本発明における無線通信システムは、複数の基地局装置(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)と複数の移動局装置(端末、端末装置、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:User Equipment)を備える。各基地局装置の送信電力は異なっていてもよい。
本発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)、MC−CDMA(Multi Carrier−Code Division Multiple Access)、SC−FDMA(Single Carrier−Freqeuncy Division Multiple Access)、DFT−s−OFDM(Discrete Fourier Transform−spread−OFDM)等のマルチキャリア伝送やシングルキャリア伝送において適用可能である。
以下では、無線通信システムの下りリンクにおいて、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)伝送を適用した場合で説明する。上りリンクにおいては、基地局装置が移動局装置からの制御信号を認識できれば、伝送方式は問わない。
(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。
図1は、本発明の第1の実施形態における異なるセル半径の複数の基地局装置を配置した下りリンクにおける無線通信システムの一例を示す概略図である。
基地局装置100−2は、そのセル100−2a(例えば、ピコセル、第1の基地局装置)が基地局装置100−1のセル100−1a(マクロセル、第2の基地局装置)と重複するように1セル周波数繰返しで配置されている。基地局装置間は、光ファイバやインターネット回線または無線回線等を用いたバックホール回線10(例えば、X2インターフェース)により接続されている。
また、移動局装置200−1は基地局装置100−1と無線接続し(r11)、移動局装置200−2及び200−3は基地局装置100−2と無線接続している(r21及びr23)。例えば、LTEにおける下りリンクの信号として、下りリンク共通チャネル(PDSCH;Physical Downlink Shared Channel)、下りリンク制御チャネル(PDCCH;Physical Downlink Control Channel)、同期信号(SS;Synchronization Signal)、報知チャネル(PBCH;Physical Broadcast Channel)、セル固有参照信号(CRS;Cell−specific Reference Signal)、伝送路状況測定用参照信号(CSI−RS;Channel State Information−Reference signal)、復調用参照信号(DMRS;Demodulation Reference Signal)、ページング信号(Paging)、SIB(System Information Block)などが該当する。
下りリンク共通チャネルは、情報データなどを送信するためのチャネルである。下りリンク制御チャネルは、下りリンク共通チャネルの情報データに施された符号化率及び変調多値数(MCS;Modulation and Coding Scheme)、レイヤ数(ランク数、空間多重数)、スケジュール情報(リソース割り当て情報)などを移動局装置に通知する制御信号である。
同期信号は、移動局装置がセルサーチ、フレーム同期、シンボル同期を確立、追従するための信号である。例えば、プライマリ同期信号(PSS;Primary Synchronization Signal)及びセカンダリ同期信号(SSS;Secondary Synchronization Singal)がある。PSSは、シンボルタイミングを検出でき、かつセルIDを検出できるデータ系列、例えば、Zadoff−Chu系列などの直交系列である。セルIDとは、基地局装置(送信装置100)に対応する個々のセルに割り当てられたIDであり、移動局装置(受信装置200)がセル、即ち基地局装置(送信装置100)を識別する手掛りとなる。SSSは、フレームタイミングを検出できるデータ系列であり、例えば、M系列である。
セル固有参照信号は、基地局装置と移動局装置の伝搬路状況を測定するための既知信号である。移動局装置は、前記セル固有参照信号を用いて、そのセルの受信電力(RSRP;Reference Signal Received Power)測定などを行い、基地局装置へ通知する。例えば、基地局装置は、その受信電力測定結果を用いて、その移動局装置が接続するセルの選択やハンドオーバを行うことができる。
伝送路状況測定用参照信号は、基地局装置と移動局装置の伝搬路状況を測定するための既知信号であって、移動局装置が基地局装置へ送信するフィードバック情報の生成に用いられるものである。フィードバック情報は、CQI(ChannelQuality Indicator)、PMI(Precoding Matrix Index)、RI(RankIndicator)などが該当する。CQIは、前記伝送路状況測定用参照信号により推定した伝搬路推定等を考慮して生成された情報であり、移動局装置が予め規定された受信品質を維持できる符号化率および変調方式を示す情報である。PMIは、前記伝送路状況測定用参照信号により推定した伝搬路推定等を考慮して生成された移動局装置が好適なプレコーディング行列を示す情報である。RIは、前記伝送路状況測定用参照信号により推定した伝搬路推定等を考慮して生成された移動局装置が好適なレイヤ数を示す情報である。
復調用参照信号は、基地局装置と移動局装置の伝搬路状況を測定するための信号であって、下りリンク共通チャネルなどを復調する際に用いられるものである。ページング信号(Paging)は、呼び出し制御を行うものである。SIBは、下りリンクにおいて送信されるシステム情報である。報知チャネル(PBCH)は、セル全域にわたって報知されるシステム制御用のチャネルである。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムにおける基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。
基地局装置100−α(α=1、2)は、上位レイヤ102、シンボル生成部103−u(uは基地局装置と接続する移動局装置の数)、制御信号生成部104、参照信号生成部105、リソースマッピング部106、IDFT部107、GI挿入部108、送信部109を含んで構成され、送信部109にNT本の送信アンテナ部101−n(n=1、・・・、NT)が接続されている。また、基地局装置100−αは、受信部122、制御信号検出部123を含んで構成され、受信部122に受信アンテナ部121が接続されている。なお、上記基地局装置100−α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(図には未記載)を有する。
基地局装置100−αは、受信アンテナ部121を介して、移動局装置200−uが上りリンクで送信した制御信号を含む信号を受信し、受信部122は、前記制御信号等を信号検出処理などのディジタル信号処理が可能な周波数帯へダウンコンバートし、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ィジタル信号に変換(Analog to Disital変換)を行なう。
制御信号検出部123は、前記受信部122が出力した制御信号に対して復調処理、復号処理などを行なう。前記制御信号は、上りリンク制御チャネル(PUCCH;Physical Uplink Control Channel)や上りリンク共通チャネル(PUSCH;Physical Uplink Shared Channel)などから検出される。そして、上位レイヤ102は、前記制御信号検出部123から入力された前記制御信号に含まれるフィードバック情報を取得する。
