JPWO2014087775A1 - 基地局装置、無線通信システム、無線通信方法および集積回路 - Google Patents

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Abstract

本発明の基地局装置は、周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信し、その受信信号に基づいて前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定し、その伝搬路状態の推定結果に基づいて、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行って送信する。

Description

本発明は、基地局装置、無線通信システム、無線通信方法および集積回路に関する。
周波数利用効率を大幅に改善できる技術として、複数の送受信アンテナを用いて無線伝送を行う多入力多出力（Multiple Input Multiple Output：ＭＩＭＯ）技術が注目を集めており、セルラシステムや無線ＬＡＮシステムなどで実用化されている。ＭＩＭＯ技術による周波数利用効率改善量は送受信アンテナ数に比例する。しかし、受信装置となる端末装置に配置できる受信アンテナ数には限りがある。そこで、同時接続する複数の端末装置を仮想的な大規模アンテナアレーとみなし、基地局装置（送信装置）から各端末装置への送信信号を空間多重させるダウンリンクのマルチユーザＭＩＭＯ（Multi-User MIMO：ＭＵ−ＭＩＭＯ）が周波数利用効率の改善に有効である。
ＭＵ−ＭＩＭＯでは、空間多重された各端末装置（ユーザ）宛ての送信信号同士がユーザ間干渉（Inter-User Interference：ＩＵＩ）として端末装置に受信されてしまうため、そのままでは大幅に特性が劣化してしまう。ここで、基地局装置の各送信アンテナから各端末装置の各受信アンテナまでの伝搬路状態を基地局装置が知っていれば、端末装置に大きな負荷を掛けることなく端末装置における受信時にＩＵＩを抑圧できる送信信号を生成することができる、幾つかの方法が提案されている（非特許文献1）。
例えば、端末装置における受信時にＩＵＩが抑圧された状態で受信できるように、基地局装置において送信信号にプリコーディングを施してから送信する方法がある。その例として、伝搬路状態を表す情報（Channel State Information：ＣＳＩ）より求めた、各送信アンテナと各端末装置の各受信アンテナとの間の複素伝搬路利得を要素に持つ伝搬路行列Ｈから、その逆行列Ｈ−１（または擬似逆行列Ｈ†＝ＨＨ（ＨＨＨ）−１：上付き添え字のＨはエルミート共役を表す）を重み行列（線形フィルタ）Ｗとして用いて送信信号に重み付け（Ｗ＝Ｈ−１を送信信号に乗算）するZero-forcing（ＺＦ）プリコーディングや、最小平均二乗誤差（Minimum Mean Square Error：ＭＭＳＥ）規範で求めた重み行列（線形フィルタ）Ｗ＝ＨＨ（ＨＨＨ＋αＩ）−１（Ｉは単位行列、αは正規化係数を表す）で送信信号を重み付けするＭＭＳＥプリコーディングなどの、線形処理によって送信信号をプリコーディングする線形プリコーディング（Linear Precoding：ＬＰ）がある。例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）やＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどのセルラシステム、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃなどの無線ＬＡＮシステムにおいては、各端末装置より通知される伝搬路情報に基づいて算出される線形フィルタを、基地局装置にて送信信号に予め乗算することでＩＵＩを抑圧する、線形プリコーディング（線形ビームフォーミング）が採用されている。
一方、近年、オフィス内あるいは家庭内における高速な無線通信ネットワークへの需要の高まりにより、無線ＬＡＮが急速に普及している。次世代の無線ＬＡＮの策定が、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）８０２．１１のＴＧａｃにおいて行われており、スループット１Ｇｂｐｓ以上の実現を目標として、チャネル周波数帯域の８０ＭＨｚ以上への拡張や、上記ＭＵ−ＭＩＭＯの導入が検討されている（非特許文献２）。
Spencer他、「An Introduction to the Multi-User MIMO Downlink」、IEEE Communication Magazine、Vol.42、Issue10、p.60-67、2004年10月 「IEEE P802.11 Wireless LANs Specification Framework for TGac」、IEEE 802.11-09/0992r21、2011年1月
しかしながら、無線ＬＡＮの普及を受け、複数の無線ＬＡＮアクセスポイント（基地局装置）が同一の周波数チャネルを共用し、それぞれのサービス領域（セル）が互いにオーバラップする環境が生じやすくなり、これに伴ってセルスループットの低下が問題となっている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、上記のようなオーバラップしたセル環境において、基地局装置が自立的に周辺セルの端末装置へ与える干渉を抑圧し、スループットを向上させることを可能とする、基地局装置、無線通信システム、無線通信方法および集積回路を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の基地局装置は、周辺セルの端末装置が送信した無線フレームである第１の無線フレームを受信する無線受信部と、前記第１の無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定する伝搬路推定部と、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うプリコーディング部と、前記プリコーディングを行った送信データを送信する無線送信部と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の無線通信システムは、基地局装置と端末装置とから構成され、前記基地局装置は、周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信し、前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定し、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行って送信することを特徴とする。
また、本発明の無線通信システムは、基地局装置と端末装置とから構成され、前記基地局装置は、周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信し、前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定し、自セルの端末装置から通知された、自基地局装置と前記自セルの端末装置との間の伝搬路状態に基づく伝搬路情報を受信し、１以上の自セルの端末装置から通知された前記伝搬路情報と、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データを空間多重して同時に送信する際のユーザ間干渉を抑圧し、かつ前記伝搬路状態の推定結果に対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行って送信することを特徴とする。
また、本発明の無線通信方法は、基地局装置と端末装置との間の通信を行う無線通信方法であって、前記基地局装置は、周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信するステップと、前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定するステップと、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うステップと、前記プリコーディングを行った信号を送信するステップと、を有することを特徴とする。
また、本発明の無線通信方法は、基地局装置と端末装置との間の通信を行う無線通信方法であって、前記基地局装置は、周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信するステップと、前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定するステップと、自セルの端末装置から通知された、自基地局装置と前記自セルの端末装置との間の伝搬路状態に基づく伝搬路情報を受信するステップと、１以上の自セルの端末装置から通知された前記伝搬路情報と、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データを空間多重して同時に送信する際のユーザ間干渉を抑圧し、かつ前記伝搬路状態の推定結果に対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うステップと、前記プリコーディングを行った信号を送信するステップと、を有することを特徴とする。
また、本発明の集積回路は、基地局装置に実装されることにより、前記基地局装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信する機能と、前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定する機能と、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行う機能と、前記プリコーディングを行った信号を送信する機能と、の一連の機能を、前記基地局装置に発揮させることを特徴とする。
また、本発明の集積回路は、基地局装置に実装されることにより、前記基地局装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信する機能と、前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定する機能と、自セルの端末装置から通知された、自基地局装置と前記自セルの端末装置との間の伝搬路状態に基づく伝搬路情報を受信する機能と、１以上の自セルの端末装置から通知された前記伝搬路情報と、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データを空間多重して同時に送信する際のユーザ間干渉を抑圧し、かつ前記伝搬路状態の推定結果に対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行う機能と、前記プリコーディングを行った信号を送信する機能と、の一連の機能を、前記基地局装置に発揮させることを特徴とする。
