WO2008072336A1

WO2008072336A1 - 多入力多出力通信のためのアンテナを選択する制御装置

Info

Publication number: WO2008072336A1
Application number: PCT/JP2006/324979
Authority: WO
Inventors: Shoichi Miyamoto
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-06-19
Also published as: EP2093918A4; JP4905461B2; EP2093918A1; US8565825B2; US20090239523A1; EP2093918B1; JPWO2008072336A1; EP2624474A3; EP2624474A2

Abstract

　複数のセクタからなるセル内の移動局と無線通信を行う基地局装置は、移動局が２つのセクタの境界付近に移動したとき、それらのセクタ各々に設けられたアンテナの中から選択したアンテナを用いてＭＩＭＯ伝送を行う。また、セクタ構成を持たないセル内の移動局と無線通信を行う基地局装置は、移動局が移動したとき、複数のアンテナの中から選択した２つ以上のアンテナを用いてＭＩＭＯ伝送を行う。

Description

明細書

多入力多出力通信のためのアンテナを選択する制御装置

技術分野

[0001] 本発明は、送受信に複数のアンテナを用いて移動無線通信を行う多入力多出力（ MIMO : Multiple-Input Multiple- Output)伝送システムにおいて、通信に用いるアンテナを選択する制御装置に関する。

背景技術

[0002] MIMO伝送は、限られた周波数資源の中で伝送速度を向上させるために用いられ、相関のある複数のアンテナ力異なるデータを送信することで、空間多重が行われる。これにより、周波数帯域を増加させることなぐ伝送速度を向上させることが可能になる。この MIMO技術は、 LTE (Long Term Evolution )、 WiMax (Worldwide Inte roperability for Microwave Access )等の高速データ通信を主目的とした、次世代移動無線通信システムへの適用が見込まれて、る。

[0003] 図 1は、従来の MIMO伝送システムの構成例（2 X 2MIMO)を示して!/、る。基地局装置 101が担当するセル 103は、 3つのセクタ 1〜3からなり、基地局装置 101は、図 2に示すような構成を有する。

[0004] 図 2の基地局装置は、アンテナ 111〜 116、送受信部（TRX) 201〜206、ベースバンド処理部（BB) 211〜213、およびインタフェース（INT) 221を備える。このうち、送受信咅 201〜206およびベースノンド処理咅 211〜213ίま、ノス 231【こより互!/、に接続されている。バス 231の代わりに、メッシュ接続が採用される場合もある。インタフェース 221は、有線伝送路を介して基地局制御装置と通信を行う。

[0005] セクタ 1〜3の各ブランチは、以下のアンテナおよび送受信部の組み合わせにより構成される。

1.セクタ 1のブランチ Br 1 :アンテナ 111および送受信部 201

2.セクタ 1のブランチ Br2：アンテナ 112および送受信部 202

3.セクタ 2のブランチ Brl :アンテナ 113および送受信部 203

4.セクタ 2のブランチ Br2：アンテナ 114および送受信部 204 5.セクタ 3のブランチ Brl :アンテナ 115および送受信部 205

6.セクタ 3のブランチ Br2：アンテナ 116および送受信部 206

MIMO伝送は、複数のアンテナが受信可能なエリアにおいて成立するシステムであるため、セル 103内において基地局装置 101と移動局 102の MIMO伝送が成立しない条件として、以下のようなものが考えられる。

(1)セル端

移動局 102が基地局装置 101から離れることにより、アンテナ相関が見えなくなる。

(2)セクタ境界

移動局 102がセクタ間の境界に近づくことにより、ハンドオーバのために MIMO伝送が選択されなくなる。

[0006] 移動局 102は、通常、受信状態の良い複数のアンテナを選択して、 MIMO伝送を行う。しかし、選択されたアンテナがそれぞれ異なるセクタに属している場合には、 M IMO伝送は選択されずに、高速セル選択 (FCS)またはソフトハンドオーバ（SHO) が選択される。その理由は、従来のスケジューリングにおける制御対象がセクタ括り付けとなっており、セクタ間をまたがる MIMO伝送が定義されていないためである。

[0007] 例えば、移動局 102がセクタ 1の中央付近に存在する場合は、図 3のケース C1に示すように、セクタ 1のブランチ Brlおよび Br2の信号対干渉比（SIR)が十分大きぐ受信状態は良好である。そこで、アンテナ 111および 112を用いて 2 X 2MIMO伝送が行われる。