上位レイヤ102は、前記フィードバック情報に基づき、シンボル生成部103−uに情報データを出力し、制御信号生成部104に制御データを出力する。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、基地局装置は、前記フィードバック情報に基づき、移動局装置毎にデータ変調シンボル、制御信号、参照信号等のスケジューリングを行い、そのスケジューリング情報に基づいてリソースマッピング部106に出力する。スケジューリング情報とは、データ変調シンボル、制御信号、参照信号を配置するリソースエレメントまたはリソースブロックに関する情報をいう。リソースエレメントとは、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をいう。リソースブロックとは、複数のリソースエレメントを纏めたリソースの単位であり、移動局装置毎に割り当てるリソースの最小単位である。例えば、リソースブロックは、12個のサブキャリアと7個のOFDMシンボルから成るリソースとすることができる。
また、上位レイヤ102は、他の基地局装置(例えば、隣接基地局や、ヘテロジーニアスネットワークにおけるマクロセルやピコセル)の上位レイヤに、図1の回線10を通して、当該基地局装置の下りリンク送信に関する情報を通知する。前記下りリンク送信に関する情報には、後述する下りリンクサブフレームフォーマットの情報も含まれる。例えば、通常サブフレームとリソースマッピングが制限されるサブフレームの配置、セルID、CRSポート数などである。なお、上位レイヤ102は、基地局装置100−α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。
シンボル生成部103−uは、上位レイヤ102から入力された情報データからデータ変調シンボルを生成する。このデータ変調シンボルは、例えば、下りリンク共通チャネル等に該当する。シンボル生成部103−uは、符号部111と変調部112を含んで構成される。
符号部111は、前記情報データに対して誤り訂正符号化処理(ターボ符号、畳み込み符号、低密度パリティ検査符号:LDPC(Low Density Parity Check)符号、など)を行い、符号化ビットを出力する。なお、前記情報データは、上位レイヤにおいて、巡回冗長検査 (CRC:Cyclic Redundancy Check)などの受信側において誤り検出をするための誤り検出符号化されていることが好ましい。また、符号部111は、符号化率(コーディングレート)をデータ伝送レートに合わせるためのレートマッチング処理部を備えていてもよい。レートマッチング処理部では、例えば、一部のデータを削除するパンクチャ(Puncture)処理、一部のデータを反復するリペティション(Repetition)、又は一部に仮のデータ(例えばゼロ値)を挿入するパディング(Padding)等の処理を行う。また、符号部111は、生成した符号化ビットをインターリーブし、インターリーブした符号化ビットを変調部112に出力してもよい。
変調部112は、符号部111から入力された符号化ビットを変調マッピングし、データ変調シンボルを生成する。変調部102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 Shif Keying;4相位相変調)、16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation;16値直交振幅変調)又は64QAM(64 Quadradure Amplitude Modulation;64値直交振幅変調)である。変調部112は、生成したデータ変調シンボルをリソースマッピング部105に出力する。なお、変調部112は、生成したデータ変調シンボルをインターリーブし、インターリーブしたデータ変調シンボルをリソースマッピング部105に出力してもよい。また、変調部112は、生成したデータ変調シンボルにプレコーディングし、プレコーディングしたデータ変調シンボルをリソースマッピング部105に出力してもよい。
制御信号生成部104は、上位レイヤ102が出力する制御データを誤り訂正符号化、変調マッピングし、制御信号を生成する。前記制御信号は、下りリンク制御チャネル(PDCCH)、報知チャネル(PBCH)、同期信号(PSS、SSS)、ページング信号(Paging)、SIB−1などが該当する。前記制御信号は、プレコーディングを施すこともできる。本発明では、制御信号に、移動局装置におけるキャンセルの要否、キャンセルするセルに関する情報が含まれる(詳細は後述)。
参照信号生成部105は、基地局装置と移動局装置間の伝搬路を推定できる参照信号(パイロット信号)を生成する。前記参照信号は、セル固有参照信号(CRS)、伝送路状況測定用参照信号(CSI−RS)などが該当する。前記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。また、図示しないが、復調用参照信号(DM−RS)は、変調部112におけるプレコーディングを行う前のデータ変調シンボルに対して、多重する。
リソースマッピング部106は、前記データ上位レイヤ102から通知されるスケジューリング情報に基づいて、前記データ変調シンボル、制御信号、参照信号とをリソースエレメントにマッピングする(以降、リソースマッピングと呼ぶ。)。例えば、後述する送信フレームフォーマットに基づいた各信号の配置を示す情報である。
IDFT部107は、前記リソースマッピング部106が出力する周波数領域信号に対して、逆離散フーリエ変換(IDFT;Inverse Fast Fourier Transform)を行い、時間領域信号に変換し、変換した時間領域信号をGI挿入部108に出力する。IDFT部107は、周波数領域信号を時間領域信号に変換する機能を実行するが、これに限定されず、例えば、逆高速フーリエ変換(IFFT;Inverse Fast Fourier Transform)を実行するものであってもよい。
GI挿入部108は、IDFT部107から入力された時間領域信号にGIを付加してOFDMシンボルを生成する。GI挿入部108は、その時間領域信号を有効シンボルとし、その後半の一部を有効シンボルにGIとして前置する。このGIを付加した有効シンボルが、OFDMシンボルである。GI挿入部108は、生成したOFDMシンボルを送信部109に出力する。このOFDMシンボルを用いることにより、移動局装置200−uは、GI長よりも短い遅延時間の遅延パスによる歪を除去することができる。例えば、LTEでは、GI長、即ちサンプルポイント数は144(6.7μs)である。
GI挿入部108が出力する第l番目のOFDMシンボルの信号sl(t)は、次式で表される。
但し、lTs≦t<(l+1)Ts、TsはOFDMシンボル長(Ts=Tf+TG)、TfはFFT区間長、TGはGI長、NfはIDFTポイント数、Ck,lは第l番目のOFDMシンボルの第kサブキャリアに割り当てられたデータ変調シンボル、制御信号又は参照信号、Δfはサブキャリア間隔である。例えば、LTEでは、Nfは2048、Δfは15kHzである。
送信部108は、GI挿入部108から入力されたOFDMシンボルをD/A(Digital−to−Analog;ディジタル/アナログ)変換してアナログ信号を生成し、生成したアナログ信号を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109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て搬送帯域OFDM信号を生成し、送信アンテナ部101−nから生成した搬送帯域OFDM信号を電波として移動局装置200−uに送信する。なお、基地局装置100−αにおいて、複数の送信アンテナからの送信は、ダイバーシチ(Diversity)送信又はMIMO(Multiple Input Multiple Output)伝送を行ってもよい。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムにおける基地局装置100−1の下りリンクの送信フレームフォーマットである。1つのフレームは通常サブフレーム(Normal Subframe)及びリソースマッピング制限サブフレーム(制限サブフレームとも呼ぶ。)を含む10個の複数種類のサブフレームから構成される。リソースマッピング制限サブフレームは、MBSFN(Multicast/Broadcast over Single Frequency Network)またはABS(Almost Blank Subframe)などがある。
通常のサブフレームとは、前記スケジューリング情報に基づいて、基地局装置100−1が送信する情報データ、制御データ、参照信号をリソースマッピングすることができるサブフレームをいう。例えば、下りリンク共通チャネル、下りリンク制御チャネル、同期信号、報知チャネル、セル固有参照信号、伝送路状況測定用参照信号、ページング信号、SIB−1などをリソースマッピングすることができる。
