WO2010146975A1

WO2010146975A1 - 通信システム、通信装置および通信方法

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Publication number: WO2010146975A1
Application number: PCT/JP2010/058840
Authority: WO
Inventors: 寿之示沢; 智造野上
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2010-12-23
Also published as: US20120106388A1; EP2445253A1; CN102461249A; CA2765844A1; JP2011004161A; AU2010261028A1

Abstract

　協調通信を行なう通信システムにおいて、主にプレコーディング処理に関し、効率的に適応制御を行なう。アンカー基地局１２０１において、第１の伝送路状況測定用参照信号を生成するステップと、フィードバック情報に基づいて、移動端末１２０３へ送信するデータ信号に対するプレコーディング処理を決定するステップと、その決定したプレコーディング処理に基づいて、データ信号に対して適応的にプレコーディング処理を行なうステップと、協調基地局１２０２において、第２の伝送路状況測定用参照信号を生成するステップと、移動端末１２０３へ送信するデータ信号に対して予め規定されたプレコーディング処理を行なうステップと、移動端末１２０３において、測定した第１の伝送路状況および第２の伝送路状況に基づいて、フィードバック情報を生成するステップと、を含む。

Description

通信システム、通信装置および通信方法

　本発明は、協調通信を行なう技術に関し、特に、プレコーディング処理に関して、効率的に適応制御を行なうことのできる通信システム、通信装置および通信方法に関する。

　例えば、ＬＴＥ(Long Term Evolution)、ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、ＷｉＭＡＸのような移動無線通信システムでは、基地局（送信局、送信装置、eNodeB）がカバーするエリアをセル状に複数配置するセルラー構成とすることにより、通信エリアを拡大することができる。また、隣接するセル（セクタ）間で異なる周波数を用いることでセルエッジ領域にいる移動端末（受信局、移動局、受信装置、ＵＥ(User Equipment)）でも干渉を受けることなく通信を行なうことができるが、周波数利用効率に関する課題があった。そのため、それぞれのセル（セクタ）において同一周波数を繰返し利用することで、周波数利用効率を大幅に向上させることができるが、セルエッジ（セル端）領域にいる移動端末に対する干渉の対策が必要となる。

　そのような中で、隣接セル間で互いに協調するセル間協調通信を行なうことにより、セルエッジ領域の移動端末に対する干渉を軽減または抑圧する方法が検討されている。例えば、非特許文献１にそのような方式として、ＣｏＭＰ(Cooperative Multipoint)伝送方式などが検討されている。また、セル間協調通信として、セル間で同一または異なるデータを協調送信するJoint Processing、Joint Transmissionや、セル間で協調してスケジューリングや制御を行なうCoordinated Scheduling/Beamformingなどが検討されている。

　図１６は、セル端領域に位置する移動端末１０３が協調通信を行なっている一例を示す図である。図１６では、移動端末１０３が基地局１０１と基地局１０２におけるそれぞれのセル端領域（境界領域）に位置しており、基地局１０１および基地局１０２からの協調通信を行なっている。移動端末１０３は、基地局１０１および基地局１０２から移動端末１０３に対する送信データ信号を受信すると共に、それぞれの伝送路状況測定用参照信号を受信する。

　伝送路状況測定用参照信号を用いることによって、移動端末では、基地局と移動端末との間の伝送路状況を推定し、その推定結果に基づいて、変調方式および符号化率（MCS (Modulation and Coding Scheme)）、空間多重数（レイヤー、ランク）、プレコーディング重み（プレコーディング行列）などを適応的に制御することで、より効率的なデータ伝送を実現することができる。例えば、非特許文献２で記載された方法を用いることができる。

　図１７は、基地局２００から移動端末２１０へのデータ伝送を行なう下り回線（ダウンリンク、下りリンク）を考えた場合の適応制御を行なう一例を示すブロック図である。

　基地局２００では、まず、多重部２０２において、基地局固有の伝送路状況測定用参照信号（RS (Reference Signal)、パイロット信号、既知信号）を、移動端末２１０のためのデータ信号または他の移動端末のためのデータ信号に多重して、送信アンテナ２０３から送信する。移動端末２１０では、分離部２１２において、受信アンテナ２１１で受信した信号から伝送路状況測定用参照信号を分離する。フィードバック情報生成部において、その伝送路状況測定用参照信号に基づいて、フィードバック情報を生成し、送信アンテナ２１４から上り回線（アップリンク、上りリンク）を通じて送信する。基地局２００では、フィードバック情報処理部２０５において、受信アンテナ２０４が受信した信号から移動端末２１０が送信したフィードバック情報を識別し、処理する。適応制御部２０１では、受信したフィードバック情報に基づいて、移動端末２１０に対するデータ信号に適応制御を行なう。

　図１８は、マルチキャリア伝送方式における、基地局固有の伝送路状況測定用参照信号の使用例を示す図である。伝送方式としてＯＦＤＭ (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式やＯＦＤＭＡ (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式のようなマルチキャリア伝送方式を用いた場合、基地局固有の伝送路状況測定用参照信号としては、周波数方向および時間方向のリソースエレメント（１つのOFDMシンボルにおける１つのサブキャリアで構成される要素）に散乱（スキャッタード）させた参照信号を用いることができる。そのような参照信号を用いて推定するフィードバック情報として、伝送路状況を示す情報（CSI (Channel State Information)）、基地局に対する推奨送信フォーマット情報（CQI (Channel Quality Indicator)、RI (Rank Indicator)、PMI (Precoding Matrix Index)）などを用いることができる。

3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Further Advancements for E-UTRA Physical Layer Aspects (Release 9)、 3GPP TR 36.814 V1.1.1 (2009-06)、2009年6月。 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);Physical layer procedures (Release 8)、3GPP TS 36.213 V8.7.0 (2009-05)、2009年5月。

　しかしながら、従来の通信方式では、協調通信を行なうことができる通信システムにおいて、効率的に適切な適応制御を行なうことは考えられておらず、伝送効率の向上を妨げる要因となる。

　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、協調通信を行なう通信システムにおいて、主にプレコーディング処理に関し、効率的に適応制御を行なうことのできる通信システム、通信装置および通信方法を提供することを目的とする。

　（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、本発明の通信システムは、適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、固定的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成されることを特徴とする。

　これにより、協調通信を行なう通信システムにおいて、主にプレコーディング処理に関し、効率的に適応制御を行なうことができる。

　（２）また、本発明の通信システムは、前記第１の通信装置は、前記第３の通信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号を生成する第１の伝送路状況測定用参照信号生成部と、前記第３の通信装置から取得したフィードバック情報に基づいて、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対するプレコーディング処理を決定するフィードバック情報処理部と、前記フィードバック情報処理部が決定したプレコーディング処理に基づいて、データ信号に対して適応的にプレコーディング処理を行なう第１のプレコーディング部を備え、前記第２の通信装置は、前記第３の通信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を生成する第２の伝送路状況測定用参照信号生成部と、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対して予め規定されたプレコーディング処理を行なう第２のプレコーディング部と、を備え、前記第３の通信装置は、前記第１の伝送路状況測定用参照信号および前記第２の伝送路状況測定用参照信号を用いて測定した前記第１の伝送路状況および前記第２の伝送路状況に基づいて、フィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、を備え、前記第３の通信装置が、前記第１の通信装置に対して前記フィードバック情報を送信し、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置が、プレコーディング処理を行なったデータ信号をそれぞれ前記第３の通信装置に対して送信することによって協調通信を行なうことを特徴とする。

　このように、第３の通信装置が、第１の通信装置に対してフィードバック情報を送信し、第１の通信装置および第２の通信装置が、プレコーディング処理を行なったデータ信号をそれぞれ第３の通信装置に対して送信することによって協調通信を行なうので、第３の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報をフィードバックする必要がなくなる。さらに、第１の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報を通知する必要がなくなるため、フィードバック情報のオーバーヘッドを低減させると共に、協調通信を行なうシステムにおける処理を低減させることができる。また、第２の通信装置の数が多くなるにつれて、その効果は大きく得られる。　

　（３）また、本発明の通信システムは、前記第２のプレコーディング部は、予め規定された複数のプレコーディング処理のうち、いずれか一つに切り替えてプレコーディング処理を行なうことを特徴とする。

　このように、第２のプレコーディング部は、予め規定された複数のプレコーディング処理のうち、いずれか一つに切り替えてプレコーディング処理を行なうので、第３の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報をフィードバックする必要がなくなる。さらに、第１の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報を通知する必要がなくなるため、フィードバック情報のオーバーヘッドを低減させると共に、協調通信を行なうシステムにおける処理を低減させることができる。また、第２の通信装置の数が多くなるにつれて、その効果は大きく得られる。さらに、第２の通信装置で用いるプレコーディング行列が周期的に切り替わることにより、第３の通信装置では、さらに受信性能を維持することができる。

　（４）また、本発明の通信システムにおいて、前記フィードバック情報生成部は、前記第１のプレコーディング部が行なうプレコーディング処理を制御するためのプレコーディング制御情報を生成することを特徴とする。

　このように、フィードバック情報生成部は、第１のプレコーディング部が行なうプレコーディング処理を制御するためのプレコーディング制御情報を生成するので、セルエッジ（セル端）領域にいる第３の通信装置に対する干渉を軽減または抑圧することができる。

　（５）また、本発明の通信システムにおいて、前記フィードバック情報生成部は、前記第２のプレコーディング部によって行なわれるプレコーディング処理が最適となるように、前記第１のプレコーディング部によって行なわれるプレコーディング処理を決定することを特徴とする。

　このように、第２のプレコーディング部によって行なわれるプレコーディング処理が最適となるように、第１のプレコーディング部によって行なわれるプレコーディング処理を決定するので、セルエッジ（セル端）領域にいる第３の通信装置に対する干渉を軽減または抑圧することができる。

　（６）また、本発明の通信システムにおいて、前記フィードバック情報生成部は、前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが互いに協調して前記第３の通信装置に送信する前記情報データ信号の受信状態が最適になるように、前記第１のプレコーディング部によって行なわれるプレコーディング処理を決定することを特徴とする。

　このように、第１の通信装置と第２の通信装置とが互いに協調して第３の通信装置に送信する情報データ信号の受信状態が最適になるように、第１のプレコーディング部によって行なわれるプレコーディング処理を決定するので、セルエッジ（セル端）領域にいる第３の通信装置に対する干渉を軽減または抑圧することができる。

　（７）また、本発明の通信システムにおいて、前記フィードバック情報生成部は、前記第１の伝送路状況に基づいた情報である第１の伝送路状況情報と前記第２の伝送路状況に基づいた情報である第２の伝送路状況情報を生成し、前記フィードバック情報処理部は、前記第１の伝送路状況情報、前記第２の伝送路状況情報および前記第２のプレコーディング部が行なうプレコーディング処理に基づいて、前記第１のプレコーディング部によって行なわれるプレコーディング処理を決定することを特徴とする。

