JP5609991B2 - 移動通信システム、基地局装置及び通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動通信システム、基地局装置及び通信制御方法に関する。

近年、無線通信において、スループットの向上や受信品質を向上させることが強く要求されてきている。このような要求にこたえるため、複数の基地局装置から複数の移動局装置に対してデータを送信する協調通信の技術が提供されている。このような協調通信として、例えば、複数送信複数受信（MIMO: Multi Input Multi Output）といった技術や、ビームフォーミングといった技術などがある。

さらに、協調通信においては、プリコーディングやVPT(Vector Perturbation Technique)といった技術が提案されている。プリコーディングとは、基地局装置などの送信機がある送信信号を複数アンテナから異なる位相を付加して送信するなどして、移動局装置などの受信機での受信品質を向上させる技術である。具体的には、このプリコーディングは、送信機が、ある送信信号を複数アンテナから異なる位相を付加して送信することにより実現される。ＶＰＴは、受信機が受信する信号に多重される干渉信号を送信機が予め知っている場合に、その受信機における干渉信号の影響を軽減するための信号処理を送信する信号に施す技術である。

また、VPTとは、送信機において、複数の信号を送信する際に、特定のズレを送信信号に追加した信号を送信することで、受信機側で複数の信号同士のお互いの干渉を軽減する技術である。

さらに、ある移動局装置が干渉除去係数をフィードバックし、その受信局において他の受信局が干渉とならないように、事前に干渉除去を行う従来技術が提案されている。

特開２００９−２１３１３４号公報 特開２００９−１０５８９３号公報 国際公開第２００７／０９１３１７号 特開２００７−２０８７１９号公報 特開２００６−５９０８号公報

H.Harashima and H.Miyakawa, "Matched-transmission technique for channels with intersymbol interference," IEEE Trans. Commun., vol. 20, pp. 774‐780, Aug. 1972. M.Tomlinson, "New automatic equaliser employing modulo arithmetic," Electron. Lett., pp. 138‐139, Mar. 1971. B.M.Hochwald, C. B. Peel, and A.Lee Swindlehurst, "A vector-perturbation technique for near-capacity multiantenna multiuser communication-Part II: perturbation," IEEE Trans. Commun., vol. 53, pp. 537‐544, Mar. 2005.

しかし、プリコーディングやVPTといった技術では、基地局装置が、送信するデータの他に伝播路状態を把握していることが前提である。そのため、移動局装置は、受信した信号を基に、伝播路状態を取得し、その取得した伝播路状態を基地局装置にフィードバックする。この点、移動局装置が単に把握した伝播路状態を基地局装置へフィードバックする方法では、正確に伝播路状態を送信するためには、フィードバックする情報量が増大し、フィードバックリンクの無線リソース消費が大きくなってしまう。

また、事前に干渉除去を行う従来技術では、移動局装置は、それぞれ所望のプリコーディングを適用した信号を受信するため、自装置宛の信号に適用するプリコーディング及び他の移動局装置宛の信号に適用するプリコーディングの情報をフィードバックすることになる。この場合、フィードバックする情報はさらに増えてしまい、無線リソースの消費がより大きくなってしまう。さらに、この従来技術では、多数の基地局装置を用いて通信を行う場合には、各基地局装置で適用すべきプリコーディングについてそれぞれフィードバックを行う。そのため、基地局装置の数に応じてフィードバックする情報量が増大し、さらに無線リソースの消費が大きくなってしまう。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、複数基地局が複数移動局に向けてデータを送信する協調通信において、信号の相互干渉による劣化を軽減しつつ、フィードバック情報の情報量を削減し無線リソースの消費を小さく抑える移動通信システム、基地局装置及び通信制御方法を提供することを目的とする。

本願の開示する移動通信システム、基地局装置及び通信制御方法は、一つの態様において、以下の各部を備える。まず、移動通信システムは、一以上の基地局装置、該一以上の基地局装置と通信する複数の移動局装置及び信号送信制御装置を有する。そして、前記移動局装置は、前記移動局装置は、基地局装置から自装置への送信信号に適用される適用プリコーディングを決定するプリコーディング決定部と、所定の基地局装置から受信した信号を基に、前記適用プリコーディングが適用された信号を他の基地局装置が送信した場合に、前記所定の基地局装置から送信された信号と前記他の基地局装置から送信された信号とがどのように多重受信されるかを表す他基地局多重情報を求める多重情報取得部と、前記適用プリコーディングの情報を前記信号送信制御装置に送信し、さらに、前記適用プリコーディングの情報及び前記他基地局多重情報を含むフィードバック情報を前記所定の基地局装置及び各前記他の基地局装置に送信する第１の送信部とを備える。そして、前記基地局装置は、前記適用プリコーディングとして同一のプリコーディングを指定している複数の移動局装置に対し、同一のプリコーディングを適用して送信信号を送信する第２の送信部を備える。前記信号送信制御装置は、前記フィードバック情報において前記適用プリコーディングとして同一のプリコーディングを指定している前記移動局装置の中から協調通信を行う移動局装置の組合せを決定する組合せ決定部と、前記移動局装置の組合せを前記所定の基地局装置及び各前記他の基地局装置に通知する組合せ通知部とを備える。

本願の開示する移動通信システム、基地局装置及び通信制御方法の一つの態様によれば、複数基地局が複数移動局に向けてデータを送信する協調通信において、信号の相互干渉による劣化を軽減しつつ、フィードバック情報の情報量を削減し無線リソースの消費を小さく抑えるという効果を奏する。

図１は、実施例１に係る移動通信システムのシステム概略図である。 図２は、実施例１に係る移動通信システムの他の例を示すシステム概略図である。 図３は、実施例１に係る移動局装置のブロック図である。 図４は、基地局装置１が送信する信号のフォーマットの一例の図である。 図５は、プリコーディングベクトルのテーブルの一例の図である。 図６は、本実施例に係る基地局装置＃１のブロック図である。 図７は、上りリンクフィードバック情報伝送フォーマットの一例の図である。 図８は、実施例１における協調通信を行う移動局装置＃ｉの組合せの決定の処理のフローチャートである。 図９は、移動局装置におけるフィードバック情報の作成及びフィードバックの処理のフローチャートである。 図１０は、基地局装置＃１におけるフィードバック情報に基づく送信信号の作成及び送信の処理のフローチャートである。 図１１は、実施例２におけるプリコーディングベクトルのテーブルの一例の図である。 図１２は、移動局装置のハードウェア構成図である。 図１３は、基地局装置＃１のハードウェア構成図である。

以下に、本願の開示する移動通信システム、基地局装置及び通信制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する技術が限定されるものではない。

図１は、実施例１に係る移動通信システムのシステム概略図である。図１に示すように、本実施例に係る移動通信システムは複数の基地局装置＃１〜基地局装置＃Ｍ及び複数の移動局装置＃１〜移動局装置＃Ｍを有している。ここで、本実施例では、基地局装置と移動局装置とを同じ数としているが、双方の数に特に制限はない。さらに、本実施例に係る基地局装置＃１は制御部３を有している。この制御部３は、「制御装置」の一例にあたる。

ここで本実施例では説明の都合上、基地局装置＃１に制御部３を配置した場合で説明するが、実際には制御部３は、基地局装置＃１〜基地局装置＃Ｍのいずれに配置されてもよい。また、図２は、実施例１に係る移動通信システムの他の例を示すシステム概略図である。本実施例では、図１のように制御装置を基地局装置＃１の中に配置したが、この制御装置は図２に示す通信システムのように、制御装置３００として基地局装置＃１と分離して配置してもよい。

