受信装置、受信方法、プログラムおよび無線通信システム
【課題】協調して受信する協調通信を用いた場合において、ユーザ間干渉による影響を低減しつつ各送信装置に対し柔軟な周波数割当を可能とする受信装置を提供すること。
【解決手段】他の受信装置と協調して、送信装置からの信号を受信する受信装置であって、 送信装置が送信した信号を受信する受信部と、送信装置が送信した信号の周波数帯域の一部と、他の送信装置が送信した信号の周波数帯域とが重複しているときは、送信装置が送信した信号の重複している周波数帯域の少なくとも一部のスペクトルを、他の受信装置から受信する協調通信部と、協調通信部が受信したスペクトルを用いて、受信部が受信した信号の受信処理を行う第１の受信処理部とを具備することを特徴とする。
【解決手段】他の受信装置と協調して、送信装置からの信号を受信する受信装置であって、 送信装置が送信した信号を受信する受信部と、送信装置が送信した信号の周波数帯域の一部と、他の送信装置が送信した信号の周波数帯域とが重複しているときは、送信装置が送信した信号の重複している周波数帯域の少なくとも一部のスペクトルを、他の受信装置から受信する協調通信部と、協調通信部が受信したスペクトルを用いて、受信部が受信した信号の受信処理を行う第１の受信処理部とを具備することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、受信方法、プログラムおよび無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
第４世代の携帯電話の無線通信システムとして、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムをより発展させたＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、ＩＭＴ−Ａなどとも称する）の標準化が行われている。
ＬＴＥ−Ａシステムでは、セル間干渉により低下するセルエッジのスループットを改善させる技術として下り回線と上り回線の各々で協調通信（Coordinated Multi-Point transmission and reception：CoMPともいう。）の適用が検討されている（非特許文献１参照）。協調通信では、基地局と移動局間のデータ送受信時に、複数の基地局が協調してデータ送信を行うもしくは受信を行う技術である。特に上り回線の協調通信では、移動局が伝送する信号を複数の基地局で受信し、それぞれ基地局で受信した信号を合成することにより、伝送特性を改善できる。複数の基地局で受信した信号の共有は、光ファイバなどの有線通信により行われる。
【０００３】
図２０に、上り回線における協調通信の概念図を示す。上り回線の場合、複数の基地局（受信ポイント）で同一の移動局装置の信号を受信するので、ＪＲ−ＣｏＭＰ（Joint Reception CoMP）と呼ばれることもある。同図では、基地局ｅＮＢ１とｅＮＢ２が存在し、これらの基地局は光ファイバ等の有線通信を介して受信データ等の共有を可能とし、少なくともいずれか１つの基地局と通信する移動局ＵＥ１〜３が存在する。移動局ＵＥ１〜３は、同期信号などにより最も受信電力の高い基地局と接続する。図２０では、移動局ＵＥ１とＵＥ２はそれぞれｅＮＢ１とｅＮＢ２に接続している。一方、移動局ＵＥ３の信号を、基地局ｅＮＢ１とｅＮＢ２が協調して受信を行っているものとし、基地局ｅＮＢ１とｅＮＢ２の両方と接続する。ただし、移動局ＵＥ３は、必ずしも協調通信する基地局すべてを把握する必要はなく、移動局がデータ送信に用いるパラメータを制御情報として特定の基地局のみから受信する形でも良い。
【０００４】
ＬＴＥおよびＬＴＥ−Ａでは、基地局がカバーするセル内では移動局間で周波数直交するよう周波数帯域が割当てられる周波数分割多元接続（Frequency Division Multiple Access : FDMA）方式が採用されている。そのため協調通信を行う複数の基地局と接続する移動局がデータ伝送に用いる周波数帯域は、協調する基地局全ての周波数帯域の使用状況を考慮して決められる。図２１に、従来の無線通信システム（図２０）におけるｅＮＢ１における周波数割当てとｅＮＢ２における周波数割当ての一例を示す。ここでは、最小の割当て単位をリソースブロック（ＲＢ：Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）とし、ＲＢ単位で各移動局装置に周波数リソースを割当てるものとする。
【０００５】
図２１の例では、基地局ｅＮＢ１に送信する移動局ＵＥ１には、符号ＥＡ１１で示すようにＲＢ１とＲＢ２のリソースブロックが割当てられている。基地局ｅＮＢ２に送信する移動局ＵＥ２にも、符号ＥＡ２２で示すようにＲＢ１とＲＢ２のリソースブロックが割当てられている。一方、基地局ｅＮＢ１およびｅＮＢ２に送信する移動局ＵＥ３には、符号ＥＡ１３およびＥＡ２３で示すようにＲＢ３とＲＢ４のリソースブロックが割当てられている。
このように、図２０のような従来の無線通信システムでは、異なる基地局に接続するＵＥ１およびＵＥ２には同一周波数帯域を割当てることが可能だが、ＵＥ１とＵＥ３、およびＵＥ１とＵＥ３はそれぞれ同一基地局と接続するため、これらには異なる周波数帯域を割当てる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】NTT DOCOMO、"Views for Rel. 11 CoMP"、3GPPTSG-RAN WG1 #63bis R1-110248、2011年01月17日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上り回線の協調通信では協調する基地局の数だけ周波数リソースを使用するため、周波数帯域割当ての柔軟性が低下する問題がある。例えば、割当て可能な周波数帯域（リソースブロック）がＲＢ１〜からＲＢ４までの４ＲＢである時に、図２２に示すように、基地局ｅＮＢ１に送信する移動局ＵＥ１の割当て帯域ＰＡ１と、基地局ｅＮＢ２に送信する移動局ＵＥ２の割当て帯域ＰＡ２として、排他的に異なる周波数帯域が割当てられたとする。この場合、移動局ＵＥ３が、他の移動局と周波数直交性を維持しつつ協調通信を行うことが可能な周波数帯域は存在しないことになる。逆に協調通信を行う移動局ＵＥ３にＲＢ３およびＲＢ４を優先的に割当てた場合は、移動局ＵＥ１と移動局ＵＥ２に割当て可能な周波数帯域がＲＢ１とＲＢ２のみとなり、割当ての自由度が低下する。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、協調して受信する協調通信を用いた場合において、各送信装置に対し周波数帯域の柔軟な割当てを可能とする受信装置、受信方法、プログラムおよび無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様は、他の受信装置と協調して、送信装置からの信号を受信する受信装置であって、前記送信装置が送信した信号を受信する受信部と、前記送信装置が送信した信号の周波数帯域の一部と、他の送信装置が送信した信号の周波数帯域とが重複しているときは、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域の少なくとも一部のスペクトルを、前記他の受信装置から受信する協調通信部と、前記協調通信部が受信したスペクトルを用いて、前記受信部が受信した信号の受信処理を行う第１の受信処理部とを具備することを特徴とする受信装置である。
【００１０】
（２）また、本発明の他の態様は、上述の受信装置であって、前記受信装置はさらに、前記送信装置が送信に使用する第１の周波数帯域を決定するスケジューリング部を具備し、前記スケジューリング部は、割当単位毎に、自装置に信号を送信する他の送信装置が使用する第２の周波数帯域と前記他の受信装置に信号を送信する他の送信装置が使用する第３の周波数帯域とのいずれかと重複しないように前記第１の周波数帯域を決定することを特徴とする。
【００１１】
（３）また、本発明の他の態様は、上述のいずれかの受信装置であって、前記第１の受信処理部は、前記受信部が受信した信号のスペクトルと、前記協調通信部が受信したスペクトルとを合成するスペクトル合成部を具備することを特徴とする。
【００１２】
（４）また、本発明の他の態様は、上述の受信装置であって、前記第１の受信処理部は、前記スペクトル合成部が合成したスペクトルに基づき、前記送信装置が送信した信号のレプリカを生成するレプリカ生成部と、前記レプリカを用いて、前記受信部が受信した信号の干渉成分をキャンセルするキャンセル部とを具備することを特徴とする。
【００１３】
