JPWO2012026318A1 - 分散アンテナシステム、および同システムにおける無線通信方法 - Google Patents

Abstract

端末間の通信品質のばらつきを抑えつつ、複数の通信エリアを構成して複数の端末が同時に通信できる分散アンテナシステムを提供する。分散アンテナシステムは、１または複数の論理アンテナポートを、ＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ）を備える無線フロントエンド部に提供し、通信エリアを複数構成し、各通信エリアにおいて通信する端末を決定し、該論理アンテナポートと該フロントエンド部との間の接続を、通信エリアごとに制御し、各端末への信号処理を、論理アンテナポートに対応づけられる各信号処理装置により行う。

Description

無線通信システム、特にアンテナを分散配置する分散アンテナシステムに関する。

セルラシステムにおいては更なる通信速度向上が求められており、最大通信速度が１００Ｍｂｉｔ／ｓを超えるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムが間もなくサービスインを迎えようとしている。

ＬＴＥシステムは、下りアクセスにＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、上りアクセスにＳＣＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）を導入している点である。いずれも、周波数領域をリソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）に分解し、各リソースブロックを別々の端末に割り当てることで、複数端末による同時アクセスを可能としている。

またＬＴＥシステムでは、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）による周波数利用効率の向上を図っている点である。更に、基地局−端末間のクローズドループ制御により、より無線伝搬路の通信能力を引き出すという特徴もある。これは、端末が無線伝搬路の状態を推定し、推定結果に基づいて無線伝搬路のランク数（ＲＩ；Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、基地局側が使用するのが望ましいプレコーディング行列（ＰＭＩ；Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、および最適な変調方式や符号化率を基地局側で決定するための通信品質（ＣＱＩ；Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を基地局へフィードバックし、基地局側がこれらのフィードバック情報を参照して端末とのデータ送信方法を決定する。

また、ＬＴＥシステムでは、これはＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式を使用した従来のセルラシステムでも同様だが、複数の基地局が同一時間周波数をシェアしており、どの基地局が送信した信号かを区別するために、基地局固有のセルＩＤをキーとした同期信号の生成やデータ信号に対するスクランブル処理を実施している。以上のＬＴＥ標準規格に関しては非特許文献１および非特許文献２に開示されている。

一方、送信機と受信機との位置関係による通信品質やスループットの偏差を抑える技術として分散アンテナシステム（ＤＡＳ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｙｓｔｅｍ）が、特許文献１に開示されている。

特許文献１では、分散アンテナシステムにおいて、中央処理ユニットは、複数の無線アクセスユニットから収集される同一ユーザの上り情報それぞれに対して、距離減衰推定を行い、その結果に応じてユーザが採用する無線アクセスユニットのリソース割り当てを行う技術が開示されている。

また、遠隔ノードが、有線ネットワークで接続された複数のアンテナ基地局に対して、異なる光路で通信を行う技術が、特許文献２に開示されている。

特開２００７−５３７６８ 特開２００９−３３２２６

３ＧＰＰ，"Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ);Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（Ｒｅｌｅａｓｅ ９）"，ＴＳ ３６．２１１，Ｖ９．０．０，２００９／１２． ３ＧＰＰ，"Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ);Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ（Ｒｅｌｅａｓｅ ９）"，ＴＳ３６．２１３，Ｖ９．０．１，２００９／１２．

特許文献１や特許文献２のような分散アンテナシステムの場合、通信端末のＳＩＮＲを高くすることはできるが、同時通信端末数が減少することにより各端末が体験できるスループットは、分散アンテナシステムの無線アクセスユニットが提供するセルに所属している端末数に反比例して減少してしまう。つまり、端末ごとの通信品質は、セルの配置により大きく変わり、端末間の通信品質がばらつく。

本発明は、少なくとも、端末間の通信品質のばらつきを考慮した、複数の通信エリアを構成して複数の端末が同時に通信できる分散アンテナシステムを提供することである。

上記課題の少なくとも一を解決するために、本願発明の一態様は、無線フロントエンド部と、一以上の無線フロントエンド部により構成される通信エリアごとに、信号処理装置と、を備え、複数の通信エリアの構成を決定し、決定された通信エリアに端末を割り当て、割り当てに応じた信号処理を信号処理装置に指示し、複数の信号処理装置と、無線フロントエンド部間の通信制御を行う、ルート制御装置と、を備える分散アンテナシステムである。

発明の一態様によると、端末間の通信品質のばらつきを抑えつつ、複数の通信エリアを構成して複数の端末が同時に通信できる分散アンテナシステムを提供できる。

分散アンテナシステムを含む無線通信システムの一例 分散アンテナシステムのシステム構成図 ネットワーク各装置において扱う信号の種類 本実施例におけるＲＲＨの実施例 本実施例におけるルート制御装置の実施例 本実施例における集中信号処理装置の実施例 ＭＡＣ制御部の機能ブロック図 本実施例におけるセル多元接続制御装置の実施例 本実施例によるＲＲＨプリファレンスリストの実施例 本実施例によるセルコンフィグテーブルの実施例 本実施例による端末毎のセルＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤの割り当てリストの実施例 本実施例による端末へのＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤの割当てフローチャート 実施例１における初期アクセスのシーケンス図 実施例１におけるセル構成が変化する一例におけるシーケンス図 実施例１におけるセル構成が変化する一例におけるシーケンス図 実施例１におけるデータ通信時のシーケンス図 実施例２による同一セルＩＤのエリアを複数のクラスタに分割する構成 実施例２によるクラスタ毎論理アンテナポート毎の時間周波数リソースに対する各種チャネルの割り当て方法の実施例 実施例２によるＲＲＨ比較装置の実施例 システム内ハンドオフのシーケンス例 システム間ハンドオフのシーケンス例

図１は、分散アンテナシステムを含む無線通信システムの一例を示す。

アンテナ１を面状に展開して分散アンテナシステム（ＤＡＳ；Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｙｓｔｅｍ）を構成する。ＤＡＳはアンテナ１を使用して１または複数の端末２と無線通信を実施する。各端末２は１または複数のアンテナ１を用いてシングルレイヤまたはマルチレイヤ通信を実施する。各アンテナ１を介して通信可能なエリアの和集合が当該ＤＡＳ全体の通信エリアとなる。各アンテナ１は、光ファイバ３によって集中信号処理装置５と接続される。各アンテナ１と集中信号処理装置５（Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）との間は、ＩＱサンプリング信号が伝送される。集中信号処理装置５では、各々の端末２に対する信号処理を同時に実施し、複数の端末２による同一時間周波数における同時通信を実現する。

各端末２にとって望ましい通信方法は、端末２からの距離が近いアンテナ１を用いて通信することである。これにより、所望信号の受信レベルが向上し、かつ他の端末２と通信するアンテナ１に関する信号（当該端末２にとっての干渉信号）の受信レベルが低下するため、所望信号に関するＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）の向上が期待できる。ＳＩＮＲ向上の原理は、所望信号と干渉信号に関する伝搬減衰量の差分を大きくすることである。つまり、所望信号に関する伝搬減衰量（無線伝搬距離）を減らし、干渉信号に関する伝搬減衰量（無線伝搬距離）を所望信号に対し相対的に増加させる。

全ての端末２に対して高ＳＩＮＲを達成するために、図１に示すようにセル４を端末位置に適応させる動的なセル４形成が有効と考えられる。ただし、セル４の形状が時間変化する場合は、動的にセル形状が変化する場合の無線インターフェースを備える。

例えば図１１に示すように、端末２が２−１の位置から２−２の位置へ移動することで、端末２にとって望ましいアンテナ１のグループが変化する場合を考える。従来のセルラシステムでは、セル４の形が時間変化しないため、端末２の移動に伴いセル４間のハンドオフ処理が実施される。しかし、動的なセル形成を実現するセルラシステムでは、セル４の方が端末２の移動に併せて４−１から４−２の形に変化させる。これは、各アンテナ１が取り扱う信号のセルＩＤが端末２の位置に応じて変化することを意味し、従来のセルラシステムでは想定されていない動作である。

