JP5232031B2 - 無線通信システム、無線基地局、制御装置、及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、マルチアンテナ技術が用いられる無線通信システム、無線基地局、制御装置、及び無線通信方法に関する。

近年、無線通信システムでは、有限な周波数帯域を効率的に利用するために、無線信号の送信側又は受信側の少なくとも一方が複数のアンテナを用いるマルチアンテナ技術が利用されている。マルチアンテナ技術の一つとして、複数の送信アンテナを介して同一の周波数を用いる信号系列を複数同時に送信するとともに、複数の受信アンテナを介して当該信号系列を受信し、各信号系列に分離する複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信が知られている。

ＭＩＭＯ通信には、受信側が、送信側との間の伝搬路特性を推定し、推定した伝搬路特性に基づくフィードバック情報を送信側にフィードバックする方式（いわゆる、閉ループＭＩＭＯ）がある。送信側は、受信側からのフィードバック情報に基づいて、各種の送信制御、例えば送信アンテナ毎の重み付けを行う。閉ループＭＩＭＯによれば、送信側が伝搬路特性の変化に適応した送信制御を行うことができるため、通信品質を改善することができる。

特表２００８-５３６３４２号公報

ところで、近年では、周波数帯域をさらに効率的に利用するために、隣接するセル間で同一の通信チャネル（具体的には、同一の周波数）を使用する無線通信システムが実現されている。

このような無線通信システムにおける上り通信では、無線信号の受信側となる無線基地局は、自局に接続中の無線端末からの所望信号だけでなく、周辺に位置する他の無線基地局に接続中の無線端末からの干渉信号を受信する場合がある。

しかしながら、上述した閉ループＭＩＭＯにおいては、送信側と受信側との間で閉じたフィードバック制御を行っているため、無線基地局が干渉信号を受信する場合には、通信品質を十分に改善することができない問題があった。

そこで、本発明は、上り通信において無線基地局が干渉信号を受信する場合であっても、通信品質を十分に改善することができる無線通信システム、無線基地局、制御装置、及び無線通信方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、複数の第１送信アンテナを有する第１無線端末（無線端末ＵＥ１）から、所定の通信チャネル（チャネルＡ）が用いられる第１無線信号を受信する第１無線基地局（無線基地局ＢＳ１又はＢＳ１’）と、複数の第２送信アンテナ（アンテナ４０１，４０２）を有する第２無線端末（無線端末ＵＥ４）から、前記所定の通信チャネルが用いられる第２無線信号を受信する第２無線基地局（無線基地局ＢＳ２）とを有する無線通信システム（無線通信システム１０Ａ又は１０Ｂ）であって、前記第１無線基地局及び前記第２無線基地局を制御する制御装置（制御装置１００Ａ又は１００Ｂ）を備え、前記第１無線基地局は、前記第２無線端末から前記第２無線信号を受信した場合に、前記第１無線基地局への前記第２無線信号の到来方向（方向Ｄ１）に基づく干渉情報を生成し、前記制御装置は、前記第１無線基地局によって生成された前記干渉情報を前記第２無線基地局に送信し、前記第２無線基地局は、前記干渉情報を受信した場合に、前記受信した干渉情報に基づいて、前記複数の第２送信アンテナが形成する指向性ビームのヌル点を前記第１無線基地局の方向に向けるための制御情報を前記第２無線端末に送信することを要旨とする。

このような無線通信システムによれば、第１無線基地局が第２無線端末から第２無線信号（すなわち、干渉信号）を受信する場合に、第２無線端末において、第１無線基地局の方向にヌル点を向けることができるため、第１無線基地局が第２無線信号を受信することを回避でき、第１無線基地局における通信品質を十分に改善することができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記第２無線端末は、前記第２無線基地局から受信した前記制御情報と、前記第２無線基地局からフィードバックされるフィードバック情報とに基づいて、前記第１無線基地局の方向に前記ヌル点を向け、且つ、前記第２無線基地局の方向に前記指向性ビームを向けて、前記第２無線信号を送信することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記制御装置は、前記第２無線基地局を含む複数の無線基地局の中から、前記第２無線信号に関する情報に基づいて前記第２無線基地局を特定する基地局特定部（基地局特定部１２１）と、前記基地局特定部によって特定された前記第２無線基地局に対し、前記干渉情報を送信する干渉情報送信部（送信部１１２）とを備えることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記制御装置は、前記複数の無線基地局の何れかに接続中の無線端末を識別する端末識別情報と、前記無線端末の接続先の無線基地局とを対応付けた接続情報を記憶する記憶部（記憶部１３０）を備え、前記第２無線信号は、前記第２無線端末を識別する端末識別情報を含み、前記基地局特定部は、前記記憶部が記憶する前記接続情報と、前記第２無線信号に含まれる前記端末識別情報とに基づいて、前記複数の無線基地局の中から前記第２無線基地局を特定することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、前記干渉情報送信部は、前記干渉情報に加え、前記第２無線信号に含まれる前記端末識別情報を前記第２無線基地局に送信し、前記第２無線基地局は、前記制御装置から受信した前記端末識別情報に基づいて、前記第２無線基地局に接続中の複数の無線端末の中から前記第２無線端末を特定する端末特定部（端末特定部３２２）と、前記端末特定部によって特定された前記第２無線端末に対し、前記制御情報を送信する制御情報送信部（送信部３１２）とを備えることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記制御装置は、前記複数の無線基地局の何れかに接続中の無線端末が上り通信に使用している通信チャネルを識別するチャネル識別情報と、前記無線端末の接続先の無線基地局とを対応付けたチャネル情報を記憶する記憶部（記憶部１３０）を備え、前記基地局特定部は、前記記憶部が記憶する前記チャネル情報と、前記所定の通信チャネルを識別するチャネル識別情報とに基づいて、前記複数の無線基地局の中から前記第２無線基地局を特定することを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、本発明の第６の特徴に係り、前記干渉情報送信部は、前記干渉情報に加え、前記所定の通信チャネルを識別する前記チャネル識別情報を前記第２無線基地局に送信し、前記第２無線基地局は、前記制御装置から受信した前記チャネル識別情報に基づいて、前記第２無線基地局に接続中の複数の無線端末の中から前記第２無線端末を特定する端末特定部（端末特定部３２２）と、前記端末特定部によって特定された前記第２無線端末に対し、前記制御情報を送信する制御情報送信部（送信部３１２）とを備えることを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記第２無線信号は、前記第２無線基地局に固有の信号系列を含み、前記基地局特定部は、前記第２無線信号に含まれる前記信号系列に基づいて、前記複数の無線基地局の中から前記第２無線基地局を特定することを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、本発明の第１〜第８の何れかの特徴に係り、前記干渉情報は、前記第１無線基地局が推定した前記到来方向を示す情報、又は、前記第１無線基地局の方向に前記ヌル点を向けさせる送信アンテナ重みを識別する情報であることを要旨とする。

本発明の第１０の特徴は、本発明の第１〜第８の何れかの特徴に係り、前記制御情報は、前記第１無線基地局が推定した前記到来方向を示す情報、又は、前記第１無線基地局の方向に前記ヌル点を向けさせる送信アンテナ重みを識別する情報であることを要旨とする。

本発明の第１１の特徴は、本発明の第１〜第１０の何れかの特徴に係り、前記制御装置は、前記第１無線基地局に含まれる、又は、前記第１無線基地局と前記第２無線基地局とは個別に設けられることを要旨とする。

本発明の第１２の特徴は、複数の送信アンテナを有する無線端末（無線端末ＵＥ１）から、所定の通信チャネル（チャネルＡ）が用いられる第１無線信号を受信する受信部を有する無線基地局（無線基地局ＢＳ１又はＢＳ１’）であって、前記受信部が、他の無線基地局（無線基地局ＢＳ２）に接続中の他の無線端末（無線端末ＵＥ４）から、前記所定の通信チャネルが用いられる第２無線信号を受信した場合に、前記無線基地局への前記第２無線信号の到来方向（方向Ｄ１）に基づく干渉情報を生成する干渉情報生成部（干渉情報生成部２２２）と、前記他の無線基地局、又は、前記無線基地局と前記他の無線基地局とを制御する制御装置（制御装置１００Ａ）に対し、前記干渉情報生成部によって生成された前記干渉情報を送信する干渉情報送信部（有線通信部２４０）とを備え、前記干渉情報は、前記他の無線端末が形成する指向性ビームのヌル点を前記無線基地局の方向に向けるための制御情報を前記他の無線基地局が前記他の無線端末に送信するために用いられることを要旨とする。