（５）また、本発明の他の態様は、上述のいずれかの受信装置であって、他の送信装置が送信した信号の受信処理を行う第２の受信処理部を具備し、前記受信部は、前記送信装置が送信した信号に加えて、前記他の送信装置が送信した信号であって、その周波数帯域が前記協調通信部が受信したスペクトルの周波数帯域を含んでいる信号を受信し、前記第２の受信処理部は、前記受信部が受信した信号のスペクトルであって、前記他の送信装置が送信した信号の周波数帯域のスペクトルから、前記協調通信部が受信したスペクトルをキャンセルする重複キャンセル部を具備することを特徴とする。
【００１４】
（６）また、本発明の他の態様は、上述の受信装置であって、前記第１の受信処理部は、前記スペクトル合成部が合成したスペクトルに基づき、前記送信装置が送信した信号のレプリカを生成するレプリカ生成部を具備し、前記第２の受信処理部は、前記レプリカを用いて、前記受信部が受信した信号のスペクトルであって、前記他の送信装置が送信した信号の周波数帯域のスペクトルの干渉成分をキャンセルするキャンセル部を具備することを特徴とする。
【００１５】
（７）また、本発明の他の態様は、上述のいずれかの受信装置であって、前記他の受信装置は、複数あり、前記協調通信部は、前記複数の他の受信装置の各々から、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域のスペクトルの少なくとも一部を受信することを特徴とする。
【００１６】
（８）また、本発明の他の態様は、他の受信装置と協調して、送信装置からの信号を受信する受信装置における受信方法であって、前記送信装置が送信した信号を受信する第１の過程と、前記送信装置が送信した信号の周波数帯域の一部と、他の送信装置が送信した信号の周波数帯域とが重複しているときは、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域のスペクトルの少なくとも一部を、前記他の受信装置から受信する第２の過程と、前記第２の過程にて受信したスペクトルを用いて、前記第１の過程にて受信した信号の受信処理を行う第３の過程とを有することを特徴とする受信方法である。
【００１７】
（９）また、本発明の他の態様は、他の受信装置と協調して、送信装置からの信号を受信する受信装置のコンピュータを、前記送信装置が送信した信号を受信する受信部、前記送信装置が送信した信号の周波数帯域の一部と、他の送信装置が送信した信号の周波数帯域とが重複しているときは、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域の少なくとも一部のスペクトルを、前記他の受信装置から受信する協調通信部、前記協調通信部が受信したスペクトルを用いて、前記受信部が受信した信号の受信処理を行う第１の受信処理部として機能させるためのプログラムである。
【００１８】
（１０）また、本発明の他の態様は、送信装置が送信した信号を協調して受信する第１の受信装置と第２の受信装置とを具備する無線通信システムであって、前記第１の受信装置は、前記送信装置が送信した信号を受信する第１の受信部と、前記受信した信号の、前記第２の受信装置に送信する他の送信装置が送信した信号の周波数帯域と重複している周波数帯域の少なくとも一部のスペクトルを、前記第２の受信装置に送信する第１の協調通信部とを具備し、前記第２の受信装置は、前記送信装置が送信した信号を受信する第２の受信部と、前記部分スペクトルを受信する第２の協調通信部と、前記部分スペクトルを用いて、第２の受信部が受信した信号の受信処理を行う受信処理部とを具備することを特徴とする無線通信システムである。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、協調して受信する協調通信を用いた場合において、各送信装置に対し周波数帯域の柔軟な割当てを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１０の構成を示す概略図である。
【図２】同実施形態に係る周波数帯域の割当て例を示す概念図である。
【図３】同実施形態に係る基地局装置における各移動局のスペクトルの分離方法を示す図である。
【図４】同実施形態に係る移動局装置１１の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】同実施形態に係る基地局装置１２の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】同実施形態に係る受信部２０２の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】同実施形態に係る協調通信時処理部２０７−１の構成を示す概略ブロック図である。
【図８】同実施形態に係る非協調通信時処理部２０９−１の構成を示す概略ブロック図である。
【図９】同実施形態に係るスケジューリング部２０４の周波数帯域割当ての処理を説明するフローチャートである。
【図１０】この発明の第２の実施形態に係る繰り返し等化処理における初回処理を説明する概念図である。
【図１１】同実施形態に係るＵＥ１のスペクトルに対する受信処理を説明する概念図である。
【図１２】同実施形態に係るＵＥ２のスペクトルに対する受信処理を説明する概念図である。
【図１３】同実施形態に係るＵＥ３のスペクトルに対する受信処理を説明する概念図である。
【図１４】同実施形態に係る基地局装置１３の構成を示す概略ブロック図である。
【図１５】同実施形態に係る協調通信時処理部７０１−１の構成を示す概略ブロック図である。
【図１６】同実施形態に係る繰り返し処理部７０２−１の構成を示す概略ブロック図である。
【図１７】同実施形態に係るスケジューリング部２０４の周波数帯域割当ての処理の変形例を説明するフローチャートである。
【図１８】この発明の第３の実施形態に係る無線通信システム１０ｂの構成を示す概念図である。
【図１９】同実施形態に係る周波数帯域割当ての一例を示す概念図である。
【図２０】従来の無線通信システムの構成を示す概略図である。
【図２１】従来の無線通信システムのｅＮＢ１における周波数帯域割当てとｅＮＢ２における周波数帯域割当ての一例を示す概念図である。
【図２２】従来の無線通信システムのｅＮＢ１における周波数帯域割当てとｅＮＢ２における周波数帯域割当ての他の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１の実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態の説明では、割当てリソース数の割当て単位として所定のサブキャリア数で定まるＲＢ（Resource Block；リソースブロック）を用いているが、異なる割当て単位を用いてもよい。図１は、本実施形態に係る無線通信システム１０の構成を示す概略図である。図１に示すように、無線通信システム１０は、３つの移動局装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、２つの基地局装置１２ａ、１２ｂ、コアネットワーク２０を含んで構成される。なお、図１において、符号Ｃ１は、基地局装置１２ａの通信範囲であるセルを表し、符号Ｃ２は、基地局装置１２ｂのセルを表す。図１では、移動局装置１１ａは、セルＣ１内に位置するので、基地局装置１２ａと通信している。また、移動局装置１１ｂは、セルＣ２内に位置するので、基地局装置１２ｂと通信している。移動局装置１１ｃは、セルＣ１とセルＣ２とが重なる領域に位置しているので、基地局装置１２ａ、１２ｂと協調通信をしている。また、基地局装置１２ａと基地局装置１２ｂとは、協調通信を行うための情報を、該コアネットワーク２０を介して通信する。以降、基地局装置１２ａをｅＮＢ１、基地局装置１２ｂをｅＮＢ２、移動局装置１２ａをＵＥ１、移動局装置１２ｂをＵＥ２、移動局装置１２ｃをＵＥ３とも称する。
【００２２】
本実施形態では、協調通信を行う移動局装置１１ｃがアップリンクに使用する伝送帯域のうち、他の移動局装置１１ａ、１１ｂの伝送帯域と重複する帯域がセル（あるいはセクタ）毎に異なるよう周波数帯域割当てを決定する。基地局装置１２ａまたは基地局装置１２ｂにおける信号の復元では、協調通信を行う基地局装置１２ａ、１２ｂの何れかが受信した重複していない帯域のスペクトルを用いる。
【００２３】
図２は、本実施形態に係る周波数帯域割当ての例を示す概念図である。図２では割当て可能なＲＢがＲＢ１〜ＲＢ４の４ＲＢである。割当てＧ１は、ｅＮＢ１における割当てを示し、スペクトルＡ１１は、ＵＥ１にＲＢ１、ＲＢ２が割当てられていることを示す。同様に、スペクトルＡ１３は、ＵＥ３にＲＢ２、ＲＢ３が割当てられていることを示す。割当てＧ２は、ｅＮＢ２における割当てを示し、スペクトルＡ２３は、ＵＥ３にＲＢ２、ＲＢ３が割当てられていることを示す。同様に、スペクトルＡ２２は、ＵＥ２にＲＢ３、ＲＢ４が割当てられていることを示す。
【００２４】