図２は、分散アンテナシステム１０のシステム構成図を示す。

アンテナ１は面状に多数配置され、各アンテナ１に対してＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ）８を接続する。各ＲＲＨ８は、デジタル−アナログ信号の変換と、ベースバンド−無線周波数帯信号の変換と、アナログ信号の増幅とを行う無線アナログコンポーネントと、光ファイバ３とのインターフェースとして光電気信号変換器を備える。

光ファイバ３は、ＲＲＨ８とルート制御装置（Ｒｏｕｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）７との間を接続し、デジタルベースバンド信号であるＩＱサンプリング信号を光信号として双方向伝送する。

ルート制御装置７は、動的にセル形状を変化させるためのコンポーネントであり、集中信号処理装置５のインターフェースである論理アンテナポート６と、ＲＲＨ８との間の接続を切り替え、セル形状を変化させる制御装置である。ルート制御装置７に、ルータの制御コマンドはセル多元接続制御装置９から通知され、ルータを制御するために必要な情報をセル多元接続制御装置９へ通知する。また、光ファイバ３を介したＲＲＨ８との信号伝送には光信号を用いるが、論理アンテナポート６は電気信号を扱うため、ルート制御装置７は光電気信号変換器を備える。

論理アンテナポート６は、空間多重伝送される信号の入出力インターフェースである。この入出力インターフェースである、集中信号処理装置５とルート制御装置７との間の接続には銅線を用いる。論理アンテナポート６は、セル毎にグループ化され（６−１から６−３）、セル毎に複数の論理アンテナポートを有し、セル内で複数の論理アンテナポートを用いたマルチレイヤ通信（ＭＩＭＯ；Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）を実施する。

集中信号処理装置５は、ゲートウェイ１１との間で端末ユーザデータ（ＩＰパケット）の通信を行い、論理アンテナポート６を介してルート制御装置７との間ではベースバンドデジタル信号であるＩＱサンプリング信号の通信を行う。つまり、ＩＰパケットとベースバンドデジタル信号との間の変換を行うベースバンド信号処理が集中信号処理装置５の主な役割である。セル多元接続制御装置９からセル毎の通信端末の選択結果、および通信方法（周波数、変調方式、符号化率など）が通知され、集中信号処理装置５は当該通知結果に基づき各セルにおける信号処理を制御する。

セル多元接続制御装置（Ｃｅｌｌ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）９は、動的なセルを形成するシステムにおける端末の多元接続を制御する装置である。具体的には、ある時間周波数におけるセル形状の決定、各セルにおける通信端末、各端末との通信方法（変調方式や符号化率など）を決定し、セル形状に基づく論理アンテナポート６とＲＲＨ８との間のルート情報をルート制御装置７に通知し、通信端末や通信方法に関する決定結果は集中信号処理装置５に通知する。また、セル多元接続制御装置９は、各端末にとって望ましいＲＲＨ８のグループや、各端末が所属しているセルの情報を管理する。

以上のアンテナ１から集中信号処理装置５やセル多元接続制御装置９までの塊が基地局１０である。図２で説明した分散アンテナシステムは、多数のＲＲＨ８を擁していてもゲートウェイ１１からは１つの基地局１０−１として認識される。無線通信システム全体としては、１台のゲートウェイ１１が多数の基地局（１０−１、１０−２）を収容し、端末が所属する基地局がどれかを管理した上で、当該端末とＩＰパケット通信する際のルーティング制御を行う。

図３は、ネットワーク各装置において扱う信号の種類を示す。

ゲートウェイ１１はＩＰパケットを電気信号で扱う。集中信号処理装置５は、入出力とも電気信号であるが、ＩＰパケットとベースバンドデジタルＩＱ信号との間の変換を行う。ルート制御装置７は、入出力共にベースバンドデジタルＩＱ信号を扱うが、ＲＲＨ８側では光信号を扱うため、ルート制御装置７内部で光電気変換を行う。ルート制御装置７と光ファイバで接続されるＲＲＨ８は、ルート制御装置７側のインターフェースで光電気変換を行い、さらにアンテナ側と無線周波数帯アナログ信号をやりとりするため、ベースバンド−無線周波数帯変換と、デジタル−アナログ変換を行う。アンテナ１では無線周波数帯アナログ信号の電気信号を取り扱う。

図４は、本実施例におけるＲＲＨ８の実施例を示す。

ＲＲＨ８は、アンテナ１とルート制御装置７との間の信号に対し、光電気信号変換、デジタル−アナログ変換、ベースバンド−アナログ変換を実施する。ルート制御装置７から光ファイバ３を介して入力される光信号は、光電気変換器１０１で電気信号に変換され、デジタルアナログ変換器１０２でベースバンドデジタル信号からベースバンドアナログ信号へと変換される。ベースバンドアナログ信号はアップコンバータ１０３で無線周波数帯アナログ信号へと変換され、パワーアンプ１０４によって増幅されたのち、デュプレクサ１０５を通ってアンテナ１へ出力される。

アンテナ１で受信された端末送信信号である無線周波数帯アナログ信号は、デュプレクサ１０５を通り、低ノイズアンプ１０６で増幅されたのち、ダウンコンバータ１０７によりベースバンドアナログ信号へ変換され、さらにアナログデジタル変換器１０８によりベースバンドデジタル信号へと変換される。その後、電気信号であるベースバンドデジタル信号は電気光変換器１０９により光信号に変換され、光ファイバ３を介してルート制御装置７へ出力する。

図５は、本実施例におけるルート制御装置の構成例を示す。

左側が論理アンテナポート６とのインターフェース、右側が光ファイバ３とのインターフェースである。光ファイバ３側には光電気変換器１０１と電気光変換器１０９を備えている。

マスク部２０１は、入力された電気信号をスルーするか０出力するかのいずれかを、セル多元接続制御装置９からの指示により制御する。ビットレベルのＡＮＤ処理をする論理回路で、入力信号をスルーする場合は全ビット１のＡＮＤ処理を実施し、０出力する場合は全ビット０のＡＮＤ処理を実施する。

加算部２０２は、複数のマスク部２０１からの出力を単純に加算する論理回路である。論理アンテナポート６とＲＲＨ８との間のルート制御は、マスク部２０１へのビットマスク設定によって実施される。

ＲＲＨ比較部２０３は、ＲＲＨ８から光ファイバ３を介して光電気変換器１０１で電気信号に変換された端末からの上りベースバンドデジタル信号を全てのＲＲＨ８に関して入力し、各ＲＲＨ８での受信信号に対するマッチドフィルタ処理により端末からの送信信号の受信レベルをＲＲＨ８毎に測定する。ＲＲＨ比較部２０３は、測定結果をＲＲＨ８間で比較して上位のＲＲＨ８を選択し、当該端末が使用すべき１または複数のＲＲＨ８を特定する。ＲＲＨ比較部２０３は、端末毎のＲＲＨプリファレンスリストと呼び、これをセル多元接続制御装置９に通知する。一方で、マッチドフィルタに設定する待ち受けのパタンを生成するための、端末固有の情報やタイムフレームなどの情報をセル多元接続制御装置９から通知してもらい、ＲＲＨ比較部２０３は、通知された情報を基にマッチドフィルタの待ち受けパタンを生成し、入力信号との相関演算を実施する。

図６は、本実施例における集中信号処理装置の実施例を示す。集中信号処理装置５は、複数のセル個別信号処理部３０９−１、２、３と、ユーザ／制御データバッファ３０７(Ｕｓｅｒ／Ｃｔｒｌ． Ｄａｔａ Ｂｕｆｆ．)と、ＭＡＣ制御部３０８と、を備える。

セル個別信号処理部は、以下のモジュールを有する。

ゲートウェイ１１から入力された端末ユーザデータと、ＭＡＣ制御部３０８で生成された制御データは、一旦ユーザ／制御データバッファ３０７に格納され、符号化変調モジュール３０1によりビット系列をＩＱシンボル系列に変換する。