複数の基地局装置によるオーバラップしたセル環境下において、基地局装置が自立的に周辺セルの端末装置への干渉を抑圧した通信を行うことを可能とし、スループットを向上させることを可能とする。
本発明の無線通信システムの構成例を示す概略構成図である。 本発明の基地局装置１００の一構成例を示す機能ブロック図である。 本発明の端末装置３００の一構成例を示す機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る基地局装置と端末装置との間の無線フレームの送受信の一例を示すタイムチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る、基地局装置が周辺セルの基地局装置および端末装置との間の伝搬路状態を推定する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る基地局装置の送信処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る基地局装置と端末装置との間の無線フレームの送受信の一例を示すタイムチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る基地局装置の送信処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示されている。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の無線通信システムの概略構成例を示す図である。図１の例に示すように本実施形態における無線通信システムでは、基地局装置１００−１と基地局装置１００−２の２つの基地局装置（両方の基地局装置を総称して基地局装置１００とも呼ぶ）と、それら基地局装置のうちの少なくとも一方に接続して通信を行っている複数の端末装置３００−１〜３００−６（これらの端末装置を総称して端末装置３００とも呼ぶ）とが存在している。
基地局装置１００−１には端末装置３００−１、端末装置３００−２、および端末装置３００−３が接続し、基地局装置１００−２には端末装置３００−４、端末装置３００−５、および端末装置３００−６が接続している。また、基地局装置１００−１と基地局装置１００−２は同一の周波数チャネルを共用し、基地局装置１００−１のサービス領域であるセル（図１の点線で囲まれた領域）と、基地局装置１００−２のセル（図１の一点鎖線で囲まれた領域）は、一部が重なり合った環境（オーバラップセル）を構成している。
図１の例では、基地局装置１００−１に接続している端末装置３００−１および端末装置３００−３には、周辺セルを構成する基地局装置１００−２が送信した無線信号が（雑音と見なせない程度の十分な電力を持って）受信され、また、端末装置３００−１および端末装置３００−３が送信した無線信号は、周辺セルの基地局装置１００−２で受信される。同様に、基地局装置１００−２に接続している端末装置３００−４には、周辺セルを構成する基地局装置１００−１が送信した無線信号が（雑音と見なせない程度の十分な電力を持って）受信され、また、端末装置３００−４が送信した無線信号は、周辺セルの基地局装置１００−１で受信される。
なお、無線ＬＡＮシステムにおいては、１つの基地局装置と、それに接続する１以上の端末装置とで構成されるグループをＢＳＳ（Basic Service Set）と呼び、ＢＳＳが無線通信ネットワークを形成している領域がセルに相当する。このセルが同一の周波数チャネルを共用しオーバラップしている環境を、ＯＢＳＳ（Overlapping ＢＳＳ）環境と呼ぶ。
このようなＯＢＳＳ環境下では、一方のセルの基地局装置または端末装置が無線信号を送信中、あるいはそれらが設定したチャネル使用時間（Transmission Opportunity：ＴＸＯＰ）内において、他方のセルの基地局装置および端末装置は通信を行うことができないため、セルのスループットが大きく劣化してしまう。
本実施形態では、基地局装置１００−２が、周辺セルの基地局装置１００−１がセル内の端末装置３００（端末装置３００−１〜３００−３の一部または全て）に対して伝搬路情報の通知を要求する際の通信プロセスを監視する。基地局装置１００−２は、上記の通信プロセスの監視の中で、周辺セルの端末装置３００と自基地局装置１００−２との間の伝搬路状態を推定する。その伝搬路推定結果に基づいて、基地局装置１００−２は自セルの端末装置３００への送信信号に対して、周辺セルの端末装置３００へ信号が届かないようにプリコーディングを行ってから無線信号を送信する。
なお、伝搬路情報として、基地局装置１００の各アンテナと各端末装置３００の各アンテナとの間の複素伝搬路利得やその共分散値、あるいはそれらから算出または変換した値を表すチャネル状態情報（Channel State Information：ＣＳＩ）を用いる場合を例として説明するがこれに限られるものではなく、例えばチャネル状態から求めた所望プリコーディング行列のインデックス（Precoding Matrix Indicator：ＰＭＩ）などを用いても良い。
図２は、本発明の基地局装置１００の一構成例を示す機能ブロック図である。図２の基地局装置１００の構成例は、Ｍ個のアンテナを備えている。なお、図２の基地局装置１００は、図１の基地局装置１００−１および基地局装置１００−２に対応している。
基地局装置１００は、誤り訂正符号化部２０１、変調部２０２、参照信号多重部２０３、プリコーディング部２０４、ＩＦＦＴ部２０５、ＧＩ挿入部２０６、無線送信部２０７、アンテナ部２０８、無線受信部２０９、ＧＩ除去部２１０、ＦＦＴ部２１１、参照信号分離部２１２、伝搬路推定部２１３、等化部２１４、復調部２１５、誤り訂正復号化部２１６および上位層２１７から構成される。
誤り訂正符号化部２０１は、上位層２１７から入力された、制御データ系列、最大Ｍ個（Ｍストリーム）の端末装置３００宛のユーザデータ系列、報知（ブロードキャスト）データ系列、またはマルチキャストデータ系列などの最大Ｍ個の送信データ系列に対してそれぞれ誤り訂正符号化を行い、送信データの符号化系列を生成する。さらに、誤り訂正符号化部２０１は、上位層２１７などからの符号化率の指定に従ってビットパンクチャリング（パンクチャ、レートマッチング）を行っても良い。符号化率の指定がない場合、誤り訂正符号化部２０１は、予め定められた符号化率でビットパンクチャリングを行っても良い。また、誤り訂正符号化部２０１は、ビットパンクチャリング後の送信データの符号化系列に対してインターリーブを行っても良い。
変調部２０２は、誤り訂正符号化部２０１から出力された最大Ｍ個の送信データの符号化系列に対してそれぞれ変調を行い、送信データの変調シンボル系列を生成する。なお、変調部２０２は、上位層２１７などからの変調方式の指定に従って変調を行うことが好ましく、変調方式の指定がない場合は、予め定められた変調方式で変調を行うことが好ましい。
参照信号多重部２０３は、変調部２０２から出力された、送信データの変調シンボル系列に対して参照信号（パイロット信号、トレーニング信号、プリアンブル信号）のシンボル系列を多重する。この参照信号シンボル系列は、基地局装置１００の各アンテナと端末装置３００のアンテナ（端末装置３００が複数のアンテナを備える場合は、それら各アンテナ）との間の伝搬路状態を端末装置３００が推定するために用いる既知の信号のシンボル系列である。参照信号シンボル系列は、端末装置３００において基地局装置１００の各アンテナから送信された参照信号がそれぞれ分離識別できる形で受信されるように多重することが好ましい。例えば、参照信号シンボル系列は、送信データ系列に対して時分割で多重しても良いし、サブキャリアで分割するような周波数分割で多重しても良いし、符号分割によって多重しても良い。また、参照信号多重部２０３は、ＯＦＤＭシンボル同期や無線フレーム同期などのための別の参照信号シンボル系列をさらに多重しても良い。
プリコーディング部２０４は、参照信号多重部２０３から出力された、参照信号シンボル系列が多重された送信データ系列に対して、上位層２１７から入力されたプリコーディングフィルタ情報に基づいてプリコーディングを行い、アンテナ部２０８の各アンテナから送信されるプリコーディング後シンボル系列を生成する。なお、本実施形態では、プリコーディング方式として線形プリコーディングを用いる場合を例として説明するが、非線形プリコーディングを用いても良い。プリコーディングの詳細については後述する。
ＩＦＦＴ部２０５は、プリコーディング部２０４から出力されたアンテナ毎のプリコーディング後シンボル系列に対してそれぞれ逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform：ＩＦＦＴ）などの周波数時間変換を行い、時間領域の信号へ変換する。
ＧＩ挿入部２０６は、ＩＦＦＴ部２０５から出力された時間領域の信号に対してガード期間（Guard Interval：ＧＩ）を挿入する。
無線送信部２０７は、ＧＩ挿入部２０６から出力された信号をアナログ信号へ変換し、無線信号へアップコンバートし、アンテナ部２０８を通じて送信する。
無線受信部２０９は、アンテナ部２０８を通じて受信した無線信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、デジタル信号へ変換して出力する。
ＧＩ除去部２１０は、無線受信部２０９から出力された信号からガード期間を取り除く。
ＦＦＴ部２１１は、ＧＩ除去部２１０から出力された、ガード期間が除去された信号に対して高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）などの時間周波数変換を行い、アンテナ毎の受信シンボル系列を出力する。
参照信号分離部２１２は、ＦＦＴ部２１１から出力された、アンテナ毎の受信シンボル系列から参照信号シンボル系列を分離して伝搬路推定部２１３に入力し、残りの受信シンボル系列である受信データの変調シンボル系列を等化部２１４に入力する。
伝搬路推定部２１３は、参照信号分離部２１２から出力された参照信号シンボル系列に基づいて、この信号を送信した送信装置（端末装置３００または周辺セルの基地局装置１００）の各アンテナと自基地局装置の各アンテナとの間の伝搬路状態と、受信品質を推定し、伝搬路状態推定結果と受信品質推定結果を出力する。
等化部２１４は、伝搬路推定部２１３から出力された伝搬路状態推定結果に基づいて、参照信号分離部２１２から出力された受信データの変調シンボル系列を等化（伝搬路補償）する。また、受信信号がＭＩＭＯ信号である場合、等化部２１４は、伝搬路推定部２１３から出力された伝搬路状態推定結果に基づいて、ＭＩＭＯ信号検出を行う。