[0008] 次に、移動局 102がセクタ 1とセクタ 2の境界付近に移動した場合、ケース C2に示すように、セクタ 1のブランチ Br2およびセクタ 2のブランチ Brlの SIRは大きいが、セクタ 1のブランチ Brlおよびセクタ 2の Br2の SIRは小さくなる。このため、 2 X 2MIM O伝送を行うことが難しい。そこで、通常は、 FCSまたは SHOが適用される。

[0009] 次に、移動局 102がセクタ 2の中央付近に移動した場合、ケース C3に示すように、セクタ 2のブランチ Brlおよび Br2の SIRが大きくなるため、アンテナ 113および 114 を用いて 2 X 2MIMO伝送が行われる。

[0010] このように、移動局 102がセクタ 1からセクタ 2へ移動する場合、ハンドオーバによりユーザデータの接続を切り替える必要がある。図 4に示すように、移動局 102がセクタ 1に存在する間は、ベースバンド処理部 211が送受信部 201および 202に接続され、ユーザデータ 401の信号処理を行う。

[0011] ここで、図 2に示したように、送受信部 201〜204とベースバンド処理部 211がバス 231またはメッシュで接続されているとすると、移動局 102がセクタ 2へ移動したとき、図 5に示すように接続が切り替えられる。この場合、ベースバンド処理部 211が送受信部 203および 204に接続される。

[0012] これに対して、 HSDPA (High Speed Downlink Packet Access )に見られるように、ベースバンド処理部 211および 212がそれぞれセクタ 1および 2に括り付けられているとすると、移動局 102がセクタ 2へ移動したとき、図 6に示すように、ユーザデータ 40 1がベースバンド処理部 212へ移される。この場合、ベースバンド処理部 212が送受信部 203および 204に接続される。

[0013] また、移動局 102がセクタ 1とセクタ 2の境界付近に存在する間は、図 7に示すように、 FCSが適用される。この場合、ベースバンド処理部 211が送受信部 201〜204 に接続され、セクタ 1および 2に同じデータが送信される。

[0014] 上述したように、移動局 102がセクタ 1またはセクタ 2の中央付近に存在する間は、 2 X 2MIMO伝送により高速にユーザデータを伝送することができる。しかしながら、移動局 102がセクタ 1とセクタ 2の境界付近に存在する間は、 FCSZSHOに移行するため、伝送速度は低下し、最大伝送速度を出せない可能性がある。

[0015] 下記の特許文献 1は、複数のアンテナを用いて選択ダイバーシチ/ MIMO送信を切り替え可能な通信システムに関し、特許文献 2は、基地局アンテナを複数アレー群に分割して、各アレー群で指向性ビーム制御を行うシステムに関する。また、特許文献 3は、多くのダイバーシチ 'トランスミッション'モードを用いてデータを伝送するシステムに関する。

特許文献 1：特開 2005 - 333443号公報

特許文献 2：特開 2003 - 338781号公報

特許文献 3：特表 2005 - 531219号公報

発明の開示

[0016] 本発明の課題は、移動無線通信システムのセル内において、 MIMO伝送が成立するエリアを増加させることにより、セル内における平均的なスループットを向上させることである。

[0017] 本発明の第 1の基地局装置は、複数のセクタ力なるセル内の移動局と MIMO伝送により無線通信を行う基地局装置であって、各セクタに対応して設けられた 1っ以上のアンテナと制御部を備える。制御部は、移動局が 2つのセクタの境界付近に移動したとき、それらのセクタ各々に設けられたアンテナの中力もアンテナを選択し、選択されたアンテナを用いた MIMO伝送を選択する。

[0018] このような構成によれば、セクタ境界においても MIMO伝送が可能となり、セル内における MIMO伝送が可能なエリアが増加する。第 1の基地局装置の制御部は、例えば、後述する図 9のスケジューラ 951または図 13のスケジューラ 1301に対応する。

[0019] 本発明の第 2の基地局装置は、セクタ構成を持たないセル内の移動局と MIMO伝送により無線通信を行う基地局装置であって、セルに対応して設けられた複数のアンテナと制御部を備える。制御部は、移動局が移動したとき、複数のアンテナの中から 2つ以上のアンテナを選択し、選択されたアンテナを用いた MIMO伝送を選択する

[0020] このような構成によれば、セル内の任意の位置において MIMO伝送が可能となり、セル内における MIMO伝送が可能なエリアが増加する。第 2の基地局装置の制御部は、例えば、後述する図 19のスケジューラ 1951に対応する。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]従来の MIMO伝送システムの構成図である。

