JP6213137B2 - 移動局、及び受信品質測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動局、及び受信品質測定方法に関する。

近年、無線通信技術の発達に伴い、ＬＴＥ（Long Term Evolution）を更に高性能化させた規格であるＬＴＥ−Advancedが開発されつつある。ＬＴＥ−Advancedでは、大きなエリアをカバーするマクロセルと、小さなエリアをカバーするフェムトセルとが同一周波数で混在するＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）が想定されている。図８は、ＨｅｔＮｅｔのセル構成を示す図である。図８に示す様に、ＨｅｔＮｅｔでは、大きなエリアをカバーするマクロセルＣ１１内に、小さなエリアをカバーする同一周波数帯域のフェムトセルＣ１２、Ｃ１３が、複数存在する。ＬＴＥ−Advancedでは、基地局から移動局へのＤＬ（DownLink）通信にＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が用いられるが、移動局がフェムトセルにおいて信号を受信する場合、マクロセルからの干渉により、受信品質が低下してしまうことがある。

そこで、セル間の干渉を低減するための技術として、ｅＩＣＩＣ（enhanced Inter-Cell Interference Coordination）と呼ばれる技術が導入されている。ｅＩＣＩＣでは、マクロセルとフェムトセルとが協調して、マクロセルからの送信信号を構成する複数のサブフレームの内、一部のサブフレームにおいてデータ信号の送信を停止することで、マクロセルからフェムトセルへの干渉を低減する。データ信号の送信が停止されるサブフレームはＡＢＳ（Almost Blank Subframe）と呼ばれ、これにより、フェムトセルに接続する移動局の受信品質は、改善する。

しかしながら、ｅＩＣＩＣでは、フェムトセルに接続する移動局以外の移動局は、ＡＢＳにおいてマクロセルからのデータ信号を受信することができない。そこで、ＬＴＥ−AdvancedのRelease-11以降では、マクロセルが、ＡＢＳにおいてデータ信号の送信を完全に停止するのではなく、通常よりも小さな電力で信号を送信する技術が提案されている。この技術は、ＦｅＩＣＩＣ（Further-enhanced Inter-Cell Interference Coordination）と呼ばれ、ＦｅＩＣＩＣにより、マクロセルに接続する移動局の通信が、他の移動局とフェムトセルとの通信により、妨げられることがない。

ＦｅＩＣＩＣによりセル間干渉は低減されるが、ＡＢＳを用いた干渉制御においても、サブフレーム内のＣＲＳ（Cell-specific Reference Signal）は、通常通り送信される。ＣＲＳは、基地局を識別する信号であり、ＣＲＳの配置は、各基地局の形成するセルのＩＤによって異なる。このため、通常はＣＲＳ間に干渉は発生しない。ところが、ＣＲＳはサブフレーム内の数シンボルにおいて６ＳＣ（Sub Carrier）間隔で配置されることから、セルＩＤを６で除算した余りが同じ値となるセル間では、ＣＲＳが同じ位置にマッピングされるため、干渉が発生してしまう。その結果、ＣＲＳの受信品質が低下する。

受信品質を示す指標の一つとしてＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）があるが、ＲＳＲＰは、ＣＲＳの平均受信信号電力であるため、ＣＲＳを用いて測定される。このため、上述したＣＲＳの受信品質の低下は、ＲＳＲＰの測定精度の低下を招く。ＣＲＳの受信品質を向上する技術としては、例えば、ＣＲＳ−ＩＣ（Interference Cancellation）がある。ＣＲＳ−ＩＣは、移動局の受信信号から、与干渉セル（以下、単に「干渉セル」と記す。）のＣＲＳをキャンセルし、干渉成分を含まない信号を得ることで、ＣＲＳの受信品質を改善することができる。このＣＲＳ−ＩＣを用いると、ＲＳＲＰの測定精度の低下を抑制することも可能となる。

3GPP LTE仕様書 TS36.211 v.11.3.0. 3GPP LTE仕様書 TS36.214 v.11.1.0. 3GPP LTE仕様書 TS36.300 v.11.6.0. "Macro-Femto Inter-Cell Interference Mitigation for 3GPP LTE-A Downlink," M.Huang and W.Xu, WCNC 2012 Workshop on Broadband Femtocell Technologies.

しかしながら、上述したＣＲＳ−ＩＣを用いたＲＳＲＰの測定方法によっても、正確なＲＳＲＰを測定することは困難である。なぜなら、移動局は、ＲＳＲＰを測定する際、受信信号の信号成分から、干渉セルの信号のレプリカを減算するが、この時に、測定対象セルの信号成分の一部も減算してしまうことがある。これにより、本来測定対象となるＲＳＲＰの一部が、測定対象から除外されることとなり、ＲＳＲＰが実際の値（以下、「理想値」と記す。）よりも小さく算出されてしまう。その結果、ＲＳＲＰの測定精度が低下する場合がある。

一方、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）におけるＲＳＲＰの規定では、ＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise）の伝搬環境において、上記理想値に対して一定の範囲内に、ＲＳＲＰ測定値の９０％以上が含まれることが要求される。ＣＲＳ−ＩＣを用いてＲＳＲＰを測定しても、ＲＳＲＰが理想値より小さく算出される傾向があると、この規定を満たすことができない場合があり、問題となる。