復調部２１５は、等化部２１４から出力された等化後の受信データの変調シンボル系列に対して復調処理を行い、受信データ符号化系列を出力する。なお、復調部２１５は、上位層２１７などからの変調方式の指定に従って復調を行うことが好ましく、変調方式の指定がない場合は、予め定められた変調方式で復調を行うことが好ましい。
誤り訂正復号化部２１６は、復調部２１５から出力された受信データ符号化系列に対して誤り訂正復号化を行い、受信データ系列を出力する。なお、送信装置においてビットパンクチャリングが行われている場合、誤り訂正復号化に先だって、上位層２１７などからの符号化率の指定に従って受信データ符号化系列に対してビットデパンクチャリング（デパンクチャ、レートマッチング）を行う。送信装置においてビットパンクチャリングが行われていて符号化率の指定がない場合は、誤り訂正復号化部２１６は、予め定められた符号化率でビットデパンクチャリングを行うのが好ましい。また、送信装置においてインターリーブ処理が行われている場合、誤り訂正復号化部２１６は、誤り訂正復号化とビットデパンクチャリングに先立って、受信データ符号化系列に対してデインターリーブを行う。
上位層２１７は、送信データ系列の生成やプリコーディングフィルタの生成を行う。また、上位層２１７は、受信データ系列を処理して、ユーザデータ系列や制御データ系列、および端末装置３００が通知してきた伝搬路情報などを取得し、取得した伝搬路情報は伝搬路情報記憶部２１８に記憶する。また、上位層２１７は、周辺セルの基地局装置１００および周辺セルの端末装置３００から送信された信号の受信データ系列から、その信号の送信元あるいは送信先などの端末装置３００を指定する端末ＩＤを取得し記憶する端末ＩＤ取得部２２０を備える。また、上位層２１７は、伝搬路推定部２１３から出力された、周辺セルの端末装置３００および周辺セルの基地局装置１００との間の伝搬路状態推定結果と受信品質推定結果を、伝搬路推定結果記憶部２１９に記憶する。上位層２１７は、周辺セルの端末装置３００との間の伝搬路状態推定結果と受信品質推定結果を記憶する際に、端末ＩＤ取得部２２０に記憶されている当該周辺セルの端末装置３００を識別する端末ＩＤと共に記憶する。さらに、上位層２１７は、上記各部の動作を制御する。
図３は、本発明の端末装置３００の一構成例を示す機能ブロック図である。図３の端末装置３００の構成例は、１個のアンテナを備えている。なお、図３の端末装置３００は、図１の端末装置３００−１から３００−６に対応している。
端末装置３００は、アンテナ部３０１、無線受信部３０２、ＧＩ除去部３０３、ＦＦＴ部３０４、参照信号分離部３０５、伝搬路推定部３０６、等化部３０７、復調部３０８、誤り訂正復号化部３０９、誤り訂正符号化部３１０、変調部３１１、参照信号多重部３１２、ＩＦＦＴ部３１３、ＧＩ挿入部３１４、無線送信部３１５および上位層３１６から構成される。
無線受信部３０２は、アンテナ部３０１を通じて受信した無線信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、デジタル信号へ変換して出力する。
ＧＩ除去部３０３は、無線受信部３０２から出力された信号からガード期間を取り除く。
ＦＦＴ部３０４は、ＧＩ除去部３０３から出力された、ガード期間が除去された信号に対して高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）などの時間周波数変換を行い、受信シンボル系列を出力する。
参照信号分離部３０５は、ＦＦＴ部３０４から出力された受信シンボル系列から、参照信号シンボル系列を分離して伝搬路推定部３０６に入力し、残りの受信シンボル系列である受信データの変調シンボル系列を等化部３０７に入力する。
伝搬路推定部３０６は、参照信号分離部３０５から出力された参照信号シンボル系列に基づいて、この信号を送信した送信装置（基地局装置１００）の各アンテナと自端末装置のアンテナとの間の伝搬路状態を推定し、伝搬路状態推定結果を出力する。
等化部３０７は、伝搬路推定部３０６から出力された伝搬路状態推定結果に基づいて、参照信号分離部３０５から出力された受信データの変調シンボル系列を等化（伝搬路補償）する。
復調部３０８は、等化部３０７から出力された等化後の受信データの変調シンボル系列に対して復調処理を行い、受信データ符号化系列を出力する。なお、復調部３０８は、上位層３１６などからの変調方式の指定に従って復調を行うことが好ましく、変調方式の指定がない場合は、予め定められた変調方式で復調を行うことが好ましい。
誤り訂正復号化部３０９は、復調部３０８から出力された受信データ符号化系列に対して誤り訂正復号化を行い、受信データ系列を出力する。なお、送信装置においてビットパンクチャリングが行われている場合、誤り訂正復号化に先だって、上位層３１６などからの符号化率の指定に従って受信データ符号化系列に対してビットデパンクチャリング（デパンクチャ、レートマッチング）を行う。送信装置においてビットパンクチャリングが行われていて符号化率の指定がない場合は、誤り訂正復号化部３０９は、予め定められた符号化率でビットデパンクチャリングを行うのが好ましい。また、送信装置においてインターリーブ処理が行われている場合、誤り訂正復号化部３０９は、誤り訂正復号化とビットデパンクチャリングに先立って、受信データ符号化系列に対してデインターリーブを行う。
誤り訂正符号化部３１０は、上位層３１６から入力された、制御データ系列、および基地局装置１００宛のユーザデータ系列および伝搬路情報のデータ系列などの送信データ系列に対してそれぞれ誤り訂正符号化を行い、送信データの符号化系列を生成する。さらに、誤り訂正符号化部３１０は、上位層３１６などからの符号化率の指定に従ってビットパンクチャリング（パンクチャ、レートマッチング）を行っても良い。符号化率の指定がない場合、誤り訂正符号化部３１０は、予め定められた符号化率でビットパンクチャリングを行っても良い。また、誤り訂正符号化部３１０は、ビットパンクチャリング後の送信データの符号化系列に対してインターリーブを行っても良い。
変調部３１１は、誤り訂正符号化部３１０から出力された送信データの符号化系列に対してそれぞれ変調を行い、送信データの変調シンボル系列を生成する。なお、変調部３１１は、上位層３１６などからの変調方式の指定に従って変調を行うことが好ましく、変調方式の指定がない場合は、予め定められた変調方式で変調を行うことが好ましい。
参照信号多重部３１２は、変調部３１１から出力された、送信データの変調シンボル系列に対して参照信号（パイロット信号、トレーニング信号、プリアンブル信号）のシンボル系列を多重する。この参照信号シンボル系列は、端末装置３００のアンテナと基地局装置１００の各アンテナとの間の伝搬路状態を基地局装置１００が推定するために用いる既知の信号のシンボル系列である。また、参照信号多重部３１２は、ＯＦＤＭシンボル同期や無線フレーム同期などのための別の参照信号シンボル系列をさらに多重しても良い。
ＩＦＦＴ部３１３は、参照信号多重部３１２から出力された、参照信号シンボル系列が多重された送信データ系列に対して逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform：ＩＦＦＴ）などの周波数時間変換を行い、時間領域の信号へ変換する。
ＧＩ挿入部３１４は、ＩＦＦＴ部３１３から出力された時間領域の信号に対してガード期間（Guard Interval：ＧＩ）を挿入する。
無線送信部３１５は、ＧＩ挿入部３１４から出力された信号をアナログ信号へ変換し、無線信号へアップコンバートし、アンテナ部３０１を通じて送信する。
上位層３１６は、送信データ系列の生成、受信データ系列の再構成、制御データの処理、伝搬路状態推定結果から伝搬路情報の生成などを行い、さらに上記各部の動作を制御する。
図４は、本実施形態に係る基地局装置１００−１（周辺セルの基地局装置）および基地局装置１００−２（自セルの基地局装置）と、端末装置３００−１〜３００−３（周辺セルの端末装置）および端末装置３００−４〜３００−６（自セルの端末装置）との間の無線フレームの送受信の一例を示すタイムチャートである。
図４では、周辺セルの基地局装置１００−１が主導する、当該周辺セルに属する端末装置３００−１〜３００−３に対して伝搬路情報を要求して収集を行う一連のシーケンス（シーケンスＳＥＱ１）を観測することによって、基地局装置１００−２が、周辺セルの基地局装置１００−１、および周辺セルの端末装置３００−１〜３００−３との間の伝搬路状態を推定する場合の例を示している。基地局装置１００−２は、自セルに属する端末装置３００−４〜３００−６に無線フレームを送信する際に、上記推定した伝搬路状態に基づいて、周辺セルの基地局装置１００−１および周辺セルの端末装置３００−１〜３００−３に信号が届かないようにプリコーディングを施した信号を送信する。
基地局装置１００−１は、例えば、自セル内の複数の端末装置３００−１〜３００−３に対してＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行おうとする場合などに、基地局装置１００−１の各アンテナと端末装置３００−１〜３００−３のそれぞれのアンテナとの間の伝搬路状態を知るために、図４のシーケンスＳＥＱ１のような伝搬路情報要求のシーケンスを実行する。
まず、（周辺セルの）基地局装置１００−１は、伝搬路情報要求シーケンスの開始に当たって、伝搬路情報の通知を要求する１つ以上の端末装置を対象端末装置として指定し、各端末装置に通知を要求する伝搬路情報のストリーム数（ＭＩＭＯランク数）などの情報を各対象端末装置に通知するためのフレーム、例えばＮＤＰＡ（Null Data Packet Announcement）フレームを送信する（フレームＦ４０１）。ＮＤＰＡフレームには、対象端末装置として指定された端末装置の識別番号（Association ID：ＡＩＤ）、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスまたはその両方の情報が含まれている（以下、これらの情報をまとめて端末ＩＤと呼ぶ）。また、ＮＤＰＡフレームには、対象端末装置のうち最初に伝搬路情報を基地局装置１００−１に通知する（フィードバックする）端末装置が端末ＩＤによって指定されている。図４では、対象端末装置として、端末装置３００−１〜３００−３の３つの端末装置が指定された場合の例を示している。さらに、ＮＤＰＡフレームには、伝搬路情報要求シーケンスを識別するためのシーケンス番号が含まれても良い。
