JP5693713B2 - マルチユーザ無線システムでセル間干渉を減らすための複数アンテナの方法および装置 - Google Patents
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Description
例示のために、本発明者らは、本発明者らの説明を、OFDMデータ送信が使用されるネットワークに基づかせる。しかし、本発明は、OFDMネットワークへの適用に限定されるのではなく、アップリンク・パイロット信号が伝搬チャネルの特性を測定するために使用されるすべてのタイプのネットワークに適用可能である。
jは、モバイルが存在する特定のセルを識別し、
lは、特定の基地局を識別し、拡張によって、その特定の基地局によってサービスされるセルを識別し、
kは、所与のセル内の特定のモバイルを識別し、
mは、所与の基地局の特定のアンテナを識別する。
hjlk=(hjlk1,…,hjlkM)
を形成する。
実地経験は、無線ネットワークのモデル化において、距離または、介在する地誌的特徴、建物、もしくは他の物理的障害などの他の要因に起因する送信された信号の減衰を表すために、比較的ゆっくり変化する、一般に実数値の係数を含めることが有用であることを示した。すなわち、第jセルの第kモバイルから第l基地局のいずれかのアンテナに送信された信号は、シャドウイング係数βjlkによって乗算される。シャドウイング係数βjlkは、ランダムな値をとる。チャネル係数とは異なって、シャドウイング係数は、はるかにより長く一定のままになる。この理由から、基地局は、少なくとも原理的に、隣接セルのすべてのモバイルに対するシャドウイング係数を正確に推定することができる。
Yl=[yl1,…,ylM]、Wl=[wl1,…,wlM]、Ψj=[ψj1,…,ψjK]、Djl=diag{βjl1,…,βjlK}、
推定値
上で言及したように、プリコーディングを使用して、干渉を大幅に減らすことができる。しかし、一般的なルールとして、プリコーディングは、推定値
しかし、そのような手法は、基地局によって送信される信号が、モバイルによって送信される信号より大幅に強いという問題に苦しむ。したがって、基地局BS1は、BS2および他の隣接セルの基地局によって送信された強いダウンリンク信号の存在下でセル1からのモバイルのチャネル係数を推定しなければならない。
1.基地局に、N個の補助アンテナの追加セットを備え付け、この補助アンテナは、受信に使用されるが送信には使用されないという意味で、受動アンテナである。
2.他の基地局からの強いダウンリンク信号の存在下であっても基地局がM個の能動アンテナとモバイルとの間のチャネル係数hkmを推定することを可能にする通信プロトコルおよび信号処理アルゴリズムを使用する。このプロトコルおよび信号処理アルゴリズムは、下で議論するが、本発明者らが「主」アンテナと呼ぶM個の能動アンテナと、本発明者らが「補助」アンテナと呼ぶN個の受動アンテナとの使用に基づく。
3.オプションで、能動アンテナおよび受動アンテナのそれぞれの個数を最適化する。
包括的な状況を、例示のために図4に示す。この図では、基地局BS1が、セル1にサービスし、基地局BS2が、セル2にサービスする。セル1には、K個の移動局がある(1つのモバイルすなわちモバイルkだけが、この図に示されている)。これらのモバイルのうちのτ個のセットが、τ個の直交パイロットを同時に送信する。異なるセルからのモバイルは、図3に示されているように時間においてシフトされたパイロットを送信する。
G=[gjr]
が、BS1とBS2との間のチャネル係数gjrによって形成される(M+N)×M行列であるものとする。
yl=(Gs)T+ψ1lh1+…+ψKlhK+相加性雑音
を受信する。
sest=[1/(K+1)][(1/pBSIM)+(1/(K+1))G*G)]−1G*yl T
を得る。
wl=yl−(Gsest)T=ψ1lh1+…+ψKlhK+(G(s−sest))T+相加性雑音
を得るために、Ylからベクトル(Gsest)Tを減算する。
hi,est=cψi*Zi、ただしc=sqrt(pMSτ)/(1+pMSτ)
を得る。
wl=yl−(Gsest)T=ψ1lh1+…+ψk1hK+相加性雑音
であり、これは、セル1からのK個のモバイルが直交パイロットを送信し、セル2からの他の基地局またはモバイルが信号を全く送信しない場合に対応する。これは、BS1にとって非常に好都合の状況である。この場合に、BS1は、チャネル・ベクトルh1,…,hKを正確に推定し、セル2内に配置されたモバイルに向けられた干渉を全く作成せずに、セル1からのモバイルに送信することができる。
図5は、たとえば図1に示された7つの隣接セルの場合について本発明者らが実行した数値シミュレーションの結果を表す。本発明者らは、各セル内に、4つのモバイルがあり、モバイルが直交パイロットの同一のセットを使用し、各パイロットがn=4シンボルからなると仮定する。より正確には、本発明者らは、この4つのパイロットが、サイズ4のアダマール行列の行を形成すると仮定する。
Claims (7)
- 1つまたは複数のモバイル端末にサービスする基地局によって実行される方法であって、
前記基地局の複数のアンテナでサービスされる前記モバイル端末のうちの少なくとも1つからのパイロット信号を受信するステップであって、前記複数のアンテナは、少なくともいくつかの主アンテナおよび少なくともいくつかの補助アンテナを含む、ステップと、
受信した前記パイロット信号に応答して、前記複数のアンテナのそれぞれから出力を提供するステップと、
少なくとも1つの前記主アンテナの前記出力から、前記基地局の前記複数のアンテナと隣接基地局のアンテナとの間のチャネル係数と前記隣接基地局による少なくとも1つの干渉する信号の推定値との積を減算することにより、前記干渉する信号をヌルにするステップと、
前記干渉する信号をヌルにした前記出力に基づき、前記基地局の少なくとも1つの前記主アンテナからの送信のためにプリコーディング重みのセットを入手するステップと
を含む方法。 - 前記プリコーディング重みのセットを使用してサービスされる前記モバイル端末のうちの1つまたは複数にデータを送信するステップをさらに含み、前記送信するステップは、前記主アンテナから行われ、送信は、前記補助アンテナからは行われない、請求項1に記載の方法。
- 前記データの送信は、複数のサービスされる前記モバイル端末へ同時に行われる、請求項2に記載の方法。
- 前記パイロット信号は、複数のサービスされる前記モバイル端末から同時に受信される、請求項1に記載の方法。
- 前記パイロット信号を受信する前記ステップは、少なくとも部分的に少なくとも1つの前記隣接基地局からの送信中に実行され、少なくとも前記補助アンテナからの出力は、少なくとも1つの前記隣接基地局からの送信をヌルにするために使用される、請求項1に記載の方法。
- 前記主アンテナからの前記出力および前記補助アンテナからの前記出力は、少なくとも1つの前記干渉する信号をヌルにするのに使用される、請求項1に記載の方法。
- 前記主アンテナになる前記複数のうちのいくつかのアンテナを選択するステップと、前記補助アンテナになる前記複数のうちのいくつかの他のアンテナを選択するステップとをさらに含む、請求項1に記載の方法。
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