JP5749542B2 - 移動通信システム及び基地局装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式を用いた移動通信システム及び基地局装置に関し、特に、下りリンクにおける複数基地局間協調送受信技術に関する。
３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいて、複数基地局協調送受信技術（ＣｏＭＰ: Coordinated Multi-Point transmission and reception）が検討されている。ＣｏＭＰ技術の一つとして、複数基地局のアンテナを仮想的な大規模アレーアンテナとみなして、セル端ユーザのチャネル容量を拡大させる複数基地局協調ＭＩＭＯ(Multiple Input Multiple Output)伝送方式がある。この複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送方式の実現例として、ＳＦＮ（Single Frequency Network：単一周波数ネットワーク）に基づく手法が知られている。この方法によれば、異なる基地局から同一の無線リソースを用いて同一の情報が送信され、ＯＦＤＭのガードインターバル（ＧＩ）内に受信機に到達した同一の情報が合成されることにより希望波信号受信電力を大きくすることができる。
図６を参照して、複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送の一例について説明する。この図において、１はマスター基地局（Master BS）、２は前記マスター基地局と協調して送信を行うスレーブ基地局（Slave BS）、３は移動局（ＵＥ）である。図示するように、マスター基地局１、スレーブ基地局２及び移動局３は、いずれも複数のアンテナを備えている。そして、基地局１、２は、移動局３における基地局１、２から送信される信号の受信タイミングのずれがＯＦＤＭのガードインターバル（ＧＩ）内に収まるように同期制御されているものとする。
移動局における受信ＳＩＮＲ（Signal-to-Interference and Noise power Ratio）が低いときには、図６の（ａ）に示すように、単一ランク送信が選択され、同一のサブストリーム＃０がマスター基地局１とスレーブ基地局２にまたがるプレコーディング又はＳＦＮにより移動局３に向けて送信される。マスター基地局１から送信されたデータとスレーブ基地局２から送信されたデータは同一ガードインターバル内に移動局３に到達するため、合成されて復調されるため、受信品質を向上することができる。
受信ＳＩＮＲが高いときは、図６の（ｂ）に示すように、２ランク送信とされる。この場合は、マスター基地局１は移動局３に向けて第１のサブストリーム＃０を送信し、スレーブ基地局２は移動局３に向けて前記第１のサブストリーム＃０とは異なる第２のサブストリーム＃１を送信する。このように、受信ＳＩＮＲが高いときは、複数基地局間で互いに異なるサブストリームを送信し、移動局でそれらを分離し検出することにより、スループットを向上させることができる。
受信ＳＩＮＲが高いときは、図６の（ｂ）に示すように、２ランク送信とされる。この場合は、マスター基地局１は移動局３に向けて第１のサブストリーム＃０を送信し、スレーブ基地局２は移動局３に向けて前記第１のサブストリーム＃０とは異なる第２のサブストリーム＃１を送信する。このように、受信ＳＩＮＲが高いときは、複数基地局間で互いに異なるサブストリームを送信し、移動局でそれらを分離し検出することにより、スループットを向上させることができる。
３ＧＰＰ ＬＴＥ標準（Ｒｅｌ．８）の下りリンクでは、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用されている。下りリンクの無線フレームは１０サブフレームから構成されており、各サブフレームは２タイムスロットから構成されている。１タイムスロットは０．５［ｍｓ］であり、１サブフレームは１［ｍｓ］、１無線フレームは１０［ｍｓ］となる。１タイムスロットあたり複数のＯＦＤＭシンボルが含まれており、オプション１の場合は１タイムスロットに７ＯＦＤＭシンボル、オプション２の場合は１タイムスロットに６ＯＦＤＭシンボル、オプション３の場合は１タイムスロットに３ＯＦＤＭシンボル含まれている。１ユーザへの無線リソースの割当ては、１［ｍｓ］（１サブフレーム）×１８０ｋＨｚ（１２サブキャリア）のリソースブロック（ＲＢ）を基本単位として行われる。
下りリンクには、リファレンスシグナル（Reference signal：ＲＳ）、プライマリ（第１）同期シグナル（Primary synchronization signal：ＰＳＳ）、セカンダリ（第２）同期シグナル（Secondary synchronization signal：ＳＳＳ）、ＰＢＣＨ（Physical Broadcast Channel：報知チャネル）、ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel：制御チャネル構成指示チャネル）、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel：下り制御チャネル）、ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel：ハイブリッドARQ指示チャネル）、ＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel：下り共有チャネル）、及び、ＰＭＣＨ（Physical Multicast Channel：マルチキャストチャネル）の各物理チャネルが含まれている。
リファレンスシグナル（ＲＳ）は、移動局に既知の送信電力と位相で送信される信号であり、同期検波や無線リンク制御、スケジューリング、セルサーチ、ハンドオーバ等のための無線伝送路状態の測定に用いられる。リファレンスシグナルの配置については、後述する。
プライマリ同期シグナル（ＰＳＳ）とセカンダリ同期シグナル（ＳＳＳ）は、移動局が接続すべき基地局を検出するセルサーチに用いられる信号である。プライマリ同期シグナルはスロット＃１と＃１１の最後尾のＯＦＤＭシンボルに多重され、帯域幅は中心帯域の７２サブキャリア分とされている。セカンダリ同期シグナルはスロット＃１と＃１１の最後尾から２番目のＯＦＤＭシンボルに多重され、帯域幅は中心帯域の７２サブキャリア分とされている。
ＰＢＣＨはシステム固有及びセル固有の制御情報を報知するためのチャネルであり、サブフレーム＃１のスロット＃２の先頭４ＯＦＤＭシンボルに多重され、帯域幅は中心帯域の７２サブキャリア分とされている。
ＰＣＦＩＣＨは、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨ（上り共有チャネル）に付随してレイヤ１／レイヤ２の制御を行うＰＤＣＣＨに用いられるＯＦＤＭシンボル数を示す。
ＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューラによる割当情報や変調法、符号化率等のフォーマット情報を示す。
ＰＨＩＣＨは、ＰＵＳＣＨに対するハイブリッドＡＲＱのＡＣＫ又はＮＡＣＫ情報を伝送する。
ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ及びＰＤＣＣＨは、各サブフレームの先頭の１〜３ＯＦＤＭシンボルに多重される。
ＰＭＣＨは、複数セルにまたがるＭＢＭＳ伝送に用いられる。なお、ＰＭＣＨはＬＴＥ Ｒｅｌ．８ではサポートされない。ＰＭＣＨは、ＰＤＳＣＨを伝送するサブフレームと時間多重される。
プライマリ同期シグナル（ＰＳＳ）とセカンダリ同期シグナル（ＳＳＳ）は、移動局が接続すべき基地局を検出するセルサーチに用いられる信号である。プライマリ同期シグナルはスロット＃１と＃１１の最後尾のＯＦＤＭシンボルに多重され、帯域幅は中心帯域の７２サブキャリア分とされている。セカンダリ同期シグナルはスロット＃１と＃１１の最後尾から２番目のＯＦＤＭシンボルに多重され、帯域幅は中心帯域の７２サブキャリア分とされている。
ＰＢＣＨはシステム固有及びセル固有の制御情報を報知するためのチャネルであり、サブフレーム＃１のスロット＃２の先頭４ＯＦＤＭシンボルに多重され、帯域幅は中心帯域の７２サブキャリア分とされている。
ＰＣＦＩＣＨは、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨ（上り共有チャネル）に付随してレイヤ１／レイヤ２の制御を行うＰＤＣＣＨに用いられるＯＦＤＭシンボル数を示す。
ＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨ及びＰＵＳＣＨのスケジューラによる割当情報や変調法、符号化率等のフォーマット情報を示す。
ＰＨＩＣＨは、ＰＵＳＣＨに対するハイブリッドＡＲＱのＡＣＫ又はＮＡＣＫ情報を伝送する。
ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ及びＰＤＣＣＨは、各サブフレームの先頭の１〜３ＯＦＤＭシンボルに多重される。
ＰＭＣＨは、複数セルにまたがるＭＢＭＳ伝送に用いられる。なお、ＰＭＣＨはＬＴＥ Ｒｅｌ．８ではサポートされない。ＰＭＣＨは、ＰＤＳＣＨを伝送するサブフレームと時間多重される。
セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）は前述したリファレンスシグナルであり、全帯域に拡散されて配置される。基地局が複数の送信アンテナを備えているときには、送信アンテナごとに各送信アンテナに固有のＣＳ−ＲＳが送信される。これにより、移動局は、基地局の各送信アンテナと移動局の受信アンテナとの間のチャネル情報を取得することができる。
ＣＳ−ＲＳはリソースブロック内に全体的に分散配置されており、ＣＳ−ＲＳがマッピングされるサブキャリアの位置はセルＩＤに応じて全体的にシフト、すなわち、セルＩＤに応じて異なる周波数シフト（マッピングするサブキャリアの全体の周波数方向シフト）が行われるようになされている。また、ＣＳ−ＲＳにはセル固有の拡散信号によるスクランブルがかけられている。
ＣＳ−ＲＳはリソースブロック内に全体的に分散配置されており、ＣＳ−ＲＳがマッピングされるサブキャリアの位置はセルＩＤに応じて全体的にシフト、すなわち、セルＩＤに応じて異なる周波数シフト（マッピングするサブキャリアの全体の周波数方向シフト）が行われるようになされている。また、ＣＳ−ＲＳにはセル固有の拡散信号によるスクランブルがかけられている。
基地局が単一の送信アンテナを有する場合におけるＬＴＥ Ｒｅｌ．８標準のＣＳ−ＲＳのマッピングについて、図７を参照して説明する。なお，以下では，ＯＦＤＭのガードインターバルとして、Extended Cyclic Prefix仕様が適用された場合について例示する。
図７の（ａ）はセルＩＤの６を法とする剰余が０（mod(Cell_ID,6)=0）の場合、（ｂ）はセルＩＤの６を法とする剰余が１（mod(Cell_ID,6)=1）の場合、（ｃ）はセルＩＤの６を法とする剰余が２（mod(Cell_ID,6)=2）の場合、（ｄ）はセルＩＤの６を法とする剰余が３（mod(Cell_ID,6)=3）の場合、（ｅ）はセルＩＤの６を法とする剰余が４（mod(Cell_ID,6)=4）の場合、（ｆ）はセルＩＤの６を法とする剰余が５（mod(Cell_ID,6)=5）の場合における単一の送信アンテナ（Antenna port #0）から送信されるＣＳ−ＲＳのマッピング状態を示す図である。これらの図において、横軸が時間、縦軸が周波数を示しており、１サブフレーム（２タイムスロット）と１２サブキャリアからなる１リソースブロックが示されている。この図に示した例は、前述したオプション２の場合とされており、１タイムスロットが６個のマスに分割されている。すなわち、横方向の各マスは１ＯＦＤＭシンボルに対応する。また、縦方向の各マスは１サブキャリアに対応する。１ＯＦＤＭシンボル×１サブキャリアの各マスをリソースエレメント（ＲＥ）とよぶ。
