JP5543265B2 - 基地局装置、端末装置および無線通信システム - Google Patents

基地局装置、端末装置および無線通信システム Download PDF

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Description

本発明は、送信データを空間多重して送受信する基地局装置、端末装置および無線通信システムに関する。
第３．９世代無線伝送方式として3rd Generation Partnership Project（３ＧＰＰ）において標準化されたLong Term Evolution（ＬＴＥ）などのセルラシステムでは、周波数利用効率の改善のために、セル間あるいはセクタ間において同一の周波数帯域を使用する１セル周波数繰り返しが採用されている（下記非特許文献１参照）。
一方、送受信に複数のアンテナを使用し、同じ周波数帯域で複数の異なるデータ系列（データストリーム）を空間的に多重して同時通信するＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output：多入力多出力）伝送技術が、無線ＬＡＮやセルラシステムなどで実用化されている。
また、次世代のセルラシステムにおいて、基地局装置の備える送信アンテナ数が端末装置の備える受信アンテナ数に比べて大幅に多くなるシステムが提案されている。このようなシステムにおいて、基地局装置の送信アンテナを有効に活用してさらにシステムスループットを向上させるために、複数の端末装置（ユーザ）宛のデータ系列をＭＩＭＯ多重するマルチユーザＭＩＭＯ（Multi-User MIMO）が提案されている。
しかしながら、マルチユーザＭＩＭＯにおいて多重された信号を受信する複数の端末装置の間では、他の端末が受信した信号を知ることはできないため、そのままでは各ユーザ宛のストリーム間で生じるユーザ間干渉（Multi-User Interference：ＭＵＩ）により大幅に特性が劣化してしまう。
ここで、基地局装置の各送信アンテナから各端末装置の各受信アンテナまでのチャネル状態情報であるＣＳＩ（Channel State Information）を基地局装置が知っていれば、端末装置に大きな負荷を掛けることなく端末装置における受信時にＭＵＩを抑圧できる送信信号を生成することができる。このような、幾つかの方法が提案されている（下記非特許文献２参照）。
例えば、端末装置における受信時にＭＵＩが抑圧された状態で受信できるように、基地局装置において送信信号にプリコーディングを施してから送信する方法がある。
その例として、ＣＳＩより求めた各送信アンテナと各端末装置の各受信アンテナとの間の複素伝搬路利得を要素に持つチャネル行列Ｈから、その逆行列Ｈ−１（または擬似逆行列Ｈ†＝ＨＨ（ＨＨＨ）−１：上付き添え字のＨはエルミート共役を表す）を重み行列（線形フィルタ）Ｗとして用いて送信信号に重み付け（Ｗ＝Ｈ−１を送信信号に乗算）するZero-forcing（ＺＦ）プリコーディングや、最小平均二乗誤差（Minimum Mean Square Error：ＭＭＳＥ）規範で求めた重み行列（線形フィルタ）Ｗ＝ＨＨ（ＨＨＨ＋αＩ）−１（Ｉは単位行列、αは正規化係数を表す）で送信信号を重み付けするＭＭＳＥプリコーディングなどの、線形処理によって送信信号をプリコーディングする線形プリコーディング（ビームフォーミング）がある。
図１０は、マルチユーザＭＩＭＯにおいてＺＦプリコーディングを適用した従来の基地局装置の例を示す機能ブロック図である。図１０の例では、第１から第４までの４個の端末装置宛のデータ系列をマルチユーザＭＩＭＯによって多重して送信する場合の構成例を示している。
無線受信部１０１９は、アンテナ部１０１８を通じて各端末装置からの信号を受信する。
ＣＳＩ取得部１０２０は、無線受信部１０１９で受信した受信信号から、各端末装置からのＣＳＩ通知信号を取得する。
フィルタ算出部１０２１は、ＣＳＩ通知信号から、各送信アンテナと各端末装置の各受信アンテナとの間のチャネル行列Ｈを生成し、その（擬似）逆行列を線形フィルタＷとして算出する。
第１から第４までの符号化部１００１ａ〜１００１ｄまでは、それぞれ第１から第４までの端末装置宛のデータ系列を誤り訂正符号化する。
変調部１００５ａ〜１００５ｄまでは、それぞれ誤り訂正符号化された各端末装置宛のデータ系列をそれぞれ変調し、変調シンボルを出力する。
線形フィルタ部１００９は、フィルタ算出部１０２１で算出された線形フィルタＷを変調シンボルに乗算して重み付けする。
パイロット多重部１０１０ａ〜ｄまでは、アンテナ毎に識別されるパイロット信号を、重み付けされた変調シンボルにそれぞれ多重する。
無線送信部１０１４ａ〜ｄまでは、パイロット信号が多重されたアンテナ毎の変調シンボルを、アンテナ部１０１８を通じてそれぞれの端末装置に宛てて送信する。
また、他の例として、ＣＳＩより求めた干渉信号成分を送信信号から予め減算し、干渉減算後に増加してしまう送信電力を抑圧するために、信号空間の中で送信電力が低減されるような信号点に干渉減算後の信号を符号化する非線形処理によって送信信号をプリコーディングする、非線形プリコーディングがある。
この非線形プリコーディングの１つとして、送受信装置双方で信号に対して剰余（Ｍｏｄｕｌｏ、モジュロ）演算を施すことによって、送信電力の増加を抑圧することが可能なトムリンソン−ハラシマ・プリコーディング（Tomlinson-Harashima Precoding：ＴＨＰ）が提案されている（下記非特許文献３、非特許文献４、非特許文献５参照）。
ＴＨＰを実現する１つの例として、チャネル行列のＱＲ分解を利用する方法について説明する。
図１１は、マルチユーザＭＩＭＯにおいてＴＨＰを適用した従来の基地局装置の例を示す機能ブロック図である。図１０と同様に、第１から第４までの４個の端末装置宛のデータ系列をマルチユーザＭＩＭＯによって多重して送信する場合の構成例を示している。
無線受信部１１２５は、アンテナ部１１２４を通じて各端末装置からの信号を受信する。
ＣＳＩ取得部１１２６は、無線受信部１１２５で受信した受信信号から、各端末装置からのＣＳＩ通知信号を取得する。
ＱＲ分解部１１２７は、ＣＳＩ通知信号から、各送信アンテナと各端末装置の各受信アンテナとの間のチャネル行列Ｈを生成し、そのチャネル行列Ｈのエルミート共役ＨＨにＱＲ分解を施して、ユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒとに分解し（ＨＨ＝ＱＲ）、上三角行列Ｒのエルミート共役ＲＨ（下三角行列となる）を求める。このときチャネル行列Ｈに対してユニタリ行列Ｑを乗じた仮想的な等価伝搬路ＱＨを考えるとＱＨ＝ＲＨとなり、ＲＨは下三角行列であるため、第１の端末装置へ送信される変調シンボルは他の端末装置へ送信される変調シンボルからの干渉を受けず、第２の端末装置へ送信される変調シンボルは第１の端末装置へ送信される変調シンボルからのみ干渉を受け、第ｋ番目の端末装置へ送信される変調シンボルは第１から第ｋ−１番目までの端末装置へ送信される変調シンボルからのみ干渉を受ける形となることがわかる。
符号化部１１０１ａ〜ｄまでは、第１から第４までの端末装置宛のデータ系列をそれぞれ誤り訂正符号化する。
変調部１１０５ａ〜ｄまでは、誤り訂正符号化された各端末装置宛のデータ系列をそれぞれ変調し、変調シンボルを出力する。
干渉成分算出部１１２８は、下三角行列ＲＨに基づいて、第１から第３の端末装置へ送信する変調シンボルから、第２から第４の端末装置へ送信する変調シンボルが受ける干渉成分を逐次的に算出する。
