JP5484819B2 - マルチセル協調送信方法 - Google Patents

Description

本発明は、セルラー通信システムのマルチセル協調技術に関し、特に、セル間の干渉を低減してより高い周波数利用効率を提供するマルチセル協調送信方法及び基地局に関する。

セルラー通信システムは、干渉により制限を受けるシステムである。同一の周波数資源が隣接か近いセル間において多重化されるため、システムの性能は、非常に大きな度合いで、セル間の信号干渉により制限を受ける。将来のセル通信システムには、より高い周波数利用効率及びセル境界スループットが要求されるが、この目標を実現するためには、セル間の干渉ＩＣＩ（ｉｎｔｅｒ‐ｃｅｌｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を低減しなければならない。

現在のＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、ロング・ターム・エボリューション）基準化過程において、セル間の干渉を如何に低減するかについて深く研究されており、「ルーズ」な協調という方式に基本的に合意している。即ち、セル間のＸ２インタフェースを介して簡単な情報を交換することで隣接セル間の資源（送信電力、使用される資源ブロックなど）の協調を実現して、セル間の干渉を低減させるという目的を達成することである。Ｘ２インタフェースに収容可能な情報伝送レートが比較的に低く、情報のやり取りの時間遅延が比較的に大きいため、このようなセル間の「ルーズ」な協調方式によるシステム性能ゲインは限られている。

セル間の「ルーズ」な協調方式と比べ、より効果的な協調方式は「タイト」な協調である。即ち、セル間でジョイントして信号を送信することである。セル間の「タイト」な協調方式によって、協調しない従来のセル間の信号干渉を利用可能な信号に変換することができ、これによりシステム性能を効果的に向上させている。該技術の実現について、詳しくは文献１を参照されたい。

Ｍ． Ｋ. Ｋａｒａｋａｙａｌｉ， ｅｔｃ． "Ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｐｅｃｔｒａｌｌｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｃｅｌｌｕｌａｒ ｓｙｓｔｅｍｓ" ＩＥＥＥ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎ． Ｍａｇ， Ａｕｇ． ２００６

しかし、「タイト」な協調についての研究は、まだ理論的に研究する段階にあり、シグナリングオフセット、実現の複雑度などの実際のシステム設計上の要求に対して、確実に実行できる方法がまだ提案されていない。

本発明は、セル間の干渉を低減してより高い周波数利用効率を提供するマルチセル協調送信方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の実施例は、マルチセル協調送信方法を提供している。該方法は、仮想セルにおいて協調送信の実現に用いられる。上記仮想セルを構成するセクターは、実セル及び／又は実セル中の完全なセクターであり、且つ、上記仮想セルを構成する上記セクターのうちのいずれか一つのセクターと他のセクターのうちの少なくとも一つとは物理的位置上隣接している。上記仮想セルのセクターと実送信ノードとは一対一対応している。

上記マルチセル協調送信方法は、
メイン情報処理ノードが、ユーザと少なくとも一つの上記実送信ノードとの間のチャネル状態情報を取得するステップＡと、
メイン情報処理ノードが、上記ユーザと少なくとも一つの上記実送信ノードとの間のチャネル状態情報に基づいて、ユーザと実送信ノードのスケジューリングを行なうステップＢと、
スケジューリングされた実送信ノードが、上記チャネル状態情報に基づいて、スケジューリングされたユーザのデータに対して協調送信を行なうステップＣとを含む。

上記方法において、上記仮想セルを構成する上記セクターは、物理的位置上互いに隣接する。

上記少なくとも一つの上記実送信ノードは、
上記実送信ノードと上記ユーザとの間のチャネルの平均受信信号対干渉雑音比ＳＩＮＲを取得し、
上記実送信ノードから、平均ＳＩＮＲが最大の実送信ノードを選択し、
上記実送信ノードのうち、上記平均ＳＩＮＲが最大の実送信ノード以外の実送信ノードから、平均ＳＩＮＲが第１の閾値より大きい実送信ノード、又は、平均ＳＩＮＲと最大ＳＩＮＲとの差の絶対値が第２の閾値より小さい実送信ノードを選択することで特定される。

上記ステップＡにおいて、
周波数分割デュプレックスシステムの場合、ユーザから送信され、下りチャネルによって取得した上記ユーザと少なくとも一つの上記実送信ノードとの間のチャネル状態情報を受信し、
時分割デュプレックスシステムの場合、上りチャネル推定によって、上記ユーザと少なくとも一つの上記実送信ノードとの間のチャネル状態情報を取得する。