符号化変調モジュール３０1は、トランスポートブロックと呼ばれるビット系列の塊を入力し、符号化変調モジュール３０1は、トランスポートブロックからコードワードへの分割、コードワード毎の畳みこみ符号化、レートマッチング、およびＱＰＳＫや６４ＱＡＭなどの変調シンボル生成処理を行う。符号化変調モジュール３０1の出力は、コードワード毎の変調シンボル系列である。トランスポートブロックのサイズと、コードワード毎のレートマッチングで実施するリピティションの回数および変調方式はセル多元接続制御装置９からの通知結果に従う。

レイヤマップモジュール３０２は、データ信号や制御信号であるコードワードを空間レイヤ、サブキャリア、およびＯＦＤＭシンボルにマッピングし、プレコーディング処理を実施する。またここで、パイロットシンボルや同期用シンボルの生成およびマッピングも実施する。レイヤマップモジュール３０２の出力は、論理アンテナポート６毎の周波数領域シンボル系列である。

ＩＦＦＴモジュール３０３は、論理アンテナポート毎ＯＦＤＭシンボル毎の周波数シンボル領域シンボル系列に対して逆フーリエ変換処理を施し、時間領域ＩＱサンプリング信号を出力する。時間領域ＩＱサンプリング信号の後半Ｎサンプルを同サンプリング信号の先頭にＣｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ（ＣＰ）として付加する。ＣＰを付加したＩＱサンプリング信号は、論理アンテナポート６への出力として扱い、ルート制御装置７へ入力する。

ＦＦＴモジュール３０４は、ルート制御装置７から入力された端末からの受信ベースバンドデジタルＩＱサンプリング信号をＣＰ付きの状態で入力し、ＣＰ分の長さのサンプルを捨てた上でＯＦＤＭ（またはＳＣＦＤＭ）シンボル毎にフーリエ変換処理を実施し、周波数領域シンボル系列を出力する。出力の際、有効サブキャリア以外の部分は捨てる。

レイヤ検出モジュール３０５は、上りの復調用パイロット信号を用いて伝搬路推定を行い、複数論理アンテナポート分のチャネル推定結果を行列化したうえで、例えばＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）規範により受信重み行列を生成し、同重み行列を、複数論理アンテナポートでの周波数領域受信シンボルのベクトルに乗算することで、サブキャリア毎ＯＦＤＭ（ＳＣＦＤＭ）シンボル毎にレイヤ分離されたシンボル系列を得ることができる。シンボル系列をコードワード毎に並べ直して出力する。

復調復号モジュール３０６は、コードワード毎に整理された受信シンボル系列に対し、まずは軟判定を実施してビット毎の対数尤度比を計算し、これをターボ復号器に通して対数尤度比を繰り返し更新しながら、最終的に硬判定を実施してコードワード毎のビット系列をユーザ／制御データバッファ３０７へ出力し、メモリ格納する。

以上の符号化変調モジュール３０1、レイヤマップモジュール３０２、ＩＦＦＴモジュール３０３、ＦＦＴモジュール３０４、レイヤ検出モジュール３０５、復調復号モジュール３０６の一組がセル個別信号処理部３０９の構成であり、各セル個別信号処理部３０９が、一つのセルを、端末に提供する。セル個別信号処理部３０９−２、３０９−３も同様の構成である。

ユーザ／制御データバッファ３０７はメモリである。端末への送信データ信号はゲートウェイ１１から格納され、端末からの送信データ信号は、各セル個別信号処理部３０９から格納される。端末への送信データ信号に関する制御信号は、ＭＡＣ制御部３０８から格納され、端末からの送信データ信号に関する制御信号は、各セル個別信号処理部３０９から格納され、ＭＡＣ制御部３０８が参照する。

端末への送信データ信号を各セル個別信号処理部３０９が読み出すためには、まず各セル個別信号処理部３０９向けのデータ通信に関わる制御情報をＭＡＣ制御部３０８がメモリに格納する。次に、各セル個別信号処理部３０９が、格納されている制御情報を参照して、データ通信の宛先端末、通信方法（トランスポートブロックサイズ、変調方式、割当て空間周波数リソース、プレコーディング行列など）を取得する。そして、セル個別信号処理部３０９は、この取得結果に基づいて、指定された端末のデータバッファからトランスポートブロックサイズ分のデータを読み出し、データチャネルを生成する。併せて、セル個別信号処理部３０９は、当該データの制御情報として上記の通信方法を取得し、制御チャネルを生成する。

一方、端末からの送信データ信号の、各セル個別信号処理部３０９からの書き出しは、復号に成功したビット系列を順番に書き出す。ただし、各セル個別信号処理部３０９で受信信号処理を実施するためには、どの空間周波数リソースでどの端末からのデータ信号が、どういった通信方法で通信するかを知る必要があるため、ＭＡＣ制御部３０８は、これらの情報を、受信方法を示す情報としてユーザ／制御データバッファ３０７に格納し、各セル個別信号処理部３０９が読み出しておく。

また、端末から送信された制御情報（下りデータ信号に対するＡＣＫ／ＮＡＫやＣＱＩ，ＲＩ，ＰＭＩなどのフィードバック情報）は、復号に成功した順にユーザ／制御データバッファ３０７に格納され、ＭＡＣ制御部３０８が格納情報を取得し、取得時点以降の下り通信の制御情報生成や、下りデータ通信に関する終端処理（メモリに格納されたユーザデータの破棄など）を実施する。

ＭＡＣ制御部３０８は、たとえばプロセッサである。ＭＡＣ制御部３０８は、（１）下り通信において各セル個別信号処理部３０９で処理するデータ信号量、宛先端末、通信方法の通知、（２）（１）に関する制御チャネルでの伝送ビット系列の生成、（３）上り通信において各セル個別信号処理部３０９で受信処理を実施するためのデータ信号量、送信元端末、通信方法の通知、（４）端末から送信された制御情報（ＡＣＫ／ＮＡＫやＣＱＩ，ＲＩ，ＰＭＩなど）の取得、（５）セル多元接続制御装置９からのパケットスケジューリング情報取得、及び、（６）（４）のフィードバック情報のセル多元接続制御装置９への通知、を行う。詳しい実施例は図７に示す。

図７は、ＭＡＣ制御部の機能ブロック図に関する実施例である。

ＭＡＣ制御部３０８は、セル多元接続制御装置９に対して判断材料を提供するためのレポート生成部３１１と、セル多元接続制御装置９から上りのパケットスケジューリング結果の通知を受けて、各セル個別信号処理部３０９での受信方法を、ユーザ／制御データバッファ３０７を介して通知する上り信号処理制御部３１２と、セル多元接続制御装置９から下りのパケットスケジューリング結果の通知を受けて、各セル個別信号処理部３０９での送信方法を、ユーザ／制御データバッファ３０７を介して通知する下り信号処理制御部３１３と、セル多元接続制御装置９から通知される下りパケットスケジューリング結果を基に、各端末宛に送信する個別制御信号を生成する下り制御情報生成部３１４とで構成される。

レポート生成部３１１は、セル多元接続制御装置９がパケットスケジューリングを実施するために必要な情報をレポートとしてまとめ、セル多元接続制御装置９へ通知する。上記の必要な情報として、大きく分けて、下りパケットスケジューリングで必要な情報と、上りパケットスケジューリングで必要な情報に分類できる。

前者については、端末で測定された望ましい通信方法（ＣＱＩ，ＲＩ，ＰＭＩ）、下りデータ通信に対するＡＣＫ／ＮＡＫを含んだ上り制御情報、および端末毎の下りデータキュー残量が含まれる。ＣＱＩ，ＲＩ，ＰＭＩとＡＣＫ／ＮＡＫは上り制御チャネルに含まれており、各セル個別信号処理部３０９からユーザ／制御データバッファ３０７へ書き出されるので、これを参照する。端末毎の下りデータキュー残量は、レポート生成部３１１自身がユーザ／制御データバッファ３０７に記録されている端末毎のデータ残量を監視することで入手できる。