図１に示される本実施形態における無線通信システムの例では、基地局装置１００−１が送信したＮＤＰＡフレームＦ４０１は、基地局装置１００−２においても受信される。基地局装置１００−２は、ＮＤＰＡフレームＦ４０１を受信し、基地局装置１００−１が伝搬路情報の通知を要求している対象端末装置の端末ＩＤと、最初に伝搬路情報を基地局装置１００−１へフィードバックする対象端末装置の情報（端末ＩＤ）を取得し、記憶する。なお、基地局装置１００−２は、最初に伝搬路情報を基地局装置１００−１へ通知する対象端末装置の端末ＩＤのみを記憶する構成としても良い。さらに、基地局装置１００−２は、ＮＤＰＡフレームに含まれるシーケンス番号を記憶しても良い。
続いて、基地局装置１００−１は、各対象端末装置が基地局装置１００−１との間の伝搬路状態を推定するための参照信号を含むフレーム（サウンディングフレーム）、例えばＮＤＰ（Null Data Packet）フレームを送信する（フレームＦ４０２）。ＮＤＰフレームには、基地局装置１００−１のアンテナ毎にそれぞれ送信される参照信号が含まれており、ＮＤＰフレームを受信した各対象端末装置は、各参照信号の受信信号に基づいて、基地局装置１００−１の各アンテナと自端末装置の１以上のアンテナとの間の伝搬路状態を推定し、先に受信したＮＤＰＡフレームＦ４０１で指定されたストリーム数分の伝搬路状態を表す伝搬路情報を生成する。
基地局装置１００−１が送信したＮＤＰフレームＦ４０２は、ＮＤＰＡフレームＦ４０１と同様に、基地局装置１００−２においても受信される。基地局装置１００−２は、ＮＤＰフレームＦ４０１を受信し、基地局装置１００−１の各アンテナと自基地局装置の各アンテナとの間の伝搬路状態と、受信品質を推定し、その伝搬路状態推定結果と受信品質推定結果を記憶する。なお、受信品質としては、受信信号電力、信号電力対雑音電力比（Signal to Noise power Ratio：ＳＮＲ）、信号電力対干渉および雑音電力比（Signal to Interference plus Noise power Ratio：ＳＩＮＲ）、搬送波電力対雑音電力比（Carrier to Noise power Ratio：ＣＮＲ）または搬送波電力対干渉および雑音電力比（Carrier to Interference plus Noise power Ratio：ＣＩＮＲ）などを推定することが好ましいがこれに限られるものではない。以下では、受信品質として受信信号電力を推定する場合を例として説明する。さらに、基地局装置１００−２は、上記ＮＤＰＡフレームから取得したシーケンス番号を、上記伝搬路状態推定結果と受信品質推定結果と共に記憶しても良い。
ＮＤＰＡフレームＦ４０１において最初に伝搬路情報を基地局装置１００−１へフィードバックするように指定された対象端末装置、例えば図４の場合では端末装置３００−１は、ＮＤＰフレームＦ４０２に基づいて生成した伝搬路情報を含むフレーム、例えばＳＮＤ ＦＢ（Sounding Feedback）フレームを、基地局装置１００−１へ向けて送信する（フレームＦ４０３）。
基地局装置１００−１は、端末装置３００−１から送信されたＳＮＤ ＦＢフレームＦ４０３を受信し、端末装置３００−１から通知された伝搬路情報を取得する。
図１に示される本実施形態における無線通信システムの例では、端末装置３００−１から送信されたＳＮＤ ＦＢフレームＦ４０３は、基地局装置１００−２においても受信される。基地局装置１００−２は、ＳＮＤ ＦＢフレームＦ４０３を受信し、ＳＮＤ ＦＢフレームＦ４０３に含まれる参照信号に基づいて、端末装置３００−１のアンテナと自基地局装置の各アンテナとの間の伝搬路状態と受信品質を推定する。基地局装置１００−２は、ＮＤＰＡフレームＦ４０１から取得した、最初に伝搬路情報を基地局装置１００−１へフィードバックする対象端末装置（端末装置３００−１）の端末ＩＤと共に、伝搬路状態推定結果と受信品質推定結果を伝搬路推定結果記憶部２１９に記憶する。なお、端末ＩＤは、ＳＮＤ ＦＢフレームＦ４０３に含まれる送信者アドレス（Transmitter Address：ＴＡ）を取得して用いても良い。また、すでに上記端末ＩＤと共に伝搬路状態推定結果および受信品質推定結果が伝搬路推定結果記憶部２１９に記憶されている場合は、今回新たに推定した結果でその記憶を更新する（以降のＳＮＤ ＦＢフレームの受信においても、同様に処理を行う）。さらに、基地局装置１００−２は、上記ＮＤＰＡフレームから取得したシーケンス番号を、上記伝搬路状態推定結果と受信品質推定結果と共に記憶しても良い。
基地局装置１００−１は、次に伝搬路情報をフィードバックさせる対象端末装置、例えば図４の場合では端末装置３００−２に対して、伝搬路情報のフィードバックを要求するフレーム、例えばＦＢ Ｐｏｌｌ（Feedback Poll）フレームを送信する（フレームＦ４０４）。
基地局装置１００−２は、ＦＢ ＰｏｌｌフレームＦ４０４を受信し、基地局装置１００−１が伝搬路情報のフィードバックを要求している対象端末装置（端末装置３００−２）の端末ＩＤを取得する。
端末装置３００−２は、基地局装置１００−１からのＦＢ ＰｏｌｌフレームＦ４０４を受信し、ＮＤＰフレームＦ４０２に基づいて生成した伝搬路情報を含むＳＮＤ ＦＢフレームを、基地局装置１００−１へ向けて送信する（フレームＦ４０５）。
基地局装置１００−１は、端末装置３００−２から送信されたＳＮＤ ＦＢフレームＦ４０５を受信し、端末装置３００−２から通知された伝搬路情報を取得する。
図１に示される本実施形態における無線通信システムの例では、端末装置３００−２が送信したＳＮＤ ＦＢフレームＦ４０５は、基地局装置１００−２においては受信されない。このため、基地局装置１００−２は、ＦＢ ＰｏｌｌフレームＦ４０４終了後、規定の時間内にＳＮＤ ＦＢフレームＦ４０５を受信できなかった場合、ＦＢ ＰｏｌｌフレームＦ４０４から取得した端末ＩＤを破棄する。
基地局装置１００−１は、次に伝搬路情報をフィードバックさせる対象端末装置、例えば図４の場合では端末装置３００−３に対して、伝搬路情報のフィードバックを要求するＦＢ Ｐｏｌｌフレームを送信する（フレームＦ４０６）。
基地局装置１００−２は、ＦＢ ＰｏｌｌフレームＦ４０６を受信し、基地局装置１００−１が伝搬路情報のフィードバックを要求している対象端末装置（端末装置３００−３）の端末ＩＤを取得する。
端末装置３００−３は、基地局装置１００−１からのＦＢ ＰｏｌｌフレームＦ４０６を受信し、ＮＤＰフレームＦ４０２に基づいて生成した伝搬路情報を含むＳＮＤ ＦＢフレームを、基地局装置１００−１へ向けて送信する（フレームＦ４０７）。
基地局装置１００−１は、端末装置３００−３から送信されたＳＮＤ ＦＢフレームＦ４０７を受信し、端末装置３００−３から通知された伝搬路情報を取得する。
図１に示される本実施形態における無線通信システムの例では、端末装置３００−３から送信されたＳＮＤ ＦＢフレームＦ４０７は、基地局装置１００−２においても受信される。基地局装置１００−２は、ＳＮＤ ＦＢフレームＦ４０７を受信し、ＳＮＤ ＦＢフレームＦ４０７に含まれる参照信号に基づいて、端末装置３００−３のアンテナと自基地局装置の各アンテナとの間の伝搬路状態と受信品質を推定する。基地局装置１００−２は、ＦＢ ＰｏｌｌフレームＦ４０６から取得した端末ＩＤと共に、伝搬路状態推定結果と受信品質推定結果を伝搬路推定結果記憶部２１９に記憶する。なお、端末ＩＤは、ＳＮＤ ＦＢフレームＦ４０７に含まれる送信者アドレスを取得して用いても良い。さらに、基地局装置１００−２は、上記ＮＤＰＡフレームから取得したシーケンス番号を、上記伝搬路状態推定結果と受信品質推定結果と共に記憶しても良い。
上記の結果、基地局装置１００−２は、基地局装置１００−１との間の伝搬路状態推定結果と受信品質推定結果と、端末ＩＤに対応させた、端末装置３００−１および端末装置３００−３との間の伝搬路状態推定結果と受信品質推定結果とを伝搬路推定結果記憶部２１９に記憶している状態となる。基地局装置１００−２は、さらに、シーケンス番号を対応させて記憶していても良い。
基地局装置１００−２は、自セルの端末装置３００−４宛の送信データに対して、記憶している基地局装置１００−１、端末装置３００−１および端末装置３００−３との間の伝搬路状態推定結果に基づいて、それらに対してヌルが向くようにプリコーディングを行って送信する（フレームＦ４０８）。
端末装置３００−４は、フレームＦ４０８を受信する。
同様に、基地局装置１００−２は、自セルの端末装置３００−５宛の送信データに対して、伝搬路推定結果記憶部２１９に記憶している基地局装置１００−１、端末装置３００−１および端末装置３００−３との間の伝搬路状態推定結果に基づいて、それらに対してヌルが向くようにプリコーディングを行って送信する（フレームＦ４０９）。
端末装置３００−５は、フレームＦ４０９を受信する。
なお、図４の例では、基地局装置１００−２は、自セルの端末装置に対してデータを送信する際に、基地局装置１００−２で信号を受信できた全ての、周辺セルの基地局装置１００−１、端末装置３００−１および端末装置３００−３に対して送信信号が届かないようにヌルを向けるプリコーディングを行う場合を示したが、これに限られるものではない。
例えば、アンテナの自由度を超える数のヌルを生成することはできないため、基地局装置１００−２は、伝搬路推定結果記憶部２１９に記憶されている受信品質推定結果が高い（受信信号電力が高い）順に、周辺セルの基地局装置や端末装置を最大でアンテナ自由度の数まで選択し、選択した周辺セルの基地局装置や端末装置に対してヌルを向けるプリコーディングを行っても良い。このように受信品質推定結果が高い順にヌルを向ける先を選択することによって、基地局装置１００−２が送信した信号が大きく受信される可能性のある周辺セルの基地局装置や端末装置に対して優先的にヌルを向けることが可能となり、周辺セルに対するセル間干渉を効率的に抑圧できる。
別の例として、基地局装置１００−２は、伝搬路推定結果記憶部２１９に記憶されている伝搬路情報要求シーケンスのシーケンス番号が新しい順に、周辺セルの基地局装置や端末装置を最大でアンテナ自由度の数まで選択し、選択した周辺セルの基地局装置や端末装置に対してヌルを向けるプリコーディングを行っても良い。このようにシーケンス番号が新しい順にヌルを向ける先を選択することによって、通信を行っている可能性の高い周辺セルの基地局装置や端末装置に対して優先的にヌルを向けることが可能となり、周辺セルに対するセル間干渉を効率的に抑圧できる。
また、上記２つの例を組み合わせて、基地局装置１００−２は、伝搬路推定結果記憶部２１９に記憶されている受信品質推定結果が高い（受信信号電力が高い）順、かつ伝搬路情報要求シーケンスのシーケンス番号が新しい順に、周辺セルの基地局装置や端末装置を最大でアンテナ自由度の数だけ選択し、選択した周辺セルの基地局装置や端末装置に対してヌルを向けるプリコーディングを行っても良い。この場合、基地局装置１００−２が送信した信号が大きく受信される可能性があり、かつ通信を行っている可能性の高い周辺セルの基地局装置や端末装置に対して優先的にヌルを向けることが可能となり、周辺セルに対するセル間干渉を効率的に抑圧できる。
