JP6087223B2 - 基地局、通信制御方法、及びプロセッサ - Google Patents

Description

本発明は、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて用いられる基地局、通信制御方法、及びプロセッサに関する。

移動通信システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で仕様が策定されているＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムは、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする（非特許文献１参照）。例えば、基地局は、一のユーザ端末に対してビームを向けるビームフォーミングを行いつつ、他のユーザ端末に対してヌルを向けるヌルステアリングを行う。これにより、干渉を抑圧しながら、無線リソースの利用効率を向上させることができる。

下りリンク・マルチアンテナ伝送の一形態として、ＣＢ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）−ＣｏＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ）がある。ＣＢ−ＣｏＭＰにおいて、セルを管理する基地局は、自セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、隣接セルと接続するヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信する。そして、基地局は、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を、ヌルステアリング対象端末とペアをなすペア端末として選出する。

３ＧＰＰ技術仕様書 「ＴＳ３６．３００ Ｖ１１．５．０」 ２０１３年３月

しかしながら、基地局は、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末が存在しない場合には、ヌルステアリング対象端末とペアをなすペア端末を選出できない。この場合、下りリンク・マルチアンテナ伝送を有効に活用することができないという問題があった。

そこで、本発明は、下りリンク・マルチアンテナ伝送を有効に活用可能な基地局、通信制御方法、及びプロセッサを提供することを目的とする。

第１の特徴に係る基地局は、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて、セルを管理する。前記基地局は、前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信する受信部と、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を、前記ヌルステアリング対象端末とペアをなすペア端末として選出する制御部と、を備える。前記ビームフォーミング制御情報は、前記下りリンク・マルチアンテナ伝送に適用することが推奨される信号系列数を示すランクインジケータを含む。前記制御部は、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末が存在しない場合には、予め規定されたランクインジケータを含んだ前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を前記ペア端末として選出する。

第２の特徴に係る通信制御方法は、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて用いられる。前記通信制御方法は、セルを管理する基地局が、前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信するステップと、前記基地局が、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を、前記ヌルステアリング対象端末とペアをなすペア端末として選出するステップと、を備える。前記ビームフォーミング制御情報は、前記下りリンク・マルチアンテナ伝送に適用することが推奨される信号系列数を示すランクインジケータを含む。前記選出するステップにおいて、前記基地局は、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末が存在しない場合には、予め規定されたランクインジケータを含んだ前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を前記ペア端末として選出する。

第３の特徴に係るプロセッサは、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて、セルを管理する基地局に備えられる。前記プロセッサは、前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信する処理と、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を、前記ヌルステアリング対象端末とペアをなすペア端末として選出する処理と、を実行する。前記ビームフォーミング制御情報は、前記下りリンク・マルチアンテナ伝送に適用することが推奨される信号系列数を示すランクインジケータを含む。前記選出する処理において、前記プロセッサは、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末が存在しない場合には、予め規定されたランクインジケータを含んだ前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を前記ペア端末として選出する。

本発明によれば、下りリンク・マルチアンテナ伝送を有効に活用可能な基地局、通信制御方法、及びプロセッサを提供できる。

実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。 実施形態に係るＵＥのブロック図である。 実施形態に係るｅＮＢのブロック図である。 実施形態に係る無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。 実施形態に係る無線フレームの構成図である。 実施形態に係るＣＢ−ＣｏＭＰを説明するための図である。 実施形態に係るＣＢ−ＣｏＭＰを説明するための図である。 実施形態に係るビームフォーミング制御情報と干渉レベルとの関係を説明するための図である。 実施形態に係るｅＮＢの動作フロー図である。 実施形態の変更例に係るＭＵ−ＭＩＭＯを説明するための図である。 実施形態の変更例に係るＭＵ−ＭＩＭＯを説明するための図である。

