JP2016174194A - 端末装置、基地局装置及び受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多くの干渉ストリームを受信する場合であっても、セル間干渉、ユーザ間干渉による受信性能の劣化を軽減すること。【解決手段】端末装置は、第１の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第１の干渉信号と、前記第１の基地局装置とは異なる送信電力である第２の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第２の干渉信号と、前記第１の干渉信号を復調するための端末情報とを受信する受信部と、受信重みを用いて前記第２の干渉信号を抑圧し、前記端末情報を用いて前記第１の干渉信号のうち少なくとも１つの干渉ストリームを除去する信号検出部と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、端末装置、基地局装置及び受信方法に関する。

近年、スマートフォンやタブレット端末の普及に伴い、モバイル伝送におけるトラフィックは、指数的に増大を続けており、今後もさらに増大することが予想されている。このような無線トラフィック増大の対策の１つとして、ヘテロジーニアスネットワーク（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）による基地局の高密度配置の検討が行われている。基地局の高密度配置は、マクロセル内に小電力基地局（ＬＰＮ：Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｎｏｄｅ）等を配置し、端末装置が小電力基地局に接続することで、マクロ基地局の負荷を軽減するものである。この時、セル間干渉（Ｉｎｔｅｒ−Ｃｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が問題となる。

また、セルスループットを向上させるために、複数の端末装置を空間多重するＭＵ−ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）の検討も行われている。ＭＵ−ＭＩＭＯでは、端末装置間の干渉（ユーザ間干渉）が問題となる。

このようなセル間干渉やユーザ間干渉に対して、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、端末装置が干渉信号を抑圧または除去するＮＡＩＣＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）の検討が行われている。ＮＡＩＣＳでは、端末装置は、干渉となっている他の端末装置に関する情報を受け取り、干渉となっている他の端末装置宛の信号を検出し、干渉除去を行う。ＮＡＩＣＳについては、非特許文献１に記載されている。

ＲＰ−１３０４０４、"Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｆｏｒ ＬＴＥ、" ３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ Ｍｅｅｔｉｎｇ ＃５９、２０１３年 ３月。

しかしながら、ＮＡＩＣＳでは、干渉信号を検出して除去を行うため、精度良く干渉信号を検出するためには、端末装置が備える受信アンテナ数を干渉信号ストリーム数よりも多くする必要がある。従って、受信アンテナ数よりも多くの干渉ストリームを受信する場合や多数の受信アンテナを搭載できない小型端末装置では、高精度に干渉除去が行えず、受信性能が劣化するという問題がある。

本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、多くの干渉ストリームを受信する場合であっても、セル間干渉、ユーザ間干渉による受信性能の劣化を軽減することが可能な端末装置、基地局装置及び受信方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために本発明に係る端末装置、基地局装置及び受信方法の構成は、次の通りである。

本発明の端末装置は、第１の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第１の干渉信号と、前記第１の基地局装置とは異なる送信電力である第２の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第２の干渉信号と、前記第１の干渉信号を復調するための端末情報とを受信する受信部と、受信重みを用いて前記第２の干渉信号を抑圧し、前記端末情報を用いて前記第１の干渉信号のうち少なくとも１つの干渉ストリームを除去する信号検出部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の端末装置において、前記第２の基地局装置は複数であることを特徴とする。

また、本発明の端末装置において、前記第１の基地局装置に接続していることを特徴とする。

また、本発明の端末装置において、前記第２の基地局装置に接続していることを特徴とする。

また、本発明の端末装置において、前記第２の干渉信号を抑圧した後に前記第１の干渉信号を除去することを特徴とする。

本発明の基地局装置は、複数の基地局装置と協調して端末装置に信号を送信する基地局装置であって、前記基地局装置は、第１の基地局装置又は前記第１の基地局装置とは送信電力が異なる第２の基地局装置のいずれかであって、前記第１の基地局装置が他端末装置宛に送信した信号を復調するための端末情報を前記端末装置に通知することを特徴とする。

本発明の受信方法は、第１の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第１の干渉信号と、前記第１の基地局装置とは異なる送信電力である第２の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第２の干渉信号と、前記第１の干渉信号を復調するための端末情報とを受信する受信手段と、受信重みを用いて前記第２の干渉信号を抑圧し、前記端末情報を用いて前記第１の干渉信号のうち少なくとも１つの干渉ストリームを除去するための信号検出手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、端末装置が受信する干渉信号について、干渉源となる基地局装置の種類に基づいて第１の干渉信号と第２の干渉信号とに分け、基地局装置から通知された端末情報を用いて第１の干渉信号の検出及び除去を行ない、受信重みを用いて第２の干渉信号を抑圧するようにした。従って、多くの干渉ストリームを受信する場合であっても、セル間干渉、ユーザ間干渉による受信性能の劣化を軽減できるため、スループットを向上させることができる。

