セル間干渉除去方法、中継局および基地局
【課題】セル間干渉を効果的に除去して端ユーザのスループットを向上する。
【解決手段】セル間干渉除去方法は、中継局が、第１タイムスロットで、自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を受信し、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行い、第２タイムスロットで、処理後の信号を、自局に隣接する基地局に転送する、ことを含む。該方法によれば、基地局は、中継局から転送された移動端末からの信号と、自局が直接に移動端末から受信した信号とを利用して、統合復号化を行って、自局の所要データを得ることができる。
【解決手段】セル間干渉除去方法は、中継局が、第１タイムスロットで、自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を受信し、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行い、第２タイムスロットで、処理後の信号を、自局に隣接する基地局に転送する、ことを含む。該方法によれば、基地局は、中継局から転送された移動端末からの信号と、自局が直接に移動端末から受信した信号とを利用して、統合復号化を行って、自局の所要データを得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信技術に関し、特に、セル間干渉除去方法、中継局および基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のセルラーシステムにおいて、ユーザの獲得できるデータレートは、ユーザの所在する位置に大きく依存する。例えば、セルラーシステムにおけるセル端ユーザのデータレートは、セル中央ユーザより遥かに低い。これは、主に、信号の無線環境での伝搬特性から引き起こされる。当業者は、基地局から比較的に遠いユーザで受信された信号が、空間損失を経た後、その信号強度が必ず弱化するため、自然に、該ユーザの獲得できるデータレートが低減する、ということを理解できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
基地局による端ユーザへの送信電力を増加することで空間損失を克服すれば、つまり、基地局は端ユーザへの送信電力を増加することで空間損失を克服すれば、該基地局による隣接セルへの干渉が増加してしまうことになり、これによって、相変わらず、隣接セルの端ユーザのデータレートが低減してしまうことになる。従って、セル間干渉を如何に解決するかという課題は、端ユーザのデータレートを向上させるために解決しようとする根本的な課題の１つである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、本発明の実施例は、セル間干渉を効果的に除去して端ユーザのスループットを向上させることが可能なセル間干渉除去方法と、該方法を実現する中継局および基地局とを提供している。
【０００５】
本発明の実施例で提供されているセル間干渉除去方法は、中継局が、第１タイムスロットで、自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を受信し、中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行い、中継局が、第２タイムスロットで、処理後の信号を、自局に隣接する基地局に転送する、ことを含む。
【０００６】
ここで、中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、中継局が、受信された信号に対して、増幅処理を行い、または、中継局が、受信された信号に対して、雑音除去および再変調処理を行い、または、中継局が、受信された信号に対して、雑音除去処理および圧縮処理を行う、ことを含み、またあるいは、中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、中継局と基地局との間のチャネル条件に基づいて、受信された信号に対して雑音除去処理を行う必要があるかどうかを判断し、受信された信号に対して雑音除去処理を行う必要がある場合、受信された信号に対して雑音除去処理を行ってから、ステップＢを実行し、受信された信号に対して雑音除去処理を行う必要がない場合、受信された信号を増幅するステップＡと、中継局と基地局との間のチャネル条件に基づいて、雑音除去処理後の信号を圧縮する必要があるかどうかを判断し、雑音除去処理後の信号を圧縮する必要がある場合、雑音除去処理後の信号を圧縮し、雑音除去処理後の信号を圧縮する必要がない場合、雑音除去処理後の信号を再変調するステップＢと、を含む。
【０００７】
上記の方法は、基地局が、第１タイムスロットで、自局および自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を受信し、基地局が、第２タイムスロットで、中継局から送信された処理後の信号を受信し、基地局が、自局が第１タイムスロットで受信した信号と第２タイムスロットで受信した信号とに基づいて、統合復号化を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る、ことをさらに含む。
【０００８】
基地局が、自局が第１タイムスロットで受信した信号と第２タイムスロットで受信した信号とに基づいて、統合復号化を行うことは、基地局が、まず、自局が第１タイムスロットで受信した、自局および自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号と、第２タイムスロットで受信した、中継局から送信された処理後の信号とに対して、統合検出を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得、次に、復号器で復号化して、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る、ことを含む。ここで、上記の復号器は、例えばＴｕｒｂｏ復号器やＬＤＰＣ復号器などのような、ソフト情報復号化をサポートできる復号器である。
【０００９】
中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、前記中継局が、受信された信号に対して、増幅処理を行う、ことを含み、前記統合検出は、前記基地局が、数式
によって、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る、ことを含む。
【００１０】
ここで、Ｐ（ｙ１（１），ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）＝Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）・Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）であり、Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は、数式
、
によって算出し、ｙ１（１）は、第１基地局ＢＳ１が第１タイムスロットで受信した第１混合信号を代表し、ｙ１（２）は、第１基地局ＢＳ１が第２タイムスロットで受信した第３混合信号を代表し、ｈ１１は、第１移動端末ＭＳ１から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２１は、第２移動端末ＭＳ２から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｇ１とｇ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から中継局へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｇ３とｇ４は、中継局から第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、Ｎ０は、雑音の電力スペクトル密度を代表し、αは、中継局の電力増幅因子であり、Ｓ０は、特定位置のビットが０である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓ１は、特定位置のビットが１である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓは、ＱＡＭ変調に含まれる全てのコンスタレーションポイントを表す。
【００１１】
中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、前記中継局が、受信された信号に対して、雑音除去および再変調処理を行う、ことを含み、ここで、前記雑音除去は、数式
によって実現し、前記再変調処理は、中継局が、
を得た後、
に基づいて、受信された第２混合信号における第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルのコンステレーション内の位置
を決定し、それから、Ｓ（１）とＳ（２）よりも高次の変調コンステレーションを利用して、受信された第２混合信号を再変調し、ｘｒを生成して転送する、ことを含み、前記統合検出は、前記基地局が、数式
によって、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る、ことを含み、ここで、Ｐ（ｙ１（１），ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）＝Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）・Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）であり、Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は、数式
、
によって算出し、ｙ１（１）は、第１基地局ＢＳ１が第１タイムスロットで受信した第１混合信号を代表し、ｙ１（２）は、第１基地局ＢＳ１が第２タイムスロットで受信した第３混合信号を代表し、ｙｒは、中継局が第１タイムスロットで受信した第２混合信号を代表し、ｈ１１は、第１移動端末ＭＳ１から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２１は、第２移動端末ＭＳ２から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｘｒは、処理後の第２混合信号を代表し、ｇ１とｇ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から中継局へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｇ３は、中継局から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、Ｎ０は、雑音の電力スペクトル密度を代表し、Ｓ０は、特定位置のビットが０である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓ１は、特定位置のビットが１である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓは、ＱＡＭ変調に含まれる全てのコンスタレーションポイントを表し、Ｓ（１）とＳ（２）は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２で採用されている変調コンスタレーションをそれぞれ表し、Ｓｍｉｎ（１）とＳｍｉｎ（２）は、中継局で推定された、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルをそれぞれ代表する。
【００１２】
中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、前記中継局が、受信された信号に対して、雑音除去および圧縮処理を行う、ことを含み、ここで、前記雑音除去は、数式
によって実現し、前記圧縮処理は、中継局が、
を得た後、
に基づいて、受信された第２混合信号における第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルのコンステレーション内の位置
を決定し、それから、数式
によって、コンステレーションマッピングを行い、ｘｒを生成して転送する、ことを含み、前記統合検出は、前記基地局が、数式
によって、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る、ことを含み、ここで、Ｐ（ｙ１（１），ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）＝Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）・Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）であり、Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は、数式
、
によって算出し、ｙ１（１）は、第１基地局ＢＳ１が第１タイムスロットで受信した第１混合信号を代表し、ｙ１（２）は、第１基地局ＢＳ１が第２タイムスロットで受信した第３混合信号を代表し、ｙｒは、中継局が第１タイムスロットで受信した第２混合信号を代表し、ｈ１１は、第１移動端末ＭＳ１から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２１は、第２移動端末ＭＳ２から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｘｒは、処理後の第２混合信号を代表し、ｇ１とｇ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から中継局へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｇ３は、中継局から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、Ｎ０は、雑音の電力スペクトル密度を代表し、Ｓ０は、特定位置のビットが０である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓ１は、特定位置のビットが１である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓは、ＱＡＭ変調に含まれる全てのコンスタレーションポイントを表し、Ｓ（１）とＳ（２）は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２で採用されている変調コンスタレーションをそれぞれ表し、Ｓｍｉｎ（１）とＳｍｉｎ（２）は、中継局で推定された、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルをそれぞれ代表する。
【００１３】
上記の方法は、統合データ転送を行う移動端末ペアを決定する、ことをさらに含んでよい。
【００１４】
ここで、統合データ転送を行う移動端末ペアを決定することは、移動端末が、本セルと隣接セルの基準信号を測定し、本セルと隣接セルの基準信号の強度の差が所定の基準信号閾値より小さい場合、該移動端末が、本セルの基地局へ、隣接セルのＩＤと本セルの直送リンクのチャネル条件とを報告し、基地局が、移動端末に対し、転送リンクを介して転送された本セルの基準信号を測定するよう通知し、移動端末が、測定して得られた、転送リンクを介して転送された本セルの基準信号から、転送リンクのチャネル条件を得、転送リンクのチャネル条件を本セルの基地局へ報告し、本セルの直送リンクのチャネル条件と転送リンクのチャネル条件とに基づいて、転送リンクの品質が直送リンクより優れているかどうかを判断し、転送リンクの品質が直送リンクより優れている場合、該移動端末を候補リストに追加し、自局の候補リスト中の１つの移動端末と、隣接セルの候補リスト中の１つの移動端末とをランダムに選択して、統合データ転送を行う移動端末ペアとする、ことを含む。
【００１５】
