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JP2014022815A - 通信システム、通信方法、移動局の送信方法、移動局装置及び基地局装置 - Google Patents

通信システム、通信方法、移動局の送信方法、移動局装置及び基地局装置 Download PDF

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JP2014022815A
JP2014022815A JP2012157407A JP2012157407A JP2014022815A JP 2014022815 A JP2014022815 A JP 2014022815A JP 2012157407 A JP2012157407 A JP 2012157407A JP 2012157407 A JP2012157407 A JP 2012157407A JP 2014022815 A JP2014022815 A JP 2014022815A
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Abstract

【課題】基地局装置間で協調して通信する通信システムにおけるフィードバックを効率よくすることができるようにする。
【解決手段】フィードバック情報生成部２０８は、チャネル推定部２０６から入力されたチャネル推定値を表現するために用いる情報量を、各基地局装置に応じて調節する機能を有する。すなわち、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル推定値を表現するために用いるフィードバック情報量或いは自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル推定値を表現するために用いるフィードバック情報量のうち、一方のチャネル推定値を表現するために用いるフィードバック情報量を他方のチャネル推定値を表現するために用いるフィードバック情報量よりも減らすように調整する。
【選択図】図７

Description

本発明は、無線通信において基地局装置間で協調して通信する通信システム、通信方法、移動局の送信方法、移動局装置及び基地局装置に関する。
携帯電話、無線ＬＡＮなどの無線通信システムでは、通信エリアの拡張のため、複数の基地局装置（ｅＮＢ；ｅＮｏｄｅＢ）などをセルラ構成に配置している。各基地局装置が移動局装置（ＵＥ；Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）と接続可能な範囲（通信サービスエリア）はセルと呼ばれる。また、前記セルは、さらにいくつかの範囲に分割される。この分割後の範囲はセクタと呼ばれる。各基地局装置は、セル及びセクタを単位として、移動局装置との接続を管理する。
かかる無線通信システムでは、各基地局装置などが構成するセル間、或いはセクタ間で干渉が生じる（以下、セル間干渉と呼ぶ）。このため、セル全体のスループット、あるいはセル端に位置する移動局装置のユーザスループットが低下する等の問題が生じる。
かかる問題を解決する手段として、基地局装置間で協調して通信する協調マルチポイント送受信（ＣｏＭＰ：Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ／Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）がある（非特許文献１）。
図１６は、ＣｏＭＰの一例を示す図である。
図１６では、セルラを構成する基地局装置１０００−１及び基地局装置１０００−２は各々、セル範囲１０００−１ａ、１０００−２ａを有する。移動局装置２０００−１及び２０００−２は各々、基地局装置１０００−１及び基地局装置１０００−２と接続する。
そして、基地局装置１０００−１は、移動局装置２０００−１に指向性を有し、移動局装置２０００−２に干渉とならないような重み係数を乗算した信号を、移動局装置２０００−１に送信する（ｒ１１−１）。また、基地局装置１０００−２は、移動局装置２０００−２に指向性を有し、移動局装置２０００−１に干渉とならないような送信重みを乗算した信号を、移動局装置２０００−２に送信する（ｒ２２−１）。これにより、セル間干渉を抑圧することが可能となる。かかる送信重みを乗算することをプレコーディングと呼ぶ。
ここで、前記送信重み係数を算出するためには、基地局装置及び移動局装置間のチャネル情報が必要となる。
たとえば、周波数分割複信（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）では、移動局装置は、基地局装置が送信したチャネル（伝搬路）測定用パイロット信号（ＬＴＥでは参照信号Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）を用いて、前記チャネルを推定する。そして、移動局装置は、前記チャネル情報を基地局装置にフィードバックする
図１６では、移動局装置１０００−ｉと基地局装置１０００−ｊのチャネルをＨｉｊとすると、移動局装置２０００−１は、Ｈ１１、Ｈ１２を推定し、前記チャネルを基地局装置１０００−１にフィードバックする（ｒ１１−２）。また、移動局装置２０００−２は、Ｈ２１、Ｈ２２を推定し、前記チャネルを基地局装置１０００−２にフィードバックする（ｒ２２−２）。係るフィードバックの具体的方法の例としては、特許文献１に開示されている。
国際公開第２０１１／１５８９４３号
３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ； Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ； Ｆｕｒｔｈｅｒ Ａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｅ−ＵＴＲＡ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ａｓｐｅｃｔｓ （Ｒｅｌｅａｓｅ ９）、３ＧＰＰ ＴＲ ３６．８１４ Ｖ９．０．０（２０１０−０３）、２０１０年３月 URL: http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36814.htm
ところで、近年、大容量サービスの増加などによるトラフィック量増加に伴い、無線通信システムにおける伝送レートの高速化、システムスループット増大、トラフィックの分散が要求されている。これらの要求を充たす手段として、主基地局装置（マクロ基地局）が構成するマクロセルの範囲の一部又は全部と、マクロ基地局より最大送信電力が小さい小電力基地局（ピコセル基地局、フェムトセル基地局など）のセルの範囲とを重複するように、複数の基地局装置を配置することが提案されている（ヘテロジーニアス・ネットワーク、非特許文献１）。ヘテロジーニアス・ネットワークでは、移動局装置は、これらの基地局装置のうち、受信電力、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が大きくなる基地局装置と接続することで、伝送レートの高速化、システムスループットの増大、トラフィックの分散が見込める。
しかし、ヘテロジーニアス・ネットワークでは、送信電力が異なる基地局装置が複雑に配置されるため、セル間干渉の干渉源が増加する。このため、ヘテロジーニアス・ネットワークにＣｏＭＰを適用すると、チャネル情報のフィードバック量が増加するという問題がある。また、フィードバック量を制限すると、セル間干渉を充分に抑圧できない。
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、基地局装置間で協調して通信する通信システムにおけるフィードバックを効率よくすることができる通信システム、通信方法、移動局の送信方法、移動局装置及び基地局装置を提供することを目的とするものである。
上述した課題を解決するために本発明の態様に係る通信システム、通信方法、基地局装置及び移動局装置の各構成は、次の通りである。
本発明の一態様は、複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が協調して、移動局装置に信号を送信する通信システムであって、
前記移動局装置は、自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報とを推定するチャネル推定部と、前記チャネル推定部が推定したチャネル情報を用いて、自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報とを生成するフィードバック情報生成部と、前記フィードバック情報を基地局装置に送信する送信部とを備え、前記フィードバック情報生成部は、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量が異なり、
前記複数の基地局装置うちいずれかの基地局装置は、前記フィードバック情報を用いて、各基地局装置が自基地局装置に接続している移動局装置に送信する送信データに乗算する送信重み係数を算出する重み係数算出部を備え、
前記複数の基地局装置は、前記送信データに前記送信重み係数を乗算するプレコーディング部を備えることを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る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、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量が、自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量より少なくしてもよい。
また、本発明の一態様に係る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、前記チャネル推定部が推定したチャネル情報を量子化することによりフィードバック情報を生成し、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の量子化ビット数が、自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の量子化ビット数と異なること を特徴とする。
さらに前記フィードバック情報生成部は、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の量子化ビット数が、自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の量子化ビット数より少なくしてもよい。
また、本発明の一態様に係る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、前記チャネル推定部が推定したチャネル情報を圧縮することによりフィードバック情報を生成し、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の圧縮率が、自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の圧縮率と異なることを特徴とする。
さらに、前記フィードバック情報生成部は、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の圧縮率が、自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の圧縮率より大きくしてもよい。
また、本発明の一態様に係る通信システムにおいて、前記移動局装置は、上りリンク制御信号を生成する制御信号生成部を備え、前記送信部は、前記上りリンク制御信号を基地局装置に送信し、前記制御信号生成部は、前記フィードバック情報を含む制御信号のための制御信号フォーマットを有していてもよい。
また、本発明の一態様に係る通信システムにおいて、前記移動局装置は、上りリンク制御信号を生成する制御信号生成部を備え、前記送信部は、前記上りリンク制御信号を基地局装置に送信し、前記制御信号生成部は、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報を含む制御信号フォーマットと前記自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報とを含む制御信号フォーマットと有していてもよい。
さらに、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報を含む制御信号フォーマットと、前記自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報を含む制御信号フォーマットとは、ＯＦＤＭシンボル数が異なる制御信号フォーマットであってもよい。
また、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報を含む制御信号フォーマットと、前記自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報を含む制御信号フォーマットとは、サブキャリア数が異なる制御信号フォーマットであってもよい。
また、本発明の一態様は、複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が協調して、移動局装置に信号を送信する通信システムの移動局装置であって、
自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報とを推定するチャネル推定部と、前記チャネル推定部が推定したチャネル情報を用いて、自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報とを生成するフィードバック情報生成部と、前記フィードバック情報を基地局装置に送信する送信部とを備え、前記フィードバック情報生成部は、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量が異なることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が協調して、移動局装置に信号を送信する通信方法であって、