図２では、上述したように、ｅＮＢ１においては、ＵＥ１にＲＢ１およびＲＢ２が割当てられており、ｅＮＢ２においては、ＵＥ２にＲＢ３およびＲＢ４が割当てられている。このように、ＵＥ１とＵＥ２とには互いに異なる周波数帯域が割当てられている。この際に、従来のＦＤＭＡではＵＥ３が協調通信を行うことが可能な周波数帯域が存在しないことは前述の通りである。本実施形態ではこのような状況において、協調通信を行うＵＥ３に対し、ＵＥ１およびＵＥ２と周波数帯域の一部を重複させて周波数帯域割当てを行う。すなわち、ｅＮＢ１およびｅＮＢ２において、ＵＥ３をＲＢ２およびＲＢ３に割当てることで、協調通信を行う。この場合、ｅＮＢ１ではＲＢ２において、ＵＥ１とＵＥ３の信号が重複されて受信される。また、ｅＮＢ２では、ＲＢ３において、ＵＥ２とＵＥ３の信号が重複されて受信される。従来の受信処理を行った場合、重複箇所はＩＵＩとなり、特性の劣化を引き起こすが、本実施形態では協調通信によるスペクトルの分離を行う。
【００２５】
図３は、基地局装置に係る各移動局のスペクトルの分離方法を示す図である。図３において、上から１段目は、ｅＮＢ１における受信信号Ｒ１であり、２段目は、ｅＮＢ２における受信信号Ｒ２であり、３段目は分離処理により得られる信号Ｒｄである。ｅＮＢ１の受信信号Ｒ１では、ＵＥ１のスペクトルＡ１１はＲＢ２においてＵＥ３のスペクトルＡ１３−２と重複している。しかし、ｅＮＢ２の受信信号Ｒ２では、ＲＢ２においてＵＥ３のスペクトルＡ２３−２はいずれの移動局装置のスペクトルとも重複していない（あるいは十分に干渉レベルの小さい他セルの移動局装置のスペクトルとのみ重複している）。そこで、ｅＮＢ１の受信信号Ｒ１から、このＵＥ３のスペクトルＡ２３−２を減算処理することにより、ＵＥ１のスペクトルＡ１のみを抽出することができる。
【００２６】
同様に、ｅＮＢ２の受信信号Ｒ２では、ＵＥ２のスペクトルＡ２２は、ＲＢ３においてＵＥ３のスペクトルＡ２３−３と重複している。しかし、ｅＮＢ１で受信されているＵＥ３のスペクトルＡ１３−３を減算処理することにより、ＵＥ２のスペクトルＡ２のみを抽出することができる。一方、ＵＥ３のスペクトルは、ｅＮＢ１の受信信号Ｒ１からＲＢ３のスペクトルＡ１３−３を、ｅＮＢ２の受信信号Ｒ２からＲＢ２のスペクトルＡ２３−２を抽出して、合成することで、他の移動局とのＩＵＩを含まないスペクトルＡ３を得ることができる。
【００２７】
なお、図３の例では協調通信を行うＵＥ３のスペクトルは、いずれのＲＢにおいても、ｅＮＢ１とｅＮＢ２のいずれかにおいて必ず他の移動局装置のスペクトルと重複する割当てとなっているが、本実施形態では、ＵＥ３の使用する全ての帯域を他の移動局と重複させなくてもよい。また、ＵＥ３のスペクトルの一部が、複数の基地局で他の移動局と重複しない周波数帯域に割当てられている場合には、各基地局で得られるＩＵＩのないスペクトルを合成することによりダイバーシチ効果を得ることもできる。
【００２８】
移動局装置１１ａ〜１１ｃは、同様の構成を備えるので、以下の構成の説明では、移動局装置１１として説明する。また、基地局装置１２ａ、１２ｂは、同様の構成を備えるので、以下の構成の説明では、基地局装置１２として説明する。なお、移動局装置１１は、本実施形態における送信装置を備える装置であり、基地局装置１２は、本実施形態における受信装置である。なお、同様の装置構成が可能であるものであれば、例えば、受信装置または送信装置をリレー局などが備えるようにしてもよい。
【００２９】
図４は、本実施形態に係る移動局装置１１の構成を示す概略ブロック図である。ただし、本実施形態を説明するのに必要な最小限のブロック図としている。移動局装置１１は、符号部１０１、変調部１０２、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform；高速フーリエ変換）部１０３、周波数マッピング部１０４、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform；逆高速フーリエ変換）部１０５、参照信号多重部１０６、送信処理部１０７、アンテナ１０８、制御情報取得部１０９、参照信号生成部１１０、受信部１１１を含んで構成される。なお、本実施形態では、移動局装置１２のアンテナ数を１本としているが、複数のアンテナを送受信に用いて、送信ダイバーシチ伝送やＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送を行っても良い。ここで、アンテナ数とは物理的なアンテナの数に限らず、アンテナポート数としても良い。このアンテナポートとは、複数のアンテナを物理的に同一にみなせる構成であれば、アンテナポート数を１とするものである。
【００３０】
受信部１１１は、アンテナ１０８を介して、基地局装置１２からの信号を受信する。制御情報取得部１０９は、受信部１１１が受信した信号から、当該移動局装置１１に通知された制御情報を取得する。制御情報には、データ伝送に用いる周波数割当て情報や変調多値数、符号化率等に関する情報が含まれる。ここで、協調通信を行う場合には、特定の基地局装置１２のみが送信した制御情報を取得しても良いし、複数の基地局装置１２が協調して送信した同一の制御情報を取得しても良い。
【００３１】
制御情報取得部１０９は、受信した制御情報に含まれる符号化率の情報を符号部１０１に入力し、変調多値数の情報を変調部１０２に入力し、周波数割当て情報を周波数マッピング部１０４に入力する。
符号部１０１は、入力されたデータビットＢに対し、誤り訂正符号であるターボ符号やＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号などの符号化を施す。符号部１０１で施す誤り訂正符号化方法は、送受信間で予め決められていても良いし、制御情報として通知されても良い。符号部１０１は、さらに制御情報として通知された符号化率の情報を基にパンクチャを行い、生成した符号ビットを変調部１０２へ出力する。
【００３２】
変調部１０２は、符号ビットに対してＱＰＳＫ（Quaternary Phase Shift Keying；四相位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（16-ary Quadrature Amplitude Modulation；１６直交振幅変調）や６４ＱＡＭなどの変調のうち、制御情報取得部１０９より入力された変調多値数に相当する変調を施す。ＦＦＴ部１０３は、変調部１０２から出力された変調シンボルを、高速フーリエ変換（FFT：Fast Fourier Transform）により時間領域から周波数領域のデータ信号に変換した後、周波数マッピング部１０４へ出力する。
【００３３】
周波数マッピング部１０４は、入力された周波数領域のデータ信号に対し、制御情報取得部１０９より通知された周波数割当て情報に基づいて、信号（サブキャリア）の割当てを行う。ＩＦＦＴ部１０５は、周波数マッピング部１０４より出力された信号を、逆高速フーリエ変換（IFFT：Inverse FFT）により時間領域信号に変換する。
【００３４】
参照信号生成部１１０は、所定のルールに従い、参照信号を生成する。この参照信号は、送受信間で既知であり、また移動局装置１２間で直交している。参照信号多重部１０６は、時間領域において送信信号に対して、参照信号生成部１１０が生成した参照信号を多重し、送信フレームを構成する処理を行う。本実施形態では、時間領域で参照信号を多重するとしたが、周波数領域で参照信号を多重するようにしても良い。また、参照信号は、周波数マッピング部１０４でマッピングされたデータ信号と、時間多重されるようにしてもよいし、周波数多重されるようにしてもよい。
【００３５】
送信処理部１０７は、参照信号が多重された信号に、ＣＰ（Cyclic Prefix；サイクリックプレフィックス）を挿入する。送信処理部１０７は、このＣＰを挿入した信号を、Ｄ／Ａ（Digital to Analog；ディジタル／アナログ）変換でアナログの信号に変換した後に、無線周波数にアップコンバートする。送信処理部１０７は、アップコンバートされた信号を、ＰＡ（Power Amplifier；パワーアンプ）で増幅した後、アンテナ１０８から送信する。
【００３６】
図５は、本実施形態に係る基地局装置１２の構成を示す概略ブロック図である。ここでは基地局装置１２ａと基地局装置１２ｂが協調して、移動局装置１１ｃと協調通信を行う。すなわち、移動局装置１１ｃが送信した信号を、協調通信を用いて受信する。なお、基地局装置１２ａと基地局装置１２ｂは同様の構成を有するので、これらを代表した基地局装置１２の構成を示す。また、協調通信をする際に、ある基地局装置１２と協調する基地局装置１２は１つに限定されず、複数の基地局装置１２と協調する形態でも良い。さらに、本実施形態では受信アンテナ数は１としているが、複数の受信アンテナを有していても良い。また、基地局装置１２と通信接続している移動局装置１１として、協調通信が行われている移動局装置１１ｃと、協調通信が行われていない移動局装置１１ａとが混在する場合について説明する。