図７の（ａ）はセルＩＤの６を法とする剰余が０（mod(Cell_ID,6)=0）の場合、（ｂ）はセルＩＤの６を法とする剰余が１（mod(Cell_ID,6)=1）の場合、（ｃ）はセルＩＤの６を法とする剰余が２（mod(Cell_ID,6)=2）の場合、（ｄ）はセルＩＤの６を法とする剰余が３（mod(Cell_ID,6)=3）の場合、（ｅ）はセルＩＤの６を法とする剰余が４（mod(Cell_ID,6)=4）の場合、（ｆ）はセルＩＤの６を法とする剰余が５（mod(Cell_ID,6)=5）の場合における単一の送信アンテナ（Antenna port #0）から送信されるＣＳ−ＲＳのマッピング状態を示す図である。これらの図において、横軸が時間、縦軸が周波数を示しており、１サブフレーム（２タイムスロット）と１２サブキャリアからなる１リソースブロックが示されている。この図に示した例は、前述したオプション２の場合とされており、１タイムスロットが６個のマスに分割されている。すなわち、横方向の各マスは１ＯＦＤＭシンボルに対応する。また、縦方向の各マスは１サブキャリアに対応する。１ＯＦＤＭシンボル×１サブキャリアの各マスをリソースエレメント（ＲＥ）とよぶ。
図７の（ａ）〜（ｆ）において、左下がりのハッチングが付されているリソースエレメントは、各基地局から送信されるＣＳ−ＲＳを示している。
図示するように、ＣＳ−ＲＳは、各タイムスロットの第１番目のＯＦＤＭシンボルと後ろから３番目のＯＦＤＭシンボルに必ずマッピングされている。また、ＣＳ−ＲＳは６サブキャリアごとに挿入されており、その挿入されるサブキャリアの位置はセルＩＤに応じてシフトするようにされている。
図示するように、ＣＳ−ＲＳは、各タイムスロットの第１番目のＯＦＤＭシンボルと後ろから３番目のＯＦＤＭシンボルに必ずマッピングされている。また、ＣＳ−ＲＳは６サブキャリアごとに挿入されており、その挿入されるサブキャリアの位置はセルＩＤに応じてシフトするようにされている。
すなわち、セルＩＤの６を法とする剰余が０（mod(Cell_ID,6)=0）となるセルの基地局からのＣＳ−ＲＳは、図７の（ａ）に示すように、各タイムスロットの第１番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける先頭のサブキャリアと第７番目のサブキャリア、及び、各タイムスロットの第４番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第４番目のサブキャリアと第１０番目のサブキャリアにマッピングされて送信される。また、（ｂ）に示すように、セルＩＤの６を法とする剰余が１（mod(Cell_ID,6)=1）となるセルの基地局からのＣＳ−ＲＳは、第１番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおいては第２番目のサブキャリアと第８番目のサブキャリアに、第４番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおいては、第５番目のサブキャリアと第１１番目のサブキャリアにマッピングされて送信される。
以下同様に、セルＩＤの６を法とする剰余が２（mod(Cell_ID,6)=2）となるセルの基地局からのＣＳ−ＲＳは（ｃ）に示すように、第１番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第３番目と第９番目のサブキャリア、及び、第４番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第５番目と第１２番目のサブキャリアにおいて送信され、セルＩＤの６を法とする剰余が３（mod(Cell_ID,6)=3）となるセルの基地局からのＣＳ−ＲＳは（ｄ）に示すように、第１番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第４番目と第１０番目のサブキャリア、及び、第４番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第１番目と第７番目のサブキャリアにおいて送信され、セルＩＤの６を法とする剰余が４（mod(Cell_ID,6)=4）となるセルの基地局からのＣＳ−ＲＳは（ｅ）に示すように、第１番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第５番目と第１１番目のサブキャリア、及び、第４番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第２番目と第８番目のサブキャリアにおいて送信され、セルＩＤの６を法とする剰余が５（mod(Cell_ID,6)=5）となるセルの基地局からのＣＳ−ＲＳは（ｆ）に示すように、第１番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第６番目のサブキャリアと第１２番目のサブキャリア、及び、第４番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第３番目のサブキャリアと第９番目のサブキャリアにおいて送信される。
セルＩＤの６を法とする剰余が同じ数となるセルの基地局からは同一のタイミングで同一のサブキャリアを用いてＣＳ−ＲＳが送信されることとなるが、ＣＳ−ＲＳは各セルに関連づけられた符号を用いてスクランブルがかけられているので、復調することができる。
なお、図７においてはオプション２の場合を示しており、上述のように、先頭から第４番目のＯＦＤＭシンボルが後ろから３番目のＯＦＤＭシンボルとなっているが、オプション１の場合には１タイムスロットに７ＯＦＤＭシンボルが含まれているため、先頭から第５番目のＯＦＤＭシンボルが後ろから第３番目のＯＦＤＭシンボルとなり、ＣＳ−ＲＳは、先頭のＯＦＤＭシンボルのタイミングと先頭から第５番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングに挿入されることとなる。
このように、各基地局からＣＳ−ＲＳが、定められたタイミングで、そのセルのセルＩＤに応じて決定されるサブキャリアにマッピングされて送信される。
なお、図７においてはオプション２の場合を示しており、上述のように、先頭から第４番目のＯＦＤＭシンボルが後ろから３番目のＯＦＤＭシンボルとなっているが、オプション１の場合には１タイムスロットに７ＯＦＤＭシンボルが含まれているため、先頭から第５番目のＯＦＤＭシンボルが後ろから第３番目のＯＦＤＭシンボルとなり、ＣＳ−ＲＳは、先頭のＯＦＤＭシンボルのタイミングと先頭から第５番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングに挿入されることとなる。
このように、各基地局からＣＳ−ＲＳが、定められたタイミングで、そのセルのセルＩＤに応じて決定されるサブキャリアにマッピングされて送信される。
基地局に複数の送信アンテナが設けられているときは送信アンテナに固有のＣＳ−ＲＳが、同一セル内のＣＳ−ＲＳが互いに干渉しないように周波数軸及び時間軸上にマッピングされて、すなわち、周波数軸・時間軸上に直交配置されて、各送信アンテナから送信される。前述の場合と同様に、ＣＳ−ＲＳは、セルＩＤに応じて異なる周波数シフトとスクランブリングがかけられている。
図８〜図１３を参照して、基地局に第１のアンテナ（Antenna port #0）と第２のアンテナ（Antenna port #1）の２本のアンテナが設けられている場合におけるＬＴＥ Ｒｅｌ．８標準のＣＳ−ＲＳのマッピングについて説明する。以下では，ＯＦＤＭのガードインターバルとして，Extended Cyclic Prefix仕様が適用された場合について例示する。
図８〜図１３を参照して、基地局に第１のアンテナ（Antenna port #0）と第２のアンテナ（Antenna port #1）の２本のアンテナが設けられている場合におけるＬＴＥ Ｒｅｌ．８標準のＣＳ−ＲＳのマッピングについて説明する。以下では，ＯＦＤＭのガードインターバルとして，Extended Cyclic Prefix仕様が適用された場合について例示する。
図８はセルＩＤの６を法とする剰余が０（mod(Cell_ID,6)=0）となるセルの基地局に設けられた２本のアンテナから送信されるＣＳ−ＲＳの配置を示す図であり、（ａ）は第１のアンテナから送信されるＣＳ−ＲＳの配置を示し、（ｂ）は第２のアンテナから送信されるＣＳ−ＲＳの配置を示す。ここで、左下がりのハッチングは第１のアンテナからのＣＳ−ＲＳが送信されるリソースエレメント、右下がりのハッチングは第２のアンテナからのＣＳ−ＲＳが送信されるリソースエレメント、ヌル（Ｎｕｌｌ）はそのアンテナから信号が送信されないことを示している。
図８の（ａ）に示すように、第１のアンテナからのＣＳ−ＲＳは、各タイムスロットの第１番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける先頭のサブキャリアと第７番目のサブキャリア、及び、各タイムスロットの第４番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第４番目のサブキャリアと第１０番目のサブキャリアにマッピングされて送信される。また、（ｂ）に示すように、第２のアンテナからのＣＳ−ＲＳは、各タイムスロットの第１番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第４番目と第１０番目のサブキャリア、及び、第４番目のＯＦＤＭシンボルの第１番目と第７番目のサブキャリアにマッピングされて送信される。
そして、図示されているように、第１のアンテナからそのＣＳ−ＲＳが送信されるタイミング及びサブキャリアについては第２のアンテナは信号が送信されないヌル状態とされ、第２のアンテナからそのＣＳ−ＲＳが送信されるタイミング及びサブキャリアについては第１のアンテナは信号が送信されないヌル状態とされている。このように、同一セル内のＣＳ−ＲＳは互いに干渉しないようにマッピングされている。
そして、図示されているように、第１のアンテナからそのＣＳ−ＲＳが送信されるタイミング及びサブキャリアについては第２のアンテナは信号が送信されないヌル状態とされ、第２のアンテナからそのＣＳ−ＲＳが送信されるタイミング及びサブキャリアについては第１のアンテナは信号が送信されないヌル状態とされている。このように、同一セル内のＣＳ−ＲＳは互いに干渉しないようにマッピングされている。
図９は、セルＩＤの６を法とする剰余が１（mod(Cell_ID,6)=1）となるセルの基地局に設けられた２本のアンテナから送信されるＣＳ−ＲＳの配置を示す図であり、（ａ）は第１のアンテナから送信されるＣＳ−ＲＳ、（ｂ）は第２のアンテナから送信されるＣＳ−ＲＳのマッピングを示している。
図９（ａ）に示すように、第１のアンテナからのＣＳ−ＲＳは、第１番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第２番目のサブキャリアと第８番目のサブキャリア、及び、第４番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第５番目と第１１番目のサブキャリアにおいて送信され、第２のアンテナからのＣＳ−ＲＳは第１番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第５番目のサブキャリアと第１１番目のサブキャリア、及び、第４番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第２番目のサブキャリアと第８番目のサブキャリアにおいて送信される。そして、一方のアンテナにおいてＣＳ−ＲＳが送信されているタイミング及びサブキャリアにおいては他方のアンテナは信号が送信されないヌル状態とされている。
このように、セルＩＤの６を法とする剰余が１の場合には、前記図８に示した６を法とする剰余が０の場合に対して、サブキャリア周波数が１ずつシフトしたサブキャリアを用いて、各アンテナからのＣＳ−ＲＳが互いに干渉しないようにマッピングされて送信される。
図９（ａ）に示すように、第１のアンテナからのＣＳ−ＲＳは、第１番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第２番目のサブキャリアと第８番目のサブキャリア、及び、第４番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第５番目と第１１番目のサブキャリアにおいて送信され、第２のアンテナからのＣＳ−ＲＳは第１番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第５番目のサブキャリアと第１１番目のサブキャリア、及び、第４番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおける第２番目のサブキャリアと第８番目のサブキャリアにおいて送信される。そして、一方のアンテナにおいてＣＳ−ＲＳが送信されているタイミング及びサブキャリアにおいては他方のアンテナは信号が送信されないヌル状態とされている。