前記移動局装置は、自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報とを推定するチャネル推定過程と、前記チャネル推定過程で推定したチャネル情報を用いて、自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報とを生成するフィードバック情報生成過程と、前記フィードバック情報を基地局装置に送信する送信過程とを有し、前記フィードバック情報生成過程により生成される、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量が異なり、
前記複数の基地局装置うちいずれかの基地局装置は、前記フィードバック情報を用いて、各基地局装置が自基地局装置に接続している移動局装置に送信する送信データに乗算する送信重み係数を算出する重み係数算出過程を有し、
前記複数の基地局装置は、前記送信データに前記送信重み係数を乗算するプレコーディング過程を有することを特徴とする。
また、本発明の一態様は、複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が協調して、移動局装置に信号を送信する通信システムの移動局装置の送信方法であって、
前記移動局装置は、自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報とを推定するチャネル推定過程と、前記チャネル推定過程で推定したチャネル情報を用いて、自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報とを生成するフィードバック情報生成過程と、前記フィードバック情報を基地局装置に送信する送信過程を有し、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量が異なることを特徴とする。
本発明の一態様は、複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が協調して、移動局装置に信号を送信する通信システムの基地局装置であって、
前記移動局装置は、自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報とを推定するチャネル推定部と、前記チャネル推定部が推定したチャネル情報を用いて、自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報とを生成するフィードバック情報生成部と、前記フィードバック情報を基地局装置に送信する送信部とを備え、前記フィードバック情報生成部は、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量が異なり、
前記複数の基地局装置うちいずれかの基地局装置は、前記フィードバック情報を用いて、各基地局装置が自基地局装置に接続している移動局装置に送信する送信データに乗算する送信重み係数を算出する重み係数算出部を備え、
前記複数の基地局装置は、前記送信データに前記送信重み係数を乗算するプレコーディング部を備えることを特徴とする。
本発明によれば、基地局装置間で協調して通信を行うシステムにおいて、干渉抑圧効果をできるだけ維持しつつ、移動局装置が基地局装置に対してフィードバック情報を効率よく通知することができるという優れた効果を奏し得る。
本発明の第１の実施形態に係る通信システムのセルラ構成を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態に係る通信システムの下りリンクのチャネルを示す概略図である。 本発明の第１の実施形態に係るマスター基地局装置の構成を示す概略図である。 制御信号生成部が出力する制御信号のフォーマットの一例を示す概念図である。 重み付け制御部が送信重み係数及び受信重み係数を算出する処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係るスレーブ基地局装置の構成を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態に係る移動局装置の構成を示す概略図である。 フィードバック情報生成部が量子化ビット数を調節する方法の一態様を示す図である。 基地局装置のリソースマッピング部におけるリソースマッピングの一例を示す図である。 通信システムのマスター基地局装置が送信重み係数及び受信重み係数を算出し、スレーブ基地局装置及び移動局装置に通知する動作例を示すシーケンス図である。 移動局装置が、基地局装置に送信する信号の全体のフレームフォーマットの一例である。 上りリンクフレームフォーマットの制御信号配置領域における制御信号フォーマットの一例である。 本発明の第２の実施形態の上りリンクフレームフォーマットの制御信号配置領域における制御信号フォーマットの一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態の上りリンクフレームフォーマットの制御信号配置領域における制御信号フォーマットの別の一例を示す図である。 本発明の第３の実施形態の圧縮処理によりチャネル推定値からフィードバック情報を生成する一態様を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係るフィードバック情報生成部の構成を示す概略図である。 チャネル情報を時間領域に変換して圧縮する方法の一態様を示す図である。 第５の実施形態に係る通信システムのマスター基地局装置が送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋを算出し、スレーブ基地局装置及び移動局装置に通知する動作例を示すシーケンス図である。 ＣｏＭＰの一例を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態に係る通信システム１では、基地局装置１００−ｊ及び移動局装置２００−ｋが、ＯＦＤＭ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；直交周波数分割多重）方式を用いてデータの伝送を行う例について説明する。尚、本実施形態ではこれに限らず、その他の伝送方式、例えば、ＳＣ−ＦＤＭＡ（ｓｉｎｇｌｅ ｃａｒｒｉｅｒ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ；単一キャリア周波数分割多元アクセス）、ＤＦＴ−ｓ−ＯＦＤＭ（ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ−ｓｐｒｅａｄ−ＯＦＤＭ；離散フーリエ変換拡散ＯＦＤＭ）等のシングルキャリア伝送方式や、ＭＣ−ＣＤＭＡ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｃａｒｒｉｅｒ−ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ；多重キャリア符号分割多重アクセス）等のマルチキャリア伝送方式を用いてもよい。また、第１の実施形態に係る通信システム１の例として、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）によるＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）やＩＥＥＥ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）によるＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）等のような無線通信システムを含むが、これらに限定されない。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る通信システムのセルラ構成を示す概略図である。第１の実施形態に係る通信システムは、複数の基地局装置１００−ｊ（ｊは任意の正整数であり、図１において、ｊ＝１〜３とする）と、複数の移動局装置２００−ｋ（ｋは任意の正整数であり、図１において、ｋ＝１〜３とする）を備えている。
図１において、移動局装置２００−ｋは、ｋ＝ｊとなる基地局装置１００−ｊと無線接続されている。
各基地局装置１００−ｊは、自己のセル（１００−ｊａ）が他の基地局装置のセルと全域又は一部が重複するような構成で配置されている。基地局装置１００−ｊ間は、光ファイバやインターネット回線その他有線回線（例えば、Ｘ２インターフェース）または無線回線等を用いたバックホール回線１０−１、１０−２により接続されている。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る通信システムの下りリンクのチャネルを示す概略図である。図２の基地局装置１００−ｊ及び移動局装置２００−ｋは図１の基地局装置１００−ｊ及び移動局装置２００−ｋに対応する。
基地局装置１００−ｊと移動局装置２００−ｋ間のチャネルは各々、Ｈｋｊ（伝達関数）で表されている（ｋ及びｊは任意の正整数である。図１において、ｋ＝１〜３及びｊ＝１〜３とする）。ここで、協調の対象となる基地局装置及び移動局装置間の前記チャネルＨｋｊをシステム全体のチャネルと呼ぶ。
移動局装置２００−ｋは、ｋ＝ｊとなる基地局装置１００−ｊが送信する信号が所望信号となる。また、移動局装置２００−ｋは、ｋ≠ｊとなる基地局装置１００−ｊが送信する信号はセル間干渉となる。
例えば、移動局装置２００−１において、伝搬路Ｈ１１を通って受信する基地局装置１００−１からの送信信号が所望信号であり、伝搬路Ｈ１２及び伝搬路Ｈ１３を通って受信する基地局装置１００−２及び基地局装置１００−３からの送信信号がセル間干渉（非所望信号）となる。
各基地局装置１００−ｊは、自己が送信する送信信号に、基地局装置１００−ｊと移動局装置２００−ｋが協調して、互いに与える干渉を抑圧できるような送信重み係数Ｖｊを乗算する。また、各移動局装置２００−ｋは、基地局装置１００−ｊと移動局装置２００−ｋが協調して、互いに与える干渉を抑圧できるような受信重み係数Ｕｋを受信信号に乗算する。
以下、図２の通信システムにおいて、基地局装置１００−１は、送信重み係数及び受信重み係数を算出する主基地局装置（マスター基地局装置）とし、基地局装置１００−２及び基地局装置１００−３は、マスター基地局装置の指示に従って協調動作する従基地局装置（スレーブ基地局装置）とする。
なお、スレーブ基地局装置には、中継局装置、アクセスポイント（ＡＰ）など、本発明が実現するための処理が実行できる装置も含まれる。
[マスター基地局装置]
次に、第１の実施形態に係るマスター基地局装置（基地局装置１００−１）について説明する。
マスター基地局装置（基地局装置１００−１）は、図３に示すように、上位レイヤ１０１、符号化部１０２、変調部１０３、プレコーディング部１０４、重み係数制御部１０５、参照信号生成部１０６、制御信号生成部１０７、リソースマッピング部１０８、ＩＤＦＴ部１０９、ＧＩ挿入部１１０、送信部１１１、送信アンテナ部１１２、受信アンテナ部１２１、受信部１２２、制御信号検出部１２３を備えて構成される。尚、上記基地局装置１００−１の一部或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なうチップ制御回路（図示せず）を有する。
上りリンクにおいて、基地局装置１００−１は、受信アンテナ部１２１を介して、移動局装置２００−１が送信した信号を受信する。前記基地局装置１００−１が受信した信号には、チャネル情報（ＣＳＩ、Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）などの制御信号（フィードバック情報）を含む信号を受信する。前記チャネル情報は、明示的なチャネル情報（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ ＣＳＩ）とも表現される。
また、前記制御信号には、基地局装置が下りリンクにおいて送信する送信信号のパラメータに関する情報を含めることができる。前記送信信号のパラメータに関する情報としては、チャネル品質指標（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＭＩＭＯ伝送のランク数・空間多重数（ＲＩ：Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、その他下りリンクのスケジューリングに関する情報などが該当する。
スケジューリングとは、あるデータを送信するに際し、どの時間（タイミング）で、どの周波数帯域で送信するかを決定することをいい、スケジューリング情報とは、前記決定した時間、周波数帯域に関する情報をいう。例えば、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａでは、情報データ等をどのリソースブロックに割り当てるかを決定することをいう。なお、リソースブロックとは、ＯＦＤＭ伝送においては、１つのサブキャリアと１つのＯＦＤＭシンボルから成る信号を配置する最小単位であるリソースエレメントを複数集めて構成される信号の割当て単位である。
また、基地局装置１００−１が受信する信号には、上りリンクのチャネル情報を測定するための参照信号が含まれる。前記参照信号は、ＬＴＥ、ＬＴＥ−ＡのＳｏｕｎｄｉｎｇ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌなどを用いることができる。
受信部１２２は、前記制御信号等を信号検出処理等のデジタル信号処理が可能な周波数帯へダウンコンバート（無線周波数変換）し、さらにスプリアスを除去するフィルタリング処理を行ない、フィルタリング処理した信号をアナログ信号からデジタル信号に変換（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｓｉｔａｌ変換）を行なう。
制御信号検出部１２３は、受信部１２２が出力した信号に対して復調処理及び復号処理等を行ない、制御信号を検出する。制御信号は、上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）や上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）などから検出される。
上位レイヤ１０１は、前記制御信号検出部１２３から入力された制御信号に含まれるチャネル情報を取得する。前記チャネル情報は、基地局装置１００−１に接続する移動局装置２００−１が測定したチャネル情報である。
