JPWO2006129585A1

JPWO2006129585A1 - マルチキャリア通信における無線通信基地局装置および無線通信方法

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Publication number: JPWO2006129585A1
Application number: JP2007518957A
Authority: JP
Inventors: 福岡　将; 将福岡; 三好　憲一; 憲一三好; 二木　貞樹; 貞樹二木; 松元　淳志; 淳志松元; 西尾　昭彦; 昭彦西尾
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2026-05-29
Also published as: CN101185269A; RU2007144498A; EP1881629A1; JP4907524B2; US20090103648A1; US7873117B2; WO2006129585A1

Abstract

マルチキャリア通信においてレピティション技術を用いる場合に、干渉抑圧シンボル合成を行うことを可能とすることができる基地局装置。この基地局（１００）において、レピティション部（１０３）は、変調部（１０２）から入力される各データシンボルを複製（レピティション）して複数の同一データシンボルを作成し、位相回転部（１０６）は、設定部（１０７）により設定された位相回転角度に従って、多重部（１０５）から入力されたパイロットシンボルおよびデータシンボルに対して位相回転を与える。このとき、位相回転部（１０６）は、同一のサブキャリアに割り当てられるパイロットシンボルとデータシンボルに対しては、同一の角度の位相回転を与える。また、位相回転部（１０６）は、複数の同一データシンボル間における位相回転差を、隣接セルにおいての同一シンボル間における位相回転差と異ならせる。

Description

本発明は、マルチキャリア通信における無線通信基地局装置および無線通信方法に関する。

近年、無線通信、特に移動体通信では、音声以外に画像やデータなどの様々な情報が伝送の対象になっている。今後は、さらに高速な伝送に対する必要性がさらに高まるであろうと予想され、高速伝送を行うために、限られた周波数資源をより効率よく利用して、高い伝送効率を実現する無線伝送技術が求められている。

このような要求に応え得る無線伝送技術の一つにＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）がある。ＯＦＤＭは、多数のサブキャリアを用いてデータを並列伝送するマルチキャリア伝送技術であり、高い周波数利用効率、マルチパス環境下のシンボル間干渉低減などの特徴を持ち、伝送効率の向上に有効であることが知られている。

また、ＯＦＤＭでは、マルチパスに起因する周波数選択性フェージングにより、サブキャリア毎の品質が大きく変動することがある。このような場合、フェージングの谷となる位置のサブキャリアに割り当てられた信号は、品質が悪く復調が困難となるため、復調可能となるように品質を向上させる必要がある。

ＯＦＤＭにおける品質を向上させるための技術として、レピティション技術と言われるものがある。レピティション技術とは、あるシンボルを複製（レピティション）して複数の同一シンボルを作成し、それら複数の同一シンボルを複数の異なるサブキャリアまたは異なる時刻に割り当てて送信する技術であり、受信側では、それらの同一シンボルを最大比合成することでダイバーシチ利得を得ることができる（例えば、非特許文献１参照）。
前田，新，岸山，佐和橋、"下りリンクブロードバンドチャネルにおけるＯＦＣＤＭとＯＦＤＭの特性比較"、電子情報通信学会、信学技報ＲＣＳ２００２−１６２、２００２年８月

ここで、セル境界付近に位置する無線通信移動局装置（以下、単に移動局という）では、隣接セルからの干渉（有色干渉）の影響が大きいため、無線通信基地局装置（以下、単に基地局という）においてレピティションされた複数の同一シンボルを最大比合成したとしても、所要品質に達しないことがある。

そこで、このような干渉を効果的に抑圧するために、それら複数の同一シンボルに対してＭＭＳＥ（ＭｉｎｉｍｕｍＭｅａｎＳｑｕａｒｅＥｒｒｏｒ）基準による干渉抑圧シンボル合成（以下、ＭＭＳＥ合成という）を行うことが考えられる。

しかしながら、基地局において複数の同一シンボルを隣接する複数のサブキャリアに割り当てる場合、隣接サブキャリア間では回線変動の相関性が高いため、移動局では、隣接サブキャリア間において、希望波と干渉波の位相差がほぼ同じ角度となった受信を行うことになる。例えば、サブキャリアｆ_１での希望波と干渉波の位相差θ_１と、サブキャリアｆ_２での希望波と干渉波の位相差θ_２とがほぼ同じ角度になってしまうことがある。

このようにサブキャリアｆ_１での位相差θ_１とサブキャリアｆ_２での位相差θ_２とがほぼ同じ角度になってしまう場合、移動局では、ＭＭＳＥ合成に用いるウェイトを算出するための行列、すなわち、受信シンボルの相互相関行列が逆行列を持たなくなってしまい、ウェイトを算出できず、よって、ＭＭＳＥ合成を行うことができなくなってしまう。

本発明の目的は、マルチキャリア通信においてレピティション技術を用いる場合に、干渉抑圧シンボル合成を行うことを可能とする無線通信基地局装置および無線通信方法を提供することである。

本発明の基地局は、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を無線通信移動局装置へ送信する無線通信基地局装置であって、シンボルを複製して複数の同一シンボルを作成する複製手段と、前記複数の同一シンボルに対し位相回転を与える位相回転手段と、位相回転後の前記複数の同一シンボルが前記複数のサブキャリアのいずれかに割り当てられた前記マルチキャリア信号を送信する送信手段と、を具備し、前記位相回転手段は、前記複数の同一シンボル間における位相回転差を、隣接セルまたは隣接セクタにおいての同一シンボル間における位相回転差と異ならせる構成を採る。