以下の説明では、基地局装置＃１〜基地局装置＃Ｍを区別しない場合には単に「基地局装置＃ｊ」と記載する。この場合、ｊは１〜Ｍのうちの任意の数を表すものとする。さらに、移動局装置＃１〜移動局装置＃Ｍを区別しない場合には単に「移動局装置＃ｉ」と記載する。この場合、ｉは１〜Ｍのうちの任意の数を表すものとする。

図１に示すように、各基地局装置＃ｊと各移動局装置＃ｉとはそれぞれ無線通信によりデータの送受信を行う。また、基地局装置＃１と基地局装置＃２〜基地局装置＃Ｍとはネットワークを介して接続されている。そして、基地局装置＃１と基地局装置＃２〜基地局装置＃Ｍとはネットワークを介してデータの送受信を行う。

（移動局装置）
まず、移動局装置＃ｉについて説明する。図３は、実施例１に係る移動局装置＃ｉのブロック図である。図３に示すように、移動局装置＃ｉは、アンテナ合成部１１、シンボル整形部１２、ビット判定部１３、制御情報抽出部１４、チャネル推定部１５、送信部１６、フィードバック情報生成部１７、受信アンテナ１８、送信アンテナ１９及び出力部２０を有している。

移動局装置＃ｉは、受信アンテナ１８をＮｒ本有している。ここで、Ｎｒは、自然数であればどのような値をとってもよい。例えば、Ｎｒは、１、２、４などの値をとることができる。受信アンテナ１８は、基地局装置＃ｊから信号を受信する。図４は、基地局装置＃ｊが送信する信号のフォーマットの一例の図である。移動局装置＃ｉが基地局装置＃ｊから受信する信号は、図４のように、パイロット信号４０１、制御情報４０２及びデータ４０３を含んでいる。パイロット信号４０１とは、後述する基地局装置＃ｊのアンテナ２６のいずれから送信された信号の、基地局装置＃ｊから移動局装置＃ｉの伝播路による位相や振幅の変化状態を推定するための既知信号であり、各アンテナからそれぞれのアンテナを分離可能な状態で送信されている。例えば、基地局装置＃ｊの複数アンテナ２６が時分割多重でパイロットを送信すればよい。また、制御情報４０２は、信号を処理する際の制御に用いるための情報である。例えば、制御情報４０２には、変調方式、プリコーディング情報及びCQI（Channel Quality Information：チャネル品質情報）などが含まれている。変調方式には、例えば、QPSK（Quadrature Phase shift keying）、16QAM（Quadrature amplitude modulation）、64QAMなどがある。さらに、データ４０３は、実際の送信対象となっている情報である。また、本実施例ではプリコーディング情報として、適応されたプリコーディングベクトルを識別するための識別情報であるプリコーディングインデックスが用いられる。

制御情報抽出部１４は、受信アンテナ１８で受信された各基地局装置＃ｊからの信号を取得する。そして、制御情報抽出部１４は、取得した信号から制御情報４０２（図４参照）を抽出する。そして、制御情報抽出部１４は、制御情報４０２からプリコーディングインデックスを取得し、取得したプリコーディングインデックスをアンテナ合成部１１に通知する。また、制御情報抽出部１４は、制御情報４０２から変調方式を取得し、取得した変調方式をビット判定部１３へ通知する。

チャネル推定部１５は、受信アンテナ１８で受信された各基地局装置＃ｊからの信号を取得する。そして、チャネル推定部１５は、取得した信号に含まれるパイロット信号４０１（図４参照）を取得する。チャネル推定部１５は、取得したパイロット信号４０１を用いて各基地局装置＃ｊからの伝播経路係数を推定する。ここで、本実施例では、チャネル推定部１５は、伝播経路係数をＮｒ×Ｎｔ行列であるＨ_ｉｊ（１＜ｉ，ｊ＜Ｍ）として求める。ここで、Ｎｔは後述するように基地局装置＃ｊのアンテナの数である。Ｈ_ｉｊは、基地局装置＃ｊから移動局装置＃ｉの伝播路による位相振幅変化を表すチャネル行列である。

ここで、チャネル推定部１５によるチャネル推定について説明する。従来からパイロット信号４０１を用いたチャネル推定技術は多数知られている。特にMIMOなどの高速伝送を実現する場合には、十分な量の無線リソースをパイロット信号の伝送に割り当てるため、高い精度でチャネル推定を行うことができる。そこで、チャネル推定部１５は、移動通信システムにおいて要求される精度でチャネル推定を行うことができる方法のうち、従来から知られているチャネル推定技術のいずれを用いてもよい。

チャネル推定部１５は、基地局装置＃ｊに対応する伝播路係数であるチャネル行列Ｈ_ｉｊをアンテナ合成部１１及びフィードバック情報生成部１７へ出力する。

アンテナ合成部１１は、受信アンテナ１８で受信された各基地局装置＃ｊからの信号を取得する。また、アンテナ合成部１１は、各基地局装置＃ｊからの信号に含まれるプリコーディングインデックスの通知を制御情報抽出部１４から受ける。さらに、アンテナ合成部１１は、チャネル行列Ｈ_ｉｊの入力をチャネル推定部１５から受ける。

アンテナ合成部１１は、図５に示すプリコーディングベクトルのテーブルを記憶している。図５は、プリコーディングベクトルのテーブルの一例の図である。アンテナ合成部１１は、通知を受けたプリコーディングインデックスに対応するプリコーディングベクトルを、図５に示すプリコーディングベクトルのテーブルから取得する。例えば、プリコーディングインデックスが３であれば、アンテナ合成部１１は、プリコーディングベクトルとしてＰ（３）を取得する。

アンテナ合成部１１は、各基地局装置＃ｊからの信号に対してチャネル行列Ｈ_ｉｊとプリコーディング情報を用いて受信信号を合成する。

ここで、アンテナ合成部１１による受信信号の合成について具体的に説明する。ここでの説明では、移動局装置＃ｉを例に説明する。

基地局装置＃ｊが送信した信号をｘ_ｊとすると、基地局装置＃ｊからの協調通信による移動局装置＃ｉの受信信号は、次の（数式１）で表される。

ここで、上述したようにＨ_ｉｊはＮｒ×Ｎｔ行列である。また、ｚ_ｉは、移動局装置＃ｉの受信信号に含まれる背景雑音を表す。さらに、Ｗ_ｊは、基地局装置＃ｊでプリコーディングの適用に用いられたプリコーディングベクトルである。

移動局装置＃ｉが基地局装置＃ｊからの信号電力を最大化する合成係数により受信する場合、アンテナ合成部１１は、（数式２）で表される最大比合成による受信処理を行う。ここで、Ｗ_ｉ ^＋はＷ_ｉの共役転置行列を表し、Ｈ_ｉｉ ^＋はＨ_ｉｉの共役転置行列を表す。

さらに、アンテナ合成部１１は、（数式２）においてｘ_ｉの係数が１になるように規格化する。この規格化は、次の（数式３）で表される。

ここで、移動局装置＃ｉは、後述するように、実際には自装置からのフィードバック情報を基に生成される、次の（数式４）で表される信号を各基地局装置＃ｊから受信する。ここで、ｕは、後述する基地局装置＃ｊのシンボル変調部２２における変調により生成される送信シンボルｕ_ｉを成分とするベクトルである。また、νは、後述する基地局装置＃ｊのＶＰＴ処理部２３によって求められる誤差信号ベクトルである。この誤差信号ベクトルについては後で詳細に説明する。

そこで、（数式３）のｘ_ｊに（数式４）で表される送信信号を代入すると次の（数式５）が得られる。ν_ｉは基地局装置＃ｊのＶＰＴ処理部２３によって求められる誤差信号ベクトルの各成分である。

