JP5280384B2 - 無線基地局装置及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、主に無線基地局装置及び無線通信方法に関する。

近年の無線通信、特に、携帯型の無線端末装置による無線通信の需要の増加に伴い、周波数利用効率を向上する技術の研究が盛んに行われている。
非特許文献１では、複数のチャネルインタリーブパタンによりチャネルを識別するＩＤＭＡ（Interleave-Division Multiple-Access；インターリーブ分割多元接続方式）が提案されている。このＩＤＭＡ方式による通信では、端末装置が送信時に拡散処理を行う代わりに、無線基地局装置は、通信端末ごとに予め割り当てられた異なるインターリーブ・パターンを用いてユーザ分離を行う。このため、システムの全処理利得を符号化のために用いることができ、ＣＤＭＡに比べて高い周波数利用効率を達成することができる。

また、ＩＤＭＡ方式による通信では、端末装置において送信時に拡散処理を行わないため、無線基地局装置において、チップレベルでのマルチユーザ干渉除去を行う必要がある。このとき、各端末装置が異なるインターリーブ・パターンを用いていることから、他の端末装置から送信される信号による干渉をガウシアン分布に近似することができる。その結果、ＩＤＭＡ方式において用いるマルチユーザ検出器は、ＣＤＭＡ方式などで用いられているマルチユーザ検出器に比べて低い計算量により干渉除去を行うことができる。

また、ＩＤＭＡ方式による通信は、マルチユーザ受信を全体としているため、携帯電話システム（セルラシステム）の端末装置から無線基地局装置に送信する上りリンクへの適用が広く検討されている。非特許文献２では、セルラシステムにＩＤＭＡ方式を適用するにあたって、セルごとに異なるインターリーブ・パターンを割り当てることにより、無線基地局装置において隣接するセル内に位置する端末装置からの干渉を除去することができる。

図５は、ＩＤＭＡ方式を用いた複数の端末装置と通信を行う無線基地局装置９の構成を示す概略ブロック図である。
図示するように、無線基地局装置９は、アンテナ９１と、受信部９２と、干渉除去部９３と、復号処理部９４１−１、…、９４１−Ｋ、９４２−１、…、９４２−Ｎ（Ｋ、Ｎは、自然数）とを具備する。

受信部９２は、複数の端末装置から送信された送信信号が合成された信号をアンテナ９１を介して受信し、受信した信号（以下、受信信号）を干渉除去部９３に出力する。
干渉除去部９３は、ＣＤＭＡ（Code-Division Multiple-Access；符号分割多重接続）方式と同様に、複数の端末装置それぞれとの間のチャネル推定値と、復号処理部９４１−１、…、９４１−Ｋ、９４２−１、…、９４２−Ｎが出力する干渉レプリカ信号とを用いて干渉除去処理を行う。この干渉除去処理は、受信信号からそれぞれの干渉を除去して、それぞれの送信信号に対して推定した通信路値を算出する処理である。また、干渉除去部９３は、推定した通信路値を復号処理部９４１−１、…、９４１−Ｋ、９４２−１、…、９４２−Ｎに出力する。

復号処理部９４１−１、…、９４１−Ｋ、９４２−１、…、９４２−Ｎは、それぞれ同じ構成を有しており、メトリック算出部９５及び対数尤度比算出部９６を備えている。また、復号処理部９４１−１、…、９４１−Ｋは、自セル内に位置する端末装置の通信路値に対して復号処理を行う。一方、復号処理部９４２−１、…、９４２−Ｎは、他セル内に位置する端末装置の通信路値に対して復号処理を行う。

メトリック算出部９５は、干渉除去部９３から入力された通信路値に対するメトリックを算出する。対数尤度比算出部９６は、メトリック算出部９５が算出するメトリックから対数尤度比を算出して対数尤度比及び干渉レプリカ信号を算出する。また、対数尤度比算出部９６は、算出した干渉レプリカ信号を干渉除去部９３に出力する。この干渉レプリカ信号は、復号処理で得られた対数尤度比（Log-Likelihood Radio；ＬＬＲ）から算出される信号であり、干渉除去部９３にフィードバックされる。

上述のように構成された無線基地局装置９において、干渉除去部９３は、各復号処理部よりフィードバックされる干渉レプリカ信号を受信信号から減算して干渉する信号を除去し、これを繰り返すことにより通信路値の品質を向上させる。
また、ＩＤＭＡ方式による通信では、非常に低い符号化率の誤り訂正符号を導入することにより、同一フレーム内に尤度の低いシンボルが存在した場合においても、誤り訂正符号の符号化利得により尤度を回復することができる。具体的には、上述した干渉除去部９３と復号処理部９４１−１、…、９４１−Ｋ、９４２−１、…、９４２−Ｎとの間で行われる干渉レプリカ信号をフィードバックする処理を繰り返すことにより、効果的に干渉を除去することができる。さらに、復号処理部９４１−１、…、９４１−Ｋ、９４２−１、…、９４２−Ｎから干渉レプリカ信号をフィードバックする回数を増やすことにより、無線基地局装置９において端末装置から受信する信号の受信品質を向上させることができる。
繰り返し処理を行うことにより、復号結果及び干渉レプリカ信号の精度は向上し、精度の向上した干渉レプリカ信号を用いることにより、さらに復号結果及び干渉レプリカ信号の精度はさらに向上する。