本発明によれば、マルチキャリア通信においてレピティション技術を用いる場合に、移動局において干渉抑圧シンボル合成を行うことが可能になる。

本発明の実施の形態１に係る移動体通信システムの構成図本発明の実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図本発明の実施の形態１に係る移動局の構成を示すブロック図本発明の実施の形態１に係るセル配置の一例を示す図（２セルモデル）本発明の実施の形態１に係る位相回転の説明図（基地局ＢＳ_Ａ）本発明の実施の形態１に係る位相回転の説明図（基地局ＢＳ_Ｂ）本発明の実施の形態１に係る受信シンボルを示す図（移動局ＭＳ）本発明の実施の形態１に係る受信波、希望波、干渉波の関係を示す図本発明の実施の形態１に係る受信波、希望波、干渉波の関係を示す図本発明の実施の形態１に係るセル配置の一例を示す図（３セルモデル）本発明の実施の形態１に係る位相回転の説明図（基地局ＢＳ_Ａ）本発明の実施の形態１に係る位相回転の説明図（基地局ＢＳ_Ｂ）本発明の実施の形態１に係る位相回転の説明図（基地局ＢＳ_Ｃ）本発明の実施の形態１に係る位相回転の説明図（基地局ＢＳ_Ａ）本発明の実施の形態１に係る位相回転の説明図（基地局ＢＳ_Ｂ）本発明の実施の形態１に係る位相回転の説明図（基地局ＢＳ_Ｃ）本発明の実施の形態１に係る位相回転の説明図（時間軸配置）本発明の実施の形態１に係るセクタ配置の一例を示す図（３セクタモデル）本発明の実施の形態２に係る基地局の構成を示すブロック図本発明の実施の形態２に係る移動局の構成を示すブロック図本発明の実施の形態２に係る移動局の合成部の動作説明図本発明の実施の形態２に係る移動局の合成部の動作説明図本発明の実施の形態２に係る移動局の合成部の動作説明図本発明の実施の形態２に係る移動局の合成部の動作説明図本発明の実施の形態２に係る移動局の合成部の動作説明図本発明の実施の形態２に係る移動局の合成部の動作説明図本発明の実施の形態２に係る移動局の合成部の動作説明図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態では、基地局は、レピティションにより作成した複数の同一シンボルに対し、隣接セルまたは隣接セクタにおいての同一シンボル間における位相回転差と異なる位相回転差による位相回転を施す。

まず、図１に、本実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示す。

図１に示すように、無線ネットワーク制御局装置（以下、単に制御局という）ＲＮＣ（ＲａｄｉｏＮｅｔｗｏｒｋＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）は、セルＡの基地局ＢＳ_Ａに対し制御データＡを送信するとともに、セルＡの隣接セルであるセルＢの基地局ＢＳ_Ｂに対し制御データＢを送信する。制御データＡには基地局ＢＳ_Ａ固有の位相回転角度Ａが含まれ、制御データＢには基地局ＢＳ_Ｂ固有の位相回転角度Ｂが含まれる。また、位相回転角度Ａと位相回転角度Ｂとは互いに異なる。

基地局ＢＳ_Ａは、レピティションにより作成した複数の同一シンボルに対し、制御局ＲＮＣから指示された位相回転角度Ａに従って位相回転を与える。同様に、基地局ＢＳ_Ｂは、レピティションにより作成した複数の同一シンボルに対し、制御局ＲＮＣから指示された位相回転角度Ｂに従って位相回転を与える。基地局ＢＳ_Ａと基地局ＢＳ_Ｂは、互いに異なる位相回転角度Ａ，Ｂにより位相回転を施すので、複数の同一シンボル間における位相回転差は、隣接セル間において互いに異なることになる。

そして、基地局ＢＳ_Ａは、位相回転を与えた送信データＡを基地局ＢＳ_ＡのセルＡに位置する移動局ＭＳ_Ａに送信し、基地局ＢＳ_Ｂは、位相回転を与えた送信データＢを基地局ＢＳ_ＢのセルＢに位置する移動局ＭＳ_Ｂに送信する。セルＡとセルＢが隣接しており、移動局ＭＳ_ＡがセルＡのセル境界付近に位置するとき、移動局ＭＳ_Ａでは、希望波として送信データＡを受信するが、同時に、干渉波として送信データＢを受信してしまう。そこで移動局ＭＳ_Ａは、これらのデータをＭＭＳＥ合成することで、基地局ＢＳ_Ｂからの干渉波を抑圧する。

次いで、図２に、本実施の形態に係る基地局１００の構成を示す。本実施の形態では、図１に示す基地局ＢＳ_Ａおよび基地局ＢＳ_Ｂは、共に図２に示す構成を採る。

基地局１００において、符号化部１０１は、入力される送信データ（ビット列）に対して符号化処理を行い、変調部１０２は、符号化後の送信データに対してＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の変調方式で変調処理を行ってデータシンボルを生成する。

レピティション部１０３は、変調部１０２から入力される各データシンボルを複製（レピティション）して複数の同一データシンボルを作成し、Ｓ／Ｐ部（シリアル／パラレル変換部）１０４に出力する。以下の説明では、この複数の同一データシンボルを一単位としてレピティション単位という。