【００３７】
基地局装置１２は、受信アンテナ２０１、受信部２０２、伝搬路推定部２０３、スケジューリング部２０４、制御情報生成部２０５、周波数デマッピング部２０６、複数の移動局毎受信処理部２２０−１〜２２０−Ｍ、協調通信部２１０、送信部２１１、送信アンテナ２１２を含んで構成される。移動局毎受信処理部２２０−１〜２２０−Ｍの各々は、非協調通信時処理部２０９と、協調通信時処理部２０７とを含んで構成される。なお、移動局毎受信処理部２２０−１の非協調通信時処理部については、符号２０９に移動局毎受信処理部２２０−１と同じ枝番を付けて、符号を２０９−１とし、移動局毎受信処理部２２０−２の非協調通信時処理部については、符号２０９に移動局毎受信処理部２２０−２と同じ枝番を付けて、符号を２０９−２というように、非協調通信時処理部２０９と、協調通信時処理部２０７とについては、該処理部を含んでいる移動局毎受信処理部の符号と同じ枝番を付して、いずれの移動局毎受信処理部２２０に含まれているかを明示する。
【００３８】
受信部２０２は、受信アンテナ２０１を介して、移動局装置１１からの信号を受信する。 図６は、受信部２０２の構成を示す概略ブロック図である。受信部２０２は、受信処理部３０１、参照信号分離部３０２、ＦＦＴ部３０３を含んで構成される。受信処理部３０１は、受信アンテナ２０１から入力された信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、Ａ／Ｄ変換を行うことでディジタル信号に変換し、ディジタル信号からＣＰを除去した後、参照信号分離部３０２へ出力する。参照信号分離部３０２は、受信処理部３０１から入力された信号を、参照信号とデータ信号に分離し、参照信号を伝搬路推定部２０３へ、データ信号をＦＦＴ部３０３へ出力する。ＦＦＴ部３０３は、分離されたデータ信号をＦＦＴにより時間領域信号から周波数領域信号に変換し、周波数デマッピング部２０６へ出力する。
【００３９】
一方、図５に戻って、伝搬路推定部２０３は、受信部２０２より入力される参照信号に基づき、伝搬路特性（周波数応答）を推定し、推定した伝搬路特性をスケジューリング部２０４、協調通信時処理部２０７−１〜Ｍ、非協調通信時処理部２０９−１〜Ｍに出力する。ただし、Ｍは、同時に受信処理可能な移動局装置１１の数である。すなわち、当該基地局装置１２は、同時にＭ台の移動局装置１１が送信した信号を受信処理することができることを示す。また、符号Ｘ−１〜Ｍは、符号Ｘのブロックの処理が復元する送信信号により並列に行われることを意味するが、これらのブロックは同一回路により構成されて良い。
【００４０】
スケジューリング部２０４は、協調通信部２１０を介して他の基地局装置１２と周波数割当て情報Ｗを共有する機能を有する。スケジューリング部２０４は伝搬路推定部２０３で得られた伝搬路特性情報および協調通信部２１０より入力される他の基地局装置１２の周波数割当て情報Ｗを取得する。なお、この取得する周波数割当て情報Ｗは、該他の基地局装置１２と当該基地局装置１２とが協調して通信する移動局装置１１の割当て帯域のうち、該他の基地局装置１２において他の移動局装置１１と割当てが重複している帯域を示す情報を少なくとも含む。また、スケジューリング部２０４は、協調通信部２１０を介して、該他の基地局装置１２のスケジューリング部２０４に対して当該基地局装置１２の周波数割当て情報Ｗを通知する。この通知する周波数割当て情報Ｗは、協調して通信する移動局装置１１の割当て帯域のうち、当該基地局装置１２において他の移動局装置１１と割当てが重複している帯域を示す情報を少なくとも含む。
【００４１】
スケジューリング部２０４は、取得したこれらの情報に基づき、当該基地局装置１２と接続する各移動局装置１１が伝送に使用する割当て帯域、符号化率、変調方式などのデータ送信に必要なパラメータを決定し、制御情報生成部２０５へ入力する。割当て帯域の決定方法についての詳細は後述する。また、決定したパラメータは、次回の受信信号の処理を行う際に必要であるため、次回のデータの受信まで保持される。保持されたパラメータのうち、いずれの移動局装置１１が当該基地局装置１２と協調通信をしているかを示す情報と、当該基地局装置１２と通信する各移動局装置の割当て帯域を示す情報とを含む周波数割当て情報については、周波数デマッピング部２０６、協調通信時処理部２０７−１〜Ｍおよび非協調通信時処理部２０９−１〜Ｍへ入力する。
【００４２】
制御情報生成部２０５は、スケジューリング部２０４で決定されたパラメータから次回の伝送機会のための制御情報を生成する。送信部２１１は、制御情報生成部２０５が生成した制御情報を、送信アンテナ２１２を介して送信し、各移動局装置１１に通知する。ただし、送信アンテナ２１２の機能は受信アンテナ２０１が有しても良く、送信部２１１の出力は受信アンテナ２０１より各移動局装置１１に通知されても良い。
周波数デマッピング部２０６は、スケジューリング部２０４より入力される周波数割当て情報に基づき、移動局装置１１各々の割当て帯域の信号（スペクトル）を、受信部２０２（ＦＦＴ部３０３）が出力した周波数領域信号の中から抽出する。なお、移動局装置１１各々への割当て帯域は、連続的であっても、離散的であってもよい。以降の処理は各移動局装置１１からの信号を復元するため、抽出された信号毎に並行して処理が行われる。
【００４３】
周波数デマッピング部２０６は、抽出した移動局装置１１毎の割当て帯域の信号（スペクトル）の各々を、移動局毎受信処理部２２０−１〜２２０−Ｍのいずれかに出力する。例えば、基地局装置１２ａの周波数デマッピング部２０６は、移動局装置１１ａの割当て帯域の信号を移動局毎受信処理部２２０−１に出力し、移動局装置１１ｃの割当て帯域の信号を移動局毎受信処理部２２０−２に出力する。
【００４４】
周波数デマッピング部２０６は、この出力を行う際に、各移動局装置１１が協調通信を行っているか否かを判定し、協調通信を行っている移動局装置１１の割当て帯域から抽出した信号については、協調通信時処理部２０７−１〜Ｍのいずれかに出力する。また、協調通信を行っていない移動局装置１１の割当て帯域から抽出した信号については、非協調通信時処理部２０９−１〜Ｍのいずれかに出力する。協調通信時処理部２０７−１〜Ｍは、周波数デマッピング部２０６より入力された信号に対して、重複している帯域の信号を削除した後、等化処理を行う。さらに、協調通信時処理部２０７−１〜Ｍは、等化処理後の信号と、協調通信２１０から取得した信号とを合成した後、復調処理、復号処理を行う。非協調通信時処理部２０９−１〜Ｍは、周波数デマッピング部２０６より入力された信号に対して、重複している信号のキャンセルを行った後、等化・復調処理を行う。
ここでは移動局装置１１ｃは協調通信を行っており、移動局装置１１ａは協調通信を行っておらず、かつ移動局装置１１ｃの割当て帯域の一部と、移動局装置１１ａの割当て帯域の一部とが重複している場合を例としてデマッピング後の処理について説明する。
【００４５】
図７は、本実施形態に係る協調通信時処理部２０７−１の構成を示す概略ブロック図である。なお、上述したように、協調通信時処理部２０７−２から２０７−Ｍも、協調通信時処理部２０７−１と同様の構成であるので、これらについては説明を省略する。
協調通信時処理部２０７−１は、重複スペクトル削除部５０１、等化部５０２、スペクトル合成部５０３、ＩＦＦＴ部５０４、復調部５０５、復号部５０７を含んで構成される。以下の図７の説明では、移動局毎受信処理部２２０−１が協調通信を行う移動局装置１１ｃの送信信号の復元を行う、すなわち、協調通信時処理部２０７−１が移動局装置１１ｃの送信信号の復元を行うとして説明する。
【００４６】
重複スペクトル削除部５０１は、周波数デマッピング部２０６より入力された協調通信を行う移動局装置１１（例えば、移動局装置１１ｃ）に割当てられた伝送帯域（割当て帯域）に相当するスペクトルに対し、他の移動局装置１１（例えば、移動局装置１１ａ）と重複して割当てられた帯域のスペクトルを削除する。なお、重複スペクトル削除部５０１は、いずれの帯域（ＲＢ）が重複しているかを、スケジューリング部２０４より入力される周波数割当て情報を用いて判定する。この削除する処理は、図３において、ＵＥ３に割当てられたＲＢ２およびＲＢ３の受信信号のうち、ｅＮＢ１ではＲＢ２のスペクトルを削除してスペクトルＡ１３−３を生成し、ｅＮＢ２ではＲＢ３のスペクトルを削除してスペクトルＡ２３−２を生成する処理にあたる。重複スペクトル削除部５０１は、削除後のスペクトルを等化部５０２へ入力する。
【００４７】