本発明の第１３の特徴は、複数の送信アンテナ（アンテナ４０１，４０２）を有する無線端末（無線端末ＵＥ４）から、所定の通信チャネル（チャネルＡ）が用いられる無線信号を受信する受信部（受信部３１１）を有する無線基地局（無線基地局ＢＳ２）であって、他の無線基地局（無線基地局ＢＳ１）への前記無線信号の到来方向（方向Ｄ１）に基づく干渉情報を、前記他の無線基地局、又は、前記無線基地局と前記他の無線基地局とを制御する制御装置（制御装置１００Ａ）から取得する干渉情報取得部（干渉情報取得部３２１）と、前記干渉情報取得部が取得した前記干渉情報に基づいて、前記複数の送信アンテナが形成する指向性ビームのヌル点を前記他の無線基地局の方向に向けるための制御情報を前記無線端末に送信する制御情報送信部（送信部３１２）とを備えることを要旨とする。

本発明の第１４の特徴は、複数の第１送信アンテナを有する第１無線端末（無線端末ＵＥ１）から、所定の通信チャネル（チャネルＡ）が用いられる第１無線信号を受信する第１無線基地局（無線基地局ＢＳ１又はＢＳ１’）と、複数の第２送信アンテナ（アンテナ４０１，４０２）を有する第２無線端末（無線端末ＵＥ４）から、前記所定の通信チャネルが用いられる第２無線信号を受信する第２無線基地局（無線基地局ＢＳ２）とを制御する制御装置（制御装置１００Ａ）であって、前記第１無線基地局が、前記第２無線端末から前記第２無線信号を受信した場合に、前記第２無線基地局を含む複数の無線基地局の中から、前記第２無線信号に関する情報に基づいて前記第２無線基地局を特定する基地局特定部（基地局特定部１２１）と、前記基地局特定部によって特定された前記第２無線基地局に対し、前記第１無線基地局への前記第２無線信号の到来方向（方向Ｄ１）に基づく干渉情報を送信する干渉情報送信部（送信部１１２）とを備え、前記干渉情報は、前記第２無線端末が形成する指向性ビームのヌル点を前記第１無線基地局の方向に向けるための制御情報を前記第２無線基地局が前記第２無線端末に送信するために用いられることを要旨とする。

本発明の第１５の特徴は、複数の第１送信アンテナを有する第１無線端末から、所定の通信チャネルが用いられる第１無線信号を第１無線基地局が受信するステップと、複数の第２送信アンテナを有する第２無線端末から、前記所定の通信チャネルが用いられる第２無線信号を第２無線基地局が受信するステップとを有する無線通信方法であって、前記第１無線基地局が、前記第２無線端末から前記第２無線信号を受信した場合に、前記第１無線基地局への前記第２無線信号の到来方向に基づく干渉情報を生成するステップと、前記第１無線基地局及び前記第２無線基地局を制御する制御装置が、前記第１無線基地局によって生成された前記干渉情報を前記第２無線基地局に送信するステップと、前記第２無線基地局が、前記干渉情報を受信した場合に、前記受信した干渉情報に基づいて、前記複数の第２送信アンテナが形成する指向性ビームのヌル点を前記第１無線基地局の方向に向けるための制御情報を前記第２無線端末に送信するステップとを備えることを要旨とする。

本発明によれば、上り通信において無線基地局が干渉信号を受信する場合であっても、通信品質を十分に改善することができる無線通信システム、無線基地局、制御装置、及び無線通信方法を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの全体構成図である。 本発明の第１実施形態に係る無線通信システムにおいて用いられるチャネルを説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの概略動作を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの概略動作を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る無線基地局（第１無線基地局）の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る制御装置の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る無線基地局（第２無線基地局）の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る無線端末の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態において実行される送信指向性制御の詳細について説明するための図である。 本発明の第１実施形態において実行される送信指向性制御の詳細について説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの動作を示す動作シーケンス図である。 本発明の第２実施形態に係る無線通信システムの全体構成図である。 本発明の第２実施形態に係る無線基地局（第１無線基地局）の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る無線通信システムの動作を示す動作シーケンス図である。

次に、図面を参照して、本発明の第１実施形態、第２実施形態、及び、その他の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

［第１実施形態］
第１実施形態では、（１）無線通信システムの概要、（２）無線通信システムの詳細構成、（３）無線端末における送信指向性制御、（４）無線通信システムの動作、（５）効果について説明する。

（１）無線通信システムの概要
まず、第１実施形態に係る無線通信システムの概要について、（１．１）無線通信システムの概略構成、（１．２）無線通信システムの概略動作の順に説明する。

（１．１）無線通信システムの概略構成
図１は、第１実施形態に係る無線通信システム１０Ａの全体構成図である。

図１に示すように、無線通信システム１０Ａは、無線端末ＵＥ１（第１無線端末）、無線端末ＵＥ２、無線端末ＵＥ３、無線端末ＵＥ４（第２無線端末）、無線端末ＵＥ５、無線端末ＵＥ６、無線基地局ＢＳ１（第１無線基地局）、無線基地局ＢＳ２（第２無線基地局）、及び制御装置１００Ａを有する。

図１では、説明の便宜上、無線基地局ＢＳ１及び無線基地局ＢＳ２のみを図示しているが、実際には、無線基地局ＢＳ１及び無線基地局ＢＳ２それぞれに隣接して無線基地局がさらに設置されている。

無線通信システム１０Ａは、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において標準化されているＬＴＥ（Long Term Evolution）規格に基づく構成を有している。以下においては、主に上り（以下、アップリンク）通信について説明する。

無線基地局ＢＳ１は、セルＣ１内に位置する無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３の接続先であり、無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３とアップリンク通信を実行する。無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３は、移動可能であり、図１の例ではセルＣ１の端部に位置している。無線基地局ＢＳ１には、無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３以外の無線端末がさらに接続されていてもよい。

無線基地局ＢＳ２は、セルＣ１に隣接するセルＣ２内に位置する無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６の接続先であり、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６とアップリンク通信を実行する。無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６は、移動可能であり、図１の例ではセルＣ２の端部に位置している。無線基地局ＢＳ２には、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６以外の無線端末がさらに接続されていてもよい。

制御装置１００Ａは、有線通信網であるバックボーンネットワーク上に設けられ、無線基地局ＢＳ１及び無線基地局ＢＳ２に有線接続される。制御装置１００Ａは、無線基地局ＢＳ１及び無線基地局ＢＳ２を制御する。制御装置１００Ａは、無線基地局ＢＳ１及び無線基地局ＢＳ２に加え、無線基地局ＢＳ１及び無線基地局ＢＳ２それぞれに隣接する無線基地局を制御してもよい。制御装置１００Ａは、無線基地局ＢＳ１、無線基地局ＢＳ２、及び、その他の無線基地局から定期的に情報を収集し、収集した情報を記憶及び管理する。

無線通信システム１０Ａには、マルチキャリア通信方式の一つである直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）方式が採用されている。ＯＦＤＭＡ方式では、複数のサブキャリアを用いてサブチャネルと呼ばれる通信チャネル（以下、チャネル）が構成され、当該チャネルが無線基地局から無線端末に割り当てられる。また、無線通信システム１０Ａには、複信方式として周波数分割複信（ＦＤＤ）方式が採用されている。

無線基地局ＢＳ１は、図２に示すチャネルＡを無線端末ＵＥ１に、チャネルＢを無線端末ＵＥ２に、チャネルＣを無線端末ＵＥ３にそれぞれ割り当てている。以下では、無線基地局ＢＳ１によって割り当てられたチャネルを使用して無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３が送信する無線信号を適宜「第１無線信号」と称する。