第１の実施形態に係る通信システムの一例を示す図である。 第１の実施形態に係る基地局装置と端末装置との間のシーケンス図である。 第１の実施形態に係る基地局装置の構成例を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態に係る端末装置の構成例を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態に係る信号検出部４０６の構成例を示す概略ブロック図である。 第２の実施形態に係る通信システムの一例を示す図である。 第２の実施形態に係る基地局装置６００−１と端末装置６０１との間のシーケンス図である。 第２の実施形態に係る基地局装置６００−２と端末装置６０３との間のシーケンス図である。

（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。本実施形態における通信システムは、基地局装置（送信装置、セル、送信点、送信アンテナ群、送信アンテナポート群、コンポーネントキャリア、ｅＮｏｄｅＢ）および端末装置（端末、移動端末、受信点、受信端末、受信装置、受信アンテナ群、受信アンテナポート群、ＵＥ）を備える。

図１は、本実施形態に係る通信システムの一例を示す図である。図１に示すように、本実施形態における通信システムは、基地局装置１００−１（第１の基地局装置ともいう）、基地局装置１００−１とは送信電力が異なる基地局装置（第２の基地局装置ともいう）１００−２、１００−３、端末装置１０１、１０２、１０３を備える。なお、第１の基地局装置はマクロ基地局でもよい。また、第２の基地局装置は、第１の基地局装置よりも送信電力が低い基地局装置（ＬＰＮ：Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｎｏｄｅ、小電力基地局など）でもよい。１００−１ａは、基地局装置１００−１のカバレッジ（マクロセル）、１００−２ａ、１００−３ａはそれぞれ基地局装置１００−２、１００−３のカバレッジ（スモールセル、ピコセル等）である。カバレッジとは、基地局装置が端末装置と接続可能な範囲（通信エリア）をいう。また、基地局装置間は、無線接続されていてもよいし、有線接続されていてもよい。

図１において、端末装置１０１、１０２、１０３は、同じリソースを用いて各基地局装置に接続する。端末装置１０１は、基地局装置１００−１に接続し、基地局装置１００−２及び基地局装置１００−３から干渉を受ける。端末装置１０２は、基地局装置１００−２に接続し、基地局装置１００−１及び基地局装置１００−３から干渉を受ける。端末装置１０３は、基地局装置１００−３に接続し、基地局装置１００−１及び基地局装置１００−２から干渉を受ける。つまり、第１の基地局装置に接続する端末装置は、第１の基地局装置からの所望信号と、第２の基地局装置からの干渉（第２の干渉信号とよぶ）とを受信する。また、第２の基地局装置に接続する端末装置は、自身が接続している第２の基地局装置からの所望信号と、第１の基地局装置からの干渉（第１の干渉信号とよぶ）と、自身が接続していない第２の基地局装置からの干渉（第２の干渉信号）とを受信する。

なお、本発明において、第１の干渉信号及び第２の干渉信号は、それぞれ１つの基地局装置からの干渉信号であってもよいし、複数の基地局からの干渉信号でもよい。

また、本発明における通信システムは、セル数、基地局装置の数、端末装置の数、セルの種類（例えば、マクロセル、ピコセル、フェムトセル、スモールセル等）、基地局装置の種類は以下の実施形態に限定されない。また、図１では、第２の基地局装置のカバレッジが第１の基地局装置のカバレッジと完全に重なっているが、部分的に重なっていても良いし、重なっていなくても良い。

また、第２の基地局装置が複数ある場合、第２の基地局装置毎に送信電力が異なっていても良い。また、第１の基地局装置と第２の基地局装置は、送信電力の区別のみならず、既にサービスインしている方式をサポートする後方互換性のある基地局と、新しく定義される後方互換性のない基地局とで区別しても良い。

また、第２の基地局装置間でサービスする方式（通信システムのバージョン、オプション等）が異なっていても良い。

図２は、本実施形態に係る基地局装置と端末装置との間のシーケンス図である。一例として、端末装置１０３が基地局装置１００−３に接続する場合を説明する。端末装置１０３は、基地局装置１００−３からの所望信号と、基地局装置１００−１からの干渉信号（第１の干渉信号）と、基地局装置１００−２からの干渉信号（第２の干渉信号）とを受信する。

図２において、端末装置１０３は、同期信号を用いて通信に利用可能なセル（セルＩＤ）を検出してセルサーチを行ない、基地局装置１００−３に初期接続を行う（ステップｓ２０１）。基地局装置１００−３は周辺セルを把握する（ステップｓ２０２）。基地局装置１００−３は、端末装置１０３に対して周辺セルのチャネル測定を要求する（ステップｓ２０３）。端末装置１０３は、基地局装置１００−３から指示された周辺セルのチャネルを測定し、基地局装置１００−３にＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）をフィードバックする（ｓ２０４）。ＣＳＩにはチャネル行列やチャネルの共分散行列などの統計量も含んでもよい。このとき、端末装置１０３は、基地局装置１００−３と端末装置１０３との間のチャネルもフィードバックする。基地局装置１００−３は、基地局装置１００−１に端末情報を要求する（ステップｓ２０５）。基地局装置１００−１は、基地局装置１００−３に端末情報を通知する（ステップｓ２０６）。ここで、端末情報とは、端末装置１０３が第１の干渉信号を抑圧または除去するときに用いる支援情報である。基地局装置１００−３は、ステップｓ２０６で得られた端末情報を端末装置１０３に通知する（ステップｓ２０７）。基地局装置１００−３は、端末装置１０３に対してデータを送信する（ステップｓ２０８）。端末装置１０３は、端末情報を用いて第１の干渉信号の検出及び除去を行い、第２の干渉信号を抑圧する（ステップｓ２０９）。