干渉減算部１１０９ａ〜ｃまでは、対象端末装置より順序が前の端末装置宛の変調シンボルの剰余演算結果を用いて干渉成分算出部１１２８で算出した干渉成分を、対象端末装置宛の変調シンボルからそれぞれ減算する。
剰余演算部１１１２ａ〜ｃまでは、干渉成分を減算した変調シンボルに対してそれぞれ剰余演算を施し、送信電力を抑圧する。
線形フィルタ部１１１５は、ＱＲ分解部１１２７で算出されたユニタリ行列Ｑを変調シンボルに乗算して重み付けする。
パイロット多重部１１１６ａ〜ｄまでは、アンテナ毎に識別されるパイロット信号を、重み付けされた変調シンボルにそれぞれ多重する。
無線送信部１１２０ａ〜ｄは、パイロット信号が多重されたアンテナ毎の変調シンボルを、アンテナ部１１２４を通じてそれぞれ送信する。
「Long Term Evolution (LTE): Overview of LTE Air-Interface Technical White Paper」、Motorola、2007年 Spencer他、「An Introduction to the Multi-User MIMO Downlink」、IEEE Communication Magazine、Vol.42、Issue10、p.60-67、2004年10月 Harashima他、「Matched-Transmission Technique for Channels With Intersymbol Interference」、IEEE Transaction on Communications、Vol.COM-20、No.4、p.774-780、1972年8月 J.Liu他、「Improved Tomlinson-Harashima Precoding for the Downlink of Multiple Antenna Multi-User Systems」、Proc. IEEE Wireless and Communications and Networking Conference、p.466-472、2005年3月 M.Joham他、「MMSE Approaches to Multiuser Spatio-Temporal Tomlinson-Harashima Precoding」、Proc. 5th Int. ITG Conf. on Source and Channel Coding、2004年1月
１セル周波数繰り返しのセルラシステム等において、ある端末装置が、現在在圏しているセルまたはセクタ（以降、「自セル」と記述する。）以外のセルまたはセクタからの信号電力あるいは干渉電力を測定しようとした場合、基地局装置は当該セルまたはセクタの全通信を一時的に停止しなければならず、通信効率が低下してしまうという問題があった。
本発明は、他の端末装置と基地局装置との通信を停止させることなく、特定の端末装置に対して選択的に無信号状態を生成することを目的とする。
本発明の一観点によれば、複数の端末装置宛の信号の間で発生するユーザ間干渉を信号処理によって抑圧した空間多重を用いて、前記複数の端末装置に対して同時に信号を送信する基地局装置であって、前記複数の端末装置のうちの少なくとも１つの第１の端末装置に対してヌルシンボルを送信することを特徴とする基地局装置が提供される。
この基地局装置では、ヌルシンボルが送信され、無信号状態となった端末を考慮して信号処理を行うことで、干渉成分を抑圧することができる。
前記信号処理は、線形プリコーディングであっても良い。また、前記信号処理は、非線形プリコーディングであっても良い。さらに、前記信号処理は、トムリンソン−ハラシマ・プリコーディングであっても良い。
また、本発明は、複数の端末装置に対して空間多重を用いて同時に信号を送信する基地局装置であって、前記複数の端末装置に対して、それぞれ異なるタイミングにおいてヌルシンボルを送信し、前記複数の端末装置宛の信号の間で発生するユーザ間干渉を、信号処理によって抑圧して送信することを特徴とする基地局装置である。
また、本発明は、複数の端末装置に対して空間多重を用いて同時に信号を送信する基地局装置であって、前記複数の端末装置から通知されたチャネル状態情報を取得するＣＳＩ取得部と、前記チャネル状態情報から、線形フィルタを算出するフィルタ算出部と、前記複数の端末装置宛の変調シンボルに対して前記線形フィルタを乗算して、各アンテナから送信するシンボルを生成する線形フィルタ部とを備え、前記複数の端末装置宛の変調シンボルのうちの少なくとも１つの端末装置宛の変調シンボルとしてヌルシンボルを用いることを特徴とする基地局装置である。
また、本発明は、複数の端末装置に対して空間多重を用いて同時に信号を送信する基地局装置であって、前記複数の端末装置から通知されたチャネル状態情報を取得するＣＳＩ取得部と、前記チャネル状態情報から、基地局装置の各アンテナと前記各端末装置のアンテナとの間の複素伝搬路利得を要素に持つチャネル行列を生成し、前記チャネル行列に基づいて、線形フィルタと前記各端末装置間のユーザ間干渉を表す行列とを生成する干渉行列算出部と、前記ユーザ間干渉を表す行列と、前記各端末装置宛の変調シンボルまたは干渉成分減算後の変調シンボルとに基づいて、ユーザ間干渉成分を算出する干渉成分算出部と、前記各端末装置宛の変調シンボルから、前記算出したユーザ間干渉成分を減算する干渉成分減算部と、前記各端末装置宛の変調シンボルまたは干渉成分減算後の変調シンボルに対して剰余演算を施す剰余演算部と、前記剰余演算を施した変調シンボルに対して前記線形フィルタを乗算して、各アンテナから送信するシンボルを生成する線形フィルタ部とを備え、前記複数の端末装置宛の変調シンボルのうちの少なくとも１つの端末装置宛の変調シンボルとしてヌルシンボルを用いることを特徴とする基地局装置である。
また、本発明は、基地局装置から複数の端末装置に対して空間多重を用いて同時に送信された信号を受信する端末装置であって、自端末装置に対して無信号状態が生成されることを検出する無信号状態検出部と、前記検出した無信号状態の無線リソースにおいて、雑音電力、または他の基地局装置または他のセクタからの信号電力または干渉電力を測定する受信電力測定部と、を備えることを特徴とする端末装置である。前記無信号状態検出部は、基地局装置から受信した無線リソースの割り当て情報から、前記無信号状態が生成されることを検出することが好ましい。前記無信号状態検出部は、基地局装置から受信した無信号状態を生成する無線リソースの指定情報から、前記無信号状態が生成されることを検出するようにしても良い。
さらに、前記無信号状態検出部は、基地局装置から受信した無線リソースの変調パラメータ情報から、前記無信号状態が生成されることを検出するようにしても良い。
本発明の他の観点によれば、複数の端末装置に対して空間多重を用いて同時に信号を送信し、前記複数の端末装置のうちの少なくとも１つに対してヌルシンボルを送信することによって無信号状態を生成し、前記複数の端末装置宛の信号の間で発生するユーザ間干渉を、信号処理によって抑圧して送信する基地局装置と、前記空間多重信号を受信し、自端末装置に対して前記無信号状態が生成されることを検出し、前記無信号状態の無線リソースにおいて、雑音電力、または他の基地局装置または他のセクタからの信号電力または干渉電力を測定する端末装置とからなる無線通信システムが提供される。
本発明の別の観点によれば、基地局装置と複数の端末装置とを含む無線通信システムにおける基地局装置の無線通信方法であって、複数の端末装置に対して空間多重を用いて同時に信号を送信するステップと、前記複数の端末装置のうちの少なくとも１つに対してヌルシンボルを送信することによって無信号状態を生成するステップと、前記複数の端末装置宛の信号の間で発生するユーザ間干渉を、信号処理によって抑圧して送信するステップと、を有することを特徴とする無線通信方法が提供される。