[図 2]従来の基地局装置の構成図である。

[図 3]従来の MIMO伝送システムにおける SIRを示す図である。

[図 4]ハンドオーバ前の状態を示す図である。

[図⁵]第 1のハンドオーバを示す図である。

[図 6]第 2のハンドオーバを示す図である。

[図 7]高速セル選択を示す図である。

[図 8]第 1の MIMO伝送システムの構成図である。

[図 9]第 1の基地局装置の構成図である。 [図 10]第 1の MIMO伝送システムにおける SIRを示す図である。

[図 11]第 1の MIMO伝送を示す図である。

[図 12]第 2の MIMO伝送を示す図である。

[図 13]集中型スケジューラを示す図である。

[図 14]スケジューリング制御を示す図である。

[図 15]第 1のスケジューリング制御シーケンスを示す図である。

[図 16]第 1の MIMO伝送システムにおける SIRと閾値の関係を示す図である。

[図 17]閾値の調整を示す図である。

[図 18]第 2の MIMO伝送システムの構成図である。

[図 19]第 2の基地局装置の構成図である。

[図 20]第 2の MIMO伝送システムにおける SIRを示す図である。

[図 21]第 2のスケジューリング制御シーケンスを示す図である。

[図 22]第 2の MIMO伝送システムにおける SIRと閾値の関係を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0022] 以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

図 8は、本発明の MIMO伝送システムの構成例（2 X 2MIMO)を示している。基地局装置 801が担当するセル 803は、図 1と同様に、 3つのセクタ 1〜3からなり、基地局装置 801は、図 9に示すような構成を有する。

[0023] 図 9の基地局装置は、アンテナ 811〜816、送受信部（TRX) 901〜906、およびベースバンド処理部（BB) 911〜913を備える。このうち、送受信部 901〜906およびベースバンド処理部 911〜913は、バス 961により互いに接続されている。ノス 96 1の代わりに、メッシュ接続を採用してもよい。

[0024] セクタ 1〜3の各ブランチは、以下のアンテナおよび送受信部の組み合わせにより構成される。

1.セクタ 1のブランチ Br 1 :アンテナ 811および送受信部 901

2.セクタ 1のブランチ Br2 :アンテナ 812および送受信部 902

3.セクタ 2のブランチ Brl：アンテナ 813および送受信部 903 4.セクタ 2のブランチ Br2：アンテナ 814および送受信部 904

5.セクタ 3のブランチ Brl：アンテナ 815および送受信部 905

6.セクタ 3のブランチ Br2：アンテナ 816および送受信部 906

送受信部 901〜906は、アンテナ毎 (ブランチ毎）の信号処理を行う。送受信部 90 1は、無線部 (RF) 921および変復調部（ModZDem) 931を含む。同様に、送受信部 902〜906は、それぞれ無線部 922〜926および変復調部 932〜936を含む。

[0025] ベースバンド処理部 911〜913は、ユーザ毎の信号処理を行う。ベースバンド処理部 911は、符号化 Z復号部（CoderZDecoder) 941およびスケジューラ 951を含む。同様に、ベースバンド処理部 912および 913は、それぞれ符号化 Z復号部 941および 942とスケジューラ 952および 953を含む。

[0026] スケジューラ 951〜953は、例えば、 CPU (中央処理装置）およびメモリを用いて実装され、アンテナ 811〜816により送受信される信号の品質情報に基づいてスケジュ一リング制御を行うことで、 MIMO伝送に用いるアンテナ、変調方式等を選択する。

[0027] このような構成によれば、移動局 802が移動しても、ユーザデータを処理して!/、るべースバンド処理部を、任意のセクタの任意のアンテナへ接続することが可能になる。なお、図 9では、 CDMA (Code Division Multiple Access )なしの共通チャネル（sha red channel)を用いた伝送システムを想定しているため、変復調部が送受信部内に設けられている。これに対して、 CDMAを用いた伝送システム等では、変復調部をベースバンド処理部内に設けても構わな、。

[0028] 図 8において、移動局 802がセクタ 1の中央付近に存在する場合は、図 10のケース C1に示すように、セクタ 1のブランチ Brlおよび Br2の SIRが大きいため、アンテナ 8 11および 812を用いて 2 X 2MIMO伝送が行われる。この場合、図 11に示すように、ベースバンド処理部 911の符号ィ匕 Z復号部 941が送受信部 901および 902に接続され、ユーザデータの符号化 Z復号を行う。

[0029] 次に、移動局 802がセクタ 1とセクタ 2の境界付近に移動した場合、ケース C2に示すように、セクタ 1のブランチ Br2およびセクタ 2のブランチ Brlの SIRが大きくなるため、アンテナ 812および 813を用いて 2 X 2MIMO伝送が行われる。この場合、図 12 に示すように、ベースバンド処理部 911の符号ィ匕 Z復号部 941が送受信部 902および 903に接続され、ユーザデータの符号化 Z復号を行う。