図２では、一例として端末装置１０３が基地局装置１００−３に接続する場合を示したが、端末装置１０１、１０２が基地局装置に接続する場合も同様な処理を行う。本実施形態では、第１の基地局装置は、第１の干渉信号を受信する端末装置（端末装置１０２、１０３）に対して端末情報を通知する。端末装置は、端末情報を用いて第１の干渉信号の検出及び除去を行い、第２の干渉信号を抑圧する。なお、端末装置は、端末情報を受信した場合のみ、第１の干渉信号の検出及び除去を行えばよい。

図３は、本実施形態における基地局装置１００−３の構成例を示す概略ブロック図である。基地局装置１００−３は、上位レイヤ３０１、符号化部３０２−１〜３０２−Ｓ、スクランブル部３０３−１〜３０３−Ｓ、変調部３０４−１〜３０４−Ｓ、レイヤマッピング部３０５、参照信号生成部３０６、プレコーディング部３０７、端末情報生成部３０８、リソースマッピング３０９−１〜３０９−Ｔ、ＯＦＤＭ信号生成部３１０−１〜３１０−Ｔ、送信部３１１−１〜３１１−Ｔ、送信アンテナ３１２−１〜３１２−Ｔ、受信アンテナ３１３−１〜３１３−Ｒ、受信部３１４−１〜３１４−Ｒ、報告情報検出部３１５を備える。なお、図中のＳ、Ｔ、Ｒはそれぞれ、ストリーム数、送信アンテナ数、受信アンテナ数を表す。なお、上記基地局装置１００−３の一部あるいは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行うチップ制御回路を有する。

上位レイヤ３０１は、ＯＳＩ参照モデルで定義された通信機能の階層のうち、物理層（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ）よりも上位の機能の階層、例えばＭＡＣ（媒体アクセス制御：Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、データリンク層、ネットワーク層等である。また、上位レイヤ３０１は、基地局装置１００−３を構成する各部位が、機能を発揮するために必要なその他のパラメータも通知する。上位レイヤ３０１は、他の基地局装置の上位レイヤと接続されており、基地局装置間で端末情報やチャネル情報等を共有することができる。

符号化部３０２−１〜３０２−Ｓは、上位レイヤ３０１から入力された情報データに対して、誤り訂正符号化を行ない、符号化ビット（コードワードともいう）を生成する。また、情報データは、例えば、通話に伴う音声信号、撮影した画像を表す静止画像又は動画像信号、文字メッセージ等である。符号化部３０２−１〜３０２−Ｓが誤り訂正符号化を行う際に用いる符号化方式は、例えば、ターボ符号化（Ｔｕｒｂｏ Ｃｏｄｉｎｇ）、畳み込み符号化（Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ Ｃｏｄｉｎｇ）、低密度パリティ検査符号化（Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ ｃｏｄｉｎｇ；ＬＤＰＣ）等である。

なお、符号化部３０２−１〜３０２−Ｓは、誤り訂正符号化したデータ系列の符号化率（ｃｏｄｉｎｇ ｒａｔｅ）をデータ伝送率に対応する符号化率に合わせるために、符号化ビット系列に対してレートマッチング処理を行なっても良い。また、符号化部３０２−１〜３０２−Ｓは、誤り訂正符号化したデータ系列を並び替えてインターリーブする機能を有しても良い。

スクランブル部３０３−１〜３０３−Ｓは、符号化部３０２−１〜３０２−Ｓから入力されるコードワードに対して、それぞれセルＩＤに基づいたスクランブルを行う。

スクランブルされたコードワードは、変調部３０４−１〜３０４−Ｓにおいて、変調シンボルにマッピングされる。変調部３０４−１〜３０４−Ｓが行う変調処理は、例えば、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ；２相位相変調）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ；４相位相変調）、Ｍ−ＱＡＭ（Ｍ−Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；Ｍ値直交振幅変調、例えば、Ｍ＝１６、６４、２５６、１０２４、４０９６）などである。なお、変調部３０４−１〜３０４−Ｓは、生成した変調シンボルを並び替えてインターリーブする機能を有してもよい。

変調シンボルは、レイヤマッピング部３０５において、空間多重のためにレイヤマッピングされる。例えば、ＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）では最大で８レイヤまでサポートされており、１つのコードワードは最大で４レイヤにマッピングされる。

参照信号生成部３０６は、参照信号を生成して、プレコーディングが必要な参照信号をプレコーディング部３０７に、プレコーディングしない参照信号をリソースマッピング部３０９−１〜３０９−Ｔに出力する。