或いは、本発明は、基地局装置と複数の端末装置とを含む無線通信システムにおける端末装置の無線通信方法であって、前記空間多重信号を受信するステップと、自端末装置に対して前記無信号状態が生成されることを検出するステップと、前記無信号状態の無線リソースにおいて、雑音電力、または他の基地局装置または他のセクタからの信号電力または干渉電力を測定するステップと、を有することを特徴とする無線通信方法が提供される。
また、本発明は、上記に記載の無線通信方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであっても良く、該プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体であっても良い。プログラムは、インターネットなどの伝送媒体によって取得されるものでも良い。
本発明によれば、他の端末装置と基地局装置との通信を停止させることなく、特定の端末装置に対して選択的に無信号状態を生成することが可能となる。
また、自端末装置に対して無信号状態が生成することで、無信号状態の無線リソースにおいて、他の基地局装置（他のセル）などからの信号電力あるいはセル間干渉電力や、雑音電力の測定を行うことが可能となる。
本発明における無線通信システムの概略構成例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における基地局装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 本実施の形態におけるマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部の一構成例を示す機能ブロック図である。 本実施の形態における、基地局装置の送信信号と、第１の端末装置における受信信号の一例を、周波数と時間との平面で表示した図である。 本実施の形態における端末装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 本発明の第２の実施の形態におけるマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部の一構成例を示す機能ブロック図である。 本実施の形態における端末装置の一構成例を示す機能ブロック図である。 本発明の第３の実施の形態による各端末装置における受信信号の一例（フレームイメージ）を示す図である。 本発明の第４の実施の形態における無線通信システム（固定局システム）の概略構成例を示す図である。 マルチユーザＭＩＭＯにおいてＺＦプリコーディングを適用した従来の基地局装置の例を示す機能ブロック図である。 マルチユーザＭＩＭＯにおいてＴＨＰを適用した従来の基地局装置の例を示す機能ブロック図である。
図１は、本発明における無線通信システムの概略構成例を示す図である。
図１に示すように、本発明における無線通信システムは、基地局装置１００が複数の端末装置（ここでは、端末装置１０１〜１０４）と通信し、基地局装置１００から複数の端末装置への下りリンクの伝送において、同じ周波数帯域で複数の端末装置宛の送信データを空間的に多重して同時通信するマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う無線通信システムである。この例では、端末装置１０１から１０４までのマルチユーザＭＩＭＯ伝送のうち端末装置１０１へのマルチユーザＭＩＭＯ伝送のみが無信号状態になっている。
以下の実施の形態では、伝送方式として直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ）を用いた無線通信システムを例として説明するが、これに限られるものではない。
また、１つの基地局装置が１つのセルを構成する場合を例として説明するが、本発明はこれに限られるものではなく、１つの基地局装置が複数のセル（セクタ）を構成し、端末装置がそのうちの１つのセクタに在圏する場合についても適用可能である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明を行う。
（第１の実施の形態）
本実施の形態では、第１の端末装置１０１から第４の端末装置１０４の４つの端末装置が存在し、第２の端末装置１０２から第４の端末装置１０４とは通信を継続しながら、第１の端末装置１０１に対して他セルからの信号電力（干渉電力）などの測定を行うための無信号状態を生成する場合の例について説明する。
図２は、本実施の形態における基地局装置１００の一構成例を示す機能ブロック図である。
無線受信部２２５は、アンテナ部２２４を通じて第１の端末装置、第２の端末装置、第３の端末装置および第４の端末装置から送信された信号を受信する。
ＣＳＩ取得部２２６は、受信した信号から、各端末装置がそれぞれ送信したチャネル状態情報であるＣＳＩを取得する。
符号化部２０１ａ〜ｃまでは、それぞれ第２の端末装置宛のデータ系列、第３の端末装置宛のデータ系列および第４の端末装置宛のデータ系列が入力され、それぞれに対して誤り訂正符号化を行う。
変調部２０４ａ〜ｃまでは、それぞれ誤り訂正符号化された第２の端末装置宛のデータ系列、誤り訂正符号化された第３の端末装置宛のデータ系列および誤り訂正符号化された第４の端末装置宛のデータ系列に対して変調を施し、それぞれ第２の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボル、第３の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルおよび第４の端末装置宛のサブキャリア毎の変調シンボルを出力する。
マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０７は、第１の端末装置に対して無信号状態を生成するためのヌルシンボル（変調シンボルの信号点配置上の原点を表すシンボル）と、第２から第４の端末装置宛の各変調シンボルが入力され、ＣＳＩ取得部２２６で取得した各端末装置のＣＳＩに基づいて、入力された各変調シンボルおよびヌルシンボルに対して信号処理を施し、送信に使用するアンテナ部２２４のアンテナ毎のマルチユーザＭＩＭＯシンボルを生成する。尚、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部の詳細については後述する。
パイロット多重部２０８ａ〜ｄまでは、アンテナ部２２４の各アンテナから送信するパイロット信号を、各アンテナから送信するマルチユーザＭＩＭＯシンボルにそれぞれ多重する。尚、パイロット信号の多重は、各端末装置において基地局装置の各アンテナから送信されたパイロット信号がそれぞれ識別できる形で受信されるように多重されることが好ましく、例えば時分割で多重しても良いし、サブキャリアで分割するような周波数分割で多重しても良いし、符号分割によって多重しても良い。
ＩＦＦＴ部２１２ａ〜ｄまでは、パイロット信号が多重されたアンテナ毎のマルチユーザＭＩＭＯ信号に対して、それぞれ高速逆フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform：ＩＦＦＴ）などの周波数時間変換を施し、時間領域の信号へ変換する。
ＧＩ挿入部２１６ａ〜ｄまでは、アンテナ毎の時間領域信号にそれぞれガード期間（Guard Interval：ＧＩ）を挿入する。
無線送信部２２０ａ〜ｄまでは、ＧＩの挿入された信号をアンテナ部２２４のそれぞれのアンテナを通じて送信する。
