基地局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セル基地局１０にハンドオーバ完了を送信してマクロセル基地局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（本例ではスモールセル基地局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（本例ではマクロセル基地局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、プラスのＣＲＥバイアスを加算して「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、スモールセル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スモールセル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）が採用されている。この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）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における下りリンクの無線フレーム構成、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、ＬＴＥ／ＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄのＥｘｔｅｎｄｅｄ Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ（以下、「Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＣＰ」という）仕様における希望セル（「サービングセル」ともいう。」）であるスモールセル２０Ａ及び干渉セルであるマクロセル１０Ａそれぞれにおけるサブフレームの構成例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１２ＯＦＤＭ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、１サブフレームは、周波数方向に１２サブキャリア（１５ｋＨｚ）、時間軸方向に１２ＯＦＤＭシンボルの計１４４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（１２ＯＦＤＭ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。

また、本実施形態において下りリンクの無線フレームに配置されるチャネル推定用参照信号（以下「参照信号」という。）は、スキャッタードパイロット型セル固有・アンテナ固有参照信号である。この参照信号は、ＬＴＥのＥｘｔｅｎｄｅｄ ＣＰ仕様と同じく、図５に示すように、６サブキャリア毎及び３ＯＦＤＭシンボル毎に配置される。同一セル内では、参照信号は他のアンテナやそれ以外の信号とは周波数領域・時間領域で直交している。また、参照信号はセルによって異なるサブキャリアシフトされており、参照信号のセル間干渉がランダム化されている。

以下、上記下りリンクの無線フレームに構成される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が複数セル間（主にマクロセルとスモールセルとの間）のトラフィックロードバランスの観点から最適なセルであるセルベストを探索することを「セルサーチ」と呼び、その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セルローカルＩＤ検出を目的としたプライマリ同期信号（ＰＳＳ：Primary SS）と、無線フレーム同期およびセルグループＩＤ検出を目的としたセカンダリ同期信号（ＳＳＳ：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がマクロセル基地局１０の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。

同期信号（ＰＳＳ，ＳＳＳ）は、システム帯域内の中心の所定帯域Δｆｓｓ（例えば、９４５［ｋＨｚ］）にマッピングされる。
プライマリ同期信号（ＰＳＳ）は、ＯＦＤＭシンボルタイミング検出、セルローカルＩＤ検出、周波数オフセット推定などに使用される。また、プライマリ同期信号（ＰＳＳ）では、送信信号系列として３種類のＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列がセル間で繰り返し使用され、セルローカルＩＤを識別できるようになっている。
セカンダリ同期信号（ＳＳＳ）は、上記２種類のＣＰ仕様のいずれにおいてもＣＰ長にかかわらず時間スロット中の同じ位置に設定され、１０ｍｓフレームタイミング検出、セルグループＩＤ検出、Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ （ＣＰ）長検出などに使用される。また、セカンダリ同期信号（ＳＳＳ）では、プライマリ同期信号（ＰＳＳ）は、送信信号系列として５０４種類の擬似直交系列（２種類の長さ３１のＭ系例を組み合わせ）がセル毎に変えて使用される。

〔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。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。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システムフレーム番号（System Frame Number）、送信アンテナ数、システム帯域幅などの基本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。また、ＰＢＣＨでは、誤り検出符号として巡回冗長検査（ＣＲＣ：Cyclic Redundancy Check）符号が付与された後、誤り訂正符号として低符号化率のテイルビットを用いないＴａｉｌ−Ｂｉｔｉｎｇ畳み込み符号化された、セルＩＤ毎に異なるスクランブリング符号が乗算される。そのため、検出誤りに対する耐性が強化されていることが特徴である。

〔参照信号（ＲＳ）〕
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。

ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいて追加された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。

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。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。