Ｓ／Ｐ部１０４は、レピティション部１０３から直列に入力されるデータシンボル列を並列に変換して多重部１０５に出力する。このシリアル／パラレル変換により、各データシンボルが、マルチキャリア信号を構成する複数のサブキャリアに割り当てられる。このとき、Ｓ／Ｐ部１０４は、複数の同一データシンボルを、互いに隣接するサブキャリアに割り当てる。

多重部１０５は、Ｓ／Ｐ部１０４から所定数（例えば、１フレーム分）のデータシンボルが入力される度にパイロットシンボルを選択して出力し、データシンボルとパイロットシンボルとを時間多重する。

位相回転部１０６は、設定部１０７により設定された位相回転角度に従って、多重部１０５から入力されたパイロットシンボルおよびデータシンボルに対して位相回転を与える。このとき、位相回転部１０６は、同一のサブキャリアに割り当てられるパイロットシンボルとデータシンボルに対しては、同一の角度の位相回転を与える。位相回転の詳細については後述する。位相回転後のシンボルはそれぞれＩＦＦＴ（ＩｎｖｅｒｓｅＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）部１０８に出力される。

設定部１０７は、図１に示す制御局ＲＮＣから受信した制御データに含まれる各基地局毎の位相回転角度を取得し、この位相回転角度を位相回転部１０６に設定する。

ＩＦＦＴ部１０８は、パイロットシンボルまたはデータシンボルが割り当てられた複数のサブキャリアに対してＩＦＦＴを行ってマルチキャリア信号であるＯＦＤＭシンボルを得る。

ＧＩ付加部１０９は、ＯＦＤＭシンボルの後尾部分と同じ信号をＯＦＤＭシンボルの先頭に付加してＧＩ（ＧｕａｒｄＩｎｔｅｒｖａｌ）を設ける。

無線送信部１１０は、ＧＩ付加後のＯＦＤＭシンボルに対しＤ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の送信処理を行ってアンテナ１１１から図１に示す移動局ＭＳへ送信する。

次いで、図３に、本実施の形態に係る移動局２００の構成を示す。図１に示す移動局ＭＳは、図３に示す構成を採る。

移動局２００において、アンテナ２０１を介して受信されたＯＦＤＭシンボルは、無線受信部２０２でダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理が施された後、ＧＩ除去部２０３でＧＩを取り除かれて、ＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）部２０４に入力される。

ＦＦＴ部２０４は、ＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴを行って各サブキャリアに割り当てられているシンボルを取り出し、１ＯＦＤＭ分のシンボルを並列に分離部２０５に出力する。

分離部２０５は、ＦＦＴ部２０４から入力されるシンボルを、パイロットシンボルとデータシンボルとに分け、データシンボルをＰ／Ｓ部（パラレル／シリアル変換部）２０６に出力し、パイロットシンボルをチャネル推定部２０７に出力する。

Ｐ／Ｓ部２０６は、分離部２０５から並列に入力されるデータシンボル列を直列に変換してウェイト乗算部２０８に出力する。

チャネル推定部２０７は、パイロットシンボルを用いて各サブキャリアのチャネル推定値（例えば、伝搬路変動レベル）を求め、パイロットシンボルと共にウェイト算出部２０９に出力する。

ウェイト算出部２０９は、パイロットシンボルとチャネル推定値とからＭＭＳＥ基準の干渉抑圧用ウェイトを算出してウェイト乗算部２０８に出力する。

ウェイト乗算部２０８は、データシンボルに干渉抑圧用ウェイトを乗算して合成部２１０に出力する。

合成部２１０は、干渉抑圧用ウェイトを乗算されたデータシンボルを、レピティション単位、すなわち、基地局１００でのレピティションにより作成された同一データシンボル間で合成する。これによりＭＭＳＥ合成がなされる。

ＭＭＳＥ合成後のシンボルは、復調部２１１で復調され、復号部２１２で復号される。これにより、受信データが得られる。

次いで、位相回転の詳細について説明する。

まず、図４に示すように、移動局ＭＳが、セルＡの基地局ＢＳ_Ａと通信中であり、セルＡのセル境界付近に位置する場合について説明する。また、セルＡに隣接するセルが、セルＢ１つである場合について説明する。よって、図４では、移動局ＭＳにとって、基地局ＢＳ_Ａが希望局となり、基地局ＢＳ_Ｂが干渉局となる。すなわち、基地局ＢＳ_Ａから送信されるＯＦＤＭシンボルが希望波となり、基地局ＢＳ_Ｂから送信されるＯＦＤＭシンボルが干渉波となる。

基地局ＢＳ_Ａでは、図５Ａに示すように、パイロットシンボルＰ_１，Ｐ_２、および、同一のデータシンボルＳ_１，Ｓ_１’（Ｓ_１’はＳ_１をレピティションして作成した、Ｓ_１と同一のデータシンボル：以下同様）に対し、制御局ＲＮＣから指示された位相回転角度（φ_１，φ_２）の位相回転を与える。このとき、同一のサブキャリアｆ_１に異なる時刻ｔ_１，ｔ_２で割り当てられるパイロットシンボルＰ_１とデータシンボルＳ_１とに対しては、同一の角度φ_１の位相回転を与える。同様に、同一のサブキャリアｆ_２に異なる時刻ｔ_１，ｔ_２で割り当てられるパイロットシンボルＰ_２とデータシンボルＳ_１’とに対しては、同一の角度φ_２の位相回転を与える。よって、パイロットシンボルＰ_１とＰ_２との間の位相回転差、および、データシンボルＳ_１とＳ_１’との間の位相回転差は共に、φ_Ａ＝φ_２−φ_１となる。