また、ＣＲＳ−ＩＣを用いた従来のＲＳＲＰ測定方法では、本来測定されるべきＲＳＲＰの一部が、測定対象から除外されるため、実際よりも低い値のＲＳＲＰが、移動局から基地局に報告されることとなる。これにより、本来不要なタイミングでハンドオーバが実行される、あるいは、ハンドオーバが高頻度となり接続先のバタつきが発生する等、ハンドオーバが適切に行われないといった問題が生じる。その結果、移動局において、受信品質が低下したり、基地局との接続が不安定となる。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、受信品質の測定精度を向上することのできる移動局、及び受信品質測定方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願の開示する移動局は、一つの態様において、算出部と調整部と推定部と測定部とを有する。前記算出部は、干渉セルのチャネル推定に用いる重み行列を算出する。前記調整部は、前記算出部により算出された重み行列の各成分の内、対角成分が、該対角成分以外の成分よりも小さい値となる様に、前記各成分の値を調整する。前記推定部は、前記調整部により前記各成分の値が調整された重み行列を用いて、前記チャネル推定の値に含まれる雑音成分を抑制し、前記干渉セルのチャネル推定を行う。前記測定部は、前記推定部によるチャネル推定結果に基づき、前記干渉セルの信号を受信信号からキャンセルした信号に対して、測定対象セルの受信品質を測定する。

本願の開示する移動局の一つの態様によれば、受信品質の測定精度を向上することができる。

図１は、実施例１に係る移動局の機能的構成を示すブロック図である。 図２は、サブキャリアと重み係数との関係を示す図である。 図３は、移動局のハードウェア構成を示すブロック図である。 図４は、実施例２に係る移動局の機能的構成を示すブロック図である。 図５Ａは、移動局の静止時におけるＲＳＲＰ測定値の確率分布を示す図である。 図５Ｂは、Ｘ＝２．５［ｄＢ］とした場合の精度規定内確率を示す図である。 図６は、実施例１の変形例１に係る移動局の機能的構成を示すブロック図である。 図７は、実施例２の変形例２に係る移動局の機能的構成を示すブロック図である。 図８は、ＨｅｔＮｅｔのセル構成を示す図である。

以下に、本願の開示する移動局、及び受信品質測定方法の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する移動局、及び受信品質測定方法が限定されるものではない。

以下、本願の開示する一実施例に係る移動局の構成を説明する。図１は、実施例１に係る移動局１０の機能的構成を示すブロック図である。図１に示す様に、移動局１０は、パイロットパターン生成・キャンセル部１１と、干渉セルチャネル推定部１２と、チャネル推定重み行列算出部１３と、干渉セルレプリカ生成部１４と、受信信号算出部１５と、ＲＳＲＰ測定部１６と、重み行列調整部１７とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能な様に接続されている。

パイロットパターン生成・キャンセル部１１は、干渉セルＣ１の補助情報（例えば、セルＩＤ、送信アンテナ数等）を用いて、干渉セルＣ１のＣＲＳ（パイロットパターン）行列Ｘ_２を生成すると共に、受信信号ベクトルｙに、上記行列Ｘ_２のエルミート転置行列を乗算する。かかる処理は、Zero-Forcing処理である。この処理に、雑音成分を抑圧する効果はない。

干渉セルチャネル推定部１２は、Zero-Forcing後のチャネル推定値の雑音成分を抑圧することで、より精度の高いチャネル推定値を求める。以下に詳述する。

干渉セルＣ１のチャネル推定の技術として、複数のサブキャリアのZero-Forcing後のチャネル推定値を重み付け平均する方法がある。ここで、Ｎ個のサブキャリアのZero-Forcing後のチャネル推定値を下記数式（１）とする。また、サブキャリア#１の重み付け平均化後のチャネル推定値を求めるために、Ｎ個のサブキャリアのZero-Forcing後のチャネル推定値に乗算する重み係数を下記数式（２）とする。

ここで、図２は、サブキャリアと重み係数との関係を示す図であり、サブキャリア#１の重み付け平均化後のチャネル推定値を求める様子を表している。図２に示す様に、パイロットパターン生成・キャンセル部１１は、Zero-Forcing後のチャネル推定値の各々に対し、サブキャリアＮ個分の重み係数を乗算し、各乗算結果を加算することで、雑音成分の抑圧を図る。

サブキャリア#ｋの重み付け平均化後のチャネル推定値は、下記数式（３）により表される。

例えば、サブキャリア#１の重み付け平均化後のチャネル推定値は、下記数式（４）により表される。

Ｎ個のサブキャリアのZero-Forcing後のチャネル推定値、及びＮ個のサブキャリアの重み付け平均化後のチャネル推定値は、ベクトルとして、それぞれ下記数式（５）により表される。

また、全てのサブキャリアの重み付け平均化後のチャネル推定値を求めるために、Ｎ個のサブキャリアのZero-Forcing後のチャネル推定値に乗算する重みは、行列として、下記数式（６）により表される。

このときの重み係数と重み行列との関係は、下記数式（７）により表される。

また、重み付け平均化後のチャネル推定値は、下記数式（８）により表される。

なお、チャネル推定の重み行列を求める方法には、例えば、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）がある。一般的に、重み係数は、算出対象のサブキャリアの重みが最も大きく、算出対象から離れる程、サブキャリアの重みは次第に小さくなる。但し、伝搬路が周波数方向にフラットであれば、全ての重み係数が同じ値であってもよい。