あるいは、統合データ転送を行う移動端末ペアを決定することは、中継局が、隣接セルの移動端末から送信された基準信号を監視し、２つのセルの移動端末からの基準信号の強度の差が所定の第１閾値より小さくて、かつ、前記２つのセルの移動端末からの基準信号の強度がいずれも所定の第２閾値より大きい場合、中継局が、前記２つのセルの移動端末からの基準信号のフォーマットを、前記２つのセルの基地局へ通知し、前記２つのセルの基地局が、受信された基準信号のフォーマットに基づいて、前記２つのセルの移動端末のＩＤをそれぞれ決定して、該ＩＤに対応する移動端末を自局の候補リストに追加し、自局の候補リスト中の１つの移動端末と隣接セルの候補リスト中の１つの移動端末とをランダムに選択して、統合データ転送を行う移動端末ペアとする、ことを含む。
【００１６】
また、前記中継局は、現時点で空いている基地局によって実現してよい。
【００１７】
本発明の実施例で提供される中継局は、第１タイムスロットで、移動端末からの混合信号を受信する混合信号受信手段と、受信された混合信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行う混合信号処理手段と、第２タイムスロットで、処理後の混合信号を、自局に隣接する基地局に転送する混合信号転送手段と、を含む。
【００１８】
本発明の実施例で提供される基地局は、第１タイムスロットで直接に移動端末から受信された混合信号と、第２タイムスロットで中継局から受信された混合信号とに対して、統合検出を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る統合検出手段と、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比に基づいて、復号化を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る復号器と、を含む。上記の復号器は、例えばＴｕｒｂｏ復号器やＬＤＰＣ復号器などのような、ソフト情報復号化をサポートできる復号器である。
【発明の効果】
【００１９】
上記のように、本発明の実施例では、隣接する基地局の間に中継局ＲＳを導入し、かつ、中継局が、自局で受信された移動端末からの信号を処理してから、自局に隣接する基地局に転送するようにすることにより、基地局は、中継局から転送された移動端末からの信号と、自局が直接に移動端末から受信した信号とを利用して、統合復号化を行って、自局の所要データを得ることができる。これにより、セル間干渉の問題を効果的に解決し、セル端ユーザのスループットを向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るセル間干渉除去方法のフローチャートである。
【図２】本発明に係るセル間干渉除去方法が応用される無線通信システムの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例に係る中継局が処理方式を適応的に選択するフローチャートである。
【図４】本発明の実施例に係る中継局の内部構成を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る基地局の内部構成を示す図である。
【図６】中継局と移動端末との間の距離が１０メートルと５０メートルであるとき、中継局を有しない場合（ａ）および本発明の実施例１〜３に係る方法を採用する場合（ｂ）の信号対雑音比（ＳＮＲ）とブロック誤り率（ＢＬＥＲ）との関係をそれぞれ示すグラフである。
【図７】本発明の実施例における統合データ転送を行う移動端末ペアを如何に選択するかという方法のフローチャートである。
【図８】本発明のほかの実施例における統合データ転送を行う移動端末ペアを如何に選択するかという方法のフローチャートである。
【図９】ネットワークトポロジーを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の目的、解決手段およびメリットをさらに明確にするために、以下、図面および実施例を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。理解すべきものとして、ここで述べた具体的な実施例は、本発明を解釈するものにすぎず、本発明を限定するものではない。
【００２２】
本発明では、セル間干渉除去方法が提供されている。該方法では、隣接する基地局の間に中継局（ＲＳ：ｒｅｌａｙ ｓｔａｔｉｏｎ）が設けられ、図１に示すように、該方法は、下記のステップを含む。
【００２３】
ステップ１０１で、中継局は、第１タイムスロットで、自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を受信する。
【００２４】
ステップ１０２で、中継局は、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行う。
【００２５】
ステップ１０３で、中継局は、第２タイムスロットで、処理後の信号を、自局に隣接する基地局に転送する。
【００２６】
本発明で提供されている上記のセル間干渉除去方法において、基地局は、第１タイムスロットで、自局および自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を受信し、第２タイムスロットで、中継局から送信された処理後の信号を受信し、自局が第１タイムスロットで受信した信号と第２タイムスロットで受信した信号とに基づいて、統合復号化を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る。
【００２７】
以下、図２を参照しながら、上記方法を詳しく説明する。図２は、本発明に係る方法が応用される無線通信システムの構成を示す図である。
【００２８】
図２に示すように、隣接する第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２との間の干渉を解決するために、隣接する第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２との間に、中継局ＲＳが導入される。この中継局があれば、第１基地局ＢＳ１のカバー範囲内の第１移動端末ＭＳ１と第２基地局ＢＳ２のカバー範囲内の第２移動端末ＭＳ２とは、同時にデータを送信することができ、送信データは、第１タイムスロットで、第１基地局ＢＳ１、第２基地局ＢＳ２および中継局ＲＳに送信される。このとき、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２で受信されたのは、第１混合信号と呼ばれる混合信号である。第１混合信号は、下記の数式１と２によって算出できる。
【数１】
【数２】
【００２９】
ここで、ｙ１（１）とｙ２（１）は、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２が第１タイムスロットで受信した第１混合信号をそれぞれ代表し、ｈ１１は、第１移動端末ＭＳ１から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ１２は、第１移動端末ＭＳ１から第２基地局ＢＳ２へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２１は、第２移動端末ＭＳ２から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２２は、第２移動端末ＭＳ２から第２基地局ＢＳ２へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｚ１とｚ２は、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２の受信機の雑音をそれぞれ代表する。
【００３０】
上記の数式から分かるように、セル間干渉が存在しているため、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２は、第１タイムスロットで受信したのが混合信号であり、復調することにより自局の所要データを正確に得る（第１基地局ＢＳ１は第１移動端末ＭＳ１から送信されたデータを得、第２基地局ＢＳ２は第２移動端末ＭＳ２から送信されたデータを得る）ことができない。
【００３１】
信号の空間ブロードキャスト特性によって、中継局ＲＳも第１タイムスロットで、第２混合信号と呼ばれる混合信号を受信することになる。第２混合信号は、下記の数式３によって算出できる。
【数３】
【００３２】
ここで、ｙｒは、中継局が第１タイムスロットで受信した第２混合信号を代表し、ｇ１とｇ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から中継局へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｚｒは、中継局の受信機の雑音を代表する。
【００３３】
中継局ＲＳは、受信された第２混合信号を処理した後、第２タイムスロットで、処理後の第２混合信号を、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２にブロードキャストする。このようにして、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２は、第２タイムスロットで、第３混合信号と呼ばれるほかの混合信号を受信することになる。第３混合信号は、下記の数式４と５によって算出できる。
【数４】
【数５】
【００３４】
ここで、ｙ１（２）とｙ２（２）は、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２が第２タイムスロットで受信した第３混合信号をそれぞれ代表し、ｇ３とｇ４は、中継局から第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｘｒは、処理後の第２混合信号を代表する。
【００３５】
最後に、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２は、自局が第１タイムスロットで受信した第１混合信号と、第２タイムスロットで受信した中継局からの第３混合信号とに基づいて、それぞれ統合復号化を行って、自局の所要データを得る。つまり、第１基地局ＢＳ１は、上記のｙ１（１）とｙ１（２）とに基づいて、統合復号化を行って、ｘ１を得、第２基地局ＢＳ２は、上記のｙ２（１）とｙ２（２）とに基づいて、統合復号化を行って、ｘ２を得る。
【００３６】
具体的に、上記の統合復号化は、基地局が、まず、自局が第１タイムスロットで受信した移動端末からの第１混合信号と、第２タイムスロットで受信した中継局からの第３混合信号とに対して、統合検出を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）を得、それから、復号器で復号化して、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る。ここでの復号器は、例えばＴｕｒｂｏ復号器やＬＤＰＣ復号器などのような、ソフト情報復号化をサポートする復号器である。
【００３７】
以下、第１基地局ＢＳ１、並びに、第１移動端末ＭＳ１および第２移動端末ＭＳ２がいずれもＱＡＭ変調方式を採用することを例として、基地局が第１混合信号と第３混合信号とに基づいて、統合検出を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）を得る方法について、詳しく説明する。
【００３８】
上記のように、第１基地局ＢＳ１で取得された信号は、ｙ１（１）＝ｈ１１ｘ１＋ｈ２１ｘ２＋ｚ１とｙ１（２）＝ｇ３ｘｒ＋ｚ１とを含む。第１移動端末ＭＳ１で採用されているのはＱＡＭ変調方式であれば、第１基地局ＢＳ１は、まず、統合検出を行うことで、信号Ｘ１で代表するＱＡＭシンボルに含まれる２つのビットｂ１とｂ２のＬＬＲ情報を得る必要がある。
【００３９】
本例では、第１基地局ＢＳ１は、下記の数式６によって、信号Ｘ１に含まれる２つのビットｂ１とｂ２のＬＬＲ情報を決定することができる。
【数６】
【００４０】
ここで、Ｓ０は、特定位置のビットが０である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓ１は、特定位置のビットが１である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指す。Ｓは、ＱＡＭ変調に含まれる全てのコンスタレーションポイントを表す。
【００４１】
さらに、上記の数式６におけるＰ（ｙ１（１），ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）から導出することで、下記の数式７を得ることができる。
【数７】
【００４２】
ここで、Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）は、下記の数式８によって算出できる。
【数８】
ここで、Ｎ０は、雑音の電力スペクトル密度を代表する。
【００４３】
また、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）の計算方法は、中継局の受信した第２混合信号に対する処理方式と関係があり、後文で詳しく説明する。
【００４４】
上記の方法から分かるように、隣接する基地局の間に中継局を導入し、中継局が、移動端末からの信号を受信した後、受信された信号を処理してから、自局に隣接する基地局へ転送するようにすることにより、基地局は、中継局から転送された移動端末からの信号と、直接に移動端末から受信された信号とに対して、統合復号化を行って、自局の所要データを得ることができる。これにより、セル間干渉の問題を効果的に解決し、セル端ユーザのスループットを向上させる。
【００４５】
以下、具体的な実施例を参照しながら、上記方法における中継局ＲＳの受信した第２混合信号に対する処理方法、および、第１基地局ＢＳ１が第１混合信号と第３混合信号とに基づいて統合復号化を行う方法について、詳しく説明する。
【００４６】
（実施例１）
本実施例において、中継局は、受信された第２混合信号に対して、増幅処理を行ってから転送する。つまり、本実施例において、中継局は、数式Ｘｒ＝α・Ｙｒによって、受信された第２混合信号を処理し、ここでのαは、中継局の電力増幅因子であり、αの設定について、中継局の電力制限を満足することのみを考慮してもよく、移動端末と中継局との間の最適な電力割当を実現するように、移動端末の電力を同時に考慮してもよい。
【００４７】
この場合、第１基地局ＢＳ１で取得できる信号は、ｙ１（１）＝ｈ１１ｘ１＋ｈ２１ｘ２＋ｚ１とｙ１（２）＝ｇ３ｘｒ＋ｚ１とを含み、ここで、ｘｒ＝α・ｙｒ＝α・ｇ１ｘ１＋α・ｇ２ｘ２＋α・ｚｒである。
【００４８】
第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２で採用されているのがＱＡＭ変調方式であれば、上記の数式７におけるＰ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は下記の数式９によって算出できると決定できる。
【数９】
【００４９】
本実施例では、第１基地局ＢＳ１は、上記の数式８と９によって、ＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を算出すると、算出されたＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を復号器に送信でき、復号化によって、オリジナルデータ情報Ｘ１を得ることができる。
【００５０】
（実施例２）
本実施例において、中継局は、まず、受信された第２混合信号に対して、雑音除去処理を行い、次に、再変調してから転送する。
【００５１】
本実施例における雑音除去処理は、下記の数式１０によって実現できる。
【数１０】
【００５２】
ここで、Ｓ（１）とＳ（２）は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２で採用されている変調コンスタレーションをそれぞれ表し、Ｓｍｉｎ（１）とＳｍｉｎ（２）は、中継局で推定された、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルをそれぞれ代表する。
【００５３】
具体的に、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２がいずれもＱＡＭ変調方式を採用する場合、