　このように、第１の伝送路状況情報、第２の伝送路状況情報および第２のプレコーディング部が行なうプレコーディング処理に基づいて、第１のプレコーディング部によって行なわれるプレコーディング処理を決定するので、セルエッジ（セル端）領域にいる第３の通信装置に対する干渉を軽減または抑圧することができる。

　（８）また、本発明の通信システムにおいて、適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、適応的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムであって、前記第１の通信装置は、前記第３の通信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号を生成する第１の伝送路状況測定用参照信号生成部と、前記第３の通信装置から取得したフィードバック情報に基づいて、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対するプレコーディング処理を決定するフィードバック情報処理部と、前記フィードバック情報処理部が決定したプレコーディング処理に基づいて、データ信号に対して適応的にプレコーディング処理を行なう第１のプレコーディング部を備え、前記第２の通信装置は、前記第３の通信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を生成する第２の伝送路状況測定用参照信号生成部と、前記第１のプレコーディング部におけるプレコーディング行列の更新頻度よりも少ない頻度でプレコーディング行列を更新し、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対してプレコーディング処理を行なう第２のプレコーディング部と、を備え、前記第３の通信装置は、前記第１の伝送路状況測定用参照信号および前記第２の伝送路状況測定用参照信号を用いて測定した前記第１の伝送路状況および前記第２の伝送路状況に基づいて、フィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、を備え、前記第３の通信装置が、前記第１の通信装置に対して前記フィードバック情報を送信し、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置が、プレコーディング処理を行なったデータ信号をそれぞれ前記第３の通信装置に対して送信することによって協調通信を行なうことを特徴とする。

　このように、第２の通信装置が第１のプレコーディング部におけるプレコーディング行列の更新頻度よりも少ない頻度でプレコーディング行列を更新するので、第３の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報をフィードバックする頻度を低減させることができる。さらに、第１の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報を通知する頻度を低減できるため、フィードバック情報のオーバーヘッドを低減させると共に、協調通信を行なうシステムにおける処理を低減させることができる。さらに、第２の通信装置におけるプレコーディング処理を準固定にすることにより、第３の通信装置では受信性能を維持することができる。また、第２の通信装置の数が多くなるにつれて、その効果は大きく得られる。

　（９）また、本発明の通信システムは、第１のポートおよび第２のポートを備える送信装置から受信装置へデータを送信する通信システムであって、前記送信装置は、前記第１のポートと前記受信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号を生成する第１の伝送路状況測定用参照信号生成部と、前記第２のポートと前記受信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を生成する第２の伝送路状況測定用参照信号生成部と、前記受信装置から取得したフィードバック情報に基づいて、前記受信装置へ送信するデータ信号に対するプレコーディング処理を決定するフィードバック情報処理部と、前記フィードバック情報処理部が決定したプレコーディング処理に基づいて、前記第１のポートおよび前記第２のポートで送信するデータ信号に対して適応的にプレコーディング処理を行なうプレコーディング部と、を備え、前記受信装置は、前記第１の伝送路状況測定用参照信号および前記第２の伝送路状況測定用参照信号を用いて測定した前記第１の伝送路状況および前記第２の伝送路状況に基づいて、前記第１のポートに対するプレコーディング処理情報および前記第２のポートに対するプレコーディング処理情報のいずれかを含むフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、を備えることを特徴とする。

　（１０）また、本発明の通信システムにおいて、前記フィードバック情報は、前記第１のポートに対するプレコーディング処理情報が含まれる頻度が、前記第２のポートに対するプレコーディング処理情報が含まれる頻度より高いことを特徴とする。

　（１１）また、本発明の通信システムにおいて、前記第１のポートに対するプレコーディング処理情報は、その生成以前に生成された前記第２のポートに対するプレコーディング処理情報をさらに参照して生成されることを特徴とする。

　（１２）また、本発明の通信システムにおいて、前記第２のポートに対するプレコーディング処理情報は、その生成以前に生成された前記第１のポートに対するプレコーディング処理情報をさらに参照して生成されることを特徴とする。

　（１３）本発明の通信装置は、適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、固定的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムに適用される通信装置であって、前記第３の通信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号を生成する第１の伝送路状況測定用参照信号生成部と、前記第３の通信装置から取得したフィードバック情報に基づいて、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対するプレコーディング処理を決定するフィードバック情報処理部と、前記フィードバック情報処理部が決定したプレコーディング処理に基づいて、データ信号に対して適応的にプレコーディング処理を行なう第１のプレコーディング部を備えることを特徴とする。

　このように、フィードバック情報処理部が決定したプレコーディング処理に基づいて、データ信号に対して適応的にプレコーディング処理を行なうので、第３の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報をフィードバックする必要がなくなる。さらに、第１の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報を通知する必要がなくなるため、フィードバック情報のオーバーヘッドを低減させると共に、協調通信を行なうシステムにおける処理を低減させることができる。また、第２の通信装置の数が多くなるにつれて、その効果は大きく得られる。

　（１４）本発明の通信装置は、適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、固定的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムに適用される通信装置であって、前記第３の通信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を生成する第２の伝送路状況測定用参照信号生成部と、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対して予め規定されたプレコーディング処理を行なう第２のプレコーディング部と、を備えることを特徴とする。

　このように、第２の通信装置は、第３の通信装置へ送信するデータ信号に対して予め規定されたプレコーディング処理を行なうので、第３の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報をフィードバックする必要がなくなる。さらに、第１の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報を通知する必要がなくなるため、フィードバック情報のオーバーヘッドを低減させると共に、協調通信を行なうシステムにおける処理を低減させることができる。また、第２の通信装置の数が多くなるにつれて、その効果は大きく得られる。

　（１５）本発明の通信装置は、適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、固定的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムに適用される通信装置であって、前記第１の通信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号および前記第２の通信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を用いて測定した前記第１の伝送路状況および前記第２の伝送路状況に基づいて、フィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部を備え、前記第１の通信装置に対して前記フィードバック情報を送信し、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置から、プレコーディング処理が行なわれたデータ信号をそれぞれ受信することを特徴とする。

　このように、第１の通信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号および第２の通信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を用いて測定した第１の伝送路状況および第２の伝送路状況に基づいて、フィードバック情報を生成するので、第３の通信装置は、第１および第２の通信装置との間の伝送路状況を推定し、その推定結果に基づいて、変調方式および符号化率（MCS (Modulation and Coding Scheme)）、空間多重数（レイヤー、ランク）、プレコーディング重み（プレコーディング行列）などを適応的に制御することができる。その結果、より効率的なデータ伝送を実現することができる。

　（１６）本発明の通信方法は、適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、固定的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムにおける通信方法であって、前記第１の通信装置において、前記第３の通信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号を生成するステップと、前記第３の通信装置から取得したフィードバック情報に基づいて、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対するプレコーディング処理を決定するステップと、前記決定したプレコーディング処理に基づいて、データ信号に対して適応的にプレコーディング処理を行なうステップと、前記第２の通信装置において、前記第３の通信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を生成するステップと、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対して予め規定されたプレコーディング処理を行なうステップと、前記第３の通信装置において、前記第１の伝送路状況測定用参照信号および前記第２の伝送路状況測定用参照信号を用いて測定した前記第１の伝送路状況および前記第２の伝送路状況に基づいて、フィードバック情報を生成するステップと、を含み、前記第３の通信装置が、前記第１の通信装置に対して前記フィードバック情報を送信し、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置が、プレコーディング処理を行なったデータ信号をそれぞれ前記第３の通信装置に対して送信することによって協調通信を行なうことを特徴とする。

　このように、第３の通信装置が、第１の通信装置に対してフィードバック情報を送信し、第１の通信装置および第２の通信装置が、プレコーディング処理を行なったデータ信号をそれぞれ第３の通信装置に対して送信することによって協調通信を行なうので、第３の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報をフィードバックする必要がなくなる。さらに、第１の通信装置は、第２の通信装置に対するプレコーディング制御情報を通知する必要がなくなるため、フィードバック情報のオーバーヘッドを低減させると共に、協調通信を行なうシステムにおける処理を低減させることができる。また、第２の通信装置の数が多くなるにつれて、その効果は大きく得られる。

　（１７）本発明の通信方法は、適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、固定的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムに適用される第１の通信装置の通信方法であって、前記第３の通信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号を生成するステップと、前記第３の通信装置から取得したフィードバック情報に基づいて、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対するプレコーディング処理を決定するステップと、前記決定したプレコーディング処理に基づいて、データ信号に対して適応的にプレコーディング処理を行なうステップと、を含むことを特徴とする。

　このように、第１の通信装置が、フィードバック情報処理部が決定したプレコーディング処理に基づいて、データ信号に対して適応的にプレコーディング処理を行なうので、第３の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報をフィードバックする必要がなくなる。さらに、第１の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報を通知する必要がなくなるため、フィードバック情報のオーバーヘッドを低減させると共に、協調通信を行なうシステムにおける処理を低減させることができる。また、第２の通信装置の数が多くなるにつれて、その効果は大きく得られる。

　（１８）本発明の通信方法は、適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、固定的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムに適用される第２の通信装置の通信方法であって、前記第３の通信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を生成するステップと、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対して予め規定されたプレコーディング処理を行なうステップと、を含むことを特徴とする。

　このように、第２の通信装置が第３の通信装置へ送信するデータ信号に対して予め規定されたプレコーディング処理を行なうので、第３の通信装置は、第２の通信装置対するプレコーディング制御情報をフィードバックする必要がなくなる。さらに、第１の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報を通知する必要がなくなるため、フィードバック情報のオーバーヘッドを低減させると共に、協調通信を行なうシステムにおける処理を低減させることができる。また、第２の通信装置の数が多くなるにつれて、その効果は大きく得られる。

　（１９）本発明の通信方法は、適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、固定的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムに適用される第３の通信装置の通信方法であって、前記第１の通信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号および前記第２の通信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を用いて測定した前記第１の伝送路状況および前記第２の伝送路状況に基づいて、フィードバック情報を生成するステップと、前記第１の通信装置に対して前記フィードバック情報を送信するステップと、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置から、プレコーディング処理が行なわれたデータ信号をそれぞれ受信するステップと、を含むことを特徴とする。

　本発明によれば、第３の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報のフィードバックが不要またはその頻度を低減させることができる。さらに、第１の通信装置は、第２の通信装置に対して、プレコーディング制御情報を通知する必要がなくなるため、フィードバック情報のオーバーヘッドを低減させると共に、協調通信を行なうシステムにおける処理を低減させることができる。