Li Ping et.al, "Interleave-Division Multiple-Access," IEEE Transactions on Wireless Communications, vol.5, no.4, April 2009. "Inter-cell Interference Mitigation based on IDMA," IEEE C802.16m-07/115

しかしながら、図５に示した無線基地局装置９において、通信経路における減衰などにより、隣接する他セルに属する端末装置からの受信信号の受信電力が小さくなると、復号処理を繰り返して行っても、誤り訂正によって尤度を回復することができない場合が生じる。この場合、復号処理部９４１−１、…、９４１−Ｋ、９４２−１、…、９４２−Ｎが生成する干渉レプリカ信号は、精度が低く信頼性の低い信号となり、逐次的な繰り返し処理における収束速度の低下、ビット誤り率の収束点の劣化を引き起こしてしまう。さらに、無線基地局装置９が、自セル内の端末装置から受信する信号の受信品質の低下を招いてしまう問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであり、ＩＤＭＡ方式による通信において、隣接する他セルに属する端末装置からの受信信号の電力が小さくなる場合、生成する干渉レプリカ信号の信頼度を改善し、自セル内端末装置から受信する信号の受信品質を向上させることができる無線基地局装置を提供する。

（１）上記問題を解決するために、本発明は、自セル内に位置する複数の第１端末装置とインターリーブ分割多元接続方式により通信を行う無線基地局装置において、前記複数の第１端末装置それぞれが送信した信号と、他セル内の第２端末装置が送信した信号とを受信する受信部と、干渉レプリカ信号を用いて前記受信部が受信した信号から前記複数の第１端末装置及び前記第２端末装置それぞれの受信信号を分離して通信路値を算出する干渉除去部と、前記第２端末装置と通信を行う他の無線基地局装置に対して、当該第２端末装置から受信した信号に基づく対数尤度比を要求する情報を送信する制御部と、前記第１端末装置の前記通信路値を用いて復号結果である対数尤度比及び前記干渉レプリカ信号を生成する第１復号処理部と、前記他の無線基地局装置から受信した前記対数尤度比と、前記第２端末装置の前記通信路値とを用いて復号結果である対数尤度比及び前記干渉レプリカ信号を生成する第２復号処理部とを具備し、受信電力値が予め定めた閾値以上である他セル内の第２端末装置を前記通信路値及び前記干渉レプリカ信号の生成対象とすることを特徴とする無線基地局装置である。
（２）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記他の無線基地局装置から前記対数尤度比を要求する情報を受信すると、前記複数の第１端末装置の前記通信路値に基づく前記対数尤度比を、要求した前記他の無線基地局装置に送信する対数尤度比送信部を備えることを特徴とする。
（３）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記対数尤度比送信部は、前記対数尤度比に誤りが含まれない場合、前記対数尤度比を要求した前記他の無線基地局装置に前記対数尤度比を送信し、前記対数尤度比に誤りが含まれる場合、前記対数尤度比を要求した前記他の無線基地局装置に前記対数尤度比を送信しないことを特徴とする。
（４）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記対数尤度比送信部は、前記対数尤度比を送信する際、前記対数尤度比の硬判定値及び信頼度係数を前記対数尤度比として送信することを特徴とする。
（５）また、本発明は、自セル内に位置する複数の第１端末装置とインターリーブ分割多元接続方式により通信を行う無線基地局装置において、前記複数の第１端末装置それぞれが送信した信号と、他セル内の第２端末装置が送信した信号とを受信する受信部と、干渉レプリカ信号を用いて前記受信部が受信した信号から前記複数の第１端末装置及び前記第２端末装置それぞれの受信信号を分離して通信路値を算出する干渉除去部と、前記第２端末装置と通信を行う他の無線基地局装置に対して、当該第２端末装置から受信した信号に基づく対数尤度比を要求する情報を送信する制御部と、前記第１端末装置の前記通信路値を用いて復号結果である対数尤度比及び前記干渉レプリカ信号を生成する第１復号処理部と、前記他の無線基地局装置から受信した前記対数尤度比と、前記第２端末装置の前記通信路値とを用いて復号結果である対数尤度比及び前記干渉レプリカ信号を生成する第２復号処理部とを具備し、前記制御部は、前記第１端末装置の復号結果に誤りがある場合、有線回線により接続された前記他の無線基地局装置に前記対数尤度比を要求する情報を送信することを特徴とする無線基地局装置である。
（６）また、本発明は、自セル内に位置する複数の第１端末装置とインターリーブ分割多元接続方式により通信を行う無線基地局装置が行う無線通信方法であって、前記複数の第１端末装置それぞれが送信した信号と、他セル内の第２端末装置が送信した信号とを受信する受信過程と、干渉レプリカ信号を用いて前記受信部が受信した信号から前記複数の第１端末装置及び前記第２端末装置それぞれの受信信号を分離して通信路値を算出する干渉除去過程と、前記第２端末装置と通信を行う他の無線基地局装置に対して、当該第２端末装置から受信した信号に基づく対数尤度比を要求する情報を送信する制御過程と、前記第１端末装置の前記通信路値を用いて復号結果である対数尤度比及び前記干渉レプリカ信号を生成する第１復号処理過程と、前記他の無線基地局装置から受信した前記対数尤度比と、前記第２端末装置の前記通信路値とを用いて復号結果である前記対数尤度比及び前記干渉レプリカ信号を生成する第２復号処理過程とを具備し、受信電力値が予め定めた閾値以上である他セル内の第２端末装置を、前記干渉除去過程における前記通信路値の算出対象、及び前記第２復号処理過程における前記干渉レプリカ信号の生成対象とすることを特徴とする無線通信方法である。
（７）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記他の無線基地局装置から前記対数尤度比を要求する情報を受信すると、前記複数の第１端末装置の前記通信路値に基づく前記対数尤度比を、要求した前記他の無線基地局装置に送信する対数尤度比送信過程を更に具備し、前記対数尤度比送信過程では、前記対数尤度比に誤りが含まれない場合、前記対数尤度比を要求した前記他の無線基地局装置に前記対数尤度比を送信し、前記対数尤度比に誤りが含まれる場合、前記対数尤度比を要求した前記他の無線基地局装置に前記対数尤度比を送信しないことを特徴とする。

