JP2014230196A - 無線通信システム、分散局装置および通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、Ｐａｒｔｉａｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成において、物理層の機能が分散していてもプリコーディング行列演算が可能な分散局装置及びこれを備える無線通信システム並びに分散局装置の通信方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明は、基地局機能の一部を搭載した複数のアンテナユニットを物理的に張り出し、分散局として用いる構成の１つであるＰａｒｔｉａｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成において、中央局９１−分散局９２間でプリコーディング行列演算の結果に必要な変調シンボルのデータおよびそれらに対応する変調方式情報や演算に用いるプリコーディング行列に対応するコードブック番号などを含むＤＣＩを送ることによって、物理層の機能が分散していてもプリコーディング行列演算が行えるようにする。【選択図】図７

Description

本発明は、基地局機能の一部を搭載した複数のアンテナユニットを物理的に張り出し、分散局として用いる分散局装置、複数の分散局とそれらを制御する中央局を備える無線通信システム、及び、分散局の通信方法に関するものである。

無線通信システム、とりわけ移動体通信システムにおいて、基地局機能の一部を搭載した複数のアンテナユニットを物理的に張り出し、分散局として用いる構成が検討されている。ここで、アンテナユニットは伝送インタフェースと無線送受信機及びアンテナを搭載するユニットのことを言う。分散局を張り出した基地局は、中央局として複数の分散局を制御する機能を担う。中央局と分散局間の通信を行う通信方式においては、中央局と分散局の機能分配が異なる２つのシステム構成が検討されている。

１つはＦｕｌｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎと呼ばれ、図１に示すように中央局９１に、アンテナユニットを除く物理層機能及びデータリンク層以上の機能を搭載し、アンテナユニットのみを搭載した分散局９２を張り出すシステム構成となっている。もう１つはＰａｒｔｉａｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎと呼ばれ、図２に示すように中央局９１にデータリンク層以上の機能を搭載し、アンテナユニットを含む物理層機能を搭載した分散局９２を張り出すシステム構成となっている（例えば、非特許文献１参照。）。

Ｆｕｌｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎでは図１のように中央局９１内で物理層の制御が行われているのに対し、Ｐａｒｔｉａｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎでは図２のように物理層の制御情報を中央局９１と分散局９２がやりとりする必要がある。現在、より多く利用されているシステム構成はＦｕｌｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎであり、この構成における中央局９１と分散局９２間の通信方式には、ＣＰＲＩ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（例えば、非特許文献２参照。）に代表されるようなデジタルＲｏＦ（Ｒａｄｉｏ ｏｖｅｒ Ｆｉｂｅｒ）技術を用いたものが利用されている。

一方、移動体通信システムにおいて１つの基地局９４がカバーするエリアをセルと呼び、移動局である端末９５がセルの端の領域に達した時に、所望の基地局９４から送信されている無線信号と隣の基地局から送信されている無線信号とが干渉して基地局９４と移動局である端末９５間の伝送速度が著しく低下するという現象が問題になっている。こうしたセル間の信号干渉の問題を解決する手段として、図３及び図４に示すように隣接する基地局９４同士（図３）または中央局９１と分散局９２または分散局９２同士（図４）がセル端に位置する移動局である端末９５に対して互いに連携して通信を行うＣｏＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ／ ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）技術（例えば、非特許文献３参照。）が検討されている。また、ダウンリンクにおけるＣｏＭＰの実現手法の１つとして、異なる基地局９４または中央局９１と分散局９２または異なる分散局９２から同じ時間・周波数で信号を送信するＪＴ（Ｊｏｉｎｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）があり、ＪＴの中でも、異なるセルから送信する信号に対して事前にプリコーディング処理を行ってから送信する方法をコヒーレントＪＴと呼ぶ。

Ｃｈｉｎａ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， "Ｃ−ＲＡＮ Ｔｈｅ Ｒｏａｄ Ｔｏｗａｒｄｓ Ｇｒｅｅｎ ＲＡＮ，" Ｏｃｔ．， ２０１１， ｈｔｔｐ：／／ｌａｂｓ．ｃｈｉｎａｍｏｂｉｌｅ．ｃｏｍ／ｃｒａｎ／ ＣＰＲＩ， "ＣＰＲＩ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖ５．０，" Ｓｅｐ．， ２０１１， ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｐｒｉ．ｉｎｆｏ／ｓｐｅｃ．ｈｔｍｌ ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｍａｇａｚｉｎｅ， Ｖｏｌ．５０， Ｎｏ．１１ ｐ．４４−５０"Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ ｉｎ ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ．"

Ｆｕｌｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成でコヒーレントＪＴを用いたＣｏＭＰを行う場合の信号伝送の流れを図５に示す。図５では連携する分散局数が２で、２つの分散局に１つずつアンテナが備えられているが、連携する分散局数は２に限定しなくてもよく、また１つの分散局に備えられるアンテナ数は複数でもよい。

データリンク層のＭＡＣ機能１１は、上り信号からのＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）フィードバックをもとに物理層におけるトランスポートブロックサイズや変調・符号化方式、プリコーディング行列などのＤＣＩ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を決定し、所定のトランスポートブロックｄ_１，ｄ_２を各分散局に対応する物理層に引き渡す。その後、変調器１２は、各分散局９２に送信される変調シンボルｓ_１，ｓ_２を生成する。ここでは、変調を行う前後に行われているＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）の付与、符号化等の物理層処理を省略している。

プリコーディング部１３は、生成した変調シンボルを用いてＭＡＣ機能１１で決定されたプリコーディング行列を、あらかじめ規定されているコードブックから読み込み、プリコーディングの行列演算を行う。プリコーディングの行列演算出力のｓ_ｖ１，ｓ_ｖ２は次の式（１）で表される。

ここでｗｉｊはプリコーディング行列の各要素を表す。

出力されたｓ_ｖ１，ｓ_ｖ２は、それぞれに対して分散局へ伝送するための信号変換が信号変換部１４において行われたあと、分散局９２へ伝送される。分散局９２では、信号変換部２２が伝送された信号に対して信号変換を行い、Ｄ／Ａ変換部２３が受信した信号をアナログ信号に戻すＤ／Ａ変換を行う。その後、ｓ_ｖ１ＡＮ，ｓ_ｖ２ＡＮとしてアンテナ２１から送信される。ここで、中央局９１の信号変換部１４における信号変換の前に、ｓ_ｖ１ＡＮ，ｓ_ｖ２ＡＮに対してＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）などのようなマルチキャリア伝送を行うための信号処理が行われる場合もある。

以上のことは、トランスポートブロックｄ_１，ｄ_２の後に続くトランスポートブロックとそれらに対応する変調シンボルについても同様である。しかし、このようなＦｕｌｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成における信号伝送では、変調シンボルｓ_ｖ１，ｓ_ｖ２に対してサンプリングおよび量子化を行った信号の伝送を行うため、中央局９１−分散局９２間の伝送容量が非常に大きくなるという課題がある。例えば、ＣＰＲＩを信号伝送に用いた場合、下り７５Ｍｂｐｓの伝送速度で無線区間の通信を行う場合、中央局−分散局間に必要な伝送速度は約１６倍の１２２８Ｍｂｐｓとなる。

一方で、Ｆｕｌｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成と比較して、中央局９１と分散局９２の間で必要とされる伝送容量を小さくすることができるＰａｒｔｉａｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成でＪＴを用いたＣｏＭＰを行う場合の信号伝送を図６に示す。図５と同様に、図６においても連携する分散局数は２に限定しなくてもよく、また１つの分散局に備えられるアンテナ数は複数でもよい。

Ｆｕｌｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎでは中央局９１で行われている変調が各分散局９２で行われている。ここでも、Ｆｕｌｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎと同様に、変調を行う前後に行われているＣＲＣの付与、符号化等の物理層処理を省略している。またＦｕｌｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎとは異なり、中央局９１−分散局９２間を伝送するデータは物理層の処理が行われる前のトランスポートブロックｄ_１，ｄ_２のデータストリームおよび物理層の機能を制御するＤＣＩとなる。中央局９１−分散局９２間で伝送されるデータストリームが無線信号に対してサンプリングおよび量子化を行った信号のデータではなくトランスポートブロックｄ_１，ｄ_２のデータになり、そのことによる伝送容量の削減効果に対しＤＣＩによる伝送容量の増加は無視できるほど小さいので、中央局９１−分散局９２間の伝送容量はＦｕｌｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎの場合に比べて大幅に小さくなる。しかし、Ｐａｒｔｉａｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎでは物理層の機能が分散しているため、変調シンボルｓ_１，ｓ_２の両方を用いて行うプリコーディングの行列演算ができないという課題がある。

本発明は、Ｐａｒｔｉａｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成において、物理層の機能が分散していてもプリコーディング行列演算が可能な分散局装置及びこれを備える無線通信システム並びに分散局装置の通信方法の提供を目的とする。

本発明では、Ｐａｒｔｉａｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成において、中央局−分散局間でプリコーディング行列演算の結果に必要な変調シンボルのデータおよびそれらに対応する変調方式情報や演算に用いるプリコーディング行列に対応するコードブック番号などを含むＤＣＩを送ることによって、物理層の機能が分散していてもプリコーディング行列演算が行えるようにする。

本発明に係る分散局装置は、
移動端末とデータストリームを無線通信する１以上のアンテナを備え、１以上の分散局装置を制御する中央局装置から送信された制御情報に従って前記移動端末とデータストリームを無線通信する分散局装置であって、
前記中央局装置の制御対象となる全ての分散局装置に備えられたアンテナの合計数以下の数のデータストリームと、当該データストリームを各移動端末と無線通信するための制御情報と、を前記中央局装置から受信する受信部と、
前記中央局装置から受信した各データストリームを変調して各データストリームの変調シンボルを生成する変調器と、
前記制御情報に基づいてあらかじめ定められた行列を選択し、前記選択した行列と前記変調シンボルを用いて行列演算を行い、前記中央局装置から受信したデータストリームのうちの特定のデータストリームを取り出す演算部と、
を備える。

本発明に係る分散局装置では、前記中央局装置から受信したデータストリームを蓄積するバッファをさらに備え、前記変調器は、各データストリームを前記バッファから読み出して変調してもよい。

本発明に係る分散局装置では、前記演算部は、前記あらかじめ定められた行列のうち、該分散局装置に備わるアンテナを用いて無線通信するデータストリームを取り出すために用いる要素を、前記制御情報に基づいて取り出し、取り出した要素と前記変調シンボルを用いて行列演算を行ってもよい。

本発明に係る無線通信システムは、本発明に係る分散局装置と、前記分散局装置に対して前記制御情報及び前記データストリームを送信する中央局装置と、を備える。

本発明に係る分散局装置の無線通信方法は、
移動端末とデータストリームを無線通信する１以上のアンテナを備える分散局装置が、１以上の分散局装置を制御する中央局装置から送信された制御情報に従って前記移動端末とデータストリームを無線通信する分散局装置の無線通信方法であって、
前記中央局装置の制御対象となる全ての分散局装置に備えられたアンテナの合計数以下の数のデータストリームと、当該データストリームを各移動端末と無線通信するための制御情報と、を前記中央局装置から受信する受信手順と、
前記中央局装置から受信した各データストリームを変調して各データストリームの変調シンボルを生成する変調手順と、
前記制御情報に基づいてあらかじめ定められた行列を選択し、前記選択した行列と前記変調シンボルを用いて行列演算を行い、前記中央局装置から受信したデータストリームのうちの特定のデータストリームを取り出す演算手順と、
前記演算手順で取り出したデータストリームを移動端末へ送信する送信手順と、
を順に有する。

本発明に係る分散局装置の無線通信方法では、前記受信手順において、前記中央局装置から受信したデータストリームをバッファに蓄積し、前記変調手順において、各データストリームを前記バッファから読み出して変調してもよい。

本発明に係る分散局装置の無線通信方法では、前記演算手順において、前記あらかじめ定められた行列のうち、該分散局装置に備わるアンテナを用いて無線通信するデータストリームを取り出すために用いる要素を、前記制御情報に基づいて取り出し、取り出した要素と前記変調シンボルを用いて行列演算を行ってもよい。

本発明によれば、Ｐａｒｔｉａｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成において、物理層の機能が分散していてもプリコーディング行列演算が可能な分散局装置及びこれを備える無線通信システム並びに分散局装置の通信方法を提供することができる。

Ｆｕｌｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成の一例を示す。 Ｐａｒｔｉａｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成の一例を示す。 ＣｏＭＰの第１例の模式図を示す。 ＣｏＭＰの第２例の模式図を示す。 Ｆｕｌｌ ＣｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎにおけるＣｏＭＰの信号伝送の一例を示す。 Ｐａｒｔｉａｌ ＣｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎにおけるＣｏＭＰの信号伝送の一例を示す。 実施形態１に係る無線通信システム構成の一例を示す。 実施形態２に係る無線通信システム構成の一例を示す。 実施形態３に係る無線通信システム構成の一例を示す。 実施形態４に係る無線通信システム構成の一例を示す。 実施形態５に係る無線通信システム構成の一例を示す。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
図７に、本実施形態に係る無線通信システムの一例を示す。本実施形態に係る無線通信システムは、Ｐａｒｔｉａｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成を用いたシステムであって、中央局装置として機能する中央局９１と、分散局装置として機能する分散局９２−１及び９２−２を備える。実施形態１では、連携する分散局数を２、各分散局に備えられるアンテナ数を１とした場合において、各分散局９２から異なるデータストリームを送信する。ただし、連携する分散局数は２に限定しなくてもよく、また１つの分散局９２に備えられるアンテナ数は複数でもよい。図７に実施形態１を適用したＰａｒｔｉａｌ ＣｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎにおけるＣｏＭＰの信号伝送を示す。なお、図７以降はＤＣＩによる物理層の制御を示す矢印を省略している。

中央局９１は、ＭＡＣ機能部１１と、信号変換部１４を備える。信号変換部１４は、分散局９２ごとに備わる。分散局９２−１及び９２−２は、受信部として機能する信号変換部２２と、分離部２５と、変調器２４と、演算部として機能するプリコーディング演算部２６と、Ｄ／Ａ変換部２３を備える。

分散局９２−１及び９２−２は、本実施形態に係る分散局装置の無線通信方法を実行する。本実施形態に係る分散局装置の無線通信方法は、移動端末である端末９５とデータストリームを無線通信する１以上のアンテナを備える分散局９２が、１以上の分散局９２を制御する中央局９１から送信された制御情報に従って端末９５とデータストリームを無線通信する分散局９２の無線通信方法であって、受信手順と、変調手順と、演算手順と、送信手順と、を順に有する。

受信手順では、中央局９１は、各分散局９２−１及び９２−２に変調シンボルｓ_１，ｓ_２に対応するトランスポートブロックｄ_１，ｄ_２を両方送信し、さらにそれらに関わるＤＣＩを送信する。そして、信号変換部２２が、データストリームと制御情報を中央局９１から受信する。制御情報は、例えばＤＣＩである。データストリームは、中央局９１の制御対象となる全ての分散局９２に備えられたアンテナの合計数以下の数のデータストリームである。本実施形態ではアンテナ数が２であるため、２つのデータストリームとしてトランスポートブロックｄ_１，ｄ_２を受信する。

変調手順において、各分散局９２−１及び９２−２では、ｄ_１，ｄ_２をスイッチ等の分離部２５で分離し、それぞれのトランスポートブロックｄ_１，ｄ_２に変調器２４で変調を行い、変調シンボルｓ_１，ｓ_２を得る。このため、本実施形態の分散局９２−１及び９２−２は、データストリーム数に等しい数の変調器２４を備える。ここで、変調を行う前後でＣＲＣの付与、符号化等の物理層処理を行ってもよい。

その後、演算手順を実行する。演算手順では、プリコーディング演算部２６が、各分散局９２の送信するデータストリームを取り出す。このとき、プリコーディング演算部２６が、あらかじめ定められた行列の情報から選択した行列を取り出し、選択した行列と変調シンボルを用いて行列演算を行うことによって取り出す。あらかじめ定められた行列は、Ｗである。行列の選択は、コードブックとＤＣＩに基づいて行う。

伝送されたＤＣＩから読み込んだコードブック番号に対応するプリコーディング行列をコードブックで参照し、次の式（２）で表される行列を取り出し、式（１）で表されるプリコーディング行列演算を各分散局９２のプリコーディング演算部２６でそれぞれ行う。