［実施形態の概要］
実施形態に係る基地局は、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて、セルを管理する。前記基地局は、前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信する受信部と、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を、前記ヌルステアリング対象端末とペアをなすペア端末として選出する制御部と、を備える。前記ビームフォーミング制御情報は、前記下りリンク・マルチアンテナ伝送に適用することが推奨される信号系列数を示すランクインジケータを含む。前記制御部は、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末が存在しない場合には、予め規定されたランクインジケータを含んだ前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を前記ペア端末として選出する。

実施形態では、前記予め規定されたランクインジケータは、前記移動通信システムにおいて利用可能な複数のランクインジケータのうち、前記信号系列数が最も多いランクインジケータである。

或いは、実施形態では、前記予め規定されたランクインジケータは、前記移動通信システムにおいて利用可能な複数のランクインジケータのうち、前記移動通信システムにおいて利用可能な複数のプリコーダ行列インジケータのそれぞれと組み合わせた場合における与干渉レベルのばらつきが最も小さいランクインジケータである。

実施形態に係る通信制御方法は、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて用いられる。前記通信制御方法は、セルを管理する基地局が、前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信するステップと、前記基地局が、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を、前記ヌルステアリング対象端末とペアをなすペア端末として選出するステップと、を備える。前記ビームフォーミング制御情報は、前記下りリンク・マルチアンテナ伝送に適用することが推奨される信号系列数を示すランクインジケータを含む。前記選出するステップにおいて、前記基地局は、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末が存在しない場合には、予め規定されたランクインジケータを含んだ前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を前記ペア端末として選出する。

実施形態に係るプロセッサは、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて、セルを管理する基地局に備えられる。前記プロセッサは、前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信する処理と、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を、前記ヌルステアリング対象端末とペアをなすペア端末として選出する処理と、を実行する。前記ビームフォーミング制御情報は、前記下りリンク・マルチアンテナ伝送に適用することが推奨される信号系列数を示すランクインジケータを含む。前記選出する処理において、前記プロセッサは、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末が存在しない場合には、予め規定されたランクインジケータを含んだ前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を前記ペア端末として選出する。

［実施形態］
以下において、本発明をＬＴＥシステムに適用する場合の実施形態を説明する。

（システム構成）
図１は、実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。図１に示すように、実施形態に係るＬＴＥシステムは、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ−ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０、及びＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）２０を備える。

ＵＥ１００は、ユーザ端末に相当する。ＵＥ１００は、移動型の通信装置であり、接続先のセル（サービングセル）との無線通信を行う。ＵＥ１００の構成については後述する。

Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、無線アクセスネットワークに相当する。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、ｅＮＢ２００（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ−Ｂ）を含む。ｅＮＢ２００は、基地局に相当する。ｅＮＢ２００は、Ｘ２インターフェイスを介して相互に接続される。ｅＮＢ２００の構成については後述する。

ｅＮＢ２００は、１又は複数のセルを管理しており、自セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。ｅＮＢ２００は、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能、ユーザデータのルーティング機能、モビリティ制御・スケジューリングのための測定制御機能などを有する。「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として使用される他に、ＵＥ１００との無線通信を行う機能を示す用語としても使用される。

ＥＰＣ２０は、コアネットワークに相当する。ＥＰＣ２０は、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）／Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）３００を含む。ＭＭＥは、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御などを行う。Ｓ−ＧＷは、ユーザデータの転送制御を行う。ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、Ｓ１インターフェイスを介してｅＮＢ２００と接続される。

図２は、ＵＥ１００のブロック図である。図２に示すように、ＵＥ１００は、複数のアンテナ１０１、無線送受信機１１０、ユーザインターフェイス１２０、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１３０、バッテリ１４０、メモリ１５０、及びプロセッサ１６０を備える。メモリ１５０及びプロセッサ１６０は、制御部を構成する。ＵＥ１００は、ＧＮＳＳ受信機１３０を有していなくてもよい。また、メモリ１５０をプロセッサ１６０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサ１６０’としてもよい。

複数のアンテナ１０１及び無線送受信機１１０は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機１１０は、プロセッサ１６０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換して複数のアンテナ１０１から送信する。また、無線送受信機１１０は、複数のアンテナ１０１が受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換してプロセッサ１６０に出力する。