次に、上記ＣＲＳ−ＩＣを用いたＲＳＲＰ測定方法について解析する。ＲＳ（Reference Signal）サブキャリア#ｋにおける測定対象セルのＣＲＳをｘ_１，ｋ、チャネルをｈ_１，ｋ、干渉セルＣ１のＣＲＳをｘ_２，ｋ、チャネルをｈ_２，ｋ、雑音をｎ_ｋとすると、受信信号ｙ_ｋは、下記数式（９）により表される。

ここで、複数のサブキャリアを纏めて扱うために、上記数式（９）を行列により表現すると、下記数式（１０）の様になる。なお、Ｎはサブキャリア数である。

上記数式（１０）の各行列・ベクトルを下記数式（１１）の様に表すと、上記数式（１０）は、下記数式（１２）の様に表される。

その後、パイロットパターン生成・キャンセル部１１は、受信信号ベクトルｙに、干渉セルＣ１のＣＲＳの行列Ｘ_２のエルミート転置行列を乗算することで、Zero-Forcingを実行する。Zero-Forcing実行後のチャネル推定値は、下記数式（１３）により表される。

上記数式（１３）では、ＣＲＳのサブキャリア当たりの送信電力を“１”と仮定すると、下記数式（１４）が成立することを用いている。

干渉セルチャネル推定部１２は、下記数式（１５）を用いて、サブキャリア間での平均化を行うことで、チャネル推定値に含まれる雑音成分を抑制する。

チャネル推定重み行列算出部１３は、下記数式（１６）により表されるチャネル推定重み行列Ｗを算出する。

ここで、上記ＲＳサブキャリア#ｋの平均化後のチャネル推定値は、下記数式（１７）により表される。

次に、干渉セルレプリカ生成部１４は、上記チャネル推定値と干渉セルＣ１のＣＲＳパターンとを乗算して、干渉セルＣ１の信号のレプリカｒ_２を生成する。レプリカｒ_２は、下記数式（１８）により表される。

次いで、受信信号算出部１５は、上記レプリカｒ_２を元の受信信号ｙから減算することで、干渉信号を含まない受信信号ベクトルｚを得る。受信信号ベクトルｚは、下記数式（１９）により表される。

ＲＳＲＰ測定部１６は、測定対象セルのＣＲＳパターンをキャンセルし、チャネル推定値を求めるために、Zero-Forcing処理を実行する。すなわち、ＲＳＲＰ測定部１６は、下記数式（２０）に示す様に、干渉信号を含まない受信信号ベクトルｚに対し、測定対象セルのＣＲＳの行列のエルミート転置行列を乗算する。

なお、上記数式（２０）では、ＣＲＳのサブキャリア当たりの送信電力を“１”と仮定すると、下記数式（２１）が成立することを用いている。

続いて、ＲＳＲＰ測定部１６は、上記数式（２０）による算定結果を、下記数式（２２）により、複数のＯＦＤＭシンボルに渡って平均化することで、チャネル推定値に含まれる雑音成分を抑制する。

ここで、＜ ＞_{ｎ，Ｘ１，Ｘ２}は、十分に長い区間に渡ってｎ，Ｘ_１，Ｘ_２をランダムな変数とみなし、その他の変数を定数とみなして、＜ ＞内の変数を平均化することを表す。なお、上記ｎ，Ｘ_１，Ｘ_２は、それぞれ独立した変数であり、下記数式（２３）に示す様に、平均値は全て０となる。

更に、ＲＳＲＰ測定部１６は、下記数式（２４）に示す様な式変形を行い、Ωを定義する。なお、ｄｉａｇＷは、行列Ｗの対角成分以外の値を０とした行列である。

ＲＳＲＰ測定部１６は、上述した一連の数式（３）〜（２４）により算定されたチャネル推定値を、下記数式（２５）により電力化する。

ＲＳＲＰは、電力をｄＢで表現したものであることから、ＣＲＳ−ＩＣを用いて測定されたＲＳＲＰであるＲＳＲＰ_ｅｓｔは、下記数式（２６）により表される。

また、電力の理想値Ｐ_{ｉｄｅａｌ}は、雑音を含まないチャネル値を用いて、下記数式（２７）により算出される。

従って、ＲＳＲＰの理想値であるＲＳＲＰ_{ｉｄｅａｌ}は、下記数式（２８）により表される。

ここで、上記数式（２５）と上記数式（２７）とを比較すると、ＣＲＳ−ＩＣを用いて測定された電力値Ｐ_ｅｓｔは、理想値Ｐ_{ｉｄｅａｌ}と比較して、（Ｉ−Ω）^Ｈ（Ｉ−Ω）の分だけ、電力値が小さくなる。上記Ωは、干渉セルＣ１のチャネル推定に用いた重み行列の対角成分であることから、ＲＳＲＰ測定部１６は、該対角成分を極力小さい値（例えば、０）に近付けることで、電力値Ｐ_ｅｓｔを、理想値Ｐ_{ｉｄｅａｌ}に近付けることができる。以下詳細に説明する。