上記では、一方の基地局装置１００−２が、周辺セルの基地局装置１００−１や端末装置３００−１〜３００−３に対してヌルを向けるプリコーディングを行う場合について説明した。基地局装置１００−１も同様に、基地局装置１００−１にとっての周辺セルとなる基地局装置１００−２や端末装置３００−４〜３００−６との間の伝搬路状態を推定して、これらに対してヌルを向けるプリコーディングを行っても良い。
図５は、上記シーケンスＳＥＱ１において、本実施形態における基地局装置１００が、周辺セルの基地局装置および端末装置との間の伝搬路状態を推定する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
基地局装置１００は、周辺セルの基地局装置から送信されたＮＤＰＡフレームを検出した場合（ステップＳ５０１でＹｅｓ）は、これを受信してステップＳ５０２へ進み、ＮＤＰＡフレームが検出されない場合（ステップＳ５０１でＮｏ）は、ステップＳ５０１へ戻る。
基地局装置１００は、受信した周辺セルの基地局装置から送信されたＮＤＰＡフレームから、周辺セルの基地局装置が伝搬路情報のフィードバックを要求している対象端末装置の端末ＩＤと、最初にフィードバックを行うことを指定された対象端末装置の端末ＩＤを取得する（ステップＳ５０２）。
基地局装置１００は、周辺セルの基地局装置から送信されたＮＤＰフレームを受信し、受信したＮＤＰフレームに含まれる参照信号に基づいて、周辺セルの基地局装置と自基地局装置との間の伝搬路状態と、受信品質を推定する（ステップＳ５０３）。
基地局装置１００は、周辺セルの端末装置から送信されたＳＮＤ ＦＢフレームを検出した場合（ステップＳ５０４でＹｅｓ）は、これを受信してステップＳ５０５へ進み、ＳＮＤ ＦＢフレームが規定時間内に検出されない場合（ステップＳ５０４でＮｏ）は、ステップＳ５０６へ進む。
基地局装置１００は、受信した周辺セルの端末装置から送信されたＳＮＤ ＦＢフレームに含まれる参照信号に基づいて、当該端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態と、受信品質を推定する。そして、上記ＮＤＰフレーム直後のＳＮＤ ＦＢフレームであった場合は、上記ＮＤＰＡフレームで指定された最初にフィードバックを行うことを指定された対象端末装置の端末ＩＤと共に、伝搬路状態推定結果と受信品質推定結果を記憶する。また、後述するステップＳ５０６においてＦＢ Ｐｏｌｌフレームを検出し、ステップＳ５０７で端末ＩＤを取得した直後のＳＮＤ ＦＢフレームであった場合は、上記ＦＢ Ｐｏｌｌフレームから取得した端末ＩＤと共に、伝搬路状態推定結果と受信品質推定結果を記憶する（ステップＳ５０５）。
基地局装置１００は、周辺セルの基地局装置から送信されたＦＢ Ｐｏｌｌフレームを検出した場合（ステップＳ５０６でＹｅｓ）は、これを受信してステップＳ５０７へ進み、ＦＢ Ｐｏｌｌフレームが検出されない場合（ステップＳ５０６でＮｏ）は、このフローを終了する。
基地局装置１００は、受信した周辺セルの基地局装置から送信されたＦＢ Ｐｏｌｌフレームから、周辺セルの基地局装置が伝搬路情報のフィードバックを要求している対象端末装置の端末ＩＤを取得し、ステップＳ５０４へ戻る（ステップＳ５０７）。
上記のフローに基づいて、周辺セルの基地局装置が主導する、当該周辺セルに属する端末装置に対して伝搬路情報を要求して収集を行う一連のシーケンスを、基地局装置１００が観測することによって、周辺セルの基地局装置および端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態の推定を効率的に行うことができる。
なお、周辺セルの基地局装置および端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態の推定は、上記シーケンスの観測に基づく方法に限られるものではなく、例えば、基地局装置１００は、周辺セルの基地局装置と端末装置との間で通信される種々のフレームを個別に観測して、各フレームに基づいて自基地局装置と、周辺セルの基地局装置あるいは端末装置との間の伝搬路状態を推定しても良い。この場合、周辺セルの端末装置の端末ＩＤは、各フレームに含まれる送信者アドレスから取得すればよい。
図６は、本実施形態における基地局装置１００が、自セルの端末装置へデータを送信する際の送信処理の流れの一例を示すフローチャートである。
基地局装置１００は、自セルの端末装置の中から、送信バッファ内のデータ蓄積状況や、送信データのＱｏＳ（Quality of Service）情報などに基づいて、データを送信する端末装置を選択する（ステップＳ６０１）。
基地局装置１００は、自基地局装置のアンテナ自由度を上限数として、伝搬路状態推定結果を記憶している周辺セルの基地局装置や端末装置を選択する（ステップＳ６０２）。このとき、基地局装置１００は、記憶している受信品質推定結果が高い（受信信号電力が高い）順、記憶している伝搬路情報要求シーケンスのシーケンス番号が新しい順、またはその組み合わせに基づいて、周辺セルの基地局装置や端末装置を選択するのが好ましいが、これに限られるものではない。また、基地局装置１００は、伝搬路状態推定結果から、伝搬路の相関が強いと判定された複数の周辺セルの端末装置をグループ化して、各グループから代表として１つずつの端末装置を選択しても良い。このとき、アンテナ自由度は、選択した代表の端末装置にヌルを向ける分だけが必要であり、後述するプリコーディングの結果、選択した代表の端末装置が属する各グループ内の全端末装置にほぼヌルを向けることができる。
基地局装置１００は、記憶している、選択した周辺セルの基地局装置や端末装置の伝搬路状態推定結果に基づいて、選択した周辺セルの基地局装置や端末装置に対してヌルが向くようなプリコーディングフィルタを算出する（ステップＳ６０３）。
基地局装置１００は、ステップＳ６０１で選択した自セルの端末装置宛の送信データに対して、ステップＳ６０３で算出したプリコーディングフィルタを乗算して送信信号を生成し、送信する（ステップＳ６０４）。このとき、送信するフレームに含まれる参照信号や制御情報に対しても、上記プリコーディングフィルタを乗算してプリコーディングを行っても良い。
以上説明したように、本実施形態によれば、各基地局装置が自立的に、周辺セルへ与えるセル間干渉を抑圧するようなプリコーディングを行うことが可能となり、複数の基地局装置の構成するセルの一部または全部が重なり合っているようなＯＢＳＳ環境におけるセルスループットを向上させることが可能となる。
（第２の実施形態）
本実施形態における無線通信システムも、第１の実施形態と同様に、基地局装置１００−１と基地局装置１００−２の２つの基地局装置が存在し、基地局装置１００−１に接続している端末装置３００−１、端末装置３００−２、および端末装置３００−３と、基地局装置１００−２に接続している端末装置３００−４、端末装置３００−５、および端末装置３００−６が存在しているような図１を例として説明する。
本実施形態における基地局装置１００と端末装置３００の構成は第１の実施形態における図２および図３と同じであり、基地局装置１００−２において、自セルの端末装置宛にデータを送信する際に、さらに自セルの端末装置から取得した伝搬路情報を用いてプリコーディングを行う点が異なる。以下、第１の実施形態と同じ部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。
図７は、本実施形態に係る基地局装置１００−１（周辺セルの基地局装置）および基地局装置１００−２（自セルの基地局装置）と、端末装置３００−１〜３００−３（周辺セルの端末装置）および端末装置３００−４〜３００−６（自セルの端末装置）との間の無線フレームの送受信の一例を示すタイムチャートである。図７の例では、基地局装置１００−２が、端末装置３００−４〜３００−６宛の各送信データをＭＵ−ＭＩＭＯを用いて空間多重して送信する場合の例を示している。
図７では、まず図４のシーケンスＳＥＱ１と同じく、周辺セルの基地局装置１００−１が主導する、当該周辺セルに属する端末装置３００−１〜３００−３に対して伝搬路情報を要求して収集を行う一連の伝搬路情報要求シーケンスが実行される。その結果、基地局装置１００−２は、基地局装置１００−１との間の伝搬路状態推定結果と受信品質推定結果と、端末ＩＤに対応させた、端末装置３００−１および端末装置３００−３との間の伝搬路状態推定結果と受信品質推定結果とを伝搬路推定結果記憶部２１９に記憶している状態となる。基地局装置１００−２は、さらに、シーケンス番号を対応させて記憶していても良い。
続いて、基地局装置１００−２が主導する、当該セルに属する端末装置３００−４〜３００−６に対して伝搬路情報を要求して収集を行う一連の伝搬路情報要求シーケンス（シーケンスＳＥＱ２）が実行される。
基地局装置１００−２は、伝搬路情報要求シーケンスの開始に当たって、伝搬路情報の通知を要求する複数の端末装置を対象端末装置として指定し、各端末装置に通知を要求する伝搬路情報のストリーム数（ＭＩＭＯランク数）などの情報を各対象端末装置に通知するためのフレーム、例えばＮＤＰＡフレームを送信する（フレームＦ７０１）。図７では、対象端末装置として、端末装置３００−４〜３００−６の３つの端末装置が指定された場合の例を示している。
基地局装置１００−２は、各対象端末装置が基地局装置１００−２との間の伝搬路状態を推定するための参照信号を含むフレーム（サウンディングフレーム）、例えばＮＤＰフレームを送信する（フレームＦ７０２）。ＮＤＰフレームには、基地局装置１００−２のアンテナ毎にそれぞれ送信される参照信号が含まれており、ＮＤＰフレームＦ７０２を受信した各対象端末装置は、各参照信号の受信信号に基づいて、基地局装置１００−２の各アンテナと自端末装置の１以上のアンテナとの間の伝搬路状態を推定し、先に受信したＮＤＰＡフレームＦ７０１で指定されたストリーム数分の伝搬路状態を表す伝搬路情報を生成する。
ＮＤＰＡフレームＦ７０１において最初に伝搬路情報を基地局装置１００−２へフィードバックするように指定された対象端末装置、例えば図７の場合では端末装置３００−４は、ＮＤＰフレームＦ７０２に基づいて生成した伝搬路情報を含むフレーム、例えばＳＮＤ ＦＢフレームを、基地局装置１００−２へ向けて送信する（フレームＦ７０３）。
基地局装置１００−２は、端末装置３００−４から送信されたＳＮＤ ＦＢフレームＦ７０３を受信し、端末装置３００−４から通知された伝搬路情報を取得し、伝搬路情報記憶部２１８に記憶する。
基地局装置１００−２は、次に伝搬路情報をフィードバックさせる対象端末装置、例えば図７の場合では端末装置３００−５に対して、伝搬路情報のフィードバックを要求するフレーム、例えばＦＢ Ｐｏｌｌフレームを送信する（フレームＦ７０４）。