無線基地局ＢＳ２は、図２に示すチャネルＡを無線端末ＵＥ４に、チャネルＢを無線端末ＵＥ５に、チャネルＣを無線端末ＵＥ６にそれぞれ割り当てている。以下では、無線基地局ＢＳ２によって割り当てられたチャネルを使用して無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６が送信する無線信号を適宜「第２無線信号」と称する。

無線基地局ＢＳ１は、チャネルＡが用いられる第１無線信号を無線端末ＵＥ１から所望信号として受信するとともに、チャネルＡが用いられる第２無線信号を無線端末ＵＥ４から干渉信号として受信している。チャネルＡが用いられる第２無線信号は、無線端末ＵＥ４からＤ１方向に向けて無線基地局ＢＳ１に到来し、無線端末ＵＥ４からＤ４方向に向けて無線基地局ＢＳ２に到来する。

同様に、無線基地局ＢＳ１は、チャネルＢが用いられる第１無線信号を無線端末ＵＥ２から所望信号として受信するとともに、チャネルＢが用いられる第２無線信号を無線端末ＵＥ５から干渉信号として受信している。チャネルＢが用いられる第２無線信号は、無線端末ＵＥ５からＤ２方向に向けて無線基地局ＢＳ１に到来し、無線端末ＵＥ５からＤ５方向に向けて無線基地局ＢＳ２に到来する。

無線基地局ＢＳ１は、チャネルＣが用いられる第１無線信号を無線端末ＵＥ３から所望信号として受信するとともに、チャネルＣが用いられる第２無線信号を無線端末ＵＥ６から干渉信号として受信している。チャネルＣが用いられる第２無線信号は、無線端末ＵＥ６からＤ３方向に向けて無線基地局ＢＳ１に到来し、無線端末ＵＥ６からＤ６方向に向けて無線基地局ＢＳ２に到来する。

無線基地局ＢＳ１及び無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３は、閉ループＭＩＭＯに基づくアップリンク通信を実行する。無線基地局ＢＳ２及び無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６は、閉ループＭＩＭＯに基づくアップリンク通信を実行する。

具体的には、無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３それぞれは、複数のアンテナ（送信アンテナ）を介して、第１無線信号を無線基地局ＢＳ１に送信する。無線基地局ＢＳ１は、複数のアンテナ（受信アンテナ）を介して各第１無線信号を受信する。

無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６それぞれは、複数のアンテナ（送信アンテナ）を介して、第２無線信号を無線基地局ＢＳ２に送信する。無線基地局ＢＳ２は、複数のアンテナ（受信アンテナ）を介して各第２無線信号を受信する。

図１では、アップリンク通信において、送信アンテナが２つであり、受信アンテナが４つであるＭＩＭＯ（いわゆる、２×４ＭＩＭＯ）を例示している。

無線基地局ＢＳ１は、無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３から受信した第１無線信号を分析し、無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３におけるマルチアンテナ送信を適応的に制御するためのフィードバック情報を周期的に無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３に送信する。

ＬＴＥ規格において、フィードバック情報は、“ＲＩ(Rank Indicator)”、“ＰＭＩ(Precoding Matrix Indicator)”、“ＣＱＩ(Channel Quality Indicator)”を含む。ＲＩは、信号系列であるストリーム（ＬＴＥ規格ではレイヤと称される）の数を制御するための情報である。ＰＭＩは、送信アンテナ重み（ＬＴＥ規格ではプリコーディングマトリクスと称される）を制御するための情報である。ＣＱＩは、送信電力および変調方式を制御するための情報である。

無線基地局ＢＳ１は、無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３それぞれについて、レイヤ数を決定し、決定したレイヤ数に対応するＲＩをフィードバック情報として送信する。無線基地局ＢＳ１は、無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３それぞれについて、受信品質（例えばＳＮＲ）が最大となるプリコーディングマトリクスをレイヤ数に応じて算出し、算出結果に応じたＰＭＩをフィードバック情報として送信する。また、無線基地局ＢＳ１は、無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３それぞれについて、受信品質に対応するＣＱＩを求め、当該ＣＱＩをフィードバック情報として送信する。無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３それぞれは、無線基地局ＢＳ１からフィードバックされるフィードバック情報に従って、レイヤ数、指向性ビーム、送信電力および変調方式などを制御する。

同様に、無線基地局ＢＳ２は、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６から受信した第２無線信号を分析し、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６におけるマルチアンテナ送信を適応的に制御するためのフィードバック情報（ＲＩ，ＰＭＩ，ＣＱＩ）を周期的に無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６に送信する。無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６それぞれは、無線基地局ＢＳ２からフィードバックされるフィードバック情報に従って、レイヤ数、指向性ビーム、送信電力および変調方式などを制御する。

（１．２）無線通信システムの概略動作
次に、図１、図３、及び図４を用いて、無線通信システム１０Ａの概略動作について説明する。

無線基地局ＢＳ１は、チャネルＡが用いられる第２無線信号を無線端末ＵＥ４から干渉信号として受信した場合、無線基地局ＢＳ１への当該第２無線信号の到来方向Ｄ１を推定する。図３に示すように、無線基地局ＢＳ１は、到来方向Ｄ１に基づく干渉情報を生成し、生成した干渉情報を制御装置１００Ａに送信する。

また、無線基地局ＢＳ１は、チャネルＢが用いられる第２無線信号を無線端末ＵＥ５から干渉信号として受信した場合、無線基地局ＢＳ１への当該第２無線信号の到来方向Ｄ２を推定する。無線基地局ＢＳ１は、到来方向Ｄ２に基づく干渉情報を生成し、生成した干渉情報を制御装置１００Ａに送信する。

無線基地局ＢＳ１は、チャネルＣが用いられる第２無線信号を無線端末ＵＥ６から干渉信号として受信した場合、無線基地局ＢＳ１への当該第２無線信号の到来方向Ｄ３を推定する。無線基地局ＢＳ１は、到来方向Ｄ３に基づく干渉情報を生成し、生成した干渉情報を制御装置１００Ａに送信する。

制御装置１００Ａは、無線基地局ＢＳ２を含む複数の無線基地局の中から、第２無線信号に関する情報に基づいて無線基地局ＢＳ２を特定し、特定した無線基地局ＢＳ２に対して干渉情報を送信する。第２無線信号に関する情報とは、第２無線信号に含まれる情報、又は、第２無線信号に用いられるチャネルを識別する情報である。

無線基地局ＢＳ２は、干渉情報を受信した場合、受信した干渉情報に基づいて、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６に制御情報を送信する。具体的には、無線基地局ＢＳ２は、無線端末ＵＥ４が形成する指向性ビームのヌル点（不感点）を無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ１に向けるための制御情報を無線端末ＵＥ４に送信する。無線基地局ＢＳ２は、無線端末ＵＥ５が形成する指向性ビームのヌル点を無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ２に向けるための制御情報を無線端末ＵＥ５に送信する。無線基地局ＢＳ２は、無線端末ＵＥ６が形成する指向性ビームのヌル点を無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ３に向けるための制御情報を無線端末ＵＥ６に送信する。

なお、指向性ビームを形成しつつＭＩＭＯ通信を行う通信形態は、一般的にビームフォーミングＭＩＭＯと称される。

無線端末ＵＥ４は、無線基地局ＢＳ２から受信した制御情報と、無線基地局ＢＳ２からフィードバックされるＰＭＩとに基づいて、無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ１にヌル点を向け、且つ、無線基地局ＢＳ２の方向Ｄ４に指向性ビームを向けて、チャネルＡが用いられる第２無線信号を送信する。無線端末ＵＥ４が無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ１にヌル点を向けることによって、図４に示すように、無線基地局ＢＳ１が無線端末ＵＥ４から第２無線信号を受信することを回避できる。

無線端末ＵＥ５は、無線基地局ＢＳ２から受信した制御情報と、無線基地局ＢＳ２からフィードバックされるＰＭＩとに基づいて、無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ２にヌル点を向け、且つ、無線基地局ＢＳ２の方向Ｄ５に指向性ビームを向けて、チャネルＢが用いられる第２無線信号を送信する。無線端末ＵＥ５が無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ２にヌル点を向けることによって、図４に示すように、無線基地局ＢＳ１が無線端末ＵＥ５から第２無線信号を受信することを回避できる。