ユーザインターフェイス１２０は、ＵＥ１００を所持するユーザとのインターフェイスであり、例えば、ディスプレイ、マイク、スピーカ、及び各種ボタンなどを含む。ユーザインターフェイス１２０は、ユーザからの操作を受け付けて、該操作の内容を示す信号をプロセッサ１６０に出力する。ＧＮＳＳ受信機１３０は、ＵＥ１００の地理的な位置を示す位置情報を得るために、ＧＮＳＳ信号を受信して、受信した信号をプロセッサ１６０に出力する。バッテリ１４０は、ＵＥ１００の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。

メモリ１５０は、プロセッサ１６０により実行されるプログラム、及びプロセッサ１６０による処理に使用される情報を記憶する。プロセッサ１６０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ１５０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、を含む。プロセッサ１６０は、さらに、音声・映像信号の符号化・復号を行うコーデックを含んでもよい。プロセッサ１６０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

図３は、ｅＮＢ２００のブロック図である。図３に示すように、ｅＮＢ２００は、複数のアンテナ２０１、無線送受信機２１０、ネットワークインターフェイス２２０、メモリ２３０、及びプロセッサ２４０を備える。メモリ２３０及びプロセッサ２４０は、制御部を構成する。

複数のアンテナ２０１及び無線送受信機２１０は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機２１０は、プロセッサ２４０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換して複数のアンテナ２０１から送信する。また、無線送受信機２１０は、複数のアンテナ２０１が受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換してプロセッサ２４０に出力する。

ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイスを介して隣接ｅＮＢ２００と接続され、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００と接続される。ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイス上で行う通信及びＳ１インターフェイス上で行う通信に用いられる。

メモリ２３０は、プロセッサ２４０により実行されるプログラム、及びプロセッサ２４０による処理に使用される情報を記憶する。プロセッサ２４０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ２３０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を含む。プロセッサ２４０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

図４は、ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。図４に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、ＯＳＩ参照モデルの第１層乃至第３層に区分されており、第１層は物理（ＰＨＹ）層である。第２層は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、及びＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層を含む。第３層は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層を含む。

物理層は、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。ｅＮＢ２００の物理層は、プリコーダ行列（送信アンテナウェイト）及びランク（信号系列数）を適用して下りリンク・マルチアンテナ伝送を行う。実施形態に係る下りリンク・マルチアンテナ伝送の詳細については後述する。ＵＥ１００の物理層とｅＮＢ２００の物理層との間では、物理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。

ＭＡＣ層は、データの優先制御、及びハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理などを行う。ＵＥ１００のＭＡＣ層とｅＮＢ２００のＭＡＣ層との間では、トランスポートチャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。ｅＮＢ２００のＭＡＣ層は、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式）及びＵＥ１００への割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。

ＲＬＣ層は、ＭＡＣ層及び物理層の機能を利用してデータを受信側のＲＬＣ層に伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣ層とｅＮＢ２００のＲＬＣ層との間では、論理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。

ＰＤＣＰ層は、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。

ＲＲＣ層は、制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。ＵＥ１００のＲＲＣ層とｅＮＢ２００のＲＲＣ層との間では、各種設定のための制御信号（ＲＲＣメッセージ）が伝送される。ＲＲＣ層は、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。ＵＥ１００のＲＲＣとｅＮＢ２００のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がある場合、ＵＥ１００は接続状態（ＲＲＣ接続状態）であり、そうでない場合、ＵＥ１００はアイドル状態（ＲＲＣアイドル状態）である。

ＲＲＣ層の上位に位置するＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）層は、セッション管理及びモビリティ管理などを行う。

図５は、ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。ＬＴＥシステムは、下りリンクにはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）、上りリンクにはＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）がそれぞれ適用される。

図５に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ１０個のサブフレームで構成される。各サブフレームは、時間方向に並ぶ２個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは１ｍｓであり、各スロットの長さは０．５ｍｓである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック（ＲＢ）を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。各リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。ＵＥ１００に割り当てられる無線リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより特定でき、時間リソースはサブフレーム（又はスロット）により特定できる。

下りリンクにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に制御信号を伝送するための物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）として使用される領域である。また、各サブフレームの残りの部分は、主にユーザデータを伝送するための物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）として使用できる領域である。

上りリンクにおいて、各サブフレームにおける周波数方向の両端部は、主に制御信号を伝送するための物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）として使用される領域である。各サブフレームにおける残りの部分は、主にユーザデータを伝送するための物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）として使用できる領域である。

（実施形態に係る動作）
（１）ＣＢ−ＣｏＭＰ
実施形態に係るＬＴＥシステムは、下りリンク・マルチアンテナ伝送の一形態であるＣＢ−ＣｏＭＰをサポートする。ＣＢ−ＣｏＭＰでは、複数のｅＮＢ２００が協調してビームフォーミング及びヌルステアリングを行う。

図６及び図７は、ＣＢ−ＣｏＭＰを説明するための図である。図６に示すように、ｅＮＢ２００−１及びｅＮＢ２００−２は、互いに隣接するセルを管理する。また、ｅＮＢ２００−１のセル及びｅＮＢ２００−２のセルは、同一の周波数に属する。

ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００−１のセルとの接続を確立した状態（接続状態）である。すなわち、ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００−１のセルをサービングセルとして通信を行う。

これに対し、ＵＥ１００−２は、ｅＮＢ２００−２のセルとの接続を確立した状態（接続状態）である。すなわち、ＵＥ１００−２は、ｅＮＢ２００−２のセルをサービングセルとして通信を行う。図６では、ｅＮＢ２００−２のセルとの接続を確立するＵＥ１００−２を１つのみ図示しているが、実環境では、複数のＵＥ１００−２がｅＮＢ２００−２のセルとの接続を確立している。

ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００−１のセル及びｅＮＢ２００−２のセルの境界領域に位置する。この場合、ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００−２のセルからの干渉の影響を受ける。ＵＥ１００−１に対してＣＢ−ＣｏＭＰを適用することにより、ＵＥ１００−１が受ける干渉を抑圧できる。

以下において、ＵＥ１００−１に対してＣＢ−ＣｏＭＰを適用する場合のＣＢ−ＣｏＭＰの通信手順について説明する。尚、ＣＢ−ＣｏＭＰが適用されるＵＥ１００−１は、「ＣｏＭＰ ＵＥ」と称されることがある。すなわち、ＵＥ１００−１は、ヌルステアリング対象端末に相当する。ＵＥ１００−１（ＣｏＭＰ ＵＥ）のサービングセルは、「アンカーセル」と称されることがある。

ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、サービングセルから受信する参照信号などに基づいて、自身に対してビームを向けるためのビームフォーミング制御情報をサービングセルにフィードバックする。実施形態では、ビームフォーミング制御情報は、プリコーダ行列インジケータ（ＰＭＩ）及びランクインジケータ（ＲＩ）を含む。ＰＭＩは、サービングセルに推奨されるプリコーダ行列（送信アンテナウェイト）を示すインジケータである。ＲＩは、サービングセルに推奨されるランク（信号系列数）を示すインジケータである。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、プリコーダ行列及びインジケータを関連付けたテーブル（コードブック）を保持しており、所望波の通信品質が向上するプリコーダ行列を選択し、選択したプリコーダ行列に対応するインジケータをＰＭＩとしてフィードバックする。

ＵＥ１００−１は、さらに、隣接セルから受信する参照信号などに基づいて、自身に対してヌルを向けるためのヌルステアリング制御情報をサービングセルにフィードバックする。実施形態では、ヌルステアリング制御情報は、ＢＣＩ（Ｂｅｓｔ Ｃｏｍｐａｎｉｏｎ ＰＭＩ）及びＲＩを含む。ＢＣＩは、隣接セルに推奨されるプリコーダ行列（送信アンテナウェイト）を示すインジケータである。ＵＥ１００−１は、プリコーダ行列及びインジケータを関連付けたテーブル（コードブック）を保持しており、干渉波の受信レベルが低減する、或いは所望波への影響が低減するプリコーダ行列を選択し、選択したプリコーダ行列に対応するインジケータをＢＣＩとしてフィードバックする。