一方、基地局ＢＳ_Ｂでは、図５Ｂに示すように、パイロットシンボルＰ_１，Ｐ_２、および、レピティションにより作成した同一のデータシンボルＩ_１，Ｉ_１’に対し、制御局ＲＮＣから指示された位相回転角度（φ_１，φ_３）の位相回転を与える。なお、φ_２≠φ_３である。このとき、同一のサブキャリアｆ_１に異なる時刻ｔ_１，ｔ_２で割り当てられるパイロットシンボルＰ_１とデータシンボルＩ_１とに対しては、同一の角度φ_１の位相回転を与える。同様に、同一のサブキャリアｆ_２に異なる時刻ｔ_１，ｔ_２で割り当てられるパイロットシンボルＰ_２とデータシンボルＩ_１’とに対しては、同一の角度φ_３の位相回転を与える。よって、パイロットシンボルＰ_１とＰ_２との間の位相回転差、および、データシンボルＩ_１とＩ_１’との間の位相回転差は共に、φ_Ｂ＝φ_３−φ_１となる。

よって、隣接セル間において、希望波の同一シンボル間（すなわち、データシンボルＳ_１，Ｓ_１’間）における位相回転差（φ_Ａ）と、干渉波の同一シンボル間（すなわち、データシンボルＩ_１，Ｉ_１’間）における位相回転差（φ_Ｂ）とは互いに異なることになる。そして、このような位相回転が施された各シンボルを含むＯＦＤＭシンボルが、移動局ＭＳにより受信される。

図６に、移動局ＭＳの受信シンボルを示す。時刻ｔ_１でサブキャリアｆ_１，ｆ_２により受信されるパイロットシンボルがＲ_Ｐ１，Ｒ_Ｐ２である。また、時刻ｔ_２でサブキャリアｆ_１，ｆ_２により受信されるデータシンボルがＲ_１，Ｒ_２である。データシンボルＲ_１，Ｒ_２にはそれぞれ、希望波のデータシンボルＳ_１，Ｓ_１’および干渉波のデータシンボルＩ_１，Ｉ_１’が含まれている。

移動局ＭＳでは、まず、パイロットシンボルＲ_Ｐ１，Ｒ_Ｐ２を用いて、サブキャリアｆ_１，ｆ_２のチャネル推定値ｈ_１，ｈ_２を求め、式（１）に示すチャネル推定値ベクトルＨを作成する。

次いで、移動局ＭＳでは、パイロットシンボルＲ_Ｐ１，Ｒ_Ｐ２を参照シンボルとして用いて、式（２）に示す、受信信号の相互相関行列Ｒを作成する。

次に、移動局ＭＳでは、式（３）に従って、データシンボルＲ_１，Ｒ_２毎の最適なウェイトベクトルＷ（ウィナー解）を導出する。すなわち、ＭＭＳＥ基準の干渉抑圧用ウェイトｗ_１，ｗ_２を求める。

なお、相互相関行列Ｒの作成およびウェイトベクトルＷの導出は、図３に示すウェイト算出部２０９にて行われる。

このように、移動局ＭＳでは、ウェイトベクトルＷの導出にあたり、相互相関行列Ｒの逆行列Ｒ^−１を算出する必要があるが、隣接サブキャリア間の回線変動の相関性が高いことに起因して、サブキャリアｆ_１での希望波と干渉波の位相差θ_１と、サブキャリアｆ_２での希望波と干渉波の位相差θ_２とがほぼ同じ角度になる、つまり、Ｒ_Ｐ１＝Ｒ_Ｐ２となると、逆行列Ｒ^−１を算出することができず、所謂ランク落ちが発生してしまい、ウェイトベクトルＷを導出することができない。しかし、本実施の形態では、上記のように、サブキャリアｆ_１とｆ_２との間の位相回転差を、基地局ＢＳ_Ａではφ_Ａ、基地局ＢＳ_Ｂではφ_Ｂとし、隣接サブキャリア間における位相回転差を基地局ＢＳ_Ａと基地局ＢＳ_Ｂとで互いに異ならせているため、サブキャリアｆ_１での位相差θ_１とサブキャリアｆ_２での位相差θ_２とが同じ角度になってしまうことを防止でき、ランク落ちが発生してしまう可能性を低くすることができる。例えば、位相回転差φ_Ａ＝２０°、φ_Ｂ＝１３０°とした場合、受信波Ｒ_１，Ｒ_２、希望波Ｓ_１，Ｓ_１’、干渉波Ｉ_１，Ｉ_１’の関係は、図７Ａおよび図７Ｂに示すようになり、サブキャリアｆ_１での位相差θ_１とサブキャリアｆ_２での位相差θ_２とを異ならせることができる。よって、本実施の形態によれば、ウェイトベクトルＷの導出が可能となり、その結果、マルチキャリア通信においてレピティション技術を用いる場合でも、ＭＭＳＥ合成による干渉抑圧効果を得ることができる。

ここで、干渉抑圧効果を最大限に得るために、隣接セル間において、位相回転差の差をできる限り大きくすることが好ましい。

例えば、上記図４に示すような２セルモデルの場合は、セルＡにおける位相回転差φ_ＡとセルＢにおける位相回転差φ_Ｂとの差を１８０°とするのがよい。このため、例えば、上記図５Ａおよび図５Ｂに示すような隣接サブキャリアｆ_１，ｆ_２に割り当てられた２つの同一シンボルに対し、基地局ＢＳ_Ａでは位相回転角度を（φ_１，φ_２）＝（０°，０°）とし、基地局ＢＳ_Ｂでは位相回転角度を（φ_１，φ_３）＝（０°，１８０°）とする。