が満たされる。
【００５４】
中継局は、
を得た後、
に基づいて、受信された第２混合信号における第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルのコンスタレーション内の位置
を決定でき、それから、例えば１６ＱＡＭのような、Ｓ（１）とＳ（２）よりも高次な変調コンスタレーションを利用して、受信された第２混合信号を再変調し、ｘｒを生成して転送する。
【００５５】
このとき、ｘｒは、下記の数式１１によって生成できる。
【数１１】
ここで、
である。
【００５６】
この場合、上記の数式７におけるＰ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）は上記の数式８によって算出でき、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は下記の数式１２によって算出できると決定できる。
【数１２】
【００５７】
本実施例では、第１基地局ＢＳ１は、上記の数式８と１２によって、ＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を算出すると、算出されたＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を復号器に送信でき、オリジナルデータ情報を得ることができる。
【００５８】
（実施例３）
本実施例において、中継局は、まず、受信された第２混合信号に対して、雑音除去処理を行い、次に、処理後の第２混合信号を圧縮して、最後に転送する。
【００５９】
当業者は、移動端末から基地局へのダイレクトリンクのチャネル条件が十分によい場合、基地局は、第１タイムスロットで受信された第１混合信号から一部の情報を取得することがまだ可能であり、そのため、このとき、実施例２における方法を採用して、２つのＱＡＭ信号からなる第２混合信号を１６ＱＡＭに変調してから送信すれば、やはりたくさんのリソースを浪費してしまう、ということを理解できる。上記の要因を考慮すれば、本実施例では、雑音除去後の信号をさらに圧縮してもよい。具体的に、雑音除去後の信号における第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信された信号のコンスタレーション内の位置
に基づいて、更なるコンスタレーションマッピングを行って、送信しようとする信号ｘｒを得ることにより、送信リソースの消耗を減少させるようにしてもよい。
【００６０】
本実施例では、上記のコンスタレーションマッピングは、下記の数式１３によって完成できる。
【数１３】
【００６１】
この場合、上記の数式７におけるＰ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）は上記の数式８によって算出でき、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は上記の数式１２によって算出できると決定できる。
【００６２】
本実施例では、第１基地局ＢＳ１は、上記の数式８と１２によって、ＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を算出すると、算出されたＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を復号器に送信でき、オリジナルデータ情報を得ることができる。
【００６３】
（実施例４）
本実施例において、中継局は、中継局と基地局との間のチャネル条件に基づいて、上記の実施例１〜実施例３に係る方式を適応的に選択して、受信された第２混合信号を処理することができる。
【００６４】
本実施例において、図３に示すように、中継局が処理方式を適応的に選択する処理フローは、主に、下記のステップを含む。
【００６５】
ステップ３０１で、中継局と基地局との間のチャネル条件に基づいて、受信された第２混合信号に対して雑音除去処理を行う必要があるかどうかを判断し、受信された第２混合信号に対して雑音除去処理を行う必要がある場合、ステップ３０３を実行し、受信された第２混合信号に対して雑音除去処理を行う必要がない場合、ステップ３０２を実行する。
【００６６】
具体的に、ＵＥと中継局との間の距離と、ＵＥの送信電力とに基づいて、受信された第２混合信号に対して雑音除去処理を行う必要があるかどうかを判断してもよい。
【００６７】
ステップ３０２で、受信された第２混合信号を増幅してから、自局に隣接する基地局に転送する。
【００６８】
本ステップでは、受信された第２混合信号を増幅する方法について、上記の実施例１に記載された方法を参照してよい。
【００６９】
ステップ３０３で、受信された第２混合信号に対して雑音除去処理を行ってから、ステップ３０４を実行する。
【００７０】
本ステップでは、第２混合信号に対して雑音除去処理を行う方法について、上記の実施例２に記載された方法を参照してよい。
【００７１】
ステップ３０４で、中継局と基地局との間のチャネル条件に基づいて、雑音除去処理後の第２混合信号を圧縮する必要があるかどうかを判断し、雑音除去処理後の第２混合信号を圧縮する必要がある場合、ステップ３０５を実行し、雑音除去処理後の第２混合信号を圧縮する必要がない場合、ステップ３０６を実行する。
【００７２】
具体的に、ＵＥと中継局との間の距離と、ＵＥの送信電力とに基づいて、受信された第２混合信号を圧縮する必要があるかどうかを判断してもよい。
【００７３】
ステップ３０５で、雑音除去処理後の第２混合信号を圧縮してから、圧縮後の信号を、自局に隣接する基地局に転送する。
【００７４】
本ステップでは、雑音除去処理後の第２混合信号を圧縮する方法について、上記の実施例３に記載された方法を参照してよい。
【００７５】
ステップ３０６で、雑音除去処理後の第２混合信号を再変調してから、自局に隣接する基地局に転送する。
【００７６】
本ステップでは、雑音除去処理後の第２混合信号を再変調する方法について、上記の実施例２に記載された方法を参照してよい。
【００７７】
このような中継局が処理方式を適応的に選択する場合、基地局も、上記の数式７におけるＰ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）とＰ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）の計算方法を適応的に決定することができる。
【００７８】
本実施例では、第１基地局ＢＳ１は、上記の数式８と１２によって、ＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を算出すると、算出されたＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を復号器に送信でき、オリジナルデータ情報を得ることができる。
【００７９】
上記のセル間干渉除去方法に対応して、本発明の実施例では、上記方法を実現する中継局および基地局も提供されている。
【００８０】
図４は、本発明の実施例に係る中継局の内部構成を示す。図４に示すように、本発明の実施例に係る中継局は、第１タイムスロットで、移動端末からの信号を受信する混合信号受信手段と、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行う混合信号処理手段と、第２タイムスロットで、処理後の信号を、自局に隣接する基地局に転送する混合信号転送手段と、を含む。
【００８１】
ここで、上記の混合信号処理手段は、上記の実施例１〜４に係る方法のうちの１つを採用して、受信された信号を処理することができる。つまり、上記の混合信号処理手段は、上記の実施例１に係る方法を採用して、受信された信号に対して増幅処理を行う増幅モジュールを含んでよい。あるいは、上記の混合信号処理手段は、上記の実施例２に係る方法を採用して、受信された信号に対して雑音除去処理と再変調処理とをそれぞれ行う雑音除去モジュールと変調モジュールとを含んでよい。またあるいは、上記の混合信号処理手段は、上記の実施例３に係る方法を採用して、受信された信号に対して雑音除去処理と圧縮処理とをそれぞれ行う雑音除去モジュールと圧縮モジュールとを含んでよい。
【００８２】
図５は、本発明の実施例に係る基地局の内部構成を示す。図５に示すように、本発明の実施例に係る基地局は、第１タイムスロットで直接に移動端末から受信された混合信号と、第２タイムスロットで中継局から受信された混合信号とに対して、統合検出を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る統合検出手段と、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比に基づいて、復号化を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る復号器と、を含む。
【００８３】
ここで、上記の統合検出手段は、上記の実施例１〜４に係る方法を採用して、第１タイムスロットで直接に移動端末から受信された混合信号と、第２タイムスロットで中継局から受信された混合信号とに対して、統合検出を行うことができる。
【００８４】
以下、中継局を有しない従来の無線通信システムおよび本発明の実施例で提供されているいくつかの方法の、信号対雑音比（ＳＮＲ）が等価する場合のブロック誤り率をシミュレーションすることにより、本発明の実施例で提供されているセル間干渉除去方法の性能を詳しく説明する。今回のシミュレーションで採用されたシミュレーションパラメータは、下記の表１に示す通りである。
【００８５】
【表１】
【００８６】
図６（ａ）と図６（ｂ）は、中継局と移動端末との間の距離が１０メートルと５０メートルであるとき、中継局を有しない場合および本発明の実施例１〜３に係る方法を採用する場合の信号対雑音比（ＳＮＲ）とブロック誤り率（ＢＬＥＲ）との関係をそれぞれ示す。図６（ａ）と図６（ｂ）において、四角印の曲線に対応するのは、中継局を有しない場合のＳＮＲとＢＬＥＲとの関係であり、丸印の曲線に対応するのは、本発明の実施例１に係る方法を採用する場合のＳＮＲとＢＬＥＲとの関係であり、十字印の曲線に対応するのは、本発明の実施例２に係る方法を採用する場合のＳＮＲとＢＬＥＲとの関係であり、三角印の曲線に対応するのは、本発明の実施例３に係る方法を採用する場合のＳＮＲとＢＬＥＲとの関係である。図６（ａ）と図６（ｂ）から分かるように、異なる信号対雑音比の条件においても、本発明で提供されているセル間干渉除去方法は、中継局を有しない従来の構成より優れている。
【００８７】
上記の構成をさらに完備するために、本発明の実施例では、統合データ転送を行う移動端末ペアを如何に選択するか、即ち、前記第１移動端末と第２移動端末とを如何に選択するかという方法も提供されている。該方法は、基地局と移動端末とによって協同して実行することができる。図７に示すように、その具体的なフローは、主に、下記のステップを含む。
【００８８】
ステップ７０１で、移動端末は、本セルと隣接セルの基準信号を測定する。
【００８９】
ステップ７０２で、本セルと隣接セルの基準信号強度の差が所定の基準信号閾値より小さい場合、該移動端末は、本セルの基地局へ、隣接セルのアイデンティティ（ＩＤ）と本セルの直送リンクのチャネル条件とを報告する。
【００９０】
ステップ７０３で、基地局は、移動端末に対し、転送リンクを介して転送された本セルの基準信号を測定するよう通知する。
【００９１】
ステップ７０４で、移動端末は、測定して得られた、転送リンクを介して転送された本セルの基準信号から、転送リンクのチャネル条件を得、転送リンクのチャネル条件を本セルの基地局へ報告する。
【００９２】
ステップ７０５で、本セルの直送リンクのチャネル条件と転送リンクのチャネル条件とに基づいて、転送リンクの品質が直送リンクより優れているかどうかを判断し、転送リンクの品質が直送リンクより優れている場合、該移動端末を候補リストに追加する。
【００９３】
ステップ７０６で、自局の候補リスト中の１つの移動端末と、隣接セルの候補リスト中の１つの移動端末とをランダムに選択して、統合データ転送を行う移動端末ペアとする。
【００９４】
具体的に、上記の本セルの直送リンクのチャネル条件および転送リンクのチャネル条件は、直送リンクを介して受信されたパイロット信号の強度と、転送リンクを介して受信されたパイロット信号の強度とによって表すことができ、例えば、転送リンクを介して受信されたパイロット信号の強度が、直送リンクを介して受信されたパイロット信号の強度より大きい場合、該移動端末を候補リストに追加することができる。
【００９５】
本発明の実施例では、統合データ転送を行う移動端末ペアを選択するほかの方法も提供されている。該方法は、基地局と中継局とによって協同して実行することができる。図８に示すように、その具体的なフローは、主に、下記のステップを含む。
【００９６】
ステップ８０１で、中継局は、隣接セルの移動端末から送信された基準信号を監視する。
【００９７】
ステップ８０２で、２つのセルの移動端末からの基準信号の強度の差が所定の第１閾値より小さくて、かつ、上記２つのセルの移動端末からの基準信号の強度がいずれも所定の第２閾値より大きい場合、中継局は、上記の２つのセルの移動端末からの基準信号のフォーマットを、上記２つのセルの基地局へ通知する。
【００９８】
説明すべきものとして、上記の第１閾値と第２閾値は、経験値に基づいて、予め設定してもよい。
【００９９】
ステップ８０３で、上記２つのセルの基地局は、受信された基準信号のフォーマットに基づいて、上記２つのセルの移動端末のＩＤをそれぞれ決定して、該ＩＤに対応する移動端末を自局の候補リストに追加する。
【０１００】
ステップ８０４で、自局の候補リスト中の１つの移動端末と、隣接セルの候補リスト中の１つの移動端末とをランダムに選択して、統合データ転送を行う移動端末ペアとする。
【０１０１】
上記の図７と図８に示す方法によって、統合データ転送を行う移動端末ペアを決定することができる。統合データ転送を行う移動端末ペアを決定した後、即ち、第１移動端末と第２移動端末とを決定した後、システムにおける中継局は、上記の実施例における方法を利用して、受信された第１移動端末と第２移動端末からの信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行ってから、自局に隣接する基地局へ転送することができる。続いて、基地局は、それぞれ、中継局から転送された信号と、直接に上記の第１移動端末と第２移動端末から受信された信号とに対して、統合復号化を行って、自局の所要データを得る。
【０１０２】
上記の説明から分かるように、上記の実施例はいずれも、隣接する基地局の間に中継局を設けることにより、干渉除去を実現するものである。実際の応用では、ネットワークに中継局が設けられなくても、一時的に空いている隣接基地局を利用して、それを上記の中継局として、受信された移動端末からの信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行ってから、隣接基地局へ転送するようにしてもよい。これにより、本発明に係る干渉除去方法を実現する。図９は、ネットワークトポロジーを示す図である。図９に示すネットワークにおいて、ＢＳ１とＢＳ２は２つの隣接する基地局であり、ここで、ＢＳ１は、移動端末ＭＳ１のサービング基地局であり、ＢＳ２は、移動端末ＭＳ２のサービング基地局である。ＢＳ３は、ＢＳ１とＢＳ２のいずれにも隣接する基地局であり、かつ、ＢＳ３は、サービスを必要とする移動端末がなく、あるいは、一時的に比較的に空いている。この場合、ＢＳ３を中継局として機能するように設定してもよい。つまり、第１ステップで、ＢＳ３は、第１タイムスロットで、自局に隣接する基地局ＢＳ１とＢＳ２のカバー範囲内の移動端末ＭＳ１とＭＳ２から送信された信号を受信し、第２ステップで、ＢＳ３は、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行い、最後に、第３ステップで、ＢＳ３は、第２タイムスロットで、処理後の信号を、自局に隣接する基地局ＢＳ１とＢＳ２に転送する。このようにして、基地局ＢＳ１とＢＳ２は、それぞれ、ＢＳ３から転送された移動端末ＭＳ１とＭＳ２からの信号と、直接に移動端末ＭＳ１とＭＳ２から受信された信号とに対して、統合復号化を行って、自局の所要データを得ることができる。これにより、セル間干渉の問題を効果的に解決し、セル端ユーザのスループットを向上させる。
【０１０３】