すなわち、アンテナ合成部１１は、受信信号に対して最大比合成を行い、さらに受信信号電力で規格化することにより数式５で表される信号を得る。そして、アンテナ合成部１１は、信号の処理結果（具体的には、（数式５）で表される値）をシンボル整形部１２へ出力する。

シンボル整形部１２は、Xの整数倍の成分を除去する関数f(x)を記憶している。Xは変調方式毎に予め設定されているパラメータである。ここで、関数f(x)について詳細に説明する。

ここでは、Z、zをそれぞれ複素Ｎ成分のベクトルとする。また、Ｘを実数のパラメータとする。さらに、d(x)をd(x)≦x＜d(x)+1を満たす整数とする。xは任意の実数である。

この時、関数Z=f(x)を（数式６）で定義する。

この関数f(x)は以下のような性質を有する。

まず、関数f(x)は、-X/2≦x＜X/2となる実数xに対して、f(x)=xが成り立つ。

また、任意の実数yは、-X/2≦x＜X/2となる実数xと整数nを用いてy=x+nXと表せる。そこで、関数f(x)は、f(y)=f(x+nX)=xである。さらにこれから、関数f(x)は、f(f(y))=f(x)=xと表すことができる。つまり、関数f(x)は、任意の実数yに対して、f(f(y))=f(y)が成り立つ。

また、関数f(x)は、f(y+nX)=f(y)となる。したがって、関数f(x)は、任意の引数yに対して、Xの整数倍のオフセットを付けても関数の値は変化しない。すなわち、関数f(x)は、Xの整数倍の成分を除去する関数となっている。

さらに、y1、y2を２つの実数とする。このとき、y1=x+nX=f(y1)+n1Xと表すことができる。この場合、関数f(x)は、f(y1+y2)=f(f(y1)+n1X+y2)=f(f(y1)+y2)が成り立つ。

シンボル整形部１２は、（数式５）に表される値の入力をアンテナ合成部１１から受ける。そして、シンボル整形部１２は、（数式５）に対して自己が記憶している関数f(x)を用いることで、次の（数式７）のように信号に対してXの整数倍の成分を除去する処理を行う。

（数式７）は、背景雑音が小さい場合には、次の（数式８）と表すことができる。（数式８）で表される信号は、移動局装置＃ｉが入力を受けた送信シンボルｕ_ｉに対し背景雑音のみが加わった信号である。

したがって、シンボル整形部１２は、協調通信において各基地局装置＃ｊから送信された他の信号の影響を受けないデータを取得することができる。

シンボル整形部１２は、取得したデータをビット判定部１３へ出力する。

ビット判定部１３は、変調方式の入力を制御情報抽出部１４から受ける。また、ビット判定部１３は、シンボル整形部１２からデータの入力を受ける。そして、ビット判定部１３は、制御情報抽出部１４から入力された変調方式を用いて受信したデータの中における送信ビットを判定する。そして、ビット判定部１３は、送信ビットと判定したデータを出力部２０へ送信する。

出力部２０は、ビット判定部１３から受信したデータを出力する。例えば、出力部２０は、表示画面（不図示）にデータを表示させる。

フィードバック情報生成部１７は、図３に示すように多重情報取得部１７１及びプリコーディング決定部１７２を有している。

プリコーディング決定部１７２は、チャネル行列Ｈ_ｉｊの入力をチャネル推定部１５から受ける。

そして、プリコーディング決定部１７２は、協調通信によりデータを自装置に向けて送信する全ての基地局装置＃ｊにおいて同一のプリコーディングベクトルを適用するように、自装置への送信信号に適用するプリコーディングベクトルを決定する。

ここで、プリコーディング決定部１７２による、自装置宛の送信信号に適用するプリコーディングベクトルの決定について詳細に説明する。プリコーディング決定部１７２は、（数式３）において、Ｂ_ｉｊを次の（数式９）のように定義する。これは、Ｂ_ｉｊにおいて、基地局装置＃ｊで用いられるプリコーディングベクトルＷ_ｊを、基地局装置＃ｉで用いられるプリコーディングベクトルＷ_ｉに変更したものである。すなわち、Ｂ_ｉｊを（数式９）とした場合の（数式３）で表される信号は、全ての基地局においてプリコーディングベクトルＷ_ｉを適用した場合の信号となる。

そして、プリコーディング決定部１７２は、（数式８）を用いて自装置宛の送信信号に適用するプリコーディングベクトル（これは、「適用を希望するプリコーディングベクトル」と言う場合がある。）を求める。本実施例では、プリコーディング決定部１７２は、基地局装置＃ｉからの受信信号電力を最大にするプリコーディングベクトルを自装置に適用してほしいプリコーディングベクトルとする。具体的には、プリコーディング決定部１７２は、次の（数式１０）を満たすＶ_ｉをプリコーディングベクトルとして決定する。（数式１０）におけるＶ_ｉは、Ｗ_ｉ ^＋Ｈ_ｉｉ ^＋Ｈ_ｉｊＷ_ｉの値を最大にするＷ_ｉを表している。ここで、Ｗ_ｉ ^＋Ｈ_ｉｉ ^＋Ｈ_ｉｊＷ_ｉは基地局装置＃ｉからの受信信号電力である。すなわち、Ｖ_ｉは、基地局装置＃ｉからの受信信号電力を最大にするプリコーディングベクトルとなる。

そして、プリコーディング決定部１７２は、決定したプリコーディングベクトルを多重情報取得部１７１へ出力する。

多重情報取得部１７１は、自装置宛の送信信号に適用するプリコーディングベクトルとしてプリコーディング決定部１７２が決定したプリコーディングベクトルＶ_ｉの入力を、プリコーディング決定部１７２から受ける。そして、多重情報取得部１７１は、全ての基地局がプリコーディングベクトルＶ_ｉを送信信号に適用した場合の干渉係数Ｂ_ｉｊを他基地局多重情報として算出する。他基地局多重情報とは、移動局装置＃ｉがフィードバックしたプリコーディングベクトルを各基地局装置＃ｊにおいて送信信号に適用した場合に、移動局装置＃ｉの受信対象の信号において各基地局装置＃ｊからの信号がどのように多重受信されるかを表す情報である。具体的には、多重情報取得部１７１は、（数式１１）によってＢ_ｉｊを求める。

さらに、本実施例は適応変調や符号化レートの制御を行うシステムであるので、CQIをフィードバックすることになる。そこで、フィードバック情報生成部１７は、CQIを算出する。

ここで、CQIの算出方法は、従来提供されている方法であればどのような方法を用いることも可能である。本実施例では、フィードバック情報生成部１７、次の（数式１２）で求められるＳＩＮＲ(Signal to noise interference ratio)からCQIを決定する。

σ^２は干渉雑音電力であり、受信パイロット信号から推定される。ここで、受信パイロット信号から干渉雑音電力などを推定する方法は様々な方法があるが、ここで使用する方法としては特に制限はない。例えば、異なる時刻に異なる周波数で受信されたパイロット信号間の平均値を求め、各平均値の差分に基づいて干渉雑音を推定する方法などを用いればよい。

フィードバック情報生成部１７は、（数式１２）で表されるＳＩＮＲの値の範囲毎に対応するCQIの値を予め記憶している。そこで、フィードバック情報生成部１７は、算出したＳＩＮＲに対応するCQIを求める。例えば、フィードバック情報生成部１７は、ＴＨ（０）、ＴＨ（１）、・・・、ＴＨ（Ｎｃｑｉ−１）を予め設定値として記憶しておく。そして、フィードバック情報生成部１７は、ＳＩＮＲ＜ＴＨ（０）であればCQI＝０、ＴＨ（ｎ）≦ＳＩＮＲ＜ＴＨ（ｎ＋１）であればCQI＝ｎ、ＴＨ（Ｎｃｐｉ−１）＜ＳＩＮＲであればCQI＝Ｎｃｑｉ−１として、対応を予め記憶しておく。