本発明の第１の実施形態に係るアンカー基地局４００の構成を示す概略ブロック図である。レイヤーマッピング部４０４およびリソースエレメントマッピング部４０６がマッピングするデータ信号復調用参照信号、伝送路状況測定用参照信号、情報データ信号または制御情報信号の一例を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る協調基地局６００の構成を示す概略ブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る移動端末の構成を示す概略ブロック図である。本発明の第１の実施形態において、協調基地局１２０２がPMI_0を用いてプレコーディング処理をした時に、協調通信による最適な受信を行なえるように、PMI_xを生成する場合を示す図である。本発明の第１の実施形態において、アンカー基地局１２０１ではPMI_xでプレコーディング処理した情報データ信号を送信し、協調基地局１２０２ではPMI_0でプレコーディング処理した情報データ信号を送信する場合を示す図である。本発明の第２の実施形態において、協調リレー局１４０２がPMI_0を用いてプレコーディング処理をした時に、協調通信による最適な受信を行なえるように、PMI_xを生成する場合を示す図である。本発明の第２の実施形態において、アンカー基地局１４０１ではPMI_xでプレコーディング処理した情報データ信号を送信し、協調リレー局１４０２ではPMI_0でプレコーディング処理した情報データ信号を送信する場合を示す図である。本発明の第３の実施形態において、アンカー基地局１６０１ではフィードバックされたプレコーディング行列を用いて適応的なプレコーディング処理を行ない、協調基地局１６０２では複数種類の固定したプレコーディング行列を周期的に切り替えてプレコーディング処理を行なう場合を示す図である。本発明の第３の実施形態において、協調基地局１６０２が周期的に切り替える方法として、サブフレーム毎に切り替える例を示す図である。本発明の第３の実施形態において、協調基地局１６０２が周期的に切り替える方法として、サブフレーム毎かつリソースブロック毎に切り替える例を示す図である。本発明の第３の実施形態において、協調基地局１６０２が周期的に切り替える方法として、サブフレーム毎かつサブバンド毎に切り替える例を示す図である。本発明の第４の実施形態で用いるプレコーディング制御情報および情報データ信号のフロー図の一例を示している。本発明の第５の実施形態において、移動端末２１０３が第１の伝送路状況情報（CSI_x）および第２の伝送路状況情報（CSI_y）をアンカー基地局２１０１にフィードバックする場合を示す図である。本発明の第５の実施形態において、アンカー基地局２１０１ではPMI_xでプレコーディング処理した情報データ信号を送信し、協調基地局２１０２ではPMI_0でプレコーディング処理した情報データ信号を送信する場合を示す図である。セル端領域に位置する移動端末１０３が協調通信を行なっている一例を示す図である。基地局２００から移動端末２１０へのデータ伝送を行なう下り回線（ダウンリンク、下りリンク）を考えた場合の適応制御を行なう一例を示すブロック図である。マルチキャリア伝送方式における、基地局固有の伝送路状況測定用参照信号の使用例を示す図である。移動端末８０３がPMI_xおよびPMI_yをアンカー基地局８０１に送信する場合を示す図である。アンカー基地局８０１ではPMI_xでプレコーディング処理した情報データ信号を送信し、協調基地局８０２ではPMI_yでプレコーディング処理した情報データ信号を送信する場合を示す図である。移動端末１００３が、協調通信をした時に、最適な受信を行なえるように、PMI_zを生成する場合を示す図である。アンカー基地局１００１および協調基地局１００２で共に、PMI_zでプレコーディング処理した情報データ信号を送信する場合を示す図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

　既に提案されている通信システムの１例について説明する。

　ここで、協調基地局６００において固定したプレコーディング行列（ＰＭＩ）を用いてプレコーディング処理を行なうことによる効果を説明する。

　まず、図１９および図２０で示すように、アンカー基地局８０１および協調基地局８０２が共に独立のプレコーディング行列により適応的なプレコーディング処理を行なう場合を説明する。

　図１９は、移動端末８０３がPMI_xおよびPMI_yをアンカー基地局８０１に送信する場合を示す図である。

　図２０は、アンカー基地局８０１ではPMI_xでプレコーディング処理した情報データ信号を送信し、協調基地局８０２ではPMI_yでプレコーディング処理した情報データ信号を送信する場合を示す図である。アンカー基地局８０１および協調基地局８０２から送信された伝送路状況測定用参照信号を用いて、移動端末８０３は、それぞれの基地局におけるＳＩＮＲに基づいたＰＭＩを求める方法により、プレコーディング制御情報を生成する。そのとき、アンカー基地局８０１に対するプレコーディング制御情報をPMI_x、協調基地局８０２に対するプレコーディング制御情報をPMI_yとする。図１９で示すように、移動端末８０３は、協調通信をした時に、最適な受信を行なえるように、PMI_xおよびPMI_yを生成する。

　それぞれの基地局に対するプレコーディング制御情報をアンカー基地局８０１に送信し、アンカー基地局８０１はPMI_yを協調基地局８０２に有線回線を通じて通知する。次に図２０に示すように、移動端末８０３に対して協調通信をする場合、アンカー基地局８０１ではPMI_xでプレコーディング処理した情報データ信号を送信し、協調基地局８０２ではPMI_yでプレコーディング処理した情報データ信号を送信する。

　次に、図２１および図２２で示すように、アンカー基地局１００１および協調基地局１００２で共通のプレコーディング行列により適応的なプレコーディング処理を行なう場合を説明する。

　図２１は、移動端末１００３が、協調通信をした時に、最適な受信を行なえるように、PMI_zを生成する場合を示す図である。

　図２２は、アンカー基地局１００１および協調基地局１００２で共に、PMI_zでプレコーディング処理した情報データ信号を送信する場合を示す図である。アンカー基地局１００１および協調基地局１００２から送信された伝送路状況測定用参照信号を用いて、移動端末１００３は、総合的なＳＩＮＲに基づいたＰＭＩを求める方法により、プレコーディング制御情報を生成する。そのとき、アンカー基地局１００１および協調基地局１００２に対する共通のプレコーディング制御情報をPMI_zとする。図２１で示すように、移動端末１００３は、協調通信をした時に、最適な受信を行なえるように、PMI_zを生成する。それぞれの基地局で共通のプレコーディング制御情報をアンカー基地局１００１に送信し、アンカー基地局１００１はPMI_zを協調基地局１００２に有線回線を通じて通知する。

　次に図２２に示すように、移動端末１００３に対して協調通信をする場合、アンカー基地局１００１および協調基地局１００２では共に、PMI_zでプレコーディング処理した情報データ信号を送信する。

　（第１の実施形態）
　以下、本発明の第１の実施形態について説明する。本第１の実施形態における通信システムは、基地局（送信装置、セル、送信点、送信アンテナ群）としてアンカー基地局（第１の通信装置、サービング基地局、Ｓｅｒｖｉｎｇ　ｃｅｌｌ）および協調基地局（第２の通信装置）、移動端末（受信点、受信端末、受信装置、第３の通信装置）を備える。

　図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンカー基地局４００の構成を示す概略ブロック図である。ここでアンカー基地局４００は、移動端末からのフィードバック情報を受信する基地局、移動端末２１０に対する制御情報（例えばPDCCH (Physical Downlink Control CHannel)などで送信する情報）を送信する基地局などであり、移動端末２１０に対する協調通信を行なう基地局の一つである。図１において、アンカー基地局４００は、符号部４０１、スクランブル部４０２、変調部４０３、レイヤーマッピング部４０４、適応プレコーディング部４０５（第１のプレコーディング部）、リソースエレメントマッピング部４０６、ＯＦＤＭ信号生成部４０７、送信アンテナ４０８、データ復調用参照信号生成部４１３、第１の伝送路状況測定用参照信号生成部４０９、受信アンテナ４１０、受信信号処理部４１１、フィードバック情報処理部４１２を備えている。

　受信アンテナ４１０には、移動端末２１０から送信されたフィードバック情報を含むデータ信号が上り回線（例えばPUCCH (Physical Uplink Control CHannel)、PUSCH (Physical Uplink Shared CHannel)など）を通して受信される。

　受信信号処理部４１１では、受信アンテナ４１０が受信した信号に対して、ＯＦＤＭ復調処理、復調処理、復号処理など、移動端末２１０が送信のために行なった送信処理に対する受信処理を行ない、受信した信号の中から、フィードバック情報を識別し、フィードバック情報処理部４１２に出力する。なお、当該アンカー基地局４００と通信を行なう移動端末２１０が複数存在する場合は、上り回線（すなわち移動端末２１０から基地局２００への信号伝送）として、ＳＣ－ＦＤＭＡ (Single carrier-frequency division multiple access)、ＯＦＤＭＡ、時間分割多元接続、符号分割多元接続など様々な多元接続方式を用いて、移動端末２１０の多重ができる。

　また、アンカー基地局４００において、移動端末２１０ごとのフィードバック情報を識別する方法として、様々な方法を用いることができる。例えば、アンカー基地局４００において、各移動端末２１０がフィードバック情報を送信するリソース（時間、周波数、符号、空間領域などで分割された信号伝送するための要素）を指定し、移動端末２１０はその指定されたリソースでフィードバック情報を送信することで、アンカー基地局４００は識別できる。また、それぞれのフィードバック情報には移動端末２１０ごとに固有の識別番号などを付加することでも実現できる。

　フィードバック情報処理部４１２では、入力されたＣＳＩ、ＣＱＩ、ＰＭＩ、ＲＩなどのフィードバック情報に基づいて、当該移動端末２１０へ送信するデータ信号に様々な適応制御を行なうための適応制御情報を生成する。アンカー基地局４００における適応制御情報を生成し、アンカー基地局４００における符号部４０１、変調部４０３、レイヤーマッピング部４０４、適応プレコーディング部４０５、リソースエレメントマッピング部４０６に出力する。さらに、後述する協調基地局６００における符号部６０１、変調部６０３、レイヤーマッピング部６０４、リソースエレメントマッピング部６０６に対する適応制御情報を生成し、高速な回線（好ましくは光ファイバなどの有線回線や固有の固定無線回線）を通じて、協調基地局６００へ出力する。なお、基地局同士を接続する回線は、アンカー基地局４００から協調基地局６００への適応制御情報を通信する場合以外にも様々な用途で用いることができ、例えば、協調基地局６００からアンカー基地局４００へ協調通信を行なうための基地局情報や制御情報などを通信することもできる。

　ここで、フィードバック情報に基づいた適応制御の方法を説明する。まず、フィードバック情報として、基地局２００に対する推奨送信フォーマット情報の場合、基地局２００および移動端末２１０共に既知の送信フォーマットが予めインデックス化されているものとし、基地局２００はその送信フォーマットを用いて適応制御する。具体的には、ＣＱＩは符号化率および変調方式を示す情報のため、それぞれ符号部および変調部を制御でき、ＰＭＩはプレコーディング行列を示す情報のため、プレコーディング部を制御でき、ＲＩはレイヤー（ランク）数を示す情報のため、レイヤーマッピング部やコードワードを生成する上位層に対して制御できる。また、リソースへのマッピングに関するフィードバック情報も含まれる場合、リソースエレメントマッピング部に対して制御することもできる。

　次に、フィードバック情報として、伝送路状況を示す情報の場合、基地局２００において最適な制御を行なうことができる。例えば、フィードバックされた情報に基づいて移動端末２１０が受信したときの電力を最大になるようにプレコーディング行列を決定し、その時の最適な符号化率及び変調方式、レイヤー数を決定できるが、その方法は様々なものを用いることができる。