端末装置３００−５は、基地局装置１００−２からのＦＢ ＰｏｌｌフレームＦ７０４を受信し、ＮＤＰフレームＦ７０２に基づいて生成した伝搬路情報を含むＳＮＤ ＦＢフレームを、基地局装置１００−２へ向けて送信する（フレームＦ７０５）。
基地局装置１００−２は、端末装置３００−５から送信されたＳＮＤ ＦＢフレームＦ７０５を受信し、端末装置３００−５から通知された伝搬路情報を取得し、伝搬路情報記憶部２１８に記憶する。
基地局装置１００−２は、次に伝搬路情報をフィードバックさせる対象端末装置、例えば図７の場合では端末装置３００−６に対して、伝搬路情報のフィードバックを要求するＦＢ Ｐｏｌｌフレームを送信する（フレームＦ７０６）。
端末装置３００−６は、基地局装置１００−２からのＦＢ ＰｏｌｌフレームＦ７０６を受信し、ＮＤＰフレームＦ７０２に基づいて生成した伝搬路情報を含むＳＮＤ ＦＢフレームを、基地局装置１００−２へ向けて送信する（フレームＦ７０７）。
基地局装置１００−２は、端末装置３００−６から送信されたＳＮＤ ＦＢフレームＦ７０７を受信し、端末装置３００−６から通知された伝搬路情報を取得し、伝搬路情報記憶部２１８に記憶する。
上記の結果、基地局装置１００−２は、端末装置３００−４〜３００−６からフィードバックされた伝搬路情報を伝搬路情報記憶部２１８に記憶している状態となる。
基地局装置１００−２は、伝搬路情報記憶部２１８に記憶している端末装置３００−４〜３００−６からそれぞれフィードバックされた伝搬路情報と、伝搬路推定結果記憶部２１９に記憶している基地局装置１００−１、端末装置３００−１および端末装置３００−３との間の伝搬路状態推定結果に基づいて、基地局装置１００−１、端末装置３００−１および端末装置３００−３に対してヌルが向き、端末装置３００−４〜３００−６に対して互いにユーザ間干渉が抑圧されて信号が受信されるように、端末装置３００−４〜３００−６宛の各送信データに対してプリコーディングを行って、ＭＵ−ＭＩＭＯ信号を送信する（フレームＦ７０８）。
端末装置３００−４〜３００−６は、それぞれフレームＦ７０８を受信する。
なお、図７の例では、基地局装置１００−２は、自セルの端末装置に対してデータをＭＵ−ＭＩＭＯで空間多重して送信する際に、基地局装置１００−２で信号を受信できた全ての、周辺セルの基地局装置１００−１、端末装置３００−１および端末装置３００−３に対して送信信号が届かないようにヌルを向けるプリコーディングを行う場合を示したが、これに限られるものではない。
例えば、アンテナの自由度を超える数のヌルを生成することはできないため、基地局装置１００−２は、自セルの複数の端末装置にデータをＭＵ−ＭＩＭＯで空間多重して送信する際にユーザ間干渉を抑圧するために必要なアンテナの自由度を除いた、余剰のアンテナ自由度の数まで、伝搬路推定結果記憶部２１９に記憶されている受信品質推定結果が高い（受信信号電力が高い）順に、周辺セルの基地局装置や端末装置を選択し、選択した周辺セルの基地局装置や端末装置に対してヌルを向けるプリコーディングを行っても良い。このように受信品質推定結果が高い順にヌルを向ける先を選択することによって、基地局装置１００−２が送信した信号が大きく受信される可能性のある周辺セルの基地局装置や端末装置に対して優先的にヌルを向けることが可能となり、周辺セルに対するセル間干渉を効率的に抑圧できる。
別の例として、基地局装置１００−２は、伝搬路推定結果記憶部２１９に記憶されている伝搬路情報要求シーケンスのシーケンス番号が新しい順に、周辺セルの基地局装置や端末装置を最大で上記の余剰のアンテナ自由度の数まで選択し、選択した周辺セルの基地局装置や端末装置に対してヌルを向けるプリコーディングを行っても良い。このようにシーケンス番号が新しい順にヌルを向ける先を選択することによって、通信を行っている可能性の高い周辺セルの基地局装置や端末装置に対して優先的にヌルを向けることが可能となり、周辺セルに対するセル間干渉を効率的に抑圧できる。
また、上記２つの例を組み合わせて、基地局装置１００−２は、伝搬路推定結果記憶部２１９に記憶されている受信品質推定結果が高い（受信信号電力が高い）順、かつ伝搬路情報要求シーケンスのシーケンス番号が新しい順に、周辺セルの基地局装置や端末装置を最大で上記の余剰のアンテナ自由度の数だけ選択し、選択した周辺セルの基地局装置や端末装置に対してヌルを向けるプリコーディングを行っても良い。この場合、基地局装置１００−２が送信した信号が大きく受信される可能性があり、かつ通信を行っている可能性の高い周辺セルの基地局装置や端末装置に対して優先的にヌルを向けることが可能となり、周辺セルに対するセル間干渉を効率的に抑圧できる。
上記では、一方の基地局装置１００−２が、自セルの複数の端末装置宛のデータをＭＵ−ＭＩＭＯで空間多重して送信する際に、ユーザ間干渉を抑圧しつつ、周辺セルの基地局装置１００−１や端末装置３００−１〜３００−３に対してヌルを向けるプリコーディングを行う場合について説明した。基地局装置１００−１も同様に、基地局装置１００−１にとっての周辺セルとなる基地局装置１００−２や端末装置３００−４〜３００−６との間の伝搬路状態を推定して、自セルの複数の端末装置宛のデータをＭＵ−ＭＩＭＯで空間多重して送信する際に、ユーザ間干渉を抑圧しつつ、周辺セルの基地局装置１００−２や端末装置３００−４〜３００−６に対してヌルを向けるプリコーディングを行っても良い。
図８は、本実施形態における基地局装置が、自セルの端末装置へデータを送信する際の送信処理の流れの一例を示すフローチャートである。
基地局装置１００は、自セルの端末装置の中から、送信バッファ内のデータ蓄積状況や、送信データのＱｏＳ（Quality of Service）情報などに基づいて、データを送信する端末装置を複数選択する（ステップＳ８０１）。
基地局装置１００は、ステップＳ８０１で選択した複数の端末装置に対して、自基地局装置の各アンテナと端末装置の１以上のアンテナとの間の伝搬路状態を推定させるためのサウンディングフレームを送信し、各端末装置に伝搬路状態の推定結果に基づく伝搬路情報をフィードバックさせて取得する（ステップＳ８０２）。
基地局装置１００は、自セルの複数の端末装置にデータをＭＵ−ＭＩＭＯで空間多重して送信する際にユーザ間干渉を抑圧するために必要なアンテナの自由度を除いた、余剰のアンテナ自由度を上限数として、伝搬路状態推定結果を記憶している周辺セルの基地局装置や端末装置を選択する（ステップＳ８０３）。このとき、基地局装置１００は、記憶している受信品質推定結果が高い（受信信号電力が高い）順、記憶している伝搬路情報要求シーケンスのシーケンス番号が新しい順、またはその組み合わせに基づいて、周辺セルの基地局装置や端末装置を選択するのが好ましいが、これに限られるものではない。また、基地局装置１００は、伝搬路状態推定結果から、伝搬路の相関が強いと判定された複数の周辺セルの端末装置をグループ化して、各グループから代表として１つずつの端末装置を選択しても良い。このとき、アンテナ自由度は、選択した代表の端末装置にヌルを向ける分だけが必要であり、後述するプリコーディングの結果、選択した代表の端末装置が属する各グループ内の全端末装置にほぼヌルを向けることができる。
基地局装置１００は、記憶している、自セルの端末装置からそれぞれフィードバックされた伝搬路情報と周辺セルの基地局装置や端末装置の伝搬路状態推定結果に基づいて、周辺セルの基地局装置や端末装置に対してヌルが向き、自セルの複数の端末装置に対して互いにユーザ間干渉が抑圧されて信号が受信されるような、プリコーディングフィルタを算出する（ステップＳ８０４）。
基地局装置１００は、ステップＳ８０１で選択した自セルの複数の端末装置宛の送信データに対して、ステップＳ８０４で算出したプリコーディングフィルタを乗算して送信信号を生成し、送信する（ステップＳ８０５）。このとき、送信するフレームに含まれる参照信号や制御情報に対しても、上記プリコーディングフィルタを乗算してプリコーディングを行っても良い。
以上説明したように、本実施形態によれば、各基地局装置が自セルの複数の端末装置にデータをＭＵ−ＭＩＭＯで空間多重して送信する際に、自立的に周辺セルへ与えるセル間干渉を抑圧するようなプリコーディングを行うことが可能となり、複数の基地局装置の構成するセルの一部または全部が重なり合っているようなＯＢＳＳ環境におけるセルスループットを向上させることが可能となる。
上記の各実施形態では、基地局装置１００−１と基地局装置１００−２の間において、フレーム送信タイミングやＯＦＤＭシンボルタイミングなどは非同期を想定しているが、これに限られるものではない。例えば、基地局装置１００−２は、周辺セルの基地局装置１００−１が送信したフレーム、例えばＮＤＰＡフレームＦ４０１やＮＤＰフレームＦ４０２を受信した際に、それらのフレームやＯＦＤＭシンボルのタイミングに基づいて、自基地局装置がフレームを送信する際のフレーム送信タイミングやＯＦＤＭシンボルタイミングを調整し、基地局装置１００−１との間でこれらのタイミングが同期するようにしても良い。
また、上記の各実施形態では、プリコーディングフィルタは、ＯＦＤＭのサブキャリア毎の伝搬路状態推定結果に基づいて算出する場合を想定しているが、これに限られるものではなく、複数のサブキャリアをまとめてサブバンド化（グループ化）し、サブバンド毎にプリコーディングフィルタを算出しても良い。また、ＯＦＤＭ帯域の全サブキャリアで１つのサブバンドが構成されても良い。なお、全サブキャリアで１つのサブバンドが構成される場合、基地局装置間でタイミングの同期は取らなくても良い。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の端末装置３００は、無線ＬＡＮシステム等の端末装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用できることは言うまでもない。
本発明に関わる基地局装置１００および端末装置３００で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行われる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ、ＢＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。
また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における基地局装置１００および端末装置３００の一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。基地局装置１００および端末装置３００の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
〔まとめ〕