等化部５０２は、伝搬路推定部２０３より入力された伝搬路特性を用いて、無線伝搬路による歪みを補償する等化処理を、削除後のスペクトルに対して行う。等化部５０２は、該等化処理後のスペクトル（部分スペクトル）を、スペクトル合成部５０３および協調通信部２１０へ出力する。なお、この等化処理に用いられるのは、協調通信を行う移動局装置１１（ここでは移動局装置１１ｃ）と当該基地局装置１２との間の無線伝搬路の伝搬路特性である。また、等化処理は、伝搬路特性に基づくＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）重みやＺＦ（Zero Forcing）重みを乗算する等の処理をさす。
【００４８】
スペクトル合成部５０３は、等化部５０２より入力された部分スペクトルと、当該基地局装置１２と協調している他の基地局装置１２より協調通信部２１０を介して入力される部分スペクトルとを合成する。ここで協調通信を行った移動局装置１１（移動局装置１１ｃ）の信号の復元は、当該基地局装置１２と他の基地局装置１２のいずれかで行われれば良いため、復元を行わない他の基地局装置１２ではこの合成を行わずに処理を終了して良い。
【００４９】
ここでは当該基地局装置１２で復元を行うものとして以降の処理について説明する。本実施形態では当該基地局装置１２と他の基地局装置１２とでは重複する箇所が異なる。このため、他の基地局装置１２より入力された部分スペクトルには、重複スペクトル削除部５０１で削除された帯域に相当するスペクトルが含まれる。よって、スペクトル合成部５０３は、他の基地局装置１２より入力された部分スペクトルと、等化部５０２より入力された部分スペクトルを結合することにより、削除された帯域を含め送信に使用された全ての帯域のスペクトルを得ることができる。
【００５０】
ただし、スペクトル合成部５０３は、当該基地局装置１２および他の基地局装置１２の両方で削除されなかった帯域については、当該基地局装置１２（等化部５０２）による部分スペクトルと他の基地局装置１２（協調通信部２１０）による部分スペクトルとを平均化する。この平均化方法としては、当該基地局装置１２および他の基地局装置１２によるスペクトルを単純平均する方法や、伝搬路特性を用いてこれら２つのスペクトルを重みづけ平均する方法等がある。また、平均化ではなく、いずれかを選択するようにしてもよい。スペクトル合成部５０３は、これら結合や平均化により合成されたスペクトル（周波数領域信号）をＩＦＦＴ部５０４に出力する。
【００５１】
ＩＦＦＴ部５０４は、スペクトル合成部５０３が出力した信号を、ＩＦＦＴにより周波数領域信号から時間領域信号に変換した後、復調部５０５へ出力する。復調部５０５は、スケジューリング部２０４に保持されている変調多値数の情報を基に、ＩＦＦＴ部５０４の出力した信号に対して、シンボルの復調処理を行い、得られたＬＬＲ（Log Likelihood Ratio；対数尤度比）を復号部５０７へ出力する。復号部５０７は、スケジューリング部２０４に保持されている伝送で使用された誤り訂正符号の符号化率の情報が入力され、該情報を基に、復調部５０５が出力したＬＬＲに対して誤り訂正復号が施され、復号結果のビット列を受信データＲｖ−１として出力する。
【００５２】
図８は、本実施形態に係る非協調通信時処理部２０９−１の構成を示す概略ブロック図である。なお、上述したように、非協調通信時処理部２０９−２から２０９−Ｍも、非協調通信時処理部２０９−１と同様の構成であるので、これらについては説明を省略する。非協調通信時処理部２０９−１は、重複スペクトル抽出部６０１、伝搬路乗算部６０２、重複キャンセル部６０３、等化部６０４、ＩＦＦＴ部６０５、復調部６０６、復号部６０７を含んで構成される。
以下の図８の説明では、移動局毎受信処理部２２０−１が協調通信を行わない移動局装置１１ａの送信信号の復元を行う、すなわち、非協調通信時処理部２０９−１が移動局装置１１ａの送信信号の復元を行うとして説明する。
【００５３】
重複スペクトル抽出部６０１は、協調通信を行っている移動局装置１１（ここでは、移動局装置１１ｃ）の部分スペクトルを、協調通信部２１０から取得する。この部分スペクトルは、協調している他の基地局装置１２の等化部５０２が出力し、該他の基地局装置１２の協調通信部２１０が当該基地局装置１２に送信し、当該基地局装置１２の協調通信部２１０が受信したものである。さらに、重複スペクトル抽出部６０１は、スケジューリング部２０４より入力される周波数割当て情報に基づき、処理対象の移動局装置１１（移動局装置１１ａ）の割当て帯域と、協調通信を行っている移動局装置１１（移動局装置１１ｃ）の割当て帯域が重複する帯域を判定し、該重複する帯域の部分を、協調通信部２１０から取得した部分スペクトルから抽出し、伝搬路乗算部６０２へ出力する。
【００５４】
伝搬路乗算部６０２には、協調通信を行っている移動局装置１１（移動局装置１１ｃ）の伝搬路特性を、伝搬路推定部２０３から取得する。伝搬路乗算部６０２は、重複スペクトル抽出部６０１が出力したスペクトルに対し、この取得した伝搬路特性を乗算する。この乗算処理により、処理対象の移動局装置１１（移動局装置１１ａ）に対して重複している移動局装置１１（移動局装置１１ｃ）からの受信信号のレプリカが生成される。伝搬路乗算部６０２は、生成したレプリカを、重複キャンセル部６０３へ出力する。
【００５５】
重複キャンセル部６０３は、周波数デマッピング部２０６より入力された信号（スペクトル）から、伝搬路乗算部６０２が出力したレプリカを減算し、減算結果を出力する。この減算により、処理対象の移動局装置１１（移動局装置１１ａ）の信号に対する干渉信号である、重複している移動局装置１１（移動局装置１１ｃ）からの信号のレプリカが、受信信号から除去されている。
【００５６】
等化部６０４は、伝搬路推定部２０３が出力した伝搬路特性を用いて、重複キャンセル部６０３が出力した信号に対して、等化処理を行う。ＩＦＦＴ部６０５は、この等化処理された信号に対して、ＩＦＦＴを施して、周波数領域信号から時間領域信号へ変換する。さらに、復調部６０６は、この時間領域信号に対して、復調処理をして、ＬＬＲを生成する。復号部６０７は、復調部６０６が生成したＬＬＲに対して、誤り訂正復号を行う。復号部６０７は、復号結果のビット列を、処理対象の移動局装置１１（移動局装置１１ａ）の受信データＲｖ−１として出力する。ただし、等化部６０４、ＩＦＦＴ部６０５、復調部６０６および復号部６０７の有する機能は、それぞれ図７における等化部５０２、ＩＦＦＴ部５０４、復調部５０５および復号部５０７と同様であり、同一の回路とする構成がとられてもよい。
【００５７】
協調通信部２１０は、他の基地局装置１２の協調通信部２１０と有線通信等により接続され、当該基地局装置１２の受信処理における情報と他の基地局装置１２における受信処理の情報とを交換する。例として移動局装置１１ｃからの信号が基地局装置１２ａおよび基地局装置１２ｂの協調通信時処理部２０７−１で処理され、移動局装置１１ａからの信号が基地局装置１２ａの非協調通信時処理部２０９−２で処理されている場合を説明する。基地局装置１２ａの協調通信部２１０は、基地局装置１２ａの協調通信時処理部２０７−１内の等化部５０２が出力した部分スペクトルを取得し、該部分スペクトルを表す情報Ｃｔを基地局装置１２ｂの協調通信部２１０へ伝送する。また、基地局装置１２ａの協調通信部２１０は、基地局装置１２ｂの協調通信部２１０より通知された情報Ｃｒが表す部分スペクトルを、協調通信時処理部２０７−１のスペクトル合成部５０３および非協調通信時処理部２０９−２の重複スペクトル抽出部６０１へ出力する。ただし、移動局装置１１ｃの信号の復元が基地局装置１２ｂのみで行われる場合には、基地局装置１２ａでは、スペクトル合成部５０３への出力は不要である。
【００５８】
なお、各等化部５０２が出力する部分スペクトルは、重複スペクトル削除部５０１により、該基地局装置１２において、他の移動局装置１１と重複している割当て帯域の部分が削除されたものを等化処理したものである。したがって、基地局装置１２ａの協調通信部２１０が送信する情報Ｃｔが表す部分スペクトルは、協調通信している移動局装置１１のスペクトルのうち、基地局装置１２ａにおいて他の移動局装置１１と割当てが重複していない帯域についてのスペクトルとなっている。また、基地局装置１２ａの協調通信部２１０が受信する情報Ｃｒが表す部分スペクトルは、協調通信している移動局装置１１のスペクトルのうち、基地局装置１２ｂにおいて他の移動局装置１１と割当てが重複していない帯域についてのスペクトルとなっている。
【００５９】