〔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。

以上説明したＣＲＥを適用したＨｅｔＮｅｔにおけるＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに準拠したＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式の下りリンクの無線伝送では、セル間干渉による希望信号の受信品質の低下を防止するために、前述のように、マクロセルからの干渉信号成分の受信信号レプリカを生成し、その受信信号レプリカを受信信号から逐次減算する逐次干渉キャンセル方式（ＳＩＣ）が知られている。この逐次干渉キャンセル方式としては、干渉信号の誤り訂正符号化方式の情報を利用しないＳＬ−ＳＩＣ（Symbol-Level SIC）及び干渉信号の誤り訂正符号化方式の情報を利用するＣＷ−ＳＩＣ（Code Word level SIC）がある。特に、ＣＲＥにより拡張されたスモールセルのエリアでは，希望信号の受信レベルに対して干渉信号の受信レベルが高いことから、干渉除去能力が高くかつ受信レベル差が大きい場合への耐性が極めて高いＣＷ−ＳＩＣが有利である。

ここで、上記ＣＷ−ＳＩＣでは、一般に干渉信号に対する検出誤り（「復号誤り」又は「訂正誤り」ともいう。）が生じると特性が劣化する。そこで、この特性劣化を軽減することができる逐次干渉キャンセル方式として、干渉信号の軟出力復号結果を用いるＣＷ−ＳＩＣがある。この干渉信号の軟出力復号結果を用いたＣＷ−ＳＩＣは、次の（１）〜（４）の処理を行う。
（１）干渉信号の誤り訂正復号における軟出力値(具体的には、ビット毎の事後確率対数尤度比）に基づき、干渉信号における変調シンボル毎の尤度を求める。
（２）求めた干渉信号の変調シンボル毎の尤度に基づき、ＩＱ（Ｘ軸：Ｉ相（Ｉｎ Ｐｈａｓｅ），Ｙ軸：Ｑ相（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ））平面上での干渉信号の期待値に相当する軟判定シンボルを生成する。
（３）生成した干渉信号の軟判定シンボルに対し、干渉信号のチャネル応答を畳み込むことにより、高精度な干渉信号のレプリカを生成する。
（４）干渉信号のレプリカを受信信号から逐次的に減算した後、希望信号を復号する。

上記干渉信号の軟出力復号結果を用いるＣＷ−ＳＩＣでは、干渉信号の軟判定シンボルに基づき干渉信号のレプリカを生成するため、干渉信号の誤り訂正復号における硬判定出力を用いる場合に比べて、干渉信号における復号誤りの影響を軽減することが可能である。

しかしながら、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄで採用される時分割多重（ＴＤＭ）型のＬ１／Ｌ２制御チャネル構成では、送信電力制御を行うことが可能であるが、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルに対する送信電力制御量について基地局から移動局へ明示的に通知されないことや、前述の下りリンクの無線フレームに設定された制御領域に対するリソース割当の有無を含めた参照信号のブラインド検出が必要となることから、上記従来の逐次干渉キャンセル方式（ＳＩＣ）を適用することが難しい。

また、図６に示すように、上記下りリンクの無線フレームの参照信号及びＬ１／Ｌ２制御信号が配置される制御領域（Ｌ１／Ｌ２制御ＲＥの領域）では、希望セルの基地局装置であるスモールセル基地局２０から送信される参照信号と周辺セルの基地局装置であるマクロセル基地局１０から送信されるＬ１／Ｌ２制御信号とが互いに干渉するセル間干渉が残存してしまう。そのため、無線フレームの全体に分散配置された参照信号を用いる従来の逐次干渉キャンセル方式（ＳＩＣ）では、無線フレームの制御領域に残存しているセル間干渉の影響を受けて希望セルから受信するデータ領域の信号（データ信号、上位レイヤ制御信号）を精度よく復号できないおそれがある。

そこで、本実施形態の移動局装置では、無線フレームのデータ領域における干渉信号の検出及びレプリカの生成並びに希望信号の検出のためのチャネル推定には、無線フレームにマッピングされた参照信号のうち、制御領域内にマッピングされた参照信号を用いずに、データ領域内にマッピングされた参照信号を用いている。