この発明によれば、隣接する他セルに属する端末装置から送信される信号の受信電力が小さくなる場合においても、生成する干渉レプリカ信号の信頼度を維持することができ、受信品質を向上させることができる。

本実施形態における無線通信システム１００の構成例を示す概略図である。 本実施形態における無線基地局装置１の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態における無線基地局装置１の受信処理を示すフローチャートである。 変形例における無線通信システム５００の構成例を示す概略図である。 ＩＤＭＡ方式を用いた複数の端末装置と通信を行う無線基地局装置９の構成を示す概略ブロック図である。

以下、本発明の一実施形態における無線基地局装置及び無線通信方法を図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態における無線通信システム１００の構成例を示す概略図である。図１は、無線通信システム１００の一構成例を示しており、無線基地局装置１ａ、１ｂ、１ｃと、端末装置３１１、…、３１Ｋ、３２１、…、３２Ｌ、３３１、…、３３Ｍ（Ｋ，Ｌ，Ｍは、いずれも自然数）とを具備している。
以下、無線基地局装置１ａ、１ｂ、１ｃは、同じ構成を有しており、いずれか１つの無線基地局装置、あるいは、全ての無線基地局装置を示す場合、「無線基地局装置１」という。また、端末装置３１１、…、３１Ｋ、３２１、…、３２Ｌ、３３１、…３２Ｍは、同じ構成を有しており、いずれか1つの端末装置、あるいは、全ての端末装置を示す場合、端末装置３００という。

無線基地局装置１ａ〜１ｃは、複数の端末装置３００と通信を行う通信装置であり、一意に識別できる基地局識別子（以下、基地局ＩＤ（IDentifier）という）が予め割り当てられると共に、他の無線基地局装置１とバックホール回線５を通じて接続されている。
また、無線基地局装置１ａ〜１ｃは、それぞれ端末装置３００とデータの送受信が可能な領域であるセル１０ａ〜１０ｃを構成している。セル１０ａには、端末装置３１１、…、３１Ｋが位置し、端末装置３１１、…、３１Ｋと無線基地局装置１ａとは、データの送受信を行う。セル１０ｂには、端末装置３２１、…、３２Ｌが位置し、端末装置３２１、…、３２Ｌと無線基地局装置１ｂとは、データの送受信を行う。セル１０ｃには、端末装置３３１、…、３３Ｍが位置し、端末装置３３１、…、３３Ｍと無線基地局装置１ｃとは、データの送受信を行う。

端末装置３００は、ＩＤＭＡ方式により無線基地局装置１と通信を行う通信装置であり、一意に識別できる端末識別子(以下、端末ＩＤという)と、異なるインターリーブ・パターンとが重複なく予め割り当てられている。
なお、無線通信システム１００として、３つの無線基地局装置が配置されている例を示しているが、これに限定されることなく本発明の無線通信システムは、少なくとも２つ以上の無線基地局装置を具備していてもよい。