　符号部４０１には、図示しない送信装置の上位層の処理装置から入力された送信する１以上のコードワード（送信データ信号、情報データ信号）が入力される。それぞれのコードワードは、ターボ符号、畳込み符号、ＬＤＰＣ(Low Density Parity Check)符号などの誤り訂正符号により符号化され、スクランブル部４０２に出力する。ここで、コードワードはＨＡＲＱ　(Hybrid Automatic Repeat reQuest)などの再送制御を行なう処理単位、誤り訂正符号化を行なう処理単位、あるいはそれらの単位を複数まとめたものなどを用いてもよい。

　スクランブル部４０２は、基地局毎に異なるスクランブル符号を生成し、符号部４０１が符号化した信号に対して、生成したスクランブル符号を用いてスクランブル処理を行なう。変調部４０３は、ＢＰＳＫ(Binary Phase Shift Keying)、ＱＰＳＫ (Quadrature Phase Shift Keying)、ＱＡＭ (Quadrature Amplitude Modulation)などの変調方式を用いて、スクランブル処理を行なった信号に変調処理を行ない、レイヤーマッピング部４０４に出力する。

　データ信号復調用参照信号生成部４１３は、移動端末２１０で情報データ信号を復調するための参照信号として、各レイヤー（ランク、空間多重数）間で直交するデータ信号復調用参照信号（Dm-RS (Demodulation Reference Signal)、DRS (Dedicated Reference Signal)、Precoded RS、ユーザ固有参照信号、UE-specific RS）を生成し、レイヤーマッピング部４０４に出力する。

　このとき、データ信号復調用参照信号は、基地局および移動端末が共に既知の信号であれば、任意の信号（系列）を用いることができる。例えば、基地局に固有の番号（セルID）やその移動端末に固有の番号（ＲＮＴＩ；Radio Network Temporary Identifier）などの予め割り当てられているパラメータに基づいた乱数や疑似雑音系列（例えば、M (Maximum-length)系列、Gold符号、直交Gold符号、Walsh符号、OVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor)符号、Hadamard符号、Barker符号などを用いることができ、さらにそれらの系列を巡回的にシフトした系列や巡回的に拡張した系列を用いてもよい。また、計算機などを用いて自己相関特性や相互相関特性に優れた系列を探索したものを用いてもよい。）を用いることができる。また、レイヤー間で直交させる方法として、データ信号復調用参照信号をマッピングするリソースエレメントをレイヤー間で互いにヌル（ゼロ）とする方法（例えば、時間分割多重や周波数分割多重など）、疑似雑音系列を用いた符号分割多重する方法などを用いることができる。

　レイヤーマッピング部４０４は、データ信号復調用参照信号生成部４１３から入力されたデータ信号復調用参照信号を、ＭＩＭＯ (Multi-Input Multi-Output)などの空間多重を行なうレイヤー（ランク、空間多重数）のそれぞれにマッピングする。さらに、データ信号復調用参照信号を除いたリソースエレメントに、それぞれの変調部４０３が出力した信号を、レイヤー毎にマッピングする。例えば、コードワード数が２で、レイヤー数を８であるとすると、それぞれのコードワードを４つの並列信号に変換することでレイヤー数を８にすることなどが考えられるが、これに限るものではない。

　適応プレコーディング部４０５は、レイヤーマッピング部４０４が出力した信号を、プレコーディング処理を行ない、アンテナポート（送信アンテナ、論理ポート）数の並列信号に変換する。ここで、プレコーディング処理は、予め決められたプレコーディング行列による処理、ＣＤＤ (Cyclic Delay Diversity)、送信ダイバーシチ（SFBC (Spatial Frequency Block Code)、STBC (Spatial Time Block Code)、TSTD (Time Switched Transmission Diversity)、FSTD (Frequency Switched Transmission Diversity)など）を用いることができるがこれに限るものではない。

　第１の伝送路状況測定用参照信号生成部４０９は、アンカー基地局４００と移動端末２１０との間の伝送路状況（第１の伝送路状況）を測定するために、アンカー基地局４００および移動端末２１０で互いに既知の第１の伝送路状況測定用参照信号（セル固有参照信号、CRS (Common RS)、Cell-specific RS、Non-precoded RS）を生成し、リソースエレメントマッピング部４０６に出力する。このとき、第１の伝送路状況測定用参照信号は、アンカー基地局４００および移動端末２１０が共に既知の信号であれば、任意の信号（系列）を用いることができる。例えば、アンカー基地局４００に固有の番号（セルID）などの予め割り当てられているパラメータに基づいた乱数や疑似雑音系列を用いることができる。また、アンテナポート間で直交させる方法として、第１の伝送路状況測定用参照信号をマッピングするリソースエレメントをアンテナポート間で互いにヌル（ゼロ）とする方法、疑似雑音系列を用いた符号分割多重する方法などを用いることができる。

　リソースエレメントマッピング部４０６は、適応プレコーディング部４０５が出力した送信データ信号、第１の伝送路状況測定用参照信号生成部４０９が出力した伝送路状況測定用参照信号を、それぞれのアンテナポートのリソースエレメントにマッピングを行なう。

　図２は、レイヤーマッピング部４０４およびリソースエレメントマッピング部４０６がマッピングするデータ信号復調用参照信号、伝送路状況測定用参照信号、情報データ信号または制御情報信号の一例を示す図である。図２はアンテナポート数が４、レイヤー数が２のときに、それぞれの信号をマッピングした場合を示している。また、周波数方向に１２のサブキャリアと、時間方向に７のＯＦＤＭシンボルで構成されるリソースブロックを時間方向に２つ配置するリソースブロックペアを表わしている。そのとき、リソースブロックペアとなる１４のＯＦＤＭシンボルをサブフレームと呼ぶ。１つのＯＦＤＭシンボルのうち、それぞれのサブキャリアをリソースエレメントとも呼ぶ。それぞれのサブフレームのうち、時間方向に前後の７つのＯＦＤＭシンボルをそれぞれスロットとも呼ぶ。

　図中の色付けしたリソースエレメントのうち、レイヤー番号０～１のデータ信号復調用参照信号をそれぞれＤ０～Ｄ１、アンテナポート０～３の伝送路状況測定用参照信号をそれぞれＣ０～Ｃ３と表わしている。また、それぞれのレイヤーおよびアンテナポートにマッピングした参照信号のリソースエレメントでは、それ以外のレイヤーおよびアンテナポートにおけるリソースエレメントに何も信号を割り当てず、ゼロ（ヌル）とすることでレイヤーおよびアンテナポート間を直交させている。なお、レイヤーおよびアンテナポート間を直交させる他の方法として、疑似雑音系列を用いた符号分割多重を適用することもできる。

　なお、リソースブロックのＯＦＤＭシンボル数を変えることもできる。例えば、長いガードインターバル長を付加する場合は１つのスロットのＯＦＤＭシンボル数を６とすることができる。さらに、図中の参照信号をマッピングしたリソースエレメント以外のリソースエレメントに、情報データ信号または制御情報信号をマッピングする。なお、この例では、情報データ信号または制御情報信号のレイヤー数は最大２とすることができ、例えば、情報データ信号のレイヤー数を２、制御情報信号のレイヤー数を１とすることができる。

　ここで、リソースブロックは、通信システムが用いる周波数帯域幅（システム帯域幅）に応じて、その数を変えることができる。例えば、６～１１０個のリソースブロックを用いることができ、さらに、周波数アグリゲーションにより、全システム帯域幅を１１０個以上にすることも可能である。例えば、コンポーネントキャリアは２０ＭＨｚで構成し、５個のコンポーネントキャリアで、全システム帯域幅を１００ＭＨｚにすることができる。

　ＯＦＤＭ信号生成部６０７は、リソースエレメントマッピング部が出力した周波数領域の信号を、逆高速フーリエ変換（IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)）などにより周波数時間変換処理を行ない、時間領域の信号に変換する。さらに、それぞれのＯＦＤＭシンボルの一部を巡回的に拡張することでガードインターバル（サイクリックプレフィックス）を付加する。送信アンテナは、ＯＦＤＭ信号生成部が出力した信号を、ベースバンドから無線周波数への変換処理などをした後、送信する。

　図３は、本発明の第１の実施形態に係る協調基地局６００の構成を示す概略ブロック図である。ここで協調基地局６００は、移動端末２１０に対する協調通信を行なう基地局のうち、図１で説明したアンカー基地局４００を除いた基地局である。

　図３において、協調基地局６００は、符号部６０１、スクランブル部６０２、変調部６０３、レイヤーマッピング部６０４、固定プレコーディング部６０５（第２のプレコーディング部、本発明では複数種類に予め固定されている場合も含む）、リソースエレメントマッピング部６０６、ＯＦＤＭ信号生成部、送信アンテナ、データ復調用参照信号生成部、第２の伝送路状況測定用参照信号生成部を備えている。

　図１で説明したアンカー基地局との違いは、適応プレコーディング部４０５が固定プレコーディング部６０５に変わったこと、移動端末２１０からのフィードバック情報を受信するための各部が省略されていることである。さらに、符号部６０１、変調部６０３、レイヤーマッピング部６０４、リソースエレメントマッピング部６０６のそれぞれを適応制御するための適応制御情報が、アンカー基地局４００から光ファイバなどの有線回線を通じて、入力される。以下では、協調基地局６００の動作に関して、図１で説明したアンカー基地局４００と異なる部分を中心に説明する。

　第２の伝送路状況測定用参照信号生成部６０９は、協調基地局６００と移動端末２１０との間の伝送路状況（第２の伝送路状況）を測定するために、協調基地局６００および移動端末２１０で互いに既知の第２の伝送路状況測定用参照信号（セル固有参照信号、CRS (Common RS)、Cell-specific RS、Non-precoded RS）を生成し、リソースエレメントマッピング部６０６に出力する。このとき、第２の伝送路状況測定用参照信号は、協調基地局６００および移動端末２１０が共に既知の信号であれば、任意の信号（系列）を用いることができる。例えば、協調基地局６００に固有の番号（セルID）などの予め割り当てられているパラメータに基づいた乱数や疑似雑音系列を用いることができる。また、アンテナポート間で直交させる方法として、第２の伝送路状況測定用参照信号をマッピングするリソースエレメントをアンテナポート間で互いにヌル（ゼロ）とする方法、疑似雑音系列を用いた符号分割多重する方法などを用いることができる。

　また、ここでは、協調通信の方式として、同一の情報データ信号を同一のリソースエレメントにより送信する場合を説明する。なお、制御情報信号はアンカー基地局４００からのみ送信し、協調基地局６００における制御情報信号をマッピングするリソースエレメントはゼロ（ヌル）とする。さらに、伝送路状況測定用参照信号は、アンカー基地局４００と協調基地局６００との間で互いに直交していることが好ましく、周波数分割多重や符号分割多重など様々な方法を用いることができる。なお、データ信号復調用参照信号は、アンカー基地局４００および協調基地局６００間で同一の信号を同一のリソースエレメントにマッピングすることが望ましい。なお、データ信号復調用参照信号をアンカー基地局４００および協調基地局６００間で、周波数分割多重や時間分割多重や符号分割多重などにより互いに直交させてもよい。