後者については、セル個別信号処理部３０９で測定した端末毎の望ましい通信方法（ＣＱＩ，ＲＩ，ＰＭＩ）、上りデータ通信に対するＡＣＫ／ＮＡＫ、および端末から通知される送信データバッファの残量が含まれる。ＣＱＩ，ＲＩ，ＰＭＩは各セル個別信号処理部３０９での測定結果、ＡＣＫ／ＮＡＫは各セル個別信号処理部３０９での復号結果をユーザ／制御データバッファ３０７へ書き出し、レポート生成部３１１がこれを参照することで入手できる。送信データバッファ残量は、上り制御チャネルに含まれるため、各セル個別信号処理部３０９が制御チャネルを復号した結果をユーザ／制御データバッファ３０７へ書き出し、レポート生成部３１１がこれを参照することで入手できる。

上り信号処理制御部３１２は、セル多元接続制御装置９から通知される上りパケットスケジューリング結果（送信元端末、周波数空間リソース、プレコーディング行列、変調方式、ランク数など）を基に、各セル個別信号処理部３０９に対し受信方法を通知する物理層ドライバとしての役割を果たす。

下り信号処理制御部３１３は、上り信号処理制御部３１２と同様、セル多元接続制御装置９から通知される下りパケットスケジューリング結果（送信元端末、周波数空間リソース、プレコーディング行列、変調方式、ランク数など）を基に、各セル個別信号処理部３０９に対し送信方法を通知する物理層ドライバとしての役割を果たす。

下り制御情報生成部３１４は、セル多元接続制御装置９から通知される下りパケットスケジューリング結果から、各宛先端末がデータ受信に必要な送信方法（周波数空間リソース、プレコーディング行列、変調方式、ランク数など）をＭＡＣメッセージとして生成し、ユーザ／制御データバッファ３０７を介して各セル個別信号処理部３０９で制御チャネル（例えばＰＤＣＣＨ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）を生成させる。

以上のレポート生成部３１１、上り信号処理制御部３１２、下り信号処理制御部３１３、および下り制御情報生成部３１４は、セル多元接続制御装置９が有してもよい。この場合は、セル多元接続制御装置９が直接各セル個別信号処理部３０９の物理層ドライバとしての役割を果たす。

図８は、本実施例におけるセル多元接続制御装置の実施例である。

セル多元接続制御装置９は、ＲＲＨ比較部２０３とＭＡＣ制御部３０８とにインターフェースを持つプロセッサおよびメモリである。

ＲＲＨ比較制御部（ＲＲＨ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）４０１は、ＲＲＨ比較部２０３が交互に全端末に関する比較ができるよう、端末ＩＤや、サブフレーム番号など相関演算の待ち受けパタン生成に必要な情報をＲＲＨ比較部２０３に通知する。ＲＲＨ比較結果バッファ（ＲＲＨ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｌｉｓｔ Ｂｕｆｆｅｒ）４０２に結果が書き込まれたら、次の端末に関する端末ＩＤなどの情報を書き込む。

ＲＲＨ比較結果バッファ（ＲＲＨ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｌｉｓｔ Ｂｕｆｆｅｒ）４０２は、端末毎に上り信号の受信電力がベストＭ（整数、例えば４）のＲＲＨ選択結果を、端末の番号とともに記録するバッファである。ＲＲＨ比較結果バッファ４０２は、比較結果である端末毎のＲＲＨ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｌｉｓｔを記録する。

図９は、ＲＲＨ比較結果バッファ４０２に格納されるＲＲＨ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｌｉｓｔの例を図９示す。ＲＲＨ比較部２０３から通知される結果は、端末ＩＤ１０００と、当該端末からの上り信号が強く受信されたＲＲＨの個体識別番号（ＲＲＨ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）のベストＭ（図９の例ではＭ＝４）１０１０、１０２０，１０３０，１０４０とがセットになった情報であり、図９のような形式でＲＲＨ比較結果バッファ４０２に記録される。

図８に戻り、セル候補バッファ（Ｃｅｌｌ Ｃａｎｄｉｄａｔｅ Ｂｕｆｆｅｒ）４０３は、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭなどに予めセットしておくプリセット型のテーブルで、図１０に示すようなフォーマットで記録しておく。Ｃｏｎｆｉｇ ＩＤはセルの組み合わせのＩＤであり、図１０では、複数の組み合わせが格納されている。各セルの各論理アンテナポートがどのＲＲＨと接続されるかがＣｏｎｆｉｇ ＩＤ間で変化する。つまり、図１０を用いてＣｏｎｆｉｇ ＩＤを切り替えることで各セルの形状を変化させる。

ユーザグループ化部（Ｕｓｅｒ Ｇｒｏｕｐｉｎｇ ｆｏｒ Ｃａｎｄｉｄａｔｅｓ）４０４は、図９のＲＲＨ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｌｉｓｔと、図１０のセルコンフィグテーブルとを参照し、各端末に最も適したＣｏｎｆｉｇ ＩＤおよびセルＩＤを割り当てる。図９のＲＲＨ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｌｉｓｔが入力された場合、図１０のセルコンフィグテーブルに従うと、各端末は図１１に示すＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤが割り当てられる。基本的には、各Ｃｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤが使用するＲＲＨの個体識別番号と、ＲＲＨ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｌｉｓｔに記録されている各端末にとって望ましいＲＲＨ個体識別番号との一致する数が多いＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤの組み合わせが当該端末に割り当てられる。

図１２は、端末に、割り当てるＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤを割り当てるフローチャートを示す。図１２
このフローチャートの目的は、端末ＩＤ毎にＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤを確定させることである。ステップＳ１では、ユーザグループ化部４０４は、当該端末ＩＤ１０００に関するＲＲＨ個体識別番号（図９）１０１０、１０２０，１０３０，１０４０と、当該Ｃｏｎｆｉｇ ＩＤ１１１０、セルＩＤ１１２０に対応する、各論理アンテナＬＡＰに接続されるＲＲＨ個体識別番号（図１０の１１３０，１１３１，１１３２，１１３３）との一致数をカウントする。ステップＳ２では、同一致数が最大を記録したＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤの組み合わせを一時記録する。複数の組み合わせを記録しても良い。ステップＳ１とステップＳ２を全てのＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤについて繰り返し、ステップＳ３で、一時記録されたＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤの組み合わせが１つか否かを判定している。１つであればステップＳ４に進み、ステップＳ２で一時記録したＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤの組み合わせを当該端末に割り当てる。もし複数であれば、右側のフローに移動して単一のＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤの組み合わせに絞り込むための動作に移る。

ステップＳ５とステップＳ６は、ユーザグループ化部４０４は、ステップＳ２で一時記録された複数のＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤの組み合わせについてループ動作を行う。ステップＳ５では、図９のＲＲＨ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｌｉｓｔで１ｓｔ、２ｎｄなどと優先度をつけて記録している。例えば当該端末ＩＤの１ｓｔ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅが当該Ｃｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤの組み合わせの中に含まれていれば４点、含まれていなければ０点とし、同様に２ｎｄであれば３点、３ｒｄで２点などのように、ＲＲＨ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅの優先度に応じた重みづけを行った評価関数値を求める。ステップＳ６では、ユーザグループ化部４０４は、ステップＳ５の評価関数が最大値となるＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤの組み合わせを一時記録する。Ｃｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤの組み合わせに関するループ処理が一通り完了した段階で、ユーザグループ化部４０４は、ステップＳ７において一時記録されているＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤの組み合わせを当該端末に割り当てる。仮に、この段階で複数のＣｏｎｆｉｇ ＩＤと複数のセルＩＤの組み合わせが一時記録されている場合は、ランダムにいずれか一つを選択すればよい。