[0030] 次に、移動局 802がセクタ 2の中央付近に移動した場合、ケース C3に示すように、セクタ 2のブランチ Brlおよび Br2の SIRが大きくなるため、アンテナ 813および 814 を用いて 2 X 2MIMO伝送が行われる。

[0031] このように、セクタ括り付けの信号処理をなくして、 MIMO伝送に使用するアンテナをフレキシブルに選択することで、セクタ境界にお、ても最大伝送速度で MIMO伝送を行うことが可能になる。したがって、移動局 802の接続状況に応じて、下りリンクにおける FCSまたは MIMO伝送の選択や、上りリンクにおける SHO (選択セクタ数を含む）または MIMO伝送の選択が可能になる。

[0032] 図 11および図 12に示したように、移動局 802が移動しても、ユーザデータを処理するベースバンド処理部は変更されな、ので、瞬断等の不具合は発生しな!、。

図 1に示した従来のシステムでは、セクタ境界において MIMO伝送が不可能になる可能性があり、セル内に MIMO伝送を適用できないエリアが存在する力図 8に示したシステムでは、セクタ境界において MIMO伝送が可能となり、セル内における M IMO伝送が可能なエリアが増加する。また、 MIMOZFCSZSHOの選択が可能な接続構成およびスケジューラを採用することで、基地局近傍のセクタ境界では MIM O伝送を選択し、セル端のセクタ境界では FCSZSHOを選択するというように、セル内の環境に応じて適切な制御を行うことが可能になる。

[0033] 次に、図 13から図 17までを参照しながら、基地局装置 801におけるスケジユーリング制御について説明する。

スケジューリング制御の構成としては、図 9に示したように、ベースバンド処理部 911 〜913のそれぞれにスケジューラ 951〜953を実装する分散型と、図 13に示すように、スケジューラ 1301をベースバンド処理部 911〜913から分離して実装する集中型が考えられる。

[0034] 分散型構成では、基地局装置 801内のすべてのブランチの割り当て力ベースバンド処理部毎に分散して管理される。管理方法としては、ベースバンド処理部毎に管理するブランチ数を制限する方法や、 V、ずれかのベースバンド処理部にマスタスケジユーラを設ける方法等が考えられる。 [0035] 集中型構成では、基地局装置 801内のすべてのブランチの割り当て力スケジユーラ 1301により管理される。スケジューラ 1301は、すべてのブランチの割り当て状況を管理しているため、移動先ブランチの割り当てを迅速に行うことができる。

[0036] 図 14は、分散型構成におけるスケジューリング制御の例を示している。この例では、主としてセクタ 1を管理するベースバンド処理部 911のスケジューラ 951が、通信中の移動局 802の管理を行っており、移動局 802と通信中のリソース（セクタ 1のブランチ Brlおよび Br2)は、ベースバンド処理部 911に割り当てられている。

[0037] 下りリンクにおいて、各セクタの各アンテナからは共通チャネルの信号 (Pilot信号）が常時送信されている。移動局 802は、これらの信号を受信することで、どの基地局のどのセクタに存在しているかを認識するとともに、各ブランチの信号の受信状態を観測し、受信状態を示す CQI (Channel Quality Indicator )情報を収集する。 CQI情報としては、例えば、 SIR,ドッブラ周波数、遅延スプレッド等が用いられる。

[0038] 移動局 802が接続中の場合、上りリンクの信号にこの CQI情報を含めて、基地局装置 801にフィードバックする。フィードバック情報を受信した基地局装置 801では、スケジユーラ 951が、移動局 802の受信状態を認識した上で、下りリンクの伝送に使用するセクタ、アンテナ、および伝送方法 (MIMO、 FCS、変調方式、符号化率等）を選択する。これらの選択項目を決定するための要因として、 CQI情報以外に、下り伝送量、セクタ内のユーザ数等を考慮してもよい。

[0039] 一般に、 MIMO伝送を適用する場合はある程度の SIRが必要とされ、 SIRが一定値未満の場合は、誤り率および再送回数を考慮すると、 FCSを選択した方が有利になる可能性もある。そこで、スケジューラ 951は、下りリンクにて高速伝送を行いたい場合で、かつ、ケース C2に示すように、 SIRが閾値 X以上 (比較的高品質)のアンテナが 2つ以上ある場合は、 MIMO伝送を選択する。一方、ケース C4に示すように、 S IRが閾値 y以上かつ閾値 X未満の場合は、 FCSを選択する。