例えば、前記チャネル情報としては、上位レイヤ１０１は、基地局装置１００−１と移動局装置２００−１間のチャネル情報Ｈ１１、基地局装置１００−２と移動局装置２００−１間のチャネル情報Ｈ１２、基地局装置１００−３と移動局装置２００−１間のチャネル情報Ｈ１３を取得する。
なお、上位レイヤ１０１は、前記制御信号検出部１２３から入力された制御信号に含まれる送信信号のパラメータに関するもの（ＣＱＩ、ＲＩ、その他スケジューリングに関する情報など）を取得することもできる。前記送信信号のパラメータに関するものとしては、自基地局装置に接続している移動局装置に送信する信号をスケジューリングするために用いるものがある。
ここで、上位レイヤとは、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、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１０１は、バックホール回線１０−１、１０−２を通して、スレーブ基地局装置（基地局装置１００−２及び基地局装置１００−３）からチャネル情報を取得する。
例えば、上位レイヤ１０１は、基地局装置１００−１と移動局装置２００−２間のチャネル情報（チャネルＨ２１に関する情報）、基地局装置１００−２と移動局装置２００−２間のチャネル情報（チャネルＨ２２に関する情報）、基地局装置１００−３と移動局装置２００−２間のチャネル情報（チャネルＨ２３に関する情報）は、バックホール回線１０−１を通じて取得する。また、基地局装置１００−１と移動局装置２００−３間のチャネル情報（チャネルＨ３１に関する情報）、基地局装置１００−２と移動局装置２００−３間のチャネル情報（チャネルＨ３２に関する情報）、基地局装置１００−３と移動局装置２００−３間のチャネル情報（チャネルＨ３３に関する情報）はバックホール回線１０−２を通じて取得する。
すなわち、マスター基地局装置は、各移動局装置２００−ｋが協調制御を行う基地局装置（マスター基地局装置及びスレーブ基地局装置）との間のチャネル変動を推定した結果であるチャネル情報を取得する。
また、上位レイヤ１０１は、バックホール回線１０−１、１０−２を通して、スレーブ基地局装置（基地局装置１００−２及び基地局装置１００−３）から、スレーブ基地局装置が下りリンクにおいて送信する送信信号のパラメータに関する情報（ＣＱＩ、ＲＩ、その他スケジューリングに関する情報など）を取得することができる。この送信信号のパラメータに関するものは、スレーブ基地局装置が、自基地局装置に接続している移動局装置から取得したものである。
また、上位レイヤ１０１には、上述により取得した送信信号のパラメータに関する情報（ＣＱＩ、ＲＩ、その他スケジューリングに関する情報など）を用いて、マスター基地局装置１００−１並びにスレーブ基地局装置が送信する信号のスケジューリングするスケジューリング部を含んでもよい。例えば、図２の通信システムにおいて、前記スケジューリング部は、基地局装置１００−１が自基地局装置と接続している移動局装置２００−１に送信する信号、基地局装置１００−２が自基地局装置と接続している移動局装置２００−２に送信する信号、基地局装置１００−３が自基地局装置と接続している移動局装置２００−３に送信する信号のスケジューリングをすることができる。
なお、各スレーブ基地局装置が自局と接続している移動局装置に送信する信号におけるスケジューリングは、各スレーブ基地局装置が個別に行ってもよい。かかる場合、各スレーブ基地局装置は、前記スケジューリング結果をマスター基地局装置に通知することができる。
また、上位レイヤ１０１は、取得したチャネル情報を重み係数制御部１０５に入力する。ここで、上位レイヤ１０１は、協調する基地局装置に関する情報（例えば、協調する基地局装置のＩＤ、協調する基地局装置数及び移動局装置数など）、前記スケジューリング結果を重み係数制御部１０５に入力する構成としても良い。また、上位レイヤ１０１は、送信信号のパラメータに関する情報（ＣＱＩ、ＲＩ、その他スケジューリングに関する情報など）を重み係数制御部１０５に通知することもできる。
また、上位レイヤ１０１は、後述する重み係数制御部１０５で算出した送信重み係数または／及び受信重み係数を、バックホール回線１０−１及び１０−２を通して、スレーブ基地局装置に通知する。基地局装置１００−１の上位レイヤ１０１は、基地局装置１００−２が送信信号に乗算する送信重み係数Ｖ２、または／及び、移動局装置２００−２が受信信号に対して乗算する受信重み係数Ｕ２を、バックホール回線１０−１を介して基地局装置１００−２に通知する。基地局装置１００−１の上位レイヤ１０１は、基地局装置１００−３が送信信号に乗算する送信重み係数Ｖ３と、移動局装置２００−３が受信信号に対して乗算する受信重み係数Ｕ３とを、バックホール回線１０−２を介して基地局装置１００−３に通知する。
また、上位レイヤ１０１は、符号化部１０２に情報データを出力し、制御信号生成部１０７に制御データを出力する。
尚、上位レイヤ１０１は、基地局装置１００−１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。
符号化部１０２は、上位レイヤ１０１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う。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１０２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）などである。
尚、符号化部１０２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ってもよい。また、符号化部１０２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よい。
変調部１０３は、符号化部１０２から入力された信号を変調して変調シンボルを生成する。変調部１０３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）、ＱＡＭ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；直交振幅変調）などである。尚、変調部１０３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。
重み係数制御部１０５は、上位レイヤ１０１から取得したチャネル情報を用いて、マスター基地局装置及びスレーブ基地局装置が送信する信号に乗算する送信重み係数Ｖｊ及び各基地局装置と接続している移動局装置が受信信号に乗算する受信重み係数Ｕｋを算出する。すなわち、重み係数制御部１０５は、システム全体のチャネル情報を用いて、送信重み係数及び受信重み係数を算出する。
一態様として、重み係数制御部１０５は、干渉源となる複数の基地局装置から到来する干渉信号の等価伝搬路の向き（ベクトル）が、各移動局装置において受信信号に乗算する受信重み係数に直交するように送信重み係数を算出する（式（１））。
Figure 2014022815
ここで、Ｈｋｊは、基地局装置１００−ｊと、協調制御の対象である移動局装置２００−ｋとの間のチャネル行列、Ｖｊは基地局装置１００−ｊの送信重み係数のベクトル、Ｕｋは移動局装置２００−ｋの受信重み係数のベクトル、ｄｋはストリーム数である。Ｈは複素共役転置である。
また、重み係数制御部１０５は、スレーブ基地局装置の送信重み係数Ｖｊ及びスレーブ基地局装置に接続している移動局装置の受信重み係数Ｕｋを上位レイヤ１０１に通知する。
また、重み係数制御部１０５は、マスター基地局装置（自局）の送信信号に乗算する送信重み係数Ｖ１をプレコーディング部１０４に出力する。また、重み係数制御部１０５はマスター基地局装置（自局）に接続している移動局装置の受信重み係数Ｕ１を制御信号生成部１０７に出力する。
なお、上述では、重み係数制御部１０５が送信重み係数及び受信重み係数を算出する場合を説明したが、送信重み係数のみを算出することもできる。
プレコーディング部１０４は、変調部１０３が出力する変調シンボルに送信重み係数Ｖ１を乗算する。
参照信号生成部１０６は、参照信号（パイロット信号）を生成し、生成した参照信号をリソースマッピング部１０８に出力する。例えば、参照信号は、基地局装置の送信アンテナ部１１２から各移動局装置の受信アンテナ部２０１−１及び２０１−２までのチャネル特性を推定するために用いる信号である。推定したチャネル特性は、送信重み係数及び受信重み係数算出のためのチャネル情報、或いは移動局装置におけるチャネル補償に用いられる。尚、参照信号を構成する符号系列は、直交系列、例えば、アダマール符号又はＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｚｅｒｏ Ａｕｔｏ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）系列であることが好ましい。
制御信号生成部１０７は、上位レイヤ１０１が出力する制御データ及び重み係数制御部１０５が出力する受信重み係数Ｕ１（自局に接続する移動局装置の受信重み係数）を含む制御信号を生成する。ここで、重み係数を含む制御信号を生成する制御信号生成部１０７を重み係数情報生成部と、前記制御信号生成部が生成した重み係数を含む制御信号を重み係数情報とよんでもよい。尚、該制御信号に誤り訂正符号化及び変調処理を施してもよい。
図４は、制御信号生成部１０７が出力する制御信号のフォーマットの一例を示す概念図である。制御信号は、自局と接続している移動局装置の受信重み係数に関する情報を格納する領域を有する。図２の通信システムでは、基地局装置１００−１に接続している移動局装置２００−１が受信信号に乗算する受信重み係数Ｕ１を受信重み係数に関する情報とし、該情報を格納する領域が設けられている。
また、制御信号には、移動局装置宛の信号が割り当てられたリソースブロックに関する情報、送信信号に施されている変調多値数（ＭＣＳ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）、送信電力制御に関するコマンド（ＴＰＣコマンド）、ＨＡＲＱの再送回数などを格納する領域を設けることができる。
例えば、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａでは、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）を用いることができる。
なお、制御信号生成部１０７は、シンボル同期、フレーム同期などの同期を確立、追従するための同期信号、報知チャネル（例えば、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａでは、ＰＢＣＨ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を生成する。前記同期信号は、ＬＴＥ、ＬＴＥ−ＡのＰＳＳ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ）、ＳＳＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｎｇａｌ）を用いることができる。
リソースマッピング部１０８は、上位レイヤ１０１から通知されるスケジューリング情報に基づいて、プレコーディング部が出力する信号、参照信号生成部が出力する信号及び制御信号生成部が出力する信号を、あるＯＦＤＭシンボルのあるサブキャリアにマッピングする（以降、リソースマッピングと呼ぶ。）。
ＩＤＦＴ部１０９は、リソースマッピング部１０８から入力された周波数領域信号に対して逆離散フーリエ変換（ｉｎｖｅｒｓｅ ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ＩＤＦＴ）して時間領域信号に変換する。ＩＤＦＴ部１０９は、周波数領域信号を時間領域信号に変換できれば、ＩＤＦＴの代わりに、他の処理方法（例えば、逆高速フーリエ変換［ＩＦＦＴ、ｉｎｖｅｒｓｅ ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ］）を用いてもよい。
ＧＩ挿入部１１０は、ＩＤＦＴ部１０９から入力された時間領域信号（有効シンボルと呼ぶ）にＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ；ガードインターバル、ガード区間ともいう）を付加してＯＦＤＭシンボルを生成する。ＧＩとは、前後の時間のＯＦＤＭシンボルが互いに干渉しないことを目的として付加する区間である。例えば、ＧＩ挿入部１１０は、有効シンボルの後半の一部の区間の複写（コピー）をＧＩとして、有効シンボルに前置する。従って、ＧＩが前置された有効シンボルがＯＦＤＭシンボルとなる。
送信部１１１は、ＧＩ挿入部１１０から入力されたＯＦＤＭシンボルを、Ｄ／Ａ（ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−ａｎａｌｏｇ；デジタル・アナログ）変換して、アナログ信号を生成する。また、送信部１１１は、生成したアナログ信号に対してフィルタリング処理により帯域制限して帯域制限信号を生成する。送信部１１１は、生成した帯域制限信号を無線周波数帯域にアップコンバートし、送信アンテナ部１１２に出力する。
次に、通信システムにおいて、送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋを算出する処理を説明する。図５は、重み係数制御部１０５が送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋを算出する処理の一例を示すフローチャートである。
図５の算出方法では、基地局装置から移動局装置の伝搬路行列の複素共役転置行列が、移動局装置から基地局装置の伝搬路行列となるという性質（伝搬路の相反性）を利用して、送信と受信の役割を入れ替えながら干渉の影響ができるだけ小さくなるような重み係数を求める処理を繰返し行う。
まず、重み係数制御部１０５は、伝搬路情報を取得すると、任意の送信重み係数Ｖｊを設定する（Ｓ１００）。
次に、重み係数制御部１０５は、移動局装置２００−ｋが受信する干渉の総和Ｑｋ、ｉを式（２）に基づいて算出する（Ｓ１０１）。ここで、Ｑは受信する干渉信号の共分散行列である。また、Ｐは送信電力、Ｋは協調制御の対象となる移動局装置数である。また、Ｈは複素共役転置を表す。