上記ステップＢは、
すべてのありうる実送信ノード稼動方式の組合せを特定するステップＢ１１と、
上記ユーザと少なくとも一つの上記実送信ノードとの間のチャネル状態情報に基づいて、すべての上記ありうる実送信ノード稼動方式の組合せに対応するユーザスケジューリング結果を特定するステップＢ１２と、
上記ユーザと少なくとも一つの上記実送信ノードとの間のチャネル状態情報及びユーザスケジューリング結果に基づいて、すべての上記ありうる実送信ノード稼動方式の組合せに対応するシステムスループット又は重み付けスループットを計算するステップＢ１３と、
システムスループット又は重み付けスループットが最大の実送信ノード稼動方式の組合せに対応する実送信ノードを上記スケジューリングされた実送信ノードとして選択し、上記システムスループット又は重み付けスループットが最大の実送信ノード稼動方式の組合せに対応するユーザスケジューリング結果のユーザを上記スケジューリングされたユーザとするステップＢ１４とを含む。

上記ステップＢは、
予め設定された一定数の実送信ノードと所定数のユーザの組合せとの間の合成チャネル行列を構成し、上記ステップＡにおいて実送信ノードとユーザとの間のチャネル状態情報が取得されなかったとき、上記合成チャネル行列における対応する要素が０又は長時間チャネル特性であるステップＢ２１と、
上記合成チャネル行列に基づいて、プリコーディング行列と、上記ユーザの組合せに対応するシステムスループット又は重み付けスループットとを計算するステップＢ２２と、
上記ステップＢ２１とＢ２２を繰り返し、すべてのありうるユーザの組合せのシステムスループット又は重み付けスループットを計算するステップＢ２３と、
システムスループット又は重み付けスループット最大のユーザの組合せのユーザを、上記スケジューリングされたユーザとして選択し、上記所定数の実送信ノードを上記スケジューリングされた実送信ノードとするステップＢ２４とを含む。

本発明の実施例によれば、原セル／セクターを干渉するセル又はセクターと原セル／セクターとで新しい仮想セルを構成して協調送信することで、協調送信方式において、干渉が排除され、システムの周波数利用効率が向上される。

本発明の実施例において、仮想セルの構成を説明するための図である。 本発明の実施例において、仮想セルの構成を説明するための図である。 本発明の実施例において、仮想セルの構成を説明するための図である。 本発明の実施例において、仮想セルの構成を説明するための図である。 本発明の実施例による方法の流れを示す。 本発明の実施例による方法の流れを示す。 本発明の実施例による方法のシミュレーション図である。 本発明の実施例による方法のシミュレーション図である。 本発明の実施例において、仮想セルの構成を説明するための別の図である。

本発明の実施例のマルチセル協調送信方法では、従来のセルセクターで新しい仮想セルを構成する。該仮想セルは、複数のセクターを含み、各セクターが一つの基地局に対応している。そして、一定の準則に従い、該複数の基地局で協調稼動を実施して、セル間の干渉を低減させ、システムの周波数利用率を向上させる。

本発明の具体的な実施例では、該仮想セルを構成するセクターは、実基地局のセクターであってもよいし、実セルであってもよい。これについて詳しく後述する。

本発明の実施例は、例えばセルラーネットワークの下り伝送、分散型アンテナシステムの下り伝送などの無線ネットワークの下り伝送に応用できると共に、送信ノードとメイン情報処理ノードとの間で高速な情報交換ができる。

例えば該送信ノードは、ＲＲＥ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、リモート無線設備）であり、信号の送受信を行なう。ＲＲＥは、光ファイバを介してメイン処理ノード（例えば基地局、中央ユニットなど）に接続して情報のやり取りを行なう。

本発明の後段では、上記ＲＲＥと基地局の場合を例として詳しく説明する。

本発明の実施例をきちんと理解してもらうために、詳しく説明する前に、本発明の実施例に係る仮想セルについて詳しく説明する。

仮想セルは、本発明の実施例のマルチセル協調において、ジョイント信号送信及びユーザスケジューリングを行なう領域であり、ユーザにサービスを提供するＲＲＥ間の協調範囲が定義されている。即ち、どのＲＲＥが協調し、どのユーザに対してサービスを提供するかについて定義されている。