無線端末ＵＥ６は、無線基地局ＢＳ２から受信した制御情報と、無線基地局ＢＳ２からフィードバックされるＰＭＩとに基づいて、無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ３にヌル点を向け、且つ、無線基地局ＢＳ２の方向Ｄ６に指向性ビームを向けて、チャネルＣが用いられる第２無線信号を送信する。無線端末ＵＥ６が無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ３にヌル点を向けることによって、図４に示すように、無線基地局ＢＳ１が無線端末ＵＥ６から第２無線信号を受信することを回避できる。

なお、干渉情報は、例えば、干渉信号の到来方向を示す係数又は角度の情報である。到来方向の推定には、既存の到来方向推定技術が利用できる。干渉情報の情報量を低減するためには、到来方向を示す係数又は角度の情報をＰＭＩに変換し、変換して得られたＰＭＩを干渉情報として使用してもよい。この場合、無線基地局ＢＳ１又は制御装置１００Ａは、方向Ｄ１にヌル点を向けるプリコーディングマトリクスに対応するＰＭＩと、方向Ｄ２にヌル点を向けるプリコーディングマトリクスに対応するＰＭＩと、方向Ｄ３にヌル点を向けるプリコーディングマトリクスに対応するＰＭＩとを干渉情報として無線基地局ＢＳ２に送信する。

到来方向を示す係数又は角度の情報が干渉情報として使用される場合、無線基地局ＢＳ２が送信する制御情報としては、到来方向を示す係数又は角度の情報をそのまま使用する、又は、当該情報をＰＭＩに変換して使用することができる。ＰＭＩが干渉情報として使用される場合、制御情報としては、当該ＰＭＩをそのまま使用することができる。

干渉情報および制御情報としてＰＭＩを用いることで、干渉情報および制御情報の情報量を低減でき、無線通信システム１０Ａにおける実装を容易にすることができる。

なお、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６の状態の変化に対応するために、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６それぞれにＧＰＳ又は方位センサなどの絶対的な方向（方位）を検出する手段を設け、検出される絶対的な方向と、制御情報とを組み合わせて使用してもよい。

（２）無線通信システムの詳細構成
次に、無線通信システム１０Ａの詳細構成について、（２．１）無線基地局ＢＳ１の構成、（２．２）制御装置１００Ａの構成、（２．３）無線基地局ＢＳ２の構成、（２．４）無線端末ＵＥ４の構成の順に説明する。なお、以下においては、本発明に関連する構成について主に説明する。

（２．１）無線基地局ＢＳ１の構成
図５は、無線基地局ＢＳ１の構成を示す機能ブロック図である。

図５に示すように、無線基地局ＢＳ１は、アンテナ２０１〜２０４、無線通信部２１０、制御部２２０、記憶部２３０、及び有線通信部２４０を有する。

無線通信部２１０は、アンテナ２０１〜２０４を介して無線信号を受信する受信部２１１と、アンテナ２０１〜２０４を介して無線信号を送信する送信部２１２とを有する。受信部２１１は、無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３それぞれについて、受信した無線信号に含まれる既知信号であるパイロット信号に基づいてチャネル推定を実行し、チャネル推定の結果を用いてフィードバック情報（ＲＩ，ＰＭＩ，ＣＱＩ）を生成する。送信部２１２は、無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３それぞれに対し、フィードバック情報を送信する。

制御部２２０は、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局ＢＳ１が具備する各種機能を制御する。記憶部２３０は、例えばメモリによって構成され、無線基地局ＢＳ１における制御などに用いられる各種情報を記憶する。有線通信部２４０は、有線通信網を介して制御装置１００Ａに接続される。

制御部２２０は、到来方向推定部２２１、干渉情報生成部２２２、及び特定用情報取得部２２３を有する。

到来方向推定部２２１は、受信部２１１が第２無線信号（干渉信号）を受信した場合に、到来方向推定技術を用いて、無線基地局ＢＳ１への第２無線信号の到来方向を推定する。

干渉情報生成部２２２は、到来方向推定部２２１によって推定された到来方向に基づく干渉情報を生成する。上記のように干渉情報としてＰＭＩが用いられる場合には、記憶部２３０が到来方向とＰＭＩとの対応付けを予め保持し、干渉情報生成部２２２は、当該対応付けからＰＭＩを生成（取得）する。

特定用情報取得部２２３は、受信部２１１が受信した第２無線信号に関する情報を特定用情報として取得する。特定用情報とは、干渉源の無線端末（以下、干渉源端末）と、当該干渉源端末の接続先の無線基地局とを特定するための情報である。特定用情報取得部２２３は、次の（ａ１）〜（ｃ１）の何れかの方法、あるいは各方法の組み合わせを用いて特定用情報を取得する。

方法（ａ１）：特定用情報取得部２２３は、受信部２１１が受信した第２無線信号に含まれる端末識別情報（端末ＩＤ）を特定用情報として取得する。端末識別情報は、第２無線信号の送信元の無線端末を識別する情報である。

方法（ｂ１）：特定用情報取得部２２３は、受信部２１１が受信した第２無線信号に用いられているチャネルを識別するチャネル識別情報を特定用情報として取得する。

方法（ｃ１）：特定用情報取得部２２３は、受信部２１１が受信した第２無線信号に含まれるパイロット信号から特定用情報を取得する。具体的には、パイロット信号はセル固有の直交系列を含み、特定用情報取得部２２３は、当該直交系列を特定用情報として取得する。

有線通信部２４０は、干渉情報生成部２２２によって生成された干渉情報と、特定用情報取得部２２３によって取得された特定用情報とを制御装置１００Ａに送信する。第１実施形態において有線通信部２４０は、干渉情報を送信する干渉情報送信部を構成する。

（２．２）制御装置１００Ａの構成
図６は、制御装置１００Ａの構成を示す機能ブロック図である。

図６に示すように、制御装置１００Ａは、有線通信部１１０、制御部１２０、及び記憶部１３０を有する。

有線通信部１１０は、有線通信網を介して無線基地局ＢＳ１及びＢＳ２に接続される。

有線通信部１１０は、信号を受信する受信部１１１と、信号を送信する送信部１１２とを有する。受信部１１１は、干渉情報及び特定用情報を無線基地局ＢＳ１から受信する。

制御部１２０は、例えばＣＰＵによって構成され、制御装置１００Ａが具備する各種機能を制御する。記憶部１３０は、例えばメモリによって構成され、制御装置１００Ａにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。

制御部１２０は、基地局特定部１２１を有する。基地局特定部１２１は、有線通信部１１０が受信した特定用情報に基づいて、複数の無線基地局の中から、干渉源端末の接続先の無線基地局を特定する。基地局特定部１２１は、次の（ａ２）〜（ｃ２）の何れかの方法、あるいは各方法の組み合わせを用いて、干渉源端末の接続先の無線基地局を特定する。

方法（ａ２）：端末識別情報が特定用情報として用いられる場合、基地局特定部１２１は、記憶部１３０に記憶されている接続情報を用いて、干渉源端末の接続先の無線基地局を特定する。接続情報とは、無線基地局ＢＳ２及び他の無線基地局の何れかに接続中の無線端末の端末識別情報と、当該無線端末の接続先の無線基地局とを対応付けた情報である。基地局特定部１２１は、受信部１１１が受信した端末識別情報に対応する無線基地局を、干渉源端末の接続先の無線基地局として特定する。

方法（ｂ２）：チャネル識別情報が特定用情報として用いられる場合、基地局特定部１２１は、記憶部１３０に記憶されているチャネル情報を用いて、干渉源端末の接続先の無線基地局を特定する。チャネル情報とは、無線基地局ＢＳ２及び他の無線基地局の何れかに接続中の無線端末が上り通信に使用しているチャネルのチャネル識別情報と、当該無線端末の接続先の無線基地局とを対応付けた情報である。基地局特定部１２１は、受信部１１１が受信したチャネル識別情報に対応する無線基地局を、干渉源端末の接続先の無線基地局として特定する。