上記数式（１８）において、あるＲＳサブキャリア#ｋにつき、下記数式（２９）が成立する。

上記数式（２９）において、第１項は、本来算出したい干渉セルＣ１の信号であり、第２項は、同一ＲＳサブキャリア#ｋ上の測定対象セルの信号である。また、第３項は、干渉セルＣ１の信号と測定対象セルの信号との相関を示し、第４項は、雑音である。但し、これらの項の内、第３項及び第４項は、平均的には０に近い値となるため、無視できる。よって、ＲＳＲＰ測定部１６は、干渉セルＣ１のレプリカ（第１項）を求めたはずが、測定対象セルの信号（第２項）も含まれてしまう懸念がある。これにより、ＲＳＲＰ測定部１６は、上記数式（１９）において、受信信号から干渉セルＣ１の信号のレプリカを引く際に、測定対象セルの信号成分の一部も引かれてしまう。その結果、下記数式（３０）の第１項に示す様に、本来は算入されるべき一部の電力が失われた状態で、電力値が測定されてしまう可能性がある。

上述した様に、ＣＲＳ−ＩＣを用いたＲＳＲＰの測定では、干渉セルＣ１のチャネル推定に用いる重み行列の対角成分に応じて、ＲＳＲＰが、理想値よりも小さくなる。そこで、本実施例に係る移動局１０は、重み行列調整部１７により、干渉セルチャネル推定部１２にて用いられる重み行列の各成分を調整する。具体的には、重み行列調整部１７は、上記対角成分の電力が、非対角成分の電力と比較して、より小さくなる様に、上記各成分を調整する。

ここで、非対角成分はそのままで、対角成分の電力が０である行列を想定すると、チャネル推定行列Ｗ_{ＣＲＳ−ＩＣ}は、下記数式（３１）の様に表される。

更に、チャネル推定行列Ｗ_{ＣＲＳ−ＩＣ}は、上記Ｗ（数式（６）参照）と上記Ω（数式（２４）参照）とを用いて、下記数式（３２）の様に表すこともできる。

上記数式（３２）を、上記数式（２２）のＷに代入すると、下記数式（３３）が成立する。

但し、上記数式（３３）では、下記数式（３４）に示す式変形を行っている。

上述の様に算出されたチャネル推定値ｈ_１は、電力化により、下記数式（３５）の様になり、その結果、電力Ｐの測定値Ｐ_{ＣＲＳ−ＩＣ}は、理想値Ｐ_{ｉｄｅａｌ}と一致することとなる。

なお、対角成分の電力値は０であることが好ましいが、完全に０でなくとも、非対角成分の電力値と比較して相対的に０に近似する場合には、移動局１０は、理想値に近い正確なＲＳＲＰの測定が可能である。

続いて、移動局１０のハードウェア構成を説明する。図３は、移動局１０のハードウェア構成を示すブロック図である。図３に示す様に、移動局１０は、ハードウェア的には、プロセッサ１０ａとメモリ１０ｂとＲＦ（Radio Frequency）回路１０ｃと表示装置１０ｄとを有する。ＲＦ回路１０ｃは、アンテナＡを有する。プロセッサ１０ａは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、メモリ１０ｂは、例えば、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）等のＲＡＭ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリである。表示装置１０ｄは、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬ（Electro Luminescence）である。機能的構成とハードウェア構成との対応関係に関し、図１に示した各機能的構成要素の内、パイロットパターン生成・キャンセル部１１と、干渉セルチャネル推定部１２と、チャネル推定重み行列算出部１３と、干渉セルレプリカ生成部１４と、受信信号算出部１５と、重み行列調整部１７とは、例えばプロセッサ１０ａ等の集積回路により実現される。また、ＲＳＲＰ測定部１６は、ＲＦ回路１０ｃにより実現される。

以上説明した様に、移動局１０は、チャネル推定重み行列算出部１３と干渉セルレプリカ生成部１４と重み行列調整部１７と干渉セルチャネル推定部１２とＲＳＲＰ測定部１６とを有する。チャネル推定重み行列算出部１３は、干渉セルＣ１のチャネル推定に用いる重み行列（例えば、数式（６）のＷ）を算出する。重み行列調整部１７は、チャネル推定重み行列算出部１３により算出された重み行列の各成分の内、対角成分が、該対角成分以外の成分（非対角成分）よりも小さい値となる様に、上記各成分の値を調整する。干渉セルチャネル推定部１２は、重み行列調整部１７により上記各成分の値が調整された重み行列を用いて、上記チャネル推定の値に含まれる雑音成分を抑制し、干渉セルＣ１のチャネル推定を行う。ＲＳＲＰ測定部１６は、干渉セルチャネル推定部１２によるチャネル推定結果に基づき、干渉セルレプリカ生成部１４により生成された干渉セルＣ１の信号を受信信号からキャンセルした信号に対して、受信品質を測定する。また、移動局１０において、重み行列調整部１７は、上記対角成分が０となる様に、上記各成分の値を調整するものとしてもよい。これにより、移動局１０は、受信品質の測定精度を向上することができる。

次に、実施例２について説明する。図４は、実施例２に係る移動局１０の機能的構成を示すブロック図である。図４に示す様に、実施例２に係る移動局１０は、重み行列調整部１７に代わりＲＳＲＰ補正部１８を有する点を除き、図１に示した実施例１に係る移動局１０と同様の構成を有する。従って、実施例２では、実施例１と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。