プレコーディング部３０７は、レイヤマッピング部３０５の出力に対してプレコーディングを行う。なお、一部の参照信号、例えばＤＭＲＳ（復調用参照信号：ＤｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｙｍｂｏｌ）に対しては、復調するデータ信号と同じプレコーディングが行われてもよい。

端末情報生成部３０８は、基地局装置１００−１から通知された端末情報を用いて、端末装置１０３が第１の干渉信号の検出及び除去を行うための端末情報を生成する。端末情報は、例えば、セルＩＤ、変調方式、符号化率、参照信号、アンテナポート番号、リソース割り当て情報など、他端末装置宛の信号を復調、復号するために必要な情報である。なお、端末情報は、制御信号とすることができる。

リソースマッピング部３０９−１〜３０９−Ｔはプレコーディング部３０７の出力、参照信号、端末情報をリソースにマッピングする。

リソースマッピング部３０９−１〜３０９−Ｔの出力は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号生成部３１０−１〜３１０−Ｔで、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換：Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、サイクリックプレフィックス（ＣＰ：Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）の挿入が行われ、送信部３１１−１〜３１１−Ｔでデジタル・アナログ変換、フィルタリング、周波数変換等が行われ、送信アンテナ３１２−１〜３１２−Ｔから送信される。

基地局装置１００−３は、受信する機能も備える。受信アンテナ３１３−１〜３１３−Ｒは、端末装置１０２からの信号を受信し、受信部３１３−１〜３１３−Ｒは、受信した信号に周波数変換、フィルタリング、アナログ・デジタル変換等を行う。報告情報検出部３１５は、端末装置１０２からフィードバックされたＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）などランク数、ＭＣＳ（変調符号化方式：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）の決定に必要な情報や、干渉信号のチャネル情報などを求める。チャネル情報には、チャネル行列やチャネル共分散行列や、チャネル行列やチャネル共分散行列を示す情報など、プレコーディングに必要な情報が含まれる。

図３では、一例として基地局装置１００−３の構成例を示したが、他の基地局装置の構成についても同様である。なお、基地局装置１００−１は、図２のシーケンスに従い、上位レイヤ３０１において、他の基地局装置に端末情報等の通知を行う。

図４は、本実施形態における端末装置１０３の構成例を示す概略ブロック図である。端末装置１０３は、受信アンテナ４０１−１〜４０１−Ｒ、受信部４０２−１〜４０２−Ｒ、ＣＰ除去部４０３−１〜４０３−Ｒ、ＦＦＴ部４０４−１〜４０４−Ｒ、チャネル推定部４０５、信号検出部４０６、上位レイヤ４０７、参照信号生成部４０８、上りリンク信号生成部４０９、送信部４１０−１〜４１０−Ｔ、送信アンテナ４１１−１〜４１１−Ｔを備える。また、端末装置１０２の一部あるいは全部をチップ化して集積回路となる場合、各機能ブロックに対して制御を行うチップ制御回路（図示せず）を有する。なお、送信アンテナ本数Ｔ、受信アンテナ本数Ｒは、基地局装置１００−３と同じ表記をしているが、端末装置と基地局装置のアンテナ本数は同じであっても異なってもよい。

端末装置１０３は、受信アンテナ４０１−１〜４０１−Ｒで信号を受信し、受信部４０２−１〜４０２−Ｒは受信した信号に周波数変換、フィルタリング、アナログ・デジタル変換等を行う。受信部４０２−１〜４０２−Ｒの出力には、ＣＰ除去部４０３−１〜４０３−Ｒでサイクリックプレフィックスの除去が行われ、ＦＦＴ部４０４−１〜４０４−Ｒで時間周波数変換が行われる。チャネル推定部４０５は、ＤＭＲＳを用いてチャネル推定値を求める。ＤＭＲＳがプレコーディングされている場合は、プレコーディングを含んだチャネル推定値が求まる。信号検出部４０６は、基地局装置１００−３から端末情報を通知された第１の干渉信号を除去し、第２の干渉信号を受信重みで抑圧し、自己宛に送信された情報データを算出し、上位レイヤ４０７に出力する。

端末装置１０３は、送信する機能も備える。参照信号生成部４０８は、上りリンク用の参照信号を生成する。上りリンク信号生成部４０９は、上位レイヤ４０７から得られる情報データや上りリンク信号を生成するためのパラメータ等や、参照信号生成部４０８から得られる参照信号、基地局装置１００−３に報告する情報等から上りリンク信号を生成する。上りリンク信号はＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ − Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）シンボルやＯＦＤＭＡシンボルで構成された信号である。上りリンク信号生成部４０９の出力は、送信部４１０−１〜４１０−Ｔでデジタル・アナログ変換、フィルタリング、周波数変換等が行われ、送信アンテナ４１１−１〜４１１−Ｔから送信される。

図４では、一例として端末装置１０３の構成例を示したが、他の端末装置の構成についても同様である。なお、端末装置１０１のように、基地局装置から端末情報が通知されない場合、信号検出部４０６は、第２の干渉信号を受信重みで抑圧し、第１の干渉信号の除去を行わない。