方法（ｃ２）：セル固有の直交系列が特定用情報として用いられる場合、基地局特定部１２１は、当該直交系列に対応する無線基地局を、干渉源端末の接続先の無線基地局を特定する。

送信部１１２は、基地局特定部１２１によって特定された無線基地局（第１実施形態では、無線基地局ＢＳ２）に対し、干渉情報及び特定用情報を送信する。

（２．３）無線基地局ＢＳ２の構成
図７は、無線基地局ＢＳ２の構成を示す機能ブロック図である。

図７に示すように、無線基地局ＢＳ２は、アンテナ３０１〜３０４、無線通信部３１０、制御部３２０、記憶部３３０、及び有線通信部３４０を有する。

無線通信部３１０は、アンテナ３０１〜３０４を介して無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６から無線信号を受信する受信部３１１と、アンテナ３０１〜３０４を介して無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６に無線信号を送信する送信部３１２とを有する。受信部３１１は、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６それぞれについて、受信した無線信号に含まれるパイロット信号に基づいてチャネル推定を実行し、チャネル推定の結果を用いてフィードバック情報（ＲＩ，ＰＭＩ，ＣＱＩ）を生成する。送信部３１２は、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６それぞれに対し、フィードバック情報を送信する。

制御部３２０は、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局ＢＳ１が具備する各種機能を制御する。記憶部３３０は、例えばメモリによって構成され、無線基地局ＢＳ１における制御などに用いられる各種情報を記憶する。有線通信部３４０は、有線通信網を介して制御装置１００Ａに接続される。有線通信部３４０は、干渉情報及び特定用情報を制御装置１００Ａから受信する。

制御部３２０は、干渉情報取得部３２１、及び端末特定部３２２を有する。

干渉情報取得部３２１は、有線通信部３４０が制御装置１００Ａから受信した干渉情報を取得する。端末特定部３２２は、有線通信部３４０が制御装置１００Ａから受信した特定用情報を用いて、無線基地局ＢＳ２に接続中の複数の無線端末の中から、干渉源端末を特定する。端末特定部３２２は、次の（ａ３）又は（ｂ３）の何れかの方法、あるいは各方法の組み合わせを用いて干渉源端末を特定する。

方法（ａ３）：端末識別情報が特定用情報として用いられる場合、端末特定部３２２は、無線基地局ＢＳ２に接続中の複数の無線端末の中から、当該端末識別情報が示す無線端末を干渉源端末として特定する。

方法（ｂ３）：チャネル識別情報が特定用情報として用いられる場合、端末特定部３２２は、無線基地局ＢＳ２に接続中の複数の無線端末の中から、当該チャネル識別情報が示すチャネルを上り通信に使用している無線端末を干渉源端末として特定する。

送信部３１２は、端末特定部３２２によって特定された干渉源端末（第１実施形態では、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６）に対し、上述した制御情報を送信する。

（２．４）無線端末ＵＥ４の構成
図８は、無線端末ＵＥ４の構成を示す機能ブロック図である。他の無線端末（無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３，ＵＥ５，ＵＥ６）は無線端末ＵＥ４と同様に構成されるため、ここでは、各無線端末を代表して無線端末ＵＥ４について説明する。

図８に示すように、無線端末ＵＥ４は、アンテナ４０１，４０２、無線通信部４１０、制御部４２０、及び記憶部４３０を有する。

無線通信部４１０は、アンテナ４０１，４０２を介して無線基地局ＢＳ２から無線信号を受信する受信部４１１と、アンテナ４０１，４０２を介して無線信号を無線基地局ＢＳ２に送信する送信部４１２とを有する。受信部４１１が無線基地局ＢＳ２から受信した無線信号は、フィードバック情報及び制御情報を含む。

送信部４１２は、受信部４１１が受信したフィードバック情報に基づいてマルチアンテナ送信を制御する。具体的には、送信部４１２は、送信信号をＲＩに従って複数のレイヤに分配し、各レイヤの送信信号を重み付け（以下、プリコーディング）し、プリコーディング後の送信信号に対してＣＱＩに従った適応変調及び送信電力制御を行う。

制御部４２０は、例えばＣＰＵによって構成され、無線端末ＵＥ４が具備する各種機能を制御する。記憶部４３０は、例えばメモリによって構成され、無線端末ＵＥ４における制御などに用いられる各種情報を記憶する。

制御部４２０は、制御情報取得部４２１、及び送信指向性制御部４２２を有する。制御情報取得部４２１は、送信部４１２が送信する第２無線信号を干渉信号として受信する無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ１に対して、指向性ビームのヌル点を向けるための制御情報を取得する取得部を構成する。

送信指向性制御部４２２は、フィードバック情報のうちのＰＭＩに基づいて、アンテナ４０１，４０２が形成する指向性ビームを制御する制御部を構成する。具体的には、無線基地局ＢＳ２からフィードバックされたＰＭＩに対応するプリコーディングマトリクスを用いたプリコーディングによって、アンテナ４０１，４０２が形成する指向性ビームを無線基地局ＢＳ２の方向Ｄ４に向けることができる。

さらに、送信指向性制御部４２２は、フィードバック情報と、制御情報取得部４２１が取得した制御情報とに基づいて、無線基地局ＢＳ２の方向Ｄ４に指向性ビームを向け、且つ、無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ１にヌル点を向ける。

（３）無線端末における送信指向性制御
次に、図９及び図１０を用いて、送信指向性制御部４２２によって実行される送信指向性制御の詳細について説明する。ここでは、無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ１にヌル点を向ける場合を例に説明する。

送信指向性制御部４２２は、制御情報に基づいて、無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ１にヌル点を向けるプリコーディングマトリクスグループを選択する。プリコーディングマトリクスグループとは、図９に示すように、同一方向にヌル点を有する複数のプリコーディングマトリクスからなるグループであり、無線端末ＵＥ４の記憶部４３０に予め記憶されている。図９の例では、それぞれ異なる方向にヌル点を有するプリコーディングマトリクスグループ１〜８を図示している。

プリコーディングマトリクスグループは、図１０に示すように、それぞれ異なる方向に指向性ビームを有する複数のプリコーディングマトリクスを含む。図１０の例では、プリコーディングマトリクスグループ１に含まれるプリコーディングマトリクス１〜６それぞれは、指向性ビームを６方向に有している。プリコーディングマトリクス１〜６それぞれの指向性ビームのパターンは異なっている。

送信指向性制御部４２２は、無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ１にヌル点を有するプリコーディングマトリクスグループの中から、無線基地局ＢＳ２からフィードバックされたＰＭＩに基づいて、無線基地局ＢＳ２の方向Ｄ４に指向性ビームを有するプリコーディングマトリクスを選択する。選択されたプリコーディングマトリクスは、無線端末ＵＥ４の送信部４１２におけるプリコーディングに適用される。

（４）無線通信システムの動作
図１１は、無線通信システム１０Ａの動作を示す動作シーケンス図である。図１１においては、ＬＴＥ規格に従ったフィードバック情報（ＲＩ，ＰＭＩ，ＣＱＩ）のうち、ＰＭＩのみを図示して説明する。図１１に示す動作シーケンスは、所定の時間間隔（例えば、通信フレーム単位）で繰り返し実行される。

ステップＳ１０１において、無線端末ＵＥ４は、チャネルＡが用いられる第２無線信号を送信する。ステップＳ１０４において、無線端末ＵＥ１は、チャネルＡが用いられる第１無線信号を送信する。無線基地局ＢＳ１の受信部２１１は、チャネルＡが用いられる第１無線信号を所望信号として受信し、チャネルＡが用いられる第２無線信号を当該所望信号と干渉する干渉信号として受信する。

ステップＳ１０２において、無線端末ＵＥ５は、チャネルＢが用いられる第２無線信号を送信する。ステップＳ１０５において、無線端末ＵＥ２は、チャネルＢが用いられる第１無線信号を送信する。無線基地局ＢＳ１の受信部２１１は、チャネルＢが用いられる第１無線信号を所望信号として受信し、チャネルＢが用いられる第２無線信号を当該所望信号と干渉する干渉信号として受信する。