実施例２が実施例１と異なる点は、実施例１が干渉セルのチャネル推定値を理想値に近付ける方法であるのに対して、実施例２は従来通り測定されたＲＳＲＰ測定値を理想値に近付ける方法である。具体的には、実施例１では、移動局１０は、重み行列調整部１７により、干渉セルＣ１のチャネル推定に用いられる重み行列を調整する方法を採るものとした。これに対し、実施例２では、移動局１０は、一旦測定されたＲＳＲＰを、ＲＳＲＰ補正部１８により補正する方法を採る。以下においては、この様な実施例２に係る移動局１０のＲＳＲＰ測定処理を、実施例１との相違点を中心として説明する。

移動局１０のＲＳＲＰ補正部１８は、下記数式（３６）及び数式（３７）に基づき、ＲＳＲＰ測定部１６によりＣＲＳ−ＩＣを用いて測定されたＲＳＲＰを補正する。

以下、上記数式（３７）に示した補正値の算出方法を説明する。まず、ＣＲＳ−ＩＣを用いて算出された電力値Ｐ_ｅｓｔは、下記数式（３８）の様になる。

ここで、周波数方向のチャネルの変動が十分に小さいと仮定すると、下記数式（３９）が成立する。

更に、上記数式（３９）により、下記数式（４０）が成立する。

上記数式（４０）を用いてＲＳＲＰを算出すると、下記数式（４１）が成立する。該数式（４１）の第２項が、ＣＲＳ−ＩＣを用いたことによって生じたずれである。

ここで、電力の理想値Ｐ_{ｉｄｅａｌ}と、該値をｄＢ換算したＲＳＲＰ_{ｉｄｅａｌ}とは、それぞれ下記数式（４２）と数式（４３）とにより表される。

従って、下記数式（４４）が成立する。

上記数式（４４）から、ＣＲＳ−ＩＣを用いて測定されたＲＳＲＰ_ｅｓｔは、その理想値であるＲＳＲＰ_{ｉｄｅａｌ}と比較して、ΔＲＳＲＰの分だけ大きくなるといえる。

一般的には、下記数式（４５）が成立するので、上記ΔＲＳＲＰの値は負の数となり、上記ＲＳＲＰ_ｅｓｔは、上記ＲＳＲＰ_{ｉｄｅａｌ}よりも小さい値となる。

以上説明した様に、移動局１０は、チャネル推定重み行列算出部１３と干渉セルレプリカ生成部１４と干渉セルチャネル推定部１２とＲＳＲＰ測定部１６とＲＳＲＰ補正部１８とを有する。チャネル推定重み行列算出部１３は、干渉セルＣ１のチャネル推定に用いる重み行列（例えば、数式（６）のＷ）を算出する。干渉セルチャネル推定部１２は、チャネル推定重み行列算出部１３により算出された重み行列を用いて、上記チャネル推定の値に含まれる雑音成分を抑制し、干渉セルＣ１のチャネル推定を行う。ＲＳＲＰ測定部１６は、干渉セルチャネル推定部１２によるチャネル推定結果に基づき、干渉セルレプリカ生成部１４により生成された干渉セルＣ１の信号を受信信号からキャンセルした信号に対して、受信品質を測定する。ＲＳＲＰ補正部１８は、上記重み行列を用いて算出された補正値を用いて、ＲＳＲＰ測定部１６により測定された受信品質を補正する。これにより、移動局１０は、受信品質の測定精度を向上することができる。

次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照し、実施例１及び実施例２の効果を説明する。図５Ａは、移動局１０の静止時におけるＲＳＲＰ測定値の確率分布を示す図である。図５Ａでは、ｘ軸にＲＳＲＰの値が規定され、ｙ軸に確率密度分布ＰＤＦ（Probability Density Function）の値が規定されている。”干渉無し”は、ＣＲＳ−ＩＣによって完全に干渉セルの信号がキャンセルされた場合のＲＳＲＰ測定値の分布である。“ＣＲＳ−ＩＣ”は、従来のＣＲＳ−ＩＣを用いて測定されたＲＳＲＰ測定値の分布である。“実施例１”、“実施例２”は、本発明を用いて測定されたＲＳＲＰ測定値の分布である。“理想値”は、測定対象セルのＲＳＲＰであり、測定によって求めたい値である。“精度規定”は、理想値±ＸｄＢの範囲で、この範囲内に測定値の９０％以上が含まれることが要求される。図５ＡではＸ＝２．５［ｄＢ］としている。図５Ａに示す様に、ＰＤＦは、何れの実施例においても、ＣＲＳ−ＩＣによる測定と比較して、干渉無しに近い分布をとっている。すなわち、実施例１、２におけるＲＳＲＰ測定値は、ＣＲＳ−ＩＣを用いたＲＳＲＰ測定値と比較して、理想値からのずれが少なく、その分、３ＧＰＰの定める精度規定内に収まる確率が高い。図５Ｂは、Ｘ＝２．５［ｄＢ］とした場合の精度規定内確率を示す図である。図５Ｂに示す様に、実施例１、２の精度規定内確率は、それぞれ９４．２％、９４．４％であり、ＣＲＳ−ＩＣ（８９．５％）と比較して、高い値となっている。また、何れの実施例の場合も、精度規定内確率は、３ＧＰＰがＡＷＧＮ伝搬環境において要求する規定値である９０％を満たしている。