一方、リソースマッピング制限サブフレームは、基地局装置100−1が送信する所定の信号のみにリソースマッピングを制限するサブフレームである。本実施形態では、リソースマッピング制限サブフレームとして、MBSFNサブフレームまたはABSが用いられる。
MBSFNサブフレームは、ブロードキャスト信号又はマルチキャスト信号を送付するために用意されたサブフレームであり、複数セルから同時にデータを送信することを想定して、データ領域(PDSCH)にセル毎に設定されているセル固有参照信号(CRS)を送信しない。そのため、移動局装置200−uはそのMBSFNサブフレームにおいてCRSを測定しないため、基地局装置100−1は移動局装置200−uに気付かれずに情報データの送信を止めることができる。例えば、MBSFNサブフレームでは、PDCCHおよびPDCCH領域のCRSが送信され、それ以外のデータ領域およびデータ領域のCRSは送信されない。また、ABSは、同期信号、報知チャネル、セル固有参照信号、伝送路状況測定用参照信号、ページング信号、SIB−1のみ送信することができるサブフレームである。すなわち、下りリンク共通チャネル、下りリンク制御チャネルのリソースマッピングは制限される。なお、MBSFNサブフレームとABSは同時に設定されることができる。そのようなサブフレームでは、PDCCH領域のCRSのみが送信され、PDCCH、データ領域およびデータ領域のCRSは送信されない。なお、マルチキャストとは、特定多数の移動局装置に同じ情報データ信号を送信することであり、ブロードキャストとは、不特定多数の移動局装置に同じ情報データ信号を送信することである。
図3のフレームフォーマットでは、1番目、2番目、6番目及び7番目のサブフレーム(網掛け部分)をリソースマッピング制限サブフレーム、その他のサブフレーム(白抜き部)を通常サブフレームと設定した場合の例である。また、リソースマッピング制限サブフレームのうち、2番目及び7番目のサブフレームをMBSFNサブフレーム、1番目及び6番目のサブフレームをABSが設定された場合を示す。送信フレームにおいて、通常サブフレームとリソースマッピング制限サブフレームの設定(割合)は、各基地局装置が接続している移動局装置の数等に基づいて、可変することができる。また、リソースマッピング制限サブフレームを割り当てるサブフレームのインデックスは、通常サブフレームとリソースマッピング制限サブフレームの割合に応じて、テーブル等により予め規定しておくこともできる。
1つのサブフレームは、14個のOFDMシンボルから構成される。図3では、同期信号として、6番目のOFDMシンボル(左上がり斜線部分)にSSSを、7番目のOFDMシンボル(右上がり斜線部分)にPSSをマッピングするリソースとした例である。また、前記同期信号は、1番目のサブフレームと6番目のサブフレームにリソースマッピングされる。
また、図3に示すような基地局装置100−1の下りリンクの送信フレームフォーマットは、40サブフレームを単位として設定することができる。基地局装置100−1は、設定した基地局装置100−1の下りリンクの送信フレームフォーマットに関する情報(送信フレームフォーマット情報)を、基地局装置100−2に回線10を通じて通知する。例えば、送信フレームフォーマット情報は、通常のサブフレームを「1」とし、リソースマッピング制限サブフレームを「0」として、40ビットのビットマップ形式の情報とすることができる。さらに、送信フレームフォーマット情報は、基地局装置100−1が基地局装置100−2に対してRLM(Radio Link Monitoring)/RRM(Radio Resource Management)測定を制限することを推奨する情報を追加または変更することができる。
図4は、本実施形態に係るサブフレームフォーマットの一例を示す概念図である。図4に示す例は、基地局装置100−αが1個のアンテナポートにより送信する場合の一例である。
図4において、横方向は時刻を、縦方向は周波数を示す。図4は、図3における第1番目のサブフレーム及び第6サブフレームのフォーマットを示す。PSSは、第7番目のOFDMシンボルであって、システム帯域の中間の63個のサブキャリア(周波数帯域)から構成されるリソースエレメントに配置されている(右上がり斜線部分)。SSSは、第6番目のOFDMシンボルであって、システム帯域の中間の63個のサブキャリア(周波数帯域)から構成されるリソースエレメントに配置されている(左斜め斜線部分)。
データ変調シンボル及び参照信号は、2つのリソースブロックで構成されるリソースブロックペア(太線)を単位として割り当てられる。各リソースブロックペアは、12個のサブキャリアで示される周波数及び14個のOFDMシンボルで示される時刻を占める168個のリソースエレメントから構成される。各リソースブロックペアを構成する14個のOFDMシンボルのうち、最初の1〜3個の領域に主に制御信号、例えばPDCCHが配置される。残りの11〜13個のOFDMシンボルの領域は、主にデータ変調シンボル、例えばPDSCHが配置される領域である。セル固有参照信号は、各リソースブロックを構成する所定のリソースエレメントに配置される(塗潰し部分)。なお、セル固有参照信号は、基地局装置100−αのセルIDに基づいて、配置されるリソースエレメントがサイクリックに周波数方向にシフトする。
図4で示したサブフレームフォーマットにおいて、基地局装置100−1は、フィードバック情報を考慮しながら、移動局装置200−1にPDSCH、PDCCHを通常フレームのみにリソースマッピングするスケジューリングを行う。そして、リソースマッピング部106は、そのスケジューリング情報に基づいて、リソースマッピングを行う場合、基地局装置100−1は、PDSCH、PDCCHを通常フレームのみを用いて、移動局装置200−1に送信することができる。一方、リソースマッピング制限サブフレームにおいて、PDCCHなどがリソースマッピングされる白抜き部分は、信号を配置しないように設定することができる。これにより、リソースマッピング制限サブフレームでは、基地局装置100−2に接続している移動局装置に対するセル間干渉を軽減することができる。
図5は、本実施形態に係るサブフレームフォーマットの別の一例を示す概念図である。図5に示す例は、基地局装置100−αが2個のアンテナ(アンテナポート)により送信する場合の一例である。図5において、横方向は時刻を、縦方向は周波数を示す。参照信号は、各リソースブロックを構成する所定のリソースエレメントに配置される(塗潰し部分)。図5において、2個のアンテナのうち一方のアンテナから送信される参照信号はリソースエレメント0にリソースマッピングされる。また、2個のアンテナのうち他方のアンテナから送信される参照信号はリソースエレメント1にリソースマッピングされる。そして、図5のリソースブロックを図4のサブフレームフォーマットにおけるリソースブロックと取り替えたものが、基地局装置100−αのサブフレームフォーマットとなる。
図6は、本実施形態に係るサブフレームフォーマットの別の一例を示す概念図である。図6に示す例は、基地局装置100−αが4個のアンテナにより送信する場合の一例である。図5において、横方向は時刻を、縦方向は周波数を示す。参照信号は、各リソースブロックを構成する所定のリソースエレメントに配置される(塗潰し部分)。図6において、4個のアンテナのうち1つのアンテナから送信される参照信号はリソースエレメント0にリソースマッピングされる。また、4個のアンテナのうち別の1つのアンテナから送信される参照信号はリソースエレメント1にリソースマッピングされる。また、4個のアンテナのうち別の1つのアンテナから送信される参照信号はリソースエレメント2にリソースマッピングされる。また、4個のアンテナのうち別の1つのアンテナから送信される参照信号はリソースエレメント3にリソースマッピングされる。図6のリソースブロックを図4のサブフレームフォーマットにおけるリソースブロックと取り替えたものが、基地局装置100−αのサブフレームフォーマットとなる。以上のように、参照信号は、基地局装置100−αの送信アンテナ数、レイヤ数に基づいて、その数が増減する。
図7は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムにおける基地局装置100−2の下りリンクの送信フレームフォーマットである。1つのフレームは10個の通常サブフレームで構成される。各サブフレームのフォーマットは、セルIDに基づいて、参照信号の配置がサイクリックシフトすることを除いて、図4と同様のフォーマットとなる。