Figure 2014022815
次に、重み係数制御部１０５は、算出した干渉の総和Ｑｋ、ｉを特異値分解し、干渉の総和Ｑｋ、ｉを抑圧する受信重み係数Ｕｋ、ｉを算出する（Ｓ１０２）。尚、ステップＳ１０２及びステップＳ１０３では、基地局装置１００−ｊの送信信号を移動局装置２００−ｋが受信する場合について、受信重み係数Ｕｋが算出されていることになる。
次に、基地局装置１００−ｊと移動局装置２００−ｋの送信と受信の役割の入れ替えを行う（Ｓ１０３）。すなわち、移動局装置２００−ｋが前記係数Ｕｋ、ｉを乗算した送信信号を基地局装置１００−ｊが受信する場合について、該基地局装置１００−ｊの受信重み係数Ｕｋ 〜を算出する。該受信重み係数Ｕｋ 〜は、基地局装置１００−ｊの送信重み係数Ｖｋに該当することになる。
受信重み係数Ｕｋ 〜の算出について、まず、基地局装置１００−ｊが受信する干渉の総和Ｑｊ、ｉ 〜を式（３）に基づき算出する（Ｓ１０４）。ここで、Ｈｊｋ 〜＝Ｈｋｊ Ｈ、Ｖｋ 〜＝Ｕｋ、Ｐ〜は送信電力である。
Figure 2014022815
次に、干渉の総和Ｑｊ、ｉ 〜を特異値分解し、干渉の総和Ｑｊ、ｉ 〜を抑圧する受信重み係数Ｕｋ、ｉ 〜を算出する（Ｓ１０５）。再度、基地局装置１００−ｊと移動局装置２００−ｋの送信と受信の役割の入れ替えを行う（Ｓ１０６）。すなわち、Ｖｋ、ｉ＝Ｕｋ、ｉ 〜を代入する。
処理の回数をカウントするカウンタを１つインクリメントし（Ｓ１０７）、所定の回数Ｉに到達するまで（Ｓ１０８、Ｎ）、ステップＳ１０１乃至ステップＳ１０６の処理を繰返す。所定の回数Ｉに到達した場合（Ｓ１０８、Ｙ）、処理を終了する。
このように、基地局装置１００−ｊと移動局装置２００−ｋの送信と受信の役割を入れ替えながら、干渉電力が小さくなるような受信重み係数（Ｕｋ、Ｕｋ 〜）を繰り返し更新していくことで、基地局装置１００−ｊ及び移動局装置２００−ｋが干渉の影響を抑圧することができる受信重み係数が得られる。
ｋ＝ｊとなる受信重み係数Ｕｋ 〜を基地局装置１００−ｊの送信重み係数Ｖｊとし、受信重み係数Ｕｋを移動局装置２００−ｋの受信重み係数Ｕｋとすることで、複数の基地局装置１００−ｊが協調して干渉の影響を抑圧することができる。尚、この算出方法は一例であり、これに限定されず、この他の算出方法を用いてもよい。
[スレーブ基地局装置]
次に、第１の実施形態におけるスレーブ基地局装置（基地局装置１００−２及び基地局装置１００−３）について説明する。図６は、第１の実施形態に係るスレーブ基地局装置（基地局装置１００−２及び基地局装置１００−３）の構成を表す概略図である。以下、基地局装置１００−２の構成として説明するが、基地局装置１００−３も同様の構成を有する。
基地局装置１００−２は、上位レイヤ１５１、符号化部１０２、変調部１０３、プレコーディング部１５４、参照信号生成部１０６、制御信号生成部１５７、リソースマッピング部１０８、ＩＤＦＴ部１０９、ＧＩ挿入部１１０、送信部１１１、送信アンテナ部１１２、受信アンテナ部１２１、受信部１２２及び制御信号検出部１２３を含んで構成される。尚、基地局装置１００−２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なうチップ制御回路（図示せず）を有する。
基地局装置１００−１と比較すると、基地局装置１００−２における、上位レイヤ１５１、プレコーディング部１５４、制御信号生成部１５７における動作が異なる。以下、主に異なる部分について説明する。
上位レイヤ１５１は、前記制御信号検出部１２３から入力された制御信号に含まれるチャネル情報を取得する。
具体的には、上位レイヤ１５１は、制御信号検出部１２３から入力された制御信号に含まれるチャネル情報（基地局装置１００−１と移動局装置２００−２間の伝搬路情報Ｈ２１、基地局装置１００−２と移動局装置２００−２間の伝搬路情報Ｈ２２、基地局装置１００−３と移動局装置２００−２間の伝搬路情報Ｈ２３）を取得する。
また、上位レイヤ１５１は、前記チャネル情報を、バックホール回線１０−１を介して、重み係数の算出を行うマスター基地局装置１００−１に通知する。
また、上位レイヤ１５１は、バックホール回線１０−１を介して、スレーブ基地局装置１００−２が下りリンクにおいて送信する送信信号のパラメータに関する情報（ＣＱＩ、ＲＩ、その他スケジューリングに関する情報など）をマスター基地局装置１００−１に通知することができる。この送信信号のパラメータに関するものは、スレーブ基地局装置が、自基地局装置に接続している移動局装置から取得したものである。
また、上位レイヤ１５１は、前記送信信号のパラメータに関する情報（ＣＱＩ、ＲＩ、その他スケジューリングに関する情報など）に基づいて、自局である基地局装置１００−２に接続している移動局装置宛に送信する送信信号のＭＣＳ、割当てるリソースブロックの決定などのスケジューリングをすることをできる。かかる場合、上位レイヤ１５１は、バックホール回線１０−１を介して、前記スケジューリング結果をマスター基地局装置１００−１に通知することができる。
また、上位レイヤ１５１は、バックホール回線１０−１を介して、自局の送信信号に乗算する送信重み係数Ｖ２及び自局と接続している移動局装置２００−２の受信重み係数Ｕ２をマスター基地局装置から取得する。
また、上位レイヤ１５１は、前記送信重み係数Ｖ２をプレコーディング部１５４に入力する。更に、上位レイヤ１５１は、受信重み係数Ｕ２を制御信号生成部１５７に入力する。
プレコーディング部１５４は、変調部１０３が出力する変調シンボルに送信重み係数Ｖ２を乗算する。
制御信号生成部１５７は、上位レイヤ１５１が出力する制御データ及び受信重み係数Ｕ２（自局に接続する移動局装置２００−２の受信重み係数）を含む制御信号を生成する。同様に、制御信号のフォーマットは、図５に示すフォーマットが適用される。すなわち、自局と接続している移動局装置２００−２の受信重み係数情報Ｕ２を格納する領域を有する。
[通信システムの下りリンク送信フォーマット]
図９は、基地局装置のリソースマッピング部１０８におけるリソースマッピングの一例である。図９において、横方向は時間Ｔを示し、縦方向は周波数Ｆを示す。
図９において、白抜き部ＲＥ１は、制御信号（制御信号生成部１０７が出力する信号）及び情報データ（プレコーディング部１０４が出力する信号）をマッピングするリソースエレメントである。太線の領域は、受信重み係数を通知する移動局装置の情報データがマッピングされる領域ＭＡである。例えば、基地局装置１００−１のリソースマッピング部１０８においては、領域ＭＡには、移動局装置２００−１に送信する情報データがマッピングされる。
また、塗潰し部ＲＥ２及び斜線部ＲＥ３は、参照信号をマッピングするリソースエレメントである。斜線部ＲＥ３で示した参照信号をマッピングできるリソースエレメントは、セル固有の参照信号（第１の参照信号）をマッピングするリソースエレメントである。
第１の参照信号は、セル間で相互に直交している。例えば、第１の参照信号は、ＣＤＭ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｉｐｌｅｘｉｎｇ）、ＦＤＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）で直交性を保持することができる。
また、塗潰し部ＲＥ２で示した参照信号をマッピングできるリソースエレメントは、ユーザ固有の参照信号（第２の参照信号）をマッピングするリソースエレメントである。
第２の参照信号は、セル間で相互に直交させることも可能である。かかる場合、第２の参照信号は、ＣＤＭ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｉｐｌｅｘｉｎｇ）、ＦＤＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）で直交性を保持することができる。
例えば、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａでは、第１の参照信号として、ＣＲＳ（Ｃｅｌｌ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）、ＣＳＩ−ＲＳ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ − Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）を用いることができる。 また、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａでは、第１の参照信号として、ＤＭ−ＲＳ（ＤｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）を用いることができる。
[移動局装置]
次に、第１の実施形態における移動局装置２００−ｋについて説明する。図７は、第１の実施形態に係る移動局装置２００―ｋの構成を示す概略図である。
移動局装置２００−ｋは、複数の受信アンテナ部２０１−ｅ、受信部２０２−ｅ、Ａ／Ｄ部２０３−ｅ、複数のＧＩ除去部２０４−ｅ、ＤＦＴ部２０５−ｅ、チャネル推定部２０６、干渉抑圧部２０７、フィードバック情報生成部２０８、チャネル補償部２０９、復調部２１０、復号部２１１、制御信号検出部２１２及び上位レイヤ２１３、制御信号生成部２２１、送信部２２２及び送信アンテナ部２２３を含んで構成される。尚、ｅは、移動局のアンテナ数である。図７では、移動局装置２００−ｋが２本（ｅ＝２）の受信アンテナを有する場合の例を示すが、これに限らず、何本のアンテナを備えてもよい。また、１本の送信アンテナとなっているが、これに限らず、複数の送信アンテナを備えてもよいし、送信アンテナと受信アンテナを共用する構成としてもよい。また、移動局装置２００−ｋ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なうチップ制御回路（図示せず）を有する。
移動局装置２００−ｋは、受信アンテナ部２０１−ｅを介して、基地局装置１００−ｊの送信信号を受信する。ここで、移動局装置２００−ｍ（ｍ∈ｋの集合）が基地局装置１００−ｍと接続している場合、基地局装置１００−ｍ以外の基地局装置が送信する信号は移動局装置２００−ｍにとってセル間干渉となる。
受信部２０２−ｅは、受信アンテナ部２０１−ｅから入力された無線周波数信号をデジタル信号処理が可能な周波数帯域にダウンコンバートし、ダウンコンバートした信号を更にフィルタリング処理を行って不要成分（スプリアス；Ｓｐｕｒｉｏｕｓ）を抑圧する。
Ａ／Ｄ部２０３−ｅは、フィルタリング処理を行った信号をアナログ信号からデジタル信号に（Ａ／Ｄ；Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ）変換し、変換したデジタル信号をＧＩ除去部２０４−ｅ及び制御信号検出部２１２に出力する。
ＧＩ除去部２０４−ｅは、遅延波による歪を回避するためにＡ／Ｄ部２０３−ｅから出力される信号からガードインターバルＧＩを除去し、除去された信号をＤＦＴ部２０５−ｅに出力する。
ＤＦＴ部２０５−ｅは、ＧＩ除去部２０４−ｅから入力されたガードインターバルＧＩが除去された信号を時間領域信号から周波数領域信号に変換する離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行い、チャネル推定部２０６及び干渉抑圧部２０７に出力する。尚、ＤＦＴ部２０５−ｅは、信号を時間領域から周波数領域に変換できれば、ＤＦＴに限らず、他の方法、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等を行ってもよい。
チャネル推定部２０６は、ＤＦＴ部２０５−ｅが出力した信号に含まれるチャネル推定用のパイロット信号（参照信号）をデマッピングし、当該パイロット信号を用いてチャネル推定を行う。チャネル推定値（チャネル情報）は、例えば、伝達関数などである。
具体的には、チャネル推定部２０６は、自移動局装置が接続している基地局装置が送信したパイロット信号を用いて、自移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネルを推定する。また、チャネル推定部２０６は、自移動局装置が接続している基地局装置以外が送信したパイロット信号を用いて、自移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネルを推定する。そして、自移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル推定値を、チャネル補償部２０９及びフィードバック情報生成部２０８に通知する。また、自移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル推定値、自移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル推定をフィードバック情報生成部２０８に通知する。
チャネル推定部２０６が算出する移動局装置２００−ｋと基地局装置１００−ｊ間のチャネル推定値をＨ＾ ｋｊとすると、例えば、式（４）に基づいて算出できる。
Figure 2014022815
ここで、Ｓｊは基地局装置１００−ｊが送信するパイロット信号、Ｓ〜 ｊは移動局装置２００−ｋが既知である基地局装置１００−ｊのパイロット信号である。
フィードバック情報生成部２０８は、前記チャネル推定部２０６から入力されたチャネル推定値を用いて、移動局装置が基地局装置に通知するフィードバック情報を生成する。当該フィードバック情報は、マスター基地局装置が送信重み係数Ｖｊおよび／または受信重み係数Ｕｋを算出するために用いられるチャネル情報である。
フィードバック情報生成部２０８は、前記チャネル推定部２０６から入力されたチャネル推定値を表現するために用いる情報量を、各基地局装置に応じて調節する機能を有する。すなわち、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル推定値を表現するために用いるフィードバック情報量或いは自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル推定値を表現するために用いるフィードバック情報量のうち、一方のチャネル推定値を表現するために用いるフィードバック情報量を他方のチャネル推定値を表現するために用いるフィードバック情報量よりも減らすように調整する。