そして、各分散局９２−１及び９２−２は送信手順を実行する。送信手順では、アンテナが、演算手順で取り出したデータストリームを端末９５へ送信する。
分散局９２−１のプリコーディング演算部２６ではＤＣＩに従ってｓ_ｖ１を残してｓ_ｖ２を破棄し、一方分散局９２−２のプリコーディング演算部２６ではＤＣＩに従ってｓ_ｖ２を残してｓ_ｖ１を破棄する。その後、各分散局９２−１及び９２−２においてｓ_ｖ１，ｓ_ｖ２それぞれに対してＤ／Ａ変換が行われ、ｓ_ｖ１ＡＮ，ｓ_ｖ２ＡＮとしてアンテナから送信される。ここで、Ｄ／Ａ変換の前に、ｓ_ｖ１，ｓ_ｖ２に対してＯＦＤＭなどのようなマルチキャリア伝送を行うための信号処理などを行ってもよい。

図５で示されるＦｕｌｌ ＣｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎにおけるＣｏＭＰの信号伝送に比べ、図７に示される実施形態１の構成では、中央局９１−分散局９２間で伝送される信号が無線信号に対してサンプリングおよび量子化を行った信号のデータではなくトランスポートブロックのデータになり、それによる伝送容量の削減効果に対しＤＣＩによる伝送容量の増加は無視できるほど小さいので、中央局９１−分散局９２間の伝送容量は小さくなる。また、図７におけるＣｏＭＰの信号伝送であっても図５と同様に、各分散局９２のアンテナ出力で、プリコーディング演算処理を行った変調シンボルｓ_ｖ１，ｓ_ｖ２から生成したアナログ信号ｓ_ｖ１ＡＮ，ｓ_ｖ２ＡＮが得られていることが分かる。

以上説明したように、本実施形態に係る分散局９２及びこれを備える無線通信システムは、Ｐａｒｔｉａｌ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎのシステム構成において、データストリーム及び制御情報を中央局９１から分散局９２へ提供する。制御情報には、変調方式情報や演算に用いるプリコーディング行列に対応するコードブック番号などのＤＣＩが含まれる。これにより、本実施形態に係る分散局９２及びこれを備える無線通信システムは、各分散局９２がプリコーディング行列演算を行うことができるため、伝送容量を大幅に削減でき、さらにコヒーレントＪＴを用いたＣｏＭＰも行うことができる。

以上のことは、ｄ_１，ｄ_２の後に続くトランスポートブロックとそれらに対応する変調シンボルについても同様である。なお、分散局９２−１に分散局９２−２宛のトランスポートブロックとＤＣＩを全て送信する必要はなく、ＣｏＭＰに関与する分散局９２−２宛のトランスポートブロックとＤＣＩのみを分散局９２−１に送信してもよい。その逆の場合も同様である。

なお、中央局９１−分散局９２間の信号伝送に用いる信号変換には既存のインタフェースを用いてもよいし、独自のインタフェースを用いてもよい。また、トランスポートブロックとＤＣＩは時間領域で分割してもよいし、トランスポートブロックおよびＤＣＩをパケットで送り、ＤＣＩをヘッダに組み込んでもよい。また、変調を行う前後でＣＲＣの付与、符号化等の物理層処理を行ってもよい。また、Ｄ／Ａ変換の前に、ＯＦＤＭなどのようなマルチキャリア伝送を行うための信号処理などを行ってもよい。また、中央局９１と分散局９２にＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）技術を適用し、ＰＯＮのマルチキャスト機能を用いて各分散局９２に効率的にデータを送信することもできる。

（実施形態２）
実施形態１とは異なり、実施形態２のように、分散局９２から同一のデータストリームを送信してもよい。図８に実施形態１において各分散局９２から同一のデータストリームを送る場合におけるＣｏＭＰの信号伝送を示す。