制御部２２７は、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
図３は、本実施の形態におけるマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０７（図２）の詳細な一構成例を示す機能ブロック図である。本実施の形態におけるマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０７では、線形プリコーディング、特にZero-ForcingプリコーディングによってマルチユーザＭＩＭＯ信号を生成する。
フィルタ算出部３０１は、ＣＳＩ取得部２２６で取得した各端末装置のＣＳＩから、基地局装置１００の各アンテナと各端末装置のアンテナとの間の複素伝搬路利得を要素に持つチャネル行列Ｈをサブキャリア毎に生成し、その逆行列Ｈ−１（または擬似逆行列Ｈ†＝ＨＨ（ＨＨＨ）−１）を線形フィルタである重み行列Ｗとして算出する。
線形フィルタ部３０２は、第１の端末装置用のヌルシンボルと、第２の端末装置宛の変調シンボル、第３の端末装置宛の変調シンボルおよび第４の端末装置宛の変調シンボルを入力として、それぞれのサブキャリア毎にフィルタ算出部３０１で算出した線形フィルタＷを乗算し、アンテナ部２２４の各アンテナからそれぞれ送信すべきマルチユーザＭＩＭＯシンボルをパイロット多重部（図２）のそれぞれに出力する。
これにより、上記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを各端末装置が受信した場合、自端末装置以外への信号による干渉（ＭＵＩ）はキャンセルされて自端末装置宛の信号のみが受信される。
尚、上記マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０７では、フィルタ算出部３０１において線形フィルタとして逆行列を算出して用いる場合について説明したが、これに限られるものではなく、ＭＭＳＥ規範で求めた重み行列Ｗ＝ＨＨ（ＨＨＨ＋αＩ）−１（Ｉは単位行列、αは正規化係数を表す）を線形フィルタとして用いても良い。この場合、受信時にＭＵＩは完全にはキャンセルされないが、信号対干渉および雑音電力比（Signal to Interference and Noise power Ratio：ＳＩＮＲ）を最大化できるため、受信特性が向上する。
図４は、本実施の形態における、基地局装置１００の送信信号と、第１の端末装置における受信信号の一例を、周波数と時間との平面で表示した図である。
図４では、サブキャリアを複数の領域に分けて異なる端末装置宛の送信信号を割り当てる直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：ＯＦＤＭＡ）のシステムを想定し、パイロットシンボルとしてスキャッタードパイロットが用いられる場合の例を示している。
図４（ａ）は、基地局装置１００における送信信号を示し、基地局装置１００は、太枠で囲われた無線リソースにおいて、第２から第４の端末装置宛の送信データと第１の端末装置に向けたヌルシンボルとをマルチユーザＭＩＭＯを用いて多重して送信する。
この送信信号の第１の端末装置における受信結果が図４（ｂ）である。
図４（ａ）で送信されたマルチユーザＭＩＭＯ多重シンボル部分について、他の端末装置宛の信号がキャンセルされて、第１の端末装置に向けたヌルシンボルのみが受信される。すなわち、第１の端末装置では、該当部分のシンボルにおいて、基地局装置１００が送信した信号が全く受信されない無信号状態が生成される。
第１の端末装置は、上記無信号状態のシンボルにおいて、他の基地局装置（他のセル）などからの信号電力あるいはセル間干渉電力や、雑音電力の測定を行うことが可能となる。
図５は、本実施の形態における端末装置５００の一構成例を示す機能ブロック図である。
まず、端末装置５００が、上記における第２から第４の端末装置として動作する場合について説明する。
無線受信部５０１は、アンテナ部５１１を通じて基地局装置１００からの信号を受信する。 ＧＩ除去部５０２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部５０３は、ＧＩが除去された受信信号を高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）などによって時間周波数変換し、サブキャリア毎の変調シンボルに変換する。
パイロット分離部５０４は、変調シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、分離後の変調シンボルを復調部５０５へ入力し、パイロット信号を伝搬路推定部５０８へ入力する。
復調部５０５は、各変調シンボルに対して復調を施す。
復号化部５０６は、復調された系列に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列を生成し出力する。
伝搬路推定部５０８は、分離されたパイロット信号のシンボルに基づいて、基地局装置１００の各アンテナと、端末装置５００のアンテナとの間の伝搬路状態（複素伝搬路利得）を推定する。
ＣＳＩ生成部５０９は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部５１０は、アンテナ部５１１を通じて、ＣＳＩ生成部５０９が生成したＣＳＩを基地局装置１００へ送信する。
制御部５１３ａは、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
次に、端末装置５００が第１の端末装置として動作する場合について説明する。
この場合、自端末装置に対して無信号状態が生成される無線リソースの（時間および周波数上の）位置を知る必要があり、例えば、基地局装置１００から通知される制御情報によって無信号状態が生成される無線リソースが指定される方法がある。
また、同じく制御情報における無線リソース割り当て情報、または変調方式や符号化率などの変調パラメータ情報に基づいて、例えばそれらの情報の特定の値あるいは特定の組み合わせなどによって、無信号状態が生成される無線リソースを特定する方法でも良い。
無線受信部５０１は、アンテナ部５１１を通じて基地局装置１００からの信号を受信する。
ＧＩ除去部５０２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部５０３は、ＧＩが除去された受信信号を高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）などによって時間周波数変換し、サブキャリア毎の変調シンボルに変換する。
パイロット分離部５０４は、変調シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、伝搬路推定部５０８へ入力する。
端末装置が第１の端末装置として動作する場合には、無信号状態検出部５１２と受信電力測定部５０７とが機能する。
無信号状態検出部５１２は、基地局装置１００から通知される制御情報などによって無信号状態が生成される無線リソース（シンボル）を検出する。
受信電力測定部５０７は、無信号状態検出部５１２で検出された無信号状態が生成される無線リソースに関して、サブキャリア毎のシンボルから各サブキャリアの電力、またはそれらの平均電力または合計電力を算出し、受信電力測定結果を出力する。なお、受信電力測定結果は、第１の端末装置の通信を制御する上位層に通知され、セルの選択および切り替え（ハンドオーバ）の判断、通信の変調方式や符号化率の決定などに用いたり、あるいは基地局装置に送信され、基地局装置におけるハンドオーバの判断や、他の基地局装置との協調通信や干渉制御のための情報として用いられたりする。