本発明の具体的な実施例では、仮想セルの選択は、各実セルに含まれているセクター数及び各セクター内アンテナの角度に関連する。本発明の具体的な実施例の説明では、仮想セルを構成するセクターは、以下の条件を満たしている。

１. 仮想セルを構成するセクターは、実セル中の完全なセクターである
２. 仮想セルを構成するセクターは、物理的位置上両々隣接する
３. 仮想セルの各セクターは、それぞれ一つの実送信ノードに対応している

以下、例を挙げて、上記仮想セルを詳しく説明する。

図１に示すように、実セルは、三つのセクターを含み、それぞれ次のようになっている。

１. セクター１、２、３からなる実セル
２. セクター４、５、６からなる実セル
３. セクター７、８、９からなる実セル

上記のうち、各セクターのアンテナの方向がセルのコーナーに向いている。こういう場合で得た仮想セルは、図１に示すように、斜線付きの部分、即ちセクター２、６、７からなっている。

図２に示すように、実セルは、三つのセクターを含み、それぞれ次のようになっている。

１. セクター１、２、３からなる実セル
２. セクター４、５、６からなる実セル
３. セクター７、８、９からなる実セル

上記のうち、各セクターのアンテナの方向がセルの辺に向いている。こういう場合で得た仮想セルは、図２に示すように、斜線付きの部分、即ちセクター２、６、７からなっている。

図３に示すように、実セルは、六つのセクターを含み、それぞれ次のようになっている。

１. セクター１、２、３、４、５、６からなる実セル
２. セクター７、８、９、１０、１１、１２からなる実セル
３. セクター１３、１４、１５、１６、１７、１８からなる実セル

上記のうち、各セクターのアンテナの方向がセルの辺に向いている。こういう場合で得た仮想セルは、図３に示すように、横線付きの部分、即ちセクター３、１８からなっている。

図４に示すように、実セルには六つのセクターを含み、それぞれ次のようになっている。

１. セクター１、２、３、４、５、６からなる実セル
２. セクター７、８、９、１０、１１、１２からなる実セル
３. セクター１３、１４、１５、１６、１７、１８からなる実セル

上記のうち、各セクターのアンテナの方向がセルのコーナーに向いている。こういう場合で得た仮想セルは、図４に示すように、斜線付きの部分、即ちセクター３、１１、１３からなっている。

本発明の実施例では、上記四つの場合を例として仮想セルの選択について詳しく説明しているが、他の構成の実セルについては、詳しく説明しない。

上記記載では、実セルに実セクターが存在している場合を例として説明しているが、セクターのない概念の環境（即ち全方向性アンテナの場合）において、仮想セルは、複数の実セルを含み、仮想セルを構成する実セルは、下記条件を満たす必要がある。

１. 仮想セルを構成するセクターが実セルである
２. 仮想セルを構成するセクターの実セルは、物理的位置上互いに隣接である
３. 仮想セルを構成するセクターの実セルは、それぞれ一つの実送信ノードに対応している

もちろん、該仮想セルは、セクターのない実セルだけでなく、他のセクターを有するセル中のセクターを含んでもよい。

後ろの２つの仮想セルの構成方式と、実セクターからなる仮想セルの構成方式と比べ、相違点は、構成ユニットが異なる点だけであり、後ろの２つの仮想セルの構成方式については、詳しい説明をしない。

本発明の実施例の後段の説明では、実セクターで仮想セルを構成する場合を例として説明するが、これらの説明は、同様に実セルからなる仮想セルにも適用することが理解されよう。

本発明の具体的な実施例では、該仮想セルが特定された後、システムは、仮想セルのパターンとユーザ位置とに基づいて、該ユーザに対して協調送信を行なうことができるノードをユーザに知らせ、後続の協調送信処理を行なう。図１〜図４の仮想セルでは、それぞれ３、３、２、３個の送信ノードＲＲＥがユーザにサービスを提供する。どのようにサービスを提供するかについては、後段で更に詳しく説明する。