ｅＮＢ２００−１は、ＵＥ１００−１からフィードバックされるヌルステアリング制御情報（ＢＣＩ、ＲＩ）をｅＮＢ２００−２に転送する。

ｅＮＢ２００−２は、自セルと接続する複数のＵＥ１００−２のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報（ＰＭＩ、ＲＩ）と、隣接セルと接続するＵＥ１００−１からフィードバックされるヌルステアリング制御情報（ＢＣＩ、ＲＩ）と、を受信する。そして、ｅＮＢ２００−２は、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２を、ＵＥ１００−１とペアをなすペアＵＥ（ペア端末）として選出する。実施形態では、「ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報」とは、ヌルステアリング制御情報に含まれるＢＣＩ及びＲＩの組み合わせと一致するＰＭＩ及びＲＩの組み合わせを含むビームフォーミング制御情報である。

ｅＮＢ２００−２は、ペアＵＥ（ＵＥ１００−２）を選出すると、ＵＥ１００−１に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースをペアＵＥに割り当てる。そして、ｅＮＢ２００−２は、ペアＵＥからフィードバックされたビームフォーミング制御情報（ＰＭＩ、ＲＩ）を適用してペアＵＥへの送信を行う。その結果、図７に示すように、ｅＮＢ２００−２は、ペアＵＥに対してビームを向けつつ、ＵＥ１００−１にヌルを向けて、ペアＵＥへの送信を行うことができる。

（２）ｅＮＢ２００−２の動作
（２．１）動作概要
上述したように、ｅＮＢ２００−２は、ＵＥ１００−１からフィードバックされるヌルステアリング制御情報（ＢＣＩ、ＲＩ）と合致するビームフォーミング制御情報（ＰＭＩ、ＲＩ）をフィードバックするＵＥ１００−２を、ＵＥ１００−１とペアをなすペアＵＥとして選出する。ここで、ＵＥ１００−１はヌルステアリング対象端末に相当し、ＵＥ１００−２はビームフォーミング対象端末に相当する。

しかしながら、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２が存在しない場合には、ｅＮＢ２００−２は、ＵＥ１００−１とペアをなすペアＵＥを選出できず、ＣＢ−ＣｏＭＰを適用できない。

そこで、ｅＮＢ２００−２は、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２が存在しない場合には、予め規定されたＲＩを含んだビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２をペアＵＥとして選出する。

実施形態では、予め規定されたＲＩとは、ＬＴＥシステムにおいて利用可能な複数のＲＩのうち、ランク（信号系列数）が最も多いＲＩである。ＬＴＥシステムでは、ランクは１から４まで規定されている。すなわち、１信号系列（ＲＩ＝１）から４信号系列（ＲＩ＝４）までの信号系列を多重送信するよう規定されている。

ここで、多重送信する信号系列数が多いほど、１つの信号系列当たりの電力密度が低くなる。よって、ＢＣＩと一致しないＰＭＩを適用して送信を行うことにより、ＵＥ１００−１にビームが向く場合であっても、ＵＥ１００−１における干渉レベルを低くすることができる。

言い換えると、予め規定されたＲＩとは、ＬＴＥシステムにおいて利用可能な複数のＲＩのうち、ＬＴＥシステムにおいて利用可能な複数のＰＭＩのそれぞれと組み合わせた場合における与干渉レベルのばらつきが最も小さいＲＩである。

図８は、ｅＮＢ２００−２が適用するビームフォーミング制御情報とＵＥ１００−１における干渉レベルとの関係を説明するための図である。図８は、ＵＥ１００−１がフィードバックするヌルステアリング制御情報と合致しないビームフォーミング制御情報を適用した場合のシミュレーション結果を図示している。