また、図８に示すような３セルモデルの場合は、セルＡにおける位相回転差φ_ＡとセルＢにおける位相回転差φ_ＢとセルＣにおける位相回転差φ_Ｃとの差を、互いに１２０°とするのがよい。

このため、例えば、図９Ａ〜図９Ｃに示すような隣接サブキャリアｆ_１，ｆ_２に割り当てられた２つの同一シンボルに対し、基地局ＢＳ_Ａでは図９Ａに示すように位相回転角度を（０°，０°）とし（すなわち、位相回転差φ_Ａ＝０°）、基地局ＢＳ_Ｂでは図９Ｂに示すように位相回転角度を（０°，１２０°）とし（すなわち、位相回転差φ_Ｂ＝１２０°）、基地局ＢＳ_Ｃでは図９Ｃに示すように位相回転角度を（０°，−１２０°）とする（すなわち、位相回転差φ_Ｃ＝−１２０°）。

同様に、図１０Ａ〜図１０Ｃに示すような隣接サブキャリアｆ_１〜ｆ_４に割り当てられた４つの同一シンボルに対し、基地局ＢＳ_Ａでは図１０Ａに示すように位相回転角度を（０°，０°，０°，０°）とし（すなわち、位相回転差φ_Ａ＝０°）、基地局ＢＳ_Ｂでは図１０Ｂに示すように位相回転角度を（０°，１２０°，２４０°，０°）とし（すなわち、位相回転差φ_Ｂ＝１２０°）、基地局ＢＳ_Ｃでは図１０Ｃに示すように位相回転角度を（０°，−１２０°，−２４０°，０°）とする（すなわち、位相回転差φ_Ｃ＝−１２０°）。

このように、本実施の形態では、互いに隣接するセルの各基地局では、複数の同一シンボルに対し、隣接セル数に応じた角度の位相回転を与える。例えば、上記図４に示すような２セルモデルの場合、セルＡに対する隣接セルはセルＢの１つであり、また、上記図８に示すような３セルモデルの場合、セルＡに対する隣接セルはセルＢおよびセルＣの２つであるので、基地局ＢＳ_Ａでは、複数の同一シンボルの各々に対し、式（４）に従って求められる角度の位相回転を与える。
位相回転角度＝ｎ×（３６０°／（隣接セル数＋１））但し、ｎは整数 …（４）

なお、上記説明では、レピティションにより作成される複数の同一データシンボルを隣接サブキャリアに配置（周波数軸配置）する場合について説明したが、図１１に示すように、レピティションにより作成される複数の同一データシンボルＳ_１，Ｓ_１’を同一サブキャリアの異なる時刻に配置（時間軸配置）する場合についても、上記同様にして本発明を実施することができる。

また、上記説明では、本発明を隣接セル間で実施する場合について説明したが、同一セル内の隣接セクタ間においても上記同様にして本発明を実施することができる。例えば、図１２に示すような３セクタモデルの場合は、上記図８に示す３セルモデルの場合と同様にして本発明を実施することができる。すなわち、上記説明において、セルＡをセクタＡ、セルＢをセクタＢ、セルＣをセクタＣと見なすことで、上記同様にして本発明を実施することができる。但し、隣接セクタ間において本発明を実施する場合は、図１２に示す基地局ＢＳでは、複数の同一シンボルに対し、１セル内のセクタ数に応じた角度の位相回転を与える。具体的には、基地局ＢＳは、複数の同一シンボルの各々に対し、式（５）に従って求められる角度の位相回転を与える。このようにすることで、隣接セクタ間において、位相回転差の差をできる限り大きくして、干渉抑圧効果を最大限に得ることができる。
位相回転角度＝ｎ×（３６０°／１セル内のセクタ数）但し、ｎは整数 …（５）

また、希望局における位相回転差を、移動局において推定される干渉波の位相回転差に応じて可変としてもよい。例えば、上記図４に示すような２セルモデルの場合に、移動局ＭＳにおいて干渉波の位相回転差φ_Ｂを推定後、位相回転差φ_Ｂから希望波の干渉抑圧に最適な位相回転差φ_Ａを算出し、この位相回転差φ_Ａを希望局ＢＳ_Ａに通知するようにしてもよい。また、干渉波の位相回転差φ_Ｂを干渉局ＢＳ_Ｂにおいて可変とする場合は、位相回転差φ_Ｂを基地局間のネットワーク経由にて希望局ＢＳ_Ａに通知するようにしてもよい。

また、上記説明では本発明を下り回線に適用する場合について説明したが、本発明を上り回線に適用することもできる。例えば、基地局が自セル内の２つの移動局ＭＳ_Ａ，ＭＳ_Ｂにそれぞれ異なる位相回転角度を指示し、移動局ＭＳ_Ａ，ＭＳ_Ｂは、基地局から指示された角度による位相回転処理を行い、送信タイミングを合わせて送信を行う。そして、基地局では、移動局ＭＳ_Ａからのデータシンボルと移動局ＭＳ_Ｂからのデータシンボルとを、ＭＭＳＥ合成による互いの干渉抑圧によって分離する。