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の基地局装置は、周辺セルの端末装置が送信した無線フレームである第１の無線フレームを受信する無線受信部と、前記第１の無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定する伝搬路推定部と、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うプリコーディング部と、前記プリコーディングを行った送信データを送信する無線送信部と、を備えることを特徴とする。
（２）また、本発明の基地局装置は、前記第１の無線フレームから、前記周辺セルの端末装置を識別する端末ＩＤを取得する端末ＩＤ取得部と、前記伝搬路状態の推定結果を記憶する伝搬路推定結果記憶部と、をさらに備え、前記伝搬路推定結果記憶部は、前記伝搬路状態の推定結果を前記取得した端末ＩＤと関連づけて記憶し、前記プリコーディング部は、少なくとも前記伝搬路推定結果記憶部から選択した１以上の前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うことを特徴とする。
（３）また、本発明の基地局装置において、前記無線受信部は、さらに周辺セルの基地局装置が送信した無線フレームである第２の無線フレームを受信し、前記端末ＩＤ取得部は、前記第１の無線フレームまたは前記第２の無線フレームの少なくともどちらか一方から、前記周辺セルの端末装置を識別する端末ＩＤを取得することを特徴とする。
（４）また、本発明の基地局装置において、前記プリコーディング部は、前記伝搬路推定結果記憶部から、新しい順に１以上の前記伝搬路状態の推定結果を選択することを特徴とする。
（５）また、本発明の基地局装置において、前記伝搬路推定部は、さらに前記第１の無線フレームの受信品質を推定し、前記伝搬路推定結果記憶部は、前記伝搬路状態の推定結果および前記受信品質の推定結果と、前記取得した端末ＩＤとを関連づけて記憶し、前記プリコーディング部は、前記伝搬路推定結果記憶部に記憶されている１以上の周辺セルの端末装置に関する前記受信品質の推定結果に基づいて、前記伝搬路推定結果記憶部から１以上の前記伝搬路状態の推定結果を選択することを特徴とする。
（６）また、本発明の基地局装置において、前記プリコーディング部は、前記伝搬路推定結果記憶部に記憶されている１以上の周辺セルの端末装置に関する前記受信品質の推定結果の高い順に、前記伝搬路推定結果記憶部から１以上の前記伝搬路状態の推定結果を選択することを特徴とする。
（７）また、本発明の基地局装置において、前記プリコーディング部は、自基地局装置のアンテナ自由度の数を上限として、前記伝搬路推定結果記憶部から１以上の周辺セルの端末装置との間の伝搬路状態の推定結果を選択することを特徴とする。
（８）また、本発明の基地局装置において、前記プリコーディング部は、前記伝搬路推定結果記憶部から選択した１以上の前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うことを特徴とする。
（９）また、本発明の基地局装置は、自セルの端末装置から通知された、自基地局装置と前記自セルの端末装置との間の伝搬路状態に基づく伝搬路情報を記憶する伝搬路情報記憶部をさらに備え、前記無線受信部は、自セルの端末装置から通知された前記伝搬路情報を含む無線フレームである第３の無線フレームをさらに受信し、前記プリコーディング部は、前記伝搬路情報記憶部に記憶された１以上の自セルの端末装置から通知された伝搬路情報と、前記伝搬路推定結果記憶部から選択した１以上の前記周辺セルの端末装置との間の前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うことを特徴とする。
（１０）また、本発明の基地局装置において、前記プリコーディング部は、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データを送信するために必要なアンテナ自由度を除いた、自基地局装置の余剰のアンテナ自由度の数を上限として、前記伝搬路推定結果記憶部から１以上の周辺セルの端末装置との間の伝搬路状態の推定結果を選択することを特徴とする。
（１１）また、本発明の基地局装置において、前記プリコーディング部は、前記伝搬路情報記憶部に記憶された複数の自セルの端末装置から通知された伝搬路情報に基づいて、前記複数の自セルの端末装置宛の送信データを空間多重して同時に送信する際のユーザ間干渉を抑圧し、かつ、前記伝搬路推定結果記憶部から選択した１以上の前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、前記複数の自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うことを特徴とする。
（１２）また、本発明の無線通信システムは、基地局装置と端末装置とから構成され、前記基地局装置は、周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信し、前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定し、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行って送信することを特徴とする。
（１３）また、本発明の無線通信システムは、基地局装置と端末装置とから構成され、前記基地局装置は、周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信し、前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定し、自セルの端末装置から通知された、自基地局装置と前記自セルの端末装置との間の伝搬路状態に基づく伝搬路情報を受信し、１以上の自セルの端末装置から通知された前記伝搬路情報と、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データを空間多重して同時に送信する際のユーザ間干渉を抑圧し、かつ前記伝搬路状態の推定結果に対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行って送信することを特徴とする。
（１４）また、本発明の無線通信方法は、基地局装置と端末装置との間の通信を行う無線通信方法であって、前記基地局装置は、周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信するステップと、前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定するステップと、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うステップと、前記プリコーディングを行った信号を送信するステップと、を有することを特徴とする。
（１５）また、本発明の無線通信方法は、基地局装置と端末装置との間の通信を行う無線通信方法であって、前記基地局装置は、周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信するステップと、前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定するステップと、自セルの端末装置から通知された、自基地局装置と前記自セルの端末装置との間の伝搬路状態に基づく伝搬路情報を受信するステップと、１以上の自セルの端末装置から通知された前記伝搬路情報と、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データを空間多重して同時に送信する際のユーザ間干渉を抑圧し、かつ前記伝搬路状態の推定結果に対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うステップと、前記プリコーディングを行った信号を送信するステップと、を有することを特徴とする。
（１６）また、本発明の集積回路は、基地局装置に実装されることにより、前記基地局装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信する機能と、前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定する機能と、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行う機能と、前記プリコーディングを行った信号を送信する機能と、の一連の機能を、前記基地局装置に発揮させることを特徴とする。
（１７）また、本発明の集積回路は、基地局装置に実装されることにより、前記基地局装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信する機能と、前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定する機能と、自セルの端末装置から通知された、自基地局装置と前記自セルの端末装置との間の伝搬路状態に基づく伝搬路情報を受信する機能と、１以上の自セルの端末装置から通知された前記伝搬路情報と、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データを空間多重して同時に送信する際のユーザ間干渉を抑圧し、かつ前記伝搬路状態の推定結果に対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行う機能と、前記プリコーディングを行った信号を送信する機能と、の一連の機能を、前記基地局装置に発揮させることを特徴とする。
本発明は、基地局装置や無線通信システムや無線通信方法や集積回路に用いて好適である。
１００、１００−１、１００−２ 基地局装置
２０１ 誤り訂正符号化部
２０２ 変調部
２０３ 参照信号多重部
２０４ プリコーディング部
２０５ ＩＦＦＴ部
２０６ ＧＩ挿入部
２０７ 無線送信部
２０８ アンテナ部
２０９ 無線受信部
２１０ ＧＩ除去部
２１１ ＦＦＴ部
２１２ 参照信号分離部
２１３ 伝搬路推定部
２１４ 等化部
２１５ 復調部
２１６ 誤り訂正復号化部
２１７ 上位層
２１８ 伝搬路情報記憶部
２１９ 伝搬路推定結果記憶部
２２０ 端末ＩＤ取得部
３００、３００−１〜３００−６ 端末装置
３０１ アンテナ部
３０２ 無線受信部
３０３ ＧＩ除去部
３０４ ＦＦＴ部
３０５ 参照信号分離部
３０６ 伝搬路推定部
３０７ 等化部
３０８ 復調部
３０９ 誤り訂正復号化部
３１０ 誤り訂正符号化部
３１１ 変調部
３１２ 参照信号多重部
３１３ ＩＦＦＴ部
３１４ ＧＩ挿入部
３１５ 無線送信部
３１６ 上位層

Claims (17)

  1. 周辺セルの端末装置が送信した無線フレームである第１の無線フレームを受信する無線受信部と、