このような応用シナリオで、図７と同じ方法、あるいは、図８と類似する方法を採用して、統合データ転送を行う移動端末ペアＭＳ１とＭＳ２とを選択してもよい。説明すべきものとして、図８と類似する方法を採用する場合、中継局に代わって、現時点で空いている基地局によって、図８に示す方法における中継局の機能を実現すればよい。
【０１０４】
上記の構成によれば、ネットワークに中継局が設けられなくても、一時的に比較的に空いている基地局を利用して、中継局の機能を実現することができる。これにより、セル間干渉の問題を効果的に解決し、セル端ユーザのスループットを向上させる。
【０１０５】
上記は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を限定するものではない。本発明の精神と原則内で行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信技術に関し、特に、セル間干渉除去方法、中継局および基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のセルラーシステムにおいて、ユーザの獲得できるデータレートは、ユーザの所在する位置に大きく依存する。例えば、セルラーシステムにおけるセル端ユーザのデータレートは、セル中央ユーザより遥かに低い。これは、主に、信号の無線環境での伝搬特性から引き起こされる。当業者は、基地局から比較的に遠いユーザで受信された信号が、空間損失を経た後、その信号強度が必ず弱化するため、自然に、該ユーザの獲得できるデータレートが低減する、ということを理解できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
基地局による端ユーザへの送信電力を増加することで空間損失を克服すれば、つまり、基地局は端ユーザへの送信電力を増加することで空間損失を克服すれば、該基地局による隣接セルへの干渉が増加してしまうことになり、これによって、相変わらず、隣接セルの端ユーザのデータレートが低減してしまうことになる。従って、セル間干渉を如何に解決するかという課題は、端ユーザのデータレートを向上させるために解決しようとする根本的な課題の１つである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、本発明の実施例は、セル間干渉を効果的に除去して端ユーザのスループットを向上させることが可能なセル間干渉除去方法と、該方法を実現する中継局および基地局とを提供している。
【０００５】
本発明の実施例で提供されているセル間干渉除去方法は、中継局が、第１タイムスロットで、自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を受信し、中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行い、中継局が、第２タイムスロットで、処理後の信号を、自局に隣接する基地局に転送する、ことを含む。
【０００６】
ここで、中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、中継局が、受信された信号に対して、増幅処理を行い、または、中継局が、受信された信号に対して、雑音除去および再変調処理を行い、または、中継局が、受信された信号に対して、雑音除去処理および圧縮処理を行う、ことを含み、またあるいは、中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、中継局と基地局との間のチャネル条件に基づいて、受信された信号に対して雑音除去処理を行う必要があるかどうかを判断し、受信された信号に対して雑音除去処理を行う必要がある場合、受信された信号に対して雑音除去処理を行ってから、ステップＢを実行し、受信された信号に対して雑音除去処理を行う必要がない場合、受信された信号を増幅するステップＡと、中継局と基地局との間のチャネル条件に基づいて、雑音除去処理後の信号を圧縮する必要があるかどうかを判断し、雑音除去処理後の信号を圧縮する必要がある場合、雑音除去処理後の信号を圧縮し、雑音除去処理後の信号を圧縮する必要がない場合、雑音除去処理後の信号を再変調するステップＢと、を含む。
【０００７】
上記の方法は、基地局が、第１タイムスロットで、自局および自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を受信し、基地局が、第２タイムスロットで、中継局から送信された処理後の信号を受信し、基地局が、自局が第１タイムスロットで受信した信号と第２タイムスロットで受信した信号とに基づいて、統合復号化を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る、ことをさらに含む。
【０００８】
基地局が、自局が第１タイムスロットで受信した信号と第２タイムスロットで受信した信号とに基づいて、統合復号化を行うことは、基地局が、まず、自局が第１タイムスロットで受信した、自局および自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号と、第２タイムスロットで受信した、中継局から送信された処理後の信号とに対して、統合検出を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得、次に、復号器で復号化して、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る、ことを含む。ここで、上記の復号器は、例えばＴｕｒｂｏ復号器やＬＤＰＣ復号器などのような、ソフト情報復号化をサポートできる復号器である。
【０００９】
中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、前記中継局が、受信された信号に対して、増幅処理を行う、ことを含み、前記統合検出は、前記基地局が、数式
によって、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る、ことを含む。
【００１０】
ここで、Ｐ（ｙ１（１），ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）＝Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）・Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）であり、Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は、数式
、
によって算出し、ｙ１（１）は、第１基地局ＢＳ１が第１タイムスロットで受信した第１混合信号を代表し、ｙ１（２）は、第１基地局ＢＳ１が第２タイムスロットで受信した第３混合信号を代表し、ｈ１１は、第１移動端末ＭＳ１から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２１は、第２移動端末ＭＳ２から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｇ１とｇ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から中継局へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｇ３とｇ４は、中継局から第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、Ｎ０は、雑音の電力スペクトル密度を代表し、αは、中継局の電力増幅因子であり、Ｓ０は、特定位置のビットが０である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓ１は、特定位置のビットが１である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓは、ＱＡＭ変調に含まれる全てのコンスタレーションポイントを表す。
【００１１】
中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、前記中継局が、受信された信号に対して、雑音除去および再変調処理を行う、ことを含み、ここで、前記雑音除去は、数式
によって実現し、前記再変調処理は、中継局が、
を得た後、
に基づいて、受信された第２混合信号における第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルのコンステレーション内の位置
を決定し、それから、Ｓ（１）とＳ（２）よりも高次の変調コンステレーションを利用して、受信された第２混合信号を再変調し、ｘｒを生成して転送する、ことを含み、前記統合検出は、前記基地局が、数式
によって、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る、ことを含み、ここで、Ｐ（ｙ１（１），ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）＝Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）・Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）であり、Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は、数式
、
によって算出し、ｙ１（１）は、第１基地局ＢＳ１が第１タイムスロットで受信した第１混合信号を代表し、ｙ１（２）は、第１基地局ＢＳ１が第２タイムスロットで受信した第３混合信号を代表し、ｙｒは、中継局が第１タイムスロットで受信した第２混合信号を代表し、ｈ１１は、第１移動端末ＭＳ１から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２１は、第２移動端末ＭＳ２から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｘｒは、処理後の第２混合信号を代表し、ｇ１とｇ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から中継局へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｇ３は、中継局から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、Ｎ０は、雑音の電力スペクトル密度を代表し、Ｓ０は、特定位置のビットが０である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓ１は、特定位置のビットが１である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓは、ＱＡＭ変調に含まれる全てのコンスタレーションポイントを表し、Ｓ（１）とＳ（２）は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２で採用されている変調コンスタレーションをそれぞれ表し、Ｓｍｉｎ（１）とＳｍｉｎ（２）は、中継局で推定された、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルをそれぞれ代表する。
【００１２】
中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、前記中継局が、受信された信号に対して、雑音除去および圧縮処理を行う、ことを含み、ここで、前記雑音除去は、数式
によって実現し、前記圧縮処理は、中継局が、
を得た後、
に基づいて、受信された第２混合信号における第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルのコンステレーション内の位置
を決定し、それから、数式
によって、コンステレーションマッピングを行い、ｘｒを生成して転送する、ことを含み、前記統合検出は、前記基地局が、数式
によって、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る、ことを含み、ここで、Ｐ（ｙ１（１），ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）＝Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）・Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）であり、Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は、数式
、
によって算出し、ｙ１（１）は、第１基地局ＢＳ１が第１タイムスロットで受信した第１混合信号を代表し、ｙ１（２）は、第１基地局ＢＳ１が第２タイムスロットで受信した第３混合信号を代表し、ｙｒは、中継局が第１タイムスロットで受信した第２混合信号を代表し、ｈ１１は、第１移動端末ＭＳ１から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２１は、第２移動端末ＭＳ２から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｘｒは、処理後の第２混合信号を代表し、ｇ１とｇ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から中継局へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｇ３は、中継局から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、Ｎ０は、雑音の電力スペクトル密度を代表し、Ｓ０は、特定位置のビットが０である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓ１は、特定位置のビットが１である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓは、ＱＡＭ変調に含まれる全てのコンスタレーションポイントを表し、Ｓ（１）とＳ（２）は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２で採用されている変調コンスタレーションをそれぞれ表し、Ｓｍｉｎ（１）とＳｍｉｎ（２）は、中継局で推定された、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルをそれぞれ代表する。
【００１３】
上記の方法は、統合データ転送を行う移動端末ペアを決定する、ことをさらに含んでよい。
【００１４】
ここで、統合データ転送を行う移動端末ペアを決定することは、移動端末が、本セルと隣接セルの基準信号を測定し、本セルと隣接セルの基準信号の強度の差が所定の基準信号閾値より小さい場合、該移動端末が、本セルの基地局へ、隣接セルのＩＤと本セルの直送リンクのチャネル条件とを報告し、基地局が、移動端末に対し、転送リンクを介して転送された本セルの基準信号を測定するよう通知し、移動端末が、測定して得られた、転送リンクを介して転送された本セルの基準信号から、転送リンクのチャネル条件を得、転送リンクのチャネル条件を本セルの基地局へ報告し、本セルの直送リンクのチャネル条件と転送リンクのチャネル条件とに基づいて、転送リンクの品質が直送リンクより優れているかどうかを判断し、転送リンクの品質が直送リンクより優れている場合、該移動端末を候補リストに追加し、自局の候補リスト中の１つの移動端末と、隣接セルの候補リスト中の１つの移動端末とをランダムに選択して、統合データ転送を行う移動端末ペアとする、ことを含む。
【００１５】
あるいは、統合データ転送を行う移動端末ペアを決定することは、中継局が、隣接セルの移動端末から送信された基準信号を監視し、２つのセルの移動端末からの基準信号の強度の差が所定の第１閾値より小さくて、かつ、前記２つのセルの移動端末からの基準信号の強度がいずれも所定の第２閾値より大きい場合、中継局が、前記２つのセルの移動端末からの基準信号のフォーマットを、前記２つのセルの基地局へ通知し、前記２つのセルの基地局が、受信された基準信号のフォーマットに基づいて、前記２つのセルの移動端末のＩＤをそれぞれ決定して、該ＩＤに対応する移動端末を自局の候補リストに追加し、自局の候補リスト中の１つの移動端末と隣接セルの候補リスト中の１つの移動端末とをランダムに選択して、統合データ転送を行う移動端末ペアとする、ことを含む。