ステップＳ１０３において、無線端末ＵＥ６は、チャネルＣが用いられる第２無線信号を送信する。ステップＳ１０６において、無線端末ＵＥ３は、チャネルＣが用いられる第１無線信号を送信する。無線基地局ＢＳ１の受信部２１１は、チャネルＣが用いられる第１無線信号を所望信号として受信し、チャネルＣが用いられる第２無線信号を当該所望信号の干渉信号として受信する。

ステップＳ１０７において、無線基地局ＢＳ１の受信部２１１は、無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３それぞれについて、第１無線信号に含まれるパイロット信号に基づき、無線伝搬路のチャネル応答を推定するチャネル推定を実行する。

無線基地局ＢＳ１の特定用情報取得部２２３は、無線端末ＵＥ１〜ＵＥ３それぞれから受信部２１１が受信した第２無線信号から、上記（ａ１）〜（ｃ１）の方法に従い、特定用情報を取得する。

ステップＳ１０８において、無線基地局ＢＳ１の受信部２１１は、推定されたチャネル応答に基づいて、プリコーディングマトリクスを計算し、計算したプリコーディングマトリクスに対応するＰＭＩを取得する。

ステップＳ１０９において、無線基地局ＢＳ１の到来方向推定部２２１は、無線基地局ＢＳ１への第２無線信号の到来方向Ｄ１を推定する。無線基地局ＢＳ１の干渉情報生成部２２２は、到来方向Ｄ１に基づく干渉情報を生成する。同様にして、到来方向推定部２２１は、無線基地局ＢＳ１への第２無線信号の到来方向Ｄ２及びＤ３を推定する。干渉情報生成部２２２は、到来方向Ｄ２及びＤ３に基づく干渉情報を生成する。

ステップＳ１１０において、無線基地局ＢＳ１の受信部２１１は、推定されたチャネル応答に基づいて、受信信号を等化（チャネル等化）し、等化した受信信号を復号する。復号された受信信号は、無線基地局ＢＳ１の制御部２２０に入力される。

ステップＳ１１１において、無線基地局ＢＳ１の送信部２１２は、フィードバック情報としてのＰＭＩを無線端末ＵＥ１に送信する。同様にして、送信部２１２は、ＰＭＩを無線端末ＵＥ２に送信し（ステップＳ１１２）、ＰＭＩを無線端末ＵＥ３に送信する（ステップＳ１１３）。

ステップＳ１１５ａにおいて、無線端末ＵＥ１は、無線基地局ＢＳ１から受信したＰＭＩに対応するプリコーディングマトリクスを選択する。無線端末ＵＥ１は、チャネルＡが用いられる第１無線信号を無線基地局ＢＳ１に次回送信する際に、選択したプリコーディングマトリクスを用いたプリコーディングを行う。

ステップＳ１１５ｂにおいて、無線端末ＵＥ２は、無線基地局ＢＳ１から受信したＰＭＩに対応するプリコーディングマトリクスを選択する。無線端末ＵＥ２は、チャネルＢが用いられる第１無線信号を無線基地局ＢＳ１に次回送信する際に、選択したプリコーディングマトリクスを用いたプリコーディングを行う。

ステップＳ１１５ｃにおいて、無線端末ＵＥ３は、無線基地局ＢＳ１から受信したＰＭＩに対応するプリコーディングマトリクスを選択する。無線端末ＵＥ３は、チャネルＣが用いられる第１無線信号を無線基地局ＢＳ１に次回送信する際に、選択したプリコーディングマトリクスを用いたプリコーディングを行う。

ステップＳ１１４において、無線基地局ＢＳ１の有線通信部２４０は、干渉情報生成部２２２によって生成された干渉情報と、特定用情報取得部２２３によって取得された特定用情報とを制御装置１００Ａに送信する。制御装置１００Ａの受信部１１１は、干渉情報及び特定用情報を受信する。

ステップＳ１１６において、制御装置１００Ａの基地局特定部１２１は、受信部１１１が受信した特定用情報を用いて、上記（ａ２）〜（ｃ２）の方法に従い、干渉源端末の接続先の無線基地局ＢＳ２を特定する。制御装置１００Ａの送信部１１２は、基地局特定部１２１によって特定された無線基地局ＢＳ２に対し、干渉情報及び特定用情報を送信する。無線基地局ＢＳ２の有線通信部３４０は、干渉情報及び特定用情報を受信する。

一方で、無線基地局ＢＳ２の受信部３１１は、無線基地局ＢＳ２を接続先とする無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６それぞれについて、プリコーディングマトリクスを計算し、計算したプリコーディングマトリクスに対応するＰＭＩを取得する。

また、無線基地局ＢＳ２の干渉情報取得部３２１は、有線通信部３４０が制御装置１００Ａから受信した干渉情報を取得する。無線基地局ＢＳ２の端末特定部３２２は、有線通信部３４０が制御装置１００Ａから受信した特定用情報を用いて、上記（ａ３）、（ｂ３）の方法に従い、無線基地局ＢＳ２に接続中の複数の無線端末の中から、干渉源端末を特定する。ここでは、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６が干渉源端末として特定されたものとする。

ステップＳ１１９ａにおいて、無線基地局ＢＳ２の送信部３１２は、フィードバック情報としてのＰＭＩと、制御情報とを無線端末ＵＥ４に送信する。ステップＳ１１９ｂにおいて、送信部３１２は、フィードバック情報としてのＰＭＩと、制御情報とを無線端末ＵＥ５に送信する。ステップＳ１１９ｃにおいて、送信部３１２は、フィードバック情報としてのＰＭＩと、制御情報とを無線端末ＵＥ６に送信する。無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６それぞれの受信部４１１は、ＰＭＩ及び制御情報を受信する。

ステップＳ１２０ａにおいて、無線端末ＵＥ４の送信指向性制御部４２２は、受信部４１１が受信したＰＭＩ及び制御情報に基づいて、無線基地局ＢＳ２の方向Ｄ４に指向性ビームを向け、且つ、無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ１にヌル点を向けるように送信部４１２を制御する。具体的には、無線端末ＵＥ４の送信指向性制御部４２２は、無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ１にヌル点を向けるプリコーディングマトリクスグループの中から、無線基地局ＢＳ２の方向Ｄ４に指向性ビームを向けるプリコーディングマトリクスを選択する。無線端末ＵＥ４の送信部４１２は、チャネルＡが用いられる第２無線信号を次回送信する際に、選択したプリコーディングマトリクスを用いたプリコーディングを行う。

同様にして、ステップＳ１２０ｂにおいて、無線端末ＵＥ５の送信指向性制御部４２２は、受信部４１１が受信したＰＭＩ及び制御情報に基づいて、無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ２にヌル点を向けるプリコーディングマトリクスグループの中から、無線基地局ＢＳ２の方向Ｄ５に指向性ビームを向けるプリコーディングマトリクスを選択する。無線端末ＵＥ５の送信部４１２は、チャネルＢが用いられる第２無線信号を次回送信する際に、選択したプリコーディングマトリクスを用いたプリコーディングを行う。

ステップＳ１２０ｂにおいて、無線端末ＵＥ６の送信指向性制御部４２２は、受信部４１１が受信したＰＭＩ及び制御情報に基づいて、無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ３にヌル点を向けるプリコーディングマトリクスグループの中から、無線基地局ＢＳ２の方向Ｄ６に指向性ビームを向けるプリコーディングマトリクスを選択する。無線端末ＵＥ６の送信部４１２は、チャネルＣが用いられる第２無線信号を次回送信する際に、選択したプリコーディングマトリクスを用いたプリコーディングを行う。

（５）効果
第１実施形態に係る無線通信システム１０Ａによれば、無線基地局ＢＳ１が無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６から第２無線信号を干渉信号として受信する場合に、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６において、無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ１〜Ｄ３にヌル点を向ける。このため、無線基地局ＢＳ１が第２無線信号（干渉信号）を受信することを回避でき、無線基地局ＢＳ１における通信品質を十分に改善することができる。このように、干渉信号の発生を元から防ぐことで、セルスループットが増大するとともに各無線端末に高速なアップリンク通信を提供できる。