まず、中央局９１は、各分散局９２−１及び９２−２に変調シンボルｓ_１に対応するトランスポートブロックｄ_１とそれに関わるＤＣＩを送信する。各分散局９２−１及び９２−２の変調器２４でトランスポートブロックｄ_１の変調を行い、変調シンボルｓ_１を得る。その後、各分散局９２−１及び９２−２のプリコーディング演算部２６は、伝送されたＤＣＩから読み込んだコードブック番号に対応するプリコーディング行列をコードブックで参照し、その中から次の式（３）で示される行列（この場合はベクトル）を取り出し、次の式（４）で表されるプリコーディング行列演算を行う。分散局９２−１のプリコーディング演算部２６ではＤＣＩに従ってｓ_ｖ１を残してｓ_ｖ１’を破棄し、一方分散局９２−２のプリコーディング演算部２６ではＤＣＩに従ってｓ_ｖ１’を残してｓ_ｖ１を破棄する。

その後、各分散局９２−１及び９２−２においてｓ_ｖ１，ｓ_ｖ１’それぞれに対して、Ｄ／Ａ変換が行われ、ｓ_ｖ１ＡＮ，ｓ_ｖ１ＡＮ’としてアンテナから送信される。これにより、ある端末９５に対して同一のデータストリームを、信頼性を高めて送信することができる。

なお、中央局９１−分散局９２間の信号伝送に用いる信号変換には既存のインタフェースを用いてもよいし、独自のインタフェースを用いてもよい。また、トランスポートブロックとＤＣＩは時間領域で分割してもよいし、トランスポートブロックおよびＤＣＩをパケットで送り、ＤＣＩをヘッダに組み込んでもよい。また、変調を行う前後でＣＲＣの付与、符号化等の物理層処理を行ってもよい。また、Ｄ／Ａ変換の前に、ＯＦＤＭなどのようなマルチキャリア伝送を行うための信号処理などを行ってもよい。また、中央局と分散局９２にＰＯＮ技術を適用し、ＰＯＮのマルチキャスト機能を用いて各分散局９２に効率的にデータを送信することもできる。

（実施形態３）
実施形態１とは異なり、実施形態３のように、各分散局９２でバッファ２７を用いて変調器２４の数を削減してもよい。図９に実施形態１において各分散局９２でバッファ２７を用いて変調器２４の数を削減した場合におけるＣｏＭＰの信号伝送を示す。各分散局９２−１及び９２−２に届いたトランスポートブロックｄ_１及びｄ_２に対して、バッファ２７を用いてひとつの変調器２４で変調シンボルｓ_１及びｓ_２を得る。その後、分離部２５を用いて変調シンボルｓ_１及びｓ_２を分離し、実施形態１と同様にプリコーディング演算部２６がプリコーディング行列演算を行い、Ｄ／Ａ変換部２３を経てｓ_ｖ１ＡＮ，ｓ_ｖ２ＡＮとしてアンテナから送信される。ここで、符号化等の処理および変調器２４の数を図９のようにひとつに限定する必要はなく、これらが複数系統あってもよい。その場合はバッファ２７の後にも分離部２５を必要とする。

なお、中央局９１−分散局９２間の信号伝送に用いる信号変換には既存のインタフェースを用いてもよいし、独自のインタフェースを用いてもよい。また、トランスポートブロックとＤＣＩは時間領域で分割してもよいし、トランスポートブロックおよびＤＣＩをパケットで送り、ＤＣＩをヘッダに組み込んでもよい。また、変調を行う前後でＣＲＣの付与、符号化等の物理層処理を行ってもよい。また、Ｄ／Ａ変換の前に、ＯＦＤＭなどのようなマルチキャリア伝送を行うための信号処理などを行ってもよい。また、中央局と分散局９２にＰＯＮ技術を適用し、ＰＯＮのマルチキャスト機能を用いて各分散局９２に効率的にデータを送信することもできる。

（実施形態４）
実施形態１とは異なり、実施形態４のように、各分散局９２−１及び９２−２のプリコーディング演算部２６で参照するコードブックからプリコーディング行列を取り出す代わりに行列演算結果に必要な要素のみを取り出して演算を行ってもよい。図１０に実施形態１において各分散局９２−１及び９２−２で参照するコードブックから行列演算に必要な要素のみを取り出す場合におけるＣｏＭＰの信号伝送を示す。