【００１６】
また、前記中継局は、現時点で空いている基地局によって実現してよい。
【００１７】
本発明の実施例で提供される中継局は、第１タイムスロットで、移動端末からの混合信号を受信する混合信号受信手段と、受信された混合信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行う混合信号処理手段と、第２タイムスロットで、処理後の混合信号を、自局に隣接する基地局に転送する混合信号転送手段と、を含む。
【００１８】
本発明の実施例で提供される基地局は、第１タイムスロットで直接に移動端末から受信された混合信号と、第２タイムスロットで中継局から受信された混合信号とに対して、統合検出を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る統合検出手段と、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比に基づいて、復号化を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る復号器と、を含む。上記の復号器は、例えばＴｕｒｂｏ復号器やＬＤＰＣ復号器などのような、ソフト情報復号化をサポートできる復号器である。
【発明の効果】
【００１９】
上記のように、本発明の実施例では、隣接する基地局の間に中継局ＲＳを導入し、かつ、中継局が、自局で受信された移動端末からの信号を処理してから、自局に隣接する基地局に転送するようにすることにより、基地局は、中継局から転送された移動端末からの信号と、自局が直接に移動端末から受信した信号とを利用して、統合復号化を行って、自局の所要データを得ることができる。これにより、セル間干渉の問題を効果的に解決し、セル端ユーザのスループットを向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るセル間干渉除去方法のフローチャートである。
【図２】本発明に係るセル間干渉除去方法が応用される無線通信システムの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例に係る中継局が処理方式を適応的に選択するフローチャートである。
【図４】本発明の実施例に係る中継局の内部構成を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る基地局の内部構成を示す図である。
【図６】中継局と移動端末との間の距離が１０メートルと５０メートルであるとき、中継局を有しない場合（ａ）および本発明の実施例１〜３に係る方法を採用する場合（ｂ）の信号対雑音比（ＳＮＲ）とブロック誤り率（ＢＬＥＲ）との関係をそれぞれ示すグラフである。
【図７】本発明の実施例における統合データ転送を行う移動端末ペアを如何に選択するかという方法のフローチャートである。
【図８】本発明のほかの実施例における統合データ転送を行う移動端末ペアを如何に選択するかという方法のフローチャートである。
【図９】ネットワークトポロジーを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の目的、解決手段およびメリットをさらに明確にするために、以下、図面および実施例を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。理解すべきものとして、ここで述べた具体的な実施例は、本発明を解釈するものにすぎず、本発明を限定するものではない。
【００２２】
本発明では、セル間干渉除去方法が提供されている。該方法では、隣接する基地局の間に中継局（ＲＳ：ｒｅｌａｙ ｓｔａｔｉｏｎ）が設けられ、図１に示すように、該方法は、下記のステップを含む。
【００２３】
ステップ１０１で、中継局は、第１タイムスロットで、自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を受信する。
【００２４】
ステップ１０２で、中継局は、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行う。
【００２５】
ステップ１０３で、中継局は、第２タイムスロットで、処理後の信号を、自局に隣接する基地局に転送する。
【００２６】
本発明で提供されている上記のセル間干渉除去方法において、基地局は、第１タイムスロットで、自局および自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を受信し、第２タイムスロットで、中継局から送信された処理後の信号を受信し、自局が第１タイムスロットで受信した信号と第２タイムスロットで受信した信号とに基づいて、統合復号化を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る。
【００２７】
以下、図２を参照しながら、上記方法を詳しく説明する。図２は、本発明に係る方法が応用される無線通信システムの構成を示す図である。
【００２８】
図２に示すように、隣接する第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２との間の干渉を解決するために、隣接する第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２との間に、中継局ＲＳが導入される。この中継局があれば、第１基地局ＢＳ１のカバー範囲内の第１移動端末ＭＳ１と第２基地局ＢＳ２のカバー範囲内の第２移動端末ＭＳ２とは、同時にデータを送信することができ、送信データは、第１タイムスロットで、第１基地局ＢＳ１、第２基地局ＢＳ２および中継局ＲＳに送信される。このとき、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２で受信されたのは、第１混合信号と呼ばれる混合信号である。第１混合信号は、下記の数式１と２によって算出できる。
【数１】
【数２】
【００２９】
ここで、ｙ１（１）とｙ２（１）は、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２が第１タイムスロットで受信した第１混合信号をそれぞれ代表し、ｈ１１は、第１移動端末ＭＳ１から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ１２は、第１移動端末ＭＳ１から第２基地局ＢＳ２へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２１は、第２移動端末ＭＳ２から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２２は、第２移動端末ＭＳ２から第２基地局ＢＳ２へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｚ１とｚ２は、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２の受信機の雑音をそれぞれ代表する。
【００３０】
上記の数式から分かるように、セル間干渉が存在しているため、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２は、第１タイムスロットで受信したのが混合信号であり、復調することにより自局の所要データを正確に得る（第１基地局ＢＳ１は第１移動端末ＭＳ１から送信されたデータを得、第２基地局ＢＳ２は第２移動端末ＭＳ２から送信されたデータを得る）ことができない。
【００３１】
信号の空間ブロードキャスト特性によって、中継局ＲＳも第１タイムスロットで、第２混合信号と呼ばれる混合信号を受信することになる。第２混合信号は、下記の数式３によって算出できる。
【数３】
【００３２】
ここで、ｙｒは、中継局が第１タイムスロットで受信した第２混合信号を代表し、ｇ１とｇ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から中継局へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｚｒは、中継局の受信機の雑音を代表する。
【００３３】
中継局ＲＳは、受信された第２混合信号を処理した後、第２タイムスロットで、処理後の第２混合信号を、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２にブロードキャストする。このようにして、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２は、第２タイムスロットで、第３混合信号と呼ばれるほかの混合信号を受信することになる。第３混合信号は、下記の数式４と５によって算出できる。
【数４】
【数５】
【００３４】
ここで、ｙ１（２）とｙ２（２）は、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２が第２タイムスロットで受信した第３混合信号をそれぞれ代表し、ｇ３とｇ４は、中継局から第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｘｒは、処理後の第２混合信号を代表する。
【００３５】
最後に、第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２は、自局が第１タイムスロットで受信した第１混合信号と、第２タイムスロットで受信した中継局からの第３混合信号とに基づいて、それぞれ統合復号化を行って、自局の所要データを得る。つまり、第１基地局ＢＳ１は、上記のｙ１（１）とｙ１（２）とに基づいて、統合復号化を行って、ｘ１を得、第２基地局ＢＳ２は、上記のｙ２（１）とｙ２（２）とに基づいて、統合復号化を行って、ｘ２を得る。
【００３６】
具体的に、上記の統合復号化は、基地局が、まず、自局が第１タイムスロットで受信した移動端末からの第１混合信号と、第２タイムスロットで受信した中継局からの第３混合信号とに対して、統合検出を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）を得、それから、復号器で復号化して、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る。ここでの復号器は、例えばＴｕｒｂｏ復号器やＬＤＰＣ復号器などのような、ソフト情報復号化をサポートする復号器である。
【００３７】
以下、第１基地局ＢＳ１、並びに、第１移動端末ＭＳ１および第２移動端末ＭＳ２がいずれもＱＡＭ変調方式を採用することを例として、基地局が第１混合信号と第３混合信号とに基づいて、統合検出を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）を得る方法について、詳しく説明する。
【００３８】
上記のように、第１基地局ＢＳ１で取得された信号は、ｙ１（１）＝ｈ１１ｘ１＋ｈ２１ｘ２＋ｚ１とｙ１（２）＝ｇ３ｘｒ＋ｚ１とを含む。第１移動端末ＭＳ１で採用されているのはＱＡＭ変調方式であれば、第１基地局ＢＳ１は、まず、統合検出を行うことで、信号Ｘ１で代表するＱＡＭシンボルに含まれる２つのビットｂ１とｂ２のＬＬＲ情報を得る必要がある。
【００３９】
本例では、第１基地局ＢＳ１は、下記の数式６によって、信号Ｘ１に含まれる２つのビットｂ１とｂ２のＬＬＲ情報を決定することができる。
【数６】
【００４０】
ここで、Ｓ０は、特定位置のビットが０である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓ１は、特定位置のビットが１である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指す。Ｓは、ＱＡＭ変調に含まれる全てのコンスタレーションポイントを表す。
【００４１】
さらに、上記の数式６におけるＰ（ｙ１（１），ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）から導出することで、下記の数式７を得ることができる。
【数７】
【００４２】
ここで、Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）は、下記の数式８によって算出できる。
【数８】
ここで、Ｎ０は、雑音の電力スペクトル密度を代表する。
【００４３】
また、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）の計算方法は、中継局の受信した第２混合信号に対する処理方式と関係があり、後文で詳しく説明する。
【００４４】
上記の方法から分かるように、隣接する基地局の間に中継局を導入し、中継局が、移動端末からの信号を受信した後、受信された信号を処理してから、自局に隣接する基地局へ転送するようにすることにより、基地局は、中継局から転送された移動端末からの信号と、直接に移動端末から受信された信号とに対して、統合復号化を行って、自局の所要データを得ることができる。これにより、セル間干渉の問題を効果的に解決し、セル端ユーザのスループットを向上させる。
【００４５】
以下、具体的な実施例を参照しながら、上記方法における中継局ＲＳの受信した第２混合信号に対する処理方法、および、第１基地局ＢＳ１が第１混合信号と第３混合信号とに基づいて統合復号化を行う方法について、詳しく説明する。
【００４６】
（実施例１）
本実施例において、中継局は、受信された第２混合信号に対して、増幅処理を行ってから転送する。つまり、本実施例において、中継局は、数式Ｘｒ＝α・Ｙｒによって、受信された第２混合信号を処理し、ここでのαは、中継局の電力増幅因子であり、αの設定について、中継局の電力制限を満足することのみを考慮してもよく、移動端末と中継局との間の最適な電力割当を実現するように、移動端末の電力を同時に考慮してもよい。
【００４７】
この場合、第１基地局ＢＳ１で取得できる信号は、ｙ１（１）＝ｈ１１ｘ１＋ｈ２１ｘ２＋ｚ１とｙ１（２）＝ｇ３ｘｒ＋ｚ１とを含み、ここで、ｘｒ＝α・ｙｒ＝α・ｇ１ｘ１＋α・ｇ２ｘ２＋α・ｚｒである。
【００４８】
第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２で採用されているのがＱＡＭ変調方式であれば、上記の数式７におけるＰ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は下記の数式９によって算出できると決定できる。
【数９】
【００４９】
本実施例では、第１基地局ＢＳ１は、上記の数式８と９によって、ＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を算出すると、算出されたＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を復号器に送信でき、復号化によって、オリジナルデータ情報Ｘ１を得ることができる。
【００５０】
（実施例２）
本実施例において、中継局は、まず、受信された第２混合信号に対して、雑音除去処理を行い、次に、再変調してから転送する。
【００５１】
本実施例における雑音除去処理は、下記の数式１０によって実現できる。
【数１０】
【００５２】
ここで、Ｓ（１）とＳ（２）は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２で採用されている変調コンスタレーションをそれぞれ表し、Ｓｍｉｎ（１）とＳｍｉｎ（２）は、中継局で推定された、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルをそれぞれ代表する。
【００５３】
具体的に、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２がいずれもＱＡＭ変調方式を採用する場合、
が満たされる。
【００５４】
中継局は、
を得た後、
に基づいて、受信された第２混合信号における第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルのコンスタレーション内の位置
を決定でき、それから、例えば１６ＱＡＭのような、Ｓ（１）とＳ（２）よりも高次な変調コンスタレーションを利用して、受信された第２混合信号を再変調し、ｘｒを生成して転送する。
【００５５】
このとき、ｘｒは、下記の数式１１によって生成できる。