実施例１、２では、干渉セルが１つの場合を例示したが、上記各実施例に係るＲＳＲＰ測定技術は、移動局１０の周辺に干渉セルが複数存在する場合にも適用可能である。以下、図６、図７を参照しながら、干渉セルが２つの場合にも対応可能な移動局として、変形例１、２に係る移動局１０について説明する。

（変形例１）
図６は、実施例１の変形例１に係る移動局１０の機能的構成を示すブロック図である。図６に示す様に、変形例１に係る移動局１０は、実施例１にて説明したパイロットパターン生成・キャンセル部１１から受信信号算出部１５までの各機能構成部と重み行列調整部１７とを、２系統分有する。各機能構成部の機能は、実施例１と同様であるため、詳細な説明は省略するが、変形例１に係る移動局１０は、前段部分に、干渉セルＣ２の信号をキャンセルするための重み行列調整部１７ａを有し、後段部分に、別の干渉セルＣ３の信号をキャンセルするための重み行列調整部１７ｂを有する。この様に、移動局１０は、キャンセル対象の複数のセル各々に対し、独立に、チャネル推定重み行列の各成分を調整することで、干渉セルが複数存在する場合にも、ＲＳＲＰ値を正確に測定することができる。

上述した様に、上記干渉セルは複数存在し、移動局１０においては、重み行列調整部（１７ａ、１７ｂ）は、複数の干渉セルＣ２、Ｃ３の各々に対して独立に、上記各成分の値を調整するものとしてもよい。また、干渉セルチャネル推定部１２ａ、１２ｂは、複数の干渉セルＣ２、Ｃ３の各々に対して独立に、上記重み行列（例えば、数式（３１）のＷ_{ＣＲＳ−ＩＣ}）を用いたチャネル推定を行うものとしてもよい。更に、ＲＳＲＰ測定部１６は、上記チャネル推定の結果に基づき、複数の干渉セルＣ２、Ｃ３の信号を受信信号から順次キャンセルし、測定対象セルの受信品質を測定するものとしてもよい。これにより、移動局１０は、測定対象セルの周辺に干渉セルが複数存在する場合にも、受信品質の正確な測定が可能となる。

（変形例２）
図７は、実施例２の変形例２に係る移動局１０の機能的構成を示すブロック図である。図７に示す様に、変形例２に係る移動局１０は、重み行列調整部１７ａ、１７ｂに代わりＲＳＲＰ補正部１８を有する点を除き、変形例１に係る移動局１０と同様の構成を有する。従って、変形例２では、変形例１と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。変形例２においても変形例１と同様に、移動局１０は、最初に干渉セルＣ２の信号をキャンセルし、次に干渉セルＣ３の信号をキャンセルする。

但し、変形例２では、下記数式（４６）におけるΔＲＳＲＰの値（補正値）が、実施例２（数式（３７）参照）とは異なるため、以下、その算出方法について説明する。

まず、補正値算出の前提として、上記ＲＳサブキャリア#ｋにおける測定対象セルのＣＲＳをｘ_１，ｋ、チャネルをｈ_１，ｋ、干渉セルＣ２のＣＲＳをｘ_２，ｋ、チャネルをｈ_２，ｋ、干渉セルＣ３のＣＲＳをｘ_３，ｋ、チャネルをｈ_３，ｋ、雑音をｎ_ｋとする。このとき、受信信号ｙ_ｋは、下記数式（４７）の様に表される。

Ｎ個のサブキャリアをまとめた行列・ベクトルを下記数式（４８）の様に表すと、受信信号ベクトルｙは、下記数式（４９）の様に表される。

移動局１０のＲＳＲＰ測定部１６は、複数の干渉セルＣ２、Ｃ３に対してキャンセルの順位付けを行い、干渉セルＣ２、Ｃ３からの信号を順次キャンセルしていく。本実施例では、ＲＳＲＰ測定部１６は、まず、干渉セルＣ２をキャンセルし、次に、干渉セルＣ３をキャンセルし、その後、測定対象セルのＲＳＲＰを測定するものとする。

パイロットパターン生成・キャンセル部１１ａは、干渉セルＣ２のＣＲＳパターンをキャンセルし、チャネル推定値を求めるために、下記数式（５０）に示す様に、受信信号ベクトルに対し、干渉セルＣ２のＣＲＳの行列のエルミート転置行列を乗算する（Zero-Forcing処理）。

次に、干渉セルチャネル推定部１２ａは、下記数式（５１）に示す様に、サブキャリア間で平均化を行うことで、チャネル推定値に含まれる雑音成分を抑制する。

ここで、上記数式（５１）におけるＷ_２は、干渉セルＣ２のチャネルを推定するために算出された重み行列であり、下記数式（５２）により表される。

次に、干渉セルレプリカ生成部１４ａは、下記数式（５３）に示す様に、干渉セルＣ２のＣＲＳパターンとチャネル推定値ｈ_２との乗算により、干渉セルＣ２の信号のレプリカｒ_２を生成する。

受信信号算出部１５ａは、下記数式（５４）に示す様に、上記レプリカｒ_２を元の受信信号ｙから減算することで、干渉セルＣ２の信号を含まない受信信号ｚ_２を得る。

次に、パイロットパターン生成・キャンセル部１１ｂは、下記数式（５５）に示す様に、干渉セルＣ２の信号がキャンセルされた受信信号ベクトルに対し、干渉セルＣ３のＣＲＳの行列のエルミート転置行列を乗算する（Zero-Forcing処理）。これにより、干渉セルＣ３のＣＲＳパターンがキャンセルされ、チャネル推定値ｈ_３が算出される。