このように、セルＩＤの６を法とする剰余が１の場合には、前記図８に示した６を法とする剰余が０の場合に対して、サブキャリア周波数が１ずつシフトしたサブキャリアを用いて、各アンテナからのＣＳ−ＲＳが互いに干渉しないようにマッピングされて送信される。
図１０は、セルＩＤの６を法とする剰余が２（mod(Cell_ID,6)=2）となるセルの基地局に設けられた２本のアンテナから送信されるＣＳ−ＲＳの配置を示す図であり、（ａ）は第１のアンテナから送信されるＣＳ−ＲＳ、（ｂ）は第２のアンテナから送信されるＣＳ−ＲＳの配置を示している。この図に示すように、剰余が２のセルの基地局に設けられた２本のアンテナからは、図９に示した剰余が１の場合に対してサブキャリア周波数が１ずつシフトしたサブキャリアを用いてＣＳ−ＲＳが互いに干渉しないように送信される。
同様に、セルＩＤの６を法とする剰余が３（mod(Cell_ID,6)=3）となるセルの基地局に設けられた２本のアンテナからは図１１の（ａ）及び（ｂ）に示すように配置されたＣＳ−ＲＳが送信され、セルＩＤの６を法とする剰余が４（mod(Cell_ID,6)=4）となるセルの基地局に設けられた２本のアンテナからは図１２の（ａ）及び（ｂ）に示すように配置されたＣＳ−ＲＳが送信され、セルＩＤの６を法とする剰余が５（mod(Cell_ID,6)=5）となるセルの基地局に設けられた２本のアンテナからは図１３の（ａ）及び（ｂ）に示すように配置されたＣＳ−ＲＳが送信される。
このように、基地局に２本のアンテナが設けられたときには、各アンテナからそのアンテナに対応するＣＳ−ＲＳが互いに干渉しないように送信される。
このように、基地局に２本のアンテナが設けられたときには、各アンテナからそのアンテナに対応するＣＳ−ＲＳが互いに干渉しないように送信される。
３ＧＰＰ ＬＴＥ Ｒｅｌ．８の物理レイヤ仕様については、非特許文献１〜３に記載されている。３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄについては、非特許文献４及び５に記載されている。
また、低受信ＳＩＮＲ環境においても高精度なチャネル推定値を得る手法として、参照信号(Reference Signal)が含まれるサブキャリアのチャネル応答をＩＤＦＴで時間領域に変換し，干渉雑音成分を除去することで高精度なチャネル推定結果を得る，時間領域チャネル推定法などが知られている（非特許文献６）。
また、低受信ＳＩＮＲ環境においても高精度なチャネル推定値を得る手法として、参照信号(Reference Signal)が含まれるサブキャリアのチャネル応答をＩＤＦＴで時間領域に変換し，干渉雑音成分を除去することで高精度なチャネル推定結果を得る，時間領域チャネル推定法などが知られている（非特許文献６）。
３ＧＰＰ TS36.211 V8.6.0, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation", March 2009.
３ＧＰＰ TS36.212 V8.6.0, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Multiplexing and channel coding", March 2009.
３ＧＰＰ TS36.213 V8.6.0, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures", March 2009.
３ＧＰＰ TR36.913 V9.0.0, "Requirements for further advancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) (LTE-Advanced)", Dec. 2009.
３ＧＰＰ TR36.814 V9.0.0, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Further advancements for E-UTRA physical layer aspects", Dec. 2009.
鹿山 英則、平松 勝彦、本間 光一、"sinc関数レプリカを用いた広帯域ＯＦＤＭ通信用高精度チャネル推定方式の検討" 電子情報通信学会技術報告RCS2007-70, Aug. 2008.
複数基地局協調送受信技術（ＣｏＭＰ）は、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｅｌ．１０では標準化項目から除外されたが、２０１１年より検討が開始されるＲｅｌ．１１において標準化検討項目に含まれる見込みである。
ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｅｌ．１１で複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送を実現するにあたって、スムーズなシステムマイグレーションを実現するためには、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｅｌ．１０と同様、ＬＴＥ Ｒｅｌ．８ との後方互換性（Backward Compatibility）が必須と考えられる。
ＬＴＥ標準（Ｒｅｌ．８）端末とＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ ＣｏＭＰ対応端末を共存させるためには、下りリンクのチャネル推定用信号であるセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）はＬＴＥ Ｒｅｌ．８と同じ構成という制約の中で実現しなければならない。
しかし、複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送方式において、３ＧＰＰ ＬＴＥ Ｒｅｌ．８仕様と同じ下り物理共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）及びセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）に対するリソースエレメントマッピングルールを適用した場合、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の挿入位置が複数基地局間で異なるため、協調セル（隣接セル）からのＣＳ−ＲＳとＰＤＳＣＨが互いに干渉し、複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送（協調ＭＩＭＯ伝送）における複数信号分離・合成を正確に実現することができないという問題点がある。
ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｅｌ．１１で複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送を実現するにあたって、スムーズなシステムマイグレーションを実現するためには、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｅｌ．１０と同様、ＬＴＥ Ｒｅｌ．８ との後方互換性（Backward Compatibility）が必須と考えられる。
ＬＴＥ標準（Ｒｅｌ．８）端末とＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ ＣｏＭＰ対応端末を共存させるためには、下りリンクのチャネル推定用信号であるセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）はＬＴＥ Ｒｅｌ．８と同じ構成という制約の中で実現しなければならない。
しかし、複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送方式において、３ＧＰＰ ＬＴＥ Ｒｅｌ．８仕様と同じ下り物理共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）及びセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）に対するリソースエレメントマッピングルールを適用した場合、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の挿入位置が複数基地局間で異なるため、協調セル（隣接セル）からのＣＳ−ＲＳとＰＤＳＣＨが互いに干渉し、複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送（協調ＭＩＭＯ伝送）における複数信号分離・合成を正確に実現することができないという問題点がある。
図１４を参照して、協調ＭＩＭＯ伝送を行う２基地局がＬＴＥ Ｒｅｌ．８標準のリソースエレメントマッピングを適用した場合について説明する。ここでは、マスター基地局（Master BS）のセルＩＤの６を法とする剰余が０（mod(Cell_ID,6)=0）であり、スレーブ基地局（Slave BS）のセルＩＤの６を法とする剰余が１（mod(Cell_ID,6)=1）であるとしている。
図１４の（ａ）はマスター基地局から下りリンクで伝送される情報のマッピングの一例を示す図であり、（ｂ）はスレーブ基地局から下りリンクで伝送される情報のマッピングの一例を示す図である。
図１４の（ａ）はマスター基地局から下りリンクで伝送される情報のマッピングの一例を示す図であり、（ｂ）はスレーブ基地局から下りリンクで伝送される情報のマッピングの一例を示す図である。
図１４の（ａ）は、マスター基地局のセルＩＤの６を法とする剰余が０（mod(Cell_ID,6)=0）の場合におけるマスター基地局の第１アンテナ（Master BS Antenna Port #0）及び第２アンテナ（Master BS Antenna Port #1）から送信されるデータのマッピングを示しており、前記図８に示したものと同様である。また、図１４の（ｂ）はスレーブ基地局のセルＩＤの６を法とする剰余が１（mod(Cell_ID,6)=1）の場合におけるスレーブ基地局の第１アンテナ（Slave BS Antenna Port #0）及び第２アンテナ（Slave BS Antenna Port #1）から送信されるデータのマッピングを示す図であり、前記図９に示したものと同様である。
ただし、図１４には、ＣＳ−ＲＳ及びヌル（Ｎｕｌｌ）以外のデータのマッピングについても記載している。各タイムスロットの第１番目のＯＦＤＭシンボルのタイミングにおけるＣＳ−ＲＳ又はヌル以外のサブキャリアは、図示するように、ＰＤＣＣＨ（下り制御チャネル）とされている。また、第１番目のタイムスロット（スロット＃０）における第２、第３ＯＦＤＭシンボルは、第１ＯＦＤＭシンボルに多重されるＰＣＦＩＣＨ（制御チャネル構成指示チャネル）を介して送信されるＣＦＩ（Control Format Indicator）の値（１〜３）によって該当するＯＦＤＭシンボルがＰＤＣＣＨとして使用される。ＣＳ−ＲＳ、ヌルおよびその他の物理チャネルによって用いられないリソースエレメントは、ＰＤＳＣＨ（下り共有チャネル）である。
図１４の（ａ）に示すマスター基地局の第１及び第２アンテナから送信されるＣＳ−ＲＳの位置と、（ｂ）に示すスレーブ基地局の第１及び第２アンテナから送信されるＣＳ−ＲＳの位置を比較すると、マスター基地局とスレーブ基地局のＣＳ−ＲＳとＰＤＳＣＨ（又はＰＤＣＣＨ）が同じリソースエレメントにマッピングされることとなり、干渉が発生することがわかる。
例えば、第１番目のサブキャリアにおける第１番目のタイムスロット（スロット＃０）の第１ＯＦＤＭシンボルは、マスター基地局の第１アンテナからそのＣＳ−ＲＳが送信され、マスター基地局の第２アンテナはヌル状態とされるが、スレーブ基地局の第１及び第２アンテナからはそれぞれＰＤＣＣＨが送信されている。また、第２番目のサブキャリアにおけるスロット＃０の第１ＯＦＤＭシンボルは、スレーブ基地局の第１アンテナからそのＣＳ−ＲＳが送信され、スレーブ基地局の第２アンテナはヌル状態とされるが、マスター基地局の第１及び第２アンテナからはＰＤＣＣＨが送信されている。