（実施の形態２）
本実施の形態に係る基地局は、位相回転の角度を通知するための情報を移動局へ送信する。

本実施の形態では、上記図１に示す制御局ＲＮＣが、セルＡの基地局ＢＳ_Ａ（すなわち、希望局）に対し制御データＡを送信するとともに、セルＡの隣接セルであるセルＢの基地局ＢＳ_Ｂ（すなわち、干渉局）に対し制御データＢを送信する点は、実施の形態１と同じである。但し、制御データＡおよび制御データＢに、基地局ＢＳ_Ａ固有の位相回転角度Ａおよび基地局ＢＳ_Ｂ固有の位相回転角度Ｂの双方が含まれる点において、実施の形態１と相違する。

本実施の形態に係る基地局３００の構成を図１３に示す。本実施の形態では、図１に示す基地局ＢＳ_Ａおよび基地局ＢＳ_Ｂは、共に図１３に示す構成を採る。図１３において、実施の形態１（図２）と同一の構成には同一符号を付し、説明を省略する。

基地局３００において、多重部３０１は、Ｓ／Ｐ部１０４から所定数（例えば、１フレーム分）のデータシンボルが入力される度にパイロットシンボルを選択して出力し、データシンボルとパイロットシンボルとを時間多重する。さらに、多重部３０１は、図１に示す制御局ＲＮＣから受信した制御データに含まれる基地局ＢＳ_Ａ固有の位相回転角度Ａおよび基地局ＢＳ_Ｂ固有の位相回転角度Ｂの双方を、位相回転角度の通知情報としてデータシンボルと時間多重する。この処理により、基地局３００は、移動局に対して、位相回転の角度を通知するための情報を送信することができる。この通知情報の送信は、制御チャネルを用いて行われる。

一方、本実施の形態に係る移動局４００の構成を図１４に示す。図１４において、実施の形態１（図３）と同一の構成には同一符号を付し、説明を省略する。本実施の形態に係る移動局４００は、相互相関行列Ｒを作成せず、制御チャネルにて通知される基地局ＢＳ_Ａ固有の回転角度Ａおよび基地局ＢＳ_Ｂ固有の位相回転角度Ｂを用いてシンボル合成を行う点において、実施の形態１と相違する。

移動局４００において、分離部４０１は、ＦＦＴ部２０４からの入力を、パイロットシンボルと、データシンボルと、位相回転角度の通知情報とに分け、データシンボルをＰ／Ｓ部２０６に出力し、パイロットシンボルをチャネル推定部４０２に出力し、位相回転角度の通知情報を合成部４０３に出力する。

チャネル推定部４０２は、パイロットシンボルを用いて各サブキャリアのチャネル推定値（例えば、伝搬路変動レベル）を求め、合成部４０３に出力する。

合成部４０３での処理は、以下のようになる。

まず、図１５Ａに示す受信波Ｒ_１（上記図６に示す受信シンボルＲ_１に該当）に対して、サブキャリアｆ_１のチャネル推定値ｈ_１を用いて位相補償を行う。位相補償後の受信波Ｒ_１を図１５Ｂに示す。

同様に、図１６Ａに示す受信波Ｒ_２（上記図６に示す受信シンボルＲ_２に該当）に対して、サブキャリアｆ_２のチャネル推定値ｈ_２を用いて位相補償を行う。位相補償後の受信波Ｒ_２を図１６Ｂに示す。さらに、位相補償後の受信波Ｒ_２を、φ_α＝１８０°−φ_Ｂだけ位相回転させる。これによって、受信波Ｒ_１における干渉成分Ｉ_１（図１５Ｂ）と受信波Ｒ_２における干渉成分Ｉ_１’（図１６Ｃ）とは逆位相となる。

よって、図１７Ａに示すようにして図１５Ｂに示す受信波Ｒ_１と図１６Ｃに示す受信波Ｒ_２とを合成することにより、干渉成分Ｉ_１と干渉成分Ｉ_１’とが相殺され、合成シンボルＲ_ｃｏｍｂは希望波成分のみとなる。そして、図１７Ａに示す合成シンボルＲ_ｃｏｍｂの位相を、（φ_Ａ＋φ_α）／２だけ戻すことで、所望のシンボルを得ることができる（図１７Ｂ）。

このようにして、本実施の形態では、相互相関行列Ｒを作成することなく干渉抑圧シンボル合成を行うことができる。

なお、基地局はＮｏｄｅＢ、移動局はＵＥ、サブキャリアはトーン、パイロットシンボルはリファレンスシンボルと称されることがある。

また、ＭＭＳＥ基準の干渉抑圧はＺＦ（ＺｅｒｏＦｏｒｃｉｎｇ）による干渉抑圧と称されることがある。また、ＭＭＳＥ基準の干渉抑圧を行うための数式は上式（１）〜（３）に限られない。

また、上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。

また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

本明細書は、２００５年５月３０日出願の特願２００５−１５７４５２に基づくものである。この内容はすべてここに含めておく。

本発明は、移動体通信システム等に適用することができる。

このような要求に応え得る無線伝送技術の一つにＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）がある。ＯＦＤＭは、多数のサブキャリアを用いてデータを並列伝送するマルチキャリア伝送技術であり、高い周波数利用効率、マルチパス環境下のシンボル間干渉低減などの特徴を持ち、伝送効率の向上に有効であることが知られている。

そこで、このような干渉を効果的に抑圧するために、それら複数の同一シンボルに対してＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）基準による干渉抑圧シンボル合成（以下、ＭＭＳＥ合成という）を行うことが考えられる。