　アンカー基地局４００から光ファイバなどの有線回線を通じて入力された適応制御情報に基づいて、符号部６０１、変調部６０３、レイヤーマッピング部６０４、リソースエレメントマッピング部６０６に対して適応制御を行なう。固定プレコーディング部６０５は、アンカー基地局４００と協調通信をする移動端末２１０に対して、常に固定されたプレコーディング行列を用いて、プレコーディング処理を行なう。

　図４は、本発明の第１の実施形態に係る移動端末７００の構成を示す概略ブロック図である。図４において、移動端末７００は、受信アンテナ７０１、ＯＦＤＭ信号復調部７０２、リソースエレメントデマッピング部７０３、フィルタ部７０４、レイヤーデマッピング部７０５、復調部７０６、デスクランブル部７０７、復号部７０８、伝搬路推定部７０９、フィードバック情報生成部７１０（伝送路状況測定部）、送信信号生成部７１１、送信アンテナ７１２を備えている。

　移動端末７００は少なくとも１つの受信アンテナ数の受信アンテナ７０１を備えており、受信アンテナ７０１は、アンカー基地局４００および協調基地局６００が送信し、伝送路（伝搬路、チャネル）を通った信号を受信し、無線周波数からベースバンド信号への変換処理などを行なう。ＯＦＤＭ信号復調部７０２は、付加したガードインターバルを除去し、高速フーリエ変換（FFT (Fast Fourier Transform)）などにより時間周波数変換処理を行ない、周波数領域の信号に変換する。

　このとき、第ｋ番目のサブキャリアにおける受信信号は以下のように表わされる。

　ただし、Ｎ_Ｔは送信レイヤー数、Ｎ_Ｒは受信アンテナ数、Ｒ（ｋ）は各受信アンテナに対応する受信信号、Ｓ（ｋ）は各送信レイヤーに対応する送信信号（情報データ信号または制御情報信号）、Ｎ（ｋ）は各受信アンテナに対応する雑音、Ｈ（ｋ）は各受信アンテナおよび各送信レイヤーに対応する周波数応答、Ｔは転置行列を表わしている。

　リソースエレメントデマッピング部７０３は、アンカー基地局４００および協調基地局６００でマッピングした信号をデマッピング（分離）し、情報データ信号をフィルタ部７０４に、伝送路状況測定用参照信号をフィードバック情報生成部７１０に、データ信号復調用参照信号を伝搬路推定部７０９にそれぞれ出力する。

　伝搬路推定部７０９では、入力されたデータ信号復調用参照信号に基づいて、各受信アンテナ７０１の各レイヤーに対する、それぞれのリソースエレメントにおける振幅と位相の変動（周波数応答、伝達関数）を推定（伝搬路推定）し、伝搬路推定値を求める。なお、データ信号復調用参照信号がマッピングされていないリソースエレメントは、データ信号復調用参照信号がマッピングされたリソースエレメントに基づいて、周波数方向および時間方向に補間し、伝搬路推定を行なう。その補間方法としては、線形補間、放物線補間、多項式補間、ラグランジュ補間、スプライン補間、ＦＦＴ補間、最小平均二乗誤差（MMSE (Minimum Mean Square Error)）補間などの様々な方法を用いることができる。

　フィルタ部７０４では、リソースエレメントデマッピング部７０３が出力した受信アンテナ７０１毎のデータ信号に対して、伝搬路推定部７０９が出力した伝搬路推定値を用いて、伝搬路補償を行ない、送信信号Ｓ（ｋ）を検出する。その検出方法としては、ＺＦ (Zero Forcing)基準やＭＭＳＥ基準の方法などを用いることができる。たとえば、ＺＦ基準またはＭＭＳＥ基準の検出に用いる重み係数をそれぞれＭ_ＺＦまたはＭ_ＭＭＳＥとすると、以下の重み係数を用いることができる。

　ただし、Ｈ＾（ｋ）は推定された周波数応答、Ｈ＾^Ｈ（ｋ）はＨ＾（ｋ）の複素共役転置行列、－１は逆行列、σ＾^２は雑音電力、Ｉ_ＮＲはＮ_Ｒ×Ｎ_Ｒの単位行列を表している。それらの重み係数Ｍ（ｋ）を用いて送信レイヤー毎の送信信号を推定する。推定された送信信号をＳ＾（ｋ）とすると、以下のように検出することができる。

　また、その他の検出方法として、ＭＬＤ(Maximum Likelihood Detection)に基づく方法（例えば、QRM-MLD (QR decomposition and M-algorithm MLD)など）、ＳＩＣ(Successive Interference Cancellation)に基づく方法（例えば、Turbo SIC、MMSE-SIC、ZF-SIC、BLAST (Bell laboratories layered space-time architecture)など）、ＰＩＣ (Parallel Interference Cancellation)に基づく方法なども適用できる。

　レイヤーデマッピング部７０５は、レイヤー毎の信号をそれぞれのコードワードにデマッピング処理を行なう。復調部７０６は、アンカー基地局４００および協調基地局６００で用いた変調方式に基づいて復調を行なう。デスクランブル部７０７は、アンカー基地局４００および協調基地局６００で用いたスクランブル符号に基づいて、デスクランブル処理を行なう。復号部７０８は、アンカー基地局４００および協調基地局６００で施した符号化方法に基づいて、誤り訂正復号処理を行ない、図示しない移動端末７００の上位層の処理装置へ出力する。

　一方、フィードバック情報生成部７１０は、リソースエレメントデマッピング部７０３が出力した伝送路状況測定用参照信号に基づいて、フィードバック情報を生成する。フィードバック情報を生成する方法として、受信した参照信号を用いて、受信信号電力対干渉・雑音電力比（SINR (Signal to Interference plus Noise power Ratio)）、受信信号電力対干渉電力比（SIR (Signal to Interference power Ratio)）、受信信号電力対雑音電力比（SNR (Signal to Noise power Ratio)）、パスロスなどを測定し、それらを用いて
生成することができる。

　また、フィードバック情報を生成する単位として、周波数方向（例えば、サブキャリア毎、リソースエレメント毎、リソースブロック毎、複数のリソースブロックで構成されるサブバンド毎など）、時間方向（例えば、OFDMシンボル毎、サブフレーム毎、スロット毎、無線フレーム毎など）、空間方向（例えば、アンテナポート毎、送信アンテナ毎、受信アンテナ毎など）などを用いることができ、さらにそれらを組み合わせることもできる。ここで、フィードバック情報としては、送信装置のプレコーディング部が行なうプレコーディング処理で用いるプレコーディング行列情報（例えばPMIなど）、送信装置の符号部および変調部が行なう符号化処理および変調処理で用いるＭＣＳ情報（例えばCQIなど）、送信装置のレイヤーマッピング部がマッピングするレイヤー数情報（例えばRIなど）、移動端末で測定された伝送路状況を示す情報（例えばCSI（伝送路状況情報）など）などを用いることができる。

　送信信号生成部７１１は、フィードバック情報生成部７１０が出力したフィードバック情報をアンカー基地局４００に送信（フィードバック）するために、符号化処理、変調処理、ＯＦＤＭ信号生成処理などを行ない、送信信号を生成する。送信アンテナ７１２は、送信信号生成部７１１が生成したフィードバック情報を含む送信信号を上り回線を通じて、アンカー基地局４００に送信する。

　さらに、移動端末７００におけるフィードバック情報を生成する際の詳細手順について説明する。アンカー基地局４００は、移動端末７００に対して、フィードバック情報を生成するべきセルのセットを通知する。セルのセットの情報には、セル数、それぞれのセルＩＤが含まれている。アンカー基地局４００は、この協調通信を行なうべきセルのセットの決定のために、移動端末７００から取得した測定レポート（Measurement Report）を利用する。この測定レポートは、移動端末７００が各セルに対する受信電力（RSRP (Reference Signal Receiving Power)）を測定し、アンカー基地局４００に通知するものであり、フィードバック情報とは異なる。

　まず、フィードバック情報として、ＳＩＮＲに基づいたＣＱＩ、ＰＭＩ、ＲＩを求める手順を説明する。なお、ＣＱＩおよびＰＭＩはそれぞれ複数種類のパターン（インデックス化）として予め設定しておき、そのパターンに最も近いものを選択することもできる。

　ＰＭＩを決定する場合は、協調基地局６００では予め規定（固定）されたプレコーディング行列を用いてプレコーディング処理するものして、協調通信をした時に、移動端末７００における受信状態が最適になるようにアンカー基地局４００のプレコーディング行列を決定する。ここで、最適な受信状態として、例えば受信電力が最大になる状態であったり、他の基地局や他の移動端末からの干渉電力が小さい（干渉キャンセラ等を用いた場合も含む）状態などとすることができる。

　ＣＱＩを決定する場合は、ＳＩＮＲに対して所要品質を満たすＣＱＩのルックアップテーブルを予め設定しておき、協調通信を行なう時のＳＩＮＲを求め、ルックアップテーブルからＣＱＩを決定する。ＲＩを決定する場合は、ＳＩＮＲに対して所要品質を満たすレイヤー数に基づいて決定してもよい。ＣＱＩとＲＩを決定する際に、先にＰＭＩを決定しておき、その時のＳＩＮＲに基づいて決定してもよい。

　さらに、フィードバック情報として、伝送路状況情報（CSI）を求める場合は、それぞれの送信アンテナポートに対する受信アンテナポートにおける伝送路状況を求める。すなわち、アンカー基地局４００に対しては、第１の伝送路状況測定用参照信号を用いて、第１の伝送路状況を測定し、第１の伝送路状況情報を生成する。協調基地局６００に対しては、第２の伝送路状況測定用参照信号を用いて、第２の伝送路状況を測定し、第２の伝送路状況情報を生成する。なお、ＣＳＩに基づくフィードバック情報に対して、様々な圧縮方法を用いて圧縮処理を行ない、フィードバック情報量を削減することができる。例えば、時間方向または周波数方向に連続する伝送路状況の差分をフィードバック情報とすることもできる。また、そのフィードバック情報をサブバンド毎などに求めることもできる。

　一方、本実施形態で提案する方法として、図５および図６で示すように、アンカー基地局１２０１ではフィードバックされたプレコーディング行列を用いて適応的なプレコーディング処理を行ない、協調基地局１２０２では固定したプレコーディング行列を用いてプレコーディング処理を行なう場合を説明する。

　図５は、本発明の第１の実施形態において、協調基地局１２０２がPMI_0を用いてプレコーディング処理をした時に、協調通信による最適な受信を行なえるように、PMI_xを生成する場合を示す図である。