    前記第１の無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定する伝搬路推定部と、
    前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うプリコーディング部と、
    前記プリコーディングを行った送信データを送信する無線送信部と、を備えることを特徴とする基地局装置。
  2. 前記第１の無線フレームから、前記周辺セルの端末装置を識別する端末ＩＤを取得する端末ＩＤ取得部と、
    前記伝搬路状態の推定結果を記憶する伝搬路推定結果記憶部と、をさらに備え、
    前記伝搬路推定結果記憶部は、前記伝搬路状態の推定結果を前記取得した端末ＩＤと関連づけて記憶し、
    前記プリコーディング部は、少なくとも前記伝搬路推定結果記憶部から選択した１以上の前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うことを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
  3. 前記無線受信部は、さらに周辺セルの基地局装置が送信した無線フレームである第２の無線フレームを受信し、
    前記端末ＩＤ取得部は、前記第１の無線フレームまたは前記第２の無線フレームの少なくともどちらか一方から、前記周辺セルの端末装置を識別する端末ＩＤを取得することを特徴とする請求項２に記載の基地局装置。
  4. 前記プリコーディング部は、前記伝搬路推定結果記憶部から、新しい順に１以上の前記伝搬路状態の推定結果を選択することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の基地局装置。
  5. 前記伝搬路推定部は、さらに前記第１の無線フレームの受信品質を推定し、
    前記伝搬路推定結果記憶部は、前記伝搬路状態の推定結果および前記受信品質の推定結果と、前記取得した端末ＩＤとを関連づけて記憶し、
    前記プリコーディング部は、前記伝搬路推定結果記憶部に記憶されている１以上の周辺セルの端末装置に関する前記受信品質の推定結果に基づいて、前記伝搬路推定結果記憶部から１以上の前記伝搬路状態の推定結果を選択することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の基地局装置。
  6. 前記プリコーディング部は、前記伝搬路推定結果記憶部に記憶されている１以上の周辺セルの端末装置に関する前記受信品質の推定結果の高い順に、前記伝搬路推定結果記憶部から１以上の前記伝搬路状態の推定結果を選択することを特徴とする請求項５に記載の基地局装置。
  7. 前記プリコーディング部は、自基地局装置のアンテナ自由度の数を上限として、前記伝搬路推定結果記憶部から１以上の周辺セルの端末装置との間の伝搬路状態の推定結果を選択することを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載の基地局装置。
  8. 前記プリコーディング部は、前記伝搬路推定結果記憶部から選択した１以上の前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うことを特徴とする請求項２から請求項７のいずれかに記載の基地局装置。
  9. 自セルの端末装置から通知された、自基地局装置と前記自セルの端末装置との間の伝搬路状態に基づく伝搬路情報を記憶する伝搬路情報記憶部をさらに備え、
    前記無線受信部は、自セルの端末装置から通知された前記伝搬路情報を含む無線フレームである第３の無線フレームをさらに受信し、
    前記プリコーディング部は、前記伝搬路情報記憶部に記憶された１以上の自セルの端末装置から通知された伝搬路情報と、前記伝搬路推定結果記憶部から選択した１以上の前記周辺セルの端末装置との間の前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うことを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載の基地局装置。
  10. 前記プリコーディング部は、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データを送信するために必要なアンテナ自由度を除いた、自基地局装置の余剰のアンテナ自由度の数を上限として、前記伝搬路推定結果記憶部から１以上の周辺セルの端末装置との間の伝搬路状態の推定結果を選択することを特徴とする請求項９に記載の基地局装置。
  11. 前記プリコーディング部は、前記伝搬路情報記憶部に記憶された複数の自セルの端末装置から通知された伝搬路情報に基づいて、前記複数の自セルの端末装置宛の送信データを空間多重して同時に送信する際のユーザ間干渉を抑圧し、かつ、前記伝搬路推定結果記憶部から選択した１以上の前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、前記複数の自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の基地局装置。
  12. 基地局装置と端末装置とから構成される無線通信システムであって、
    前記基地局装置は、
    周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信し、
    前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定し、
    前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行って送信することを特徴とする無線通信システム。
  13. 基地局装置と端末装置とから構成される無線通信システムであって、
    前記基地局装置は、
    周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信し、
    前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定し、
    自セルの端末装置から通知された、自基地局装置と前記自セルの端末装置との間の伝搬路状態に基づく伝搬路情報を受信し、
    １以上の自セルの端末装置から通知された前記伝搬路情報と、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データを空間多重して同時に送信する際のユーザ間干渉を抑圧し、かつ前記伝搬路状態の推定結果に対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行って送信することを特徴とする無線通信システム。
  14. 基地局装置と端末装置との間の通信を行う無線通信方法であって、
    前記基地局装置は、
    周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信するステップと、
    前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定するステップと、
    前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うステップと、
    前記プリコーディングを行った信号を送信するステップと、を有することを特徴とする無線通信方法。
  15. 基地局装置と端末装置との間の通信を行う無線通信方法であって、
    前記基地局装置は、
    周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信するステップと、
    前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定するステップと、
    自セルの端末装置から通知された、自基地局装置と前記自セルの端末装置との間の伝搬路状態に基づく伝搬路情報を受信するステップと、
    １以上の自セルの端末装置から通知された前記伝搬路情報と、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データを空間多重して同時に送信する際のユーザ間干渉を抑圧し、かつ前記伝搬路状態の推定結果に対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行うステップと、
    前記プリコーディングを行った信号を送信するステップと、を有することを特徴とする無線通信方法。
  16. 基地局装置に実装されることにより、前記基地局装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
    周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信する機能と、
    前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定する機能と、
    前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行う機能と、
    前記プリコーディングを行った信号を送信する機能と、の一連の機能を、前記基地局装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
  17. 基地局装置に実装されることにより、前記基地局装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
    周辺セルの端末装置が送信した無線フレームを受信する機能と、
    前記無線フレームの受信信号に基づいて、前記周辺セルの端末装置と自基地局装置との間の伝搬路状態を推定する機能と、
    自セルの端末装置から通知された、自基地局装置と前記自セルの端末装置との間の伝搬路状態に基づく伝搬路情報を受信する機能と、
    １以上の自セルの端末装置から通知された前記伝搬路情報と、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データを空間多重して同時に送信する際のユーザ間干渉を抑圧し、かつ前記伝搬路状態の推定結果に対応する周辺セルの端末装置に対してヌルが向くように、前記１以上の自セルの端末装置宛の送信データに対してプリコーディングを行う機能と、
    前記プリコーディングを行った信号を送信する機能と、の一連の機能を、前記基地局装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
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