また、第１番目のサブキャリアにおける第２番目のタイムスロット（スロット＃１）の第１ＯＦＤＭシンボルは、マスター基地局の第１アンテナからそのＣＳ−ＲＳが送信され、マスター基地局の第２アンテナはヌル状態とされるが、スレーブ基地局の第１及び第２アンテナからはＰＤＳＣＨが送信される。さらに、第２番目のサブキャリアにおけるスロット＃１の第１ＯＦＤＭシンボルは、スレーブ基地局の第１アンテナからそのＣＳ−ＲＳが送信され、スレーブ基地局の第２アンテナはヌル状態とされるが、マスター基地局の第１及び第２アンテナからはＰＤＳＣＨが送信されている。
例えば、第１番目のサブキャリアにおける第１番目のタイムスロット（スロット＃０）の第１ＯＦＤＭシンボルは、マスター基地局の第１アンテナからそのＣＳ−ＲＳが送信され、マスター基地局の第２アンテナはヌル状態とされるが、スレーブ基地局の第１及び第２アンテナからはそれぞれＰＤＣＣＨが送信されている。また、第２番目のサブキャリアにおけるスロット＃０の第１ＯＦＤＭシンボルは、スレーブ基地局の第１アンテナからそのＣＳ−ＲＳが送信され、スレーブ基地局の第２アンテナはヌル状態とされるが、マスター基地局の第１及び第２アンテナからはＰＤＣＣＨが送信されている。
また、第１番目のサブキャリアにおける第２番目のタイムスロット（スロット＃１）の第１ＯＦＤＭシンボルは、マスター基地局の第１アンテナからそのＣＳ−ＲＳが送信され、マスター基地局の第２アンテナはヌル状態とされるが、スレーブ基地局の第１及び第２アンテナからはＰＤＳＣＨが送信される。さらに、第２番目のサブキャリアにおけるスロット＃１の第１ＯＦＤＭシンボルは、スレーブ基地局の第１アンテナからそのＣＳ−ＲＳが送信され、スレーブ基地局の第２アンテナはヌル状態とされるが、マスター基地局の第１及び第２アンテナからはＰＤＳＣＨが送信されている。
このように、ＬＴＥ Ｒｅｌ．８標準のリソースエレメントマッピングを適用した場合、協調セル間でセルＩＤが異なるためＣＳ−ＲＳが挿入されるサブキャリア周波数が異なることとなり、協調セル間のＣＳ−ＲＳとＰＤＳＣＨ又はＰＤＣＣＨが干渉することとなる。
このため、特に、前記図６（ａ）に示した単一ランクの協調ＭＩＭＯ伝送を行う場合、ＰＤＳＣＨ又はＰＤＣＣＨが隣接する協調セルのＣＳ−ＲＳと干渉するタイミングでは、通常の信号検出法、例えば、最大比合成（ＭＲＣ：Maximum Ratio Combining）に基づくＳＦＢＣ復号を適用することができないという問題がある。
このため、特に、前記図６（ａ）に示した単一ランクの協調ＭＩＭＯ伝送を行う場合、ＰＤＳＣＨ又はＰＤＣＣＨが隣接する協調セルのＣＳ−ＲＳと干渉するタイミングでは、通常の信号検出法、例えば、最大比合成（ＭＲＣ：Maximum Ratio Combining）に基づくＳＦＢＣ復号を適用することができないという問題がある。
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、ＬＴＥ標準のリソースエレメント配置のもとで複数の基地局間で移動局に対する協調伝送を行うときにデータシンボルの信号に対するセル固有参照信号の干渉の影響を軽減することができる移動通信システム及び基地局装置を提供することを目的とするものである。
本発明に係る移動通信システムは、複数の基地局のそれぞれから送信されるセル固有参照信号のリソースエレメントがセルＩＤに応じて時間軸及び周波数軸上に分散させて配置され、時間軸及び周波数軸上で前記セル固有参照信号のリソースエレメントと同じ位置に配置されたリソースエレメントを使ってデータシンボルの信号を送信することにより前記複数の基地局から移動局に下りリンクの協調伝送を行うことができる移動通信システムであって、前記複数の基地局は、前記下りリンクの協調伝送を行うときの前記セル固有参照信号の送信電力を、前記下りリンクの協調伝送を行わないときよりも低減するように制御することを特徴とするものである。
前記移動通信システムにおいて、前記複数の基地局は、前記移動局から受信した通信品質情報に基づいて、前記セル固有参照信号の送信電力を低減するときの低減量又は低減率を調整するように制御してもよい。
また、前記移動通信システムにおいて、前記複数の基地局はそれぞれ、複数の送信アンテナを備え、各基地局の複数の送信アンテナから移動局に対して下りリンクの協調伝送ができるように構成され、前記セル固有参照信号に使用されるリソースエレメントは、前記複数の基地局における複数の送信アンテナごとに互いに異なるように配置されていてもよい。
前記移動通信システムにおいて、前記複数の基地局は、前記移動局から受信した通信品質情報に基づいて、前記セル固有参照信号の送信電力を低減するときの低減量又は低減率を調整するように制御してもよい。
また、前記移動通信システムにおいて、前記複数の基地局はそれぞれ、複数の送信アンテナを備え、各基地局の複数の送信アンテナから移動局に対して下りリンクの協調伝送ができるように構成され、前記セル固有参照信号に使用されるリソースエレメントは、前記複数の基地局における複数の送信アンテナごとに互いに異なるように配置されていてもよい。
本発明に係る基地局装置は、複数の基地局のそれぞれから送信されるセル固有参照信号のリソースエレメントがセルＩＤに応じて時間軸及び周波数軸上に分散させて配置され、時間軸及び周波数軸上で前記セル固有参照信号のリソースエレメントと同じ位置に配置されたリソースエレメントを使ってデータシンボルの信号を送信することにより前記複数の基地局から移動局に下りリンクの協調伝送を行うことができる移動通信システムを構成する基地局装置であって、前記下りリンクの協調伝送を行うときの前記セル固有参照信号の送信電力を、前記下りリンクの協調伝送を行わないときよりも低減するように制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。
前記基地局装置において、前記制御手段は、前記移動局から受信した通信品質情報に基づいて、前記セル固有参照信号の送信電力を低減するときの低減量又は低減率を調整するように制御してもよい。
また、前記基地局装置において、複数の送信アンテナを備え、各基地局の複数の送信アンテナから移動局に対して下りリンクの協調伝送ができるように構成され、前記セル固有参照信号に使用されるリソースエレメントは、前記複数の基地局における複数の送信アンテナごとに互いに異なるように配置されていてもよい。
前記基地局装置において、前記制御手段は、前記移動局から受信した通信品質情報に基づいて、前記セル固有参照信号の送信電力を低減するときの低減量又は低減率を調整するように制御してもよい。
また、前記基地局装置において、複数の送信アンテナを備え、各基地局の複数の送信アンテナから移動局に対して下りリンクの協調伝送ができるように構成され、前記セル固有参照信号に使用されるリソースエレメントは、前記複数の基地局における複数の送信アンテナごとに互いに異なるように配置されていてもよい。
本発明において、複数の基地局のそれぞれから送信されるセル固有参照信号に使用されるリソースエレメントが、セルＩＤに応じて、時間軸及び周波数軸上に分散させて配置されるＬＴＥ標準のリソースエレメント配置のもとで、次のように移動局に対して下りリンクの協調伝送を行う。すなわち、時間軸及び周波数軸上で前記セル固有参照信号のリソースエレメントと同じ位置に配置されたリソースエレメントを使ってデータシンボルの信号を送信することにより前記複数の基地局から移動局に下りリンクの協調伝送を行う。このような下りリンクの協調伝送を行うときに、複数の基地局は、前記下りリンクの協調伝送を行うときの前記セル固有参照信号の送信電力を、前記下りリンクの協調伝送を行わないときよりも低減するように制御する。このようにセル固有参照信号の送信電力が低減されるため、上記下りリンクの協調伝送を受けた移動局は、データシンボルの復調にあたって、セル固有参照信号の干渉の影響を軽減することができる。以上のように、本発明によれば、ＬＴＥ標準のリソースエレメント配置のもとで複数の基地局間で移動局に対する協調伝送を行うときに、データシンボルの信号に対するセル固有参照信号の干渉の影響を軽減することができる。
はじめに、本発明に係る移動通信システム、基地局装置及び移動局装置における基本的な考え方について説明する。
本発明の移動通信システムは、前記ＬＴＥ Ｒｅｌ．８と同様に、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）が時間軸及び周波数軸上に分散して配置されるＯＦＤＭ又はＯＦＤＭＡを用いる無線アクセスシステムの下りリンクを対象としている。そして、複数の基地局（マスター基地局及びスレーブ基地局）は、ＧＰＳ等を用いて高精度に同期しており、下りリンクの伝送において複数の基地局で共通の周波数帯域を使用する際、互いに干渉となる全ての基地局の送信タイミングが、移動局における各基地局からの信号のマルチパスを含めた受信タイミングのずれがＯＦＤＭのガードインターバル内に収まるように制御されているものとする。
本発明の移動通信システムは、前記ＬＴＥ Ｒｅｌ．８と同様に、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）が時間軸及び周波数軸上に分散して配置されるＯＦＤＭ又はＯＦＤＭＡを用いる無線アクセスシステムの下りリンクを対象としている。そして、複数の基地局（マスター基地局及びスレーブ基地局）は、ＧＰＳ等を用いて高精度に同期しており、下りリンクの伝送において複数の基地局で共通の周波数帯域を使用する際、互いに干渉となる全ての基地局の送信タイミングが、移動局における各基地局からの信号のマルチパスを含めた受信タイミングのずれがＯＦＤＭのガードインターバル内に収まるように制御されているものとする。
前記ＣＳ−ＲＳは、基地局側でセルごとに異なるスクランブリングをかけることができるものとされている。ただし、スクランブリングパターンはセルＩＤによって一意に決まるものとされている。
また、前記ＣＳ−ＲＳを基地局側で配置するサブキャリア周波数をセルごとに変更できるようになされている。ただし、ＣＳ−ＲＳが配置されるサブキャリア周波数はセルＩＤによって一意に決定されるようになされている。
マスター基地局と該マスター基地局と協調して送信を行うスレーブ基地局（通常は隣接セルの基地局）は互いに異なるサブキャリア周波数にＣＳ−ＲＳがマッピングされるようにセルＩＤが設定されているものとする。すなわち、隣接するセルは異なるセルＩＤが設定されているものとする。
移動局において、マスター基地局だけでなくスレーブ基地局についても、ＣＳ−ＲＳの送信パターンは既知であるものとする。これは、スレーブ基地局のセルＩＤ情報の取得により実現することができる。
また、移動局側において、時間領域チャネル推定法などの干渉雑音抑圧効果を有するチャネル推定法の適用により、低受信ＳＩＮＲ環境においても高精度なチャネル推定値が得られているものとする。
また、前記ＣＳ−ＲＳを基地局側で配置するサブキャリア周波数をセルごとに変更できるようになされている。ただし、ＣＳ−ＲＳが配置されるサブキャリア周波数はセルＩＤによって一意に決定されるようになされている。
マスター基地局と該マスター基地局と協調して送信を行うスレーブ基地局（通常は隣接セルの基地局）は互いに異なるサブキャリア周波数にＣＳ−ＲＳがマッピングされるようにセルＩＤが設定されているものとする。すなわち、隣接するセルは異なるセルＩＤが設定されているものとする。
移動局において、マスター基地局だけでなくスレーブ基地局についても、ＣＳ−ＲＳの送信パターンは既知であるものとする。これは、スレーブ基地局のセルＩＤ情報の取得により実現することができる。
また、移動局側において、時間領域チャネル推定法などの干渉雑音抑圧効果を有するチャネル推定法の適用により、低受信ＳＩＮＲ環境においても高精度なチャネル推定値が得られているものとする。