図８に示すように、１信号系列（ＲＩ＝１）の場合、１つの信号系列当たりの電力密度が高くなるため、ＵＥ１００−１における干渉レベルは、ｅＮＢ２００−２が適用するＰＭＩごとに大きく変化する。すなわち、ＲＩ＝１は、ＬＴＥシステムにおいて利用可能な複数のＰＭＩ（ＰＭＩ＝１〜１６）のそれぞれと組み合わせた場合における与干渉レベルのばらつきが最も大きい。

これに対し、４信号系列（ＲＩ＝４）の場合、１つの信号系列当たりの電力密度が低くなるため、ＵＥ１００−１における干渉レベルは、ｅＮＢ２００−２が適用するＰＭＩにかかわらず余り変化しない。すなわち、ＲＩ＝４は、ＬＴＥシステムにおいて利用可能な複数のＰＭＩ（ＰＭＩ＝１〜１６）のそれぞれと組み合わせた場合における与干渉レベルのばらつきが最も小さい。

よって、ＵＥ１００−１がフィードバックするヌルステアリング制御情報と合致しないビームフォーミング制御情報を適用する場合において、ＲＩ＝４を含むビームフォーミング制御情報を適用することにより、ＵＥ１００−１における干渉レベルを低くすることができる。

（２．２）動作フロー
図９は、実施形態に係るｅＮＢ２００−２の動作フロー図である。本フローに先立ち、ｅＮＢ２００−２の無線送受信機２１０は、自セルと接続する複数のＵＥ１００−２のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報（ＰＭＩ、ＲＩ）を受信している。また、ｅＮＢ２００−２のネットワークインターフェイス２２０は、隣接セルと接続するＵＥ１００−１（ＣｏＭＰ ＵＥ）からフィードバックされるヌルステアリング制御情報（ＢＣＩ、ＲＩ）をｅＮＢ２００−１経由で受信している。実施形態では、無線送受信機２１０及びネットワークインターフェイス２２０は、ビームフォーミング制御情報及びヌルステアリング制御情報を受信する受信部を構成する。

図９に示すように、ステップＳ１００において、ｅＮＢ２００−２のプロセッサ２４０は、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２を探索する。

ステップＳ１０１において、ｅＮＢ２００−２のプロセッサ２４０は、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２が存在するか否かを確認する。

ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２が存在する場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ステップＳ１０２において、ｅＮＢ２００−２のプロセッサ２４０は、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２をＵＥ１００−１（ＣｏＭＰ ＵＥ）のペアＵＥとして選出する。

これに対し、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２が存在しない場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３において、ｅＮＢ２００−２のプロセッサ２４０は、ＲＩ＝４を含むビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２が存在するか否かを確認する。

ＲＩ＝４を含むビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２が存在しない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、適切なペアＵＥを選出できないため、ＣＢ−ＣｏＭＰの適用を停止する。例えば、ｅＮＢ２００−２は、ＵＥ１００−１（ＣｏＭＰ ＵＥ）に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースを自セル内で割り当てないようにする。

これに対し、ＲＩ＝４を含むビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２が存在する場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０４において、ｅＮＢ２００−２のプロセッサ２４０は、ＲＩ＝４を含むビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２をＵＥ１００−１（ＣｏＭＰ ＵＥ）のペアＵＥとして選出する。

ｅＮＢ２００−２は、ペアＵＥ（ＵＥ１００−２）を選出すると、ＵＥ１００−１に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースをペアＵＥに割り当てる。そして、ｅＮＢ２００−２は、ペアＵＥからフィードバックされたビームフォーミング制御情報（ＰＭＩ、ＲＩ）を適用してペアＵＥへの送信を行う。その結果、図７に示すように、ｅＮＢ２００−２は、ペアＵＥに対してビームを向けつつ、ＵＥ１００−１にヌルを向けて、ペアＵＥへの送信を行うことができる。