図９は、スケジューリング部２０４における周波数割当ての処理を説明するフローチャートである。まず、スケジューリング部２０４は、周波数割当ての処理（スケジューリングともいう）を開始すると、ステップＳ１において協調通信を行う基地局装置Ａ、Ｂの何れかにデータを送信する全ての移動局装置１１（以降、全ての移動局装置という）の中から、上りリンクのＲＢを割当てる移動局装置ＵとＵの割当て候補となるＲＢ Ｘとを決定し、ステップＳ２へ移行する。決定法としてはＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓ（ＰＦ）やＭａｘｉｍｕｍ Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ（Ｍａｘ ＣＩＲ）、Ｒｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎ（ＲＲ）等の割当法が用いられる。ただし、基地局装置Ａ、Ｂ間での優先度（割当てを行う順番）としては、基地局装置Ａで最も優先度の高いものの次を、基地局装置Ｂで最も優先度の高いものとし、その次は基地局装置Ａで２番目に優先度の高いものとし、その次は基地局装置Ｂで２番目に優先度の高いものとするというように、基地局装置ＡとＢとが交互に出てくるようにしてもよい。また、１つの基地局装置内で優先度を決めるのと同様にして、基地局装置に関係なく全基地局装置の中で優先度を決めるようにしてもよい。
【００６０】
ステップＳ２では、スケジューリング部２０４は、ステップＳ１にて決定した移動局装置Ｕが協調通信を行う装置であるか否かを判定する。該判定の結果、移動局装置Ｕが協調通信を行う装置である場合にはステップＳ３へ、移動局装置Ｕが協調通信を行わない装置である場合にはステップＳ４へ移行する。なお、協調通信を行う装置であるか否かは、例えば、移動局装置Ｕが協調通信を実施する能力を有するか否かと、基地局装置Ａ、Ｂ双方のセルが重複した領域に移動局装置Ｕが位置するか否かにとに基づき判断する。すなわち、協調通信を実施する能力があり、かつ、重複した領域に位置するときは、協調通信を行う装置であると判定し、それ以外のときは、協調通信を行わない装置であると判定する。また、協調通信を実施する能力があるか否かは、例えば、移動局装置Ｕが基地局装置ＡまたはＢに通知する当該移動局装置の性能情報に含めておき、スケジューリング部２０４は、該情報を参照して判定する。また、重複した領域に位置するか否かは、例えば、基地局装置Ａ、Ｂが、移動局装置Ｕが送信した信号を測定して、その受信電力に基づき判定する。
【００６１】
ステップＳ３では、スケジューリング部２０４は、割当て候補ＲＢであるＸが既に基地局装置Ａ、基地局装置Ｂ共に他の移動局装置に割当てられているか否かを判定する。該判定の結果、Ｘが何れかの基地局装置で割当てられていない場合はステップＳ５へ、共に割当済みである場合にはステップＳ６へ移行する。一方、ステップＳ４では、スケジューリング部２０４は、割当て候補ＲＢであるＸが、基地局装置Ａ、Ｂのうち、移動局装置Ｕの送信しない基地局装置において、複数の他の移動局装置に割当済みであるか（重複が発生しているか）否かを判定する。該判定の結果、複数の移動局装置に割当て済みである場合はステップＳ６へ、それ以外の場合（１つのみに割当てている、あるいは、いずれにも割当てていない場合）はステップＳ５へ進む。
【００６２】
ステップＳ５では、スケジューリング部２０４は、割当て候補ＲＢであるＸを移動局装置Ｕに割当て、ステップＳ７へ移行する。一方、ステップＳ６では、スケジューリング部２０４は、ＸはＵには割当てず、以後ＸをＵの割当不可帯域としてステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、スケジューリング部２０４は、全ての移動局装置１１の中に、ＲＢを割当可能な移動局装置１１が存在するかを判定し、存在する場合にはステップＳ１へ戻り、存在しない場合にはスケジューリングを終了する。
【００６３】
スケジューリング部２０４は、以上の様にしてスケジューリングを行うことにより、いずれかの基地局装置において、複数の移動局装置が割当てられているＲＢ（帯域）は、もう一方の基地局装置においては、該複数の移動局装置の片方にのみ割当てられる。したがって、該スケジューリングに従って送信された信号に対して、協調通信時処理部２０７、非協調通信時処理部２０９、協調通信部２１０が上述のように処理を行うことで、大きなＩＵＩを発生させずに受信処理を行うことができる。すなわち、一部の帯域を重複させて伝送を行っても、受信処理において大きなＩＵＩを発生させることなく受信データを獲得することができる。
【００６４】
なお、各基地局装置１２のスケジューリング部２０４の間では、スケジューリングしている内容（どの移動局装置にはどのＲＢを割当てているかを示す情報）をコアネットワーク２０を介して交換するようにしてもよいし、どのＲＢにはいくつの移動局装置１１を割当てているかを示す情報のみを交換するようにしてもよい。ただし、少なくとも、協調通信している移動局装置１１の割当て帯域については、各基地局装置１２のスケジューリング部２０４の間で交換する。
また、基地局装置１２ａのスケジューリング部２０４が、基地局装置１２ｂのスケジューリングも行い、該スケジューリング結果を基地局装置１２ｂのスケジューリング部２０４に通知するようにしてもよい。この場合、基地局装置１２ａのスケジューリング部２０４は、基地局装置１２ｂのスケジューリング部２０４から、各移動局装置１１について、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）などの各ＲＢの割当て優先度を示す情報を取得する。
【００６５】
また、協調通信を行っていない移動局装置１１については、基地局装置１２ａと１２ｂのスケジューリング部２０４が、個々に帯域の割当てを決定する。そして、協調通信を行う移動局装置１１については、例えば、基地局装置１２ａのスケジューリング部２０４が、基地局装置１２ｂにていずれの移動局装置１１にも割当てられていない帯域を示す情報を基地局装置１２ｂのスケジューリング部２０４から取得し、該移動局装置１１には、いずれかの基地局装置１２にていずれの移動局装置１１にも割当てられていない帯域を割当てるようにしてもよい。
【００６６】
また、上述の実施形態において、協調通信部２１０は、等化部５０２が出力した部分スペクトルを表す情報を、他の基地局装置１２に送信するとして説明した。しかし、協調通信部２１０が、他の基地局装置１２において他の移動局装置１１と重複している割当て帯域のスペクトルを、部分スペクトルから抽出して、他の基地局装置１２に送信するようにしてもよい。この場合、協調通信部２１０は、他の基地局装置１２の周波数割当て情報に基づき、どの帯域が他の基地局装置１２において他の移動局装置１１と重複しているかを判定する。なお、他の基地局装置１２の周波数割当て情報は、例えば、他の基地局装置１２のスケジューリング部２０４との間で、周波数割当て情報を共有しているスケジューリング部２０４が、協調通信部２１０に通知する。
【００６７】
以上の様に、本実施形態では、２つの基地局装置１２と協調通信を行う移動局装置１１がセル内に存在する場合に、該移動局装置１１の伝送帯域のうち、セル毎に異なる一部を他の移動局装置１１と重複させる帯域割当てを行う。これにより、協調通信を行う移動局装置１１及び他の移動局装置１１が割当て可能な帯域幅および割当て候補の帯域を増加させることができる。この際、協調通信部２１０を用いてＩＵＩのないスペクトル情報を基地局装置１２間で交換し、該スペクトル情報を用いて受信処理を行うことで、ＩＵＩによる特性の劣化を抑えることができる。このため、柔軟な周波数割当てによるセルスループット改善が可能となる。
【００６８】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、２つの基地局装置と協調通信を行う移動局装置の伝送帯域として、割当単位ごとにいずれかの基地局装置において他の移動局装置の伝送帯域と重複させない（直交させる）形態を示した。このとき、受信処理を容易とするため協調通信により受信された信号のうち重複している（非直交である）帯域のスペクトルは復号の際に使用しない構成をとった。本実施形態では、受信処理の際にソフトキャンセラを用いた非線形繰り返し等化を適用することで、重複した帯域における信号の情報を活用し協調通信によるダイバーシチ効果を向上させる形態を示す。
【００６９】
本実施形態における無線通信システム１０ａは、図１に示す無線通信システム１０と同様であるが、基地局装置１２ａ、１２ｂに変えて、基地局装置１３ａ、１３ｂを備える点が異なる。基地局装置１３ａ、１３ｂの詳細については、後述する。
第１の実施形態における図２と同様の割当て帯域が用いられたものとして、本実施形態における各移動局装置のスペクトルの分離方法を説明する。まず繰り返し等化処理を行う前に第１の実施形態におけるＵＥ３のスペクトルに対する処理と同様の処理を行う。図１０は、繰り返し等化処理における初回処理を説明する概念図である。図１０に示すように、初回処理では、ｅＮＢ１で受信されたＲＢ３のスペクトルＡ１３−３とｅＮＢ２で受信されたＲＢ２のスペクトルＡ２３−２を合成してスペクトルＡ３を生成する。さらに、このスペクトルＡ３に対して、誤り訂正を行い、ＵＥ３の送信レプリカＡ３’を生成する。このＵＥ３の送信レプリカＡ３’はＩＵＩを含まない受信信号により生成されているため、干渉による受信品質の劣化を含まないレプリカを生成することができる。そこで、各基地局装置１２における以降の繰り返し等化処理では、このレプリカを用いて干渉の除去を行う。