図７は、本実施形態に係る移動局装置における干渉キャンセル適用領域及びチャネル推定に用いる参照信号の一例を示す説明図である。図７に示すように、無線フレーム（サブフレーム）の制御領域内にマッピングされた参照信号を用いずに、データ領域内にマッピングされた図中破線枠内の参照信号のみを用いて、データ領域における干渉信号検出・レプリカ生成および希望信号の検出のためのチャネル推定を行っている。このように残留干渉のある制御領域の参照信号を適用しないため、データ領域のチャネル推定精度が向上する。従って、残留干渉の影響を受けることなく、干渉信号の検出及び受信信号レプリカの生成を精度よく行うことができる。また、スモールセル（サービングセル）のデータ領域では、干渉信号の受信信号レプリカを用いた逐次干渉キャンセル方式を適用できるため、データ領域の参照信号の実効受信ＳＩＲを改善できる。

本実施形態の移動局装置における干渉キャンセル処理を伴う希望信号の復号処理は、例えば次の（１）〜（４）のように行う。
（１）無線フレームの制御領域に配置された参照信号を用いずに、データ領域に配置された参照信号を用いて無線フレームにおけるチャネル推定を行う。
（２）チャネル推定の結果に基づいて、スモールセルの周辺に位置する干渉セルのマクロセル基地局装置１０から送信されているデータ領域における干渉信号の検出とその干渉信号の受信信号レプリカの生成とを行う。
（３）無線フレームで受信された受信信号から干渉信号の受信信号レプリカを減算する干渉キャンセル処理を実行する。
（４）干渉キャンセル処理を実行した後の受信信号に基づいて、スモールセル基地局装置から送信されているデータ領域におけるデータ信号及び制御信号を復号する。

次に、本実施形態の移動局装置における干渉キャンセル処理を伴う希望信号の復号のシミュレーションについて説明する。
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、同一周波数を用いてマクロセル１０Ａ内にスモールセル２０Ａがオーバラップする構成であり、スモールセル基地局２０はマクロセル基地局１０にサブフレーム同期している。スモールセル２０Ａをサービングセル、マクロセル１０Ａを干渉セルとし、図１内のマクロセル基地局１０以外のマクロセル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、スモールセル基地局２０及びマクロセル基地局１０はともにユーザ数が十分多い場合を想定して検討する。

表１は、シミュレーションの諸元をまとめた一覧表である。ただし、ここではＣＷ−ＳＩＣの基本特性を示すため、干渉セル数を１、干渉信号の送信ランクを１に固定し、さらに希望信号および干渉信号の変調方式および符号化率Ｒの組み合わせ（ＭＣＳ）はＱＰＳＫ、Ｒ＝０．１５に固定して評価する。

図８は、本実施形態の逐次干渉キャンセラを適用可能な移動局装置３０の要部構成の一例を示す機能ブロック図である。図８の例では、逐次干渉キャンセラを適用してデータ領域のデータ信号を受信する場合の例を示し、簡略化のため、干渉キャンセルを行う干渉信号数は１として示している。また、図８において破線枠３１０で囲んだ部分は、干渉信号に対する送信フォーマット情報（誤り訂正符号化方式の情報）を用いた逐次干渉キャンセル方式（ＣＷ−ＳＩＣ）により、強度が大きい主要な干渉信号の検出及び受信信号レプリカの生成を行っている第１ステップ部分である。破線枠３２０で囲んだ部分は、希望信号に対する送信フォーマット情報（誤り訂正符号化方式の情報）を用いた逐次干渉キャンセル方式（ＣＷ−ＳＩＣ）により、希望信号の検出を行っている第２ステップ部分である。なお、支配的な干渉セル数が増え、干渉キャンセルを行う必要がある干渉信号数が増えた場合については、図の第１ステップ部分の処理がその分繰り返される構成となる。

まず、図８の第１ステップ部分３１０では、各アンテナで受信されＡ／Ｄ変換された受信信号に基づいて、図示しないセルサーチ・タイミング検出部により干渉セルを検出し、主要な干渉セルの基地局（マクロセル基地局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）を推定するチャネル推定を実行する。このチャネル推定は、図示しない多重分離部（ＤＥＭＵＸ）から出力されるデータ領域の参照信号（ＣＲＳ）と、上記セルサーチ・タイミング検出部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、制御領域の参照信号（ＣＲＳ）はチャネル推定に用いられない。