図２は、本実施形態における無線基地局装置１の構成を示す概略ブロック図である。ここでは、各構成の説明を無線基地局装置１ａの場合について説明する。
図示するように、無線基地局装置１は、アンテナ１１、受信部１２、干渉除去部１３、復号処理部１４１〜１４Ｓ（Ｓは自然数）と、復号処理部１５１〜１５Ｔ（Ｔは自然数）と、誤り検出部１６１〜１６Ｓと、上位層処理部１７と、対数尤度比受信部１８と、対数尤度比送信部１９と、対数尤度比制御部２０と、硬判定部４４１〜４４Ｓと、硬判定部４５１〜４５Ｔとを備えている。

受信部１２は、アンテナ１１を介して、端末装置３００から送信された信号を受信し、受信した信号（受信信号）を干渉除去部１３に出力する。この受信部１２が受信する信号は、通信対象となる自セル内に位置する端末装置３００から送信された信号だけではなく、他セル内に位置する端末装置３００から送信された信号が合成された信号である。
干渉除去部１３は、ＣＤＭＡ方式における干渉除去処理と同様に、複数の端末装置３００それぞれとの間のチャネル推定値と、復号処理部１４１〜１４Ｓ、１５１〜１５Ｔが出力する干渉レプリカ信号とを用いて、入力された受信信号に対して干渉除去処理を行い、端末装置３００からの送信信号それぞれに対して推定した通信路値を算出する。この通信路値は、受信信号に含まれる複数の端末装置３００それぞれが送信した信号を受信信号から推定した値であり、復号処理部１４１〜１４Ｓ、１５１〜１５Ｔそれぞれに出力される。また、干渉除去部１３は、端末装置３００それぞれから受信した信号の受信電力値をプリアンブルなどから算出し、算出した端末装置３００ごとの受信電力値を上位層処理部１７に出力する。

復号処理部１４１〜１４Ｓは、同じ構成を有しており、自無線基地局装置１のデータの送受信対象となる端末装置３００から送信された信号の復号処理が割り当てられる。また、復号処理部１４１〜１４Ｓは、割り当てられた端末装置３００に対応する通信路値が干渉除去部１３から入力され、入力された通信路値に対して復号処理を行い、対数尤度比と干渉レプリカ信号とを生成する。また、復号処理部１４１〜１４Ｓは、メトリック算出部２１と、対数尤度比算出部２２とを有している。
メトリック算出部２１は、干渉除去部１３から入力された通信路値から当該通信路値に対するメトリックを算出する。対数尤度比算出部２２は、メトリック算出部２１が算出したメトリックに基づいて対数尤度比を算出して復号結果である対数尤度比と、干渉レプリカ信号とを出力する。

復号処理部１５１〜１５Ｔは、同じ構成を有しており、自無線基地局装置１のデータの送受信対象以外の端末装置３００、すなわち、他セル内に位置する端末装置３００から送信された信号の復号処理が割り当てられる。また、復号処理部１５１〜１５Ｔは、割り当てられた端末装置３００に対応する通信路値が干渉除去部１３から入力され、入力された通信路値に対して復号処理を行い、復号結果である対数尤度比と、干渉レプリカ信号とを生成する。また、復号処理部１５１〜１５Ｔは、メトリック算出部２５、２６と、合成部２７、対数尤度比算出部２８とを有している。

メトリック算出部２５は、メトリック算出部２１と同じ構成であり、干渉除去部１３から入力された通信路値に対するメトリックを算出する。メトリック算出部２６は、メトリック算出部２１と同じ構成であり、対数尤度比受信部１８から入力された対数尤度比からメトリックを算出する。合成部２７は、メトリック算出部２５が算出したメトリックと、メトリック算出部２６が算出したメトリックとを加算により合成する。対数尤度比算出部２８は、対数尤度比算出部２２と同じ構成を有しており、合成部２７が合成したメトリックに基づいて対数尤度比を算出して復号結果である対数尤度比と、干渉レプリカ信号とを出力する。
対数尤度比算出部２２、２８が出力する干渉レプリカ信号は、端末装置３００が送信した信号のレプリカであり、復号処理において得られた対数尤度比から算出される信号である。また、対数尤度比算出部２２、２８が出力する復号結果は、対数尤度比、すなわち軟判定値である。

硬判定部４４１〜４４Ｓは、復号処理部１４１〜１４Ｓそれぞれに対して１つずつ対応して設けられ、復号処理部１４１〜１４Ｓが出力する復号結果の対数尤度比に対して硬判定を行い、復号信号である硬判定値を出力する。
硬判定部４５１〜４５Ｔは、復号処理部１５１〜１５Ｔそれぞれに対して１つずつ対応して設けられ、復号処理部１５１〜１５Ｔが出力する符号結果の対数尤度比に対して硬判定を行い、復号信号である硬判定値を出力する。