基地局装置100−2は、移動局装置200−2及び移動局装置200−3から得たフィードバック情報に加え、回線10を通じて得た基地局装置100−2の下りリンクに関する制御データ(送信フレームフォーマット情報、セルID、CRSポート数など)を用いて、PDSCH、PDCCHなどのリソースマッピングを行う。
例えば、基地局装置100−2は、基地局装置100−1がリソースマッピング制限サブフレームと同時刻に送信されるサブフレーム(図7の網掛け部分)のいずれかに、移動局装置100−2のような基地局装置100−1からの干渉が大きいと見込まれる移動局装置に送信するPDSCH、PDCCHをリソースマッピングすることが好ましい。また、基地局装置100−2は、移動局装置100−3のような基地局装置100−1からの干渉が小さいと見込まれる移動局装置に送信するPDSCH、PDCCHをそれ以外のサブフレームを含む全てのサブフレームと同時刻に送信されるサブフレームのいずれかにリソースマッピングすることができる。別の例では、基地局装置100−1がリソースマッピング制限サブフレームと設定しているサブフレーム(図7の網掛け部分)には、移動局装置100−2及び移動局装置100−3に送信するPDSCH、PDCCHをリソースマッピングし、それ以外のサブフレームにリソースマッピングしない。このようなスケジューリングを行うにより、基地局装置100−2に接続する移動局装置は、基地局装置100−1の送信信号から受けるセル間干渉を軽減することができる。
ここで、移動局装置が基地局装置100−1のリソースマッピング制限サブフレームのうちABSと同時刻に送信されるサブフレームにマッピングされる場合、その移動局装置に対して、基地局装置100−1のCRSは干渉を与えることなる。その場合は、その移動局装置は基地局装置100−1のCRSをキャンセル処理することが好ましい。また、移動局装置が基地局装置100−1の通常サブフレームと同時刻に送信されるサブフレームにマッピングされる場合、その移動局装置に対して、基地局装置100−1のCRSは干渉を与えることなる。その場合は、その移動局装置は基地局装置100−1のCRSをキャンセル処理することが好ましい。なお、移動局装置が基地局装置100−1のリソースマッピング制限サブフレームのうちMBSFNサブフレームと同時刻に送信されるサブフレームにマッピングされる場合、その移動局装置に対して、基地局装置100−1のCRSは干渉を与えない。その場合は、その移動局装置は基地局装置100−1のCRSをキャンセル処理しないことが好ましい。
本発明では、そのような課題を解決するために、基地局装置100−2に接続している移動局装置の下りリンクにおける制御信号に、基地局装置100−1のCRSに対する干渉キャンセル処理に関する情報(干渉キャンセル情報)が含まれる。例えば、前記制御信号として、PDCCH、RRC(Radio Resource Control:無線リソース制御)シグナリングなどがある。RRCシグナリングは、PBCH、PDSCHに含まれている制御信号であり、PDCCHと比較して、送信できる情報量が多く、更新(送信)頻度の低い準静的(セミスタティック)なシグナリングである。
干渉キャンセル処理「要」の通知を受けた移動局装置は、当該通知後、所定の期間、セル間干渉をキャンセルする処理を行う(移動局装置でのキャンセル処理の詳細は後述する。)。一態様として、PDCCH又はRRCシグナリングに1ビットの干渉キャンセルの有無に関する情報を示す領域を確保し、「0」によりキャンセル処理「不要」を、「1」によりキャンセル処理「要」を通知する。
具体的には、PDCCHによりキャンセル処理「要」が設定された場合、そのサブフレーム内にスケジュール(マッピング)されているPDSCHに対して、基地局装置100−1のCRSをキャンセル処理する。RRCシグナリングによりキャンセル処理「要」が設定された場合、その干渉キャンセル情報が更新されるまで、その間にスケジュール(マッピング)されるPDSCHに対して、基地局装置100−1のCRSをキャンセル処理する。
干渉キャンセルの要否は、例えば、以下の判断基準により行われる。基地局装置100−2が、基地局装置100−1のリソースマッピング制限サブフレームのうちABSに相当するサブフレーム、または、通常サブフレームに相当するサブフレームを用いて移動局装置に情報データを送信する場合、キャンセル要を示す情報を通知する。一方、基地局装置100−2が、基地局装置100−1のリソースマッピング制限サブフレームのうちMBSFNサブフレームに相当するサブフレームを用いて移動局装置に情報データを送信する場合、キャンセル不要を示す情報を通知する。
別の例では、基地局装置100−2が、基地局装置100−1のリソースマッピング制限サブフレームのうちABSに相当するサブフレーム、または、通常サブフレームに相当するサブフレームを用いて移動局装置に情報データを送信し、さらに当該情報データが所定のMCS以上である場合にキャンセル要を示す情報を通知する。別の例では、基地局装置100−1がリソースマッピング制限サブフレームのうちABS、または、通常サブフレームに相当するサブフレームにおいて所定数以上の参照信号を送信する場合、キャンセル要を示す情報を通知する。別の例では、無線通信システムにおいて、送信フレームフォーマットのモードに基づいて、キャンセル要否を判断する。すなわち、基地局装置100−1がリソースマッピング制限サブフレームを含む送信フレームフォーマットのモードで信号を送信する場合、キャンセル要を示す情報を通知する。なお、上記参照信号の数、送信フレームフォーマットのモードは、回線10を用いて、基地局装置間で共有することができる。
なお、以上の判断基準は、基地局装置100−2が、基地局装置100−1からのCRSによる干渉が大きいと見込まれる移動局装置に対してだけ行うことができる。すなわち、基地局装置100−2は、基地局装置100−1からのCRSによる干渉が小さいと見込まれる移動局装置に対して、以上の判断基準は適用せず、キャンセル不要を示す情報を通知してもよい。
また、本発明では、下りリンクにおける制御信号に干渉キャンセル処理を行うセル情報が含まれる。前記制御信号として、PDCCH、RRC(Radio Resource Control:無線リソース制御)シグナリングなどがある。また、前記セル情報とは、セルID、CRSポート数、CRSの電力情報(データ信号との電力比なども含まれる)などが該当する。一態様として、PDCCHに干渉キャンセル処理を行うセル情報を示す領域を確保し、キャンセル処理を行う信号の送信元のセル情報を通知する。別の一態様として、RRCシグナリングに干渉キャンセル処理を行うセル情報を示す領域を確保し、キャンセル処理を行う信号の送信元のセル情報を予め通知する。
図1では、基地局装置100−2は、基地局装置100−1のセルID,CRSポート数、CRSの電力情報などを制御信号により、移動局装置200−2、及び/又は移動局装置200−3に通知する。移動局装置は、前記セルID、CRSポート数により、当該基地局装置がリソースマッピングしたCRSのリソースエレメントおよび値を特定または推定することができ、当該参照信号をキャンセルする処理が可能となる。なお、前記RRCシグナリングは、PBCHにより送信されるものでも、PDSCHにより送信されるものでもよい。
PBCHにより送信されるRRCシグナリングを用いて下りリンクにおける制御信号に干渉キャンセル処理の要否又は干渉キャンセル処理行うセル情報を通知する場合、当該情報をCell−Specific(セル固有)な情報として通知することができる。また、PDSCHにより送信されるRRCシグナリングを用いて下りリンクにおける制御信号に干渉キャンセル処理の要否又は干渉キャンセル処理行うセル情報を通知する場合、当該情報をUE−Specific(移動局装置固有)な情報として通知することができる。
図8は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムにおける基地局装置100−2の送信フローチャートである。
基地局装置100−2は、回線10を通して、隣接基地局装置(基地局装置100−1)の下りリンク送信に関する情報を取得する(S101)。前記下りリンク送信に関する情報には、送信フレームフォーマットに関する情報が含まれる。
次に、基地局装置100−2は、前記下りリンク送信に関する情報に基づいて、基地局装置100−1が送信するサブフレームがMBSFNであるか否かを判断する(S102)。ここで、MBSFNでないと判断した場合(S101NO)、基地局装置100−2が移動局装置200−u(図1の場合、u=2、又は2並びに3)にキャンセル処理「要」を通知するための制御信号を生成する(S104)。