【数１１】
ここで、
である。
【００５６】
この場合、上記の数式７におけるＰ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）は上記の数式８によって算出でき、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は下記の数式１２によって算出できると決定できる。
【数１２】
【００５７】
本実施例では、第１基地局ＢＳ１は、上記の数式８と１２によって、ＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を算出すると、算出されたＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を復号器に送信でき、オリジナルデータ情報を得ることができる。
【００５８】
（実施例３）
本実施例において、中継局は、まず、受信された第２混合信号に対して、雑音除去処理を行い、次に、処理後の第２混合信号を圧縮して、最後に転送する。
【００５９】
当業者は、移動端末から基地局へのダイレクトリンクのチャネル条件が十分によい場合、基地局は、第１タイムスロットで受信された第１混合信号から一部の情報を取得することがまだ可能であり、そのため、このとき、実施例２における方法を採用して、２つのＱＡＭ信号からなる第２混合信号を１６ＱＡＭに変調してから送信すれば、やはりたくさんのリソースを浪費してしまう、ということを理解できる。上記の要因を考慮すれば、本実施例では、雑音除去後の信号をさらに圧縮してもよい。具体的に、雑音除去後の信号における第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信された信号のコンスタレーション内の位置
に基づいて、更なるコンスタレーションマッピングを行って、送信しようとする信号ｘｒを得ることにより、送信リソースの消耗を減少させるようにしてもよい。
【００６０】
本実施例では、上記のコンスタレーションマッピングは、下記の数式１３によって完成できる。
【数１３】
【００６１】
この場合、上記の数式７におけるＰ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）は上記の数式８によって算出でき、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は上記の数式１２によって算出できると決定できる。
【００６２】
本実施例では、第１基地局ＢＳ１は、上記の数式８と１２によって、ＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を算出すると、算出されたＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を復号器に送信でき、オリジナルデータ情報を得ることができる。
【００６３】
（実施例４）
本実施例において、中継局は、中継局と基地局との間のチャネル条件に基づいて、上記の実施例１〜実施例３に係る方式を適応的に選択して、受信された第２混合信号を処理することができる。
【００６４】
本実施例において、図３に示すように、中継局が処理方式を適応的に選択する処理フローは、主に、下記のステップを含む。
【００６５】
ステップ３０１で、中継局と基地局との間のチャネル条件に基づいて、受信された第２混合信号に対して雑音除去処理を行う必要があるかどうかを判断し、受信された第２混合信号に対して雑音除去処理を行う必要がある場合、ステップ３０３を実行し、受信された第２混合信号に対して雑音除去処理を行う必要がない場合、ステップ３０２を実行する。
【００６６】
具体的に、ＵＥと中継局との間の距離と、ＵＥの送信電力とに基づいて、受信された第２混合信号に対して雑音除去処理を行う必要があるかどうかを判断してもよい。
【００６７】
ステップ３０２で、受信された第２混合信号を増幅してから、自局に隣接する基地局に転送する。
【００６８】
本ステップでは、受信された第２混合信号を増幅する方法について、上記の実施例１に記載された方法を参照してよい。
【００６９】
ステップ３０３で、受信された第２混合信号に対して雑音除去処理を行ってから、ステップ３０４を実行する。
【００７０】
本ステップでは、第２混合信号に対して雑音除去処理を行う方法について、上記の実施例２に記載された方法を参照してよい。
【００７１】
ステップ３０４で、中継局と基地局との間のチャネル条件に基づいて、雑音除去処理後の第２混合信号を圧縮する必要があるかどうかを判断し、雑音除去処理後の第２混合信号を圧縮する必要がある場合、ステップ３０５を実行し、雑音除去処理後の第２混合信号を圧縮する必要がない場合、ステップ３０６を実行する。
【００７２】
具体的に、ＵＥと中継局との間の距離と、ＵＥの送信電力とに基づいて、受信された第２混合信号を圧縮する必要があるかどうかを判断してもよい。
【００７３】
ステップ３０５で、雑音除去処理後の第２混合信号を圧縮してから、圧縮後の信号を、自局に隣接する基地局に転送する。
【００７４】
本ステップでは、雑音除去処理後の第２混合信号を圧縮する方法について、上記の実施例３に記載された方法を参照してよい。
【００７５】
ステップ３０６で、雑音除去処理後の第２混合信号を再変調してから、自局に隣接する基地局に転送する。
【００７６】
本ステップでは、雑音除去処理後の第２混合信号を再変調する方法について、上記の実施例２に記載された方法を参照してよい。
【００７７】
このような中継局が処理方式を適応的に選択する場合、基地局も、上記の数式７におけるＰ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）とＰ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）の計算方法を適応的に決定することができる。
【００７８】
本実施例では、第１基地局ＢＳ１は、上記の数式８と１２によって、ＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を算出すると、算出されたＬＬＲ（ｂ１）とＬＬＲ（ｂ２）を復号器に送信でき、オリジナルデータ情報を得ることができる。
【００７９】
上記のセル間干渉除去方法に対応して、本発明の実施例では、上記方法を実現する中継局および基地局も提供されている。
【００８０】
図４は、本発明の実施例に係る中継局の内部構成を示す。図４に示すように、本発明の実施例に係る中継局は、第１タイムスロットで、移動端末からの信号を受信する混合信号受信手段と、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行う混合信号処理手段と、第２タイムスロットで、処理後の信号を、自局に隣接する基地局に転送する混合信号転送手段と、を含む。
【００８１】
ここで、上記の混合信号処理手段は、上記の実施例１〜４に係る方法のうちの１つを採用して、受信された信号を処理することができる。つまり、上記の混合信号処理手段は、上記の実施例１に係る方法を採用して、受信された信号に対して増幅処理を行う増幅モジュールを含んでよい。あるいは、上記の混合信号処理手段は、上記の実施例２に係る方法を採用して、受信された信号に対して雑音除去処理と再変調処理とをそれぞれ行う雑音除去モジュールと変調モジュールとを含んでよい。またあるいは、上記の混合信号処理手段は、上記の実施例３に係る方法を採用して、受信された信号に対して雑音除去処理と圧縮処理とをそれぞれ行う雑音除去モジュールと圧縮モジュールとを含んでよい。
【００８２】
図５は、本発明の実施例に係る基地局の内部構成を示す。図５に示すように、本発明の実施例に係る基地局は、第１タイムスロットで直接に移動端末から受信された混合信号と、第２タイムスロットで中継局から受信された混合信号とに対して、統合検出を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る統合検出手段と、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比に基づいて、復号化を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る復号器と、を含む。
【００８３】
ここで、上記の統合検出手段は、上記の実施例１〜４に係る方法を採用して、第１タイムスロットで直接に移動端末から受信された混合信号と、第２タイムスロットで中継局から受信された混合信号とに対して、統合検出を行うことができる。
【００８４】
以下、中継局を有しない従来の無線通信システムおよび本発明の実施例で提供されているいくつかの方法の、信号対雑音比（ＳＮＲ）が等価する場合のブロック誤り率をシミュレーションすることにより、本発明の実施例で提供されているセル間干渉除去方法の性能を詳しく説明する。今回のシミュレーションで採用されたシミュレーションパラメータは、下記の表１に示す通りである。
【００８５】
【表１】
【００８６】
図６（ａ）と図６（ｂ）は、中継局と移動端末との間の距離が１０メートルと５０メートルであるとき、中継局を有しない場合および本発明の実施例１〜３に係る方法を採用する場合の信号対雑音比（ＳＮＲ）とブロック誤り率（ＢＬＥＲ）との関係をそれぞれ示す。図６（ａ）と図６（ｂ）において、四角印の曲線に対応するのは、中継局を有しない場合のＳＮＲとＢＬＥＲとの関係であり、丸印の曲線に対応するのは、本発明の実施例１に係る方法を採用する場合のＳＮＲとＢＬＥＲとの関係であり、十字印の曲線に対応するのは、本発明の実施例２に係る方法を採用する場合のＳＮＲとＢＬＥＲとの関係であり、三角印の曲線に対応するのは、本発明の実施例３に係る方法を採用する場合のＳＮＲとＢＬＥＲとの関係である。図６（ａ）と図６（ｂ）から分かるように、異なる信号対雑音比の条件においても、本発明で提供されているセル間干渉除去方法は、中継局を有しない従来の構成より優れている。
【００８７】
上記の構成をさらに完備するために、本発明の実施例では、統合データ転送を行う移動端末ペアを如何に選択するか、即ち、前記第１移動端末と第２移動端末とを如何に選択するかという方法も提供されている。該方法は、基地局と移動端末とによって協同して実行することができる。図７に示すように、その具体的なフローは、主に、下記のステップを含む。
【００８８】
ステップ７０１で、移動端末は、本セルと隣接セルの基準信号を測定する。
【００８９】
ステップ７０２で、本セルと隣接セルの基準信号強度の差が所定の基準信号閾値より小さい場合、該移動端末は、本セルの基地局へ、隣接セルのアイデンティティ（ＩＤ）と本セルの直送リンクのチャネル条件とを報告する。
【００９０】
ステップ７０３で、基地局は、移動端末に対し、転送リンクを介して転送された本セルの基準信号を測定するよう通知する。
【００９１】
ステップ７０４で、移動端末は、測定して得られた、転送リンクを介して転送された本セルの基準信号から、転送リンクのチャネル条件を得、転送リンクのチャネル条件を本セルの基地局へ報告する。
【００９２】
ステップ７０５で、本セルの直送リンクのチャネル条件と転送リンクのチャネル条件とに基づいて、転送リンクの品質が直送リンクより優れているかどうかを判断し、転送リンクの品質が直送リンクより優れている場合、該移動端末を候補リストに追加する。
【００９３】
ステップ７０６で、自局の候補リスト中の１つの移動端末と、隣接セルの候補リスト中の１つの移動端末とをランダムに選択して、統合データ転送を行う移動端末ペアとする。
【００９４】
具体的に、上記の本セルの直送リンクのチャネル条件および転送リンクのチャネル条件は、直送リンクを介して受信されたパイロット信号の強度と、転送リンクを介して受信されたパイロット信号の強度とによって表すことができ、例えば、転送リンクを介して受信されたパイロット信号の強度が、直送リンクを介して受信されたパイロット信号の強度より大きい場合、該移動端末を候補リストに追加することができる。
【００９５】
本発明の実施例では、統合データ転送を行う移動端末ペアを選択するほかの方法も提供されている。該方法は、基地局と中継局とによって協同して実行することができる。図８に示すように、その具体的なフローは、主に、下記のステップを含む。
【００９６】
ステップ８０１で、中継局は、隣接セルの移動端末から送信された基準信号を監視する。
【００９７】
ステップ８０２で、２つのセルの移動端末からの基準信号の強度の差が所定の第１閾値より小さくて、かつ、上記２つのセルの移動端末からの基準信号の強度がいずれも所定の第２閾値より大きい場合、中継局は、上記の２つのセルの移動端末からの基準信号のフォーマットを、上記２つのセルの基地局へ通知する。
【００９８】
説明すべきものとして、上記の第１閾値と第２閾値は、経験値に基づいて、予め設定してもよい。
【００９９】
ステップ８０３で、上記２つのセルの基地局は、受信された基準信号のフォーマットに基づいて、上記２つのセルの移動端末のＩＤをそれぞれ決定して、該ＩＤに対応する移動端末を自局の候補リストに追加する。
【０１００】
ステップ８０４で、自局の候補リスト中の１つの移動端末と、隣接セルの候補リスト中の１つの移動端末とをランダムに選択して、統合データ転送を行う移動端末ペアとする。
【０１０１】
上記の図７と図８に示す方法によって、統合データ転送を行う移動端末ペアを決定することができる。統合データ転送を行う移動端末ペアを決定した後、即ち、第１移動端末と第２移動端末とを決定した後、システムにおける中継局は、上記の実施例における方法を利用して、受信された第１移動端末と第２移動端末からの信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行ってから、自局に隣接する基地局へ転送することができる。続いて、基地局は、それぞれ、中継局から転送された信号と、直接に上記の第１移動端末と第２移動端末から受信された信号とに対して、統合復号化を行って、自局の所要データを得る。
【０１０２】
上記の説明から分かるように、上記の実施例はいずれも、隣接する基地局の間に中継局を設けることにより、干渉除去を実現するものである。実際の応用では、ネットワークに中継局が設けられなくても、一時的に空いている隣接基地局を利用して、それを上記の中継局として、受信された移動端末からの信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行ってから、隣接基地局へ転送するようにしてもよい。これにより、本発明に係る干渉除去方法を実現する。図９は、ネットワークトポロジーを示す図である。図９に示すネットワークにおいて、ＢＳ１とＢＳ２は２つの隣接する基地局であり、ここで、ＢＳ１は、移動端末ＭＳ１のサービング基地局であり、ＢＳ２は、移動端末ＭＳ２のサービング基地局である。ＢＳ３は、ＢＳ１とＢＳ２のいずれにも隣接する基地局であり、かつ、ＢＳ３は、サービスを必要とする移動端末がなく、あるいは、一時的に比較的に空いている。この場合、ＢＳ３を中継局として機能するように設定してもよい。つまり、第１ステップで、ＢＳ３は、第１タイムスロットで、自局に隣接する基地局ＢＳ１とＢＳ２のカバー範囲内の移動端末ＭＳ１とＭＳ２から送信された信号を受信し、第２ステップで、ＢＳ３は、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行い、最後に、第３ステップで、ＢＳ３は、第２タイムスロットで、処理後の信号を、自局に隣接する基地局ＢＳ１とＢＳ２に転送する。このようにして、基地局ＢＳ１とＢＳ２は、それぞれ、ＢＳ３から転送された移動端末ＭＳ１とＭＳ２からの信号と、直接に移動端末ＭＳ１とＭＳ２から受信された信号とに対して、統合復号化を行って、自局の所要データを得ることができる。これにより、セル間干渉の問題を効果的に解決し、セル端ユーザのスループットを向上させる。
【０１０３】
このような応用シナリオで、図７と同じ方法、あるいは、図８と類似する方法を採用して、統合データ転送を行う移動端末ペアＭＳ１とＭＳ２とを選択してもよい。説明すべきものとして、図８と類似する方法を採用する場合、中継局に代わって、現時点で空いている基地局によって、図８に示す方法における中継局の機能を実現すればよい。
【０１０４】
上記の構成によれば、ネットワークに中継局が設けられなくても、一時的に比較的に空いている基地局を利用して、中継局の機能を実現することができる。これにより、セル間干渉の問題を効果的に解決し、セル端ユーザのスループットを向上させる。
【０１０５】