次に、干渉セルチャネル推定部１２ｂは、下記数式（５６）に示す様に、サブキャリア間で平均化を行うことで、チャネル推定値に含まれる雑音成分を抑制する。

ここで、上記数式（５６）におけるＷ_３は、干渉セルＣ３のチャネルを推定するために算出された重み行列であり、下記数式（５７）により表される。

次に、干渉セルレプリカ生成部１４ａは、下記数式（５８）に示す様に、干渉セルＣ３のＣＲＳパターンとチャネル推定値ｈ_３との乗算により、干渉セルＣ３の信号のレプリカｒ_３を生成する。

受信信号算出部１５ｂは、下記数式（５９）に示す様に、上記レプリカｒ_３を、干渉セルＣ２の信号がキャンセルされた受信信号ｚ_２から減算することで、干渉セルＣ２、Ｃ３の信号を含まない受信信号ｚ_３を得る。

次に、ＲＳＲＰ測定部１６は、下記数式（６０）に示す様に、干渉セルＣ２、Ｃ３の信号がキャンセルされた受信信号ベクトルに対し、測定対象セルのＣＲＳの行列のエルミート転置行列を乗算する（Zero-Forcing処理）。これにより、干渉セルＣ２、Ｃ３のＣＲＳパターンがキャンセルされ、チャネル推定値ｈ_１が算出される。

なお、上記数式（６０）では、ＣＲＳのサブキャリア当たりの送信電力を“１”と仮定すると、下記数式（６１）が成立することを用いている。

続いて、ＲＳＲＰ測定部１６は、上記数式（６０）による算定結果を、下記数式（６２）により、複数のＯＦＤＭシンボルに渡って平均化することで、チャネル推定値に含まれる雑音成分を抑制する。

更に、ＲＳＲＰ測定部１６は、下記数式（６３）に示す様な式変形を行い、Ω_２、Ω_３を定義する。なお、ｄｉａｇＷは、行列Ｗの対角成分以外の値を０とした行列である。

ＲＳＲＰ測定部１６は、上述した一連の数式（４６）〜（６３）により算定されたチャネル推定値を、下記数式（６４）により電力化する。

上述した様に、ＲＳＲＰは、電力をｄＢで表現したものであることから、ＣＲＳ−ＩＣを用いて測定されたＲＳＲＰであるＲＳＲＰ_ｅｓｔは、下記数式（６５）により表される。

上記数式（６４）に示した様に、複数の干渉セルＣ２、Ｃ３をキャンセルした電力値を理想値と比較すると、移動局１０のＲＳＲＰ測定部１６による測定値は、（Ｉ−Ω_２）^Ｈ（Ｉ−Ω_３）^Ｈ（Ｉ−Ω_３）（Ｉ−Ω_２）の分だけ小さく算出されることがわかる。なお、Ω_２、Ω_３は、それぞれ干渉セルＣ２、Ｃ３に対するチャネル推定に用いた重み行列の対角成分である。

従って、ＲＳＲＰ補正部１８は、ＲＳＲＰ測定部１６による測定値を、以下の手順で補正する。前提として、ＣＲＳ−ＩＣを用いて算出された電力値Ｐ_ｅｓｔは、下記数式（６６）により表される。

ここで、周波数方向のチャネル変動が十分に小さいと仮定すると、下記数式（６７）が成立する。

更に、上記数式（６７）により、下記数式（６８）が成立する。

上記数式（６８）を用いてＲＳＲＰを算出すると、下記数式（６９）が成立する。該数式（６９）の第２項が、ＣＲＳ−ＩＣを用いたことによって生じたずれである。

すなわち、ＲＳＲＰ補正部１８による補正値は、下記数式（７０）のΔＲＳＲＰと表すことができる。この補正値ΔＲＳＲＰは、各干渉セルＣ２、Ｃ３のチャネル推定に用いた重み行列の対角成分によって決定され、信号をキャンセルするセルの順番による影響を受けない。

上述した様に、移動局１０は、測定対象セルの周辺に干渉セルが複数存在する場合にも、受信品質を正確に測定することが可能となる。

なお、上記変形例１、２では、キャンセル対象の干渉セルが２つの場合について説明したが、干渉セルは３つ以上であってもよい。また、上記各実施例及び各変形例では、移動局１０として、スマートフォンを想定して説明したが、本発明は、スマートフォンに限らず、携帯電話、Personal Digital Assistant（ＰＤＡ）等、受信品質を測定可能な様々な通信機器に対して適用可能である。また、受信品質についても、ＲＳＲＰ値に限らず、例えば、電波強度を表すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）値や、ＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio）値、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）値であってもよい。あるいは、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）、ＲＩ（Rank Indicator）、ＬＩ（Layer Indicator）等のＣＳＩ（Channel State Information)であってもよい。

また、図１に示した移動局１０の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は、図示のものに限らず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することもできる。例えば、移動局１０の受信信号算出部１５とＲＳＲＰ測定部１６、あるいは、干渉セルチャネル推定部１２と干渉セルレプリカ生成部１４をそれぞれ１つの構成要素として統合してもよい。また、実施例１において、移動局１０は、重み行列調整部１７を、前段のチャネル推定重み行列算出部１３または後段の干渉セルチャネル推定部１２に組み入れるものとしてもよい。同様に、実施例２において、移動局１０は、ＲＳＲＰ補正部１８を、前段のＲＳＲＰ測定部１６に組み入れるものとしてもよい。また、移動局１０は、メモリ１０ｂを、移動局１０の外部装置として、ネットワークやケーブル経由で接続する様にしてもよい。