一方、MBSFNであると判断した場合(S101YES)、基地局装置100−2が移動局装置200−u(図1の場合、u=2、又は2並びに3)にキャンセル処理「不要」を通知するための制御信号を生成する(S103)。そして、基地局装置105は、前記制御信号及びデータ信号(PDSCHなど)を移動局装置に送信(S105)して処理を終了する。なお、移動局装置への前記制御信号には、セル情報、CRSポート数などの情報を含んでもよい。
次に、本発明の第1の実施形態に係る移動局装置の構成について説明する。
図9は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムにおける移動局装置200−u(図1においては、u=1〜3)の構成を示す概略ブロック図である。移動局装置200−uは、受信アンテナ部201、受信部202、伝搬路推定部203、GI除去部204、DFT部205、干渉除去部206、伝搬路補償部207、復調部208、復号部209、上位レイヤ210、制御信号検出部211、送信アンテナ部221、制御信号生成部222、送信部223を含んで構成される。
受信アンテナ部201は、基地局装置100−2から電波として伝搬された搬送帯域OFDM信号を受信し、受信した搬送帯域OFDM信号を受信部202に出力する。このとき、基地局装置100−1が送信する搬送帯域OFDM信号も受信することになり、セル間干渉となる。
受信部202は、受信アンテナ部202から入力されたOFDM信号をディ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)を除去する。受信部202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ィジタル信号に(A/D;Analog−to−Digital)変換し、変換したディジタル信号を伝搬路推定部203、GI除去部204及び制御信号検出部211に出力する。
伝搬路推定部203は、受信部202が出力した信号に含まれる参照信号を用いて、伝搬路推定を行う。そして、前記伝搬路推定値を、干渉除去部206、伝搬路補償部207及び上位レイヤ210に通知する。前記伝搬路推定値は、例えば、伝達関数、インパルス応答などである。
制御信号検出部211は、受信部202が出力した信号に含まれる制御信号(PDCCH、RRCシグナリングなど)の検出を行う。そして、前記制御信号検出部211は、制御信号に含まれる情報データなどに施されているMCS、プレコーディング行列、レイヤ数の情報を抽出すると、復調部208、符号部209に通知する。また、前記制御信号検出部211は、制御信号に含まれる移動局装置におけるキャンセル処理の要否情報、キャンセル処理する信号の送信元のセル情報を抽出し、干渉除去部206に通知する。
GI除去部204は、受信部202から出力される信号からGIを除去し、除去された信号をDFT部205に出力する。
DFT部205は、GI除去部204から入力された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、干渉除去部206に出力する。なお、DFT部205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。
干渉除去部206は、伝搬路推定部203から入力された伝搬路推定値を用いて、移動局装置におけるキャンセル処理の要否、キャンセル処理する信号の送信元のセル情報に基づき、DFT部205から入力された信号から、干渉成分を除去する処理を行う。具体的には、干渉除去部206は、DFT部205から入力された周波数領域信号から、通知されたセルIDに係る基地局装置が送信したCRSなどの既知信号を除去する(詳細は後述)。
伝搬路補償部207は、伝搬路推定部203から入力された伝搬路推定値に基づき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、などの方式を用いて、例えばフェージングによる伝搬路歪を補正する重み係数を算出する。伝搬路補償部207は、この重み係数を干渉除去部206から入力された周波数領域信号に乗算して伝搬路補償を行う。
復調部208は、伝搬路補償部207から入力された伝搬路補償後の信号(データ変調シンボル)に対して復調処理を行う。前記復調処理は、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209は、復調部208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210に出力する。この誤り訂正復号処理の方式は、送信元である送信装置100が行ったターボ符号化、畳み込み符号化など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、軟判定どちらでもよい。なお、基地局装置が、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209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209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222は、フィードバック情報(CQI、RI、PMIが含まれる)を基地局装置に送信するための制御信号を生成する。前記フィードバック情報は、上位レイヤ210が、伝搬路推定部203で算出した伝搬路推定値に基づいて、決定する。
制御信号生成部222は、前記フィードバック情報を示す制御データを誤り訂正符号化、変調マッピングし、制御信号を生成する。制御信号として、例えば、PUCCHなどが該当する。前記制御信号生成部222が出力する制御信号を含む信号は、送信部223で、下りリンクにおいて送信可能な周波数帯まえアップコンバートされ、送信アンテナ部221を介して、基地局装置に送信される。
次に、第1の実施形態に係る干渉除去部206の構成及び機能について説明する。
図10は、第1の実施形態に係る干渉除去部206の構成を示す概略図である。干渉除去部206は、送信信号レプリカ生成部241、干渉レプリカ生成部242及び減算部243を含んで構成される。送信信号レプリカ生成部241は、キャンセラ処理「要」を示す制御信号が入力されると、参照信号(例えば、CRS)、制御信号などの既知信号のレプリカ(送信信号レプリカ)を生成する。前記送信信号レプリカは、前記制御信号に含まれる「キャンセル処理する信号の送信元のセル情報」に基づいて生成される。
図1においては、移動局装置200−2及び/又は移動局装置200−3が、基地局装置100−2からキャンセラ処理「要」、及びキャンセル処理する信号の送信元として基地局装置100−1のセル情報」の通知を受けると、基地局装置100−1の下りリンク送信フレームフォーマット(図3、図4)に基づいて、既知信号(CRS、PSS、SSSなど)のレプリカを生成する。特に、移動局装置200−2及び/又は移動局装置200−3は、リソースマッピング制限サブフレームにおける既知信号のレプリカを生成する。
干渉レプリカ生成部242は、前記送信信号レプリカに伝搬路推定値を乗算することで、干渉レプリカを生成する。
減算部243は、DFT部205から出力される周波数領域の信号から前記干渉レプリカを減算後、当該信号を伝搬路補償部207に出力する。減算部243が出力する第lOFDMシンボルの第kサブキャリアの信号Rk、l〜は次式で表される。
ここで、Rk、lはDFT部205が出力するリソースマッピング制限フレームにおける第lOFDMシンボルの第kサブキャリアの信号である。Rk、l^はリソースマッピング制限フレームにおける干渉レプリカで、次式で表される。なお、「R^」、「R〜」という表記は、式(2)に表わされているように文字「R」の上に各々「^」、「〜」が記載されたものを意味する。これらの表記は、後述する「s^」、「c^」、「H^」でも同様である。
ここで、Hk、l^は伝搬路推定部203が推定した第lOFDMシンボルの第kサブキャリアの伝達関数、sl、k^は送信信号レプリカ生成部が生成した第lOFDMシンボルの第kサブキャリアの送信信号レプリカである。sk、l^は、既知信号(CRS、PSS、SSSなど)がマッピングされているリソースエレメントには当該既知信号で、それ以外のリソースエレメントには0(ヌル)で構成されたレプリカである。
例えば、図4のサブフレームフォーマットを有するリソースマッピング制限フレームにおいて、第1番目と第8番目のOFDMシンボルの送信信号レプリカsk、l^、(l=1、8の場合)は次式となる。