上記は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を限定するものではない。本発明の精神と原則内で行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル間干渉除去方法であって、
中継局が、第１タイムスロットで、自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を受信し、
中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行い、
中継局が、第２タイムスロットで、処理後の信号を、自局に隣接する基地局に転送する、
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、
前記中継局が、受信された信号に対して、増幅処理を行う、
ことを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、
前記中継局が、受信された信号に対して、雑音除去および再変調処理を行う、
ことを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、
前記中継局が、受信された信号に対して、雑音除去処理および圧縮処理を行う、
ことを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、
中継局と基地局との間のチャネル条件に基づいて、受信された信号に対して雑音除去処理を行う必要があるかどうかを判断し、受信された信号に対して雑音除去処理を行う必要がある場合、受信された信号に対して雑音除去処理を行ってから、ステップＢを実行し、受信された信号に対して雑音除去処理を行う必要がない場合、受信された信号を増幅するステップＡと、
中継局と基地局との間のチャネル条件に基づいて、雑音除去処理後の信号を圧縮する必要があるかどうかを判断し、雑音除去処理後の信号を圧縮する必要がある場合、雑音除去処理後の信号を圧縮し、雑音除去処理後の信号を圧縮する必要がない場合、雑音除去処理後の信号を再変調するステップＢと、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
基地局が、第１タイムスロットで、自局および自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を受信し、
基地局が、第２タイムスロットで、中継局から送信された処理後の信号を受信し、
基地局が、自局が第１タイムスロットで受信した信号と第２タイムスロットで受信した信号とに基づいて、統合復号化を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る、
ことをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基地局が、自局が第１タイムスロットで受信した信号と第２タイムスロットで受信した信号とに基づいて、統合復号化を行うことは、
基地局が、まず、自局が第１タイムスロットで受信した、自局および自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号と、第２タイムスロットで受信した、中継局から送信された処理後の信号とに対して、統合検出を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得、次に、復号器で復号化して、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る、
ことを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、前記中継局が、受信された信号に対して、増幅処理を行う、ことを含み、
前記統合検出は、前記基地局が、数式
によって、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る、ことを含み、
ここで、Ｐ（ｙ１（１），ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）＝Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）・Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）であり、Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は、数式
、
によって算出し、ｙ１（１）は、第１基地局ＢＳ１が第１タイムスロットで受信した第１混合信号を代表し、ｙ１（２）は、第１基地局ＢＳ１が第２タイムスロットで受信した第３混合信号を代表し、ｈ１１は、第１移動端末ＭＳ１から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２１は、第２移動端末ＭＳ２から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｇ１とｇ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から中継局へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｇ３とｇ４は、中継局から第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、Ｎ０は、雑音の電力スペクトル密度を代表し、αは、中継局の電力増幅因子であり、Ｓ０は、特定位置のビットが０である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓ１は、特定位置のビットが１である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓは、ＱＡＭ変調に含まれる全てのコンスタレーションポイントを表す、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、前記中継局が、受信された信号に対して、雑音除去および再変調処理を行う、ことを含み、
ここで、前記雑音除去は、数式
によって実現し、
前記再変調処理は、中継局が、
を得た後、
に基づいて、受信された第２混合信号における第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルのコンステレーション内の位置
を決定し、それから、Ｓ（１）とＳ（２）よりも高次の変調コンステレーションを利用して、受信された第２混合信号を再変調し、ｘｒを生成して転送する、ことを含み、
前記統合検出は、前記基地局が、数式
によって、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る、ことを含み、
ここで、Ｐ（ｙ１（１），ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）＝Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）・Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）であり、Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は、数式
、
によって算出し、ｙ１（１）は、第１基地局ＢＳ１が第１タイムスロットで受信した第１混合信号を代表し、ｙ１（２）は、第１基地局ＢＳ１が第２タイムスロットで受信した第３混合信号を代表し、ｙｒは、中継局が第１タイムスロットで受信した第２混合信号を代表し、ｈ１１は、第１移動端末ＭＳ１から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２１は、第２移動端末ＭＳ２から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｘｒは、処理後の第２混合信号を代表し、ｇ１とｇ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から中継局へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｇ３は、中継局から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、Ｎ０は、雑音の電力スペクトル密度を代表し、Ｓ０は、特定位置のビットが０である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓ１は、特定位置のビットが１である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓは、ＱＡＭ変調に含まれる全てのコンスタレーションポイントを表し、Ｓ（１）とＳ（２）は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２で採用されている変調コンスタレーションをそれぞれ表し、Ｓｍｉｎ（１）とＳｍｉｎ（２）は、中継局で推定された、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルをそれぞれ代表する、
請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、前記中継局が、受信された信号に対して、雑音除去および圧縮処理を行う、ことを含み、
ここで、前記雑音除去は、数式
によって実現し、
前記圧縮処理は、中継局が、
を得た後、
に基づいて、受信された第２混合信号における第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルのコンステレーション内の位置
を決定し、それから、数式
によって、コンステレーションマッピングを行い、ｘｒを生成して転送する、ことを含み、
前記統合検出は、前記基地局が、数式
によって、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る、ことを含み、
ここで、Ｐ（ｙ１（１），ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）＝Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）・Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）であり、Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は、数式
、
によって算出し、ｙ１（１）は、第１基地局ＢＳ１が第１タイムスロットで受信した第１混合信号を代表し、ｙ１（２）は、第１基地局ＢＳ１が第２タイムスロットで受信した第３混合信号を代表し、ｙｒは、中継局が第１タイムスロットで受信した第２混合信号を代表し、ｈ１１は、第１移動端末ＭＳ１から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２１は、第２移動端末ＭＳ２から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｘｒは、処理後の第２混合信号を代表し、ｇ１とｇ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から中継局へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｇ３は、中継局から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、Ｎ０は、雑音の電力スペクトル密度を代表し、Ｓ０は、特定位置のビットが０である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓ１は、特定位置のビットが１である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓは、ＱＡＭ変調に含まれる全てのコンスタレーションポイントを表し、Ｓ（１）とＳ（２）は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２で採用されている変調コンスタレーションをそれぞれ表し、Ｓｍｉｎ（１）とＳｍｉｎ（２）は、中継局で推定された、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルをそれぞれ代表する、
請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
統合データ転送を行う移動端末ペアを決定する、
ことをさらに含む請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記統合データ転送を行う移動端末ペアを決定することは、
移動端末が、本セルと隣接セルの基準信号を測定し、
本セルと隣接セルの基準信号の強度の差が所定の基準信号閾値より小さい場合、該移動端末が、本セルの基地局へ、隣接セルのＩＤと本セルの直送リンクのチャネル条件とを報告し、
基地局が、移動端末に対し、転送リンクを介して転送された本セルの基準信号を測定するよう通知し、
移動端末が、測定して得られた、転送リンクを介して転送された本セルの基準信号から、転送リンクのチャネル条件を得、転送リンクのチャネル条件を本セルの基地局へ報告し、
本セルの直送リンクのチャネル条件と転送リンクのチャネル条件とに基づいて、転送リンクの品質が直送リンクより優れているかどうかを判断し、転送リンクの品質が直送リンクより優れている場合、該移動端末を候補リストに追加し、
自局の候補リスト中の１つの移動端末と、隣接セルの候補リスト中の１つの移動端末とをランダムに選択して、統合データ転送を行う移動端末ペアとする、
ことを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記統合データ転送を行う移動端末ペアを決定することは、
中継局が、隣接セルの移動端末から送信された基準信号を監視し、
２つのセルの移動端末からの基準信号の強度の差が所定の第１閾値より小さくて、かつ、前記２つのセルの移動端末からの基準信号の強度がいずれも所定の第２閾値より大きい場合、中継局が、前記２つのセルの移動端末からの基準信号のフォーマットを、前記２つのセルの基地局へ通知し、
前記２つのセルの基地局が、受信された基準信号のフォーマットに基づいて、前記２つのセルの移動端末のＩＤをそれぞれ決定して、該ＩＤに対応する移動端末を自局の候補リストに追加し、
自局の候補リスト中の１つの移動端末と、隣接セルの候補リスト中の１つの移動端末とをランダムに選択して、統合データ転送を行う移動端末ペアとする、
ことを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記中継局は、現時点で空いている基地局によって実現する、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
中継局であって、
第１タイムスロットで、移動端末からの混合信号を受信する混合信号受信手段と、
受信された混合信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行う混合信号処理手段と、
第２タイムスロットで、処理後の混合信号を、自局に隣接する基地局に転送する混合信号転送手段と、
を含むことを特徴とする中継局。
【請求項１６】
基地局であって、
第１タイムスロットで直接に移動端末から受信された混合信号と、第２タイムスロットで中継局から受信された混合信号とに対して、統合検出を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る統合検出手段と、
自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比に基づいて、復号化を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る復号器と、
を含むことを特徴とする基地局。
【請求項１】
セル間干渉除去方法であって、
中継局が、第１タイムスロットで、自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を受信し、