このような前提の下で、本発明の移動通信システムでは、スレーブ基地局において、協調送信の際、マスター基地局と同じマッピングルールでデータシンボルを配置させたときに、そのスレーブ基地局においてＣＳ−ＲＳが挿入されるリソースエレメント（ＲＥ）に配置されるデータシンボルを、マスター基地局のＣＳ−ＲＳが挿入されるリソースエレメントに移動させてマッピングするようにしている。これにより、マスター基地局から送信されるＣＳ−ＲＳ及びスレーブ基地局から送信されるＣＳ−ＲＳが同じリソースエレメントを用いて送信されたデータシンボルに対する干渉成分となるが、本発明の移動通信システムにおける基地局では、マスター基地局及びスレーブ基地局から送信される既知のＣＳ−ＲＳ信号の送信電力を低減することにより、前記マスター基地局及びスレーブ基地局から送信された下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）又は下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）のデータシンボルの信号に対するＣＳ−ＲＳ信号の干渉成分を低減するようにしている。そして、この干渉成分が低減された受信信号を用いて、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error：最小平均２乗誤差）法等のアルゴリズムを適用して信号を復調し、軟判定出力を得て送信されたデータシンボルを再生する。
このように、本発明の移動通信システム、基地局装置及び移動局装置によれば、セルＩＤごとにセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）が配置されるサブキャリア周波数がシフトするシステムにおいて、複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送方式を実施するときに、スレーブ基地局のＣＳ−ＲＳが配置されるリソースエレメント位置で送信すべき下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）又は下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）のデータシンボルの信号と干渉するＣＳ−ＲＳ信号の送信電力を、複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送方式を実施しないときよりも低減することにより、受信したデータシンボルを復調（復号）するようにしたものである。これにより、セルＩＤごとにＣＳ−ＲＳが配置される周波数がシフトするシステムにおいて複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送による信号送信を行うときに、下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）又は下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）のデータシンボルの信号に対するＣＳ−ＲＳ信号による干渉の影響を軽減することができるようになる。
次に、本発明を適用可能な複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送の具体例を用いて説明する。
前記図６に示した複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送システムと同様に、各基地局及び移動局は２本のアンテナを備え、通信品質が低い（低受信ＳＩＮＲ）のときには単一ランク送信を行い、通信品質が良い（高受信ＳＩＮＲ）ときには２ランク送信を行うものとする。ここで、低受信ＳＩＮＲのときには、基地局側で行われるプリコーディングはＳＦＢＣ（space frequency block coding：空間周波数ブロック符号化）方式が用いられるものとして説明する。なお、ＳＦＢＣは３ＧＰＰにより規定されている。ＳＦＢＣ方式では、第１アンテナポートから連続するデータシンボルｃi,jとｃi,j+1が隣接するサブキャリアに配置されて送信され、第２アンテナポートから、−ｃi,j+1 *とｃi,j *（＊は複素共役）が同じ隣接するサブキャリアに配置されて送信される。
前記図６に示した複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送システムと同様に、各基地局及び移動局は２本のアンテナを備え、通信品質が低い（低受信ＳＩＮＲ）のときには単一ランク送信を行い、通信品質が良い（高受信ＳＩＮＲ）ときには２ランク送信を行うものとする。ここで、低受信ＳＩＮＲのときには、基地局側で行われるプリコーディングはＳＦＢＣ（space frequency block coding：空間周波数ブロック符号化）方式が用いられるものとして説明する。なお、ＳＦＢＣは３ＧＰＰにより規定されている。ＳＦＢＣ方式では、第１アンテナポートから連続するデータシンボルｃi,jとｃi,j+1が隣接するサブキャリアに配置されて送信され、第２アンテナポートから、−ｃi,j+1 *とｃi,j *（＊は複素共役）が同じ隣接するサブキャリアに配置されて送信される。
前述のように、ＬＴＥ Ｒｅｌ．８標準のリソースエレメントマッピングを適用した場合、協調セル間でセルＩＤが異なるためＣＳ−ＲＳが挿入されるサブキャリア周波数が異なることとなり、協調セル間のＣＳ−ＲＳとＰＤＳＣＨ又はＰＤＣＣＨが干渉するという問題点がある。
図１は、本発明の移動通信システムにおいて、マスター基地局と該マスター基地局とランク数１の協調ＭＩＭＯ送信を行うスレーブ基地局の両基地局から送信される信号の一例を示す図である。（ａ）はマスター基地局の第１アンテナから送信される信号、（ｂ）はマスター基地局の第２アンテナから送信される信号、（ｃ）はスレーブ基地局の第１アンテナから送信される信号、（ｄ）はスレーブ基地局の第２アンテナから送信される信号を示している。なお、ここでは、煩雑さを避けるために、ｋ1〜ｋ6で示す６サブキャリア、３ＯＦＤＭシンボル分の信号のみを示している。また、各基地局はそれぞれ２本の送信アンテナを備えているものとする。そして、両基地局が、ＳＦＢＣ方式でプリコーディングされたデータを送信する場合について説明する。
図１に示す例では、マスター基地局が属するセルのセルＩＤが０（セルＩＤの６を法とする剰余が０）であり、スレーブ基地局が属するセルのセルＩＤが１（セルＩＤの６を法とする剰余が１）であるとされている。
図１の（ａ）に示すように、前記図８と同様に、第１番目のサブキャリアｋ1の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングに、マスター基地局の第１アンテナはそのＣＳ−ＲＳ（ｒ0 (M)（ｋ1））を送信し、第２アンテナはヌル状態とされる。
そして、ＳＦＢＣ方式に従い、サブキャリアｋ2とサブキャリアｋ3の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングで、マスター基地局の第１アンテナはデータシンボルｃ1,1とｃ1,2を送信し、第２アンテナはデータシンボル−ｃ1,2 *とｃ1,1 *を送信する。第４番目のサブキャリアｋ4の第１ＯＦＤＭシンボルにマスター基地局の第１アンテナはヌル状態とされ、第２アンテナはそのＣＳ−ＲＳ（ｒ1 (M)（ｋ4））を送信する。サブキャリアｋ5とｋ6の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングで、マスター基地局の第１アンテナはデータシンボルｃ2,1とｃ2,2を送信し、第２アンテナはデータシンボル−ｃ2,2 *とｃ2,1 *を送信する。
図１の（ａ）に示すように、前記図８と同様に、第１番目のサブキャリアｋ1の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングに、マスター基地局の第１アンテナはそのＣＳ−ＲＳ（ｒ0 (M)（ｋ1））を送信し、第２アンテナはヌル状態とされる。
そして、ＳＦＢＣ方式に従い、サブキャリアｋ2とサブキャリアｋ3の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングで、マスター基地局の第１アンテナはデータシンボルｃ1,1とｃ1,2を送信し、第２アンテナはデータシンボル−ｃ1,2 *とｃ1,1 *を送信する。第４番目のサブキャリアｋ4の第１ＯＦＤＭシンボルにマスター基地局の第１アンテナはヌル状態とされ、第２アンテナはそのＣＳ−ＲＳ（ｒ1 (M)（ｋ4））を送信する。サブキャリアｋ5とｋ6の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングで、マスター基地局の第１アンテナはデータシンボルｃ2,1とｃ2,2を送信し、第２アンテナはデータシンボル−ｃ2,2 *とｃ2,1 *を送信する。
スレーブ基地局はセルＩＤの６を法とする剰余が１であるため、前記図９に示したように、第２のサブキャリアｋ2の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングで、スレーブ基地局の第１アンテナはそのＣＳ−ＲＳ（ｒ0 (S)（ｋ2））を送信し、第２アンテナはヌル状態とされる。また、第５サブキャリアｋ5の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングで、スレーブ基地局の第１アンテナはヌル状態とされ、第２アンテナはそのＣＳ−ＲＳ（ｒ1 (S)（ｋ5））を送信する。このようにマッピングすることが、ＬＴＥ Ｒｅｌ．８との互換性を保つために必要とされる。
ＭＩＭＯの協調送信のためには、スレーブ基地局はマスター基地局と同じ周波数かつ同じタイミングで同一のデータシンボルを送信することが必要となるが、上述のようにＣＳ−ＲＳの送信タイミング及びヌルのタイミングは規定されているため、それらのタイミングではマスター基地局と同じデータシンボルを送信することができない。
例えば、サブキャリアｋ2の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングは、マスター基地局の第１アンテナ及び第２アンテナはそれぞれデータシンボルｃ1,1及び−ｃ1,2 *を送信しており、複数基地局連携によるＳＦＢＣを実行するためには、スレーブ基地局の第１アンテナ及び第２アンテナからもそれぞれ同じデータシンボルｃ1,1及び−ｃ1,2 *を送信する必要があるが、ＣＳ−ＲＳを送信すべきリソースエレメント又はヌルのリソースエレメントであるため、それらのデータシンボルを送信することができない。また、サブキャリアｋ5の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングは、マスター基地局の第１アンテナ及び第２アンテナはそれぞれデータシンボルｃ2,1及び−ｃ2,2 *を送信しており、スレーブ基地局の第１アンテナ及び第２アンテナからも同じデータシンボルを送信する必要があるが、ＣＳ−ＲＳを送信するリソースエレメント又はヌル状態とされるリソースエレメントとされているため、それらのデータシンボルを送信することができない。なお、図示するように、その他のリソースエレメントにおいては、スレーブ基地局はマスター基地局と同じデータシンボルを送信することができる。
例えば、サブキャリアｋ2の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングは、マスター基地局の第１アンテナ及び第２アンテナはそれぞれデータシンボルｃ1,1及び−ｃ1,2 *を送信しており、複数基地局連携によるＳＦＢＣを実行するためには、スレーブ基地局の第１アンテナ及び第２アンテナからもそれぞれ同じデータシンボルｃ1,1及び−ｃ1,2 *を送信する必要があるが、ＣＳ−ＲＳを送信すべきリソースエレメント又はヌルのリソースエレメントであるため、それらのデータシンボルを送信することができない。また、サブキャリアｋ5の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングは、マスター基地局の第１アンテナ及び第２アンテナはそれぞれデータシンボルｃ2,1及び−ｃ2,2 *を送信しており、スレーブ基地局の第１アンテナ及び第２アンテナからも同じデータシンボルを送信する必要があるが、ＣＳ−ＲＳを送信するリソースエレメント又はヌル状態とされるリソースエレメントとされているため、それらのデータシンボルを送信することができない。なお、図示するように、その他のリソースエレメントにおいては、スレーブ基地局はマスター基地局と同じデータシンボルを送信することができる。