誤り検出部１６１〜１６Ｓは、硬判定部４４１〜４４Ｓが出力する復号結果の硬判定値に対して誤り検出を行い、その結果を対数尤度比制御部２０に出力する。誤り検出部１６１〜１６Ｓは、例えば、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check；巡回冗長検査）などにより誤り検出を行う。
上位層処理部１７は、干渉除去部１３から入力される端末装置３００それぞれから受信した信号の受信電力と、硬判定部４４１〜４４Ｓ及び硬判定部４５１〜４５Ｔから入力される復号結果の硬判定値とに基づいて、自無線基地局装置１のデータの送受信対象となる端末装置３００、すなわち、自セル内に位置する端末装置３００（以下、自セルの端末装置３００）を選択する。また、上位層処理部１７は、前述の受信信号及び復号信号に基づいて、他セルに位置する端末装置３００うち復号処理対象とする端末装置３００（以下、他セルの端末装置３００）を選択する。

また、上位層処理部１７は、自セルの端末装置３００それぞれの復号処理を復号処理部１４１〜１４Ｓに割り当て、他セルの端末装置３００それぞれの復号処理を復号処理部１５１〜１５Ｔに割り当てる。なお、この他セルの端末装置３００は、他セル内に位置する端末装置３００のうち、当該端末装置３００からの受信する信号の受信電力値が予め定めた閾値以上の端末装置３００である。この閾値は、送受信対象となる端末装置３００との間で行われる通信に求められる通信品質に応じて定められ、シミュレーションや実測値などに基づいて決定される値である。
また、上位層処理部１７は、自セルの端末装置３００の通信路値が復号処理部１４１〜１４Ｓそれぞれに出力され、他セルの端末装置３００の通信路値が復号処理部１５１〜１５Ｔそれぞれに出力されるように干渉除去部１３を制御する。また、上位層処理部１７は、復号信号に含まれる端末ＩＤを取得して、送受信対象となる端末装置３００の端末ＩＤと、送受信対象外の端末装置３００の端末ＩＤとを記憶する。

対数尤度比受信部１８は、無線基地局装置１を互いに接続するバックホール回線５を通じて他の無線基地局装置１の対数尤度比送信部１９から送受信対象以外の端末装置３００の復号結果の対数尤度比を受信し、復号処理部１５１〜１５Ｔに受信した信号である対数尤度比を出力する。このとき、対数尤度比受信部１８が復号処理部１５１〜１５Ｔに出力する対数尤度比は、復号処理部１５１〜１５Ｔに割り当てられた端末装置３００に対応する信号である。
対数尤度比送信部１９は、対数尤度比制御部２０の制御に応じて、復号処理部１４１〜１４Ｓから入力される復号結果の対数尤度比をバックホール回線５を通じて他の無線基地局装置１の対数尤度比受信部１８に送信する。

対数尤度比制御部２０は、誤り検出部１６１〜１６Ｓから誤りを検出したこと示す信号が入力されると、復号処理部１５１〜１５Ｔに割り当てられた端末装置３００の復号結果の対数尤度比を、当該端末装置３００をデータの送受信対象とする他の無線基地局装置１に要求する対数尤度比要求情報をバックホール回線５に送信する。この対数尤度比要求情報は、復号処理部１５１〜１５Ｔに割り当てられた他セルの端末装置３００それぞれの端末ＩＤを含む情報である。また、対数尤度比制御部２０は、対数尤度比要求情報をバックホール回線５においてブロードキャストしてもよいし、他セルの端末装置３００の位置する情報を管理する基地局制御装置（Base Station Controller；ＢＳＣ）などに問い合わせて、当該端末装置３００が位置するセルの無線基地局装置１のみに送信するようにしてもよい。

また、対数尤度比制御部２０は、バックホール回線５を通じて対数尤度比要求情報を受信し、受信した対数尤度比要求情報に自セルの端末装置３００に対応する端末ＩＤが含まれていると、当該端末ＩＤに対応する復号結果の対数尤度比を事前値としてバックホール回線５に送信させる制御を対数尤度比送信部１９に対して行う。
上述の構成において、無線基地局装置１では、復号処理部１４１〜１４Ｓ、１５１〜１５Ｔと、干渉除去部１３とが、干渉レプリカ信号をフィードバックして復号処理を一定回数繰り返して行い、復号処理部１４１〜１４Ｓ、１５１〜１５Ｔが復号結果の対数尤度比を出力する。その後に、誤り検出部１６１〜１６Ｓは、硬判定部４４１〜４４Ｓが出力する復号信号に対して、誤り判定を行う。

図３は、本実施形態における無線基地局装置１の受信処理を示すフローチャートである。ここでは、図１に示したように、無線基地局装置１ａは、端末装置３１１〜３１Ｋとデータの送受信を行うと共に、他セルであるセル１０ｂに位置する端末装置３２１から送信された信号を受信する場合について説明する。
まず、無線基地局装置１ａにおいて、受信部１２が端末装置３１１〜３１Ｋ、３２１から送信された信号を受信し、受信した受信信号を干渉除去部１３に出力する。干渉除去部１３は、入力された受信信号より通信路値を生成して、生成した通信路値を復号処理部１４１〜１４Ｓ、１５１に出力する。復号処理部１４１〜１４Ｓ、１５１は、入力された通信路値に対して復号処理を行い、対数尤度比を出力する（ステップＳ１０１）。