尚、例えばパイロットシンボルが、データの変調シンボルと時分割によって多重されている場合などは、無線受信部５０１あるいはＧＩ除去部５０２が出力した時間信号からパイロットシンボルを除いた信号を用いて電力の測定を行っても良い。
伝搬路推定部５０８は、分離されたパイロット信号のシンボルに基づいて、基地局装置１００の各アンテナと、端末装置５００のアンテナとの間の伝搬路状態（複素伝搬路利得）を推定する。
ＣＳＩ生成部５０９は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部５１０は、アンテナ部５１１を通じて、ＣＳＩ生成部が生成したＣＳＩを基地局装置１００へ送信する。
制御部５１３ａは、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
以上に説明したように、本実施の形態における基地局装置１００によれば、線形プリコーディングによるマルチユーザＭＩＭＯ伝送を用いて複数の端末装置と通信を行いながら、同時に同じ無線リソースにおいて他の端末装置に対して基地局装置１００からの信号が受信されない無信号状態を生成することが可能となり、さらに本実施の形態における端末装置５００によれば、自端末装置に対して無信号状態が生成された場合に、無信号状態の無線リソースにおいて、他の基地局装置（他のセル）などからの信号電力あるいはセル間干渉電力や、雑音電力の測定を行うことが可能となる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態における基地局装置１００ｂは、第１の実施の形態における基地局装置１００（図２）と、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０７の内部構成が異なり、マルチユーザＭＩＭＯ信号をＴＨＰによって生成するように構成されている。その他の構成は第１の実施の形態と同じであり、その機能ブロック図としては図２と同じである。ここでは、図２の基地局装置１００と区別するため基地局装置１００ｂと称する。
以下、第１の実施の形態の基地局装置１００と同じ部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
尚、本実施の形態でも、同様に、第１の端末装置から第４の端末装置までの４つの端末装置が存在し、第２の端末装置から第４の端末装置とは通信を継続しながら、第１の端末装置に対して他セルからの信号電力（干渉電力）などの測定を行うための無信号状態を生成する場合を例にして説明する。
図６は、本実施の形態におけるマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０７の一構成例を示す機能ブロック図である。本実施の形態におけるマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０７では、非線形プリコーディング、特にトムリンソン−ハラシマ・プリコーディング（ＴＨＰ）によってマルチユーザＭＩＭＯ信号を生成する。以下に、本実施の形態によるマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０７の構成と機能について詳細に説明する。
ＱＲ分解部（干渉行列算出部）６０８は、ＣＳＩ取得部２２６（図２）で取得した各端末装置のＣＳＩから、基地局装置１００ｂの各アンテナと各端末装置のアンテナとの間の複素伝搬路利得を要素に持つチャネル行列Ｈをサブキャリア毎に生成し、そのチャネル行列Ｈのエルミート共役ＨＨにＱＲ分解を施して、ユニタリ行列Ｑと上三角行列Ｒとに分解し、さらに上三角行列Ｒのエルミート共役ＲＨ（下三角行列となる）を求め、各端末装置間のＭＵＩの利得を表す下三角行列ＲＨを干渉成分算出部６０７へ、ユニタリ行列Ｑを線形フィルタ部６０９へ出力する。
干渉成分算出部６０７は、ＱＲ分解部６０８で求めた下三角行列ＲＨに基づいて、第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルが第２の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する。ここで、下三角行列ＲＨの２行１列目の要素が第１の端末装置宛の変調シンボルが第２の端末装置宛の変調シンボルへ及ぼす干渉の複素利得を表しており、この要素に第１の端末装置宛の変調シンボルを乗じることによって干渉成分を算出できる。尚、ここで、第１の端末装置宛の変調シンボルはヌルシンボルを送信するため、実質的に第１の端末装置宛の変調シンボルが第２の端末装置の変調シンボルへ与える干渉はなく、この部分の演算は省略可能である。
干渉成分減算部６０１ａは、変調部２０４ａで生成された第２の端末装置宛の変調シンボルから、干渉成分算出部６０７で算出した第２の端末装置宛の変調シンボルに対する干渉成分をサブキャリア毎に減算する。
剰余演算部６０４ａは、干渉成分が減算された各変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余（モジュロ）演算を施す。尚、この剰余演算は、干渉成分を減算することによって増加する送信電力を抑圧するために行われるものであるため、実質的に第１の端末装置宛の変調シンボルからの干渉がない第２の端末装置宛の変調シンボルでは、剰余演算を施さなくても良い（剰余演算部６０４ａは省略することができる）。
干渉成分算出部６０７は、第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルおよび第２の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルが、第３の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する。ここで、下三角行列ＲＨの３行１列目の要素が第１の端末装置宛の変調シンボルが第３の端末装置宛の変調シンボルへ及ぼす干渉の複素利得を表し、下三角行列ＲＨの３行２列目の要素が第２の端末装置宛の変調シンボルの剰余演算結果が第３の端末装置宛の変調シンボルへ及ぼす干渉の複素利得を表しており、これらの要素にそれぞれ第１の端末装置宛の変調シンボルおよび第２の端末装置宛の変調シンボルの剰余演算結果を乗じることによって干渉成分を算出できる。
干渉成分減算部６０１ｂは、変調部２０４ｂ（図２）で生成された第３の端末装置宛の変調シンボルから、干渉成分算出部６０７で算出した第３の端末装置宛の変調シンボルに対する干渉成分をサブキャリア毎に減算する。
剰余演算部６０４ｂは、干渉成分が減算された第３の端末装置宛の変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す。
干渉成分算出部６０７は、第１の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボル、第２の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボル、および第３の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルが、第４の端末装置宛の各サブキャリアの変調シンボルに与える干渉成分を算出する。ここで、下三角行列ＲＨの４行１列目の要素が第１の端末装置宛の変調シンボルが第４の端末装置宛の変調シンボルへ及ぼす干渉の複素利得を表し、下三角行列ＲＨの４行２列目の要素が第２の端末装置宛の変調シンボルの剰余演算結果が第４の端末装置宛の変調シンボルへ及ぼす干渉の複素利得を表し、下三角行列ＲＨの４行３列目の要素が第３の端末装置宛の変調シンボルの剰余演算結果が第４の端末装置宛の変調シンボルへ及ぼす干渉の複素利得を表しており、これらの要素にそれぞれ第１の端末装置宛の変調シンボルから第３の端末装置宛の変調シンボルの剰余演算結果を乗じることによって干渉成分を算出できる。