フィードバック情報生成部１７は、プリコーディング決定部１７２が決定したプリコーディングベクトルＶ_ｉ、多重情報取得部１７１が決定した干渉係数Ｂ_ｉｊ及び求めたCIQを用いてフィードバック情報を作成する。具体的には、フィードバック情報生成部１７は、（Ｖ_ｉ，Ｂ_ｉ１，Ｂ_ｉ２，・・・，Ｂ_ｉｉ−１，Ｂ_ｉｉ＋１，・・・，Ｂ_ｉＭ，CQI）をフィードバック情報として生成する。ここで、本実施例では、情報量を減らすため、干渉係数Ｂ_ｉｊにおいてＢ_ｉｉ＝１であることからフィードバック情報からＢ_ｉｉを除いている。また、プリコーディングベクトルＶ_ｉは実際には、図５のプリコーディングベクトルのテーブルからＶ_ｉに対応するインデックスを取得し、そのインデックスをプリコーディングベクトルＶ_ｉのフィードバック情報として用いることができる。この場合には上記のフィードバック情報は、index(Ｖ_ｉ)を上記Ｖ_ｉに対応するインデックスとして（index(Ｖ_ｉ),Ｂ_ｉ１，Ｂ_ｉ２，・・・，Ｂ_ｉｉ−１，Ｂ_ｉｉ＋１，・・・，Ｂ_ｉＭ，CQI）となる。以降実施例の説明では、特にこれらを区別せずフィードバック情報としてＶ_ｉなどを直接用いて記載するが、全ての例についてこのようにインデックスに置き換えることが可能である。同様にＢ_ｉjについても複数の値の候補をテーブル化し、そのインデックスをフィードバック情報とすることもできる。この場合にはテーブルのサイズやインデックスの数に応じてＢ_ｉjを表現する精度が変わるため、フィードバック情報量と性能のトレードオフがある。このため、最適なテーブルは一意に決まるものでなく、例えばシステムの設計者により詳細が決まるものとなる。ただし、そこまでの情報量の削減が必要でなければ、Ｂ_ｉｉを含む情報をフィードバック情報としてもよいし、プリコーディングベクトルＶ_ｉをそのままフィードバック情報としても良い。そして、フィードバック情報生成部１７は、フィードバック情報を送信部１６へ出力する。ここで、本実施例では、適応変調や符号化レートの制御を行うシステムであり、後述するようにCQIを用いて移動局装置＃ｉの組合せを決定するため、フィードバック情報にCQIを含めている。ただし、適応変調や符号化レートの制御を行わないシステムで、移動局装置＃ｉの組合せにCQIを用いないシステムの場合には、フィードバック情報にCQIを含めなくてもよい。

送信部１６は、フィードバック情報の入力をフィードバック情報生成部１７から受ける。そして、送信部１６は、送信アンテナ１９を介して基地局装置＃１に対してフィードバック情報を送信する。

（基地局装置＃１）
次に、基地局装置＃１について説明する。図６は、本実施例に係る基地局装置＃１のブロック図である。図６に示すように、基地局装置＃１は、制御部３、データ選択部２１、シンボル変調部２２、ＶＰＴ処理部２３、プリコーディング部２４、信号送信部２５及びアンテナ２６を有している。

制御部３は、割当制御部３１及びフィードバック情報抽出部３２を有している。さらに、割当制御部３１は、通知部３１１及び組合せ決定部３１２を有している。

フィードバック情報抽出部３２は、アンテナ２６が受信した移動局装置＃ｉが送出したフィードバック情報を含む信号を取得する。図７は、上りリンクフィードバック情報伝送フォーマットの一例の図である。上りリンクフィードバック情報伝送フォーマットとは、移動局装置＃ｉが送出したフィードバック情報を含む信号のフォーマットである。すなわち、フィードバック情報抽出部３２は、図７に示すフォーマットを用いて作成された信号を受信する。図７に示すように、上りリンクフィードバック情報伝送フォーマットは、パイロット信号５０１とフィードバック情報５０２を含む。このパイロット信号５０１は、伝播路の移相などの受信処理に用いられる。

そして、フィードバック情報抽出部３２は、受信した信号からフィードバック情報を抽出する。このフィードバック情報には、上述したように、各移動局装置＃ｉが指定した自装置宛の送信信号に適用を希望するプリコーディングベクトルＶ_ｉと他の基地局装置＃ｊからの信号による干渉係数Ｂ_ｉｊとが含まれる。さらに、本実施例では、後述するように信号を送信する移動局装置＃ｉを決定するために、CQIを用いるため、フィードバック情報には、CQIが含まれる。ただし、本実施例とは異なりCQIが必要なければ、フィードバック情報はCQIを含まなくても良い。

そして、フィードバック情報抽出部３２は、フィードバック情報を割当制御部３１へ出力する。

割当制御部３１は、フィードバック情報抽出部３２からフィードバック情報の入力を受ける。

組合せ決定部３１２は、各移動局装置＃ｉからのフィードバック情報から、協調通信により信号送信の対象とする移動局装置＃ｉの組合せを決定する。本実施例における移動局装置＃ｉの組合せの決定方法は、同じプリコーディングベクトルを適用できる移動局の組合せを選択する方法であれば特に制限はない。ここで図８を参照して、本実施例における移動局装置＃ｉの組合せの決定について説明する。図８は、実施例１における協調通信を行う移動局装置＃ｉの組合せの決定の処理のフローチャートである。図８のフローチャートではＵＥ＿Ｇ（ｋ）を、適用を希望するプリコーディングベクトルとして、インデックスｋに対応したプリコーディングＶ_ｉをフィードバックした移動局装置＃ｉの集合とする。また、Ｍ_ｋをＵＥ＿Ｇ（ｋ）に含まれる移動局装置の数とする。

まず、組合せ決定部３１２は、各移動局装置＃ｉから受信したフィードバック情報に含まれるプリコーディングベクトルＶ_ｉを取得する（ステップＳ１０１）。Ｖ_ｉに対応するインデックスをindex(Ｖ_ｉ)とする。

そして、組合せ決定部３１２は、それぞれのプリコーディングベクトルＶ_ｉにおいて、適用を希望するプリコーディングインデックスindex(Ｖ_ｉ)がｋとなるプリコーディングベクトルＶ_ｉを指定した移動局装置＃ｉを抽出し、ＵＥ＿Ｇ（ｋ）を生成する（ステップＳ１０２）。

次に、組合せ決定部３１２は、ＵＥ＿Ｇ（ｋ）として抽出した移動局装置の中から、CQIが高い順にＭ個の移動局装置を選択する。このとき、Ｍ_ｋ＜Ｍであれば、組合せ決定部３１２は、Ｍ_ｋ個全ての移動局装置を選択する。そして、組合せ決定部３１２は、選択した移動局装置の集合ＵＥ＿Ｓ（ｋ）を生成する（ステップＳ１０３）。このように、組合せ決定部３１２は、全てのプリコーディングインデックスｋのそれぞれに対して、Ｍ個の移動局装置を仮に決定する。ここで、組合せ決定部３１２は、適用を希望するプリコーディングベクトルとしてそのプリコーディングインデックスｋに対応するプリコーディングベクトルＶ_ｉを指定した移動局装置＃ｉがないｋについては候補なしとする。