第１実施形態では、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６の送信指向性制御部４２２は、無線基地局ＢＳ２から受信したＰＭＩ及び制御情報に基づいて、無線基地局ＢＳ１の方向Ｄ１〜Ｄ３にヌル点を向け、且つ、無線基地局ＢＳ２の方向Ｄ４〜Ｄ６に指向性ビームを向ける。したがって、無線基地局ＢＳ１における通信品質を十分に改善しつつ、無線基地局ＢＳ２における通信品質も良好に保つことができる。

第１実施形態では、制御装置１００Ａの基地局特定部１２１は、上記（ａ２）〜（ｃ２）の方法に従い、干渉源端末の接続先の無線基地局ＢＳ２を特定する。これにより、干渉源端末の接続先無線基地局の候補が複数存在する場合であっても、干渉源端末の接続先無線基地局を容易に特定でき、干渉情報を適切な無線基地局に対して送信できる。

第１実施形態では、無線基地局ＢＳ２の端末特定部３２２は、上記（ａ３）、（ｂ３）の方法に従い、干渉源端末を特定する。これにより、干渉源端末の候補が複数存在する場合であっても、干渉源端末を容易に特定でき、制御情報を適切な無線端末に対して送信できる。

［第１実施形態の変更例１］
上述した第１実施形態では、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６の制御情報取得部４２１は、干渉情報及び制御情報として、到来方向を示す係数又は角度の情報、又は、ＰＭＩを無線基地局ＢＳ２から取得していた。

しかしながら、無線基地局ＢＳ１の位置から無線基地局ＢＳ１の大まかな方向が特定できるため、干渉情報及び制御情報としては、無線基地局ＢＳ１の位置を示す情報を使用してもよい。無線基地局ＢＳ１の設置位置は固定であるため、無線基地局ＢＳ１の位置情報を予め無線基地局ＢＳ１又は制御装置１００Ａに保持させておくことができる。

無線基地局ＢＳ１の位置情報を干渉情報及び制御情報として使用する場合、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６の送信指向性制御部４２２は、無線基地局ＢＳ１の位置から、無線基地局ＢＳ１の方向を特定すればよい。

無線基地局ＢＳ１の方向をより正確に特定するためには、制御情報取得部４２１は、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６それぞれに設けられたＧＰＳ等を利用して、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６それぞれの位置情報をさらに取得してもよい。無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６それぞれの位置と、無線基地局ＢＳ１の位置とから、無線基地局ＢＳ１の詳細な方向が特定できる。

［第１実施形態の変更例２］
上述した第１実施形態では、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６の制御情報取得部４２１は、干渉情報及び制御情報として、到来方向を示す係数又は角度の情報、又は、ＰＭＩを無線基地局ＢＳ２から取得していたが、他の方法で制御情報を取得してもよい。

具体的には、無線基地局ＢＳ１からの下り無線信号を無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６が受信する場合に、制御情報取得部４２１は、当該下り無線信号の到来方向を推定し、推定した到来方向を示す情報を制御情報として取得してもよい。この場合、無線端末ＵＥ４〜ＵＥ６の送信指向性制御部４２２は、当該下り無線信号の到来方向から、無線基地局ＢＳ１の方向を特定すればよい。

［第２実施形態］
上述した第１実施形態では、制御装置１００Ａが、無線基地局ＢＳ１と無線基地局ＢＳ２とは個別に設けられていた。第２実施形態では、制御装置１００Ａが無線基地局ＢＳ１に含まれる形態について説明する。

なお、第２実施形態においては、（１）無線通信システムの構成、（２）無線通信システムの動作、（３）効果について説明する。

（１）無線通信システムの構成
図１２は、第２実施形態に係る無線通信システム１０Ｂの全体構成図である。

図１２に示すように、無線通信システム１０Ｂにおいて、無線基地局ＢＳ１’は、制御装置１００Ｂの機能を有している。具体的には、図１３に示すように、無線基地局ＢＳ１’の制御部２２０は、干渉源端末の接続先の無線基地局を特定する基地局特定部２２４を有する。基地局特定部２２４の機能は、第１実施形態で説明した基地局特定部１２１の機能と同様である。

（２）無線通信システムの動作
図１４は、無線通信システム１０Ｂの動作を示す動作シーケンス図である。図１４において、ステップＳ２１３までの各処理、及び、ステップＳ２１８以降の各処理は第１実施形態と同様であるため、ステップＳ２１４，Ｓ２１７の処理について説明する。

ステップＳ２１４において、無線基地局ＢＳ１’の基地局特定部２２４は、特定用情報を用いて、上記（ａ２）〜（ｃ２）の方法に従い、干渉源端末の接続先の無線基地局ＢＳ２を特定する。

ステップＳ２１７において、無線基地局ＢＳ１’の有線通信部２４０は、基地局特定部２２４によって特定された無線基地局ＢＳ２に対し、干渉情報及び特定用情報を送信する。無線基地局ＢＳ２の有線通信部３４０は、干渉情報及び特定用情報を受信する。

（３）効果
第２実施形態に係る無線通信システム１０Ｂによれば、第１実施形態の効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、制御装置１００Ｂを別途設ける必要がないため、制御装置１００Ｂの設置コストを削減できる。

［その他の実施形態］
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、第１実施形態の変更例１，２は、第１実施形態に限らず、第２実施形態に対しても適用可能である。

上述した第１及び第２実施形態では、無線基地局ＢＳ１が、第２無線信号を受信した場合に当該第２無線信号を干渉信号とみなしていたが、所定の受信レベル未満の第２無線信号を許容してもよい。この場合、無線基地局ＢＳ１は、第２無線信号を受信し、且つ、当該第２無線信号の受信レベルが所定の受信レベル以上である場合に、当該第２無線信号を干渉信号とみなすことになる。
第１及び第２実施形態では、複信方式としてＦＤＤ方式が採用されていたが、ＦＤＤ方式に代えて時分割複信（ＴＤＤ）方式が採用されてもよい。

第１及び第２実施形態では、アップリンク通信において、送信アンテナが２つであり、受信アンテナが４つである場合（２×４ＭＩＭＯ）について説明した。しかしながら、アップリンク通信において、受信アンテナが１つである場合、すなわち、複数入力一出力（ＭＩＳＯ）のマルチアンテナ送信が実施される形態でもよい。

第１及び第２実施形態では、無線基地局ＢＳ１及びＢＳ２それぞれに複数の無線端末が接続されていたが、無線基地局ＢＳ１及びＢＳ２それぞれに１つの無線端末が接続される形態でもよい。

第１及び第２実施形態では、ＬＴＥ規格に基づく無線通信システム１０Ａ及び１０Ｂについて説明したが、ＬＴＥ規格に限らず、ＷｉＭＡＸ規格（ＩＥＥＥ ８０２．１６）に基づく無線通信システムや、３ＧＰＰ２において標準化されているＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）規格など対しても本発明を適用可能である。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ１’…無線基地局、ＵＥ１〜ＵＥ６…無線端末、１０Ａ，１０Ｂ…無線通信システム、１００Ａ，１００Ｂ…制御装置、１１０…有線通信部、１１１…受信部、１１２…送信部、１２０…制御部、１２１…基地局特定部、１３０…記憶部、２０１〜２０４…アンテナ、２１０…無線通信部、２１１…受信部、２１２…送信部、２２０…制御部、２２１…到来方向推定部、２２２…干渉情報生成部、２２３…特定用情報取得部、２２４…基地局特定部、２３０…記憶部、２４０…有線通信部、３０１〜３０４…アンテナ、３１０…無線通信部、３１１…受信部、３１２…送信部、３２０…制御部、３２１…干渉情報取得部、３２２…端末特定部、３３０…記憶部、３４０…有線通信部、４０１，４０２…アンテナ、４１０…無線通信部、４１１…受信部、４１２…送信部、４２０…制御部、４２１…制御情報取得部、４２２…送信指向性制御部、４３０…記憶部

Claims (15)