干渉成分減算部６０１ｃは、変調部２０４ｃ（図２）で生成された第４の端末装置宛の変調シンボルから、干渉成分算出部６０７で算出した第４の端末装置宛の変調シンボルに対する干渉成分をサブキャリア毎に減算する。
剰余演算部６０４ｃは、干渉成分が減算された第４の端末装置宛の変調シンボルに対して、変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて剰余演算を施す。
線形フィルタ部６０９は、第１の端末装置用のヌルシンボル、剰余演算部６０４ａが出力した第２の端末装置宛の変調シンボルの剰余演算結果、剰余演算部６０４ｂが出力した第３の端末装置宛の変調シンボルの剰余演算結果、および剰余演算部６０４ｃが出力した第４の端末装置宛の変調シンボルの剰余演算結果を入力として、ＱＲ分解部６０８で算出したユニタリ行列Ｑを線形フィルタとしてサブキャリア毎に乗算し、アンテナ部２２４の各アンテナからそれぞれ送信すべきマルチユーザＭＩＭＯシンボルを出力する。
尚、第１の端末装置用のヌルシンボルの送信には送信電力が不要であり、さらに他の端末装置へ与えるＭＵＩもないことから、本来、第１の端末装置宛の変調シンボルの送信に必要であった電力について第２から第４の端末装置宛の変調シンボルの送信電力へ再配分（再計算）を行うことによって、第２から第４の端末装置における受信特性を向上させることができる。
これにより、上記マルチユーザＭＩＭＯシンボルを各端末装置が受信した場合、自端末装置以外への信号による干渉（ＭＵＩ）はキャンセルされて自端末装置宛の信号のみが受信される。また、ＴＨＰによって、送信電力効率が向上するという利点がある。
また、図６のマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０７の一構成例では、ヌルシンボルを送信する第１の端末装置が、ＴＨＰによる処理の最初の端末装置、すなわち他のどの端末装置からも干渉（ＭＵＩ）を受けない端末装置となるように処理を行う場合の構成について説明したが、これに限られるものではない。例えば図６のマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０７への入力において、第１の端末装置宛のヌルシンボルと第２の端末装置宛の変調シンボルの入力とを入れ替え、第１の端末装置宛のヌルシンボルを干渉成分減算部６０１ａへ入力する構成としても良い。この場合、干渉成分算出部６０７は、第２の端末装置宛の変調シンボルが第１の端末装置宛のシンボル（ヌルシンボル）に与える干渉成分を上記と同様にして算出し、干渉成分減算部６０１ａは、干渉成分算出部６０７で算出した第１の端末装置宛のシンボルに対する干渉成分をサブキャリア毎に減算する。ただし、第１の端末装置宛のシンボルに対しては剰余演算を行わないため、剰余演算部６０４ａは演算を行わない。なお、３番目以降に第１の端末装置宛のヌルシンボルを入力した場合にも同様の処理で実現可能である。
なお、本実施の形態では、ＴＨＰを実現する方法としてチャネル行列のＱＲ分解を用いる方法を例として説明したが、これに限られるものではなく、Ｖ−ＢＬＡＳＴ（Vertical Bell Laboratories Layered Space Time）の手法を用いてＴＨＰにおける端末装置の並べ替えを準最適化するような非特許文献４に記載されている方法などを用いても良い。
また、本実施の形態における、基地局装置１００ｂの送信信号と、第１の端末装置における受信信号の例としては図４と同じで説明することができる。
すなわち、第１の実施の形態と同様に、図４（ｂ）で示される第１の端末装置における受信結果は、図４（ａ）で送信されたマルチユーザＭＩＭＯ多重シンボル部分について、他の端末装置宛の信号がキャンセルされて、第１の端末装置に向けたヌルシンボルのみが受信される。すなわち、第１の端末装置では、該当部分のシンボルにおいて、基地局装置１００ｂが送信した信号が全く受信されない無信号状態が生成される。
第１の端末装置は、上記無信号状態のシンボルにおいて、他の基地局装置（他のセル）などからの信号電力あるいはセル間干渉電力や、雑音電力の測定を行うことが可能となる。
図７は、本実施の形態における端末装置７００の一構成例を示す機能ブロック図である。
まず、端末装置７００が、上記における第２から第４の端末装置として動作する場合について説明する。
無線受信部５０１は、アンテナ部５１１を通じて基地局装置１００ｂからの信号を受信する。
ＧＩ除去部５０２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部５０３は、ＧＩが除去された受信信号を高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）などによって時間周波数変換し、サブキャリア毎の変調シンボルに変換する。
パイロット分離部５０４は、変調シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、伝搬路推定部５０８へ入力する。
剰余演算部７０５は、基地局装置１００ｂと同様に変調方式によって予め定められたモジュロ幅を用いて、各変調シンボルに対して剰余演算を施す。
復調部５０５は、剰余演算が施された各変調シンボルに対して復調を施す。
復号化部５０６は、復調された系列に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データ系列を生成し出力する。
伝搬路推定部５０８は、分離されたパイロット信号のシンボルに基づいて、基地局装置１００ｂの各アンテナと、端末装置７００のアンテナとの間の伝搬路状態（複素伝搬路利得）を推定する。
ＣＳＩ生成部５０９は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部５１０は、アンテナ部５１１を通じて、ＣＳＩ生成部が生成したＣＳＩを基地局装置１００ｂへ送信する。
制御部５１３ｂは、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
次に、端末装置７００が第１の端末装置として動作する場合について説明する。
この場合、自端末装置に対して無信号状態が生成される無線リソースの（時間および周波数上の）位置を知る必要があり、例えば、基地局装置１００ｂから通知される制御情報によって無信号状態が生成される無線リソースが指定される方法がある。
また、同じく制御情報における無線リソース割り当て情報、または変調方式や符号化率などの変調パラメータ情報に基づいて、例えばそれらの情報の特定の値あるいは特定の組み合わせなどによって、無信号状態が生成される無線リソースを特定する方法でも良い。
無線受信部５０１は、アンテナ部５１１を通じて基地局装置１００ｂからの信号を受信する。
ＧＩ除去部５０２は、受信した信号からＧＩを取り除く。
ＦＦＴ部５０３は、ＧＩが除去された受信信号を高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）などによって時間周波数変換し、サブキャリア毎の変調シンボルに変換する。
パイロット分離部５０４は、変調シンボルの中からパイロット信号のシンボルを分離し、伝搬路推定部５０８へ入力する。
無信号状態検出部５１２は、基地局装置１００ｂから通知される制御情報などによって無信号状態が生成される無線リソース（シンボル）を検出する。