本発明の具体的な実施例では、各ユーザは、チャネル状態情報を送信する必要がある。

仮想セルが特定された後、協調送信処理が行なわれる。該処理は、主にフィードバックステップとジョイント送信ステップとを含み、以下それぞれについて詳しく記述する。

ユーザにサービスを提供可能なＲＲＥを、システムが仮想セル中のユーザ設備ＵＥに知らせた後、ユーザ設備ＵＥは、協調送信することができるＲＲＥを既に取得している。

ユーザ位置と平均ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）が対応するため、ユーザ位置が決まったことで、平均ＳＩＮＲも決められることとなる。従って、本発明の実施例のフィードバックステップは、ユーザ位置又は平均ＳＩＮＲのチャネルフィードバック方法で行なわれる。

本発明の具体的な実施例では、チャネル状態情報をＲＲＥにフィードバックする必要がある。このとき、ユーザは、サービスを提供してくれるＲＲＥの中から、平均ＳＩＮＲが大きいものから順に一部のＲＲＥを選択してチャネル状態情報をフィードバックする。詳しくは図５に示すように行なわれる。

ステップ５１において、仮想セルのＲＲＥから、チャネル状態情報のフィードバックを必要とする第１のＲＲＥを選択する。

仮想セルの情報を取得した後、ユーザは、まず所在する仮想セル内の全ての送信ＲＲＥを特定し、これらのＲＲＥがユーザに信号を送信した場合の平均受信ＳＩＮＲを計算し、ＳＩＮＲが最大のＲＲＥをメインＲＲＥとすると共に、一定の準則に従って、メインＲＲＥのほかに、他のＲＲＥ（説明を便利にするために、本発明の具体的な実施例では「第２ＲＲＥ」という）からのチャネルをフィードバックする必要性も判断する。

該判断準則は、次のようなものがある。

（方式１.）
第２ＲＲＥから受信した信号の平均ＳＩＮＲと予め設定されたＲＲＥ選択閾値とを比較する。ＲＲＥ選択閾値より大きいとき、対応するチャネルのチャネル状態情報をフィードバックする必要があるが、そうではない場合、チャネル状態情報をフィードバックする必要がない。

（方式２.）
第２ＲＲＥから受信した信号の平均ＳＩＮＲとメインＲＲＥから送信された信号の平均ＳＩＮＲとの差の絶対値と所定のＲＲＥ選択閾値とを比較する。該ＲＲＥ選択閾値より小さいとき、対応するチャネルのチャネル状態情報をフィードバックする必要があるが、そうではない場合、チャネル状態情報をフィードバックする必要がない。

つまり、上述二種類の方式をまとめると、平均ＳＩＮＲの大きいものから順に所定数のＲＲＥを選択することである。

ステップ５２において、推定をして目標ＲＲＥにチャネル状態情報をフィードバックする。

本発明の具体的な実施例では、二種類のフィードバック方式を採用できる。

（方式１.）
目標ＲＲＥをメインＲＲＥとする。即ち、第１ＲＲＥとの間のチャネル状態情報を全てメインＲＲＥにフィードバックする。

（方式２.）
目標ＲＲＥは、チャネル状態情報に対応するＲＲＥである。即ち、第１ＲＲＥとの間のチャネル状態情報を対応するＲＲＥにフィードバックする。次のように説明する。

選択した第１ＲＲＥが、ＲＲＥ Ａ、ＲＲＥ Ｂ及びＲＲＥ Ｃを含むと仮定する。すると、ＲＲＥ Ａからユーザまでのチャネルのチャネル状態情報は、ユーザによりＲＲＥ Ａにフィードバックされ、ＲＲＥ Ｂからユーザまでのチャネルのチャネル状態情報は、ユーザによりＲＲＥ Ｂにフィードバックされ、ＲＲＥ Ｃからユーザまでのチャネルのチャネル状態情報は、ユーザによりＲＲＥ Ｃにフィードバックされる。

同時に、本発明の具体的な実施例では、フィードバックされるチャネル状態情報は、量子化後のチャネル状態情報であり、チャネル品質の量子化であるチャネル品質情報（ＣＱＩ）と、チャネルベクトルの量子化を含む。チャネルベクトルの量子化方式は、チャネルベクトル量子化（ＣＶＱ）、プリコーディングベクトル量子化（ＰＶＱ）など各種の従来の量子化方式である。詳しい量子化プロセスについては、ここでは詳しい説明をしない。

ステップ５３において、チャネル状態情報を受信したＲＲＥ（即ち、目標ＲＲＥ）は、受信したチャネル状態情報をメイン情報処理ノードに伝送して、ジョイント信号送信とスケジューリングに用いる。