次に、上記チャネル推定で得られたチャネル応答（伝送路応答）の結果に基づいて、干渉信号について、送信側の変調方式に対応する復調処理を実行することにより、干渉信号の受信データ系列を出力する。この受信データ系列における符号ビットごとに、そのビットが“０”である確率と“１”である確率の比の対数で定義される通信路対数尤度比（Ｃｈａｎｎｅｌ ＬＬＲ：Channel Log-Likelihood Ratio）を計算する。

次に、受信ビット系列長（ビット数）が、送信側の符号器の出力と同じ符号語長（レートマッチング前の符号語長）となるように処理（具体的には、パンクチャリングされたビットに対しては Ｃｈａｎｎｅｌ ＬＬＲを０に設定し、リピテーションにより繰り返し送信されたビットに対しては、Ｃｈａｎｎｅｌ ＬＬＲ値を繰り返し毎に合成）した後、所定のデータ長（ビット数）になった受信ビット系列（符号語）を復号する前に、その受信ビット系列のビットの並びを元の順番、すなわち符号器側でのビットの並びの順番となるように戻すデインターリーブを実行する。

次に、上記干渉信号の変調シンボル毎の対数尤度比に基づき、ＩＱ平面上での干渉信号の期待値に相当する軟判定シンボルを生成する軟出力チャネル復号を実行する。

次に、軟出力チャネル復号器から出力される符号化ビット毎の事後確率対数尤度比（Ａ Ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ ＬＬＲ）に基づき、符号化ビット毎の“０”および“１”である事後確率（ＡＰＰ： A Posteriori Probability）を計算する。そして、送信側と同じインタリーブパターンでデータを並べ替えるインターリーブを行い、インターリーブされた各ビットのＡＰＰと変調方式の情報に基づき干渉信号の軟判定シンボルを生成した後、生成した干渉信号の軟判定シンボルに対して干渉信号のチャネル応答を畳み込むことにより、各アンテナについて干渉信号のレプリカを生成する。

そして、上記チャネル推定で得られたチャネル応答（伝送路応答）の結果とに基づいて上記各アンテナについて生成した干渉信号のレプリカが多重化され、干渉信号の受信信号レプリカが生成される。

次に、図８の第２ステップ部分３２０では、各アンテナで受信した受信信号から上記干渉信号の受信信号レプリカを減算した後、サービングセルの基地局（スモールセル基地局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）を推定するチャネル推定を実行する。このチャネル推定は、図示しない多重分離部（ＤＥＭＵＸ）から出力されるデータ領域の参照信号（ＣＲＳ）と、上記セルサーチ・タイミング検出部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、制御領域の参照信号（ＣＲＳ）はチャネル推定に用いられない。

次に、上記チャネル推定で得られたチャネル応答（伝送路応答）の結果に基づいて、希望信号について、送信側の変調方式に対応する復調処理を実行することにより、希望信号の受信データ系列を出力する。この受信データ系列における符号ビットごとに、そのビットが“０”である確率と“１”である確率の比の対数で定義される通信路対数尤度比（Ｃｈａｎｎｅｌ ＬＬＲ）を計算する。

次に、受信ビット系列長（ビット数）が、送信側の符号器の出力と同じ符号語長（レートマッチング前の符号語長）となるように処理（具体的には、パンクチャリングされたビットに対しては Ｃｈａｎｎｅｌ ＬＬＲを０に設定し、リピテーションにより繰り返し送信されたビットに対しては、Ｃｈａｎｎｅｌ ＬＬＲ値を繰り返し毎に合成）した後、所定のデータ長（ビット数）になった受信ビット系列（符号語）を復号する前に、その受信ビット系列のビットの並びを元の順番、すなわち符号器側でのビットの並びの順番となるように戻すデインターリーブを実行する。

次に、上記希望信号の符号化ビット毎の通信路対数尤度比（Ｃｈａｎｎｅｌ ＬＬＲ）に基づき、ＩＱ平面上での希望信号の期待値に相当するシンボルを生成するチャネル復号を実行した後、巡回冗長検査（ＣＲＣ）等を行って希望信号のデータを復元する。