【００７０】
図１１は、ＵＥ１のスペクトルに対する受信処理を説明する概念図である。ＵＥ１は、協調通信を行わない移動局装置１１である。ＵＥ１については、ｅＮＢ１におけるＲＢ１およびＲＢ２の受信信号Ａ１１、Ａ１３−２から、ＵＥ３の送信レプリカＡ３’のＲＢ２のスペクトルＡ３’−２に伝搬路を掛けた干渉レプリカを減算し、得られた信号の誤り訂正を行うことでＵＥ１の復元処理および送信レプリカＡ１’の生成を行う。図１２は、ＵＥ２のスペクトルに対する受信処理を説明する概念図である。ＵＥ２についても、ＵＥ１と同様に、ｅＮＢ２におけるＲＢ３およびＲＢ４の受信信号Ａ２３−３、Ａ２２から、ＵＥ３の送信レプリカＡ３’のＲＢ３のスペクトルＡ３’−３に伝搬路を掛けた干渉レプリカを減算し、得られた信号の誤り訂正を行うことでＵＥ２の復元処理および送信レプリカＡ２’の生成を行う。
【００７１】
図１３は、ＵＥ３のスペクトルに対する受信処理を説明する概念図である。まずそれぞれの基地局で受信された信号の抽出を行う。ｅＮＢ１では、ＲＢ２およびＲＢ３で受信されたＵＥ３の信号Ａ１３にＵＥ１の信号Ａ１１−２が重複している。そこで、ｅＮＢ１は、既に生成されているＵＥ１の送信レプリカＡ１’のＲＢ２のスペクトルＡ１’−２を用いたキャンセル処理により、ｅＮＢ１で受信されたＵＥ３のスペクトルＡ１３を抽出する。同様にｅＮＢ２は、ＲＢ２およびＲＢ３で受信されたＵＥ３信号Ａ２３にＵＥ２の信号Ａ２２−３が重複している。そこで、ｅＮＢ２は、ＵＥ２の送信レプリカＡ２’のＲＢ３のスペクトルＡ２’−３を用いたキャンセル処理により、ｅＮＢ２で受信されたＵＥ３のスペクトルＡ２３を抽出する。
【００７２】
さらにｅＮＢ１とｅＮＢ２の各々が抽出したＵＥ３のスペクトルＡ１３、Ａ２３を復調後加算処理により合成し、誤り訂正を行うことで、ＵＥ３の復元処理および送信レプリカＡ３”の生成を行う。これにより、図１０で生成された送信レプリカＡ３’より信頼性の高いＵＥ３の送信レプリカＡ３”を生成することができる。その後、生成された送信レプリカＡ３”を用いて図１１から図１３と同様のことを繰り返す繰り返し処理を行うことで、各移動局装置の送信レプリカおよび復元処理結果の信頼性を向上させる事ができる。このように、重複した帯域のスペクトルの分離が容易になるため、第１の実施形態では重複していない箇所しか使用していなかったＵＥ３の受信処理において、重複した信号からも情報を獲得することができるため、協調通信におけるダイバーシチ効果が向上する。
【００７３】
本実施形態における移動局装置１１は、図４（第１の実施形態）と同様であるため、説明を省略する。本実施形態における基地局装置１３ａ、１３ｂは、同一の構成を有するので、これらを代表した基地局装置１３の構成を示す。
図１４は、本実施形態に係る基地局装置１３の構成を示す概略ブロック図である。図１４において、図５の各部に対応する部分には同一の符号（２０１〜２０６、２１１、２１２）を付し、説明を省略する。基地局装置１３は、受信アンテナ２０１、受信部２０２、伝搬路推定部２０３、スケジューリング部２０４、制御情報生成部２０５、周波数デマッピング部２０６、複数の移動局毎受信処理部７１０−１〜７１０−Ｍ、レプリカ交換部７０５、協調通信部７０６、送信部２１１、送信アンテナ２１２を含んで構成される。移動局毎受信処理部７１０−１〜７１０−Ｍの各々は、協調通信時処理部７０１、繰り返し処理部７０２、判定部７０３、レプリカ生成部７０４を含んで構成される。なお、協調通信時処理部７０１、繰り返し処理部７０２、判定部７０３、レプリカ生成部７０４については、該部を含んでいる移動局毎受信処理部の符号と同じ枝番を付して、いずれの移動局毎受信処理部７１０に含まれているかを、必要に応じて明示する。
【００７４】
周波数デマッピング部２０６で各移動局装置１１が使用した帯域のみが抽出された信号は、移動局装置１１毎に並行して処理が行われる。周波数デマッピング部２０６の出力信号は、協調通信処理部７０１−１〜Ｍおよび繰り返し処理部７０２−１〜Ｍに入力される。出力信号が協調通信の対象である場合にのみ、協調通信時処理部７０１−１〜Ｍにおいて処理が行われる。
【００７５】
図１５は、協調通信時処理部７０１−１の構成を示す概略ブロック図である。なお、協調通信時処理部７０１−２から７０１−Ｍも、協調通信時処理部７０１−１と同様の構成であるので、説明を省略する。なお、図１５において、図７の各部に対応する部分には同一の符号（５０２〜５０５）を付し、説明を省略する。協調通信時処理部７０１−１は、重複スペクトル削除部９０１、等化部５０２、スペクトル合成部５０３、ＩＦＦＴ部５０４、復調部５０５、復号部９０２を含んで構成される。
【００７６】
重複スペクトル削除部９０１は、周波数デマッピング部２０６が出力した処理対象の移動局装置１１の受信スペクトルから、他の移動局装置１１と重複が発生している帯域のスペクトルを削除する。重複スペクトル削除部９０１は、スケジューリング部２０４が出力する各移動局装置１１の周波数割当て情報に基づき、重複が発生している帯域を判定する。ただし、協調通信を行う他の基地局装置１３においても重複が発生している場合には、その帯域のスペクトルの削除はしない。削除後のスペクトルは等化部５０２へ入力する。
復号部９０２は、復調部５０５より入力された復調シンボルを用いて誤り訂正復号を行い、復号後の符号ビットのＬＬＲを、レプリカ生成部７０４−１〜Ｍに出力する。
【００７７】
図１６は、繰り返し処理部７０２−１の構成を示す概略ブロック図である。なお、繰り返し処理部７０２−２から７０２−Ｍも、繰り返し処理部７０２−１と同様の構成であるので、説明を省略する。繰り返し処理部７０２−１は、ＩＵＩ抽出部８０１、伝搬路乗算部８０２、ソフトキャンセル部８０３、等化部８０４、ＩＦＦＴ部８０５、復調部８０６、ＬＬＲ加算部８０７、復号部８０８を含んで構成される。
ＩＵＩ抽出部８０１には、セル内で同時に伝送を行っている全移動局装置１１の送信レプリカがレプリカ交換部７０５より入力される。ＩＵＩ抽出部８０１は、スケジューリング部２０４から入力される周波数割当て情報に基づき、復元する信号の伝送帯域と同じ帯域に割当てられているスペクトルを、入力された送信レプリカから抽出する。なお、復元する信号とは、当該繰り返し移動局毎受信処理部７１０が処理対象としている移動局装置１１の信号であるので、復元する信号の伝送帯域とは、該移動局装置１１の割当て帯域である。また、ＩＵＩ抽出部８０１に入力される送信レプリカには、復元する信号の送信レプリカも含まれている。このため、ＩＵＩ抽出部８０１は、該復元する信号の送信レプリカについては、全帯域を抽出することになる。これは、復元する信号自体の送信レプリカはシンボル間干渉（ISI : Inter-Symbol Interference）の除去に使用するため、全帯域のスペクトルが必要となるからである。また、復元する信号自体の送信レプリカはレプリカ生成部７０４−１〜Ｍから伝搬路乗算部８０２に直接入力されても良い。
【００７８】
伝搬路乗算部８０２には、伝搬路推定部２０３より各移動局装置１１の伝搬路特性が入力される。伝搬路乗算部８０２は、ＩＵＩ抽出部８０１が抽出した各送信レプリカのスペクトルに、そのスペクトルに対応する移動局装置１１の伝搬路特性を乗算する。伝搬路乗算部８０２は、全ての乗算結果を加算して、受信信号のＩＵＩ成分と復元する信号自体の成分とを含むレプリカを生成する。伝搬路乗算部８０２は、生成したレプリカをソフトキャンセル部８０３に出力する。
【００７９】
ソフトキャンセル部８０３は、周波数デマッピング部２０６から入力される信号（スペクトル）から、伝搬路乗算部８０２から入力されるレプリカを減算する。これにより、ＩＵＩ成分および復元する信号自体の成分がキャンセルされ、残留成分のみが抽出される。ただし、繰り返し処理の１回目においては、伝搬路乗算部８０２から入力されるレプリカは協調通信時処理部７０１−１〜Ｍを介して生成されたレプリカによるもののみであり、協調通信が行われていない場合には何もキャンセルされない。
【００８０】