上述は、周波数分割デュプレックスシステムの処理フローである。時分割デュプレックスシステムの場合、下りチャネルは、上りのチャネル推定により取得可能であるため、チャネルのフィードバックを必要とせず、このとき、チャネル推定を行なうＲＲＥを特定すればよい。その処理方式は、次のとおりである。

あるユーザに対して、仮想セル内の各ＲＲＥは、該ユーザから該ノードまでの平均ＳＩＮＲを計算し、ＳＩＮＲが最大のＲＲＥをメインＲＲＥとする。

該ユーザは、下記に挙げられる準則の一つに従って、メインＲＲＥのほかに、他のＲＲＥによるチャネル推定の必要性を判断する。

（方式１.）
該ユーザから他のＲＲＥまでの信号の平均ＳＩＮＲと所定のＲＲＥ選択閾値とを比較する。ＲＲＥ選択閾値より大きいとき、他のＲＲＥもチャネル状態情報を推定する必要がある。そうでない場合、チャネル状態情報を推定する必要がない。

（方式２.）
該ユーザから他のＲＲＥまでの信号の平均ＳＩＮＲとユーザからメインＲＲＥまでの信号の平均ＳＩＮＲとの差の絶対値と予め設定されたＲＲＥ選択閾値とを比較する。該ＲＲＥ選択閾値より小さいとき、他のＲＲＥもチャネル状態情報を推定する必要があるが、そうでない場合、チャネル状態情報を推定する必要がない。

各ＲＲＥは、チャネル推定を行なって取得したチャネル状態情報をメイン情報処理ノードＢＳ／ＣＵに伝送し、ジョイント信号送信とスケジューリングに用いる。

メイン情報処理ノードがチャネル状態情報を受信した後、ジョイント送信処理を行なえるようになる。次に詳しく説明する。

本発明の具体的な実施例では、以下の二種類の方式で該ジョイント送信処理を実現する。

（方式１.）
ＲＲＥの数が一定でなく、ジョイント送信に参与するＲＲＥを適応して特定する。

該方式において、該ジョイント送信ステップは、スケジューリングサブステップとプリコーディングサブステップとの二つのサブステップを含む。それぞれについて説明する。

スケジューリングサブステップは、下記ステップからなる。

ステップＡ１において、全てのありうるＲＲＥ稼動方式の組合せを特定する。

三つのＲＲＥ（それぞれＲＲＥ Ａ、ＲＲＥ Ｂ、ＲＲＥ Ｃとする）の場合、ありうるＲＲＥ稼動方式の組合せは、次のとおりとなる。

組合せ１. ＲＲＥ Ａ、ＲＲＥ Ｂ、ＲＲＥ Ｃがそれぞれ独立に送信する
組合せ２. ＲＲＥ Ａは、独立に送信するが、ＲＲＥ ＢとＲＲＥ Ｃとは、協調送信する
組合せ３. ＲＲＥ Ｂは、独立に送信するが、ＲＲＥ ＡとＲＲＥ Ｃとは、協調送信する
組合せ４. ＲＲＥ Ｃは、独立に送信するが、ＲＲＥ ＡとＲＲＥ Ｂとは、協調送信する
組合せ５. ＲＲＥ Ａ、ＲＲＥ Ｂ、ＲＲＥ Ｃが協調送信する

ステップＡ２において、ユーザから送信されたチャネル状態情報に基づいて、各ＲＲＥ稼動方式の組合せに対応するユーザスケジューリング結果を特定する。

詳しくは、あるユーザがＲＲＥとの間のチャネルのチャネル状態情報をフィードバックすると、該チャネル状態情報に対応するＲＲＥによって該ユーザに対して送信を行なう。ＲＲＥの稼動方式は、単一のＲＲＥ送信、二つのＲＲＥの協調送信、および三つのＲＲＥの協調送信がある。

仮想セルには、６個のユーザ、即ちＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、ＵＥ４、ＵＥ５、ＵＥ６があるとする。