一態様としては、前記チャネル推定部２０６から入力されたチャネル情報の量子化ビット数を、各基地局装置に応じて調節する機能を有する。
具体的には、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報或いは自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報のうち、いずれか一方のチャネル情報の量子化ビット数を他方のチャネル情報の量子化ビット数よりも減らすように調整する。これにより、マスター基地局装置が重み係数算出に用いるためのフィードバック情報を減らすことができるため有効である。
フィードバック情報生成部２０８は、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報の量子化ビット数より減らすことができる。
これにより、自局移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置が、自局移動局装置が接続している基地局装置より多い場合、フィードバック情報を減らす効果が増加する。
また、フィードバック情報生成部２０８は、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報の量子化ビット数を自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報の量子化ビット数より減らすことができる。
当該チャネル情報は、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置から受ける干渉（セル間干渉）を抑圧するために用いられるものである。
このため、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報の量子化ビット数を自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報の量子化ビット数より減らすことにより、当該通信システムの干渉抑圧機能の低下を抑えつつ、フィードバック情報を減らすことができるため有効である。
図８は、フィードバック情報生成部が量子化ビット数を調節する方法の一態様である。
図８（Ａ）は、ＤＦＴ部２０５により受信信号が時間領域信号から周波数領域信号に変換された後の各サブキャリアの振幅を示している。横軸はサブキャリアインデックス、縦軸は振幅を示す。図８（Ａ）では、振幅が１２ビットで量子化されている。また、＃１は自局の移動局装置が接続している基地局装置が送信した参照信号が配置されたサブキャリアインデックス、＃６は自局の移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置が送信した参照信号が配置されたサブキャリアインデックスとする。
チャネル推定部２０６は、チャネル情報の一つとして、図８（Ｂ）左側の図に示すサブキャリアインデックス＃１及び＃６の振幅をフィードバック情報生成部２０８に入力する。なお、チャネル推定部２０６は、チャネル情報の一として、サブキャリアインデックス＃１及び＃６の量子化された位相も、同様に、フィードバック情報生成部２０８に入力する。
例えば、フィードバック情報生成部２０８は、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報であるサブキャリアインデックス＃１の振幅・位相の量子化ビット数を減らす。図８（Ｂ）の右側は、サブキャリアインデックス＃１の量子化された振幅のうち、上位２ビットを削除することで、振幅の量子化ビット数を減らした例である。なお、量子化ビット数を減らす方法として、図８（Ｂ）では、上位２ビットを削除しているが、下位２ビットを削除してもよい。また、１２ビットで量子化された振幅を、Ｄ／Ａ変換してアナログ信号にした後、再度、量子化数が１０ビットのＤ／Ａ変換をすることにより、量子化ビット数を減らすこともできる。
一方、フィードバック情報生成部２０８は、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報であるサブキャリアインデックス＃２の振幅・位相の量子化ビット数は、そのままのビット数を維持する。
なお、図８（Ｂ）では、フィードバック情報生成部２０８は、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報の量子化ビット数を維持することで、量子化ビット数を調整しているが、これに限らない。
例えば、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報の量子化ビット数の削減数を自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報の量子化ビット数の削減数と異なることにより、同様の効果をえることができる。
フィードバック情報生成部２０８は、上位レイヤ２１３から通知されるチャネル推定用パイロット信号の配置情報に基づいて、当該いずれの基地局装置が送信したパイロット信号かを判断する。
そして、前記方法のように、チャネル推定値を表現するために用いる情報量を調整後のチャネル推定値を上位レイヤに通知する。
制御信号検出部２１２は、Ａ／Ｄ部２０３−ｅが出力した信号に含まれる制御信号の検出を行う。そして、制御信号検出部２１２は、制御信号に含まれる受信重み係数情報（図４参照）を抽出すると、干渉抑圧部２０７に入力する。
また、制御信号検出部２１２は、前記制御信号に含まれるリソースブロック割当情報、ＭＣＳ情報、ＨＡＲＱ情報、ＴＰＣ情報などの各種情報を抽出する。そして、前記抽出した各種情報から自局宛の情報データに関する情報（自局宛の情報データの割当位置、情報データに施されているＭＣＳなど）を検出し、復調部２１０及び復号部２１１に通知する。
干渉抑圧部２０７は、ＤＦＴ部２０６−ｅから入力された周波数領域の信号に制御信号検出部２１２から入力された受信重み係数Ｕを乗算する。
チャネル補償部２０９は、チャネル推定部２０６から入力されたチャネル推定値に基づき、ＺＦ（Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ；ゼロフォーシング）等化、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ；最小平均二乗誤差）等化等の方式を用いて、フェージングによるチャネル歪を補正する重み係数を算出する。また、チャネル補償部２０９は、前記重み係数を干渉抑圧部２０７から入力された信号に乗算してチャネル補償を行う。
復調部２１０は、チャネル補償部２０９から入力されたチャネル補償後の信号（データ変調シンボル）に対して復調処理を行う。該復調処理は、硬判定（符号化ビット系列の算出）、軟判定（符号化ビットＬＬＲの算出）のどちらでもよい。
復号部２１１は、復調部２１０が出力する復調後の符号化ビット系列（又は、符号化ビットＬＬＲ）に対して誤り訂正復号処理を行い、自己宛に送信された情報データを算出し、上位レイヤ２１３に出力する。この誤り訂正復号処理の方式は、接続している基地局装置１００−ｍが行ったターボ符号化、畳み込み符号化等の誤り訂正符号化に対応する方式である。誤り訂正復号処理は、硬判定又は軟判定のどちらも適用できる。
尚、基地局装置１００−ｊが、インターリーブしたデータ変調シンボルを送信する場合には、復号部２１１は、誤り訂正復号処理を行う前に、入力された符号化ビット系列をインターリーブに対応するデインターリーブ処理を行う。そして、復号部２１１は、デインターリーブ処理が行われた信号に対して誤り訂正復号処理を行う。
制御信号生成部２２１は、前記フィードバック情報生成部２０８が生成したフィードバック情報を含む制御データを生成する。
例えば、図１の通信システムにおいて、移動局装置２００−１の前記制御信号には、移動局装置２００−１と協調する基地局装置１００−１との間のチャネルＨ１１、移動局装置２００−１と協調する基地局装置１００−２との間のチャネルＨ１２、移動局装置２００−１と協調する基地局装置１００−３との間のチャネルＨ１３のフィードバック情報が含まれる。
また、制御信号生成部２２１は、下りリンクの送信信号のパラメータに関する情報（ＣＱＩ、ＲＩ、その他スケジューリングに関する情報など）を含む制御データを生成する。下りリンクの送信信号のパラメータに関する情報は、上位レイヤ２１３が、チャネル推定部２０６で算出したチャネル推定値に基づいて決定する。
また、制御信号生成部２２１は、前記制御データを誤り訂正符号化及び変調マッピングし、制御信号を生成する。制御信号生成部２２１が出力する制御信号を含む信号は、送信部２２２で、下りリンクにおいて送信可能な周波数帯までアップコンバートされ、送信アンテナ部２２３を介して、接続している基地局装置１００−ｊに送信される。
次に、移動局装置２００−ｋの干渉抑圧部２０７における処理について、具体的に説明する。以下は、移動局のアンテナが２本（ｅ＝２）の場合の例である。
移動局装置２００−ｋにおいて、ＤＦＴ部２０５−１及びＤＦＴ部２０５−２から干渉抑圧部２０７に入力される信号をベクトルＲｋとして、式（５）を用いて以下のように表わすことができる。
Figure 2014022815
ここで、Ｒｋ、ｅは移動局装置ｋのＤＦＴ部２０５−ｅから入力される信号、Ｈｋｊ、ｅは基地局装置１００−ｊ（ｊ＝１〜３）の送信信号を移動局装置２００−ｋが受信アンテナ部２０１−ｅを介して受信した場合のチャネル（伝達関数）、Ｖｊは基地局装置１００−ｊの送信信号に乗算されている送信重み係数（各基地局装置のプレコーディング部１０４で乗算）、Ｓｊは基地局装置１００−ｊのデータ変調シンボルである。
また、干渉抑圧部２０７が上記のＲｋに受信重み係数Ｕｋを乗算した信号をＹｋとすると、式（６）と表せる。ここで、Ｕｋ、ｅは、移動局装置２００−ｋのＤＦＴ部２０５−ｅから入力される信号に乗算する受信重み係数である。
Figure 2014022815
[通信システムの上りリンク送信フォーマット]
図１１は、移動局装置が、基地局装置に送信する信号の全体のフレームフォーマットの一例である。図１１において、横方向は時間Ｔを示し、縦方向は周波数Ｆを示す。
白抜き部ＲＥ１は、制御信号及び情報データ信号（データ変調シンボル）をマッピングするリソースエレメントである。また、移動局装置が送信するために割り当てられた帯域（ユーザ帯域ＢＷ）は、制御信号を配置領域ＣＡと情報データを配置する領域ＤＲに分けられる。
また、塗潰し部ＲＥ２は、参照信号をマッピングするリソースエレメントである。
図７の制御信号生成部２２１は、図１１の送信信号全体フォーマットに基づいて、制御信号配置領域ＣＡに前記フィードバック情報を含む制御信号等をマッピングする。かかる制御信号等は、ある所定の単位（例えば、実施形態１のリソースブロック単位）でマッピングされる。
また、制御信号生成部２２１は、所定の制御信号フォーマットに基づいて、制御信号を制御信号配置領域ＣＡにマッピングする。
本実施形態の通信システムでは、協調通信を実現するための送受信重み係数が算出される。本実施形態の通信システムでは、複数種類の制御信号フォーマットを具備し、そのうち少なくとも１つに送受信重み係数算出に用いるフィードバック情報を格納する領域を有する制御信号フォーマットが含まれる。さらに、送受信重み係数算出に用いるフィードバック情報を格納する領域を有する制御信号フォーマットには、少なくとも１つに、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報が格納される領域と自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報が格納される領域のＯＦＤＭシンボル数が異なる制御信号フォーマットが含まれる。
図１２は、上りリンクフレームフォーマットの制御信号配置領域における制御信号フォーマットの一例である。
図１２において、塗潰し部分は、参照信号が割当てられるＯＦＤＭシンボルである。また、白抜き部分は、下りリンクのデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを通知するために割当てられるＯＦＤＭシンボルである。また、網掛け部分は、下りリンクのチャネル品質（ＣＱＩ）を通知するために割当てられるＯＦＤＭシンボルである。また、右斜め上斜線部分及び左斜め上斜線部分は、移動局装置と基地局装置間のチャネル情報をフィードバックするために割当てられるＯＦＤＭシンボルである。
右斜め上斜線部分又は左斜め上斜線部分の何れか一方が、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報が割当てられるＯＦＤＭシンボルであり、他方は、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報が割当てられるＯＦＤＭシンボルである。
図１２は、５種類の制御信号フォーマットを有している（図１２（Ａ）乃至図１２（Ｅ））。このうち、図１２（Ｄ）乃至図１２（Ｅ）は、送受信重み係数算出に用いるフィードバック情報を格納する領域を有する制御信号フォーマットである。
さらに、図１２（Ｅ）は、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報が格納される領域と自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報が格納される領域のＯＦＤＭシンボル数が異なる制御信号フォーマットが含まれるＯＦＤＭシンボルである。
例えば、フィードバック情報生成部２０８が自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報の量子化ビット数を自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報の量子化ビット数より減らす場合、制御信号生成部２２１は、図１２（Ｅ）に従い、各信号を割り当てる。すなわち、
自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報に関するフィードバック情報については、右上がり斜線のＯＦＤＭシンボルに割り当てられ、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報に関するフィードバック情報については、左上がり斜線のＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。