図５は、信号検出部４０６の構成例を示す概略ブロック図である。信号検出部４０６は、伝搬路補償部５０１、５０６、復調部５０２、デスクランブル部５０３、復号部５０４、干渉除去部５０５を備える。伝搬路補償部５０１は、受信重みを用いて伝搬路補償を行ない、第２の干渉信号（及び雑音）を抑圧する。復調部５０２は、復調処理を行なってビット対数尤度比（ＬＬＲ：Ｌｏｇ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）を求める。他端末装置宛の信号を復調する場合、復調部５０２は、端末情報を用いて復調を行なう。デスクランブル部５０３は、基地局装置で行われたスクランブルを解き、コードワードのビット対数尤度比を求める。復号部５０４は、コードワードのビット対数尤度比に対して誤り訂正復号を行い、他端末装置宛に送信された信号の場合は、端末情報を用いて復号を行ない、得られた符号化ビット対数尤度比を干渉除去部５０５に出力する。自端末装置宛の信号であった場合、復号により情報ビットを求めると共に、全てのストリームの復号が終わっていない場合、復号後の符号化ビット対数尤度比を干渉除去部５０５に出力する。伝搬路補償部５０６は、干渉除去後の信号に対して伝搬路補償を行う。

信号検出部４０６の処理を、数式を用いて説明する。リソースエレメント（ｋ，ｔ）における受信信号ｒ（ｋ，ｔ）を式（１）に示す。なお、ｋ、ｔはそれぞれサブキャリアインデックス、ＯＦＤＭシンボルインデックスである。

なお、Ｈ_１１は基地局装置１００−３と端末装置１０３との間のチャネル行列、ｓ_１は基地局装置１００−３から端末装置１０３宛に送信された所望信号、Ｈ_１２は基地局装置１００−１と端末装置１０３との間のチャネル行列、ｓ_２は基地局装置１００−１から端末装置１０１に送信された信号、Ｈ_１３は基地局装置１００−２と端末装置１０３との間のチャネル行列、ｓ_３は基地局装置１００−２から端末装置１０２に送信された信号を表す。また、ｎは雑音を表す。つまり、式（１）において、右辺の第１項が所望信号、第２項が第１の干渉信号、第３項が第２の干渉信号に関する項である。

伝搬路補償部５０１は、第２の干渉信号及び雑音を抑圧するように伝搬路補償を行う。これは、例えば、式（２）のような重みを用いることができる。式（２）で求めた重みを式（１）に左から乗算して伝搬路補償を行うことができる。

ただし、Ｈ＾はチャネル推定値を表し、チャネル推定部４０５で推定したチャネル推定値を用いる。また、上付きのＨは複素共役転置行列を表す。なお、Ｒは受信信号の自己相関行列であり、参照信号（ＲＳ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）が配置されるリソースエレメントやデータチャネル（下りリンク共有チャネル：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）を用いて求めることができる。

参照信号を用いて求める場合、Ｒは次式（３）のように求めることができる。

ただし、Ｑは干渉雑音の共分散行列であり、式（４）はＣＲＳ（セル固有参照信号：Ｃｅｌｌ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＲＳ）を用いてＱを求めた場合、式（５）はＤＭＲＳを用いてＱを求めた場合である。

Ｎ_ＣＲＳはＱの算出に用いたＣＲＳリソースエレメント数であり、Ｎ_ＤＭＲＳはＱの算出に用いたＤＭＲＳリソースエレメント数である。

また、次式（７）はデータチャネルやＤＭＲＳリソースエレメントを用いてＲを求める方法である。

Ｎ_{ＰＤＳＣＨ，ＤＭＲＳ}は、Ｒの算出に用いたデータチャネル、ＤＭＲＳリソースエレメント数の和である。

伝搬路補償後、全ストリームを復調、復号することもできるが、以下では、逐次型干渉キャンセラ（ＳＩＣ：Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）を適用した場合を説明する。

式（２）を用いた伝搬路補償後、第１の干渉信号について復調、復号した後、干渉除去を行う。干渉ストリーム全てを一括して除去することも可能であるが、ここでは干渉ストリームを１つずつ逐次的に除去する場合を説明する。なお、以降の説明では、ストリームインデックス１から順番に干渉除去を行なっていくが、本発明はこれに限らず、任意の干渉除去順を適用することができる。

基地局装置１００−１からの第１の干渉信号を除去する場合、干渉除去部５０５は式（８）のように干渉除去を行う。なお、式（８）はあるリソースエレメントにおける処理を表す数式であるが、以降では必要なとき以外は（ｋ、ｔ）を省略する。

なお、（・）_１は、行列の場合は第１列、ベクトルの場合は第１要素を表す。また、ｓ＾は変調シンボルの期待値であるシンボルレプリカを要素に持つベクトルである。シンボルレプリカは、ＱＰＳＫ変調を例にすると、式（９）のように求めることができる。