そして、組合せ決定部３１２は、各ＵＥ＿Ｓ（ｋ）における、基地局装置＃１〜＃ＭからＵＥ＿Ｓ（ｋ）に含まれるそれぞれの移動局装置＃ｉへの信号送信における伝送レートの合計値を算出する。そして、組合せ決定部３１２は、算出したＵＥ＿Ｓ（ｋ）における伝送レートの合計値をＴ_ｋとする（ステップＳ１０４）。

組合せ決定部３１２は、全てのｋで実行したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。実行していないｋがある場合（ステップＳ１０５否定）、ステップＳ１０２へ戻る。全てのｋで実行している場合（ステップＳ１０５肯定）、組合せ決定部３１２は、伝送レートの合計値（Ｔ_ｋ）が最大となるＵＥ＿Ｇ（ｋ）を特定する（ステップＳ１０６）。以下では、Ｔ_ｋが最大となるＵＥ＿Ｇ（ｋ）をＵＥ＿Ｇ（ｋ＿ｍａｘ）とする。

組合せ決定部３１２は、ＵＥ＿Ｓ（ｋ＿ｍａｘ）の移動局装置＃ｉの組合せを協調通信により信号送信の対象とする移動局装置＃ｉの組合せとする。そして、ＵＥ＿Ｓ（ｋ＿ｍａｘ）の移動局装置＃ｉの信号送信に適用するプリコーディングは、インデックスｋ＿ｍａｘに対応したプリコーディングベクトルＶ_{ｉ＿ｍａｘ}と決定する（ステップＳ１０７）。以上で決定処理を終了する。

ここで、本実施例では、伝送レートがなるべく高くなるような移動局装置＃ｉの組合せを選択したが、上述したようにこの組合せの選択方法は他の方法でも良い。例えば、移動局装置＃ｉの組合せの選択方法として、ランダムに１つの移動局を選択し、選択した移動局のフィードバックしたプリコーディングに対応したインデックスを前述のｋ_ｍａｘと決定し、ＵＥ＿Ｇ（ｋ＿ｍａｘ）からランダムに移動局を選択してＵＥ＿Ｓ（ｋ＿ｍａｘ）を生成してもよい。この場合、CQIの情報は用いなくてよい。

通知部３１１は、協調通信を行う移動局装置＃ｉの組み合わせ及びその組合せに含まれる移動局装置＃ｉからのフィードバック情報を組合せ決定部３１２から取得する。そして、通知部３１１は、協調通信を行う移動局装置＃ｉの組み合わせ及びその組合せに含まれる移動局装置＃ｉからのフィードバック情報を基地局装置＃２〜＃Ｍに通知する。

また、割当制御部３１は、組合せ決定部３１２が決定した協調通信を行う移動局装置＃ｉの組み合わせ及びその組合せに含まれる移動局装置＃ｉからのフィードバック情報をデータ選択部２１、ＶＰＴ処理部２３、プリコーディング部２４及び信号送信部２５へ出力する。

データ選択部２１は、送信元サーバなどの外部装置から信号の入力を受ける。データ選択部２１に入力される信号は、各移動局装置＃ｉそれぞれへ送信する信号が含まれる。さらに、データ選択部２１は、協調通信を行う移動局装置＃ｉの組み合わせの入力を割当制御部３１から受ける。そして、データ選択部２１は、外部装置から受信した信号の中から協調通信を行う組み合わせに含まれる移動局装置＃ｉ宛の信号を選択し、シンボル変調部２２へ出力する。

シンボル変調部２２は、協調通信を行う組み合わせに含まれる移動局装置＃ｉ宛の信号の入力をデータ選択部２１から受ける。そして、シンボル変調部２２は、受信した信号を変調する。本実施例では、シンボル変調部２２は、変調方式としてQPSK、16QAM、64QAMのいずれかを適用するものとする。そして、シンボル変調部２２は、変調した信号をＶＰＴ処理部２３へ出力する。ここで、シンボル変調部２２によって変調された信号は、変調により生成される送信シンボルｕ_ｉを成分とするベクトルｕで表される。

ＶＰＴ処理部２３は、変調された信号の入力をシンボル変調部２２から受ける。さらに、ＶＰＴ処理部２３は、協調通信を行う移動局装置＃ｉの組み合わせ及びその組合せに含まれる移動局装置＃ｉからのフィードバック情報の入力を割当制御部３１から受ける。

そして、ＶＰＴ処理部２３は、移動局装置＃ｉにおける各基地局装置＃ｊからの信号による干渉係数Ｂ_ｉｊをフィードバック情報から取得する。そして、ＶＰＴ処理部２３は、干渉係数Ｂ_ｉｊをｉｊ成分とする行列Ｂを生成する。

ＶＰＴ処理部２３は、誤差信号ベクトルνを次の（数式１３）のように算出する。

ここで、Ｌは、Ｌ_ｉ＝Ｘ（ｎ_ｉ＋ｊｍ_ｉ）を成分とするベクトルとする。νは、｜Ｂ^−１（ｕ＋Ｌ）｜^２を最小とするＬの値をとる。そして、ここでの最小化は、Ｌ_ｉ＝Ｘ（ｎ_ｉ＋ｊｍ_ｉ）のｎ_ｉ、ｍ_ｉにおいて、例えば−Ｘ≦ｎ_ｉ，ｍ_ｉ≦Ｘの範囲で行う。このＸは任意に与えられるパラメータであり、Ｘが小さいほど最小値検索の処理量が小さくなるが、逆にＸが小さいと検索範囲外に最適解が有り性能劣化を起こすなどのエラーの頻度が増加するといったトレードオフがある。このため、Ｘの値についてはシステムを設計する際に、システムに要求される能力を考慮して設定されることが好ましい。ただし、一般にはＸはそれほど大きな値として設定する必要はなく、有る程度の大きさを有する値に設定しておけば問題が無い。なぜなら、｜Ｂ^−１（ｕ＋Ｌ）｜^２が複素数全体の範囲で考えればｕ＋Ｌ＝０で最小値０を有する二次曲面であり、一般にＬが大きくなればその値が大きくなる傾向がある。したがって、非常に大きいＬが解となる確率が非常に低いためである。

ＶＰＴ処理部２３は、算出した誤差信号ベクトルを用いて次の（数式１４）で表されるｘで表される送信信号を生成する。

そして、ＶＰＴ処理部２３は、生成した送信信号をプリコーディング部２４へ出力する。

プリコーディング部２４は、送信信号の入力をＶＰＴ処理部２３から受ける。また、プリコーディング部２４は、協調通信により信号を送信する移動局装置＃ｉによって指定されたプリコーディングベクトルの情報の入力を割当制御部３１から受ける。ここで、本実施例では、プリコーディング部２４は、図５に示すプリコーディングベクトルのテーブルを記憶している。それにより、プリコーディング部２４は、フィードバック情報に含まれるプリコーディングベクトルのインデックスに対応するプリコーディングベクトルを特定することができる。

プリコーディング部２４は、送信信号に対してプリコーディングベクトルＶ_ｉを用いてプリコーディングが適用された送信信号を生成する。そして、プリコーディング部２４は、生成した送信信号を信号送信部２５へ出力する。

信号送信部２５は、プリコーディング部２４から送信信号の入力を受ける。さらに、信号送信部２５は、協調通信を行う移動局装置＃ｉの組合せを割当制御部３１から受ける。そして、信号送信部２５は、受信した組合せに含まれる移動局装置＃ｉに向けて送信信号を送信する。

次に、図９を参照して、移動局装置におけるフィードバック情報の作成及びフィードバックの処理について説明する。図９は、移動局装置におけるフィードバック情報の作成及びフィードバックの処理のフローチャートである。