[0040] 決定された伝送方法においてセクタ 2のアンテナを使用する場合は、セクタ 2のリソース割り当て状況を確認する必要があるため、スケジューラ 951とスケジューラ 952の間で、スケジューリングに関する制御信号の送受信が発生する。そして、スケジューラ間でリソース割り当てと送信タイミングの調整が完了した後に、 MIMO伝送が開始される。

[0041] 図 15は、このようなスケジューリング制御のシーケンスを示している。まず、ベースバンド処理部 911は、セクタ 1の送受信部 901および 902を介して、ユーザデータを移動局 802に MIMO送信し（手順 1501)、移動局 802は、ユーザデータを受信するとともに Pilot信号を受信する（手順 1502)。

[0042] その後、セクタ 1の送受信部 901および 902を介して、ベースバンド処理部 911と移動局 802の間で MIMO伝送が継続される（手順 1503)。この間、図 16のケース C1 に示すように、セクタ 1のブランチ Brlおよび Br2の SIRは、閾値 xを超えている。移動局 802は、各セクタの各ブランチの SIR、ドッブラ周波数、および遅延スプレッドを、 C QI情報としてベースバンド処理部 911に送信する（手順 1504)。

[0043] 次に、ベースバンド処理部 911のスケジューラ 951は、受信した CQI情報に含まれる SIRの閾値判定を行う（手順 1505)。この例では、図 16のケース C2に示すように、セクタ 1のブランチ Brlおよびセクタ 2のブランチ Br2の SIRが閾値 X未満であり、セクタ 1のブランチ Br2およびセクタ 2のブランチ Brlの SIRが閾値 Xを超えていることが分かる。

[0044] そこで、セクタ 1のブランチ Br2およびセクタ 2のブランチ Brlを用いた MIMO伝送を選択し、ベースバンド処理部 912のスケジューラ 952に、セクタ 2のリソース割り当て状況を問い合わせる（手順 1506)。そして、スケジューラ 952は、セクタ 2のブランチ B rlに空きがある旨の応答メッセージを返信する（手順 1507)。

[0045] 次に、スケジューラ 951は、設定変更予告メッセージを移動局 802に送信し、指定数のフレーム送信後にアンテナを変更する旨を通知する（手順 1508)。そして、移動局 802は、応答メッセージを返信する（手順 1509)。

[0046] 次に、スケジューラ 951は、接続解除メッセージを送受信部 901に送信し (手順 15 10)、送受信部 901は、応答メッセージを返信する（手順 1511)。そして、スケジユーラ 951は、接続設定メッセージを送受信部 903に送信し (手順 1512)、送受信部 903 は、応答メッセージを返信する（手順 1513)。

[0047] 次に、スケジューラ 951は、送信再開メッセージを移動局 802に送信する（手順 15 14)。そして、ベースバンド処理部 911は、セクタ 1の送受信部 902およびセクタ 2の送受信部 903を介して、ユーザデータを移動局 802に MIMO送信し（手順 1515)、移動局 802は、ユーザデータを受信するとともに Pilot信号を受信する（手順 1516)

[0048] その後、セクタ 1の送受信部 902およびセクタ 2の送受信部 903を介して、ベースバンド処理部 911と移動局 802の間で MIMO伝送が継続される（手順 1517)。そして、移動局 802は、各セクタの各ブランチの CQI情報をベースバンド処理部 911に送信する（手順 1518)。

[0049] 移動局 802がさらに移動して、図 16のケース C3に示すような状態になれば、セクタ 2の送受信部 903および 904を介して、ベースバンド処理部 911と移動局 802の間で MIMO伝送が行われる。

[0050] 無線伝播環境は、移動局 802の移動速度と、周囲の反射物によるマルチパスの影響により、常に変化している。このうち、移動速度については、移動局 802においてドップラ周波数を測定することにより推定することができる。また、マルチパスの影響については、遅延スプレッドを求めることにより数値ィ匕することができる。

[0051] 遅延スプレッドは、遅延時間に対する電力分布の広がりを示す電力遅延プロフアイルの標準偏差である。時刻 _τにおける受信波（直接波または遅延波）の電力遅延プ口ファイルを関数 ρ ( τ )で表すと、遅延スプレッド Τ は、次式により求められる。

m

[0052] [数 1]

T_m = ^E[T²] ~ E²[T] ( 1 )

Ε[τ² = ( 2 )

(て）

τ · ρ(τ)

Ε[τ] = ( 3 )