ただし、λ_１、λ_２はそれぞれＱＰＳＫシンボルを構成する第１ビットの対数尤度比、第２ビットの対数尤度比を表す。また、ｔａｎｈは双曲線正接関数を表し、ｊは虚数単位を表す。

このとき、伝搬路補償部５０６は次のような重みを用いて伝搬路補償を行う。

ただし、Ｅ［］は期待値を表す。また、ｄｉａｇ［］は括弧内を対角要素に持つ対角行列である。Ｑは式（４）、（５）と同様に参照信号を用いて求めることができる。また、データを用いて求める場合は次式（１３）のように干渉除去後の信号から求めることができる。

伝搬路補償後、第２干渉ストリームの復号を行い、必要な場合は、第２干渉ストリームの除去を行う。第ｘ（＞１）干渉ストリームまでの干渉除去は次式（１４）のように行うことができる。

このとき、伝搬路補償部５０６は、次式（１５）のような受信重みを用いて伝搬路補償する。

なお、データを用いてＲ_０，ｘを求める場合は、次式（１８）のようにすることができる。

以降、基地局装置１００−２からの干渉ストリームを全て除去することができる。また、自端末装置宛の信号であっても、空間多重されている場合はストリーム間干渉が生じているため、同様にＳＩＣにより干渉を除去できる。自端末装置宛の第ｘ（＞０）ストリームまでの干渉除去は次式（１９）のようにすることができる。ただし、Ｓは基地局装置１００−１からの干渉ストリーム数を表す。

このとき、伝搬路補償部５０６では次式（２０）のような重みを用いることができる。

また、データを用いる場合、Ｒ_ｘ，Ｓは次式（２３）のように求めることができる。

このように、ＳＩＣは自端末装置宛の信号が全て復号されるまで行う。

なお、本実施形態では、端末装置は、第２の干渉信号を抑圧するために、受信重みを用いたが、基地局装置が協調して送信重み又は送信重み及び受信重みを算出し、第２の干渉信号を抑圧してもよい。

このように、本実施形態では、端末装置が受信する干渉ストリームのうち、一部のストリーム（第１の干渉信号）について検出及び除去を行ない、その他のストリーム（第２の干渉信号）は、受信重みを用いて干渉抑圧を行った。従って、端末装置は、全ての干渉ストリームが検出できない場合であっても、干渉を抑圧することが可能となり、スループットを向上させることができる。また、本実施形態では、干渉の検出及び除去を行なう干渉ストリーム数を減らすことになるため、端末装置の演算量を削減することができる。

また、本実施形態では、端末装置が受信する干渉信号について、干渉源となる基地局装置の種類に基づいて第１の干渉信号と第２の干渉信号とに分け、端末装置では干渉信号に対応した干渉抑圧方式を用いた。このように、基地局装置の種類と干渉抑圧方式とを対応させることにより、通信システムの構成に適した設計が可能となる。また、例えば、第２の基地局装置の送信電力よりも第１の基地局装置の送信電力が高い場合、第１の干渉信号が端末装置に与える影響は、第２の干渉信号が与える影響よりも大きくなる。このとき、本実施形態のように、第１の干渉信号の干渉抑圧方式を高精度な干渉抑圧方式とすることにより、端末装置の受信特性を向上させることができる。

上述のように、本実施形態では、干渉ストリームを１つずつ検出及び除去を行なっていたが、本発明はこれに限らず、複数の干渉ストリームを検出及び除去を行うことも可能である。また、本実施形態では、干渉ストリームから検出及び除去を行なっていたが、本発明はこれに限らず、所望ストリームから検出及び除去しても良い。この場合、所望ストリームを除去した後、干渉ストリームの検出及び除去を行ない、再度所望ストリームを求めれば良い。また、所望ストリーム、干渉ストリームの検出及び除去を繰り返し行なっても良い。なお、所望ストリーム、干渉ストリームの検出及び除去を繰り返し行なう場合、繰り返し回数によって、検出及び除去を行なう干渉ストリームを端末装置が設定することも可能である。例えば、１つ前までの繰り返しで、第１の干渉信号のうち一部の信号が精度よく検出できている場合、再度検出する必要はない。このようにすると、全ての繰り返しで第１の干渉信号の全てを検出及び除去を行なう場合と比べて、演算量を削減することができる。
（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。本実施形態では、基地局装置が複数の端末装置を空間多重することによって、ユーザ間干渉が生じる場合について説明する。以下では、主に第１の実施形態と異なる箇所を説明する。

図６は、本実施形態に係る通信システムの一例を示す図である。図６に示すように、本実施形態における通信システムは、基地局装置６００−１（第１の基地局装置）、基地局装置６００−１とは送信電力が異なる基地局装置６００−２（第２の基地局装置）、端末装置６０１、６０２、６０３を備える。なお、第１の基地局装置はマクロ基地局でもよい。また、第２の基地局装置は、第１の基地局装置よりも送信電力が低い基地局装置（ＬＰＮ：Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｎｏｄｅ、小電力基地局など）でもよい。６００−１ａ、６００−２ａはそれぞれ基地局装置６００−１（マクロセル）、６００−２のカバレッジ（スモールセル、ピコセル等）である。また、基地局装置間は、無線接続されていてもよいし、有線接続されていてもよい。