図１２に示す動作を経て、図９と図１０から図１１に示す端末毎（端末ＩＤ１２３０）のＣｏｎｆｉｇ ＩＤ１２１０とセルＩＤ１２２０の割り当てリストが完成する。

図８に戻り、セル選択部（Ｃｅｌｌ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ）４０５は、図１１に示すＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤの割り当てリストを基に、分散アンテナシステムのセルの組み合わせを示すＣｏｎｆｉｇ ＩＤを決定する。最も簡単な決定方法は、Ｃｏｎｆｉｇ ＩＤ間のラウンドロビンである。ただし、端末が１台も所属していないＣｏｎｆｉｇ ＩＤはスキップする。Ｃｏｎｆｉｇ ＩＤの決定結果に従い、セル候補バッファ（Ｃｅｌｌ Ｃａｎｄｉｄａｔｅ Ｂｕｆｆｅｒ）４０３から当該Ｃｏｎｆｉｇ ＩＤに示されている論理アンテナポートとＲＲＨとの接続関係（図１０）をＲＲＨ比較部２０３へ通知する。

また、セル選択部４０５は、ここで決定したＣｏｎｆｉｇ ＩＤを、下りパケットスケジューラ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ）４０６と上りパケットスケジューラ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ）４０７に通知する。なお、Ｃｏｎｆｉｇ ＩＤを決定するに当たって、ＭＡＣ制御部３０８から入力されるＣＱＩを参照してプロポーショナルフェアネス規範で決定しても良い。このとき、プロポーショナルフェアネスの評価関数の分母は、Ｃｏｎｆｉｇ ＩＤに所属する全端末の合計平均スループット、分子はＣｏｎｆｉｇ ＩＤに所属する全端末の瞬時スループットの期待値とする。

下りパケットスケジューラ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ）４０６と上りパケットスケジューラ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ）４０７は、セル選択部（Ｃｅｌｌ Ｓｅｌｅｃｔｏｒ）４０５で決定したＣｏｎｆｉｇ ＩＤを制約としたパケットスケジューラである。つまり、当該Ｃｏｎｆｉｇ ＩＤに所属していない端末はパケットスケジューリングの対象外とする。当該Ｃｏｎｆｉｇ ＩＤに所属している端末は、ユーザグループ化部（Ｕｓｅｒ Ｇｒｏｕｐｉｎｇ ｆｏｒ Ｃａｎｄｉｄａｔｅｓ）４０４が生成するＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤの割り当てリスト（図１１）を参照することで明らかとなる。セルＩＤ毎のパケットスケジューリングは、従来のセルラシステムと同様の動作となる。

下りパケットスケジューラ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ）４０６と上りパケットスケジューラ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ）４０７によるリソース割当て結果は、ＭＡＣ制御部３０８に通知され、送受信動作の制御に使用される。

以上が、分散アンテナシステムが、複数のセルを構成するための実施例である。以下では、具体例を用いて、非特許文献１や２のシステムで稼働している端末に対して、セルの構成を変更する場合を説明する。が、本具体例では、端末が、分散アンテナシステムによりセルの構成が変更されることを意識しない透過的（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）なシステムを提供する。

図１３は、初期アクセスのシーケンス図である。分散アンテナシステムとして多数のＲＲＨが分散配置され、各ＲＲＨが図に示すセルＩＤの信号を送受信する場合を想定する。端末は、ネットワーク側（分散アンテナシステム）から送信する同期信号を捕捉するため、セルサーチの動作を開始する（Ｓ１１）。ネットワーク側は、それぞれのＲＲＨから図に示すセルＩＤの同期信号を送信する（Ｓ１２−１，Ｓ１２−２，Ｓ１２−３）。端末はこれらの同期信号を受信し、セルＩＤ毎の受信電力測定を行い、受信電力が最大のセルＩＤに対してアクセス信号を送信する（Ｓ１３）。アクセス信号を受信したネットワークは、当該端末に対しアクセスを認める旨を示すＧｒａｎｔを送信する（Ｓ１４）。以上の動作を経て端末はネットワークに無線接続し、その後サービス要求や端末認証などを経てデータ通信を開始する。

図１４は、実施例１におけるセル構成が変化する無線通信システムにおけるシーケンス図である。

図１４の初期状態は、端末がセルＩＤ＝１で通信を実施中であり、各ＲＲＨは図に示すセルＩＤの信号を送受信する役割とする。この動作中に各ＲＲＨが担当するセルＩＤが変更（Ｓ１５）された場合、端末は定期的に実施するセルサーチにより、各セルＩＤに関する同期信号の受信電力を測定（Ｓ１９）し、端末に最寄りのＲＲＨ＃１が送信するセルＩＤ＝２の同期信号を最も強い電力で受信するようになる。この測定結果が端末からネットワークに対し送信され、これまで接続していたセルＩＤ＝１の受信電力と、今回最大受信電力を観測したセルＩＤ＝２の受信電力とを比較し、ネットワーク側がハンドオフを必要と判定（Ｓ２０）し、端末とネットワーク側とでハンドオフの処理（Ｓ２１）がスタートする。

図２０は、Ｓ２１の具体的な処理を説明する分散アンテナシステム内ハンドオフの動作を示すシーケンス図である。

ルート制御装置７が端末からの上り信号の受信電力を測定し、ＲＲＨ間で比較した結果に基づいたＲＲＨプリファレンスリストをセル多元接続制御装置９へ通知する。セル多元接続制御装置９は通常通りユーザグループ化部（Ｕｓｅｒ Ｇｒｏｕｐｉｎｇ ｆｏｒ Ｃａｎｄｉｄａｔｅｓ）４０４において当該端末のＣｏｎｆｉｇ ＩＤとセルＩＤを決定する。この決定前後でセルＩＤが変更となった場合、ハンドオフを実行する。

ハンドオフを実行する際、セル多元接続制御装置９は移動元のセル個別信号処理部３０９−１から移動先のセル個別信号処理部３０９−２へ当該端末の信号処理主体を変更するため、もし移動元のセル個別信号処理部３０９−１に通信中のデータが残っている場合、移動先のセル個別信号処理部３０９−２へ通信中のデータを移行する。

図２１は、分散アンテナシステム１０−１から他の分散アンテナシステムあるいは基地局１０−２へのハンドオフ動作を示すシーケンス図である。

基本的な動作は、非特許文献１や２記載のＬＴＥシステムのものに準拠する。まず、移動元基地局１０−１の中のＭＡＣ制御部３０８が、分散アンテナシステムを統括する移動元基地局１０−１の近傍に位置する基地局のセルＩＤを示すネイバーリストを、移動元基地局１０−１全体の共通制御情報として全てのセル個別信号処理部３０９に入力し、各セル個別信号処理部３０９は共通制御チャネルに同情報を埋め込み、端末に対して移動元基地局１０−１内にブロードキャストする。端末は移動元基地局１０−１の下り信号と、ネイバーリストに示されている近傍基地局からの下り信号との受信電力を測定し、測定結果をゲートウェイ１１、または複数基地局を統括する基地局制御装置にフィードバックする。ゲートウェイ１１または該基地局制御装置は該フィードバック結果を参照して基地局間の受信電力測定結果を比較し、ハンドオーバを実施するか否かを判定する。ハンドオーバを実施することになった場合、まず移動先基地局１０−２に当該端末との接続を確立させ、同接続確立を確認した後、移動元基地局１０−１のＭＡＣ制御部３０８に当該端末との接続切断を指示する。接続切断コマンドを受信したＭＡＣ制御部３０８は、セル多元接続制御部３０９に対し当該端末が接続切断したことを通知し、セル多元接続制御部３０９は当該端末に関する図９のＲＲＨプリファレンスリスト、および図１１のＣｏｎｆｉｇ ＩＤなどの割り当て情報を削除する。