(り

[0053] ただし、（2)式および（3)式の総和記号は、直接波と複数の遅延波に関する総和を表しているスケジューラ 951は、移動速度とマルチノスの影響を考慮するために、手順 1505 においては、必要に応じて、受信した CQI情報に含まれるドッブラ周波数および/または遅延スプレッドを用いて、 SIRの閾値を変動させる。

セクタ 1のブランチ Br2およびセクタ 2のブランチ Brlの SIRを、それぞれ SIR12および SIR21とすると、通常のアンテナ選択論理は以下のようになる。

1. SIR12≥x, SIR21≥x

→MIMO,セクタ 1のブランチ Br2およびセクタ 2のブランチ Brl

2. SIR12≥x, x > SIR21≥y

→下りリンク： FCS,セクタ 1のブランチ Br2またはセクタ 2のブランチ Brl

上りリンク： SHO,セクタ 1のブランチ Br2またはセクタ 2のブランチ Brl

3. x> SIR12≥y, SIR21≥x

4. x> SIR12≥y, x> SIR21≥y

5. x> SIR12≥y, y> SIR21

→セクタ 1のブランチ Br 2

6. y> SIR12, x > SIR21≥y

→セクタ 2のブランチ Brl

7. y> SIR12, y> SIR21

→伝送不可能

これに対して、ドッブラ周波数 fdおよび遅延スプレッド σを考慮した場合は、次式により閾値 Xおよび yを調整し、図 17に示すように、調整後の閾値 x'および y'を用いて上記と同様の論理でアンテナが選択される。

χ' =χ+ α + β (4)

(4)式および（5)式の aは、遅延スプレッド σの値に応じて設定されるパラメータであり、 j8は、ドッブラ周波数 fdの値に応じて設定されるパラメータである。 σおよび α の対応関係と、 fdおよび |8の対応関係は、例えば、テーブル形式でスケジューラ 95 1に与えられる。

[0055] この例では、各ブランチの SIRに基づ、てアンテナを選択して、るが、各ブランチの信号品質を示す別の品質情報に基づ!/、てアンテナを選択しても構わな、。その場合は、移動局 802から別の品質情報が CQI情報として送信される。

[0056] また、図 8および図 9に示した構成では、セルを 3つのセクタに分割し、各セクタに 2 つのブランチが設けられている力一般には、セルを 2つ以上のセクタに分割し、各セクタに N個（N≥ 2)のブランチを設けることが可能である。この場合、セクタ境界においては、それぞれのセクタに属する 1つ以上のアンテナを選択して、 MIMO伝送が行われる。

[0057] 図 8の MIMO伝送システムでは、セクタ構成のセルを前提としているが、図 18に示すように、セクタ構成の概念をなくした MIMO伝送システムも考えられる。この場合、基地局装置 1801が担当するセル 1803は、セクタに分割されておらず、スケジユーリング制御は、セクタ単位ではなくアンテナ単位で行われる。基地局装置 1801は、図 19に示すような構成を有する。

[0058] 図 19の基地局装置は、アンテナ 1811〜1816、送受信部（TRX) 1901〜1906、およびベースバンド処理部（BB) 1911〜1913を備える。このうち、送受信部 1901 〜 1906およびベースノンド処理咅 1911〜 1913 ίま、ノス 1961【こより互! ヽ【こ接続されている。バス 1961の代わりに、メッシュ接続を採用してもよい。

[0059] 各ブランチは、以下のアンテナおよび送受信部の組み合わせにより構成される。

1.ブランチ Br 1：アンテナ 1811および送受信部 1901

2.ブランチ Br2：アンテナ 1812および送受信部 1902

3.ブランチ Br3：アンテナ 1813および送受信部 1903

4.ブランチ Br4：アンテナ 1814および送受信部 1904

5.ブランチ Br5：アンテナ 1815および送受信部 1905

6.ブランチ Br6 :アンテナ 1816および送受信部 1906

送受信部 1901〜1906は、アンテナ毎 (ブランチ毎）の信号処理を行う。送受信部 1901は、無線咅 (RF) 1921および変復調咅 (ModZDem) 1931を含む。同様に、送受信部 1902〜1906は、それぞれ無線部 1922〜1926および変復調部 1932〜 1936を含む。

[0060] ベースノンド処理部 1911〜1913は、ユーザ毎の信号処理を行う。ベースバンド処理部 1911は、符号化 Z復号部（CoderZDecoder) 1941およびスケジューラ 19 51、 1952を含む。同様に、ベースバンド処理部 1912は、符号化 Z復号部 1942およびスケジューラ 1953、 1954を含み、ベースバンド処理部 1913は、符号化/復号部 1943およびスケジューラ 1955、 1956を含む。