図６において、基地局装置６００−１は端末装置６０１及び６０２と接続し、基地局装置６００−２は端末装置６０３と接続する。このとき、基地局装置６００−１は端末装置６０１と６０２とを空間多重する。また、端末装置６０１、６０２、６０３は、同じリソースを用いて基地局装置に接続する。端末装置６０１、６０２は、基地局装置６００−１からのユーザ間干渉と基地局装置６００−２からのセル間干渉とを受ける。端末装置６０３は、基地局装置６００−１からのセル間干渉を受ける。つまり、第１の基地局装置に接続する端末装置は、第１の基地局装置からの所望信号と、第１の基地局装置からのユーザ間干渉（第１の干渉信号）と、第２の基地局装置からのセル間干渉（第２の干渉信号）とを受信する。また、第２の基地局装置に接続する端末装置は、第２の基地局装置からの所望信号と、第１の基地局装置からのセル間干渉（第１の干渉信号）とを受信する。

図７は、本実施形態に係る基地局装置６００−１と端末装置６０１との間のシーケンス図である。端末装置６０１は、基地局装置６００−１からの所望信号と、基地局装置６００−１からのユーザ間干渉（第１の干渉信号）と基地局装置６００−２からのセル間干渉（第２の干渉信号）とを受信する。

図７において、端末装置６０１は、同期信号を用いて通信に利用可能なセル（セルＩＤ）を検出してセルサーチを行ない、基地局装置６００−１に初期接続を行う（ステップｓ７０１）。基地局装置６００−１は周辺セルを把握する（ステップｓ７０２）。基地局装置６００−１は、端末装置６０１に対して周辺セルのチャネル測定を要求する（ステップｓ７０３）。端末装置６０１は、基地局装置６００−１から指示された周辺セルのチャネルを測定し、基地局装置６００−１にＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）をフィードバックする（ｓ７０４）。ＣＳＩにはチャネル行列やチャネルの共分散行列などの統計量も含んでもよい。このとき、端末装置６０１は、基地局装置６００−１と端末装置６０１との間のチャネルもフィードバックする。基地局装置６００−１は、端末装置６０１において第１の干渉信号を除去するための端末情報を端末装置６０１に通知する（ステップｓ７０７）。基地局装置６００−１は、端末装置６０１に対してデータを送信する（ステップｓ７０８）。端末装置６０１は、端末情報を用いて第１の干渉信号の検出及び除去を行い、第２の干渉信号を抑圧する（ステップｓ７０９）。なお、基地局装置６００−１は、基地局装置６００−２から端末情報を要求された場合（ステップｓ７０５）、基地局装置６００−２に端末情報を通知する（ステップｓ７０６）。

なお、図７では、端末装置６０１が基地局装置６００−１に接続する場合を示したが、端末装置６０２が基地局装置６００−１に接続する場合も同様な処理を行う。

図８は、本実施形態に係る基地局装置６００−２と端末装置６０３との間のシーケンス図である。端末装置６０３は、基地局装置６００−２からの所望信号と、基地局装置６００−１からのセル間干渉（第１の干渉信号）とを受信する。

図８において、ステップｓ８０１〜ｓ８０４、ｓ８０７〜ｓ８０９は、それぞれ図７のステップｓ７０１〜ｓ７０４、ｓ７０７〜ｓ７０９と同様である。基地局装置６００−２は、基地局装置６００−１に端末情報を要求する（ステップｓ８０５）。基地局装置６００−１は、基地局装置６００−２に端末情報を通知する（ステップｓ８０６）。

以上のように、本実施形態では、第１の基地局装置は、第１の干渉信号を受信する端末装置（端末装置６０１、６０２）に対して端末情報を通知する。端末装置は、端末情報を用いて第１の干渉信号の検出及び除去を行い、第２の干渉信号を抑圧する。

本実施形態における基地局装置及び端末装置の構成は、第１の実施形態と同様である。ここでは、主に、第１の実施形態と異なる箇所について説明する。

本実施形態における端末装置６０１の信号検出部４０６を説明する。端末装置６０１の受信信号ｒ（ｋ，ｔ）は、式（１）と同様である。ただし、式（１）において、Ｈ_１１は基地局装置６００−１と端末装置６０１との間の所望信号に係るチャネル行列、ｓ_１は基地局装置６００−１から端末装置６０１宛に送信された所望信号、Ｈ_１２は基地局装置６００−１と端末装置６０１との間のユーザ間干渉に係るチャネル行列、ｓ_２は基地局装置６００−１から端末装置６０２に送信された信号、Ｈ_１３は基地局装置６００−２と端末装置６０１との間のチャネル行列、ｓ_３は基地局装置６００−２から端末装置６０３に送信された信号を表す。つまり、式（１）において、右辺の第１項が所望信号、第２項が第１の干渉信号、第３項が第２の干渉信号に関する項である。信号検出部４０６は、第１の実施形態と同様に、受信重みを用いて第２の干渉信号の抑圧を行い、端末情報を用いて第１の干渉信号の検出及び除去を行う。