受信電力測定部５０７は、無信号状態検出部５１２で検出された無信号状態が生成される無線リソースに関して、サブキャリア毎のシンボルから各サブキャリアの電力、またはそれらの平均電力または合計電力を算出する。尚、例えば、パイロットシンボルがデータの変調シンボルと時分割によって多重されている場合などは、無線受信部５０１あるいはＧＩ除去部５０２が出力した時間信号からパイロットシンボルを除いた信号を用いて電力の測定を行っても良い。
伝搬路推定部５０８は、分離されたパイロット信号のシンボルに基づいて、基地局装置１００ｂの各アンテナと、端末装置７００のアンテナとの間の伝搬路状態（複素伝搬路利得）を推定する。
ＣＳＩ生成部５０９は、推定した伝搬路状態によってチャネル状態情報であるＣＳＩを生成する。
無線送信部５１０は、アンテナ部５１１を通じて、ＣＳＩ生成部５０９が生成したＣＳＩを基地局装置１００ｂへ送信する。
制御部５１３ｂは、上記各部を制御し、それぞれの処理を実行させる。
以上に説明したように、本実施の形態における基地局装置１００ｂによれば、送信電力効率良く、複数の端末装置とＴＨＰによるマルチユーザＭＩＭＯ伝送を用いて通信を行いながら、同時に同じ無線リソースにおいて他の端末装置に対して基地局装置１００ｂからの信号が受信されない無信号状態を生成することが可能となる。さらに、本実施の形態における端末装置７００によれば、自端末装置に対して無信号状態が生成された場合に、無信号状態の無線リソースにおいて、他の基地局装置（他のセル）などからの信号電力あるいはセル間干渉電力や、雑音電力の測定を行うことが可能となる。
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態では、各端末装置に対して順次無信号状態を生成して、各端末装置がそれぞれ他の基地局装置（他のセル）などからの信号電力あるいはセル間干渉電力や、雑音電力の測定を行う例について説明する。
本実施の形態では、端末装置Ａ、端末装置Ｂ、端末装置Ｃ、および端末装置Ｄの４つの端末装置が存在する無線通信システムを例として説明する。尚、本実施の形態における基地局装置の構成は、第１の実施の形態または第２の実施の形態と同様のものとして説明する。
基地局装置は、マルチユーザＭＩＭＯ伝送を用いて、時間と周波数で区切られた各無線リソースで端末装置Ａから端末装置Ｄに対して同時に通信する。その際に、各端末装置に対して順次無信号状態が生成されるように、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部２０７においてヌルシンボルを送信する端末装置を順次切り替えてマルチユーザＭＩＭＯ信号を生成し、送信する。
このときの各端末装置における受信信号の一例（フレームイメージ）を図８に示す。
各端末装置における受信信号は、図８の斜線部で示したように順次無信号状態が生成され、各端末装置はこの無信号状態のシンボルにおいて、他の基地局装置（他のセル）などからの信号電力あるいはセル間干渉電力や、雑音電力の測定を行うことが可能となる。
尚、図８では、時間に対して順次無信号状態を生成する端末装置を切り替える例を示したが、これに限られるものではなく、周波数に対して同様に順次無信号状態を生成する端末装置を切り替えても良いし、時間と周波数を組み合わせて切り替えても良い。さらに、無信号状態を生成する端末装置を切り替える順番は固定されたものでなくても良く、各端末装置の通信状況などに基づいて適宜決定しても良いし、ランダムな順番でも良い。また、全ての端末装置に対して無信号状態を生成せず、必要に応じて一部の端末装置を選択しても良い。例えば、４つの端末が存在する場合に３つの端末だけ、あるいは２つの端末だけに対して順次ヌルシンボルを送信するケースも含まれる。さらに、ヌルシンボルの挿入は、必ずしも順番である必要はなく、ランダムでも、さらには非定期的に行っても良い。
また、本実施の形態では、４つの端末装置が存在する無線通信システムを例として説明したが、これに限られるものではなく、２つ以上の端末装置が存在する無線通信システムについて適用可能である。
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態では、特定の端末装置、例えば固定局装置に対して常に無信号状態を生成し、当該端末装置に基地局装置からの信号が受信されないように制御する無線通信システムの例について説明する。
図９は、本実施の形態における無線通信システム（固定局システム）の概略構成例を示す図である。
図９に示すように、本実施の形態における無線通信システムでは、基地局装置９００が複数の端末装置と通信し、基地局装置９００から複数の端末装置（ここでは、端末装置９０２〜９０４）への下りリンクの伝送において、同じ周波数帯域で複数の端末装置宛の送信データを空間的に多重して同時通信するマルチユーザＭＩＭＯ伝送を行う無線通信システムである。
基地局装置９００は、上記各実施の形態で説明した基地局装置と同様のマルチユーザＭＩＭＯ信号の生成方法によって、それら複数の端末装置のうち図９では固定局装置９０１に対して無信号状態を生成する。
固定局装置９０１は、移動することがないため、基地局装置９００の各アンテナとの間の伝搬路はほとんど変動しない。したがって、他の端末装置に比べて非常に長い周期でＣＳＩを生成し基地局装置へ通知すればよい。尚、ＣＳＩは有線ネットワークを通じて基地局装置に通知しても良い。
以上により、固定局装置９０１が設置された特定のポイント（位置）において、基地局装置９００からの信号が受信されないような状態を生成することが可能となる。これは、あるポイント（固定局装置が設置されているポイント）において、端末装置による基地局装置９００との通信を抑制したい場合に有効である。
上記各実施の形態では、同時に１つの端末装置についてのみ無信号状態を生成する例について説明したが、マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部において同時に複数の端末装置に対してヌルシンボルを適用することにより、同時に複数の端末装置において無信号状態を生成することが可能である。
本発明による基地局装置および端末装置で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施の形態の機能を実現するように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）であっても良い。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭ（Random Access Memory）に蓄積され、その後、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ（Read Only Memory）などの各種ＲＯＭやＨＤＤ（Hard Disk Drive）に格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行われる。
また、図２等の各構成の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。また、上述した実施の形態における通信装置（基地局装置および端末装置）の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。通信装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