[0061] スケジューラ 1951〜1956は、それぞれブランチ Brl〜： Br6のリソースを管理し、ブランチ毎にスケジューリング制御を行う。

図 18において、移動局 1802が位置 P1に存在する場合は、図 20のケース C1に示すように、ブランチ Brlおよび Br2の SIRが大きいため、アンテナ 1811および 1812 を用いて 2 X 2MIMO伝送が行われる。

[0062] 次に、移動局 1802が位置 P2に移動した場合、ケース C2に示すように、ブランチ B r2および Br3の SIRが大きくなるため、アンテナ 1812および 1813を用いて 2 X 2MI MO伝送が行われる。

[0063] 次に、移動局 1802がさらに先に移動した場合、ケース C3に示すように、ブランチ B r3および Br4の SIRが大きくなるため、アンテナ 1813および 1814を用いて 2 X 2MI MO伝送が行われる。

[0064] このような構成によれば、セクタ境界における FCSZSHOがなくなるため、セクタ構成の場合よりもスケジューリング制御の負荷が軽くなる。

図 21は、図 18のシステムにおけるスケジューリング制御のシーケンスを示している。まず、ベースバンド処理部 1911は、送受信部 1901および 1902を介して、ユーザデータを移動局 1802に MIMO送信し（手順 2101)、移動局 1802は、ユーザデータを受信するとともに Pilot信号を受信する（手順 2102)。

[0065] その後、送受信部 1901および 1902を介して、ベースバンド処理部 1911と移動局 1802の間で MIMO伝送が継続される（手順 2103)。この間、図 22のケース C1に示すように、ブランチ Brlおよび Br2の SIRは、閾値 xを超えている。移動局 1802は、各ブランチの CQI情報をベースバンド処理部 1911に送信する（手順 2104)。

[0066] 次に、ベースバンド処理部 1911のスケジューラ 1951は、受信した CQI情報に含まれる SIRの閾値判定を行う（手順 2105)。この例では、図 22のケース C2に示すように、ブランチ Brlおよび Br4の SIRが閾値 X未満であり、ブランチ Br2および Br3の SI Rが閾値 Xを超えてヽることが分かる。

[0067] そこで、ブランチ Br2および Br3を用いた MIMO伝送を選択し、ベースバンド処理部 1912のスケジューラ 1953に、ブランチ Br3のリソース割り当て状況を問、合わせる（手順 2106)。そして、スケジューラ 1953は、ブランチ Br3に空きがある旨の応答メッセージを返信する（手順 2107)。

[0068] 次に、スケジューラ 1951は、図 15と同様の設定変更予告メッセージを移動局 180 2に送信し (手順 2108)、移動局 802は、応答メッセージを返信する（手順 2109)。

[0069] 次に、スケジューラ 1951は、接続解除メッセージを送受信部 1901に送信し (手順 2110)、送受信部 1901は、応答メッセージを返信する（手順 2111)。そして、スケジユーラ 1951は、ユーザデータの管理元をブランチ Brl (スケジューラ 1951)力ブランチ Br2 (スケジューラ 1952)に変更する旨を、スケジューラ 1952に通知する（手順

2112)。

[0070] 次に、スケジューラ 1952は、接続設定メッセージを送受信部 1903に送信し (手順

2113)、送受信部 1903は、応答メッセージを返信する（手順 2114)。

次に、スケジューラ 1952は、送信再開メッセージを移動局 1802に送信する（手順 2115)。そして、ベースバンド処理部 1911は、送受信部 1902および送受信部 190 3を介して、ユーザデータを移動局 1802に MIMO送信し（手順 2116)、移動局 180 2は、ユーザデータを受信するとともに Pilot信号を受信する（手順 2117)。

[0071] その後、送受信部 1902および送受信部 1903を介して、ベースバンド処理部 191 1と移動局 1802の間で MIMO伝送が継続される（手順 2118)。そして、移動局 180 2は、各ブランチの CQI情報をベースバンド処理部 1911に送信する（手順 2119)。

[0072] 移動局 1802がさらに移動して、図 22のケース C3に示すような状態になれば、送受信部 1903および 1904を介して、ベースノンド処理部 1911と移動局 1802の間で M IMO伝送が行われる。 [0073] このようなスケジューリング制御では、図 15の場合よりもスケジューラの数が増加するため、処理が煩雑になるように見える。しかし、各スケジューラの規模は、図 15の場合よりも減少するとともに、 1つのベースバンド処理部に複数のブランチをフレキシブルに組み合わせることができる、という利点がある。このため、装置が故障したときの切り替え動作や、アンテナの増設が容易になると考えられる。