そこで、本発明では、スレーブ基地局側で、そのスレーブ基地局のＣＳ−ＲＳ挿入位置及びヌルの位置のリソースエレメントで送信すべきデータシンボルを、マスター基地局のＣＳ−ＲＳが送信されるリソースエレメントへ移動させて送信するようにしている。すなわち、スレーブ基地局は、スレーブ基地局の第１アンテナがそのＣＳ−ＲＳであるｒ0 (S)（ｋ2）を送信し、第２アンテナがヌル状態とされるサブキャリアｋ2の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングで送信すべきデータシンボルｃ1,1及び−ｃ1,2 *を、マスター基地局の第１アンテナがそのＣＳ−ＲＳを送信し、第２アンテナがヌル状態とされるサブキャリアｋ1の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングで、第１アンテナ及び第２アンテナから送信する。また、スレーブ基地局の第１アンテナがヌルとされ、第２アンテナがそのＣＳ−ＲＳであるｒ1 (S)（ｋ5）を送信するサブキャリアｋ5の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングで送信すべきデータシンボルｃ2,1及び−ｃ2,2 *を、マスター基地局の第１アンテナがヌル状態とされ、第２アンテナがそのＣＳ−ＲＳであるｒ1 (M)（ｋ4）を送信するサブキャリアｋ4の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングで第１アンテナ及び第２アンテナから送信する。
このように、本発明では、単一ランクの複数基地局協調ＭＩＭＯ送信を行うときに、スレーブ基地局においてＣＳ−ＲＳが挿入されるリソースエレメント又はヌル状態とされるリソースエレメントと同じリソースエレメントに配置されるデータシンボルは、マスター基地局のＣＳ−ＲＳが挿入されるリソースエレメントに移動させて送信するようにしている。なお、その他のリソースエレメントでは、マスター基地局とスレーブ基地局とで同じデータシンボルが送信される。
図１の（ａ）に示すマスター基地局の第１アンテナから送信された信号は、ｈi0 (M)（ｋ）のチャネル応答値を有する伝搬路を介して移動局ＭＳの受信アンテナに到達し、（ｂ）に示すマスター基地局の第２アンテナから送信された信号はｈi1 (M)（ｋ）の伝搬路を通って移動局ＭＳの受信アンテナに到達し、（ｃ）に示すスレーブ基地局の第１アンテナから送信された信号はｈi0 (S)（ｋ）のチャネル応答値を有する伝搬路を介して移動局ＭＳの受信アンテナに到達し、（ｄ）に示すスレーブ基地局の第２アンテナから送信された信号はｈi1 (S)（ｋ）のチャネル応答値を有する伝搬路を介して移動局ＭＳの受信アンテナに到達する。
上述した図１の例は、マスター基地局が属するセルのセルＩＤの６を法とする剰余が０、スレーブ基地局が属するセルのセルＩＤの６を法とする剰余１で、マスター基地局からＣＳ−ＲＳが送信されるサブキャリアとスレーブ基地局からＣＳ−ＲＳが送信されるサブキャリアのずれ量が１の場合であった。
次に、マスター基地局のセルのセルＩＤの６を法とする剰余が０、スレーブ基地局のセルのセルＩＤの６を法とする剰余が２で、マスター基地局からＣＳ−ＲＳが送信されるサブキャリアとスレーブ基地局からＣＳ−ＲＳが送信されるサブキャリアの周波数差が２サブキャリア周波数である例について図２を参照して説明する。
図２の（ａ）はマスター基地局の第１アンテナから送信される信号、（ｂ）はマスター基地局の第２アンテナから送信される信号、（ｃ）はスレーブ基地局の第１アンテナから送信される信号、（ｄ）はスレーブ基地局の第２アンテナから送信される信号を示している。
図２の（ａ）と（ｂ）のマスター基地局の第１及び第２アンテナから送信される信号は、前記図１の（ａ）及び（ｂ）と同じである。
図２の（ａ）と（ｂ）のマスター基地局の第１及び第２アンテナから送信される信号は、前記図１の（ａ）及び（ｂ）と同じである。
スレーブ基地局はセルＩＤの６を法とする剰余が２であるため、スレーブ基地局の第１アンテナ及び第２アンテナからは、前記図１０の（ａ）及び（ｂ）に示したマッピングにしたがって信号が送信される。
すなわち、スレーブ基地局の第１アンテナは、図２の（ｃ）に示すように、第３サブキャリアｋ3の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングでそのＣＳ−ＲＳ（ｒ0 (S)（ｋ3））を送信し、第６サブキャリアｋ6の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングでヌル状態とされる。また、スレーブ基地局の第２アンテナは、図２の（ｄ）に示すように、第３サブキャリアｋ3の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングでヌル状態とされ、第６サブキャリアｋ6の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングでそのＣＳ−ＲＳ（ｒ1 (S)（ｋ6））を送信する。
すなわち、スレーブ基地局の第１アンテナは、図２の（ｃ）に示すように、第３サブキャリアｋ3の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングでそのＣＳ−ＲＳ（ｒ0 (S)（ｋ3））を送信し、第６サブキャリアｋ6の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングでヌル状態とされる。また、スレーブ基地局の第２アンテナは、図２の（ｄ）に示すように、第３サブキャリアｋ3の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングでヌル状態とされ、第６サブキャリアｋ6の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングでそのＣＳ−ＲＳ（ｒ1 (S)（ｋ6））を送信する。
前記第３サブキャリアｋ3の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングは、図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、マスター基地局の第１アンテナからデータシンボルｃ1,2が送信されるとともにマスター基地局の第２アンテナからデータシンボルｃ1,1 *が送信されるタイミングであり、マスター基地局と協調ＭＩＭＯ送信するスレーブ基地局の第１アンテナ及び第２アンテナからも同じデータシンボルｃ1,2及びｃ1,1 *を送信する必要があるが、スレーブ基地局の第１アンテナはそのＣＳ−ＲＳを送信し、第２アンテナはヌル状態とされなければならないため、データシンボルｃ1,2及びｃ1,1 *を送信することができない。そこで、本発明では、マスター基地局の第１アンテナがそのＣＳ−ＲＳを送信し、第２アンテナがヌル状態とされる第１サブキャリアｋ1の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングで、スレーブ基地局の第１アンテナからデータシンボルｃ1,2を送信し、第２アンテナからデータシンボルｃ1,1 *を送信するようにしている。
同様に、第６サブキャリアｋ6の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングは、図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、マスター基地局の第１アンテナからデータシンボルｃ2,2が送信され、第２アンテナからデータシンボルｃ2,1 *が送信されるタイミングであり、スレーブ基地局の第１アンテナ及び第２アンテナからもそれぞれ同じデータシンボルｃ2,2及びｃ2,1 *を送信する必要があるが、スレーブ基地局の第１アンテナはヌル状態とされ、第２アンテナはそのＣＳ−ＲＳ（ｒ1 (S)（ｋ6））を送信しなければならないため、データシンボルｃ2,2及びｃ2,1 *を送信することができない。そこで、本発明では、マスター基地局の第１アンテナがヌル状態とされ、第２アンテナがそのＣＳ−ＲＳ（ｒ1 (M)（ｋ4））を送信する第４サブキャリアｋ4の第１ＯＦＤＭシンボルのタイミングで、スレーブ基地局の第１アンテナからデータシンボルｃ2,2を送信し、第２アンテナからデータシンボルｃ2,1 *を送信するようにしている。
このように、マスター基地局が属するセルのセルＩＤの６を法とする剰余と、スレーブ基地局が属するセルのセルＩＤの６を法とする剰余の差が２の場合も、前記図１に示した場合と同様に、ＬＴＥ Ｒｅｌ．８によりスレーブ基地局の各アンテナがそのＣＳ−ＲＳの送信又はヌル状態とされることが規定されているリソースエレメントに当たるために送信できないデータシンボルをマスター基地局のアンテナからそのＣＳ−ＲＳを送信するリソースエレメントに送信するようにしている。
マスター基地局の属するセルのセルＩＤの６を法とする剰余と、スレーブ基地局が属するセルのセルＩＤの６を法とする剰余の差が１及び２以外の場合についても、同様に、スレーブ基地局のアンテナがＣＳ−ＲＳの送信又はヌル状態とされるリソースエレメントに協調ＭＩＭＯのために送信すべきデータシンボルをマスター基地局のアンテナがＣＳ−ＲＳの送信又はヌル状態とされるリソースエレメントに送信する。
マスター基地局の属するセルのセルＩＤの６を法とする剰余と、スレーブ基地局が属するセルのセルＩＤの６を法とする剰余の差が１及び２以外の場合についても、同様に、スレーブ基地局のアンテナがＣＳ−ＲＳの送信又はヌル状態とされるリソースエレメントに協調ＭＩＭＯのために送信すべきデータシンボルをマスター基地局のアンテナがＣＳ−ＲＳの送信又はヌル状態とされるリソースエレメントに送信する。
そして、図１の場合と同様に、マスター基地局の第１及び第２アンテナから送信された信号は、それぞれの伝搬路を介して移動局の受信アンテナに到達し、スレーブ基地局の第１及び第２アンテナから送信された信号もそれぞれの伝搬路を介して移動局の受信アンテナに到達する。
次に、本発明の移動通信システムにおける基地局側装置の構成について説明する。なお、ここでは、２つの基地局が存在する場合について示しているが、３以上の基地局が存在する場合も同様に構成することができる。
図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る複数の基地局間で協調伝送が可能な移動通信システムにおける基地局側の構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施形態の移動通信システムは、基本的に、１つの基地局に複数の移動局が通信できるシステムを想定しているが、図３（ａ）及び（ｂ）には、１つの移動局との通信に必要な要素のみを示している。また、本発明は下りリンク伝送（基地局→移動局）に関する発明であるため、上りリンク伝送（移動局→基地局）に関連するブロックは省略している。また、図３（ａ）は基地局１０、３０の全体構成例を示すブロック図であり、図３（ｂ）は、その基地局１０、３０におけるマルチプレクサ１８−１〜１８−Ｎtおよび３８−１〜３８−Ｎtに入力されるセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）を生成する参照信号生成部２４、４４の構成の一例を示すブロック図である。
図３（ａ）において、１０は第１の基地局、３０は第２の基地局、５０は基地局制御装置である。第１の基地局１０及び第２の基地局３０は、一方がマスター基地局となり、他方がスレーブ基地局となる。第１の基地局１０及び第２の基地局３０は、ネットワークを介して相互に接続されているとともに、基地局制御装置５０に接続されている。第１の基地局１０と第２の基地局３０は同一の構成とされている。ここでは、各基地局１０、３０は、それぞれ、複数Ｎt本の送受信アンテナを備えているものとするが、各基地局に設けられる送受信アンテナの数は、同数である必要はなく、任意の数とすることができる。また、図中、第１の基地局１０及び第２の基地局３０において、破線で示されたブロックは、複数ランク送信の場合に使用されるブロックである。