誤り検出部１６１〜１６Ｓは、硬判定部４４１〜４４Ｓが出力した復号結果の硬判定値に対して誤り検出を行い、その検出結果を対数尤度比制御部２０に出力する。対数尤度比制御部２０は、誤り検出部１６１〜１６Ｓが誤りを検出したか否かを判定し（ステップＳ１０２）、全ての復号信号において誤りがない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、端末装置３１１〜３１Ｋに対してアクノレッジ信号を送信するなどして、受信処理を終了する。

一方、復号信号のいずれかに誤りが含まれていた場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、当該フレームにおける復号処理の繰り返し回数が、予め定めた回数に達したか否かを判定し（ステップＳ１０３）、当該回数に達していた場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、無線基地局装置１は、正しく信号を受信できた端末装置３００に対してアクノレッジ信号を送信し、正しく信号を受信できなかった端末装置３００に対して再送要求を送信するなどして、受信処理を終了する。ステップＳ１０３において判定に用いる予め定めた回数は、トラヒックに要求される許容遅延などにより定められる回数である。

復号処理の繰り返し回数が、予め定めた回数に達していない場合、対数尤度比制御部２０は、データの送受信対象外に選択した端末装置３２１の端末ＩＤを含む対数尤度比要求情報をバックホール回線５を通じて他の無線基地局装置１ｂ、１ｃに送信する（ステップＳ１０４）。対数尤度比受信部１８は、他の無線基地局装置１ｂから対数尤度比要求情報に応じて送信された端末装置３２１の事前情報を受信し、端末装置３２１の復号処理が割り当てられた復号処理部１５１に受信した事前情報を出力する（ステップＳ１０５）。この後、無線基地局装置１ａは、ステップＳ１０１からステップＳ１０５の動作を繰り返して行う。

上述のように、無線基地局装置１ａは、自セル内に位置する端末装置３１１〜３１Ｋの復号信号に誤りが存在する場合、端末装置３１１〜３１Ｋの送信信号に干渉する他セルの端末装置３２１に対応する対数尤度比を、他の無線基地局装置１ｂ、１ｃに要求する。そして、無線基地局装置１ａは、他の無線基地局装置１ｂより受信した対数尤度比を、端末装置３２１の復号処理が割り当てられた復号処理部１５１に入力し、復号処理部１５１が出力する端末装置３２１の復号結果の対数尤度比及び干渉レプリカ信号の精度を向上させる。具体的には、復号処理部１５１が出力する復号結果の対数尤度比及び干渉レプリカ信号の尤度値の振幅（絶対値）が大きくなり、干渉除去部１３における通信路値の分離の精度が向上することにより、端末装置３１１〜３１Ｋの受信品質を向上させることができる。

すなわち、無線基地局装置１ａは、他セルの端末装置３１１から送信される信号を最も良い受信品質で受信している無線基地局装置１ｂにおける復号結果の対数尤度比を事前値として用いる。これにより、他セルの端末装置３００に割り当てられた復号処理部１５１が出力する干渉レプリカ信号の精度が向上させることができ、干渉除去部１３が出力する通信路値それぞれの精度を改善することができる。その結果、無線基地局装置１ａは、セル間干渉の除去の精度を改善させ、端末装置３１１〜３１Ｋからの受信品質を向上させることができる。

なお、対数尤度比送信部１９は、復号処理部１４１〜１４Ｓの出力する復号結果の対数尤度比を事前値としてバックホール回線５を通じて送信する場合、誤り検出部１６１〜１６Ｓの誤り検出結果に応じて、誤りが含まれない復号結果の対数尤度比のみをバックホール回線５に送信するようにしてもよい。これにより、誤りの含まれる対数尤度比が他の無線基地局装置１に送信され、当該無線基地局装置１の干渉除去部１３が出力する通信路値の精度が低下することを防ぐことができる。すなわち、誤りの伝搬を防ぐことができると共に、バックホール回線５における対数尤度比の伝送量を減らすことができる。

また、対数尤度比送信部１９は、復号処理部１４１〜１４Ｓの出力する復号結果の対数尤度比を事前値としてバックホール回線５を通じて送信する場合、復号結果の対数尤度比の硬判定値を送信するようにしてもよい。この場合、対数尤度比受信部１８は、バックホール回線５を通じて受信した硬判定値を、予め定めた尤度、例えば「１」、を適用して対数尤度比に変換して復号処理部１５１〜１５Ｔに出力する。これにより、対数尤度比送信部１９がバックホール回線５を通じて送信する伝送量を減らすことができる。