また、端末装置６０３は、第２の干渉信号を受信しないが、式（２）で算出した受信重みを用いることができる。

このように、本実施形態では、端末装置が受信する干渉ストリームのうち、一部のストリーム（第１の干渉信号）について検出及び除去を行ない、その他のストリーム（第２の干渉信号）は、受信重みを用いて干渉抑圧を行った。従って、端末装置は、全ての干渉ストリームが検出できない場合であっても、干渉を抑圧することが可能となり、スループットを向上させることができる。また、本実施形態では、干渉の検出及び除去を行なう干渉ストリーム数を減らすことになるため、端末装置の演算量を削減することができる。また、本実施形態によれば、基地局装置が複数の端末装置を空間多重することによってユーザ間干渉が生じた場合においても、本発明を適用することができる。

なお、上記実施形態では、１つの基地局装置からの干渉信号を検出及び除去する場合を説明したが、本発明はこれに限らず、複数の基地局装置から干渉信号が到来する場合であっても本発明を適用することができる。

なお、上記実施形態では、１つの基地局装置からの干渉信号を重みを用いて抑圧していたが、本発明はこれに限らず、複数の基地局装置からの干渉信号を抑圧する場合であっても本発明を適用することができる。

なお、本発明に係る基地局装置及び移動局装置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・書き込みが行なわれる。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移動局装置および基地局装置の一部、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。受信装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。各機能ブロックを集積回路化した場合に、それらを制御する集積回路制御部が付加される。

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。

なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本願発明の端末装置は、移動局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出来ることは言うまでもない。

以上、この発明の実施形態を、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。

本発明は、端末装置、基地局装置及び受信方法に用いて好適である。

１００−１、１００−２、１００−３、６００−１、６００−２ 基地局装置
１０１、１０２、１０３、６０１、６０２、６０３ 端末装置
３０１、４０７ 上位レイヤ
３０２−１〜３０２−Ｓ 符号化部
３０３−１〜３０３−Ｓ スクランブル部
３０４−１〜３０４−Ｓ 変調部
３０５、４０８ レイヤマッピング部
３０６ 参照信号生成部
３０７ プレコーディング部
３０８ 端末情報生成部
３０９−１〜３０９−Ｔ リソースマッピング部
３１０−１〜３１０−Ｔ ＯＦＤＭ信号生成部
３１１−１〜３１１−Ｔ 送信部
３１２−１〜３１２−Ｔ 送信アンテナ
３１３−１〜３１３−Ｒ 受信アンテナ
３１４−１〜３１４−Ｒ 受信部
３１５ 報告情報検出部
４０１−１〜４０１−Ｒ 受信アンテナ
４０２−１〜４０２−Ｒ 受信部
４０３−１〜４０３−Ｒ ＣＰ除去部
４０４−１〜４０４−Ｒ ＦＦＴ部
４０５ チャネル推定部
４０６ 信号検出部
４０８ 参照信号生成部
４０９ 上りリンク信号生成部
４１０−１〜４１０−Ｔ 送信部
４１１−１〜４１１−Ｔ 送信アンテナ
５０１、５０６ 伝搬路補償部
５０２ 復調部
５０３ デスクランブル部
５０４ 復号部
５０５ 干渉除去部

Claims (7)

1. 第１の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第１の干渉信号と、前記第１の基地局装置とは異なる送信電力である第２の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第２の干渉信号と、前記第１の干渉信号を復調するための端末情報とを受信する受信部と、
   受信重みを用いて前記第２の干渉信号を抑圧し、前記端末情報を用いて前記第１の干渉信号のうち少なくとも１つの干渉ストリームを除去する信号検出部と、
   を備えることを特徴とする端末装置。
2. 前記第２の基地局装置は複数であることを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
3. 前記第１の基地局装置に接続していることを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
4. 前記第２の基地局装置に接続していることを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
5. 前記第２の干渉信号を抑圧した後に前記第１の干渉信号を除去することを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
6. 複数の基地局装置と協調して端末装置に信号を送信する基地局装置であって、
   前記基地局装置は、第１の基地局装置又は前記第１の基地局装置とは送信電力が異なる第２の基地局装置のいずれかであって、
   前記第１の基地局装置が他端末装置宛に送信した信号を復調するための端末情報を前記端末装置に通知することを特徴とする基地局装置。
7. 第１の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第１の干渉信号と、前記第１の基地局装置とは異なる送信電力である第２の基地局装置からの他端末装置宛の信号である第２の干渉信号と、前記第１の干渉信号を復調するための端末情報とを受信する受信手段と、
   受信重みを用いて前記第２の干渉信号を抑圧し、前記端末情報を用いて前記第１の干渉信号のうち少なくとも１つの干渉ストリームを除去するための信号検出手段と、
   を備えることを特徴とする受信方法。