第１の基地局１０において、送信されるユーザデータはバッファ１１を介してランクアダプテーション部１２に入力される。ランクアダプテーション部１２は、バッファ１１からのユーザデータを、スケジューラ１７により指示されるランク数に対応する数のサブストリームに分割し、サブストリーム対応に設けられたチャネルエンコーダ１３に入力し、誤り訂正符号化を行う。チャネルエンコーダ１３で誤り訂正符号化されたデータはインターリーバ１４においてインターリーブされた後、Ｉ／Ｑマッピング部１５で複素シンボルに変換され、プリコーダ１６でプリコーディング行列を乗積されて、送信アンテナ対応に設けられたマルチプレクサ１８−１〜１８−Ｎtに入力される。マルチプレクサ１８−１〜１８−Ｎtにおいて、それぞれセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）号及び制御信号が多重され、直並列変換器（Ｓ／Ｐ）１９−１〜１９−Ｎtで並列信号に変換された後、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部２０−１〜２０−Ｎtで逆フーリエ変換され、並直列変換器（Ｐ／Ｓ）２１−１〜２１−Ｎtで直列信号に変換される。各並直列変換器２１−１〜２１−Ｎtの出力信号は、ＣＰ（Cyclic Prefix）付加部２２−１〜２２−Ｎtでガードインターバルに相当するサイクリックプレフィックスが付加された後、図示しない混合器で搬送周波数に周波数変換され、図示しない電力増幅器で電力増幅されてアンテナ２３−１〜２３−Ｎtから送信される。
ＭＩＭＯ／ＯＦＤＭベースのシステムの多くは、ランクアダプテーションが適用される。例えば、ＬＴＥで標準化されている２×２ ｏｐｅｎ−ｌｏｏｐ ＭＩＭＯでは、単一ランク送信と２ランク送信の２つのモードにそれぞれ対応する、ＳＦＢＣ（space-frequency block coding）を用いる送信ダイバーシティとＳＤＭ（space division multiplexing）という２つのモードを適応的に切替える。
前記ランクアダプテーション部１２は、前記スケジューラ１７により単一ランク送信が指示されたときは、ユーザデータに対してＳＦＢＣ符号化を行い、２ランク送信が指示されたときはユーザデータを２サブストリームに分割して空間多重を行うため、誤り訂正符号化を行うためチャネルエンコーダ１３と破線で示したチャネルエンコーダに入力する。
前記ランクアダプテーション部１２は、前記スケジューラ１７により単一ランク送信が指示されたときは、ユーザデータに対してＳＦＢＣ符号化を行い、２ランク送信が指示されたときはユーザデータを２サブストリームに分割して空間多重を行うため、誤り訂正符号化を行うためチャネルエンコーダ１３と破線で示したチャネルエンコーダに入力する。
第２の基地局３０も、バッファ３１、ランクアダプテーション部３２、チャネルエンコーダ３３、インターリーバ３４、Ｉ／Ｑマッピング部３５、プリコーダ３６、スケジューラ３７、マルチプレクサ３８−１〜３８−Ｎt、直並列変換器（Ｓ／Ｐ）３９−１〜３９−Ｎt、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部４０−１〜４０−Ｎt、並直列変換器（Ｐ／Ｓ）４１−１〜４１−Ｎt、ＣＰ付加部４２−１〜４２−Ｎt、及び、アンテナ４２−１〜４２−Ｎtを備えており、前記第１の基地局１０と同様に構成されている。
基地局制御装置５０は、複数の基地局間の同期と協調スケジューリングを制御するものである。この基地局制御装置５０は、前記複数の基地局が接続されたネットワーク上に配置されていてもよいし、あるいは、いずれかの基地局の内部に配置されていてもよい。
ＬＴＥでは各移動局は、在圏する基地局に対して測定報告（Measurement Report）を送信することができる。そこで、例えば、移動局が自セルのセルＩＤと参照信号受信電力であるＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power：無線品質）及び隣接セルのセルＩＤとＲＳＲＰを含む測定報告を自セル基地局に送信するようにさせ、各基地局が受信した測定報告を基地局制御装置５０に送信する。これにより、基地局制御装置５０は、セル端移動局の存在とそのセル端移動局の所属する自セル基地局と周辺セル基地局の情報及び受信品質の情報を取得することができる。基地局制御装置５０は、このようにして得た情報に基づいて、複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送を行うか否か、及び、前述の図６の（ａ）に示した単一ランク送信で行うか同図（ｂ）に示した２ランク送信で行うかを決定し、自セル基地局（マスター基地局）と該マスター基地局と協調してＭＩＭＯ伝送を行う周辺セル基地局（スレーブ基地局）のスケジューラ１７及び３７を制御する。例えば、受信ＳＩＮＲが低いときには、図６の（ａ）に示した単一ランクの複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送を行うために、マスター基地局１０とスレーブ基地局３０が同じサブストリームStream#0を送信するように制御するとともに、スケジューラ１７及び３７に対してＳＦＢＣプリコーディングを指示する。また、受信ＳＩＮＲが高いときには、図６の（ｂ）に示した２ランクの複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送を行うために、マスター基地局１０がサブストリームStream#0を送信し、スレーブ基地局３０がサブストリームStream#1を送信するように制御する。
単一ランクの複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送を行う場合、スレーブ基地局３０のスケジューラ３７は、前記図１の（ｃ）、（ｄ）又は前記図２の（ｃ）、（ｄ）に記載された処理を実行する。すなわち、マスター基地局１０と同じマッピングルールでデータシンボルを配置させたときに、スレーブ基地局３０においてセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）が挿入されるリソースエレメントに配置されるデータシンボルをマスター基地局１０のセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）が挿入されるリソースエレメントに移動させる処理を行う。
また、図３（ｂ）に示すように、基地局１０、３０においてマルチプレクサ１８−１〜１８−Ｎtおよび３８−１〜３８−Ｎtに入力されるセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）を生成する参照信号生成部２４、４４はそれぞれ、そのセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の送信電力を制御するための送信電力制御機能を有している。例えば、図示の例において、参照信号生成部２４、４４は、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）を発生する参照信号発生部２５、４５と、参照信号発生部２５、４５から出力されたセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の送信電力を調整するように制御する参照信号制御部２６、４６とを備える。参照信号制御部２６、４６は、例えば、基地局１０、３０が協調動作する場合において、後述の図４に示すようにセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）が割り当てられたリソースエレメントの送信電力を予め設定した所定の低減量（例えば、３ｄＢ）又は低減率（例えば、２分の１）だけ低減し、基地局１０、３０が協調動作しない場合には、当該リソースエレメントの送信電力を低減しないように制御する。
ここで、参照信号制御部２６、４６は、移動局から受信した前述の参照信号受信電力であるＲＳＲＰ等の通信品質情報に基づいて、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の送信電力の低減量又は低減率を調整するように構成してもよい。この場合、例えば、移動局から受信したＲＳＲＰが予め設定した基準値よりも高いときには、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の送信電力の低減量又は低減率を大きくし、逆に、当該ＲＳＲＰが基準値以下のときには、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の送信電力の低減量又は低減率を小さくするように制御する。
なお、本実施形態の移動通信システムにおける移動局（受信機）の構成は、複数基地局が協調する場合の従来の移動局（受信機）と同じ構成を採用し得るため、説明を省略する。
図４は、図３の構成の基地局間で協調伝送を行っているときのセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）に割り当てられたリソースエレメントの送信電力を低減する送信電力制御の一例を示すフローチャートである。
また、図５（ａ）〜（ｄ）は、同送信電力制御を行っているときの各基地局のリソースエレメントにおける送信電力の様子を示す図である。図５（ａ）は第１の基地局（マスター基地局：Master BS）の第１の送信アンテナ（Antenna port #0）におけるリソースエレメントを示し、図５（ｂ）は第１の基地局（マスター基地局：Master BS）の第２の送信アンテナ（Antenna port #1）におけるリソースエレメントを示している。また、図５（ｃ）は第２の基地局（スレーブ基地局：Slave BS）の第１の送信アンテナ（Antenna port #0）におけるリソースエレメントを示し、図５（ｄ）は第２の基地局（スレーブ基地局：Slave BS）の第２の送信アンテナ（Antenna port #1）におけるリソースエレメントを示している。また、図５中の符号Ａ，Ｂ，・・・，Ｈはそれぞれ、各基地局及び送信アンテナにおけるセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）が配置されるリソースエレメントを示している。また、図５中の符号Ａ’，Ｂ’，・・・，Ｈ’はそれぞれ、各基地局及び送信アンテナにおける下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）又は下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）のデータシンボルの信号が配置されるリソースエレメントを示している。このデータシンボルの信号が配置されるリソースエレメントＡ’，Ｂ’，・・・，Ｈ’は、時間軸及び周波数軸上で、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）リソースエレメントＡ，Ｂ，・・・，Ｈと同じ位置に配置されている。
また、図５（ａ）〜（ｄ）は、同送信電力制御を行っているときの各基地局のリソースエレメントにおける送信電力の様子を示す図である。図５（ａ）は第１の基地局（マスター基地局：Master BS）の第１の送信アンテナ（Antenna port #0）におけるリソースエレメントを示し、図５（ｂ）は第１の基地局（マスター基地局：Master BS）の第２の送信アンテナ（Antenna port #1）におけるリソースエレメントを示している。また、図５（ｃ）は第２の基地局（スレーブ基地局：Slave BS）の第１の送信アンテナ（Antenna port #0）におけるリソースエレメントを示し、図５（ｄ）は第２の基地局（スレーブ基地局：Slave BS）の第２の送信アンテナ（Antenna port #1）におけるリソースエレメントを示している。また、図５中の符号Ａ，Ｂ，・・・，Ｈはそれぞれ、各基地局及び送信アンテナにおけるセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）が配置されるリソースエレメントを示している。また、図５中の符号Ａ’，Ｂ’，・・・，Ｈ’はそれぞれ、各基地局及び送信アンテナにおける下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）又は下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）のデータシンボルの信号が配置されるリソースエレメントを示している。このデータシンボルの信号が配置されるリソースエレメントＡ’，Ｂ’，・・・，Ｈ’は、時間軸及び周波数軸上で、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）リソースエレメントＡ，Ｂ，・・・，Ｈと同じ位置に配置されている。