実施形態１と同様に各分散局９２−１及び９２−２で変調シンボルｓ_１，ｓ_２を得た後、伝送されたＤＣＩから読み込んだコードブック番号に対応するプリコーディング行列をコードブックで参照し、その中から式（１）で示されるプリコーディング行列演算結果のうち、各分散局９２で必要となる要素のみを取り出す。すなわち、分散局９２−１では次の式（５）で示されるｓ_ｖ１、

の演算に必要なｗ_１１，ｗ_１２のみを取り出し、分散局９２−２では次の式（６）で表されるｓ_ｖ２、

の演算に必要なｗ_２１，ｗ_２２のみを取り出し、それぞれの演算を行う。その後、各分散局９２−１及び９２−２においてｓ_ｖ１，ｓ_ｖ２それぞれに対してＤ／Ａ変換が行われ、ｓ_ｖ１ＡＮ，ｓ_ｖ２ＡＮとしてアンテナから送信される。

なお、中央局９１−分散局９２間の信号伝送に用いる信号変換には既存のインタフェースを用いてもよいし、独自のインタフェースを用いてもよい。また、トランスポートブロックとＤＣＩは時間領域で分割してもよいし、トランスポートブロックおよびＤＣＩをパケットで送り、ＤＣＩをヘッダに組み込んでもよい。また、変調を行う前後でＣＲＣの付与、符号化等の物理層処理を行ってもよい。また、Ｄ／Ａ変換の前に、ＯＦＤＭなどのようなマルチキャリア伝送を行うための信号処理などを行ってもよい。また、中央局９１と分散局９２にＰＯＮ技術を適用し、ＰＯＮのマルチキャスト機能を用いて各分散局９２に効率的にデータを送信することもできる。

（実施形態５）
実施形態１とは異なり、実施形態５のように、分散局数を２に限定しなくてもよく、また各分散局９２に備えられるアンテナ数を複数にしてもよい。分散局数を１にした場合では、ＣｏＭＰは実装できないが、複数のアンテナを備えた分散局９２でプリコーディング処理を用いたＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）伝送が可能である。

また、分散局数が複数で、各分散局９２に備えられるアンテナ数が複数の場合でも、各分散局９２でプリコーディングを用いたＭＩＭＯ伝送が可能である。図１１に実施形態１において連携する分散局数と分散局９２あたりのアンテナ数を一般化した場合におけるＣｏＭＰまたはＭＩＭＯの信号伝送を示す。図１１では連携する分散局数をＬ（Ｌは１以上の自然数）、分散局９２−Ｍ（Ｍ＝１，…，Ｌ）に備えられるアンテナ数をＮＭとしている。全ての分散局９２に備えられたアンテナ数の合計Ｋは次の式（７）で表される。

各分散局９２にはそれぞれｄ_１からｄ_ＫまでのＫ個のトランスポートブロックとそれらに関わるＤＣＩを送信する。各分散局９２では、ｄ_１からｄ_ＫのまでのＫ個のトランスポートブロックを分離部（ＤＥＭＵＸ）２５で分離し、それぞれに変調器２４で変調を行い、ｓ_１からｓ_ＫまでのＫ個の変調シンボル得る。その後、伝送されたＤＣＩから読み込んだコードブック番号に対応するプリコーディング行列をコードブックで参照し、その中から所望のプリコーディング行列を取り出して行列演算を行う。

分散局９２−Ｍの行列演算の出力ではその分散局９２の備えられるアンテナ数と同じＮＭ個の変調シンボルが得られ、Ｄ／Ａ変換を経てＮＭ個の無線信号がアンテナから送信される。例えば、分散局９２−１ではｓ_ｖ１１からｓ_ｖ１Ｎ１のＮ１個の変調シンボルが得られる。その後、それぞれに対してＯＦＤＭ信号生成、Ｄ／Ａ変換が行われ、ｓ_{ｖ１１ＡＮ}からｓ_{ｖ１Ｎ１ＡＮ}のＮ_１個の無線信号としてアンテナから送信される。

なお、この実施形態５に対し、実施形態２、実施形態３及び実施形態４に示したような手法のいずれか又は全てを適用してもよい。例えば、実施形態３のようにバッファ２７を用いればｓ_１からｓ_ＫまでのＫ個の変調シンボルを得るために用いる変調器２４を各分散局９２で１つだけにすることもできる。