1. 複数の第１送信アンテナを有する第１無線端末から、所定の通信チャネルが用いられる第１無線信号を受信する第１無線基地局と、
   複数の第２送信アンテナを有する第２無線端末から、前記所定の通信チャネルが用いられる第２無線信号を受信する第２無線基地局と
   を有する無線通信システムであって、
   前記第１無線基地局及び前記第２無線基地局を制御する制御装置を備え、
   前記第１無線基地局は、前記第２無線端末から前記第２無線信号を受信した場合に、前記第１無線基地局への前記第２無線信号の到来方向に基づく干渉情報を生成し、
   前記制御装置は、前記第１無線基地局によって生成された前記干渉情報を前記第２無線基地局に送信し、
   前記第２無線基地局は、前記干渉情報を受信した場合に、前記受信した干渉情報に基づいて、前記複数の第２送信アンテナが形成する指向性ビームのヌル点を前記第１無線基地局の方向に向けるための制御情報を前記第２無線端末に送信する無線通信システム。
2. 前記第２無線端末は、前記第２無線基地局から受信した前記制御情報と、前記第２無線基地局からフィードバックされるフィードバック情報とに基づいて、前記第１無線基地局の方向に前記ヌル点を向け、且つ、前記第２無線基地局の方向に前記指向性ビームを向けて、前記第２無線信号を送信する請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記制御装置は、
   前記第２無線基地局を含む複数の無線基地局の中から、前記第２無線信号に関する情報に基づいて前記第２無線基地局を特定する基地局特定部と、
   前記基地局特定部によって特定された前記第２無線基地局に対し、前記干渉情報を送信する干渉情報送信部と
   を備える請求項１又は請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記制御装置は、前記複数の無線基地局の何れかに接続中の無線端末を識別する端末識別情報と、前記無線端末の接続先の無線基地局とを対応付けた接続情報を記憶する記憶部を備え、
   前記第２無線信号は、前記第２無線端末を識別する端末識別情報を含み、
   前記基地局特定部は、前記記憶部が記憶する前記接続情報と、前記第２無線信号に含まれる前記端末識別情報とに基づいて、前記複数の無線基地局の中から前記第２無線基地局を特定する請求項３に記載の無線通信システム。
5. 前記干渉情報送信部は、前記干渉情報に加え、前記第２無線信号に含まれる前記端末識別情報を前記第２無線基地局に送信し、
   前記第２無線基地局は、
   前記制御装置から受信した前記端末識別情報に基づいて、前記第２無線基地局に接続中の複数の無線端末の中から前記第２無線端末を特定する端末特定部と、
   前記端末特定部によって特定された前記第２無線端末に対し、前記制御情報を送信する制御情報送信部と
   を備える請求項４に記載の無線通信システム。
6. 前記制御装置は、前記複数の無線基地局の何れかに接続中の無線端末が上り通信に使用している通信チャネルを識別するチャネル識別情報と、前記無線端末の接続先の無線基地局とを対応付けたチャネル情報を記憶する記憶部を備え、
   前記基地局特定部は、前記記憶部が記憶する前記チャネル情報と、前記所定の通信チャネルを識別するチャネル識別情報とに基づいて、前記複数の無線基地局の中から前記第２無線基地局を特定する請求項３に記載の無線通信システム。
7. 前記干渉情報送信部は、前記干渉情報に加え、前記所定の通信チャネルを識別する前記チャネル識別情報を前記第２無線基地局に送信し、
   前記第２無線基地局は、
   前記制御装置から受信した前記チャネル識別情報に基づいて、前記第２無線基地局に接続中の複数の無線端末の中から前記第２無線端末を特定する端末特定部と、
   前記端末特定部によって特定された前記第２無線端末に対し、前記制御情報を送信する制御情報送信部と
   を備える請求項６に記載の無線通信システム。
8. 前記第２無線信号は、前記第２無線基地局に固有の信号系列を含み、
   前記基地局特定部は、前記第２無線信号に含まれる前記信号系列に基づいて、前記複数の無線基地局の中から前記第２無線基地局を特定する請求項３に記載の無線通信システム。
9. 前記干渉情報は、前記第１無線基地局が推定した前記到来方向を示す情報、又は、前記第１無線基地局の方向に前記ヌル点を向けさせる送信アンテナ重みを識別する情報である請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の無線通信システム。
10. 前記制御情報は、前記第１無線基地局が推定した前記到来方向を示す情報、又は、前記第１無線基地局の方向に前記ヌル点を向けさせる送信アンテナ重みを識別する情報である請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の無線通信システム。
11. 前記制御装置は、前記第１無線基地局に含まれる、又は、前記第１無線基地局と前記第２無線基地局とは個別に設けられる請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載の無線通信システム。
12. 複数の送信アンテナを有する無線端末から、所定の通信チャネルが用いられる第１無線信号を受信する受信部を有する無線基地局であって、
    前記受信部が、他の無線基地局に接続中の他の無線端末から、前記所定の通信チャネルが用いられる第２無線信号を受信した場合に、前記無線基地局への前記第２無線信号の到来方向に基づく干渉情報を生成する干渉情報生成部と、
    前記他の無線基地局、又は、前記無線基地局と前記他の無線基地局とを制御する制御装置に対し、前記干渉情報生成部によって生成された前記干渉情報を送信する干渉情報送信部と
    を備え、
    前記干渉情報は、前記他の無線端末が形成する指向性ビームのヌル点を前記無線基地局の方向に向けるための制御情報を前記他の無線基地局が前記他の無線端末に送信するために用いられる無線基地局。
13. 複数の送信アンテナを有する無線端末から、所定の通信チャネルが用いられる無線信号を受信する受信部を有する無線基地局であって、
    他の無線基地局への前記無線信号の到来方向に基づく干渉情報を、前記他の無線基地局、又は、前記無線基地局と前記他の無線基地局とを制御する制御装置から取得する干渉情報取得部と、
    前記干渉情報取得部が取得した前記干渉情報に基づいて、前記複数の送信アンテナが形成する指向性ビームのヌル点を前記他の無線基地局の方向に向けるための制御情報を前記無線端末に送信する制御情報送信部と
    を備える無線基地局。
14. 複数の第１送信アンテナを有する第１無線端末から、所定の通信チャネルが用いられる第１無線信号を受信する第１無線基地局と、
    複数の第２送信アンテナを有する第２無線端末から、前記所定の通信チャネルが用いられる第２無線信号を受信する第２無線基地局と
    を制御する制御装置であって、
    前記第１無線基地局が、前記第２無線端末から前記第２無線信号を受信した場合に、前記第２無線基地局を含む複数の無線基地局の中から、前記第２無線信号に関する情報に基づいて前記第２無線基地局を特定する基地局特定部と、
    前記基地局特定部によって特定された前記第２無線基地局に対し、前記第１無線基地局への前記第２無線信号の到来方向に基づく干渉情報を送信する干渉情報送信部と
    を備え、
    前記干渉情報は、前記第２無線端末が形成する指向性ビームのヌル点を前記第１無線基地局の方向に向けるための制御情報を前記第２無線基地局が前記第２無線端末に送信するために用いられる制御装置。
15. 複数の第１送信アンテナを有する第１無線端末から、所定の通信チャネルが用いられる第１無線信号を第１無線基地局が受信するステップと、
    複数の第２送信アンテナを有する第２無線端末から、前記所定の通信チャネルが用いられる第２無線信号を第２無線基地局が受信するステップと
    を有する無線通信方法であって、
    前記第１無線基地局が、前記第２無線端末から前記第２無線信号を受信した場合に、前記第１無線基地局への前記第２無線信号の到来方向に基づく干渉情報を生成するステップと、
    前記第１無線基地局及び前記第２無線基地局を制御する制御装置が、前記第１無線基地局によって生成された前記干渉情報を前記第２無線基地局に送信するステップと、
    前記第２無線基地局が、前記干渉情報を受信した場合に、前記受信した干渉情報に基づいて、前記複数の第２送信アンテナが形成する指向性ビームのヌル点を前記第１無線基地局の方向に向けるための制御情報を前記第２無線端末に送信するステップと
    を備える無線通信方法。
    

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