図１に示すように、無線ネットワーク制御局装置（以下、単に制御局という）ＲＮＣ（Radio Network Controller）は、セルＡの基地局ＢＳ_Ａに対し制御データＡを送信するとともに、セルＡの隣接セルであるセルＢの基地局ＢＳ_Ｂに対し制御データＢを送信する。制御データＡには基地局ＢＳ_Ａ固有の位相回転角度Ａが含まれ、制御データＢには基地局ＢＳ_Ｂ固有の位相回転角度Ｂが含まれる。また、位相回転角度Ａと位相回転角度Ｂとは互いに異なる。

位相回転部１０６は、設定部１０７により設定された位相回転角度に従って、多重部１０５から入力されたパイロットシンボルおよびデータシンボルに対して位相回転を与える。このとき、位相回転部１０６は、同一のサブキャリアに割り当てられるパイロットシンボルとデータシンボルに対しては、同一の角度の位相回転を与える。位相回転の詳細については後述する。位相回転後のシンボルはそれぞれＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１０８に出力される。

ＧＩ付加部１０９は、ＯＦＤＭシンボルの後尾部分と同じ信号をＯＦＤＭシンボルの先頭に付加してＧＩ（Guard Interval）を設ける。

移動局２００において、アンテナ２０１を介して受信されたＯＦＤＭシンボルは、無線受信部２０２でダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理が施された後、ＧＩ除去部２０３でＧＩを取り除かれて、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部２０４に入力される。

ウェイト算出部２０９は、パイロットシンボルとチャネル推定値とからＭＭＳＥ基準の
干渉抑圧用ウェイトを算出してウェイト乗算部２０８に出力する。

次いで、位相回転の詳細について説明する。

基地局ＢＳ_Ａでは、図５Ａに示すように、パイロットシンボルＰ_１，Ｐ_２、および、同一のデータシンボルＳ_１，Ｓ_１'（Ｓ_１'はＳ_１をレピティションして作成した、Ｓ_１と同一のデータシンボル：以下同様）に対し、制御局ＲＮＣから指示された位相回転角度（φ_１，φ_２）の位相回転を与える。このとき、同一のサブキャリアｆ_１に異なる時刻ｔ_１，ｔ_２で割り当てられるパイロットシンボルＰ_１とデータシンボルＳ_１とに対しては、同一の角度φ_１の位相回転を与える。同様に、同一のサブキャリアｆ_２に異なる時刻ｔ_１，ｔ_２で割り当てられるパイロットシンボルＰ_２とデータシンボルＳ_１'とに対しては、同一の角度φ_２の位相回転を与える。よって、パイロットシンボルＰ_１とＰ_２との間の位相回転差、および、データシンボルＳ_１とＳ_１'との間の位相回転差は共に、φ_Ａ＝φ_２−φ_１となる。

一方、基地局ＢＳ_Ｂでは、図５Ｂに示すように、パイロットシンボルＰ_１，Ｐ_２、および、レピティションにより作成した同一のデータシンボルＩ_１，Ｉ_１'に対し、制御局ＲＮＣから指示された位相回転角度（φ_１，φ_３）の位相回転を与える。なお、φ_２≠φ_３である。このとき、同一のサブキャリアｆ_１に異なる時刻ｔ_１，ｔ_２で割り当てられるパイロットシンボルＰ_１とデータシンボルＩ_１とに対しては、同一の角度φ_１の位相回転を与える。同様に、同一のサブキャリアｆ_２に異なる時刻ｔ_１，ｔ_２で割り当てられるパイロットシンボルＰ_２とデータシンボルＩ_１'とに対しては、同一の角度φ_３の位相回転を与える。よって、パイロットシンボルＰ_１とＰ_２との間の位相回転差、および、データシンボルＩ_１とＩ_１'との間の位相回転差は共に、φ_Ｂ＝φ_３−φ_１となる。

よって、隣接セル間において、希望波の同一シンボル間（すなわち、データシンボルＳ_１，Ｓ_１'間）における位相回転差（φ_Ａ）と、干渉波の同一シンボル間（すなわち、データシンボルＩ_１，Ｉ_１'間）における位相回転差（φ_Ｂ）とは互いに異なることになる。そして、このような位相回転が施された各シンボルを含むＯＦＤＭシンボルが、移動局ＭＳにより受信される。

図６に、移動局ＭＳの受信シンボルを示す。時刻ｔ_１でサブキャリアｆ_１，ｆ_２により受信されるパイロットシンボルがＲ_Ｐ１，Ｒ_Ｐ２である。また、時刻ｔ_２でサブキャリアｆ_１，ｆ_２により受信されるデータシンボルがＲ_１，Ｒ_２である。データシンボルＲ_１，Ｒ_２にはそれぞれ、希望波のデータシンボルＳ_１，Ｓ_１'および干渉波のデータシンボルＩ_１，Ｉ_１'が含まれている。