なお、図１２の各ＯＦＤＭシンボルに割り当てる信号に異なる変調多値数を施すこと、或いは各ＯＦＤＭシンボルに割り当てる信号に異なる拡散率の拡散符号を乗算することができる。これにより、フィードバック情報の割当てを、細かく調整することができる。
なお、図１２では、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ通知、ＣＱＩ通知、チャネル情報通知についての制御信号フォーマットを示しているが、その他上りリンク制御情報（たとえば、ＨＡＲＱ、スケジューリングレポートなど）についての制御信号フォーマットを含めてもよい。
[通信システム全体の動作]
次に、通信システムにおける基地局装置と移動局装置間の手順について説明する。
図１０は、通信システムのマスター基地局装置（基地局装置１００−１）が送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋを算出し、スレーブ基地局装置（基地局装置１００−２及び１００−３）及び移動局装置２００−ｋに通知する動作例を示すシーケンス図である。
マスター基地局装置は、スレーブ基地局装置に対して、チャネル品質測定要求をする（Ｓ２０１）。前記チャネル品質測定要求は、定期的であってもよいし、非定期的であってもよい。
また、各スレーブ基地局装置は、自局に接続している移動局装置に対して、前記チャネル品質測定依要求をする（Ｓ２０２）。前記チャネル品質測定要求は、定期的であってもよいし、非定期的であってもよい。
一方、マスター基地局装置に接続している移動局装置は、マスター基地局装置から直接、前記チャネル品質測定要求を受ける。
次に、前記チャネル品質測定依頼を受けた移動局装置２００−ｋは、移動局装置と基地局装置間のチャネルを測定（推定）する（Ｓ２０３）。移動局装置２００−ｋは、各基地局装置が送信する参照信号を用いて、チャネルを測定する（Ｓ２０３）。例えば、図９において、第１の参照信号を用いて、チャネルを測定する。当該チャネルの測定は、チャネル推定部２０６で行うことができる。
また、移動局装置２００−ｋは、前記チャネル測定結果に基づいて、チャネル品質指標報告を生成し、自移動局装置が接続している基地局装置に通知する（Ｓ２０４）。
前記チャネル品質指標報告としては、例えば、下りリンク送信信号のパラメータに関する情報（ＣＱＩ、ＲＩ、その他下りリンクのスケジューリングに関する情報など）が該当する。チャネル品質指標報告の生成は、上位レイヤ２１３により行うことができる。
そして、前記チャネル品質指標報告を受けたスレーブ基地局装置は、当該チャネル品質指標報告をマスター基地局装置に通知する（Ｓ２０５）。
次に、マスター基地局装置は、前記チャネル品質指標報告を考慮して、協調通信の対象となる基地局装置及び移動局装置間のスケジューリングを行う（Ｓ２０６）。
そして、マスター基地局装置は、協調する基地局装置として決定したスレーブ基地局装置に対して、各移動局装置がスケジューリングされるリソースのチャネル状態測定を要求
する（Ｓ２０７）。当該要求は、バックホール回線を用いて、行うことができる。
また、各スレーブ基地局装置は、自局に接続している移動局装置に対して、前記チャネル品質測定要求をする（Ｓ２０８）。
次に、移動局装置は、前記チャネル品質測定要求を受けると、チャネル推定を行う（Ｓ２０９）。チャネル推定部２０６は、第１の参照信号又は第２の参照信号を用いて、チャネル推定を行う（Ｓ２０９）。さらに、移動局装置は、このチャネル推定値からフィードバック情報を生成し（Ｓ２０９、例えば、図８）、かかる情報を自移動局装置が接続しているスレーブ基地局装置に通知する（Ｓ２１０）。また、前記スレーブ基地局装置は、前記フィードバック情報をマスター基地局装置に通知する（Ｓ２１１）。
なお、マスター基地局装置に接続している移動局装置は、前記フィードバック情報をマスター基地局装置に直接的に通知する。
次に、マスター基地局装置は、ステップＳ２１１で得たフィードバック情報（チャネル情報）に基づいて、送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋを算出する（Ｓ２１２）。
そして、マスター基地局装置は、算出した送信重み係数Ｖｊをスレーブ基地局装置１００−ｊに通知する（Ｓ２１３）。当該通知は、バックホール回線を用いて、行うことができる。また、マスター基地局装置は、各移動局装置が接続している基地局装置を経由して各移動局装置の受信重み係数Ｕｋを通知する（Ｓ２１３、Ｓ２１４）。
例えば、スレーブ基地局装置１００−２に接続している移動局装置２００−２は、スレーブ基地局装置１００−２を介して、マスター基地局装置１００−１から受信重み係数Ｕ２を取得することになる。
なお、マスター基地局装置は、自局に接続している移動局装置２００−１の受信重み係数Ｕ１を当該移動局装置に直接通知する（Ｓ２１５）。
次に、マスター基地局装置及びスレーブ基地局装置は、自局に接続している移動局装置に送信する情報データに送信重み係数Ｖｊを乗算し（Ｓ２１６、Ｓ２１７）、送信する（Ｓ２１８、Ｓ２１９）。
以上のように、第１の実施形態では、基地局装置及び移動局装置が協調通信する無線通信システムにおいて、基地局装置は、ビット数が異なるフィードバック情報を用いて、協調通信を実現するための送受信重み係数を算出することができる。具体的には、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報或いは自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報のうち、いずれか一方のチャネル情報のビット数を他方のチャネル情報のビット数よりも減らすように調整する。
これにより、移動局装置は、基地局装置へ送信するフィードバック情報を削減することができる。
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態は、第１の実施形態で説明した複数の基地局装置１００−ｊ及び移動局装置２００−ｋが協調してセル間干渉を抑圧する通信システムにおいて、移動局装置が基地局装置にフィードバックするチャネル情報のフォーマットに関するものである。
本実施形態の通信システムでは、複数種類の制御信号フォーマットを具備し、そのうち少なくとも２つに送受信重み係数算出に用いるフィードバック情報を格納する領域を有する制御信号フォーマットが含まれる。
さらに、送受信重み係数算出に用いるフィードバック情報を格納する領域を有する制御信号フォーマットには、ＯＦＤＭシンボル数が異なる制御信号フォーマットが含まれる。
図１３は、第２の実施形態の上りリンクフレームフォーマットの制御信号配置領域における制御信号フォーマットの一例である。
図１３は、送受信重み係数算出に用いるフィードバック情報を格納する領域を有する制御信号フォーマットにおいて、異なるＯＦＤＭシンボル数を有する制御信号フォーマットが含まれる例である。
図１３において、塗潰し部分は、参照信号が割当てられるＯＦＤＭシンボルである。また、白抜き部分は、下りリンクのデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを通知するために割当てられるＯＦＤＭシンボルである。また、網掛け部分は、下りリンクのチャネル品質（ＣＱＩ）を通知するために割当てられるＯＦＤＭシンボルである。また、右斜め上斜線部分及び左斜め上斜線部分は、移動局装置と基地局装置間のチャネル情報をフィードバックするために割当てられるＯＦＤＭシンボルである。
右斜め上斜線部分又は左斜め上斜線部分の何れか一方が、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報が割当てられるＯＦＤＭシンボルであり、他方は、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報が割当てられるＯＦＤＭシンボルである。
図１３では、５種類の制御信号フォーマットが定義されている場合である（図１３（Ａ）乃至図１３（Ｅ））。このうち、図１３（Ｄ）乃至図１３（Ｅ）は、送受信重み係数算出に用いるフィードバック情報を格納する領域を有する制御信号フォーマットである。
さらに、図１３の制御信号フォーマットでは、図１３（Ｄ）の制御信号フォーマットよりフィードバック情報を格納することができるＯＦＤＭシンボル数が多い制御信号フォーマット（図１３（Ｅ））が定義されている。
例えば、フィードバック情報生成部２０８が自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報の量子化ビット数を自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報の量子化ビット数より減らす場合、制御信号生成部２２１は、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報に関するフィードバック情報については、図１３（Ｄ）のフォーマットに基づき当該フィードバック情報がＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。一方、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報に関するフィードバック情報については、図１３（Ｅ）のフォーマットに基づき当該フィードバック情報がＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。
図１４は、第２の実施形態の上りリンクフレームフォーマットの制御信号配置領域における制御信号フォーマットの別の一例である。図１４は、送受信重み係数算出に用いるフィードバック情報を格納する領域を有する制御信号フォーマットにおいて、異なるサブキャリア数を有する制御信号フォーマットが含まれる例である。
図１４において、塗潰し部分は、参照信号が割当てられるＯＦＤＭシンボルである。また、白抜き部分は、下りリンクのデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを通知するために割当てられるＯＦＤＭシンボルである。また、右斜め上斜線部分及び左斜め上斜線部分は、移動局装置と基地局装置間のチャネル情報をフィードバックするために割当てられるＯＦＤＭシンボルである。
右斜め上斜線部分又は左斜め上斜線部分の何れか一方が、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報が割当てられるＯＦＤＭシンボルであり、他方は、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報が割当てられるＯＦＤＭシンボルである。
図１４の制御信号フォーマットにおいて、図１４（Ａ）の制御信号フォーマットよりフィードバック情報を格納するサブキャリア数が多い制御信号フォーマット（図１４（Ｂ））が定義されている。
また、図１４の制御信号フォーマットにおいて、図１４（Ａ）の制御信号フォーマットよりフィードバック情報を格納するリソースブロックが多い制御信号フォーマット（図１４（Ｂ））が定義されているともいえる。
例えば、フィードバック情報生成部２０８が自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報のビット数を自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報のビット数より減らす場合、制御信号生成部２２１は、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報に関するフィードバック情報については、図１４（Ａ）のフォーマットに基づき当該フィードバック情報がリソースエレメントに割り当てられる。一方、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報に関するフィードバック情報については、図１４（Ｂ）のフォーマットに基づき当該フィードバック情報がリソースエレメントに割り当てられる。
以上のように、第２の実施形態では、基地局装置及び移動局装置が協調通信する無線通信システムにおいて、基地局装置は、ビット数が異なるチャネル情報を用いて、協調通信を実現するための送受信重み係数を算出することができる。そして、本実施形態の通信システムは、前記チャネル情報をフィードバックするため領域を有する制御信号フォーマットを備える。前記制御信号フォーマットは、ＯＦＤＭシンボル数、サブキャリア数等が異なるフォーマットを備える。
そして、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報或いは自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報のうち、いずれか一方のチャネル情報のビット数を他方のチャネル情報のビット数よりも減らすように調整する。そして、かかるビット数に基づいて、チャネル情報をフィードバックする制御信号フォーマットが割当てる。
これにより、当該通信システムの干渉抑圧機能の低下を抑えつつ、フィードバック情報を減らすことができるため有効である。
なお、図１３の制御信号フォーマットと図１４の制御信号フォーマットを併用することができる。
また、図１３、図１４の各ＯＦＤＭシンボルに割り当てる信号に異なる変調多値数を施すこと、或いは各ＯＦＤＭシンボルに割り当てる信号に異なる拡散率の拡散符号を乗算することができる。これにより、フィードバック情報の割当てを、細かく調整することができる。
なお、図１３、図１４では、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ通知、ＣＱＩ通知、チャネル情報通知についての制御信号フォーマットを示しているが、その他上りリンク制御情報（たとえば、ＨＡＲＱ、スケジューリングレポートなど）についての制御信号フォーマットを含めてもよい。
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態は、第１の実施形態で説明した複数の基地局装置１００−ｊ及び移動局装置２００−ｋが協調してセル間干渉を抑圧する通信システムにおいて、移動局装置が協調通信を実現するための送受信重み係数を算出するために用いるフィードバック情報を、各基地局装置に応じて調節する機能に関するものである。