［実施形態の変更例］
上述した実施形態では、下りリンク・マルチアンテナ伝送の一形態であるＣＢ−ＣｏＭＰに本発明を適用する一例を説明したが、下りリンク・マルチアンテナ伝送の他の形態であるＭＵ（Ｍｕｌｔｉ Ｕｓｅｒ）−ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）に本発明を適用してもよい。実施形態の変更例では、本発明をＭＵ−ＭＩＭＯに適用するケースについて説明する。

図１０及び図１１は、ＭＵ−ＭＩＭＯを説明するための図である。図１０に示すように、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、ｅＮＢ２００のセルとの接続を確立した状態（接続状態）である。すなわち、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、ｅＮＢ２００のセルをサービングセルとして通信を行う。図１０では、ｅＮＢ２００のセルとの接続を確立するＵＥ１００を２つのみ図示しているが、実環境では、３以上のＵＥ１００がｅＮＢ２００のセルとの接続を確立している。

以下において、ＵＥ１００−１に対してＭＵ−ＭＩＭＯを適用する場合のＭＵ−ＭＩＭＯの通信手順について説明する。ここで、ＵＥ１００−１はヌルステアリング対象端末に相当し、ＵＥ１００−２はビームフォーミング対象端末に相当する。尚、上述した実施形態と重複する説明については省略する。

ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、サービングセルから受信する参照信号などに基づいて、自身に対してビームを向けるためのビームフォーミング制御情報をサービングセルにフィードバックする。ビームフォーミング制御情報は、ＰＭＩ及びＲＩを含む。

ＵＥ１００−１は、さらに、サービングセルから受信する参照信号などに基づいて、自身に対してヌルを向けるためのヌルステアリング制御情報をサービングセルにフィードバックする。ヌルステアリング制御情報は、ＢＣＩ（Ｂｅｓｔ Ｃｏｍｐａｎｉｏｎ ＰＭＩ）及びＲＩを含む。

ｅＮＢ２００は、自セルと接続する複数のＵＥ１００−２のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報（ＰＭＩ、ＲＩ）と、自セルと接続するＵＥ１００−１からフィードバックされるヌルステアリング制御情報（ＢＣＩ、ＲＩ）と、を受信する。そして、ｅＮＢ２００は、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２を、ＵＥ１００−１とペアをなすペアＵＥ（ペア端末）として選出する。

ｅＮＢ２００は、ペアＵＥ（ＵＥ１００−２）を選出すると、ＵＥ１００−１に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースをペアＵＥに割り当てる。そして、ｅＮＢ２００は、ペアＵＥからフィードバックされたビームフォーミング制御情報（ＰＭＩ、ＲＩ）を適用してペアＵＥへの送信を行う。その結果、図１１に示すように、ｅＮＢ２００は、ペアＵＥに対してビームを向けつつ、ＵＥ１００−１にヌルを向けて、ペアＵＥへの送信を行うことができる。

本変更例では、ｅＮＢ２００の動作フローは、上述した実施形態（図９参照）と同様である。具体的には、ｅＮＢ２００は、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２が存在しない場合には、予め規定されたＲＩを含んだビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２をペアＵＥとして選出する。予め規定されたＲＩとは、ＬＴＥシステムにおいて利用可能な複数のＲＩのうち、ランク（信号系列数）が最も多いＲＩである。或いは、予め規定されたＲＩとは、ＬＴＥシステムにおいて利用可能な複数のＲＩのうち、ＬＴＥシステムにおいて利用可能な複数のＰＭＩのそれぞれと組み合わせた場合における与干渉レベルのばらつきが最も小さいＲＩである。

［その他の実施形態］
上述した実施形態では、ＵＥ１００−１が送信するヌルステアリング制御情報は、ｅＮＢ２００−１を介してｅＮＢ２００−２に間接的にフィードバックされていたが、ｅＮＢ２００−１を介さずにｅＮＢ２００−２に直接的にフィードバックされてもよい。

上述した実施形態及びその変更例では、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２が存在しない場合で、かつ、ＲＩ＝４を含むビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２が存在しない場合には、ＣＢ−ＣｏＭＰの適用を停止していたが、これに代えて、ＲＩ＝３を含むビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２をペアＵＥとして選出してもよい。