以上、この発明の実施の形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等された発明も含まれる。
本発明は無線通信装置に利用可能である。
１００…基地局装置、１０１〜１０４…端末装置、２０１ａ〜ｃ…符号化部、２０４ａ〜ｃ…変調部、２０７…マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部、２０８ａ〜ｄ…パイロット多重部、２１２ａ〜ｄ…ＩＦＦＴ部、２１６ａ〜ｄ…ＧＩ挿入部、２２０ａ〜ｄ…無線層賃部、２２４…アンテナ部、２２５…無線受信部、２２６…ＣＳＩ取得部、２２７…制御部、３０１…フィルタ算出部、３０２…線形フィルタ部、５００…端末装置、５０１…無線受信部、５０２…ＧＩ除去部、５０３…ＦＦＴ部、５０４…パイロット分離部、５０５…復調部、５０６…復号化部、５０７…受信電力測定部、５０８…伝送路推定部、５０９…ＣＳＩ生成部、５１０…無線送信部、５１１…アンテナ部、５１２…無信号状態検出部、５１３ａ…制御部、６０１ａ〜ｃ…干渉成分減算部、６０４ａ〜ｃ…剰余演算部、６０７…干渉成分算出部、６０８…ＱＲ分解部、６０９…線形フィルタ部、７０５…剰余演算部。

Claims (6)

  1. 周波数、時間またはその両方によって定められる同一の無線リソースにおいて、複数の端末装置に対して空間多重を用いて同時に信号を送信する基地局装置であって、
    前記複数の端末装置から通知されたチャネル状態情報を取得するＣＳＩ取得部と、
    前記チャネル状態情報から、前記複数の端末装置宛の信号間で発生するユーザ間干渉を抑圧する線形フィルタを算出し、前記複数の端末装置宛の変調シンボルに対して前記線形フィルタを乗算して、各アンテナから送信するシンボルを生成するマルチユーザＭＩＭＯ信号生成部とを備え、
    前記複数の端末装置宛の変調シンボルのうちの少なくとも１つの端末装置宛の変調シンボルとしてヌルシンボルを用い、残りの１つ以上の端末装置宛の変調シンボルとして当該各端末装置宛のデータ系列から生成した変調シンボルを用いることを特徴とする基地局装置。
  2. 前記線形フィルタは、前記ユーザ間干渉の一部を抑圧する線形フィルタであり、
    前記マルチユーザＭＩＭＯ信号生成部は、
    さらに、前記チャネル状態情報から、前記複数の端末装置宛の信号間のユーザ間干渉を表す行列を生成する干渉行列算出部と、
    前記ユーザ間干渉を表す行列と、前記各端末装置宛の変調シンボルまたは干渉成分減算後の変調シンボルとに基づいて、ユーザ間干渉成分を算出する干渉成分算出部と、
    前記各端末装置宛の変調シンボルから、前記算出したユーザ間干渉成分を減算する干渉成分減算部と、
    前記各端末装置宛の変調シンボルまたは干渉成分減算後の変調シンボルに対して剰余演算を施す剰余演算部と、
    前記剰余演算を施した変調シンボルに対して前記線形フィルタを乗算して、各アンテナから送信するシンボルを生成する線形フィルタ部とを備え、
    前記剰余演算部は、ヌルシンボルを用いる前記少なくとも１つの端末装置宛の変調シンボルまたは干渉成分減算後の前記変調シンボルに対しては剰余演算を行わないことを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
  3. 前記複数の端末装置に対して、それぞれ異なるタイミングにおいてヌルシンボルを送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局装置。
  4. 周波数、時間またはその両方によって定められる同一の無線リソースにおいて、複数の端末装置に対して空間多重を用いて同時に信号を送信する基地局装置であって、
    前記複数の端末装置宛の変調シンボルのうちの少なくとも１つをヌルシンボルとすることで、当該端末装置に対して無信号状態を生成し、残りの１以上の端末装置宛の変調シンボルとして当該各端末装置宛のデータ系列から生成した変調シンボルを用いることで、前記残りの１以上の端末装置との間のデータ通信を行い、
    前記複数の端末装置から通知されたチャネル状態情報に基づいて、前記複数の端末装置宛の信号間で発生するユーザ間干渉を抑圧する信号処理を行って空間多重信号を生成して送信する基地局装置と、
    前記空間多重信号を受信し、
    自端末装置に対して前記無信号状態が生成されることを検出し、
    前記無信号状態の無線リソースにおいて、雑音電力、または他の基地局装置または他のセクタからの信号電力または干渉電力を測定する端末装置と
    からなる無線通信システム。
  5. 基地局装置と複数の端末装置とを含む無線通信システムにおける基地局装置の無線通信方法であって、
    周波数、時間またはその両方によって定められる同一の無線リソースにおいて、複数の端末装置に対して空間多重を用いて同時に信号を送信するステップと、
    前記複数の端末装置宛の変調シンボルのうちの少なくとも１つをヌルシンボルとすることで、当該端末装置に対して無信号状態を生成し、残りの１以上の端末装置宛の変調シンボルとして当該各端末装置宛のデータ系列から生成した変調シンボルを用いることで、前記残りの１以上の端末装置との間のデータ通信を行うステップと、
    前記複数の端末装置から通知されたチャネル状態情報に基づいて、前記複数の端末装置宛の信号間で発生するユーザ間干渉を抑圧する信号処理を行って空間多重信号を生成して送信するステップと、を有することを特徴とする無線通信方法。
  6. 請求項５に記載の無線通信方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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US10015816B2 (en) * 2013-09-26 2018-07-03 Kyocera Corporation Network apparatus and user terminal
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US20100048151A1 (en) * 2007-02-15 2010-02-25 Mitsubishi Electric Corporation Communication device and transmission control method
CN101388702B (zh) * 2007-09-11 2015-05-13 株式会社Ntt都科摩 基于码本的多输入多输出系统自适应预编码的方法和装置
JP4996451B2 (ja) * 2007-12-28 2012-08-08 株式会社東芝 無線通信装置、無線通信方法、及びプログラム
JP2010028737A (ja) * 2008-07-24 2010-02-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 無線通信方法及び無線通信システム
JP5089718B2 (ja) * 2010-03-11 2012-12-05 日本電信電話株式会社 無線通信方法、及び無線通信装置
US9241334B2 (en) * 2010-03-26 2016-01-19 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Wireless reception device, wireless transmission device, and wireless communication method

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