フィードバック情報生成部２０８は、チャネル推定部２０６から入力されたチャネル推定値を用いて、各基地局装置に応じたフィードバック情報を生成する。
本実施形態のフィードバック情報生成部２０８では、前記チャネル推定値を圧縮処理することにより、フィードバック情報量を各基地局装置に応じて調節する機能を有する。
具体的には、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報或いは自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報のうち、いずれか一方のチャネル情報を圧縮処理する。
或いは、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報或いは自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報のうち、一方のチャネル情報のフィードバック情報量の圧縮率を他方のチャネル情報のフィードバック情報量の圧縮率より大きくする。
図１５は、圧縮処理によりチャネル推定値からフィードバック情報を生成する一態様である。図１５（Ａ）は、ＤＦＴ部２０５により受信信号が時間領域信号から周波数領域信号に変換された後の各サブキャリアの振幅を示している。横軸はサブキャリアインデックス、縦軸は振幅を示す。図１５（Ａ）では、振幅が１２ビットで量子化されている。
図１５（Ａ）において、斜線部分は、基地局装置が送信した参照信号が配置されたサブキャリアである。
チャネル推定部２０６は、前記参照信号が配置されたサブキャリアの振幅・位相（チャネル情報）を算出することで、チャネル推定を行う。
そして、チャネル推定部２０６は、前記サブキャリアの振幅・位相をフィードバック情報生成部２０８に入力する。
図１５（Ｂ）は、チャネル推定部２０６が、フィードバック情報生成部２０８に入力するサブキャリア振幅のビット系列の一例である。
図１５（Ｃ）、図１５（Ｄ）は、フィードバック情報を生成するサブキャリアを間引くことで、圧縮を行った場合の例である。
図１５（Ｃ）は、図１５（Ｂ）のビット系列を２／３に圧縮した場合の一例である。
図１５（Ｄ）は、図１５（Ｂ）のビット系列を１／３に圧縮した場合の一例である。
次に、フィードバック情報生成部２０８は、チャネル推定部２０６から入力されたサブキャリアの振幅・位相のビット系列に対して圧縮処理をすることで、フィードバック情報を生成する。以下、本実施形態の圧縮処理について、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間についてのフィードバック情報量を、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間についてのフィードバック情報量より減らす場合の例で説明する。
フィードバック情報生成部２０８は、前記参照信号が、当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置によって送信された参照信号と認識したとする。
かかる場合、フィードバック情報生成部２０８は、圧縮処理をせずに（圧縮率１）、フィードバック情報を生成する。すなわち、フィードバック情報生成部２０８は、入力されたビット系列と同じビット数の系列を出力する（図１５（Ｂ））。
一方、フィードバック情報生成部２０８は、前記参照信号が、当該移動局装置が接続している基地局装置によって送信された参照信号と認識したとする。
かかる場合、フィードバック情報生成部２０８は、圧縮処理を行うことで、フィードバック情報を生成する。そして、フィードバック情報生成部２０８は、圧縮されたビット系列（図１５（Ｃ）、或いは図１５（Ｄ））を出力する。
フィードバック情報生成部２０８は、別の圧縮処理として、参照信号の送信元によって圧縮率を変える。
例えば、フィードバック情報生成部２０８は、前記参照信号が、当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置によって送信された参照信号と認識したとする。
かかる場合、フィードバック情報生成部２０８は、圧縮率２／３で圧縮処理を行うことで、フィードバック情報を生成し、当該圧縮されたビット系列（図１５（Ｃ））を出力する。
一方、フィードバック情報生成部２０８は、前記参照信号が、当該移動局装置が接続している基地局装置によって送信された参照信号と認識したとする。かかる場合、フィードバック情報生成部２０８は、圧縮率１／３で圧縮処理を行うことで、フィードバック情報を生成し、当該圧縮されたビット系列（図１５（Ｄ））を出力する。
以上のように、第３の実施形態では、基地局装置及び移動局装置が協調通信する無線通信システムにおいて、基地局装置は、ビット数が異なるフィードバック情報を用いて、協調通信を実現するための送受信重み係数を算出することができる。具体的には、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報或いは自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報のうち、いずれか一方のチャネル情報に対する圧縮率を他方のチャネル情報に対する圧縮率よりも大きくする。
これにより、移動局装置は、干渉抑圧性能低下を抑えつつ、基地局装置へ送信するフィードバック情報を削減することができる。
なお、本実施形態では、フィードバック情報を生成するサブキャリアを間引くことで、圧縮処理を行っているが、フィードバック情報のビット数を削減できる圧縮処理であれば、本実施形態の効果を奏することができる。例えば、後述する時間領域への変換して圧縮する方式において、いずれの基地局装置の信号かにより量子化ビット数を可変することで、同様の効果を奏することができる。
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態は、第３の実施形態とは別の圧縮処理によりチャネル推定値からフィードバック情報を生成する一態様である。本実施形態では、サブキャリア毎のチャネル推定値（チャネル情報）を時間軸の情報に変換し、フィードバック情報を生成する。これにより、フィードバック情報量を各基地局装置に応じて調節する。
具体的には、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報或いは自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報のうち、いずれか一方のチャネル情報を周波数領域で圧縮処理をし、他方のチャネル情報を時間領域に変換してから圧縮処理をする。
本実施形態では、第３の実施形態におけるフィードバック情報生成部２０８をフィードバック情報生成部２５８（図１６）に置き換えることにより実現される。以下、第３の実施形態と相違する点について説明する。
[移動局装置]
図１６は、第４の実施形態におけるフィードバック情報生成部２５８である。フィードバック情報生成部２５８は、選択部２５８−１、量子化部２５８−２、ＩＦＦＴ部２５８−３、量子化部２５８−４を含んで構成される。
選択部２５８−１は、上位レイヤ２１３から入力される圧縮方式の選択に関する情報に基づき、チャネル推定部２０６から入力されるチャネル情報を量子化部２５８−２又はＩＦＦＴ部２５８−３に入力する。
量子化部２５８−２は、前記チャネル情報を周波数領域において圧縮する場合に選択される。量子化部２５８−２は、図１５で説明した機能を有する。
ＩＦＦＴ部２５８−３及び量子化部２５８−４は、前記チャネル情報を時間領域に変換して圧縮する場合に選択される。かかる場合、量子化されたサブキャリアの振幅・位相がフィードバック情報となる。例えば、ＯＦＤＭのサブキャリア数が１２００の場合、１２００×１２ビットがフィードバック情報の情報量となる。
図１７は、チャネル情報を時間領域に変換して圧縮する方法の一態様である。ＩＦＦＴ部２５８−３は、入力されたチャネル推定値を逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）し、インパルス応答を生成する。図１７（Ａ）は、選択部２５８−１より入力されたチャネル推定値を逆高速フーリエ変換した場合のインパルス応答を表している。
図１７（Ａ）では、インパルス応答の最大遅延時間を２００サンプルとし、２００サンプルの長さのインパルス応答を想定してフィルタリングした場合であるが、サンプル数をＧＩ長のサンプル数としてもよいし、ある閾値より大きいパスエネルギーが含まれるパスの最大遅延時間としてもよい。
次に、量子化部２５８−４は、ＩＦＦＴ部２５８−３から入力されたインパルス応答（振幅・位相）を量子化する。図１７（Ｂ）は、量子化部２５８−４において、前記インパルス応答が１２ビットで量子化された場合の一例である。かかる場合、量子化されたパス０乃至パス２００（図１５（Ｃ））がフィードバック情報となる。例えば、パス数が２００の場合、２００×１２ビットがフィードバック情報の情報量となる。
例えば、選択部２５８−１が、圧縮方式の選択に関する情報として、当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置によって送信された信号は周波数領域で圧縮する旨の通知を受け、当該移動局装置が接続している基地局装置によって送信された信号は時間領域に変換して圧縮する旨の通知を受けたとする。かかる場合当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置によって送信された信号は量子化部２５８−２に入力される。一方、当該移動局装置が接続している基地局装置によって送信された信号はＩＦＦＴ部２５８−３に入力される。
また、移動局装置は、基地局装置（マスター基地局装置或いはスレーブ基地局装置）から、周波数領域で圧縮するか、あるいは時間領域に変換していから圧縮するかを示す制御情報が通知を受ける。かかる制御情報は、図１０におけるチャネル状態測定要求Ｓ２０７において通知することができる。
例えば、マスター基地局装置・スレーブ基地局装置は、当該移動局装置が接続している基地局装置によって送信された参照信号は時間領域に変換して圧縮し、当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置によって送信された参照信号は周波数領域で圧縮する旨を通知する。
[基地局装置（マスター基地局装置及びスレーブ基地局装置）]
マスター基地局装置の上位レイヤ１０１及びスレーブ基地局装置の上位レイヤ１５１は、時間領域に変換して圧縮されたチャネル情報を受けた場合、当該チャネル情報を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）し、当該チャネル情報をサブキャリア毎のチャネル情報に変換する。例えば、通知されたチャネル情報（図１５（Ｃ））からインパルス応答（図１５（Ｂ））を生成する。
以上のように、第４の実施形態では、基地局装置及び移動局装置が協調通信する無線通信システムにおいて、基地局装置は、ビット数が異なるフィードバック情報を用いて、協調通信を実現するための送受信重み係数を算出することができる。具体的には、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報或いは自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報のうち、いずれか一方のチャネル情報に対しては周波数領域でフィードバック情報を生成し、他方のチャネル情報に対しては時間領域でフィードバックする。
これにより、移動局装置は、基地局装置へ送信するフィードバック情報を削減することができる。
なお、周波数領域で圧縮するか、あるいは時間領域に変換していから圧縮するかを示す制御情報の通知は、図１０におけるチャネル品質測定要求Ｓ２０１において通知することもできる。これにより、当該システムは、チャネル品質指標報告Ｓ２０４、Ｓ２０５の情報量を削減することができるという効果も得られる。
＜第５の実施形態＞
第５の実施形態は、第１の実施形態と別のシーケンスに基づいてフィードバック情報を通知する場合である。本実施形態では、移動局装置は、伝搬路品質測定と一括して、重み係数算出に用いるチャネル情報を算出し、基地局装置に通知する。
以下、第１の実施形態と相違する点について、説明する。
図１８は、第５の実施形態に係る通信システムのマスター基地局装置（基地局装置１００−１）が送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋを算出し、スレーブ基地局装置（基地局装置１００−２及び１００−３）及び移動局装置２００−ｋに通知する動作例を示すシーケンス図である。
マスター基地局装置は、スレーブ基地局装置に対して、チャネル品質測定要求をする（Ｓ３０１）。また、各スレーブ基地局装置は、自局に接続している移動局装置に対して、前記チャネル品質測定依要求をする（Ｓ３０２）。
一方、マスター基地局装置に接続している移動局装置は、マスター基地局装置から直接、前記チャネル品質測定要求を受ける。
次に、前記チャネル品質測定依頼を受けた移動局装置２００−ｋは、移動局装置と基地局装置間のチャネルを推定する（Ｓ３０３）。移動局装置２００−ｋは、各基地局装置が送信する参照信号を用いて、チャネル推定をする（Ｓ３０３）。例えば、図９において、第１の参照信号を用いて、チャネルを推定する。当該チャネルの推定は、チャネル推定部２０６で行うことができる。
移動局装置２００−ｋは、このチャネル推定値からフィードバック情報を生成する（Ｓ３０３、例えば、図８）。
また、移動局装置２００−ｋは、前記チャネル測定結果に基づいて、チャネル品質指標報告を生成する（Ｓ３０４）。前記チャネル品質指標報告としては、例えば、下りリンク送信信号のパラメータに関する情報（ＣＱＩ、ＲＩ、その他下りリンクのスケジューリングに関する情報など）が該当する。チャネル品質指標報告の生成は、上位レイヤ２１３により行うことができる。
そして、移動局装置２００−ｋは、前記フィードバック情報とチャンネル品質指標報告を自移動局装置が接続している基地局装置に通知する（Ｓ３０５）。さらに、前記チャネル品質指標報告を受けたスレーブ基地局装置は、当該チャネル品質指標報告をマスター基地局装置に通知する（Ｓ３０６）。