図９は、本実施形態の移動局装置３０におけるセル間干渉抑圧効果を示すグラフである。図９は、図８に示した構成の移動局装置３０に上記表１の諸元を適用したシミュレーションで得られた結果である。図９の横軸は１受信アンテナあたりの平均ＳＩＲ［ｄＢ］であり、縦軸はＭＡＣサブレイヤ間で伝送されるＰＤＵ（パケットデータユニット）の平均スループットである。また、図９中の「○」は本実施形態の逐次干渉キャンセル処理（ＣＷ−ＳＩＣ）を適用した場合のデータであり、「■」は従来の逐次干渉キャンセル処理（ＣＷ−ＳＩＣ）を適用した場合のデータであり、「◆」は逐次干渉キャンセル処理（ＣＷ−ＳＩＣ）を適用しない場合のデータである。

図９に示すように、本実施形態の制御領域の参照信号を用いないチャネル推定に基づく逐次干渉キャンセル処理（ＣＷ−ＳＩＣ）を適用することにより、スループット特性を改善することができた。
これに対し、従来の制御領域の参照信号を用いるチャネル推定では、制御領域の残留干渉により、逐次干渉キャンセル処理における後段の信号検出に必要なチャネル推定精度が劣化した。
本実施形態では、セル間干渉が残存する制御領域の参照信号をデータ領域復号用のチャネル推定に適用しないことにより、後段の干渉信号および希望信号検出におけるデータ領域のチャネル推定精度を改善し、干渉キャンセル適用時のスループットがさらに改善した。

以上、本実施形態によれば、下りリンクの無線フレームのデータ領域におけるマクロセル１０Ａなどの干渉セルからの干渉信号の検出と干渉信号の受信信号レプリカの生成とに用いるチャネル推定を、セル間干渉が残存している制御領域に配置されている参照信号を用いずに、データ領域に配置された参照信号を用いて行うことにより、セル間干渉の影響を受けずに、データ領域のチャネル推定を精度よく行うことができる。このように精度が向上したチャネル推定に基づいて、スモールセル（希望セル）２０Ａに重畳するマクロセル１０Ａやスモールセル（希望セル）２０Ａの周辺に位置する他のセルなどの干渉セルの基地局装置から送信されているデータ領域における干渉信号の検出と干渉信号の受信信号レプリカの生成とを行う。この生成した干渉信号の受信信号レプリカを無線フレームで受信された受信信号から減算する干渉キャンセル処理を実行する。そして、干渉キャンセル処理を実行した後の受信信号に基づいて、スモールセル（希望セル）２０Ａの基地局装置から送信されているデータ領域における希望信号（例えば、データ信号及び上位レイヤＬ１／Ｌ２制御信号の少なくとも一方の信号）を復号することにより、下りリンクの無線フレームの制御領域でのセル間干渉の影響を受けることなく、希望信号を精度よく復号できる。従って、下りリンクにおける干渉キャンセル適用時のスループットを改善することができる。

また、本実施形態によれば、前記無線フレームで受信された受信信号が互いに受信電力が異なる複数の干渉信号を含む場合に、セル間干渉の影響を大きい干渉信号の順で干渉キャンセル処理を行うため、複数の干渉信号それぞれによるセル間干渉を確実且つ効率的に防止できる。

また、本実施形態によれば、前記チャネル推定と干渉信号の検出及び受信信号レプリカの生成と干渉キャンセル処理とを、無線フレームのデータ領域におけるスモールセル（希望セル）２０Ａの参照信号の復号についても行ってもよい。この場合は、受信号のデータ領域におけるスモールセル（希望セル）２０Ａからの参照信号を精度よく復号できる。