上述した実施形態及びその変更例では、ヌルステアリング制御情報の一例としてＢＣＩについて説明したが、ＢＣＩに代えてＷＣＩ（Ｗｏｒｓｔ Ｃｏｍｐａｎｉｏｎ ＰＭＩ）を使用してもよい。ＷＣＩは、干渉源からの干渉レベルが高くなるプリコーダ行列を示すインジケータである。ｅＮＢ２００は、複数のＵＥ１００−２のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報（ＰＭＩ、ＲＩ）と、ＵＥ１００−１からフィードバックされるヌルステアリング制御情報（ＷＣＩ、ＲＩ）と、を受信する。そして、ｅＮＢ２００は、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２を、ＵＥ１００−１とペアをなすペアＵＥ（ペア端末）として選出する。この場合、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報とは、ヌルステアリング制御情報に含まれるＷＣＩと一致しないＰＭＩを含む、又は、ヌルステアリング制御情報に含まれるＲＩと一致するＲＩを含むビームフォーミング制御情報である。

上述した実施形態では、セルラ通信システムの一例としてＬＴＥシステムを説明したが、ＬＴＥシステムに限定されるものではなく、ＬＴＥシステム以外のシステムに本発明を適用してもよい。

１０…Ｅ−ＵＴＲＡＮ、２０…ＥＰＣ、１００…ＵＥ、１０１…アンテナ、１１０…無線送受信機、１２０…ユーザインターフェイス、１３０…ＧＮＳＳ受信機、１４０…バッテリ、１５０…メモリ、１６０…プロセッサ、２００…ｅＮＢ、２０１…アンテナ、２１０…無線送受信機、２２０…ネットワークインターフェイス、２３０…メモリ、２４０…プロセッサ、３００…ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ

Claims (5)

1. 下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて、セルを管理する基地局であって、
   前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信する受信部と、
   前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を、前記ヌルステアリング対象端末とペアをなすペア端末として選出する制御部と、を備え、
   前記ビームフォーミング制御情報は、前記下りリンク・マルチアンテナ伝送に適用することが推奨される信号系列数を示すランクインジケータを含み、
   前記制御部は、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末が存在しない場合には、予め規定されたランクインジケータを含んだ前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を前記ペア端末として選出することを特徴とする基地局。
2. 前記予め規定されたランクインジケータは、前記移動通信システムにおいて利用可能な複数のランクインジケータのうち、前記信号系列数が最も多いランクインジケータであることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
3. 前記予め規定されたランクインジケータは、前記移動通信システムにおいて利用可能な複数のランクインジケータのうち、前記移動通信システムにおいて利用可能な複数のプリコーダ行列インジケータのそれぞれと組み合わせた場合における与干渉レベルのばらつきが最も小さいランクインジケータであることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
4. 下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて用いられる通信制御方法であって、
   セルを管理する基地局が、前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信するステップと、
   前記基地局が、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を、前記ヌルステアリング対象端末とペアをなすペア端末として選出するステップと、を備え、
   前記ビームフォーミング制御情報は、前記下りリンク・マルチアンテナ伝送に適用することが推奨される信号系列数を示すランクインジケータを含み、
   前記選出するステップにおいて、前記基地局は、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末が存在しない場合には、予め規定されたランクインジケータを含んだ前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を前記ペア端末として選出することを特徴とする通信制御方法。
5. 下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて、セルを管理する基地局に備えられるプロセッサであって、
   前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信する処理と、
   前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を、前記ヌルステアリング対象端末とペアをなすペア端末として選出する処理と、を実行し、
   前記ビームフォーミング制御情報は、前記下りリンク・マルチアンテナ伝送に適用することが推奨される信号系列数を示すランクインジケータを含み、
   前記選出する処理において、前記プロセッサは、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末が存在しない場合には、予め規定されたランクインジケータを含んだ前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を前記ペア端末として選出することを特徴とするプロセッサ。

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