ＵＥ１は、ＲＲＥ Ａとの間のチャネルのチャネル状態情報をフィードバックする。

ＵＥ２は、ＲＲＥ Ｂとの間のチャネルのチャネル状態情報をフィードバックする。

ＵＥ３は、ＲＲＥ Ａ及びＲＲＥ Ｂとの間のチャネルのチャネル状態情報をフィードバックする。

ＵＥ４は、ＲＲＥ Ａ及びＲＲＥ Ｂとの間のチャネルのチャネル状態情報をフィードバックする。

ＵＥ５は、ＲＲＥ Ａ、ＲＲＥ Ｂ、及びＲＲＥ Ｃとの間のチャネルのチャネル状態情報をフィードバックする。

ＵＥ６は、ＲＲＥ Ｃとの間のチャネルのチャネル状態情報をフィードバックする。

即ち、ユーザＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ６は、単一のＲＲＥ送信に対応し、ＵＥ３、ＵＥ４は、二つのＲＲＥの協調送信に対応し、ＵＥ５は三つのＲＲＥの協調送信に対応する。

上記場合では、各種の組合せに対応するユーザスケジューリング結果は、次のとおりである。

組合せ１には、ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ６がスケジューリングされる。

組合せ２には、スケジューリングされるユーザがいない。

組合せ３には、スケジューリングされるユーザがいない。

組合せ４には、ＵＥ３、ＵＥ４、ＵＥ６がスケジューリングされる。

組合せ５には、ＵＥ５がスケジューリングされる。

ステップＡ３において、ＲＲＥ稼動方式の組合せに対応するユーザスケジューリング結果中のユーザがフィードバックするチャネル状態情報に基づいて、全てのＲＲＥ稼動方式の組合せに対応するシステムスループット又は重み付けスループットを計算する。

本ステップにおいて、組合せ１にスケジューリングされたＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ６のシステムスループット、組合せ４にスケジューリングされたＵＥ３、ＵＥ４、ＵＥ６のシステムスループット、及び組合せ５にスケジューリングされたＵＥ５のシステムスループットを計算し、組合せ３と組合せ４にはスケジューリングされたユーザがいないため、計算しない。

ステップＡ４において、計算結果に基づいて、ＲＲＥ稼動方式の組合せから、システムスループット又は重み付けスループットが最大のＲＲＥ稼動方式の組合せを選択する。

ステップＡ５において、システムスループット又は重み付けスループットが最大のＲＲＥ稼動方式の組合せと、対応するユーザスケジューリング結果と、チャネル状態情報とを用いてＭＩＭＯ（マルチ入力マルチ出力）協調送信を行なう。

ユーザＵＥ３、ＵＥ４、ＵＥ６がスケジューリングされた組合せ４を、システムスループット又は重み付けスループットが最大のＲＲＥ稼動方式の組合せとすると、ステップＡ５において、ＲＲＥ Ｃは、ＵＥ６のデータを単独で送信するが、ＲＲＥ ＡとＲＲＥ Ｂとは、ＵＥ３及びＵＥ４のデータを協調送信する。

チャネル状態情報に基づいて如何にしてプリコーディング、ＭＩＭＯ送信を行なうかは、本分野の一般的な技術者の周知技術であり、例えば、単一ユーザＭＩＭＯ、マルチユーザＭＩＭＯ、ランク適応、ユニタリー行列プリコーディング、ブロック対角化などがあるが、ここでは詳しい説明をしない。

（方式２.）
ＲＲＥの数が一定
ＲＲＥの数が一定の協調方法の基本的な思想は、該仮想セル内の任意のユーザに対して、該仮想セル内の全てのＲＲＥ又は一定のＲＲＥを用いて協調送信を行なうことである。実現方法は、下記のステップを含む。

ステップＢ１において、例えば３個のユーザがあるユーザグループを設定する。ここでは、同一の資源ブロックにおいてシステムがサービスを行なうユーザの数は、システムが初期で設定できる。

ステップＢ２において、一定数のＲＲＥと該ユーザグループとの間の合成チャネル行列を構成する。

ここでは、ユーザグループをＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３とする。

ＵＥ１は、ＲＲＥ Ａ及びＲＲＥ Ｂとの間のチャネルのチャネル状態情報をフィードバックする。

ＵＥ２は、ＲＲＥ Ｃとの間のチャネルのチャネル状態情報をフィードバックする。

ＵＥ３は、ＲＲＥ Ａ、ＲＲＥ Ｂ、及びＲＲＥ Ｃとの間のチャネルのチャネル状態情報をフィードバックする。

そうすると、構成した合成チャネル行列は、次のように示される。

上記行列の内、行はユーザを示し、列はＲＲＥを示し、各要素は、対応するＲＲＥと対応するユーザとの間のチャネル行列を示す。

チャネルについてフィードバックがない場合、例えば、ＲＲＥ Ｃからユーザ１までのチャネルについてフィードバックがないが、合成チャネル行列中の対応する要素は、０又は長時間チャネル特性で代替する。本発明の具体的な実施例では、０で代替して説明する。