図４において、移動局が在圏しているセルの基地局が、自セルのセルＩＤと参照信号受信電力ＲＳＲＰ及び隣接セルのセルＩＤとＲＳＲＰを含む測定報告を移動局から受信すると、自セルの各ＲＳＲＰと隣接セルのＲＳＲＰとのレベル差を判定する（Ｓ１０１，Ｓ１０２）。ここで、自セルの各ＲＳＲＰと隣接セルのＲＳＲＰとのレベル差が所定値（例えば、５ｄＢ）以内となり（Ｓ１０２でＹｅｓ）、隣接する基地局間協調によるデータシンボルの復調特性の改善が見込まれる場合には、隣接基地局間で協調ＭＩＭＯ伝送を開始する（Ｓ１０３でＹｅｓ）。複数基地局間協調ＭＩＭＯ伝送を行う場合は、両方の基地局１０、３０より送信されるセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）のリソースエレメントの送信電力のみを、図５の符号Ａ，Ｂ，・・・，Ｈに示すように、データシンボル（ＰＤＳＣＨ又はＰＤＣＣＨ）のリソースエレメント（符号Ａ’，Ｂ’，・・・，Ｈ’参照）の送信電力よりも所定の低減量（例えば、３ｄＢ）又は低減率（例えば、２分の１）だけ低減して送信する（Ｓ１０４）。すなわち、複数基地局間協調ＭＩＭＯ伝送を行う場合は、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の送信電力を複数基地局間協調ＭＩＭＯ伝送を行なわないときよりも所定の低減量（例えば、３ｄＢ）又は低減率（例えば、２分の１）だけ低減してセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）を送信する。このようにセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の送信電力を低減することにより、データシンボルの信号に対するセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の干渉を低減し、データシンボルの復号誤りを軽減することができる。
上記複数基地局間協調ＭＩＭＯ伝送が終了した場合（Ｓ１０５でＹｅｓ）は、両方の基地局１０、３０より送信されるセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）のリソースエレメントの送信電力を、データシンボル（ＰＤＳＣＨ又はＰＤＣＣＨ）のリソースエレメントの送信電力と同じレベルすなわち複数基地局間協調ＭＩＭＯ伝送を行なわないときの通常レベルに戻すように制御する（Ｓ１０６）。
以上、本実施形態によれば、複数の基地局１０、３０それぞれから送信されるセル固有参照信号に使用されるリソースエレメントが、セルＩＤに応じて、時間軸及び周波数軸上に分散させて配置されるＬＴＥ標準のリソースエレメント配置のもとで、次のように移動局に対して下りリンクの協調伝送を行う。すなわち、時間軸及び周波数軸上でセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）のリソースエレメントと同じ位置に配置されたリソースエレメントを使ってデータシンボルの信号を送信することにより前記複数の基地局から移動局に下りリンクの協調伝送を行う。このような下りリンクの協調伝送を行うときに、複数の基地局１０、３０は、前記下りリンクの協調伝送を行うときの前記セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の送信電力を、前記下りリンクの協調伝送を行わないときよりも低減するように制御する。このようにセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の送信電力が低減されるため、上記下りリンクの協調伝送を受けた移動局は、データシンボルの復調にあたって、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の干渉の影響を軽減することができる。よって、ＬＴＥ標準のリソースエレメント配置のもとで複数の基地局１０，３０間で移動局に対する協調伝送を行うときに、データシンボルの信号に対するセル固有参照信号の干渉の影響を軽減することができる。
特に、本実施形態によれば、下りリンクのチャネル推定信号であるセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）のリソースエレメント配置等の構成については、既存の３ＧＰＰ ＬＴＥ標準（Ｒｅｌ．８）と同じ構成を採用できる。しかも、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の送信電力を低減しても、移動局で比較的容易に復調することができるため、その送信電力の低減の影響を受けにくい。よって、ＬＴＥ標準（Ｒｅｌ．８）に対応した移動局の端末をそのまま変更することなく使用することができ、既存のＬＴＥ標準（Ｒｅｌ．８）との後方互換性を確保することができる。
また、本実施形態によれば、複数の基地局１０、３０は、移動局から受信した参照信号受信電力であるＲＳＲＰ等の通信品質情報に基づいて、前記セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の送信電力を低減するときの低減量又は低減率を調整することにより、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の送信電力を必要以上に低減することなく、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の復調をより確実に行うことができる。
また、本実施形態によれば、複数の基地局１０、３０はそれぞれ、複数の送信アンテナ（Antenna port #0，Antenna port #1）を備え、各基地局の複数の送信アンテナ（Antenna port #0，Antenna port #1）から移動局に対して下りリンクの協調伝送ができるように構成され、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）に使用されるリソースエレメント（例えば、図５の符号Ａ，Ｂ，・・・，Ｈ参照）は、複数の基地局における複数の送信アンテナごとに互いに異なるように配置されている。このような複数の基地局それぞれの複数の送信アンテナ（Antenna port #0，Antenna port #1）から協調して移動局に伝送する複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送においても、データシンボルの信号に対するセル固有参照信号の干渉の影響を軽減することができる。
特に、本実施形態によれば、下りリンクのチャネル推定信号であるセル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）のリソースエレメント配置等の構成については、既存の３ＧＰＰ ＬＴＥ標準（Ｒｅｌ．８）と同じ構成を採用できる。しかも、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の送信電力を低減しても、移動局で比較的容易に復調することができるため、その送信電力の低減の影響を受けにくい。よって、ＬＴＥ標準（Ｒｅｌ．８）に対応した移動局の端末をそのまま変更することなく使用することができ、既存のＬＴＥ標準（Ｒｅｌ．８）との後方互換性を確保することができる。
また、本実施形態によれば、複数の基地局１０、３０は、移動局から受信した参照信号受信電力であるＲＳＲＰ等の通信品質情報に基づいて、前記セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の送信電力を低減するときの低減量又は低減率を調整することにより、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の送信電力を必要以上に低減することなく、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）の復調をより確実に行うことができる。
また、本実施形態によれば、複数の基地局１０、３０はそれぞれ、複数の送信アンテナ（Antenna port #0，Antenna port #1）を備え、各基地局の複数の送信アンテナ（Antenna port #0，Antenna port #1）から移動局に対して下りリンクの協調伝送ができるように構成され、セル固有参照信号（ＣＳ−ＲＳ）に使用されるリソースエレメント（例えば、図５の符号Ａ，Ｂ，・・・，Ｈ参照）は、複数の基地局における複数の送信アンテナごとに互いに異なるように配置されている。このような複数の基地局それぞれの複数の送信アンテナ（Antenna port #0，Antenna port #1）から協調して移動局に伝送する複数基地局協調ＭＩＭＯ伝送においても、データシンボルの信号に対するセル固有参照信号の干渉の影響を軽減することができる。
１：第１の基地局（マスター基地局）
２：第２の基地局（スレーブ基地局）
３：移動局
１０，３０：基地局
１８−１〜１８−Ｎt，３８−１〜３８−Ｎt：マルチプレクサ
２４，４４：参照信号生成部
２５，４５：参照信号発生部
２６，４６：参照信号制御部
２：第２の基地局（スレーブ基地局）
３：移動局
１０，３０：基地局
１８−１〜１８−Ｎt，３８−１〜３８−Ｎt：マルチプレクサ
２４，４４：参照信号生成部
２５，４５：参照信号発生部
２６，４６：参照信号制御部
Claims (6)
- 複数の基地局のそれぞれから送信されるセル固有参照信号のリソースエレメントがセルＩＤに応じて時間軸及び周波数軸上に分散させて配置され、時間軸及び周波数軸上で前記セル固有参照信号のリソースエレメントと同じ位置に配置されたリソースエレメントを使ってデータシンボルの信号を送信することにより前記複数の基地局から移動局に下りリンクの協調伝送を行うことができる移動通信システムであって、
前記複数の基地局は、前記下りリンクの協調伝送を開始するときに、前記下りリンクの協調伝送を行うときの前記セル固有参照信号の送信電力を、前記下りリンクの協調伝送を行わないときよりも低減するように制御し、前記下りリンクの協調伝送を終了した後、前記セル固有参照信号の送信電力を、前記下りリンクの協調伝送を行わないときの送信電力に戻すように制御することを特徴とする移動通信システム。 - 請求項１の移動通信システムにおいて、
前記複数の基地局は、前記移動局から受信した通信品質情報に基づいて、前記セル固有参照信号の送信電力を低減するときの低減量又は低減率を調整するように制御することを特徴とする移動通信システム。 - 請求項１又は２の移動通信システムにおいて、
前記複数の基地局はそれぞれ、複数の送信アンテナを備え、各基地局の複数の送信アンテナから移動局に対して下りリンクの協調伝送ができるように構成され、
前記セル固有参照信号に使用されるリソースエレメントは、前記複数の基地局における複数の送信アンテナごとに互いに異なるように配置されていることを特徴とする移動通信システム。 - 複数の基地局のそれぞれから送信されるセル固有参照信号のリソースエレメントがセルＩＤに応じて時間軸及び周波数軸上に分散させて配置され、時間軸及び周波数軸上で前記セル固有参照信号のリソースエレメントと同じ位置に配置されたリソースエレメントを使ってデータシンボルの信号を送信することにより前記複数の基地局から移動局に下りリンクの協調伝送を行うことができる移動通信システムを構成する基地局装置であって、
前記下りリンクの協調伝送を開始するときに、前記下りリンクの協調伝送を行うときの前記セル固有参照信号の送信電力を、前記下りリンクの協調伝送を行わないときよりも低減するように制御し、前記下りリンクの協調伝送を終了した後、前記セル固有参照信号の送信電力を、前記下りリンクの協調伝送を行わないときの送信電力に戻すように制御する制御手段を備えたことを特徴とする基地局装置。 - 請求項４の基地局装置において、
前記制御手段は、前記移動局から受信した通信品質情報に基づいて、前記セル固有参照信号の送信電力を低減するときの低減量又は低減率を調整するように制御することを特徴とする基地局装置。 - 請求項４又は５の基地局装置において、
複数の送信アンテナを備え、各基地局の複数の送信アンテナから移動局に対して下りリンクの協調伝送ができるように構成され、
前記セル固有参照信号に使用されるリソースエレメントは、前記複数の基地局における複数の送信アンテナごとに互いに異なるように配置されていることを特徴とする基地局装置。
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