なお、本実施形態では、希望セル（サービングセル）がスモールセル２０Ａであり干渉セルがマクロセル１０Ａである場合について説明したが、本発明は、スモールセル２０Ａの端部領域において希望セル（サービングセル）がマクロセル１０Ａであり干渉セルがスモールセル２０Ａである場合にも適用することができ、同様な効果が得られる。また、本発明は、互いに隣接するスモールセルの境界領域において希望セル（サービングセル）がスモールセル２０Ａであり干渉セルが隣接する他のスモールセルである場合にも適用することができ、同様な効果が得られる。

また、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。

また、本明細書で説明された処理工程並びに移動通信システム、基地局装置及び移動局装置の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。

ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、Ｎｏｄｅ Ｂ、端末、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。

また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。

また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。

１０ マクロセル基地局
１０Ａ マクロセル
２０ スモールセル基地局
２０Ａ スモールセル
３０ 移動局装置
４０ コアネットワーク

3GPP TS36.211 V8.9.0,"Physical channel and modulation (Release 8)"Dec. 2009. 3GPP TS36.211 V9.1.0,"Physical channel and modulation (Release 9)"March 2010. 3GPP TS36.211 V10.6.0,"Physical channel and modulation (Release 10)"Dec.2012. 3GPP TS36.211 V11.1.0,"Physical channel and modulation (Release 11)"Dec. 2012. 3GPP TR36.814 V9.0.0,"Further advancements for E-UTRA physical layer aspects (Release 9),"March 2010. 3GPP TR36.839 V11.1.0，"Mobility enhancements in heterogeneous networks(Release 11),"Dec. 2012. K. Kitagawa, T. Yamamoto, and S. Konishi,"Effect of cell range expansion to handover performance for heterogeneous networks in LTE-Advanced systems,"IEICE Transaciotns on communications, vol.E96-B, no.6, pp.1367-1376, June 2013. T. Yamamoto and S. Konishi,"Impact of small cell deployments on mobility performance in LTE-Advanced systems,"Proceedings of the 6th international WDN workshops on cooperative and heterogeneous networks (WDN-CN2013), Sept. 2013. 3GPP TR36.866 V1.1.0, "Network-Assisted Interference Cancellation and Suppression for LTE (Release 12)," Dec. 2013.

Claims (5)

1. 制御領域とデータ領域とを有する下りリンクの無線フレームにより基地局装置と無線通信可能な移動局装置であって、
   前記無線フレームにおける前記制御領域及び前記データ領域それぞれに分散配置された複数の参照信号のうち、前記制御領域に配置された参照信号を用いずに、前記データ領域に配置された参照信号を用いて前記無線フレームにおけるチャネル推定を行う手段と、
   前記チャネル推定の結果に基づいて、当該移動局装置が接続している希望セルの周辺に位置する干渉セルの基地局装置から送信されている前記データ領域における干渉信号の検出と該干渉信号の受信信号レプリカの生成とを行う手段と、
   前記無線フレームで受信された受信信号から前記干渉信号の受信信号レプリカを減算する干渉キャンセル処理を実行する手段と、
   前記干渉キャンセル処理を実行した後の受信信号に基づいて、前記希望セルの基地局装置から送信されている前記データ領域における希望信号を復号する手段と、
   を備えることを特徴とする移動局装置。
2. 請求項１の移動局装置において、
   前記無線フレームで受信された受信信号が、複数の干渉セルの基地局装置から送信されている前記データ領域における複数の干渉信号を含む場合、その複数の干渉信号の受信電力が強い順に、前記チャネル推定と前記干渉信号の検出及び受信信号レプリカの生成と前記干渉キャンセル処理とを繰り返し行うことを特徴とする移動局装置。
3. 請求項１又は２の移動局装置において、
   前記チャネル推定と前記干渉信号の検出及び受信信号レプリカの生成と前記干渉キャンセル処理とを、前記データ領域における希望セルの参照信号の復号についても実行することを特徴とする移動局装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかの移動局装置と、該移動局装置と無線通信可能な基地局装置とを備える移動通信システム。
5. 請求項４の移動通信システムにおいて、
   前記希望セルは前記干渉セル内に含まれ、前記希望セルの基地局装置は小型基地局装置であり、前記干渉セルの基地局装置はマクロ基地局装置である移動通信システム。