ステップＢ３において、該合成チャネル行列に基づき、従来の方法を用いて、プリコーディング行列、及び該ユーザグループに対応するシステムスループット又は重み付けスループットを計算する。

ステップＢ４において、ステップＢ１〜Ｂ３を繰り返し、全てのユーザグループのシステムスループット又は重み付けスループットを計算し、システムスループット又は重み付けスループットが最大のユーザグループを選択する。

ステップＢ５において、フィードバックされたチャネル状態情報に基づいて、一定数のＲＲＥは、該システムスループット又は重み付けスループットが最大のユーザグループに対して、対応するプリコーディング方法を採用してＭＩＭＯ（マルチ入力マルチ出力）協調送信を行なう。

チャネル状態情報に基づいて如何にしてプリコーディング、ＭＩＭＯ送信を行なうかは、本分野の一般的な技術者の周知技術であり、例えば、単一ユーザＭＩＭＯ、マルチユーザＭＩＭＯ、ランク適応、ユニタリー行列プリコーディング、ブロック対角化などがあるが、ここでは詳しい説明をしない。

本発明では、実セルを選択することにより仮想セルを構成し、更にＲＲＥ協調送信を行なうことで、セル間の干渉が低減され、システムのスループットを更に向上させている。

図１に示すように、セクター２については、最大のセル間干渉がセクター６とセクター７からきている。本発明の実施例の方法により、セクター６及びセクター７をセクター２と組み合わせて協調送信することで、セクター６及びセクター７によるセクター２に対する干渉を排除しており、そのため、セル間干渉が低減され、システムのスループットが向上されている。

図２に示すように、セクター２については、最大のセル間干渉がセクター６、セクター７、セクター９からきている。本発明の実施例の方法により、セクター６及びセクター７をセクター２と組み合わせて協調送信することで、セクター６及びセクター７によるセクター２に対する干渉を排除している。該仮想セルにおいて、最大干渉を本来有するセクターのうちセクター９だけがセクター２を干渉しているため、セル間干渉が大幅に低減され、システムのスループットが向上されている。

図３及び図４に示される仮想セルも同様に、セル間干渉が低減され、システムのスループットが向上されている。

図６は、本発明の実施例の方法のシミュレーションを示す。図６において、横座標はユーザ数であり、縦座標は周波数利用効率（ｂｐｓ／ＭＨｚ）である。図６によると、ＲＲＥが一定でない方式でも協調ＲＲＥが一定の方式でも、従来のシングルセル送信方式と比べ、本発明の実施例の方法の周波数利用効率は大きく向上されている。

図７は、本発明の実施例の方法のシミュレーションを示す別の図である。図７において、横座標はユーザ容量（ｂｐｓ／Ｈｚ）であり、縦座標は累積密度関数（ｂｐｓ／ＭＨｚ）である。図７によると、累積密度関数が同一の場合、本発明の実施例の協調ＲＲＥが一定でない方式でも、協調ＲＲＥが一定の方式でも、従来のシングルセル送信方式と比べ、ユーザ容量が一定程度向上され、累積密度関数が０．１を超えたときにとりわけ明らかである。

本発明の具体的な実施例の上記説明では、仮想セルを構成するセクターは、下記条件を満たしている。

１. 仮想セルを構成するセクターは、実セル中の完全なセクターである
２. 仮想セルを構成するセクターは、物理的位置上互いに隣接している
３. 仮想セルの各セクターは、それぞれ一つの実送信ノードに対応している

しかし、本発明の具体的な実施例において、仮想セルを構成するセクターは物理的位置上互いに隣接していなくてもよく、図８〜図９に示すように、仮想セルを構成するセクターのうちのいずれか一つのセクターが他のセクターのうちの少なくとも一つとは物理的位置上隣接すればよい。

以上は、本発明の好ましい実施方式に過ぎない。なお、当該分野の一般技術者にとって、本発明の原理を背離しない前提で、若干の改進や修飾が考えられる。ただし、これらの改進や修飾も本発明の保護範囲にあることが理解されよう。

Claims (5)