[0074] ブランチ Br2および Br3の SIRを、それぞれ SIR2および SIR3とすると、手順 2105 において、スケジューラ 1951は、以下の論理でアンテナを選択する。

1. SIR2≥x, SIR3≥x

→MIMO,ブランチ Br2および Br3

2. SIR2≥x, x>SIR3≥y

→ブランチ Br2または Br3

3. x>SIR2≥y, SIR3≥x

→ブランチ Br2または Br3

4. x>SIR2≥y, x>SIR3≥y

→ブランチ Br2または Br3

5. x>SIR2≥y, y>SIR3

→ブランチ Br2

6. y>SIR2, x>SIR3≥y

→ブランチ Br3

7. y>SIR2, y>SIR3

→伝送不可能

なお、閾値 xおよび yは、上述した調整方法により閾値 x'および y'に変更することもできる。また、図 18および図 19に示した構成では、 6個のブランチが設けられている力一般には、 N個（N≥ 2)のブランチを設けることが可能である。この場合、 N個のアンテナのうち 2つ以上を選択して、 MIMO伝送が行われる。

Claims

請求の範囲

[1] 複数のセクタ力なるセル内の移動局と多入力多出力伝送により無線通信を行う基地局装置であって、

前記複数のセクタの各々に対応して設けられた 1つ以上のアンテナと、前記移動局が 2つのセクタの境界付近に移動したとき、該 2つのセクタ各々に設けられたアンテナの中からアンテナを選択し、選択されたアンテナを用いた多入力多出力伝送を選択する制御部と

を備えることを特徴とする基地局装置。

[2] 前記制御部は、それぞれのアンテナ力前記移動局が受信する信号の品質情報を閾値と比較し、前記 2つのセクタにおいて該閾値を超える品質情報を有するアンテナの中から前記多入力多出力伝送に用いるアンテナを選択し、該閾値を超える品質情報を有する複数のアンテナが存在しなければ、高速セル選択またはソフトハンドォーバによる伝送を選択することを特徴とする請求項 1記載の基地局装置。

[3] 前記制御部は、それぞれのアンテナ力前記移動局が受信する信号のドッブラ周波数または遅延スプレッドの情報に基づ、て、前記閾値を調整することを特徴とする請求項 2記載の基地局装置。

[4] 前記制御部は、前記 2つのセクタのうち、前記移動局の移動元であるセクタのアンテナを管理する第 1のスケジューラと、該移動局の移動先であるセクタのアンテナを管理する第 2のスケジューラを含み、該第 1のスケジューラは、該移動先のセクタのァンテナが空、て、る力否かを該第 2のスケジューラに問、合わせ、該移動先のセクタのアンテナが空、て、れば、該移動先のセクタのアンテナを用いた多入力多出力伝送を選択することを特徴とする請求項 1、 2、または 3記載の基地局装置。

[5] セクタ構成を持たないセル内の移動局と多入力多出力伝送により無線通信を行う基地局装置であって、

前記セルに対応して設けられた複数のアンテナと、

前記移動局が移動したとき、前記複数のアンテナの中から 2つ以上のアンテナを選択し、選択されたアンテナを用いた多入力多出力伝送を選択する制御部とを備えることを特徴とする基地局装置。

[6] 前記制御部は、それぞれのアンテナ力前記移動局が受信する信号の品質情報を閾値と比較し、該閾値を超える品質情報を有するアンテナの中力前記多入力多出力伝送に用いるアンテナを選択することを特徴とする請求項 5記載の基地局装置

[7] 前記制御部は、それぞれのアンテナ力前記移動局が受信する信号のドッブラ周波数または遅延スプレッドの情報に基づ、て、前記閾値を調整することを特徴とする請求項 6記載の基地局装置。

[8] 前記制御部は、前記複数のアンテナのうち、前記移動局と通信中のアンテナを管理する第 1のスケジューラと、新たに選択されたアンテナを管理する第 2のスケジユーラを含み、該第 1のスケジューラは、該新たに選択されたアンテナが空いている力否かを該第 2のスケジューラに問、合わせ、該新たに選択されたアンテナが空、て！/ヽれば、該新たに選択されたアンテナを用いた多入力多出力伝送を選択することを特徴とする請求項 5、 6、または 7記載の基地局装置。

[9] 複数のセクタ力なるセル内の移動局と多入力多出力伝送により無線通信を行う通信方法であって、

前記移動局が 2つのセクタの境界付近に移動したとき、該 2つのセクタ各々に設けられたアンテナの中からアンテナを選択し、

選択されたアンテナを用、て多入力多出力伝送を行う

ことを特徴とする通信方法。