このように、移動局ＭＳでは、ウェイトベクトルＷの導出にあたり、相互相関行列Ｒの逆行列Ｒ^−１を算出する必要があるが、隣接サブキャリア間の回線変動の相関性が高いことに起因して、サブキャリアｆ_１での希望波と干渉波の位相差θ_１と、サブキャリアｆ_２での希望波と干渉波の位相差θ_２とがほぼ同じ角度になる、つまり、Ｒ_Ｐ１＝Ｒ_Ｐ２となると、逆行列Ｒ^−１を算出することができず、所謂ランク落ちが発生してしまい、ウェイトベクトルＷを導出することができない。しかし、本実施の形態では、上記のように、サブキャリアｆ_１とｆ_２との間の位相回転差を、基地局ＢＳ_Ａではφ_Ａ、基地局ＢＳ_Ｂではφ_Ｂとし、隣接サブキャリア間における位相回転差を基地局ＢＳ_Ａと基地局ＢＳ_Ｂとで互いに異ならせているため、サブキャリアｆ_１での位相差θ_１とサブキャリアｆ_２での位相差θ_２とが同じ角度になってしまうことを防止でき、ランク落ちが発生してしまう可能性を低くすることができる。例えば、位相回転差φ_Ａ＝２０°、φ_Ｂ＝１３０°とした場合、受信波Ｒ_１，Ｒ_２、希望波Ｓ_１，Ｓ_１'、干渉波Ｉ_１，Ｉ_１'の関係は、図７Ａおよび図７Ｂに示すようになり、サブキャリアｆ_１での位相差θ_１とサブキャリアｆ_２での位相差θ_２とを異ならせることができる。よって、本実施の形態によれば、ウェイトベクトルＷの導出が可能となり、その結果、マルチキャリア通信においてレピティション技術を用いる場合でも、ＭＭＳＥ合成による干渉抑圧効果を得ることができる。

例えば、上記図４に示すような２セルモデルの場合は、セルＡにおける位相回転差φ_ＡとセルＢにおける位相回転差φ_Ｂとの差を１８０°とするのがよい。このため、例えば、
上記図５Ａおよび図５Ｂに示すような隣接サブキャリアｆ_１，ｆ_２に割り当てられた２つの同一シンボルに対し、基地局ＢＳ_Ａでは位相回転角度を（φ_１，φ_２）＝（０°，０°）とし、基地局ＢＳ_Ｂでは位相回転角度を（φ_１，φ_３）＝（０°，１８０°）とする。

なお、上記説明では、レピティションにより作成される複数の同一データシンボルを隣接サブキャリアに配置（周波数軸配置）する場合について説明したが、図１１に示すように、レピティションにより作成される複数の同一データシンボルＳ_１，Ｓ_１'を同一サブキャリアの異なる時刻に配置（時間軸配置）する場合についても、上記同様にして本発明を実施することができる。

合成部４０３での処理は、以下のようになる。

同様に、図１６Ａに示す受信波Ｒ_２（上記図６に示す受信シンボルＲ_２に該当）に対して、サブキャリアｆ_２のチャネル推定値ｈ_２を用いて位相補償を行う。位相補償後の受信波Ｒ_２を図１６Ｂに示す。さらに、位相補償後の受信波Ｒ_２を、φ_α＝１８０°−φ_Ｂだけ位相回転させる。これによって、受信波Ｒ_１における干渉成分Ｉ_１（図１５Ｂ）と受信波Ｒ_２における干渉成分Ｉ_１'（図１６Ｃ）とは逆位相となる。

よって、図１７Ａに示すようにして図１５Ｂに示す受信波Ｒ_１と図１６Ｃに示す受信波Ｒ_２とを合成することにより、干渉成分Ｉ_１と干渉成分Ｉ_１'とが相殺され、合成シンボルＲ_ｃｏｍｂは希望波成分のみとなる。そして、図１７Ａに示す合成シンボルＲ_ｃｏｍｂの位相を、（φ_Ａ＋φ_α）／２だけ戻すことで、所望のシンボルを得ることができる（図１７Ｂ）。

なお、基地局はNode B、移動局はUE、サブキャリアはトーン、パイロットシンボルはリファレンスシンボルと称されることがある。

また、ＭＭＳＥ基準の干渉抑圧はＺＦ（Zero Forcing）による干渉抑圧と称されることがある。また、ＭＭＳＥ基準の干渉抑圧を行うための数式は上式（１）〜（３）に限られない。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。

Claims

複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を無線通信移動局装置へ送信する無線通信基地局装置であって、
シンボルを複製して複数の同一シンボルを作成する複製手段と、
前記複数の同一シンボルに対し位相回転を与える位相回転手段と、
位相回転後の前記複数の同一シンボルが前記複数のサブキャリアのいずれかに割り当てられた前記マルチキャリア信号を送信する送信手段と、を具備し、
前記位相回転手段は、前記複数の同一シンボル間における位相回転差を、隣接セルまたは隣接セクタにおいての同一シンボル間における位相回転差と異ならせる、
無線通信基地局装置。
前記位相回転手段は、隣接セル数または隣接セクタ数に応じた角度の位相回転を与える、
請求項１記載の無線通信基地局装置。
前記位相回転手段は、ｎ×（３６０°／（隣接セル数＋１））の角度、または、ｎ×（３６０°／１セル内のセクタ数）の角度（但し、ｎは整数）の位相回転を与える、
請求項１記載の無線通信基地局装置。
前記送信手段は、さらに、位相回転の角度を通知するための情報を前記無線通信移動局装置へ送信する、
請求項１記載の無線通信基地局装置。
複数のセルまたは複数のセクタの各々において、マルチキャリア信号を構成する複数のサブキャリアに割り当てられる複数の同一シンボルに対し位相回転を与える際に、前記複数の同一シンボル間における位相回転差を、隣接セル間または隣接セクタ間において互いに異ならせる、
無線通信方法。
前記複数の同一シンボルを、互いに隣接するサブキャリアに割り当てる、
請求項５記載の無線通信方法。