以上が、第一の実施例である。

上述の実施例によると、分散アンテナシステムにおいて、端末との通信状態が良好な無線フロントエンド部によりセルを動的に構成することで、例えば、当該端末の通信品質の場所依存性を低減できる。該セルを動的に複数構成することで例えば、同時通信端末数を確保でき、各端末が体験できるスループットを向上できる。

また、複数の通信エリアの組み合わせであるコンフィグレーションをあらかじめ準備して選択利用することで、例えば、通信エリアを構成するためのプロセッサの負荷を低減することができる。

セル毎に該無線フロントエンド部と該端末との間の無線伝搬路に基づく信号処理およびパケットスケジューリングを行うことで、無線通信路の持つ通信容量を有効に活用し、結果として端末が体験できるスループットを向上できる。

次に第二の実施例について説明する。第二の実施例では、第一の実施例で、分散アンテナシステムにより、端末へ通信エリアを提供する場合を例にして説明をする。従って、特に説明がない場合は、第一の実施例と同様の構成や処理と同様である。

図１５は、図１３で、第一の実施例における分散アンテナシステムが、複数のセルを構成後に、その構成を変更する例を説明する。

図１５では、端末によるセルサーチ動作（Ｓ１１）やネットワーク側による同期信号送信（Ｓ１２−１，Ｓ１２−２，Ｓ１２−３）を実施後に、各ＲＲＨが担当するセルＩＤが、図１２のフローチャートにより変更（Ｓ１５）された場合を示している。Ｓ１５でのセルＩＤ変更の結果、ＲＲＨ＃１はセルＩＤ＝１からセルＩＤ＝２へ、ＲＲＨ＃２はセルＩＤ＝２からセルＩＤ＝３へ、ＲＲＨ＃３はセルＩＤ＝３からセルＩＤ＝１へ、それぞれ変更となっている（Ｓ１６−１、Ｓ１６−２、Ｓ１６−３）。

その結果、端末が送信するセルＩＤ＝１に対するアクセス信号（Ｓ１３）を受信するＲＲＨがＲＲＨ＃１からＲＲＨ＃３へ変更となる。少なくともセルサーチの段階ではＲＲＨ＃１が送信した同期信号を受信電力最大で受信できていたが、当該セルＩＤを管轄するＲＲＨがセルサーチ時点よりも遠方に位置することになるため、（ａ）アクセス信号がネットワークに届かなくなる可能性があり、端末がデータ通信を開始できなくなる問題と、（ｂ）仮にアクセス信号が届いたとしてもＧｒａｎｔ送信時点でセル形状が更に変化するとＧｒａｎｔが端末に届かなくなり、端末がデータ通信を開始できなくなる問題と、さらに（ｃ）アクセス信号は徐々に送信電力を上げるＲａｍｐｉｎｇ動作を実施するが、Ｒａｍｐｉｎｇ実施中にセル形状が更に変化すると、初期の端末送信電力がネットワーク側の想定よりも高い状態で接続が確立されてしまう電力制御の問題とがある。

また、図１４のＳ２１のような、端末の位置が変動していなくても、ネットワーク側でセル構成を動的に変化させるため、セルＩＤ毎の端末での測定受信電力が変化し、ハンドオフが頻発することが予想される。

また、図１６は、実施例１による分散アンテナシステムにより、セルの構成が変化したときに、データ通信時のシーケンス図を示す。特に、ＣＱＩなどのフィードバックを必要とするデータ通信で発生する場合について説明する。

図１６の初期状態は、端末がセルＩＤ＝１で通信中であり、各ＲＲＨは図に示すセルＩＤ、論理アンテナポート（ＬＡＰ；Ｌｏｇｉｃａｌ Ａｎｔｅｎｎａ Ｐｏｒｔ）の信号を送受信している状態である。

端末は、接続を確立したセルＩＤの１または複数の論理アンテナポートを使用して通信することを前提に動作する。そのため、接続したセルＩＤの各論理アンテナポートから送信されるパイロット信号を参照して伝搬路推定を行い、ＣＱＩ,ＲＩの決定やＰＭＩ選択などを行ってネットワーク側にフィードバックし、ネットワーク側はフィードバックされたＣＱＩなどを基に当該端末とデータ通信を行う。データ通信の際にも同様に、上記パイロット信号を用いてデータ信号が受けた伝搬路変動を推定し、検波やマルチレイヤの分離を実施する。

端末は、セルＩＤ＝１と接続しているため、データ通信に先立ちＣＱＩ，ＲＩ，ＰＭＩを決定するために、当該セルＩＤの各論理アンテナポートから送信されるパイロット信号を用いて伝搬路推定を行い（Ｓ３３）、非特許文献１や２記載のシステムと同様、ネットワーク側にフィードバックするＣＱＩ，ＲＩ，ＰＭＩといった情報を生成する（Ｓ３４）。端末がフィードバックを実施してからデータ通信を開始するまでの間にセルＩＤの変更（Ｓ１５）を実施すると、当該端末とデータ通信するＲＲＨがフィードバック実施時点と変化する。その結果、各論理アンテナポートから送信される信号が受ける伝搬路変動が大幅に変化し、事前推定したＣＱＩ，ＲＩ，ＰＭＩが当該端末にとって最適解でなくなっている可能性が高く、結果として当該端末に提供できるスループットが劣化する。このスループットの劣化はセルＩＤの変更ではなく論理アンテナポートの変更でも同様に発生する。

ただし、スループット劣化するものの、データ通信自体はセルが動的に変化しても成立する。各論理アンテナポートから出力されるパイロットとデータが同一のＲＲＨから出力されるため、パイロットとデータが経験する伝搬路変動は同一となり、検波などの復調機能は正しく動作する。

従って、実施例２では、図１４のハンドオフが頻発することや図１５の初期アクセス時に発生する状態や図１６のデータ通信の際のスループットが劣化する状態になることを防ぐことを目的とした分散アンテナシステムを提供する。

そこで、実施例２では、端末が、動的に端末に割り当てられる通信エリアが変化する無線通信システムに適応するのに望ましいＲＲＨとセルＩＤ、論理アンテナポートとの間の割り当てを行う。具体的には、分散アンテナシステム全体のセルＩＤを一つに統一し、論理アンテナポートの割り当ても固定的な割当てとする。この方法により、先ほど述べた初期アクセスやハンドオフ、ならびにＣＱＩ等のフィードバック情報ミスマッチの問題は解消される。

図１７に実施例２における分散アンテナシステムの全体構成を示す。図１７では、ひとつの分散アンテナシステムで共通のセルを構成する。この場合、あるセルＩＤの中で同時通信できる端末数は、特定の周波数に注目すると最大で論理アンテナポート数に限定されるため、ＲＲＨを多数配置しても同時通信端末数の制約により、各端末に提供できるスループットが劣化する。

このスループット劣化を防止するため、そして、図１７に示すように同一セルＩＤのエリアを複数のクラスタに分割して、通信エリアを提供する。例えば、Ｃｌｕｓｔｅｒ＃０のように、Ｃｌｕｓｔｅｒ自体が空間的、地理的に分離されていても良い。

クラスタは、それぞれ独立してデータ通信を実施するため、分散アンテナシステム内の同時通信端末数をＲＲＨ数に比例した数だけ確保することできる。ただし、クラスタ毎に独立に通信するのは、データチャネル（例えばＰＤＳＣＨ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ ＣｈａｎｎｅｌやＰＵＳＣＨ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、データチャネル個別の制御を行うための制御チャネル（ＰＤＣＣＨ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）であり、その他のチャネルや信号はクラスタ間共通の取り扱いとする。

図１８に、クラスタ毎論理アンテナポート毎の時間周波数リソースに対する各種チャネルの割り当て方法を示す。それぞれのクラスタが２つの論理アンテナポートＬＡＰ＃０、＃１により構成されている場合を例にする。チャネルの割当て自体は図６に示す集中信号処理装置５の中のレイヤマップモジュール３０２で実施する。