　図６は、本発明の第１の実施形態において、アンカー基地局１２０１ではPMI_xでプレコーディング処理した情報データ信号を送信し、協調基地局１２０２ではPMI_0でプレコーディング処理した情報データ信号を送信する場合を示す図である。アンカー基地局１２０１および協調基地局１２０２から送信された伝送路状況測定用参照信号を用いて、移動端末１２０３は、協調基地局１２０２が固定されたプレコーディング行列（PMI_0）を用いたものとして、アンカー基地局１２０１におけるプレコーディング制御情報を生成する。そのとき、アンカー基地局１２０１に対するプレコーディング制御情報をPMI_xとする。図５で示すように、移動端末１２０３は、協調基地局１２０２がPMI_0を用いてプレコーディング処理をした時に、協調通信による最適な受信を行なえるように、PMI_xを生成する。アンカー基地局１２０１に対するプレコーディング制御情報（PMI_x）をアンカー基地局１２０１に送信する。

　次に図６に示すように、移動端末１２０３に対して協調通信をする場合、アンカー基地局１２０１ではPMI_xでプレコーディング処理した情報データ信号を送信し、協調基地局１２０２ではPMI_0でプレコーディング処理した情報データ信号を送信する。

　本第１の実施形態で説明した方法を用いることにより、移動端末１２０３は協調基地局１２０２に対するプレコーディング制御情報をフィードバックする必要がなく、さらにアンカー基地局１２０１は協調基地局１２０２に対するプレコーディング制御情報を協調基地局１２０２に通知する必要がなくなるため、フィードバック情報のオーバーヘッドを低減させると共に、協調通信を行なうシステムにおける処理を低減させることができる。また、協調基地局１２０２の数が多くなるにつれて、その効果は大きく得られる。

　なお、以上の説明では、移動端末１２０３がフィードバック情報をアンカー基地局１２０１にのみ送信する場合を説明したが、移動端末１２０３がフィードバック情報を各基地局に対して送信する場合でも、本発明による効果は得られる。つまり、移動端末１２０３から協調基地局１２０２へ送信するフィードバック情報のうちプレコーディング制御情報を無くすことができる。

　なお、協調基地局が複数ある場合、協調基地局毎に固定するプレコーディング行列を異なるものとすることもできる。その場合、例えば、セルＩＤ（セルに固有の番号）に基づいて決定することができる。

　なお、基地局に対する推奨送信フォーマット情報として、さらにＰＭＩの符号に対する反転制御情報を追加することができる。例えば、移動端末は、アンカー基地局に対するプレコーディング制御情報と共に、そのプレコーディング制御情報の各要素の符号に対する反転制御情報をフィードバックする。この反転制御情報は、符号を反転させる場合は「１」、反転させない場合は「０」を割り当てることができ、１ビットで構成できる。アンカー基地局が符号を反転させる情報を受信した場合、アンカー基地局はその移動端末に対して、ＰＭＩの各要素の符号を反転させたプレコーディング行列を用いて、プレコーディング処理を行なう。これにより、既に決定しているプレコーディング制御情報を変更することなく、プレコーディング処理の自由度を改善させることができる。

　また、以上の説明では、フィードバック情報を生成する際に、伝送路状況測定用参照信号を用いる場合を説明したが、データ信号復調用参照信号を用いて生成したフィードバック情報を送信してもよい。例えば、データ信号復調用参照信号を用いて、ＣＱＩ、ＲＩ、ＣＳＩなどを生成することができる。

　また、以上の説明では、アンカー基地局では適応的にプレコーディング処理を行ない、協調基地局では固定したプレコーディング処理を行なう場合を説明したが、これに限るものではない。その他にも、移動端末に対して協調通信を行なっている複数の基地局のうち、少なくとも１つの基地局が適応的なプレコーディング処理を行ない、それ以外の少なくとも１つの基地局が固定したプレコーディング処理を行なうようにしてもよい。さらに、適応的なプレコーディング処理を行なう基地局間では、同一のプレコーディング処理を行なってもよいし、それぞれ独立にプレコーディング処理を行なってもよい。そのときのプレコーディング処理を適応的に行なう基地局か固定して行なう基地局かは、セルＩＤ等で予め決定してもよいし、少なくとも１つの基地局から移動端末に通知や報知等により指示をしてもよいし、移動端末が決定してもよい。また、移動端末がフィードバック情報を生成する際には、協調通信を行なう複数の基地局から送信された信号が移動端末で最適な受信ができるように、適応的にプレコーディング処理を行なう基地局のプレコーディング処理を決定することが好ましい。

　（第２の実施形態）
　以下、本発明の第２の実施形態について説明する。本第２の実施形態における通信システムは、第１の実施形態における通信システムと同様のアンカー基地局１４０１、協調基地局１２０２（協調リレー局１４０２）および移動端末１４０３を備えるが、アンカー基地局１４０１と協調リレー局１４０２との間の通信回線がリレーなどの無線回線となる。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

　図７および図８で示すように、第１の実施形態と同様に、アンカー基地局１４０１ではフィードバックされたプレコーディング行列を用いて適応的なプレコーディング処理を行ない、協調リレー局１４０２では固定したプレコーディング行列を用いてプレコーディング処理を行なう場合を説明する。

　図７は、本発明の第２の実施形態において、協調リレー局１４０２がPMI_0を用いてプレコーディング処理をした時に、協調通信による最適な受信を行なえるように、PMI_xを生成する場合を示す図である。

　図８は、本発明の第２の実施形態において、アンカー基地局１４０１ではPMI_xでプレコーディング処理した情報データ信号を送信し、協調リレー局１４０２ではPMI_0でプレコーディング処理した情報データ信号を送信する場合を示す図である。アンカー基地局１４０１および協調リレー局１４０２から送信された伝送路状況測定用参照信号を用いて、移動端末１４０３は、協調リレー局１４０２が固定されたプレコーディング行列（PMI_0）を用いたものとして、アンカー基地局１４０１におけるプレコーディング制御情報を生成する。そのとき、アンカー基地局１４０１に対するプレコーディング制御情報をPMI_xとする。図７で示すように、移動端末１４０３は、協調リレー局１４０２がPMI_0を用いてプレコーディング処理をした時に、協調通信による最適な受信を行なえるように、PMI_xを生成する。アンカー基地局１４０１に対するプレコーディング制御情報（PMI_x）をアンカー基地局１４０１に送信する。

　次に図８に示すように、移動端末１４０３に対して協調通信をする場合、アンカー基地局１４０１ではPMI_xでプレコーディング処理した情報データ信号を送信し、協調リレー局１４０２ではPMI_0でプレコーディング処理した情報データ信号を送信する。

　本第２の実施形態で説明した方法を用いることにより、移動端末１４０３は協調リレー局１４０２に対するプレコーディング制御情報を無線回線によりフィードバックする必要がなく、さらにアンカー基地局１４０１は協調リレー局１４０２に対するプレコーディング制御情報を協調リレー局１４０２に通知する必要がなくなるため、フィードバック情報のオーバーヘッドを低減させると共に、協調通信を行なうシステムにおける処理を低減させることができる。また、協調リレー局１４０２の数が多くなるにつれて、その効果は大きく得られる。さらに、リレーなどの無線回線が、光ファイバなどの有線回線に比べて、通信容量や遅延（レイテンシー）などの通信性能が劣る場合、本第２の実施形態で説明した方法による効果はさらに大きくなる。

　なお、アンカー基地局１４０１と協調リレー局１４０２との間の通信回線は、アンカー基地局１４０１から協調リレー局１４０２への適応制御情報を通信する場合以外にも様々な用途で用いることができ、例えば、協調リレー局１４０２からアンカー基地局１４０１へ協調通信を行なうためのリレー局情報や制御情報などを通信することもできる。

　（第３の実施形態）
　以下、本発明の第３の実施形態について説明する。本第３の実施形態における通信システムは、第１の実施形態における通信システムと同様のアンカー基地局１６０１、協調基地局１６０２および移動端末１６０３を備えるが、協調基地局１６０２におけるプレコーディング処理で用いるプレコーディング行列が周期的に切り替わることが異なる。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

　図９は、本発明の第３の実施形態において、アンカー基地局１６０１ではフィードバックされたプレコーディング行列を用いて適応的なプレコーディング処理を行ない、協調基地局１６０２では複数種類の固定したプレコーディング行列を周期的に切り替えてプレコーディング処理を行なう場合を示す図である。アンカー基地局１６０１および協調基地局１６０２から送信された伝送路状況測定用参照信号を用いて、移動端末１６０３は、協調基地局１６０２が４種類の固定されたプレコーディング行列（PMI_0～PMI_3）を、時間方向および周波数方向に周期的に切り替えてプレコーディング処理を行なうものとして、アンカー基地局１６０１におけるプレコーディング制御情報を生成する。

　ここで、協調基地局１６０２が周期的に切り替える方法として、様々な方法を用いることができる。

　図１０は、本発明の第３の実施形態において、協調基地局１６０２が周期的に切り替える方法として、サブフレーム毎に切り替える例を示す図である。これは、サブフレーム番号により、用いるプレコーディング行列を予め規定し、一意に決定させることで実現できる。

　図１１は、本発明の第３の実施形態において、協調基地局１６０２が周期的に切り替える方法として、サブフレーム毎かつリソースブロック毎に切り替える例を示す図である。これは、サブフレーム番号およびリソースブロック番号により、用いるプレコーディング行列を予め規定し、一意に決定させることで実現できる。

　図１２は、本発明の第３の実施形態において、協調基地局１６０２が周期的に切り替える方法として、サブフレーム毎かつサブバンド毎に切り替える例を示す図である。これは、サブフレーム番号およびサブバンド番号により、用いるプレコーディング行列を予め規定し、一意に決定させることで実現できる。ここで、サブバンドとはフィードバック情報を生成する周波数方向の単位であり、複数のリソースブロックで構成できる。

　アンカー基地局１６０１に対するプレコーディング制御情報をPMI_xとする。移動端末１６０３は、予め規定された方法を用いて周期的に切り替わるPMI_0～PMI_3のいずれかを用いて、協調基地局１６０２がプレコーディング処理をした時に、協調通信による最適な受信を行なえるように、PMI_xを生成する。生成したアンカー基地局１６０１に対するプレコーディング制御情報（PMI_x）をアンカー基地局１６０１に送信する。次に図９に示すように、移動端末１６０３に対して協調通信をする場合、アンカー基地局１６０１ではPMI_xでプレコーディング処理した情報データ信号を送信し、協調基地局１６０２では予め規定された方法を用いて周期的に切り替わるPMI_0～PMI_3のいずれかでプレコーディング処理した情報データ信号を送信する。

　本第３の実施形態で説明した方法を用いることにより、移動端末１６０３は協調基地局１６０２に対するプレコーディング制御情報をフィードバックする必要がなく、さらにアンカー基地局１６０１は協調基地局１６０２に対するプレコーディング制御情報を協調基地局１６０２に通知する必要がなくなるため、フィードバック情報のオーバーヘッドを低減させると共に、協調通信を行なうシステムにおける処理を低減させることができる。また、協調基地局１６０２の数が多くなるにつれて、その効果は大きく得られる。さらに、協調基地局１６０２で用いるプレコーディング行列が周期的に切り替わることにより、移動端末１６０３ではさらに受信性能を維持することができる。