なお、中央局９１−分散局９２間の信号伝送に用いる信号変換には既存のインタフェースを用いてもよいし、独自のインタフェースを用いてもよい。また、トランスポートブロックとＤＣＩは時間領域で分割してもよいし、トランスポートブロックおよびＤＣＩをパケットで送り、ＤＣＩをヘッダに組み込んでもよい。また、変調を行う前後でＣＲＣの付与、符号化等の物理層処理を行ってもよい。また、Ｄ／Ａ変換の前に、ＯＦＤＭなどのようなマルチキャリア伝送を行うための信号処理などを行ってもよい。また、中央局９１と分散局９２にＰＯＮ技術を適用し、ＰＯＮのマルチキャスト機能を用いて各分散局９２に効率的にデータを送信することもできる。

本発明は情報通信産業に適用することができる。

１１：ＭＡＣ機能部
１２：変調器
１３：プリコーディング行列演算部
１４：信号変換部
２１：アンテナ
２２：信号変換部
２３：Ｄ／Ａ変換部
２４：変調器
２５：分離部
２６：プリコーディング演算部
２７：バッファ
９１：中央局
９２：分散局
９３：コアネットワーク
９４：基地局
９５：端末

Claims (7)

1. 移動端末とデータストリームを無線通信する１以上のアンテナを備え、１以上の分散局装置を制御する中央局装置から送信された制御情報に従って前記移動端末とデータストリームを無線通信する分散局装置であって、
   前記中央局装置の制御対象となる全ての分散局装置に備えられたアンテナの合計数以下の数のデータストリームと、当該データストリームを各移動端末と無線通信するための制御情報と、を前記中央局装置から受信する受信部と、
   前記中央局装置から受信した各データストリームを変調して各データストリームの変調シンボルを生成する変調器と、
   前記制御情報に基づいてあらかじめ定められた行列を選択し、前記選択した行列と前記変調シンボルを用いて行列演算を行い、前記中央局装置から受信したデータストリームのうちの特定のデータストリームを取り出す演算部と、
   を備える分散局装置。
2. 前記中央局装置から受信したデータストリームを蓄積するバッファをさらに備え、
   前記変調器は、各データストリームを前記バッファから読み出して変調する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の分散局装置。
3. 前記演算部は、前記あらかじめ定められた行列のうち、該分散局装置に備わるアンテナを用いて無線通信するデータストリームを取り出すために用いる要素を、前記制御情報に基づいて取り出し、取り出した要素と前記変調シンボルを用いて行列演算を行う、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の分散局装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の分散局装置と、
   前記分散局装置に対して前記制御情報及び前記データストリームを送信する中央局装置と、
   を備える無線通信システム。
5. 移動端末とデータストリームを無線通信する１以上のアンテナを備える分散局装置が、１以上の分散局装置を制御する中央局装置から送信された制御情報に従って前記移動端末とデータストリームを無線通信する分散局装置の無線通信方法であって、
   前記中央局装置の制御対象となる全ての分散局装置に備えられたアンテナの合計数以下の数のデータストリームと、当該データストリームを各移動端末と無線通信するための制御情報と、を前記中央局装置から受信する受信手順と、
   前記中央局装置から受信した各データストリームを変調して各データストリームの変調シンボルを生成する変調手順と、
   前記制御情報に基づいてあらかじめ定められた行列を選択し、前記選択した行列と前記変調シンボルを用いて行列演算を行い、前記中央局装置から受信したデータストリームのうちの特定のデータストリームを取り出す演算手順と、
   前記演算手順で取り出したデータストリームを移動端末へ送信する送信手順と、
   を順に有する分散局装置の無線通信方法。
6. 前記受信手順において、前記中央局装置から受信したデータストリームをバッファに蓄積し、
   前記変調手順において、各データストリームを前記バッファから読み出して変調する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の分散局装置の無線通信方法。
7. 前記演算手順において、前記あらかじめ定められた行列のうち、該分散局装置に備わるアンテナを用いて無線通信するデータストリームを取り出すために用いる要素を、前記制御情報に基づいて取り出し、取り出した要素と前記変調シンボルを用いて行列演算を行う、
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の分散局装置の無線通信方法。

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