移動局装置＃ｉは、基地局装置＃ｊから送出された信号を取得する（ステップＳ２０１）。

チャネル推定部１５は、基地局装置＃ｊから送出された信号に含まれるパイロット信号を取得し、各基地局装置＃ｊからの伝播経路係数を推定する。本実施例では、チャネル推定部１５は、伝播経路係数をＮｒ×Ｎｔ行列であるＨ_ｉｊ（１≦ｉ≦Ｎ，ｊ≦ＭＭ）として求める（ステップＳ２０２）。

プリコーディング決定部１７２は、上述の（数式１０）を満たすＶ_ｉを適用を希望するプリコーディングベクトルＶ_ｉとして決定する（ステップＳ２０３）。

多重情報取得部１７１は、プリコーディング決定部１７２が決定したプリコーディングベクトルＶ_ｉの入力を受ける。そして、多重情報取得部１７１は、上述の（数式１１）により、全ての基地局がプリコーディングベクトルＶ_ｉを送信信号に適用した場合の干渉係数Ｂ_ｉｊを他基地局多重情報として算出する（ステップＳ２０４）。

フィードバック情報生成部１７は、CQIを算出する（ステップＳ２０５）。

そして、フィードバック情報生成部１７は、プリコーディング決定部１７２が決定したプリコーディングベクトルＶ_ｉ、多重情報取得部１７１が決定した干渉係数Ｂ_ｉｊ及び求めたCQIを用いてフィードバック情報を作成する。具体的には、フィードバック情報生成部１７は、（Ｖ_ｉ，Ｂ_ｉ１，Ｂ_ｉ２，・・・，Ｂ_{ｉ，ｉ−１}，Ｂ_{ｉ，ｉ＋１}，・・・，Ｂ_ｉ，Ｍ，CQI）をフィードバック情報として生成する（ステップＳ２０６）。

送信部１６は、フィードバック情報生成部１７により生成されたフィードバック情報を基地局装置＃１に送信する（ステップＳ２０７）。

ここで、本実施例ではCQIを用いて移動局装置＃ｉの組合せを決定するために、CQIの算出を行っているが、基地局装置＃ｊにおいてCQIを用いないシステムであれば、CQIの算出は不要となる。その場合、図８のフローチャートのステップＳ１０５は設けなくてよい。また、その場合、フィードバック情報生成部１７が生成するフィードバック情報は（Ｖ_ｉ，Ｂ_ｉ１，Ｂ_ｉ２，・・・，Ｂ_ｉｉ−１，Ｂ_ｉｉ＋１，・・・，Ｂ_ｉＭ）となる。

次に、図１０を使用して、基地局装置＃１におけるフィードバック情報に基づく送信信号の作成及び送信の処理について説明する。図１０は、基地局装置＃１におけるフィードバック情報に基づく送信信号の作成及び送信の処理のフローチャートである。

フィードバック情報抽出部３２は、各移動局装置＃ｉから受信した信号からフィードバック情報を抽出する（ステップＳ３０１）。

組合せ決定部３１２は、各フィードバック情報で指定された送信信号に対してプリコーディングベクトルＶｉを適応する移動局装置＃ｉの組合せを決定する（ステップＳ３０２）。このステップＳ３０２の処理手順の一例が、図８のフローチャートで示される処理手順である。

通知部３１１は、組合せ決定部３１２が決定した移動局装置＃ｉの組合せ及びフィードバック情報を基地局装置＃２〜＃Ｍへ通知する（ステップＳ３０３）。

データ選択部２１は、外部装置から信号の入力を受ける。そして、データ選択部２１は、協調通信を行う組み合わせに含まれる移動局装置＃ｉ宛の信号を選択する（ステップＳ３０４）。

シンボル変調部２２は、データ選択部２１により選択された信号を変調する（ステップＳ３０５）。

ＶＰＴ処理部２３は、移動局装置＃ｉにおける各基地局装置＃ｊからの信号による干渉係数Ｂ_ｉｊをフィードバック情報から取得し、干渉係数Ｂ_ｉｊをｉｊ成分とする行列Ｂを生成する（ステップＳ３０６）。

ＶＰＴ処理部２３は、誤差信号ベクトルνを上述の（数式１３）のように算出する（ステップＳ３０７）。

ＶＰＴ処理部２３は、算出した誤差信号ベクトルを用いて上述の（数式１４）のｘで表される送信信号を生成する（ステップＳ３０８）。

プリコーディング部２４は、プリコーディングベクトルＶ_ｉを適応する移動局装置＃ｉの組合せに含まれる移動局装置＃ｉへの送信信号にプリコーディングベクトルＶ_ｉを適用する（ステップＳ３０９）。

信号送信部２５は、協調通信を行う組合せに含まれる各移動局装置＃ｉに向けて送信信号を送信する（ステップＳ３１０）。

ここで、図１０のフローでは基地局装置＃１における処理を説明した。この点、基地局装置＃２〜＃Ｍにおいても、ステップＳ３０３で基地局装置＃１から通知された移動局装置の組合せ及びフィードバック情報を用いて、ステップＳ３０４〜Ｓ３１０で表される送信信号作成及び送信の処理が行われる。

以上に説明したように、本実施例に係る移動通信システムは、移動局装置が希望するプリコーディングベクトルに基づいて、同一のプリコーディングベクトルを送信信号に適用することができる移動局装置を組み合わせて協調通信の信号の送信対象としている。

このように、移動局装置が希望するプリコーディングの情報を基にプリコーディングを行うため、基地局装置から移動局装置に対して適用するプリコーディングについての情報の送信を省くことができる。したがって、基地局装置から移動局装置に対する信号に含まれる制御信号の情報量を少なくすることができる。また、それぞれの基地局装置が同一のプリコーディングを用いるため、一箇所で各移動局装置への送信信号に適応するプリコーディングを決定することができる。したがって、それぞれの基地局装置に対して移動局から適用すべきプリコーディングの情報を各移動局装置からフィードバックしなくてもよい。これにより、各移動局装置から基地局装置に対して行うフィードバックの情報量を軽減することができる。

また、従来のプリコーディングを用いて移動局装置間を直交させるなどの方法として、まず理想的にチャネル状態（Ｈ）そのものをフィードバックする方法がある。また、他の方法として、プリコーディングとして特定の基地局装置に適用してほしいプリコーディングＶ_１と、他の基地局に適用して欲しいプリコーディングＶ_２とをフィードバックする方法がある。そこで、説明を簡単にするため複素変数の数に注目して、フィードバックする情報量を評価する。評価にあたって、Ｎｒ×Ｎｔアンテナのシステムで、基地局数をＮ個とする。この場合、チャネル状態（Ｈ）そのものをフィードバックするには、Ｎｒ×Ｎｔ×Ｎ個の情報が必要である。また、プリコーディングＶ_１及びＶ_２をフィードバックするには、（Ｎｔ−１）×Ｎ個の情報が必要である。これに対して、本実施例に係る移動通信システムでは、（Ｎｔ−１）＋Ｎ個の情報ですむ。

さらに、具体例を用いて説明する。１９セルモデルなどのセル配置のモデルでは、セル端で隣接するセル数は最大３個である。また、３ＧＰＰＬＴＥ(3^rd Generation Partnership Project Long Term Evolution)システムでは、送信アンテナ数が最大４、受信アンテナも２〜４が想定されている。これらから、例えば、Ｎ＝３、Ｎｔ＝４、Ｎｒ＝４とすると、Ｈのフィードバックは、４×４×３×２＝９６個、プリコーディングＶ１及びＶ２のフィードバックは、（８−２）×３＝１８個となる。これに対して、本実施例に係る通信システムでは、（８−２）＋（２×３）＝１２個となる。このように、本実施例に係る通信システムにおけるフィードバックの情報量は従来の他の方法に比べて少なくなっている。