次に、マスター基地局装置は、前記チャネル品質指標報告を考慮して、協調通信の対象となる基地局装置及び移動局装置間のスケジューリングを行う（Ｓ３０７）。そして、マスター基地局装置は、協調する基地局装置として決定したスレーブ基地局装置について、ステップ３０５で取得したフィードバック情報に基づいて、送信重み係数Ｖｊ及び受信重み係数Ｕｋを算出する（Ｓ３０８）。
そして、マスター基地局装置は、算出した送信重み係数Ｖｊをスレーブ基地局装置１００−ｊに通知する（Ｓ３０９）。当該通知は、バックホール回線を用いて、行うことができる。また、マスター基地局装置は、各移動局装置が接続している基地局装置を経由して各移動局装置の受信重み係数Ｕｋを通知する（Ｓ３０９、Ｓ３１０）。
例えば、スレーブ基地局装置１００−２に接続している移動局装置２００−２は、スレーブ基地局装置１００−２を介して、マスター基地局装置１００−１から受信重み係数Ｕ２を取得することになる。
なお、マスター基地局装置は、自局に接続している移動局装置２００−１の受信重み係数Ｕ１を当該移動局装置に直接通知する（Ｓ３１１）。
次に、マスター基地局装置及びスレーブ基地局装置は、自局に接続している移動局装置に送信する情報データに送信重み係数Ｖｊを乗算し（Ｓ３１２、Ｓ３１３）、送信する（Ｓ３１４、Ｓ３１５）。
以上のように、第５の実施形態では、基地局装置及び移動局装置が協調通信する無線通信システムにおいて、移動局装置は、ビット数が異なるフィードバック情報を第１の参照信号を用いて算出することができる。これにより、移動局装置は、広帯域幅のチャネル推定値からフィードバック情報を算出することができる。
また、第５の実施形態では、基地局装置及び移動局装置が協調通信する無線通信システムにおいて、移動局装置は、チャネル品質指標報告ともにフィードバック情報を生成することができる。これにより、送受信重み係数算出までの時間を短縮することができる。
また、自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報或いは自局移動局装置と当該移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報のうち、いずれか一方のチャネル情報のビット数を他方のチャネル情報のビット数よりも減らすように調整する。これにより、移動局装置は、基地局装置へ送信するフィードバック情報を削減することができる。
また、本発明に関わる移動局装置や基地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。
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。
１０ バックホール回線
１００ 基地局装置
１００−１ マスター基地局装置
１００−２，１００−３ スレーブ基地局装置
１０１ 上位レイヤ
１０２ 符号化部
１０３ 変調部
１０４ プレコーディング部
１０５ 重み係数制御部
１０６ 参照信号生成部
１０７ 制御信号生成部
１０８ リソースマッピング部
１０９ ＩＤＦＴ部
１１０ ＧＩ挿入部
１１１ 送信部
１１２ 送信アンテナ部
１２１ 受信アンテナ部
１２２ 受信部
１２３ 制御信号検出部
１５１ 上位レイヤ
１５４ プレコーディング部
１５７ 制御信号生成部
２００ 移動局装置
２０１ 受信アンテナ部
２０２ 受信部
２０３ Ａ／Ｄ部
２０４ ＧＩ除去部
２０５ ＤＦＴ部
２０６ チャネル推定部
２０７ 干渉抑圧部
２０８ フィードバック情報生成部
２０９ チャネル補償部
２１０ 復調部
２１１ 復号部
２１２ 制御信号検出部
２１３ 上位レイヤ
２２１ 制御信号生成部
２２２ 送信部
２２３ 送信アンテナ部

Claims (14)

  1. 複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が協調して、移動局装置に信号を送信する通信システムであって、
    前記移動局装置は、
    自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報とを推定するチャネル推定部と、
    前記チャネル推定部が推定したチャネル情報を用いて、自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報とを生成するフィードバック情報生成部と、
    前記フィードバック情報を基地局装置に送信する送信部とを備え、
    前記フィードバック情報生成部は、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量が異なり、
    前記複数の基地局装置うちいずれかの基地局装置は、
    前記フィードバック情報を用いて、各基地局装置が自基地局装置に接続している移動局装置に送信する送信データに乗算する送信重み係数を算出する重み係数算出部を備え、
    前記複数の基地局装置は、
    前記送信データに前記送信重み係数を乗算するプレコーディング部を備えること、
    を特徴とする通信システム。
  2. 前記フィードバック情報生成部は、
    前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量が、自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量より少ないこと、
    を特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  3. 前記フィードバック情報生成部は、
    前記チャネル推定部が推定したチャネル情報を量子化することによりフィードバック情報を生成し、
    前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の量子化ビット数が、自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の量子化ビット数と異なること、
    を特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  4. 前記フィードバック情報生成部は、
    前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の量子化ビット数が、自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の量子化ビット数より少ないこと、
    を特徴とする請求項３に記載の通信システム。
  5. 前記フィードバック情報生成部は、
    前記チャネル推定部が推定したチャネル情報を圧縮することによりフィードバック情報を生成し、
    前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の圧縮率が、自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の圧縮率と異なること、
    を特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  6. 前記フィードバック情報生成部は、
    前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の圧縮率が、自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報の圧縮率より大きいこと、
    を特徴とする請求項５に記載の通信システム。
  7. 前記移動局装置は、
    上りリンク制御信号を生成する制御信号生成部を備え、
    前記送信部は、
    前記上りリンク制御信号を基地局装置に送信し、
    前記制御信号生成部は、
    前記フィードバック情報を含む制御信号のための制御信号フォーマットを有すること、
    を特徴とする請求項１の通信システム。
  8. 前記移動局装置は、
    上りリンク制御信号を生成する制御信号生成部を備え、
    前記送信部は、
    前記上りリンク制御信号を基地局装置に送信し、
    前記制御信号生成部は、
    前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報を含む制御信号フォーマットと前記自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報とを含む制御信号フォーマットと有すること、
    を特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  9. 前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報を含む制御信号フォーマットと、前記自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報を含む制御信号フォーマットとは、ＯＦＤＭシンボル数が異なる制御信号フォーマットであること
    を特徴とする請求項８に記載の通信システム。
  10. 前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報を含む制御信号フォーマットと、前記自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報を含む制御信号フォーマットとは、サブキャリア数が異なる制御信号フォーマットであること、
    を特徴とする請求項８に記載の通信システム。
  11. 複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が協調して、移動局装置に信号を送信する通信システムの移動局装置であって、
    自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報とを推定するチャネル推定部と、
    前記チャネル推定部が推定したチャネル情報を用いて、自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報とを生成するフィードバック情報生成部と、
    前記フィードバック情報を基地局装置に送信する送信部とを備え、
    前記フィードバック情報生成部は、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量が異なること、
    を特徴とする移動局装置。
  12. 複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が協調して、移動局装置に信号を送信する通信方法であって、
    前記移動局装置は、
    自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報とを推定するチャネル推定過程と、
    前記チャネル推定過程で推定したチャネル情報を用いて、自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報とを生成するフィードバック情報生成過程と、
    前記フィードバック情報を基地局装置に送信する送信過程とを有し、
    前記フィードバック情報生成過程により生成される、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量が異なり、
    前記複数の基地局装置うちいずれかの基地局装置は、
    前記フィードバック情報を用いて、各基地局装置が自基地局装置に接続している移動局装置に送信する送信データに乗算する送信重み係数を算出する重み係数算出過程を有し、
    前記複数の基地局装置は、
    前記送信データに前記送信重み係数を乗算するプレコーディング過程を有すること、
    を特徴とする通信方法。
  13. 複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が協調して、移動局装置に信号を送信する通信システムの移動局装置の送信方法であって、
    前記移動局装置は、
    自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報とを推定するチャネル推定過程と、
    前記チャネル推定過程で推定したチャネル情報を用いて、自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報とを生成するフィードバック情報生成過程と、
    前記フィードバック情報を基地局装置に送信する送信過程を有し、
    前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量が異なること、
    を特徴とする送信方法。
  14. 複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置のうちの少なくとも１つに接続する移動局装置とを備え、前記複数の基地局装置が協調して、移動局装置に信号を送信する通信システムの基地局装置であって、
    前記移動局装置は、
    自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報とを推定するチャネル推定部と、
    前記チャネル推定部が推定したチャネル情報を用いて、自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報とを生成するフィードバック情報生成部と、
    前記フィードバック情報を基地局装置に送信する送信部とを備え、
    前記フィードバック情報生成部は、前記自移動局装置が接続している基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量と自移動局装置が接続している基地局装置以外の基地局装置間のチャネル情報を通知するためのフィードバック情報量が異なり、
    前記複数の基地局装置うちいずれかの基地局装置は、
    前記フィードバック情報を用いて、各基地局装置が自基地局装置に接続している移動局装置に送信する送信データに乗算する送信重み係数を算出する重み係数算出部を備え、
    前記複数の基地局装置は、
    前記送信データに前記送信重み係数を乗算するプレコーディング部を備えること、
    を特徴とする基地局装置。
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