ここで、m=0、1、…、2(M−1)、(Mはリソースブロックの数)CRS^は送信信号レプリカ生成部241が生成する参照信号である。
他のOFDMシンボルにおいても、既知信号が配置されているリソースエレメントに、当該既知信号のレプリカを割り当て、それ以外のリソースブロックには0を割り当てた干渉レプリカを生成する。また、アンテナ数が複数の場合においては、各アンテナポートから送信されるサブフレームフォーマットに基づいて、干渉レプリカを生成する。
例えば、2本のアンテナを有する基地局装置100−1が図5に示すフォーマットで送信している場合、第1番目、5番目、第8番目及び第12番目のOFDMシンボルの送信信号レプリカsk、l^、(l=1、5、8、12の場合)は次式となる。
図11は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムにおける移動局装置の受信フローチャートである。図1においては、移動局装置200−u(u=2又は2並びに3)が該当とする。移動局装置100−uは、基地局装置100−2の送信信号に含まれる干渉キャンセル処理に関する制御信号を検出し、(S201)。干渉キャンセル処理の要否を判断する(S202)。ここで、干渉キャンセル処理「要」(干渉キャンセル処理に関するフラグが「1」)を検出した場合(S202YES)、所定のタイミングで、既知信号(CRSなど)の干渉キャンセル処理を適用したデータ信号検出処理を行う(S204)。一方、干渉キャンセル処理「不要」(干渉キャンセル処理に関するフラグが「0」)を検出した場合(S202NO)、干渉キャンセル処理を適用せず、データ信号検出処理を行う(S203)。前記干渉キャンセル処理を行うタイミング、すなわち、干渉キャンセル処理を行うサブフレームは、予め決めておいてもよいし、基地局装置から移動局装置へ通知してもよい。また、前記既知信号の配置に関する情報は、前記制御信号に含まれるセル情報、CRSポート数などの情報から判断することもできる。
図12は、移動局装置200−2が基地局装置100−1および基地局装置100−2により送信されるサブフレームの受信を示した図である。図1における移動局装置200−2は、基地局装置100−1から送信フレームフォーマット251で送信された信号(セル間干渉)と、基地局装置100−2から送信フレームフォーマット252で送信された信号を受信することになる。ここで、本発明では、基地局装置100−1は、サブフレームNに当該基地局装置と接続する移動局装置宛(図1における移動局装置200−1)のデータ信号(例えば、PDSCH)及び制御信号(PDCCH、CRS、SSS,PSS、など)を割り当て、サブフレームAおよびサブフレームM(リソースマッピング制限サブフレーム、塗潰し部)には、所定の制御信号(CRS、SSS,PSS、など)のみ割り当てる。また、本発明では、基地局装置100−2は前記サブフレームAが送信されるタイミングに送信するサブフレーム(フレームフォーマット252の網掛け部分)にのみ、移動局装置200−2に送信するデータ信号を割り当てる。これにより、マクロセル(基地局装置100−1)がピコセル、フェムトセル(基地局装置100−2)に接続する移動局装置移動局装置200−2に与えるセル間干渉を軽減することができる。
さらに、本発明では、基地局装置100−2は、移動局装置200−2に対して、前記サブフレームAおよびサブフレームNが送信されるタイミングに送信するサブフレームにおいて、基地局装置100−1から送信される所定の制御信号(CRS)を除去する処理(キャンセル処理)を行うことが必要(可能)であることを示す情報を通知する。また、基地局装置100−2は、移動局装置200−2に対して、前記サブフレームMが送信されるタイミングに送信するサブフレームにおいて、基地局装置100−1から送信される所定の制御信号(CRS)を除去する処理(キャンセル処理)を行うことが不要(不可能)であることを示す情報を通知する。
基地局装置100−1は、伝搬路状況、送信信号のQoS(Quality of Service)などにより、送信アンテナ数又はレイヤ数を可変し、それに応じて、サブフレームに配置される参照信号の数も異なる。その結果、基地局装置100−1から受けるセル間干渉量も異なる。例えば、アンテナ数1の場合(図4)、リソースブロック当たり8個の参照信号がマッピングされ、アンテナ数2の場合(図5)、リソースブロック当たり16の参照信号がマッピングされ、アンテナ数4の場合(図6)、リソースブロック当たり24の参照信号がマッピングされる。
本発明によれば、参照信号、制御信号などの既知信号を除去することができるから、ピコセル、フェムトセルなど(基地局装置100−2)に接続する移動局装置200−2は、マクロセル(基地局装置100−1)がサブフレームAに配置した所定の既知信号の数に影響されず、マクロセルから受けるセル間干渉をさらに軽減することができる。
なお、以上の説明では、移動局装置がCRSをキャンセル処理する場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、PSS、SSSの同期信号をキャンセル処理する場合でも、本発明を適用することができる。具体的には、基地局装置は、移動局装置に対して、RRCシグナリングにより、セルIDまたはサブフレーム番号(同期信号がマッピングされるサブフレームを示す情報も含む)を通知する。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態では、異なるセル半径の基地局装置を配置した下りリンクにおける無線通信システムにおいて、基地局装置が別の下りリンク送信フォーマットで送信する場合で説明される。本発明の第2の実施形態に係る基地局装置100−α及び移動局装置200−uは、第1の実施形態に係る基地局装置100−α及び移動局装置200−uと同様の構成を有するが、上位レイヤ102及び制御信号生成部104で生成される移動局装置へのキャンセル処理に関する制御情報を通知する制御信号が異なる。以下、第1の実施形態と異なる点について、主に説明する。
図13は、本発明の第2の実施形態に係る無線通信システムにおける基地局装置100−1の下りリンクの送信フレームフォーマットである。図13の上段は、基地局装置100−1が接続している移動局装置200−1へ信号を送信する場合の下りリンク送信フレームフォーマットである。図13の上段は、通常サブフレーム、ABS、及びMBSFNサブフレーム(Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network Subframe)を含む10個のサブフレームから構成される。
通常サブフレームは、原則、CRS(図中の塗り潰し部)、PDCCH(図中の横縞部)及びPDSCH(図中の白抜き部)から構成される(図13の上段のサブフレームインデックス#1、サブフレームインデックス#3、サブフレームインデックス#5及びサブフレームインデックス#9)。ただし、所定のサブフレームには、加えて制御信号(SSS(図中の左上がり斜線部分)、PSS(図中の右上がり斜線部分)など)が配置される(例えば、図13の上段のサブフレーム#5)
ABSは、CRS及び/又は所定の制御信号(SSS、PSS、PBCH(図中の格子部分)など)のみが配置される(図13の上段のサブフレームインデックス#0及びサブフレームインデックス#4)。 MBSFNサブフレームは、CRSが配置される(図13の上段のサブフレームインデックス#2、ブフレームインデックス#6、ブフレームインデックス#7及びサブフレームインデックス#8)。MBSFNサブフレームは、通常サブフレーム及びABSよりCRSの配置数が少ない。ここで、本発明の第2の実施形態では、ABS及びMBSFNサブフレームの上記の配置される信号以外(例えば、PDSCH)は配置されない(図中の網掛け部)。
図13の下段は、基地局装置100−2が接続している移動局装置200−2及び移動局装置200−3へ信号を送信する場合の下りリンク送信フレームフォーマットである。図13の下段は、10個の通常サブフレームから構成される。通常サブフレームは、原則、CRS(図中の塗り潰し部)、PDCCH(図中の横縞部)及びPDSCH(図中の白抜き部)から構成される。ただし、所定のサブフレームには、加えて制御信号(SSS(図中の左上がり斜線部分)、PSS(図中の右上がり斜線部分)、PBCH(図中の格子部分))など)が配置される(例えば、図13の下段のサブフレーム#0及びサブフレーム#5)