更に、上記説明では、個々の実施例毎に個別の構成、及び動作を説明した。しかしながら、各実施例に係る移動局は、他の実施例や変形例に特有の構成要素を併せて有するものとしてもよい。また、実施例、変形例毎の組合せについても、２つに限らず、３つ以上の組合せ等、任意の形態を採ることが可能である。例えば、実施例２のＲＳＲＰ補正機能を、実施例１に係る移動局１０に適用してもよい。これにより、より高精度なＲＳＲＰ値の測定が可能となる。

１０ 移動局
１０ａ プロセッサ
１０ｂ メモリ
１０ｃ ＲＦ（Radio Frequency）回路
１０ｄ 表示装置
１１、１１ａ、１１ｂ パイロットパターン生成・キャンセル部
１２、１２ａ、１２ｂ 干渉セルチャネル推定部
１３、１３ａ、１３ｂ チャネル推定重み行列算出部
１４、１４ａ、１４ｂ 干渉セルレプリカ生成部
１５、１５ａ、１５ｂ 受信信号算出部
１６ ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）測定部
１７、１７ａ、１７ｂ 重み行列調整部
１８ ＲＳＲＰ補正部
Ａ アンテナ
Ｃ１ 干渉セル
Ｃ２、Ｃ３ 複数の干渉セル
Ｃ１１ マクロセル
Ｃ１２、Ｃ１３ フェムトセル
Ｆ１、Ｆ２ フェムト基地局
Ｍ マクロ基地局

Claims (7)

1. 干渉セルのチャネル推定に用いる重み行列を算出する算出部と、
   前記算出部により算出された重み行列の各成分の内、対角成分が、該対角成分以外の成分よりも小さい値となる様に、前記各成分の値を調整する調整部と、
   前記調整部により前記各成分の値が調整された重み行列を用いて、前記チャネル推定の値に含まれる雑音成分を抑制し、前記干渉セルのチャネル推定を行う推定部と、
   前記推定部によるチャネル推定結果に基づき、前記干渉セルの信号を受信信号からキャンセルした信号に対して、測定対象セルの受信品質を測定する測定部と
   を有することを特徴とする移動局。
2. 前記調整部は、前記対角成分が０となる様に、前記各成分の値を調整することを特徴とする請求項１に記載の移動局。
3. 干渉セルのチャネル推定に用いる重み行列を算出する算出部と、
   前記算出部により算出された重み行列を用いて、前記チャネル推定の値に含まれる雑音成分を抑制し、前記干渉セルのチャネル推定を行う推定部と、
   前記推定部によるチャネル推定結果に基づき、前記干渉セルの信号を受信信号からキャンセルした信号に対して、測定対象セルの受信品質を測定する測定部と
   前記重み行列を用いて算出された補正値を用いて、前記測定部により測定された受信品質を補正する補正部と
   を有することを特徴とする移動局。
4. 前記干渉セルは複数存在し、
   前記調整部は、複数の干渉セルの各々に対して独立に、前記各成分の値を調整し、
   前記推定部は、前記複数の干渉セルの各々に対して独立に、前記重み行列を用いたチャネル推定を行い、
   前記測定部は、前記チャネル推定の結果に基づき、前記複数の干渉セルの信号を受信信号から順次キャンセルし、前記測定対象セルの受信品質を測定することを特徴とする請求項１に記載の移動局。
5. 前記干渉セルは複数存在し、
   前記推定部は、複数の干渉セルの各々に対して独立に、前記重み行列を用いたチャネル推定を行い、
   前記測定部は、前記チャネル推定の結果に基づき、前記複数の干渉セルの信号を受信信号から順次キャンセルし、前記測定対象セルの受信品質を測定し、
   前記補正部は、前記重み行列を用いて算出された補正値を用いて、前記測定部により測定された受信品質を補正することを特徴とする請求項３に記載の移動局。
6. 移動局が、
   干渉セルのチャネル推定に用いる重み行列を算出し、
   算出された重み行列の各成分の内、対角成分が、該対角成分以外の成分よりも小さい値となる様に、前記各成分の値を調整し、
   前記各成分の値が調整された重み行列を用いて、前記チャネル推定の値に含まれる雑音成分を抑制し、前記干渉セルのチャネル推定を行い、
   該チャネル推定の結果に基づき、前記干渉セルの信号を受信信号からキャンセルした信号に対して、測定対象セルの受信品質を測定する
   ことを特徴とする受信品質測定方法。
7. 移動局が、
   干渉セルのチャネル推定に用いる重み行列を算出し、
   算出された重み行列を用いて、前記チャネル推定の値に含まれる雑音成分を抑制し、前記干渉セルのチャネル推定を行い、
   該チャネル推定の結果に基づき、前記干渉セルの信号を受信信号からキャンセルした信号に対して、測定対象セルの受信品質を測定し、
   前記重み行列を用いて算出された補正値を用いて、測定された受信品質を補正する
   ことを特徴とする受信品質測定方法。

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