さらに、送信対象の移動局装置の組合せを決定する処理において、各基地局装置において適用されるプリコーディングが異なる場合、同一のプリコーディングの組合せをフィードバックした移動局装置を組み合わせることになる。しかし、この場合プリコーディングの組合せの数が多いため、移動局装置において各基地局装置で適用されるプリコーディングの組合せが同一となる可能性が低くなってしまう。そのため、お互いに干渉にならない送信対象の移動局装置の組合せを決定することが困難になってしまう。例えば、プリコーディングの種類がＫ個あるシステムで、２つの基地局装置で協調通信を行うとする。この場合、各基地局装置で異なるプリコーディングを適用する方法では、各基地局装置で適用されるプリコーディングの組合せは、Ｋ^２個の組合せが存在する。このプリコーディングの組合せがランダムに発生すると仮定すると、同一のプリコーディングの組合せをフィードバックする移動局装置が存在する確率は、１／Ｋ^２となってしまう。このように、協調通信において適切な移動局装置の組合せが決定できない可能性が高い場合、最適でない移動局装置の組合せによる通信などが発生し、スループットの劣化が発生するおそれがある。

これに対して、本実施例では、全ての基地局装置で同一のプリコーディングを適用することを前提としてフィードバックを行った場合、同一のプリコーディングをフィードバックする移動局装置が存在する確率は、プリコーディングの種類の数となる。例えば、プリコーディングの種類がＫ個ある場合には、同一のプリコーディングをフィードバックする移動局装置が存在する確率は１／Ｋとなる。

例えば、Ｋ＝１６であれば、各基地局装置で異なるプリコーディングを用いる可能性のあるシステムの場合には、同一のプリコーディングの組合せをフィードバックする移動局装置がある確率は１／２５６である。これに対して、本実施例に係る移動通信システムでは、１／１６となる。

したがって、各基地局装置で異なるプリコーディングを用いる可能性のあるシステムと比較して、実施例に係る移動通信システムは協調通信の対象とする移動局装置の組合せを容易に作成することができる。したがって、協調通信における適切な移動局装置の組合せを選択することができ、より適切な移動局通信の組合せで通信を行うことが可能となる。

さらに、本実施例に係る移動通信システムは、複数の基地局装置が協調して信号の送信を行うことを前提としている。これに対して、同一の基地局装置の同一のアンテナを用いて複数移動局装置への信号を多重化するシステムでは、本実施例のようなシステムを適用することは困難である。なぜなら、本実施例では、干渉信号Ｂ_ｉｊを移動局装置から基地局装置に対してフィードバックして、基地局装置において誤差信号Ｌを求め、ｘ＝Ｂ^−１（ｕ＋Ｌ）の送信信号を生成している。この点、同一の基地局装置の同一のアンテナからの信号の送信の場合には、Ｈ_ｉｊ＝Ｈ_ｉｉとなる。したがって、その場合は、Ｂ_ｉｊ＝１となる。すなわち、行列Ｂは、ｄｅｔＢ＝０となり、逆行列Ｂ^−１が存在しない。したがって、同一の基地局装置の同一のアンテナからの信号を送信する場合には本実施例に係る移動通信システムは適用困難である。これに対して、空間的に異なる配置のアンテナからの信号であれば、一般的には異なる伝播路を有する（Ｈ_ｉｊ≠Ｈ_ｉｉ）といえるため、複数の基地局装置による協調通信における信号の送信では、本実施例に係る移動通信システムが適用できる。

次に実施例２に係る移動通信システムについて説明する。実施例２に係る移動通信システムは、アンテナの数が異なる基地局装置が混在することが、実施例１と異なるものである。本実施例に係る移動局装置及び基地局装置の機能ブロックは実施例１と同様であり、それぞれ図３、図６で表される。本実施例では、１、２、４のアンテナ数をサポートする移動通信システムを例に説明する。

プリコーディングベクトルは、基地局装置のアンテナの数の次元のベクトルとなる。そのため、異なるアンテナを有する基地局が混在する場合には、アンテナ数毎に対応するプリコーディングベクトルを決めておくことになる。図１１は、実施例２におけるプリコーディングベクトルのテーブルの一例の図である。本実施例に係る移動通信システムでは、図１１に示すテーブルを用いる。図１１では、Pk(n)(K=１，２，４、n=１〜Ｋ)は、アンテナ数ｋの基地局が適用するインデックスｎに対応するプリコーディングをあらわしている。例えば、インデックス１には、アンテナ数１の場合のプリコーディングベクトルP1(1)とアンテナ数２の場合のプリコーディングベクトルP2(1)とアンテナ数４の場合のプリコーディングベクトルP4(1)が対応している。この場合、Pk(n)は、ｋ成分を有するベクトルである。

本実施例に係る移動局装置＃ｉにおけるプリコーディング決定部１７２は、図１１に示すプリコーディングベクトルのテーブルを記憶している。そして、プリコーディング決定部２７２は、各プリコーディングベクトルの組合せの中から自装置への送信信号に適用するプリコーディングベクトルを決定する。例えば、このプリコーディングベクトルは、実施例１の場合と同様に、特定の基地局装置からの受信信号電力を最大にするように決定すればよい。具体的には、特定の基地局装置が２本のアンテナを持っていれば、その基地局装置のプリコーディング決定部２７２は、図１１のプリコーディングベクトル：Ｗ_ｉ（２）の中から、（数式９）を満たすプリコーディングベクトルＶ_ｉを求めることになる。

多重情報取得部１７１は、図１１に示すプリコーディングベクトルのテーブルを記憶している。そして、多重情報取得部１７１は、入力されたプリコーディングベクトルのインデックスに対応する他のアンテナ数のプリコーディングベクトルをプリコーディングベクトルのテーブルから取得する。そして、多重情報取得部１７１は、基地局装置＃ｊのアンテナ数に対応するプリコーディングベクトルを用いて干渉係数Ｂ_ｉｊを求める。

フィードバック情報生成部１７は、適用するプリコーディングベクトルのインデックス及び多重情報取得部１７１が求めた干渉係数Ｂ_ｉｊを用いて、フィードバック情報を生成する。

割当制御部３１は、各移動局装置＃ｉが出力したフィードバック情報をフィードバック情報抽出部３２から取得する。

組合せ決定部３１２は、取得したフィードバック情報に含まれるプリコーディングベクトルのインデックスが一致する移動局装置＃ｉを抽出し、さらにその中から協調通信の対象とする移動局装置＃ｉの組合せを決定する。

ＶＰＴ処理部２３は、割当制御部３１から受信した干渉係数Ｂ_ｉｊから信号ｘ＝Ｂ^−１（ｕ＋ν）を生成する。

プリコーディング部２４は、図１１に示すプリコーディングベクトルのテーブルを記憶している。プリコーディング部２４は、割当制御部３１から受信したプリコーディングベクトルのインデックスに対応する自装置のアンテナ数に応じたプリコーディングベクトルをテーブルから取得する。そして、ＶＰＴ処理部２３から受信した信号ｘに対して、取得したプリコーディングベクトルを適応する。

以上に説明したように、本実施例に係る移動通信システムは、アンテナ数が異なる基地局装置が混在する場合に、アンテナ数が同じ基地局装置では同じプリコーディングベクトルの適用を要求する移動局装置の組合せを協調通信の信号送信の対象としている。これにより、アンテナ数が異なる基地局が混在しても、移動局装置から基地局装置へフィードバックする情報量を削減できる。また、アンテナ数が異なる基地局が混在する場合でも、協調通信における適切な移動局装置の組合せを容易に特定することができる。