中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行い、
中継局が、第２タイムスロットで、処理後の信号を、自局に隣接する基地局に転送する、
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、
前記中継局が、受信された信号に対して、増幅処理を行う、
ことを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、
前記中継局が、受信された信号に対して、雑音除去および再変調処理を行う、
ことを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、
前記中継局が、受信された信号に対して、雑音除去処理および圧縮処理を行う、
ことを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、
中継局と基地局との間のチャネル条件に基づいて、受信された信号に対して雑音除去処理を行う必要があるかどうかを判断し、受信された信号に対して雑音除去処理を行う必要がある場合、受信された信号に対して雑音除去処理を行ってから、ステップＢを実行し、受信された信号に対して雑音除去処理を行う必要がない場合、受信された信号を増幅するステップＡと、
中継局と基地局との間のチャネル条件に基づいて、雑音除去処理後の信号を圧縮する必要があるかどうかを判断し、雑音除去処理後の信号を圧縮する必要がある場合、雑音除去処理後の信号を圧縮し、雑音除去処理後の信号を圧縮する必要がない場合、雑音除去処理後の信号を再変調するステップＢと、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
基地局が、第１タイムスロットで、自局および自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を受信し、
基地局が、第２タイムスロットで、中継局から送信された処理後の信号を受信し、
基地局が、自局が第１タイムスロットで受信した信号と第２タイムスロットで受信した信号とに基づいて、統合復号化を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る、
ことをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基地局が、自局が第１タイムスロットで受信した信号と第２タイムスロットで受信した信号とに基づいて、統合復号化を行うことは、
基地局が、まず、自局が第１タイムスロットで受信した、自局および自局に隣接する基地局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号と、第２タイムスロットで受信した、中継局から送信された処理後の信号とに対して、統合検出を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得、次に、復号器で復号化して、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る、
ことを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、前記中継局が、受信された信号に対して、増幅処理を行う、ことを含み、
前記統合検出は、前記基地局が、数式
によって、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る、ことを含み、
ここで、Ｐ（ｙ１（１），ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）＝Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）・Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）であり、Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は、数式
、
によって算出し、ｙ１（１）は、第１基地局ＢＳ１が第１タイムスロットで受信した第１混合信号を代表し、ｙ１（２）は、第１基地局ＢＳ１が第２タイムスロットで受信した第３混合信号を代表し、ｈ１１は、第１移動端末ＭＳ１から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２１は、第２移動端末ＭＳ２から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｇ１とｇ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から中継局へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｇ３とｇ４は、中継局から第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、Ｎ０は、雑音の電力スペクトル密度を代表し、αは、中継局の電力増幅因子であり、Ｓ０は、特定位置のビットが０である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓ１は、特定位置のビットが１である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓは、ＱＡＭ変調に含まれる全てのコンスタレーションポイントを表す、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、前記中継局が、受信された信号に対して、雑音除去および再変調処理を行う、ことを含み、
ここで、前記雑音除去は、数式
によって実現し、
前記再変調処理は、中継局が、
を得た後、
に基づいて、受信された第２混合信号における第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルのコンステレーション内の位置
を決定し、それから、Ｓ（１）とＳ（２）よりも高次の変調コンステレーションを利用して、受信された第２混合信号を再変調し、ｘｒを生成して転送する、ことを含み、
前記統合検出は、前記基地局が、数式
によって、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る、ことを含み、
ここで、Ｐ（ｙ１（１），ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）＝Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）・Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）であり、Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は、数式
、
によって算出し、ｙ１（１）は、第１基地局ＢＳ１が第１タイムスロットで受信した第１混合信号を代表し、ｙ１（２）は、第１基地局ＢＳ１が第２タイムスロットで受信した第３混合信号を代表し、ｙｒは、中継局が第１タイムスロットで受信した第２混合信号を代表し、ｈ１１は、第１移動端末ＭＳ１から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２１は、第２移動端末ＭＳ２から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｘｒは、処理後の第２混合信号を代表し、ｇ１とｇ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から中継局へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｇ３は、中継局から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、Ｎ０は、雑音の電力スペクトル密度を代表し、Ｓ０は、特定位置のビットが０である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓ１は、特定位置のビットが１である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓは、ＱＡＭ変調に含まれる全てのコンスタレーションポイントを表し、Ｓ（１）とＳ（２）は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２で採用されている変調コンスタレーションをそれぞれ表し、Ｓｍｉｎ（１）とＳｍｉｎ（２）は、中継局で推定された、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルをそれぞれ代表する、
請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記中継局が、受信された信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行うことは、前記中継局が、受信された信号に対して、雑音除去および圧縮処理を行う、ことを含み、
ここで、前記雑音除去は、数式
によって実現し、
前記圧縮処理は、中継局が、
を得た後、
に基づいて、受信された第２混合信号における第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルのコンステレーション内の位置
を決定し、それから、数式
によって、コンステレーションマッピングを行い、ｘｒを生成して転送する、ことを含み、
前記統合検出は、前記基地局が、数式
によって、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る、ことを含み、
ここで、Ｐ（ｙ１（１），ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）＝Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）・Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）であり、Ｐ（ｙ１（１）／ｘ１，ｘ２）、Ｐ（ｙ１（２）／ｘ１，ｘ２）は、数式
、
によって算出し、ｙ１（１）は、第１基地局ＢＳ１が第１タイムスロットで受信した第１混合信号を代表し、ｙ１（２）は、第１基地局ＢＳ１が第２タイムスロットで受信した第３混合信号を代表し、ｙｒは、中継局が第１タイムスロットで受信した第２混合信号を代表し、ｈ１１は、第１移動端末ＭＳ１から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｈ２１は、第２移動端末ＭＳ２から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、ｘ１とｘ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２が第１タイムスロットで送信した信号をそれぞれ代表し、ｘｒは、処理後の第２混合信号を代表し、ｇ１とｇ２は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から中継局へのチャネルの信号インパルス応答をそれぞれ代表し、ｇ３は、中継局から第１基地局ＢＳ１へのチャネルの信号インパルス応答を代表し、Ｎ０は、雑音の電力スペクトル密度を代表し、Ｓ０は、特定位置のビットが０である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓ１は、特定位置のビットが１である場合に対応するＱＡＭ変調コンスタレーションポイントを指し、Ｓは、ＱＡＭ変調に含まれる全てのコンスタレーションポイントを表し、Ｓ（１）とＳ（２）は、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２で採用されている変調コンスタレーションをそれぞれ表し、Ｓｍｉｎ（１）とＳｍｉｎ（２）は、中継局で推定された、第１移動端末ＭＳ１と第２移動端末ＭＳ２から送信されたシンボルをそれぞれ代表する、
請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
統合データ転送を行う移動端末ペアを決定する、
ことをさらに含む請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記統合データ転送を行う移動端末ペアを決定することは、
移動端末が、本セルと隣接セルの基準信号を測定し、
本セルと隣接セルの基準信号の強度の差が所定の基準信号閾値より小さい場合、該移動端末が、本セルの基地局へ、隣接セルのＩＤと本セルの直送リンクのチャネル条件とを報告し、
基地局が、移動端末に対し、転送リンクを介して転送された本セルの基準信号を測定するよう通知し、
移動端末が、測定して得られた、転送リンクを介して転送された本セルの基準信号から、転送リンクのチャネル条件を得、転送リンクのチャネル条件を本セルの基地局へ報告し、
本セルの直送リンクのチャネル条件と転送リンクのチャネル条件とに基づいて、転送リンクの品質が直送リンクより優れているかどうかを判断し、転送リンクの品質が直送リンクより優れている場合、該移動端末を候補リストに追加し、
自局の候補リスト中の１つの移動端末と、隣接セルの候補リスト中の１つの移動端末とをランダムに選択して、統合データ転送を行う移動端末ペアとする、
ことを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記統合データ転送を行う移動端末ペアを決定することは、
中継局が、隣接セルの移動端末から送信された基準信号を監視し、
２つのセルの移動端末からの基準信号の強度の差が所定の第１閾値より小さくて、かつ、前記２つのセルの移動端末からの基準信号の強度がいずれも所定の第２閾値より大きい場合、中継局が、前記２つのセルの移動端末からの基準信号のフォーマットを、前記２つのセルの基地局へ通知し、
前記２つのセルの基地局が、受信された基準信号のフォーマットに基づいて、前記２つのセルの移動端末のＩＤをそれぞれ決定して、該ＩＤに対応する移動端末を自局の候補リストに追加し、
自局の候補リスト中の１つの移動端末と、隣接セルの候補リスト中の１つの移動端末とをランダムに選択して、統合データ転送を行う移動端末ペアとする、
ことを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記中継局は、現時点で空いている基地局によって実現する、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
中継局であって、
第１タイムスロットで、移動端末からの混合信号を受信する混合信号受信手段と、
受信された混合信号に対して、ネットワーク符号化に基づく処理を行う混合信号処理手段と、
第２タイムスロットで、処理後の混合信号を、自局に隣接する基地局に転送する混合信号転送手段と、
を含むことを特徴とする中継局。
【請求項１６】
基地局であって、
第１タイムスロットで直接に移動端末から受信された混合信号と、第２タイムスロットで中継局から受信された混合信号とに対して、統合検出を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比を得る統合検出手段と、
自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号に含まれる各ビットの対数尤度比に基づいて、復号化を行って、自局のカバー範囲内の移動端末から送信された信号を得る復号器と、
を含むことを特徴とする基地局。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８１１６９（Ｐ２０１３−８１１６９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２１０４２６（Ｐ２０１２−２１０４２６）
【出願日】平成２４年９月２５日（２０１２．９．２５）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月２５日（２０１２．９．２５）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
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