データチャネルにはクラスタ毎個別のデータを配置し、クラスタ内の通信リソースをどの端末に割り当てるかは、セル多元接続装置９の中の下りパケットスケジューラ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ）４０６や上りパケットスケジューラ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ）４０７により決定する（図８）。

論理アンテナポート毎のパイロット信号は、クラスタ間で同一の時間周波数に同一パイロットシンボル１９１０を配置する。ある１つの論理アンテナポートでパイロットシンボルが配置された時間周波数リソースは、他の論理アンテナポートではブランクリソース１９２０として扱う。

クラスタ間で共通の制御チャネルや同期信号１９３０は、全クラスタの論理アンテナポート＃０の同一時間周波数に同一シンボルを配置する。具体的には、分散アンテナシステムに所属する端末全体に送信するブロードキャストチャネルと、同期信号である。クラスタ固有の制御チャネル１９４０は、クラスタ毎個別の制御情報を配置する。以上の制御チャネルや同期信号は、最もシンプルな例として論理アンテナポート＃０のみから送信する想定で図を描いているが、複数論理アンテナポートを使用した送信ダイバーシチを実施しても良い。

図１８の各種チャネルおよび信号の送信方法に従うと、パイロット信号と同じ伝搬路を経験するのは、パイロットと同じくクラスタ間共通の、クラスタ間共通制御チャネルと同期信号のみであり、クラスタ個別のデータチャネルや制御チャネルは異なる伝搬路を経験することになる。つまり、同一のセルＩＤ、論理アンテナポートの信号が複数のＲＲＨから出力されるため、パイロット信号を用いた伝搬路推定結果が、どのＲＲＨから送信された信号のものか特定できないことである。しかしながら、端末から見て異なるクラスタの同一論理アンテナポートで通信するＲＲＨまでの距離に差があれば、端末から遠方のＲＲＨについては伝搬減衰が大きくなるため、パイロットとクラスタ個別のデータチャネル等はほぼ同一の伝搬路を経験していると見なすことができる。

一方、上記の距離差がほとんどない場合は、該当する論理アンテナポートを当該端末に使わせないことが望ましい。以下、第二の実施例における図５に示したルート制御装置７の中にあるＲＲＨ比較部２０３におけるＲＲＨ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｌｉｓｔ作成処理の例を説明する。

図１９に、第二の実施例におけるＲＲＨ比較部２０３の実施例を示す。各ＲＲＨで受信された端末からの送信信号は、ＲＲＨ毎に受信信号バッファ５０１にベースバンドデジタルＩＱサンプリング信号として記録する。マッチドフィルタ５０２は、受信信号バッファ５０１に格納されているＩＱサンプリング信号と、待ち受けパタン生成部５０３が生成した待ち受けパタンとの相関演算を実施し、相関演算結果を出力する。どのＲＲＨに関する受信信号の相関演算を行うかは比較制御部５０４から通知され、該当するＲＲＨに関する受信信号が格納されているアドレスを先頭に受信信号バッファ５０１から受信信号を読み出す。

待ち受けパタン生成部５０３は、ＲＲＨ比較制御部（ＲＲＨ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）４０１から通知される端末ＩＤや、サブフレーム番号など相関演算の待ち受けパタン生成に必要な情報を基にマッチドフィルタ５０２に設定する待ち受けパタンを生成する。また、比較制御部５０４に対してリセットトリガを送信し、比較制御部５０４が制御するＲＲＨのカウンタを初期化する。

比較制御部５０４は、全てのＲＲＨに対して順番に相関演算を実施するためのシーケンサである。待ち受けパタン生成部５０３から出力されるリセットトリガでＲＲＨの処理カウンタを初期化し、マッチドフィルタ５０２が相関値を出力するたびに処理カウンタを増やして別のＲＲＨを順次処理するのと、セレクタ５０５に対して出力先の比較部５０６が、当該ＲＲＨに固定的に割り当てられた論理アンテナポートとなるよう制御する。全てのＲＲＨに関する処理が終了したら、各比較部５０６に対して値を出力するイネーブラを発行する。

セレクタ５０５は、マッチドフィルタ５０２の出力結果を、当該ＲＲＨに固定的に割り当てられた論理アンテナポートに関する比較部５０６に入力されるよう、出力先を切り替えるモジュールである。切り替える方法は、比較制御部５０４から指示される。

比較部５０６は、論理アンテナポート毎に備えられており、論理アンテナポート毎にどのＲＲＨがもっとも当該端末に適切なＲＲＨか、ならびに複数のＲＲＨがほぼ同程度の適切さであり、上記の問題（クラスタ個別のデータチャネルや制御チャネルは異なる伝搬路を経験すること）が発生すると予想される場合は適切なＲＲＨがないことを優先度割当て部５０７へ出力する。

比較部５０６は、相関値の最大値と２番目の値、ならびにこれら２つの値を記録したＲＲＨの個体識別番号を記録する。全てのＲＲＨに関する相関演算処理が終了して、比較制御部５０４から値出力のイネーブラが発行された段階で、相関値の最大値および最大値を記録したＲＲＨの個体識別番号を通知するか、出力すべきＲＲＨ個体識別番号がないという意味で相関値０を出力するかを判定する。この判定は、上記イネーブラが発行された時点で実施され、具体的には相関値の最大値と２番目の値との比または差がしきい値を超えるか超えないかで判定する。しきい値を超えていれば、相関値最大値を記録したＲＲＨが当該端末に適切であると判断し、相関値の最大値および最大値を記録したＲＲＨの個体識別番号を優先度割当て部５０７へ出力する。しきい値を超えていない場合は、端末にとって同一論路アンテナポートに関して複数のＲＲＨがほぼ等距離にあると判断し、相関値は０、ＲＲＨ個体識別番号は任意（相関値最大値のＲＲＨ個体識別番号で良い）の値を優先度割当て部５０７へ出力する。

優先度割当て部５０７は、論理アンテナポート毎の最適なＲＲＨの個体識別番号と相関値が入力される。相関値が０のものを除き、相関値が高い論理アンテナポートから順番に１ｓｔ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ，２ｎｄ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅというように順位づけを行い、優先順位毎のＲＲＨ個体識別番号をＲＲＨ比較結果バッファ（ＲＲＨ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｌｉｓｔ Ｂｕｆｆｅｒ）４０２のリスト（図９）に書き込み、相関値が０のＲＲＨ個体識別番号は書き込まない。

以上の手順により、ある論理アンテナポートに関して複数のＲＲＨがほぼ等距離にある場合、当該論理アンテナポートの使用を止めることができる。その結果、先ほど２つ目の問題として挙げた、クラスタ個別のデータチャネルや制御チャネルがパイロット信号と異なる伝搬路を経験するという問題は解消できる。

以上が第２の実施例である。

上述の実施例によると、例えば、一つの分散アンテナシステム内で複数の通信エリア形成を実現し各端末通信時のＳＩＮＲを改善できる。

また、例えば、分散アンテナシステム内に１つのセルしか構成できない場合でも、同時通信端末数が減少することにより各端末が体験できるスループットの劣化を防ぐことができる。

例えば、同時通信端末数を増やすことで、各端末が体験するスループットの向上と、端末が体験できるスループットの場所依存性を抑えることができる。

また、分散アンテナシステム内での同一セルＩＤでの運用、および該無線フロントエンド部に接続可能な論理アンテナポート番号を固定的に割り当てることで、無線伝搬路推定時点で決定される信号処理方法と、データ通信時点において最適な信号処理方法との誤差が小さくなり、結果として例えば端末が体験できるスループットを向上できる。

また、該セル個別のデータチャネルと、該セル個別の制御チャネルと、該セル間で共通の制御チャネルとを分け、該セル間で共通の制御チャネルにネイバーリストを含ませることで、例えば、分散アンテナシステム内での同時通信端末数確保という効果や、ハンドオフ処理煩雑化の防止という効果の少なくとも一方を得ることができる。