　なお、協調基地局１６０２が用いるプレコーディング行列を周期的に切り替える方法として、既に説明した方法以外にも、システムフレーム毎、スロット毎、リソースエレメント毎、コンポーネントキャリア毎、送信アンテナポート毎、レイヤー毎に切り替えてもよい。さらに、協調基地局１６０２が複数ある場合、協調基地局１６０２毎にさらに切り替えてもよい。なお、本第３の実施形態で説明した方法は、第２の実施形態で説明した方法と組み合わせて適用することができる。

　また、切り替えるタイミングとプレコーディング行列を規定する方法としては、システムで一様なタイミングとプレコーディング行列を予め規定しておく方法の他にも、フレームあるいはサブフレームの番号と切り替えるタイミングやプレコーディング行列との関係のみを予め規定しておく方法、あるいは、協調通信を開始する際に、アンカー基地局１６０１から切り替えるタイミングやプレコーディング行列あるいは協調基地局１６０２のフレームやサブフレームの番号（あるいはアンカー基地局における番号との差分情報）を制御チャネル（RRC（Radio Resource Control）シグナリングなどの上位層におけるシグナリングも含む）を介して移動端末１６０３に通知する方法、あるいは複数の移動端末１６０３に報知する方法などを用いることができる。

　（第４の実施形態）
　以下、本発明の第４の実施形態について説明する。本第４の実施形態における通信システムは、既存の通信システムと同様のアンカー基地局８０１、協調基地局８０２および移動端末８０３を備えるが、協調基地局８０２におけるプレコーディング処理で用いるプレコーディング行列の更新頻度を、アンカー基地局８０１のそれと比べて少なくすることで、協調基地局８０２のプレコーディング処理を準固定にすることが異なる。以下では、既存の通信システムと異なる部分を中心に説明する。

　図１３は、本発明の第４の実施形態で用いるプレコーディング制御情報および情報データ信号のフロー図の一例を示している。図１３では、アンカー基地局８０１、協調基地局８０２および移動端末８０３におけるそれぞれの信号のフローを表している。PMI_xはアンカー基地局８０１に対するプレコーディング制御情報、PMI_yは協調基地局８０２に対するプレコーディング制御情報を示しており、カッコ内の数字は通信の順序を表している。また、Data_x(PMI_x)はアンカー基地局８０１においてPMI_xでプレコーディング処理された情報データ信号、Data_y(PMI_y)は協調基地局８０２においてPMI_yでプレコーディング処理された情報データ信号を示している。

　図１３の例では、移動端末８０３がPMI_xを４回送信する毎にPMI_yを１回送信する、すなわち協調基地局８０２に対するプレコーディング制御情報の更新頻度を、アンカー基地局８０１に対するプレコーディング制御情報の更新頻度と比べて、４分の１とした時の場合を説明する。なお、協調基地局８０２に対するプレコーディング制御情報の更新頻度は任意に設定することができる。

　１回目の通信では、図１９で示したように、移動端末８０３はアンカー基地局８０１に対して、PMI_x(1)およびPMI_y(1)をフィードバックする。このとき、移動端末８０３は協調通信をした時に最適な受信ができるようにPMI_x(1)およびPMI_y(1)を決定する。アンカー基地局８０１は協調基地局８０２に対して、PMI_y(1)を通知する。アンカー基地局８０１と協調基地局８０２は、図２０で示したように、移動端末８０３に対して、それぞれData_x(PMI_x(1))とData_y(PMI_y(1))を協調通信する。

　２回目の通信では、移動端末８０３はアンカー基地局に対して、PMI_x(2)をフィードバックする。このとき、移動端末８０３は協調通信をした時に最適な受信ができるように、協調基地局８０２がPMI_y(1)を用いてプレコーディング処理を行なうものとして、PMI_x(2)を決定する。アンカー基地局８０１と協調基地局８０２は、移動端末８０３に対して、それぞれData_x(PMI_x(2))とData_x(PMI_x(1))を協調通信する。すなわち、協調基地局８０２におけるプレコーディング処理は、１回目の通信でフィードバックされたプレコーディング制御情報に基づいて行なう。３回目および４回目の通信でも、２回目の通信と同様に行なう。

　５回目の通信では、図１９で示したように、移動端末８０３はアンカー基地局８０１に対して、PMI_x(5)およびPMI_y(5)をフィードバックする。このとき、移動端末８０３は協調通信をした時に最適な受信ができるようにPMI_x(5)およびPMI_y(5)を決定する。アンカー基地局８０１は協調基地局８０２に対して、PMI_y(5)を通知する。アンカー基地局８０１と協調基地局８０２は、図２０で示したように、移動端末８０３に対して、それぞれData_x(PMI_x(5))とData_y(PMI_y(5))を協調通信する。６回目の以降の通信でも同様の処理を行なう。

　本第４の実施形態で説明した方法を用いることにより、移動端末８０３は協調基地局８０２に対するプレコーディング制御情報をフィードバックする頻度を低減させることができ、さらにアンカー基地局８０１は協調基地局８０２に対するプレコーディング制御情報を協調基地局８０２に通知する頻度を低減できるため、フィードバック情報のオーバーヘッドを低減させると共に、協調通信を行なうシステムにおける処理を低減させることができる。さらに、協調基地局８０２におけるプレコーディング処理を準固定にすることにより、移動端末８０３では受信性能を維持することができる。また、協調基地局８０２の数が多くなるにつれて、その効果は大きく得られる。

　なお、協調基地局８０２におけるプレコーディング制御情報を更新する時、すなわち図１３の例では１回目と５回目の通信の時、図２１で示したように、移動端末１００３は、アンカー基地局１００１および協調基地局１００２で共通のプレコーディング制御情報（PMI_z）を生成し、フィードバックすることもできる。その場合、２～４回目の通信の時、移動端末１００３は、協調基地局のプレコーディング制御情報がPMI_zを用いるものとして、アンカー基地局１００１に対するプレコーディング制御情報を生成することが好ましい。

　また、移動端末８０３からPMI_yを送信するタイミングでPMI_xも送信する場合について説明したが、これに限らず、PMI_yを送信するタイミングではPMI_xの送信を行なわない場合であっても、PMI_yのフィードバックの頻度をPMI_xのフィードバックの頻度に比べて小さくすることで、同様の効果を得ることができる。

　また、PMI_yは、それ単体でプレコーディング行列を示すプレコーディング制御情報であってもよいし、PMI_xと組み合わせることによってプレコーディング行列を特定できるようなプレコーディング制御情報であってもよい。

　また、移動端末８０３からアンカー基地局８０１に報告されたプレコーディング制御情報を、アンカー基地局８０１から協調基地局８０２に通知する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、移動端末８０３からアンカー基地局８０１に報告されたプレコーディング制御情報をアンカー基地局８０１で加工（符号化やプレコーディング行列の再選択などを含む）し、加工した制御情報を協調基地局８０２に通知し、協調基地局８０２では加工された制御情報からプレコーディングに関する情報を取得するという構成など、アンカー基地局８０１と協調基地局８０２との間でプレコーディングに関する情報を共有し、かつ移動端末８０３からアンカー基地局８０１へのフィードバックの頻度が異なるのであれば、同様の効果を得ることができる。

　なお、以上の説明では、協調基地局８０２におけるプレコーディング制御情報の更新を周期的に行なう場合を説明したが、移動端末８０３に対するアンカー基地局８０１からの指示により更新を行なってもよい。

　なお、以上の説明では、協調基地局８０２におけるプレコーディング制御情報の更新頻度を低減することにより、フィードバック情報のオーバーヘッドを低減させる場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、協調基地局８０２におけるプレコーディング制御情報のデータ量を、アンカー基地局８０１におけるプレコーディング制御情報のデータ量よりも低減させることでも実現できる。データ量を低減させる方法として、プレコーディング制御情報を生成する単位を大きくしたり、生成する範囲を制限したりする方法やプレコーディング制御情報を分割して複数のタイミングで送信する方法などを用いることができる。またPMIの種類を少なくすることでも実現できる。

　なお、本第４の実施形態で説明した方法は、第２または３の実施形態で説明した方法と組み合わせて適用することができる。

　（第５の実施形態）
　以下、本発明の第５の実施形態について説明する。本第５の実施形態における通信システムは、第１の実施形態における通信システムと同様のアンカー基地局、協調基地局および移動端末を備えるが、移動端末はフィードバック情報として、アンカー基地局と協調基地局の伝送路状況に基づく情報（CSI、伝送路状況情報）をアンカー基地局にフィードバックすることが異なる。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

　図１４は、本発明の第５の実施形態において、移動端末２１０３が第１の伝送路状況情報（CSI_x）および第２の伝送路状況情報（CSI_y）をアンカー基地局２１０１にフィードバックする場合を示す図である。

　図１４で示すように、本発明の第５の実施形態において、移動端末２１０３が、第１の伝送路状況測定用参照信号および第２の伝送路状況測定用参照信号を用いて、アンカー基地局２１０１に対する第１の伝送路状況情報（CSI_x）および協調基地局２１０２に対する第２の伝送路状況情報（CSI_y）をそれぞれ生成し、アンカー基地局２１０１にフィードバックする。ここで伝送路状況情報（ＣＳＩ）は、該アンカー基地局２１０１と該移動端末２１０３との間の伝送路状況推定値（振幅・位相変動値、周波数応答）に基づいた情報であり、伝送路状況推定値そのものでもよい。また伝送路状況推定値に対して、様々な圧縮方法を用いて圧縮処理を行ない、フィードバック情報量を削減することもできる。例えば、時間方向または周波数方向に連続する伝送路状況の差分をＣＳＩとすることもできる。また、そのＣＳＩをサブバンドのような予め決められたリソース毎などに求めることもできる。

　アンカー基地局２１０１ではフィードバックされたＣＳＩに基づいて、アンカー基地局２１０１で用いるプレコーディング行列（PMI_x）を決定するが、その際、協調基地局２１０２が固定されたプレコーディング行列（PMI_0）を用いたものとして、アンカー基地局２１０１で用いるプレコーディング行列を決定する。すなわち、アンカー基地局２１０１は、協調基地局２１０２がPMI_0を用いてプレコーディング処理をした時に、協調通信ように、PMI_xを生成する。さらに、アンカー基地局２１０１ではフィードバックされたＣＳＩに基づいて、移動端末２１０３に対するＣＱＩおよびＲＩを決定する。

　図１５は、本発明の第５の実施形態において、アンカー基地局２１０１ではPMI_xでプレコーディング処理した情報データ信号を送信し、協調基地局２１０２ではPMI_0でプレコーディング処理した情報データ信号を送信する場合を示す図である。

　本第５の実施形態で説明した方法を用いることにより、アンカー基地局２１０１は協調基地局２１０２に対するプレコーディング制御情報を協調基地局２１０２に通知する必要がなくなるため、基地局間で協調通信を行なうための信号のオーバーヘッドを低減させると共に、協調通信を行なうシステムにおける処理を低減させることができる。また、協調基地局２１０２の数が多くなるにつれて、その効果は大きく得られる。