1. マルチセル協調送信方法であって、該方法は、仮想セルにおいて協調送信の実現に用いられ、前記仮想セルを構成するセクターは、実セル及び／又は実セル中の完全なセクターであり、且つ、前記仮想セルを構成する前記セクターのうちのいずれか一つのセクターと、他のセクターのうちの少なくとも一つとは物理的位置上隣接し、前記仮想セルのセクターと実送信ノードとは一対一対応しており、
   前記マルチセル協調送信方法は、
   メイン情報処理ノードが、ユーザと少なくとも一つの前記実送信ノードとの間のチャネル状態情報を取得するステップＡと、
   メイン情報処理ノードが、前記ユーザと少なくとも一つの前記実送信ノードとの間のチャネル状態情報と、すべてのありうる実送信ノード稼動方式の組合せ或いは予め設定された一定数の実送信ノードと所定数のユーザの組合せとの間の合成チャネル行列を構成する方法とに基づいて、ユーザと実送信ノードのスケジューリングを行なうステップＢと、
   スケジューリングされた実送信ノードが、前記チャネル状態情報に基づいて、スケジューリングされたユーザのデータに対して協調送信を行なうステップＣと
   を含むことを特徴とするマルチセル協調送信方法。
2. 前記少なくとも一つの前記実送信ノードは、
   前記実送信ノードと前記ユーザとの間のチャネルの平均受信信号対干渉雑音比ＳＩＮＲを取得し、
   前記実送信ノードから、平均ＳＩＮＲが最大の実送信ノードを選択し、
   前記実送信ノードのうち、前記平均ＳＩＮＲが最大の実送信ノード以外の実送信ノードから、平均ＳＩＮＲが第１の閾値より大きい実送信ノード、又は、平均ＳＩＮＲと最大ＳＩＮＲとの差の絶対値が第２の閾値より小さい実送信ノードを選択する
   ことで特定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ステップＡにおいて、メイン情報処理ノードが、ユーザと少なくとも一つの前記実送信ノードとの間のチャネル状態情報を取得することは、具体的に、
   周波数分割デュプレックスシステムの場合、ユーザから送信され、下りチャネルによって取得した前記ユーザと少なくとも一つの前記実送信ノードとの間のチャネル状態情報を受信し、
   時分割デュプレックスシステムの場合、上りチャネル推定によって、前記ユーザと少なくとも一つの前記実送信ノードとの間のチャネル状態情報を取得することを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記ステップＢは、
   すべてのありうる実送信ノード稼動方式の組合せを特定するステップＢ１１と、
   前記ユーザと少なくとも一つの前記実送信ノードとの間のチャネル状態情報に基づいて、すべての前記ありうる実送信ノード稼動方式の組合せに対応するユーザスケジューリング結果を特定するステップＢ１２と、
   前記ユーザと少なくとも一つの前記実送信ノードとの間のチャネル状態情報及びユーザスケジューリング結果に基づいて、すべての前記ありうる実送信ノード稼動方式の組合せに対応するシステムスループット又は重み付けスループットを計算するステップＢ１３と、
   システムスループット又は重み付けスループットが最大の実送信ノード稼動方式の組合せに対応する実送信ノードを前記スケジューリングされた実送信ノードとして選択し、前記システムスループット又は重み付けスループットが最大の実送信ノード稼動方式の組合せに対応するユーザスケジューリング結果のユーザを前記スケジューリングされたユーザとするステップＢ１４と
   を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
5. 前記ステップＢは、
   予め設定された一定数の実送信ノードと所定数のユーザの組合せとの間の合成チャネル行列を構成し、前記ステップＡにおいて実送信ノードとユーザとの間のチャネル状態情報が取得されなかったとき、前記合成チャネル行列における対応する要素が０又は長時間チャネル特性であるステップＢ２１と、
   前記合成チャネル行列に基づいて、プリコーディング行列と、前記ユーザの組合せに対応するシステムスループット又は重み付けスループットとを計算するステップＢ２２と、
   前記ステップＢ２１とＢ２２を繰り返し、すべてのありうるユーザの組合せのシステムスループット又は重み付けスループットを計算するステップＢ２３と、
   システムスループット又は重み付けスループットが最大のユーザの組合せのユーザを、前記スケジューリングされたユーザとして選択し、前記所定数の実送信ノードを前記スケジューリングされた実送信ノードとするステップＢ２４と
   を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。

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