１…アンテナ
２…端末
３…光ファイバ
４…セル
５…集中信号処理装置
６…論理アンテナポート（ＬＡＰ）
７…ルート制御装置
８…Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ（ＲＲＨ）
９…セル多元接続制御装置
１０…基地局
１１…ゲートウェイ
１０１…光電気変換器
１０２…デジタルアナログ変換器
１０８…アナログデジタル変換器
１０９…電気光変換器
２０１…マスク部
２０２…加算部
２０３…ＲＲＨ比較部
３０１…符号化変調モジュール
３０２…レイヤマップモジュール
３０３…ＩＦＦＴモジュール
３０４…ＦＦＴモジュール
３０５…レイヤ検出モジュール
３０６…復調復号モジュール
３０７…ユーザ／制御データバッファ
３０８…ＭＡＣ制御部
３０９…セル個別信号処理部
３１１…レポート生成部
４０１…ＲＲＨ比較制御部
４０２…ＲＲＨ比較結果バッファ
４０３…セル候補バッファ
４０４…ユーザグループ化部
４０５…セル選択部
５０２…マッチドフィルタ
５０３…待ち受けパタン生成部
５０４…比較制御部
５０５…セレクタ
５０６…比較部
５０７…優先度割当て部

Claims (16)

1. 分散アンテナシステムであって、
   端末と無線通信を行う、複数の無線フロントエンド装置と、前記無線フロントエンド装置に接続されるルート制御装置と、
   前記ルート制御装置に接続される、信号処理制御装置と、
   前記信号処理制御装置と前記ルート制御装置に接続される、多元接続制御装置と、を備え、
   前記信号処理制御装置は、
   端末に提供される通信エリアに関する信号処理を行う通信エリア信号処理部を複数有し、前記多元接続制御装置は、
   前記通信エリア信号処理部と、前記通信エリアを構成する無線フロントエンド装置との複数の対応づけを、前記ルート制御装置に通知し、
   前記ルート制御装置は、当該対応づけに基づいて、前記無線フロントエンド装置と、前記信号処理制御装置との間の信号処理を制御する、ことを特徴とする分散アンテナシステム。
2. 請求項１記載の分散アンテナシステムであって、
   前記対応付けは、前記通信エリア信号処理部が提供する少なくとも一の論理アンテナポートと、無線フロントエンド装置との接続関係を示す情報であって、
   前記多元接続制御装置は、端末に割り当てる通信エリアを決定し、決定された通信エリアに対応する前記通信エリア信号処理部に割り当てられた端末との通信を行うよう、前記信号処理制御装置に指示する、ことを特徴とする分散アンテナシステム。
3. 請求項１記載の分散アンテナシステムであって、
   前記ルート制御装置は、
   端末から送信される上り信号の受信電力を該無線フロントエンド装置毎に測定し、該無線フロントエンド装置間で該受信電力の比較を行う比較部を備え、
   前記多元接続制御装置は、該比較結果に基づいて、一以上の無線フロントエンド装置により通信エリアを構成する、ことを特徴とする分散アンテナシステム。
4. 請求項１記載の分散アンテナシステムであって、
   前記信号処理制御装置は、通信エリア毎に通信する端末を決定するための無線伝搬路に関わる測定情報を前記多元接続制御装置へ通知するレポート生成部と、形成した通信エリアにおいて前記多元接続制御装置が決定した端末からの上り信号を受信する方法を該通信エリア信号処理部へ通知するための上り信号処理制御部と、形成した通信エリアにおいて該多元接続制御装置が決定した端末への下り信号を送信する方法を該通信エリア信号処理部へ通知するための下り信号処理制御部と、該下り信号の送信先である該端末が該下り信号の送信方法を認知するための下り制御情報を生成する下り制御情報生成部とを包含したＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御モジュールを具備することを特徴とする分散アンテナシステム。
5. 請求項１記載の分散アンテナシステムであって、
   該多元接続制御装置は、通信エリアの組み合わせを複数記録している通信エリア候補バッファと、該端末各々がどの該通信エリアの組み合わせの中のどの通信エリアに所属するかをグループ化するユーザグループ化部と、各時刻においてどの組み合わせで通信エリアを構成するかを選択する通信エリア選択部と、該通信エリア選択部が決定した該通信エリア各々で上りおよび下り通信におけるパケットスケジューリングを実施する上りパケットスケジューラ及び下りパケットスケジューラと、を具備することを特徴とする分散アンテナシステム。
6. 請求項５記載の分散アンテナシステムであって、
   前記ルート制御装置は、
   端末から送信される上り信号の受信電力を該無線フロントエンド装置毎に測定し、該無線フロントエンド装置間で該受信電力の比較を行う比較部を備え、
   該ユーザグループ化部は、該比較部の出力である該比較結果と、該通信エリア候補バッファとの比較評価により、該端末各々がどの組み合わせの中のどの通信エリアに所属するかをグループ化し、該信号処理制御装置に組み合わせを通知する、ことを特徴とするとする分散アンテナシステム。
7. 請求項３記載の分散アンテナシステムであって、
   該ルート制御装置は、該無線フロントエンド装置が同一論理アンテナポート間で接続する通信エリア信号処理部を切り替え、該通信エリア信号処理は全て同一の識別情報に基づいて信号処理を行うことを特徴とする分散アンテナシステム。
8. 請求項６記載の分散アンテナシステムであって、
   該比較部は、同一論理アンテナポートに接続する該無線フロントエンド装置間で該受信電力の比較を行うことを特徴とする分散アンテナシステム。
9. 請求項８記載の分散アンテナシステムであって、
   該比較部は、同一論理アンテナポートに接続する該無線フロントエンド間で該受信電力の差または比がしきい値より小さく、複数の無線フロントエンド装置間での該受信電力がほぼ等しいと見なした場合は、当該論理アンテナポートを当該端末との通信に使用しないよう制御することを特徴とする分散アンテナシステム。
10. 請求項６記載の分散アンテナシステムであって、
    前記信号処理制御装置は、該通信エリア毎個別の制御信号処理と、該通信エリア間共通の制御信号処理と、該通信エリア個別のデータ信号処理とを実施することを特徴とする分散アンテナシステム。
11. 請求項１０記載の分散アンテナシステムであって、
    少なくとも二つの前記論理アンテナポート間で、異なる通信エリアを構成する、ことを特徴とする分散アンテナシステム。
12. 複数の無線フロントエンド装置を有する分散アンテナシステムにおける無線通信方法であって、
    無線フロントエンド装置と端末装置との間の通信状態に基づいて、該無線フロントエンド装置により形成される通信エリアを複数提供し、複数の該端末装置が、いずれか一の通信エリアにより、同一時間周波数において同時通信を行う、ことを特徴とする無線通信方法。
13. 請求項１２記載の無線通信方法であって、
    該端末装置から送信される上り信号の受信電力を該フロントエンド装置間で通信状態を比較し、前記比較結果に基づいて該端末装置各々に対し該無線フロントエンド装置を特定する、ことを特徴とする無線通信方法。
14. 請求項１２記載の無線通信方法であって、
    該通信エリアの組み合わせを複数保持し、ある時刻においては複数通りの組み合わせのうち１つを選択して該通信エリアを同時刻に複数形成することを特徴とする無線通信方法。
15. 請求項１２記載の無線通信方法であって、
    該通信エリア個別のデータチャネルと、該通信エリア個別の制御チャネルとを用いて、複数の該通信エリアにより複数の該端末装置と同時通信を実現し、
    該通信エリア間共通の制御チャネルは該分散アンテナシステム内全体で一つの通信エリアを形成することを特徴とする無線通信方法。
16. 請求項１５記載の無線通信方法であって、
    該通信エリア間共通の制御チャネルは、該端末装置がセルサーチやタイミング同期のために使用する同期信号と、無線伝搬路の変動を推定するための参照信号とを更に含むことを特徴とする無線通信方法。

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