また、対数尤度比送信部１９は、復号処理部１４１〜１４Ｓの出力する復号結果の対数尤度比を事前値としてバックホール回線５を通じて送信する場合、復号結果の硬判定値と、復号結果の信頼度係数とを送信するようにしてもよい。この信頼度係数は、対数尤度比の平均的な電力値、すなわち、送信する復号結果の対数尤度比の予め定めた一定期間における振幅（絶対値）の平均値である。これにより、復号結果の対数尤度比をそのまま送信する場合に比べ、伝送量を減らすことができ、硬判定値を送信する場合に比べ、当該復号結果の受信状況に基づいた対数尤度比を復号処理部１５１〜１５Ｔ入力し、干渉除去に反映することができる。
さらに、対数尤度比送信部１９は、尤度が予め定めた値より高い場合、すなわち、復号結果が確からしい場合には、信頼度係数を送信せずに、硬判定値のみを送信するようにしてもよい。これにより、バックホール回線５における伝送量を減らしつつ、復号結果の尤度を反映した対数尤度比の送受信を行うことができる。

また、対数尤度比制御部２０は、トラヒックの種別に応じて、直接バックホール回線５により接続された他の無線基地局装置１のみに対数尤度比を要求するようにしてもよい。このトラヒックの種別とは、許容遅延の大小により区別し、許容遅延が小さい場合、直接接続された他の無線基地局装置１のみに対数尤度比を要求することにより、対数尤度比を取得に要する時間の増加を抑制する。この結果、復号処理に要する時間を一定時間以下にすることができ、許容遅延が小さいトラヒックの通信品質を損なうことを避けることができる。
一方、許容遅延が大きいトラヒックに対しては、対数尤度比を取得して、受信品質を向上させることができる。

図４は、変形例における無線通信システム５００の構成例を示す概略図である。例えば、図４に示すように、無線通信システム５００は、無線基地局装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを具備し、無線基地局装置１ａ〜１ｄそれぞれがセル１０ａ〜１０ｄを形成し、トラヒックの許容遅延が小さい場合、無線基地局装置１ａの動作は、以下のようになる。無線基地局装置１ａにおいて、対数尤度比制御部２０は、他セルの端末装置３２１の事前情報をバックホール回線５により直接接続されている無線基地局装置１ｂに要求し、直接バックホール回線５により接続されていない無線基地局装置１ｄのセル内に位置する端末装置３４１の対数尤度比を要求しない。これにより、端末装置３４１の対数尤度比を受信するまでに要する時間が、トラヒックに要求される許容遅延より長い場合、対数尤度比を用いずに復号処理を行い、許容遅延を満たすことができる。
上述のように、対数尤度比制御部２０は、対数尤度比の取得に要する時間と、トラヒックの許容遅延とを比較し、許容遅延を満たす範囲内で対数尤度比を要求するようにしてもよい。

また、対数尤度比受信部１８は、予め定めた時間内に対数尤度比を受信できない場合、ダミーの信号、例えば、尤度値が０の信号を出力するようにしてもよい。これにより、無線基地局装置１は、対数尤度比の取得に時間を要する場合、許容遅延の小さいトラヒックを満たすことを優先して復号処理を行うことができる。

なお、上述の実施形態において、固定された無線基地局装置１と、移動可能な端末装置３００とを例にして説明したが、固定された無線通信装置の間の通信、あるいは移動可能な無線通信装置の間の通信に適用してもよい。
なお、上述の実施形態において、誤り検出部１６１〜１６Ｓは、硬判定部４４１〜４４Ｓの出力した硬判定結果に対して誤り判定をする構成を説明したが、これに限らず、復号処理部１４１〜１４Ｓの出力する復号結果の対数尤度比に対して誤り判定するようにしてもよい。

上述の無線基地局装置１は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述した受信処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、９ 無線基地局装置
５ バックホール回線
１１、９１ アンテナ
１２、９２ 受信部
１３、９３ 干渉除去部
１４１、１４Ｓ、１５１、１５Ｔ、９４１−１、９４１−Ｋ、９４２−１、９４２−Ｎ 復号処理部
１６１、１６Ｓ 誤り検出部
１７ 上位層処理部
１８ 対数尤度比受信部
１９ 対数尤度比送信部
２０ 対数尤度比制御部
２１、２５、２６、９５ メトリック算出部
２２、２８、９６ 対数尤度比算出部
２７ 合成部
１００、５００ 無線通信システム
３００、３１１、３１Ｋ、３２１、３２Ｌ、３３１、３３Ｍ、３４１ 端末装置
４４１、４４Ｓ、４５１、４５Ｔ 硬判定部

Claims (7)