本発明の第2の実施形態に係る基地局装置100−2の制御信号生成部104は、図13上段に示した基地局装置100−1の送信フォーマットを考慮して、生成する制御信号に、移動局装置におけるキャンセルの要否、キャンセルするセルに関する情報が含まれる。
一態様として、前記キャンセルの要否を示す情報は、基地局装置100−1の通常サブフレーム及びMBSFNサブフレームが送信されるサブフレームではキャンセル処理「不要」を、基地局装置100−1のABSサブフレームが送信されるサブフレームではキャンセル処理「要」を通知する。例えば、PDCCH又はRRCシグナリングに1ビットの干渉キャンセルの有無に関する情報を示す領域を確保し、「0」によりキャンセル処理「不要」を、「1」によりキャンセル処理「要」を通知する。
前記キャンセルの要否を示す情報を含む制御信号を受信した移動局装置200−2及び/又は移動局装置200−3は、前記キャンセルの要否を示す情報に基づいて、各サブフレームに対してキャンセル処理を行うことになる。
別の態様として、キャンセルの要否を示す情報は、基地局装置100−1の通常サブフレーム、MBSFNサブフレーム、通常サブフレームの配置を通知する。例えば、PDCCH又はRRCシグナリングに2ビットの干渉キャンセルの有無に関する情報を示す領域を確保し、「01」により通常サブフレームを、「10」によりMBSFNサブフレームを、「11」によりABSを通知する。
前記キャンセルの要否を示す情報を含む制御信号を受信した移動局装置200−2及び/又は移動局装置200−3は、前記キャンセルの要否を示す情報「11」を取得すると、当該サブフレームに対してキャンセル処理を行い、その後、復調処理、復号処理などを行う。
一方、前記キャンセルの要否を示す情報「01」または「10」を取得すると、当該サブフレームに対してはキャンセル処理を行うことなく、復調処理、復号処理などを行う。なお、キャンセルするセルに関する情報は、第1の実施形態と同様に通知される。
以上のように、本発明の第3の実施形態によれば、マクロセル(基地局装置100−1)が複数の種類のサブフレームから構成される送信フォーマットで信号を送信する場合において、ピコセル、フェムトセル(基地局装置100−2)は、参照信号などの既知信号の数に応じてキャンセルの要否を設定できる。
そして、ピコセル、フェムトセルに接続する移動局装置は、前記キャンセルの要否を示す情報に基づいて、参照信号、制御信号などの既知信号を除去することができるから、既知信号の数に影響されず、マクロせるから受けるセル間干渉をさらに軽減することができる。
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態では、異なるセル半径の基地局装置を配置した下りリンクにおける無線通信システムにおいて、移動局装置のキャンセル処理に関する制御について、別の通知方法が説明される。本発明の第3の実施形態に係る基地局装置100−α及び移動局装置200−uは、第1の実施形態に係る基地局装置100−α及び移動局装置200−uと同様の構成を有するが、上位レイヤ102及び制御信号生成部104で生成される移動局装置へのキャンセル処理に関する制御情報を通知する制御信号が異なる。以下、第1の実施形態と異なる点について、主に説明する。
本発明の第3の実施形態に係る下りリンク制御信号には、移動局装置がキャンセル処理を行うサブフレームを示す情報が含まれる。前記制御信号として、PDCCH、RRCシグナリングが該当する。
図14は、本発明の第3の実施形態に係る下りリンク制御信号の一例である。制御信号には、移動局装置200−uがキャンセル処理を行うサブフレーム情報(ビットマップ)が含まれる。図14では、制御信号に、キャンセル処理を行うサブフレーム情報として、10ビットが割り当てられている場合の例である。「1」はキャンセル処理「要」を示し、「0」はキャンセル処理「不要」を示す。図14の例では、フレームを構成する10個のサブフレームのうち、1番目、2番目、6番目及び7番目のサブフレームに対してキャンセル処理を行う旨を通知している。移動局装置200−uは、キャンセル処理を行うサブフレーム情報を含む制御信号を受信すると、干渉除去部206は、当該情報に基づき、キャンセル処理「要」と示されたサブフレームに対して、干渉除去処理(キャンセル処理)を行う。
また、本発明の第3の実施形態に係る下りリンク制御信号には、移動局装置がキャンセル処理を行うセル情報が含まれる。前記制御信号として、PDCCH、RRCシグナリングが該当する。図14では、制御信号に、セル情報として、8ビットが割り当てられている場合の例である。すなわち、最大256個のセルIDを通知できる。図14では、キャンセル処理を行う基地局装置のセルIDが1ある旨を通知している。移動局装置200−uは、キャンセル処理を行う基地局装置のセルIDを含む制御信号を受信すると、制御信号検出部211において、制御信号セルIDを抽出し、CRSが配置されているリソースエレメントに関する情報を得る。そして、干渉除去部206は、CRSが配置されているリソースエレメントに関する情報に基づき、キャンセル処理「要」と示されたサブフレームにおけるCRSの干渉除去処理を行う。
また、本発明の第3の実施形態に係る下りリンク制御信号には、移動局装置がキャンセル処理を行う信号のレイヤ数に関する情報が含まれる。前記制御信号として、PDCCH、RRCシグナリングが該当する。図14では、制御信号に、レイヤ数に関する情報として、4ビットが割り当てられている場合の例である。すなわち、最大16個のレイヤを通知できる。図14では、キャンセル処理を行う基地局装置の送信信号のレイヤ数が1ある旨を通知している。移動局装置200−uは、キャンセル処理を行う基地局装置の送信信号のレイヤ数が1である旨の情報を含む制御信号を受信すると、制御信号検出部211はレイヤ数情報を抽出し、当該レイヤ数で送信される信号のCRSが配置されているリソースエレメントに関する情報を得る。そして、干渉除去部206は、CRSが配置されているリソースエレメントに関する情報に基づき、キャンセル処理「要」と示されたサブフレームにおけるCRSの干渉除去処理を行う。
なお、図14では、同一の制御信号を用いて、キャンセル処理を行うサブフレーム情報、セル情報及びキャンセル処理を行うサブフレームのレイヤ数を通知しているが、異なる制御信号を用いて通知してもよい。また、前記RRCシグナリングは、PBCHにより送信されるものでも、PDSCHにより送信されるものでもよい。PBCHにより送信されるRRCシグナリングを用いて下りリンクにおける制御信号に干渉キャンセル処理の要否又は干渉キャンセル処理行うセル情報を通知する場合、当該情報をCell−Specificに通知することができる。また、PDSCHにより送信されるRRCシグナリングを用いて下りリンクにおける制御信号に干渉キャンセル処理の要否又は干渉キャンセル処理行うセル情報を通知する場合、当該情報をUE−Specificに通知することができる。
以上のように、本発明の第3の実施形態によれば、サブフレーム毎に、キャンセル処理の有無を移動局装置に通知することができる。これにより、移動局装置は、高精度なタイミングで干渉キャンセル処理を行うことができる。
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態では、異なるセル半径の基地局装置を配置した下りリンクにおける無線通信システムにおいて、移動局装置のキャンセル処理に関する制御について、別の通知方法が説明される。本発明の第4の実施形態に係る基地局装置100−α及び移動局装置200−uは、第1の実施形態に係る基地局装置100−α及び移動局装置200−uと同様の構成を有するが、基地局装置100−αの上位レイヤ102及び制御信号生成部104が生成するキャンセル処理に関する制御情報を含む制御信号が異なる。以下、第1の実施形態と異なる点について、主に説明する。
図15は、本発明の第4の実施形態に係る基地局装置の下りリンク制御信号の一例である。前記下りリンク制御信号は、PDCCHなどが該当する。本発明の第4の実施形態に係る下りリンク制御信号には、MCS情報を示す情報が含まれる。図15では、MCS情報を示す領域として4ビット割り当てた例である。
図16は、MCS情報のインデックスに対する変調方式(Modulation)及び符号化率(Code Rate)である。すなわち、図15のMCS情報は、図16におけるIndex 3を示している。基地局装置100−2は、データ信号(PDSCH)を、図15及び図16で設定したMCS情報に基づいて、データ変調し、移動局装置200−u(図1では、u=2、3)に送信する。