　なお、上記各実施形態では、アンカー基地局と協調基地局とが協調して通信を行なう場合について説明した。ここで言う基地局は、セルラーシステムにおける物理的な基地局装置であってもよいのは勿論であるが、この他にもそれぞれにセルを張りながら協調する送信装置（中継装置を含む）の組（第１の送信装置と第２の送信装置）、あるいは互いに異なるアンテナポート（第１のポートと第２のポート）で伝送路状況測定用参照信号を送信しながら協調する送信装置の組であれば、アンカー基地局と協調基地局とすることができ、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、アンカー基地局はセルラーシステムにおける基地局装置であり、協調基地局はアンカー基地局により制御され動作する送信装置（例えば、RRU (Remote Radio Unit)、RRE (Remote Radio Equipment)、Distributed antenna）とすることもできるし、逆に協調基地局がセルラーシステムにおける基地局装置であり、アンカー基地局は協調基地局により制御され動作する送信装置とすることもできる。または、アンカー基地局と協調基地局ともに、セルラーシステムにおける物理的な基地局装置により制御され動作する送信装置であってもよい。

１０１、１０２、２００　基地局
１０３、２１０、７００、８０３、１００３、１２０３、１４０３、１６０３、２１０３　移動端末
４００、８０１、１００１、１２０１、１４０１、１６０１、２１０１　アンカー基地局
４０９　第１の伝送路状況測定用参照信号生成部
６０９　第２の伝送路状況測定用参照信号生成部
４１２、７１０　フィードバック情報処理部
６００、８０２、１００２、１２０２、１６０２、２１０２　協調基地局
１４０２　協調リレー局

Claims

　適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、固定的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成されることを特徴とする通信システム。
　前記第１の通信装置は、
　前記第３の通信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号を生成する第１の伝送路状況測定用参照信号生成部と、
　前記第３の通信装置から取得したフィードバック情報に基づいて、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対するプレコーディング処理を決定するフィードバック情報処理部と、
　前記フィードバック情報処理部が決定したプレコーディング処理に基づいて、データ信号に対して適応的にプレコーディング処理を行なう第１のプレコーディング部を備え、
　前記第２の通信装置は、
　前記第３の通信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を生成する第２の伝送路状況測定用参照信号生成部と、
　前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対して予め規定されたプレコーディング処理を行なう第２のプレコーディング部と、を備え、
　前記第３の通信装置は、
　前記第１の伝送路状況測定用参照信号および前記第２の伝送路状況測定用参照信号を用いて測定した前記第１の伝送路状況および前記第２の伝送路状況に基づいて、フィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、を備え、
　前記第３の通信装置が、前記第１の通信装置に対して前記フィードバック情報を送信し、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置が、プレコーディング処理を行なったデータ信号をそれぞれ前記第３の通信装置に対して送信することによって協調通信を行なうことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
　前記第２のプレコーディング部は、予め規定された複数のプレコーディング処理のうち、いずれか一つに切り替えてプレコーディング処理を行なうことを特徴とする請求項２記載の通信システム。
　前記フィードバック情報生成部は、前記第１のプレコーディング部が行なうプレコーディング処理を制御するためのプレコーディング制御情報を生成することを特徴とする請求項２または請求項３記載の通信システム。
　前記フィードバック情報生成部は、前記第２のプレコーディング部によって行なわれるプレコーディング処理が最適となるように、前記第１のプレコーディング部によって行なわれるプレコーディング処理を決定することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の通信システム。
　前記フィードバック情報生成部は、前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが互いに協調して前記第３の通信装置に送信する前記情報データ信号の受信状態が最適になるように、前記第１のプレコーディング部によって行なわれるプレコーディング処理を決定することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載の通信システム。
　前記フィードバック情報生成部は、前記第１の伝送路状況に基づいた情報である第１の伝送路状況情報と前記第２の伝送路状況に基づいた情報である第２の伝送路状況情報を生成し、
　前記フィードバック情報処理部は、
　前記第１の伝送路状況情報、前記第２の伝送路状況情報および前記第２のプレコーディング部が行なうプレコーディング処理に基づいて、前記第１のプレコーディング部によって行なわれるプレコーディング処理を決定することを特徴とする請求項２または請求項３記載の通信システム。
　第１の通信装置、少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムであって、
　前記第１の通信装置は、
　前記第３の通信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号を生成する第１の伝送路状況測定用参照信号生成部と、
　前記第３の通信装置から取得したフィードバック情報に基づいて、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対するプレコーディング処理を決定するフィードバック情報処理部と、
　前記フィードバック情報処理部が決定したプレコーディング処理に基づいて、データ信号に対して適応的にプレコーディング処理を行なう第１のプレコーディング部を備え、
　前記第２の通信装置は、
　前記第３の通信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を生成する第２の伝送路状況測定用参照信号生成部と、
　前記第１のプレコーディング部におけるプレコーディング行列の更新頻度よりも少ない頻度でプレコーディング行列を更新し、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対してプレコーディング処理を行なう第２のプレコーディング部と、を備え、
　前記第３の通信装置は、
　前記第１の伝送路状況測定用参照信号および前記第２の伝送路状況測定用参照信号を用いて測定した前記第１の伝送路状況および前記第２の伝送路状況に基づいて、フィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、を備え、
　前記第３の通信装置が、前記第１の通信装置に対して前記フィードバック情報を送信し、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置が、プレコーディング処理を行なったデータ信号をそれぞれ前記第３の通信装置に対して送信することによって協調通信を行なうことを特徴とする通信システム。
　第１のポートおよび第２のポートを備える送信装置から受信装置へデータを送信する通信システムであって、
　前記送信装置は、
　前記第１のポートと前記受信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号を生成する第１の伝送路状況測定用参照信号生成部と、
　前記第２のポートと前記受信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を生成する第２の伝送路状況測定用参照信号生成部と、
　前記受信装置から取得したフィードバック情報に基づいて、前記受信装置へ送信するデータ信号に対するプレコーディング処理を決定するフィードバック情報処理部と、
　前記フィードバック情報処理部が決定したプレコーディング処理に基づいて、前記第１のポートおよび前記第２のポートで送信するデータ信号に対して適応的にプレコーディング処理を行なうプレコーディング部と、を備え、
　前記受信装置は、
　前記第１の伝送路状況測定用参照信号および前記第２の伝送路状況測定用参照信号を用いて測定した前記第１の伝送路状況および前記第２の伝送路状況に基づいて、前記第１のポートに対するプレコーディング処理情報および前記第２のポートに対するプレコーディング処理情報のいずれかを含むフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部と、を備えることを特徴とする通信システム。
　前記フィードバック情報は、
　前記第１のポートに対するプレコーディング処理情報が含まれる頻度が、前記第２のポートに対するプレコーディング処理情報が含まれる頻度より高いことを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
　前記第１のポートに対するプレコーディング処理情報は、その生成以前に生成された前記第２のポートに対するプレコーディング処理情報をさらに参照して生成されることを特徴とする請求項１０に記載の通信システム。
　前記第２のポートに対するプレコーディング処理情報は、その生成以前に生成された前記第１のポートに対するプレコーディング処理情報をさらに参照して生成されることを特徴とする請求項１０記載の通信システム。
　適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、固定的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムに適用される通信装置であって、
　前記第３の通信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号を生成する第１の伝送路状況測定用参照信号生成部と、
　前記第３の通信装置から取得したフィードバック情報に基づいて、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対するプレコーディング処理を決定するフィードバック情報処理部と、
　前記フィードバック情報処理部が決定したプレコーディング処理に基づいて、データ信号に対して適応的にプレコーディング処理を行なう第１のプレコーディング部を備えることを特徴とする通信装置。
　適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、固定的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムに適用される通信装置であって、
　前記第３の通信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を生成する第２の伝送路状況測定用参照信号生成部と、
　前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対して予め規定されたプレコーディング処理を行なう第２のプレコーディング部と、を備えることを特徴とする通信装置。
　適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、固定的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムに適用される通信装置であって、
　前記第１の通信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号および前記第２の通信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を用いて測定した前記第１の伝送路状況および前記第２の伝送路状況に基づいて、フィードバック情報を生成するフィードバック情報生成部を備え、
　前記第１の通信装置に対して前記フィードバック情報を送信し、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置から、プレコーディング処理が行なわれたデータ信号をそれぞれ受信することを特徴とする通信装置。
　第１の通信装置、少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムにおける通信方法であって、
　前記第１の通信装置において、
　前記第３の通信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号を生成するステップと、
　前記第３の通信装置から取得したフィードバック情報に基づいて、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対するプレコーディング処理を決定するステップと、
　前記決定したプレコーディング処理に基づいて、データ信号に対して適応的にプレコーディング処理を行なうステップと、
　前記第２の通信装置において、
　前記第３の通信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を生成するステップと、
　前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対して予め規定されたプレコーディング処理を行なうステップと、
　前記第３の通信装置において、
　前記第１の伝送路状況測定用参照信号および前記第２の伝送路状況測定用参照信号を用いて測定した前記第１の伝送路状況および前記第２の伝送路状況に基づいて、フィードバック情報を生成するステップと、を含み、
　前記第３の通信装置が、前記第１の通信装置に対して前記フィードバック情報を送信し、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置が、プレコーディング処理を行なったデータ信号をそれぞれ前記第３の通信装置に対して送信することによって協調通信を行なうことを特徴とする通信方法。
　適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、固定的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムに適用される第１の通信装置の通信方法であって、
　前記第３の通信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号を生成するステップと、
　前記第３の通信装置から取得したフィードバック情報に基づいて、前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対するプレコーディング処理を決定するステップと、
　前記決定したプレコーディング処理に基づいて、データ信号に対して適応的にプレコーディング処理を行なうステップと、を含むことを特徴とする通信方法。
　適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、固定的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムに適用される第２の通信装置の通信方法であって、
　前記第３の通信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を生成するステップと、
　前記第３の通信装置へ送信するデータ信号に対して予め規定されたプレコーディング処理を行なうステップと、を含むことを特徴とする通信方法。
　適応的にプレコーディング処理を行なう第１の通信装置、固定的にプレコーディング処理を行なう少なくとも１つの第２の通信装置、並びに前記第１の通信装置および前記第２の通信装置との間で協調通信を行なう少なくとも１つの第３の通信装置から構成される通信システムに適用される第３の通信装置の通信方法であって、
　前記第１の通信装置との間の第１の伝送路状況を測定するための第１の伝送路状況測定用参照信号および前記第２の通信装置との間の第２の伝送路状況を測定するための第２の伝送路状況測定用参照信号を用いて測定した前記第１の伝送路状況および前記第２の伝送路状況に基づいて、フィードバック情報を生成するステップと、
　前記第１の通信装置に対して前記フィードバック情報を送信するステップと、
　前記第１の通信装置および前記第２の通信装置から、プレコーディング処理が行なわれたデータ信号をそれぞれ受信するステップと、を含むことを特徴とする通信方法。