図１２は、移動局装置のハードウェア構成図である。ＤＵＰは、デュープレクサである。ＡＤＣ（Analog Digital Converter）は、アナログデジタル変換を行う。ＤＡＣ（Digital Analog Converter）は、デジタルアナログ変換を行う。ＲＦ（Radio Frequency）（ｔｘ（transmitter））は無線信号の送信を制御する。また、ＲＦ（ｒｘ（receiver））は、無線信号の受信を制御する。また、ＤＵＰ、ＲＦ（ｔｘ）及びＲＦ（ｒｘ）は主にアナログ回路で構成されている。ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１１は、通信制御や上位レイヤの通信処理を行う。ＢＢ（Base Band：ベースバンド信号処理）１０１２は、主にデジタル回路やＤＳＰ（Digital Signal Processor）又はＣＰＵで構成されている。図３に示す各部は、ＢＢ１０１２により実現される。

図１３は、基地局装置＃１のハードウェア構成図である。図１２と同様に、ＤＵＰは、デュープレクサである。ＡＤＣは、アナログデジタル変換を行う。ＤＡＣは、デジタルアナログ変換を行う。ＲＦ（ｔｘ）は無線信号の送信を制御する。また、ＲＦ（ｒｘ）は、無線信号の受信を制御する。また、ＤＵＰ、ＲＦ（ｔｘ）及びＲＦ（ｒｘ）は主にアナログ回路で構成されている。ＣＰＵ１０２１は、通信制御や上位レイヤの通信処理を行う。ＢＢ（Base Band：ベースバンド信号処理）１０２２は、主にデジタル回路やＤＳＰ又はＣＰＵで構成されている。図６に示す各部は、ＢＢ１０２２により実現される。

３ 制御部
１１ アンテナ合成部
１２ シンボル整形部
１３ ビット判定部
１４ 制御情報抽出部
１５ チャネル推定部
１６ 送信部
１７ フィードバック情報生成部
１８ 受信アンテナ
１９ 送信アンテナ
２０ 出力部
２１ データ選択部
２２ シンボル変調部
２３ ＶＰＴ処理部
２４ プリコーディング部
２５ 信号送信部
２６ アンテナ
３１ 割当制御部
３２ フィードバック情報抽出部
１７１ 多重情報取得部
１７２ プリコーディング決定部
３１１ 通知部
３１２ 組合せ決定部

Claims (7)

1. 一以上の基地局装置、該一以上の基地局装置と通信する複数の移動局装置及び信号送信制御装置を有する移動通信システムであって、
   前記移動局装置は、
   基地局装置から自装置への送信信号に適用される適用プリコーディングを決定するプリコーディング決定部と、
   所定の基地局装置から受信した信号を基に、前記適用プリコーディングが適用された信号を他の基地局装置が送信した場合に、前記所定の基地局装置から送信された信号と前記他の基地局装置から送信された信号とがどのように多重受信されるかを表す他基地局多重情報を求める多重情報取得部と、
   前記適用プリコーディングの情報を前記信号送信制御装置に送信し、さらに、前記適用プリコーディングの情報及び前記他基地局多重情報を含むフィードバック情報を前記所定の基地局装置及び各前記他の基地局装置に送信する第１の送信部とを備え、
   前記基地局装置は、
   前記適用プリコーディングとして同一のプリコーディングを指定している複数の移動局装置に対し、同一のプリコーディングを適用して送信信号を送信する第２の送信部を備え、
   前記信号送信制御装置は、
   前記フィードバック情報において前記適用プリコーディングとして同一のプリコーディングを指定している前記移動局装置の中から協調通信を行う移動局装置の組合せを決定する組合せ決定部と、
   前記移動局装置の組合せを前記所定の基地局装置及び各前記他の基地局装置に通知する組合せ通知部とを備えた
   ことを特徴とする移動通信システム。
2. 複数の基地局装置をさらに備え、
   前記基地局装置は、
   各前記移動局装置から受信した前記フィードバック情報を基に、各前記移動局装置に対する誤差信号情報を求め、さらに、前記フィードバック情報に含まれる前記他基地局多重情報及び該誤差信号情報を基に各前記移動局装置に対する送信信号を生成する信号生成部と、
   前記送信信号に対して前記フィードバック情報で指定された前記適用プリコーディングを適用するプリコーディング部と、
   前記プリコーディングが適用された前記送信信号を各前記移動局装置の組合せ毎に多重化し各前記移動局装置に送信する信号送信部と
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
3. 前記プリコーディング部は、複数の前記プリコーディングを予め記憶しており、記憶しているプリコーディングの中から前記送信信号に適用するプリコーディングを選択して適用し、
   前記プリコーディング決定部は、前記プリコーディング部が記憶しているのと同じ複数の前記プリコーディングを予め記憶しており、記憶している前記プリコーディングの中から前記適用プリコーディングを決定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の移動通信システム。
4. 前記基地局装置は、
   送信信号を出力するためのアンテナを複数有し、
   前記プリコーディング決定部は、前記アンテナ数に対応する前記プリコーディングのうち同一のプリコーディングとして扱える前記プリコーディングの組合せを記憶していることを特徴とする請求項３に記載の移動通信システム。
5. 前記適用プリコーディングをＷ、特定の移動局装置との協調通信において主となる基地局装置ｉからの伝播路行列をＨｉｉ、該移動局装置との協調通信を行う他の基地局装置ｊからの伝播路行列をＨｉｊとするとき、
   前記多重情報取得部は、他基地局多重情報である干渉係数行列を
   

   

   として算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動通信システム。
6. 同一のプリコーディングの適用を指定している移動局装置の中から協調通信を行う移動局装置の組合せを決定する組合せ決定部と、
   前記移動局装置の組合せを他の基地局装置に通知する組合せ通知部と、
   各前記移動局装置により適用を指定されたプリコーディングの情報を基に、各前記移動局装置に対する誤差信号情報を求め、さらに、該誤差信号情報及び各前記移動局装置から受信した他基地局多重情報を基に各前記移動局装置に対する送信信号を生成する信号生成部と、
   前記送信信号に対して各移動局装置から指定されたプリコーディングを適用するプリコーディング部と、
   前記プリコーディングが適用された前記送信信号を各前記移動局装置の組合せ毎に多重化し各前記移動局装置に送信する信号送信部と
   を備えたことを特徴とする基地局装置。
7. 一以上の基地局装置、該基地局装置と通信する複数の移動局装置及び信号送信制御装置を有する通信システムに用いられる通信方法であって、
   前記移動局装置は、
   基地局装置から前記移動局装置への送信信号に適用される適用プリコーディングを決定し、
   所定の基地局装置から受信した信号を基に、前記適用プリコーディングが適用された信号を他の基地局装置が送信した場合に、前記所定の基地局装置から送信された信号と前記他の基地局装置から送信された信号とがどのように多重受信されるかを表す他基地局多重情報を求め、
   前記適用プリコーディングの情報を前記信号送信制御装置に送信し、さらに、前記適用プリコーディングの情報及び前記他基地局多重情報を含むフィードバック情報を前記所定の基地局装置及び各前記他の基地局装置に送信し、
   前記基地局装置は、
   前記適用プリコーディングとして同一のプリコーディングを指定している複数の移動局装置に対し、同一のプリコーディングを適用して送信信号を送信し、
   前記信号送信制御装置は、
   前記フィードバック情報において前記適用プリコーディングとして同一のプリコーディングを指定している前記移動局装置の中から協調通信を行う移動局装置の組合せを決定し、
   前記移動局装置の組合せを前記所定の基地局装置及び各前記他の基地局装置に通知する
   ことを特徴とする通信方法。

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