また、本発明の第4の実施形態に係る下りリンク制御信号には、送信フォーマット情報が含まれる。基地局装置100−2は、基地局装置100−1の送信フォーマット情報に基づいて、データ信号(PDSCH)の割当てを行う。図15では、送信フォーマット情報を示す領域として2ビット割り当てた例である。
図17は、送信フォーマット情報のインデックスに対するサブフレーム構成である。すなわち、図15の送信フォーマット情報は、図17におけるIndex 2を示している。基地局装置100−2は、送信フォーマット情報のIndexが2の場合、移動局装置200−u(図1では、u=2、3)宛のデータ信号(PDSCH)を第1番目、第2番目及び第6番目のサブフレームに割り当てる。なお、図14では、同一の制御信号を用いて、キャンセル処理を行うサブフレーム情報、セル情報及びキャンセル処理を行うサブフレームのレイヤ数を通知しているが、異なる制御信号を用いて通知してもよい。
次に、本発明の第4の実施形態に係る移動局装置の動作について説明する。移動局装置200−uは、基地局装置100−2が送信した制御信号からMCS情報及び送信フォーマット情報を抽出し、キャンセラの要否判断テーブルに基づいて、キャンセル処理の要否を判断する。
図18は本発明の第4の実施形態に係る移動局装置が保持するキャンセラの要否判断テーブルの一例である。制御信号検出部211は、送信フォーマット情報のインデックスが0の場合又は送信フォーマット情報のインデックスが1かつMCS情報のインデックスが0〜6の場合、キャンセラ処理「不要」と判断する。制御信号検出部211は、送信フォーマット情報のインデックスが1かつMCS情報のインデックスが7〜15の場合、キャンセラ処理「要」と判断し、干渉除去部206に通知する。
図19は、本発明の第4の実施形態に係る無線通信システムにおける移動局装置がキャンセラの適否を判断するフローチャートである。図1においては、移動局装置200−u(u=2又は2並びに3が該当とする。
移動局装置200−uの制御信号検出部211は、基地局装置100−2の送信信号に含まれる制御信号から、MCS情報及び送信フォーマット情報を抽出し(S301)、送信フォーマット情報のインデックスを識別する(S302)。送信フォーマット情報のインデックスが0の場合(S202のYES)、干渉キャンセル処理を適用せず、MCS情報に基づいて、データ信号検出処理を行う(S303)。
送信フォーマット情報のインデックスが0でない場合(S302のNO)、MCS情報のインデックスを識別する(S304)。MCS情報のインデックスが0〜6の場合(S304のYES)、干渉キャンセル処理を適用せず、MCS情報に基づいて、データ信号検出処理を行う(S305)。
MCS情報のインデックスが0〜6でない場合(S304のNO)、送信フォーマット情報に基づき、ABSで基地局装置100−1が送信した既知信号(CRSなど)に対する干渉キャンセル処理を行った後、MCS情報に基づいて、データ信号検出処理を行う(S306)。なお、前記キャンセラ処理を行う既知信号が配置されたリソースエレメントは、前記制御信号に含まれるセル情報、CRSポート数などの情報から判断することもできる。
以上のように、本発明の第4の実施形態によれば、移動局装置は、MCS情報及び送信フォーマット情報から、黙示的に(インプリシットに)、キャンセル処理の要否を判断することできる。これにより、キャンセラ処理の要否を判断するための新たな制御信号を加える必要なく、制御信号の増加による周波数利用効率の低下を抑えることができる。
なお、本発明の実施形態では、MCS情報及び送信フォーマット情報から、黙示的に(インプリシットに)、キャンセル処理の要否を判断しているが、その他の制御情報(例えば、RI、PMIなど)から、黙示的にキャンセル処理の要否を判断するようにしてもよい。
(第5の実施形態)
本発明の第5の実施形態では、異なるセル半径の基地局装置を配置した下りリンクにおける無線通信システムにおいて、キャンセル処理機能を有する移動局装置のフィードバック情報生成が説明される。
本発明の第5の実施形態に係る基地局装置100−α及び移動局装置200−uは、第1の実施形態係る基地局装置100−α及び移動局装置200−uと同様の構成を有するが、移動局装置200−uの上位レイヤ102及び制御信号生成部104で生成されるフィードバック情報の生成方法が異なる。以下、第1の実施形態と異なる点について、主に説明する。
図20は、本発明の無線通信システムにおける基地局装置と移動局装置間での接続及び制御処理フローを示すシーケンス図である。基地局装置100−1は、周辺の基地局装置100−2に、図1の回線10を通して、当該基地局装置の下りリンク送信に関する情報を通知する(S401)。前記下りリンク送信に関する情報には、通常サブフレームとリソースマッピングが制限されるサブフレーム(ABS)の配置などの送信フォーマット情報、セルID、CRSポート数などが含まれている。
基地局装置100−2は、上記下りリンク送信に関する情報に基づいて、キャンセル処理に関する制御情報を含む制御信号を生成し(S402)、移動局装置200−2に送信する(S403)。前記キャンセル処理に関する制御情報には、干渉キャンセル処理の要否に関する情報、干渉キャンセル処理行うセル情報などが含まれる。なお、前記キャンセル処理に関する制御情報のシグナリングには、第1の実施形態乃至第4の実施形態に記載のシグナリングを適用することができる。移動局装置200−2は、前記キャンセル処理に関する制御情報に基づいて、フィードバック情報を生成し(S404)、基地局装置100−2に通知する(S405)。
図21は、本発明の第5の実施形態におけるフィードバック情報の生成を示すフローチャートである。移動局装置200−2の制御信号検出部211は、基地局装置100−1が送信する下りリンク制御信号から、干渉キャンセル処理に関する制御情報を抽出し、干渉キャンセル処理の要否情報を得る(501)。そして、干渉キャンセル処理「要」が通知されると(S502のYES)、伝搬路状況に加えて、干渉キャンセル処理の適用を考慮して、CQI、RIなどのフィードバック情報が設定される(S504)。
一方、干渉キャンセル処理「要」が通知されると(S502のYES)、伝搬路状況に基づいて、CQI、RIなどのフィードバック情報が設定される(S503)。そして、移動局装置200−2は、基地局装置100−2に前記設定したフィードバック情報の通知を行う(S505)。なお、前記伝搬路状況は、基地局装置100−2から送信されるCRSなどの参照信号から推定される。
図19に戻り、基地局装置100−2は、前記フィードバック情報に基づいて、移動局装置202−2へ送信するデータ信号のMCS,レイヤ数など設定し、当該パラメータに基づいて、符号化処理、変調処理、プレコーディング処理などを行ったPDSCHを生成する(S406)。さらに、前記MCS、レイヤ数などを通知する下りリンク制御信号(PDCCH)を生成する(S406)。そして、前記PDSCH及びPDCCHは移動局装置200−2に送信される(S407)。
移動局装置200−2は、前記PDSCH及びPDCCHを受信すると、前記PDCCHの前記MCS、レイヤ数などの情報に基づき、干渉キャンセル処理を適用して、前記PDSCHの検出処理(復調処理、復号処理など)を行う(S408)。
以上のように、本発明の第5の実施形態によれば、移動局装置は、伝搬路状況に加えて、干渉キャンセル処理適用の要否を考慮して、フィードバック情報を生成する。基地局装置は、前記フィードバック情報に基づいて、移動局装置宛にデータ信号を送信する。
これにより、基地局装置100−2は、データ信号を高速伝送が可能なMCS,レイヤ数(空間多重数)に設定できるから、周波数利用効率の向上を図ることができる。
なお、図2における基地局装置の全部または一部、あるいは図9における端末装置の全部または一部との機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、図2における基地局装置の全部または一部と、図9における端末装置の全部または一部との機能を集積回路に集約して実現してもよい。基地局装置、及び端末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、又は全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、又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変更等も含まれる。