1. 自セル内に位置する複数の第１端末装置とインターリーブ分割多元接続方式により通信を行う無線基地局装置において、
   前記複数の第１端末装置それぞれが送信した信号と、他セル内の第２端末装置が送信した信号とを受信する受信部と、
   干渉レプリカ信号を用いて前記受信部が受信した信号から前記複数の第１端末装置及び前記第２端末装置それぞれの受信信号を分離して通信路値を算出する干渉除去部と、
   前記第２端末装置と通信を行う他の無線基地局装置に対して、当該第２端末装置から受信した信号に基づく対数尤度比を要求する情報を送信する制御部と、
   前記第１端末装置の前記通信路値を用いて復号結果である対数尤度比及び前記干渉レプリカ信号を生成する第１復号処理部と、
   前記他の無線基地局装置から受信した前記対数尤度比と、前記第２端末装置の前記通信路値とを用いて復号結果である対数尤度比及び前記干渉レプリカ信号を生成する第２復号処理部と
   を具備し、
   受信電力値が予め定めた閾値以上である他セル内の第２端末装置を前記通信路値及び前記干渉レプリカ信号の生成対象とする
   ことを特徴とする無線基地局装置。
2. 前記他の無線基地局装置から前記対数尤度比を要求する情報を受信すると、前記複数の第１端末装置の前記通信路値に基づく前記対数尤度比を、要求した前記他の無線基地局装置に送信する対数尤度比送信部
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
3. 前記対数尤度比送信部は、前記対数尤度比に誤りが含まれない場合、前記対数尤度比を要求した前記他の無線基地局装置に前記対数尤度比を送信し、前記対数尤度比に誤りが含まれる場合、前記対数尤度比を要求した前記他の無線基地局装置に前記対数尤度比を送信しない
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線基地局装置。
4. 前記対数尤度比送信部は、前記対数尤度比を送信する際、前記対数尤度比の硬判定値及び信頼度係数を前記対数尤度比として送信する
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の無線基地局装置。
5. 自セル内に位置する複数の第１端末装置とインターリーブ分割多元接続方式により通信を行う無線基地局装置において、
   前記複数の第１端末装置それぞれが送信した信号と、他セル内の第２端末装置が送信した信号とを受信する受信部と、
   干渉レプリカ信号を用いて前記受信部が受信した信号から前記複数の第１端末装置及び前記第２端末装置それぞれの受信信号を分離して通信路値を算出する干渉除去部と、
   前記第２端末装置と通信を行う他の無線基地局装置に対して、当該第２端末装置から受信した信号に基づく対数尤度比を要求する情報を送信する制御部と、
   前記第１端末装置の前記通信路値を用いて復号結果である対数尤度比及び前記干渉レプリカ信号を生成する第１復号処理部と、
   前記他の無線基地局装置から受信した前記対数尤度比と、前記第２端末装置の前記通信路値とを用いて復号結果である対数尤度比及び前記干渉レプリカ信号を生成する第２復号処理部と
   を具備し、
   前記制御部は、前記第１端末装置の復号結果に誤りがある場合、有線回線により接続された前記他の無線基地局装置に前記対数尤度比を要求する情報を送信する
   ことを特徴とする無線基地局装置。
6. 自セル内に位置する複数の第１端末装置とインターリーブ分割多元接続方式により通信を行う無線基地局装置が行う無線通信方法であって、
   前記複数の第１端末装置それぞれが送信した信号と、他セル内の第２端末装置が送信した信号とを受信する受信過程と、
   干渉レプリカ信号を用いて前記受信部が受信した信号から前記複数の第１端末装置及び前記第２端末装置それぞれの受信信号を分離して通信路値を算出する干渉除去過程と、
   前記第２端末装置と通信を行う他の無線基地局装置に対して、当該第２端末装置から受信した信号に基づく対数尤度比を要求する情報を送信する制御過程と、
   前記第１端末装置の前記通信路値を用いて復号結果である対数尤度比及び前記干渉レプリカ信号を生成する第１復号処理過程と、
   前記他の無線基地局装置から受信した前記対数尤度比と、前記第２端末装置の前記通信路値とを用いて復号結果である前記対数尤度比及び前記干渉レプリカ信号を生成する第２復号処理過程と
   を具備し、
   受信電力値が予め定めた閾値以上である他セル内の第２端末装置を、前記干渉除去過程における前記通信路値の算出対象、及び前記第２復号処理過程における前記干渉レプリカ信号の生成対象とする
   ことを特徴とする無線通信方法。
7. 前記他の無線基地局装置から前記対数尤度比を要求する情報を受信すると、前記複数の第１端末装置の前記通信路値に基づく前記対数尤度比を、要求した前記他の無線基地局装置に送信する対数尤度比送信過程
   を更に具備し、
   前記対数尤度比送信過程では、前記対数尤度比に誤りが含まれない場合、前記対数尤度比を要求した前記他の無線基地局装置に前記対数尤度比を送信し、前記対数尤度比に誤りが含まれる場合、前記対数尤度比を要求した前記他の無線基地局装置に前記対数尤度比を送信しない
   ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信方法。

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