等化部８０４は、ソフトキャンセル部８０３が出力する信号（残留成分）に対して、伝搬路推定部２０３が推定した伝搬路特性を用いて等化処理を行う。さらに、等化部８０４は、等化処理後の信号に対し、レプリカ交換部７０５より入力される復元する信号自体の送信レプリカを加算する。これにより、等化部８０４は、ＩＵＩ干渉およびＩＳＩ干渉などの干渉成分を除去した信号を再構成している。等化部８０４は、この再構成した信号を、ＩＦＦＴ部８０５へ出力する。ただし、繰り返し処理の１回目において復元する信号自体のレプリカが存在しない場合には、等化処理後の信号がＩＦＦＴ部８０５に入力される。ＩＦＦＴ部８０５は、等化処理された信号を、ＩＦＦＴにより周波数領域信号から時間領域信号へ変換する。さらに復調部８０６は、該時間領域信号を復調処理して、符号ビットのＬＬＲを生成する。ただし、等化部８０４、ＩＦＦＴ部８０５および復調部８０６の有する機能は、それぞれ図７に示される協調通信時処理部２０７−１の等化部５０２、ＩＦＦＴ部５０４および復調部５０５と同様であり、同一の回路とする構成であってもよい。
【００８１】
復調部８０６は、生成した符号ビットのＬＬＲを、当該繰り返し処理部７０２−１の処理対象の移動局装置１１が協調通信を行っている場合には、協調通信部７０６を介して協調相手である他の基地局装置１３の協調通信部７０６に伝送する。また、復調部８０６は、生成した符号ビットのＬＬＲを、ＬＬＲ加算部８０７に出力する。ＬＬＲ加算部８０７は、復調部８０６ＬＬＲと協調通信部７０６を介して入力された受信装置Ｂにおける復調後のＬＬＲとが加算された後に復号部８０８に入力される。ただし、ＬＬＲ加算部８０７におけるＬＬＲの加算は、処理遅延を抑えるため繰り返し処理毎には行わず、任意の繰り返し処理後にのみ加算する構成としても良い。また、処理対象の移動局装置１１が協調通信を行っていない場合は、ＬＬＲ加算部８０７は何も行わず、復調部８０６が生成した符号ビットのＬＬＲを、復号部８０８へそのまま出力する。
【００８２】
また、ここでは復調後のＬＬＲを加算することで協調通信によるダイバーシチ効果を獲得しているが、代替として周波数領域においてスペクトルを平均化する処理としてもダイバーシチ効果を獲得することができる。すなわち、等化部８０４とＩＦＦＴ部８０５との間にスペクトル平均化部を設ける。そして、このスペクトル平均化部が、等化部８０４より出力されるスペクトルを協調通信部７０６を介して基地局装置１３間で交換し、当該基地局装置１３が生成した等化後のスペクトルと、他の基地局装置１３が生成した等化後のスペクトルを平均化処理するようにしても良い。平均化方法としては、これらのスペクトルを単純平均する方法や、伝搬路特性を用いて２つのスペクトルを重みづけて平均する方法等がある。
【００８３】
復号部８０８は、ＬＬＲ加算部８０７が出力したＬＬＲに対して、誤り訂正復号を施し、符号化前のビットである情報ビットのＬＬＲと、符号ビットのＬＬＲとを算出する。復号部８０８は、情報ビットのＬＬＲは判定部７０３−１に出力し、符号ビットのＬＬＲはレプリカ生成部７０４−１に出力する。なお、繰り返し処理部７０２−２の復号部８０８は、それぞれ判定部７０３−２とレプリカ生成部７０４−２とに出力し、繰り返し処理部７０２−３の復号部８０８は、それぞれ判定部７０３−３とレプリカ生成部７０４−３に出力するというように、それぞれ処理対象の移動局装置１１が同じ判定部７０３とレプリカ生成部７０４とに出力する。
【００８４】
図１４に戻って、レプリカ生成部７０４−１〜Ｍには、協調通信時処理部７０１−１〜Ｍの処理後には協調通信時処理部７０１−１〜Ｍより出力される符号ビットのＬＬＲが入力され、繰り返し処理部７０２−１〜Ｍの処理後には繰り返し処理部７０２−１〜Ｍより出力される符号ビットのＬＬＲが入力される。レプリカ生成部７０４−１〜Ｍは、入力された符号ビットのＬＬＲを用いてＬＬＲの値に応じたソフトレプリカ（送信レプリカ）を生成し、レプリカ交換部７０５に出力する。
【００８５】
レプリカ交換部７０５には、レプリカ生成部７０４−１〜Ｍが生成した各移動局装置１１のソフトレプリカが全て入力される。レプリカ交換部７０５は、該ソフトレプリカを全ての繰り返し処理部７０２−１〜Ｍに出力する。繰り返し処理部７０２−１〜Ｍは、該ソフトレプリカを用いて、再度処理を繰り返す。
判定部７０３−１〜Ｍには、繰り返し処理部７０２−１〜Ｍより情報ビットのＬＬＲが入力される。判定部７０３−１〜Ｍは、入力されたＬＬＲに対し硬判定を行うことで受信データＲｖ−１ａ〜Ｍａの決定を行う。この時、巡回冗長検査（CRC : Cyclic Redundancy Check）を用いて誤りの検出を行い、誤りが検出された場合には、再送処理や繰り返し処理回数の追加等が行われるようにしても良い。
以上の繰り返し処理により、移動局装置１１より送信されたデータの受信処理を行う。
【００８６】
このように、基地局装置１３に非線形繰り返し等化処理を適用することで、協調通信によるダイバーシチ効果を獲得しつつ、他の移動局装置１１と重複した信号の分離をすることができる。また、繰り返し等化処理を適用することにより誤り訂正能力を用いたＩＵＩの除去が可能であるため、本実施形態においては協調通信する２つの基地局装置１３の双方で同一帯域に他の移動局装置１１との重複が発生（この状態を多重重複と称する）しても信号の分離が可能となる。
【００８７】
そこで、本実施形態におけるスケジューリング部２０４は、第１の実施形態と同様に図９のフローチャートに示すようにして、周波数割当てを行うようにしてもよいし、図１７のフローチャートに示す変形例のようにして、周波数割当てを行うようにしてもよい。図１７のフローチャートは、図９のフローチャートとはステップＳ８が存在する点が異なる。その他の同一の符号（Ｓ１〜Ｓ７）がふられているステップについての処理は同様である。ただし、ステップＳ３においてＹｅｓと判定された場合およびステップＳ４においてＹｅｓと判定された場合にはステップＳ６ではなくステップＳ８に移行する。
【００８８】
ステップＳ８では、スケジューリング部２０４は、移動局装置ＵにＲＢ Ｘに割当てた場合に、協調通信を行う移動局装置１１の割当て帯域のうち多重重複となる帯域が占める割合を多重重複率として計算する。スケジューリング部２０４は、この多重重複率が予め定められる閾値Ｙ以内となるかについて判定し、閾値Ｙ以内である場合にはステップＳ５へ、Ｙより大きい場合にはステップＳ６へ移行する。ただし閾値Ｙをゼロと設定すれば、図９のフローチャートによる処理と同様となり、閾値Ｙを十分に大きい値あるいは閾値を設定しない場合には、協調通信を行う移動局装置１１と他の移動局装置１１は制限なく重複させる事が可能となる。このように２つの受信装置で重複する帯域が発生する割当てを許容することでスケジューリングがさらに柔軟になり、セルスループット向上を図ることができる。
【００８９】
以上の様に本実施形態では、協調通信を行っている移動局装置１１からの信号と協調通信を行っていない移動局装置１１からの信号が重複して受信される際に、受信処理にソフトキャンセラを用いた非線形繰り返し等化を適用する。この際に、繰り返しの初回において、協調通信により得られる複数の基地局装置１３の信号を用いてできる限りＩＵＩを低減した信号のレプリカを生成しキャンセル処理を行うことで、非線形繰り返し等化による干渉の除去を効率的に処理することが可能となる。よって、ＩＵＩによる通信品質の劣化を低減しつつ協調通信によるダイバーシチ効果を獲得することができる。
【００９０】
［第３の実施形態］
第１の実施形態および第２の実施形態では、２つの基地局装置が協調して協調通信を行う形態について説明している。本実施形態では１つの移動局装置からの信号を３つの基地局装置が協調通信により受信する形態について示す。
図１８は、本実施形態における無線通信システム１０ｂの構成を示す概念図である。本実施形態における基地局装置ｅＮＢ１、ｅＮＢ２、ｅＮＢ３は互いに有線通信等により協調通信が可能である。このような環境で移動局装置ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、ＵＥ４が存在し、ＵＥ１はｅＮＢ１で、ＵＥ２はｅＮＢ２で、ＵＥ３はｅＮＢ３で、ＵＥ４はｅＮＢ１、ｅＮＢ２、ｅＮＢ３の全ての基地局装置で信号の受信が可能である位置に存在している。本実施形態における移動局装置ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、ＵＥ４は、第１および第２の実施形態における移動局装置１１と同様の構成であるので、説明を省略する。
【００９１】
図１８のように、移動局装置および基地局装置が位置する場合に、従来技術を用いてＵＥ４が３つの基地局を用いて協調通信を行うとそれぞれのセルで帯域を占有することになる。従来であれば、例えば、システム帯域幅が５ＲＢである場合、ＵＥ４が３ＲＢ用いて協調通信を行うと、ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３が割当て可能な帯域はそれぞれ２ＲＢとなり広帯域な伝送を行うことができない。
【００９２】
これに対し本実施形態では、スケジューリング部２０４は、協調通信を行っている移動局装置ＵＥ４の割当て帯域を構成する各ＲＢについて、２つのセルまでは他の移動局装置１１が重複していることを許容して、周波数割当てを行う。すなわち、スケジューリング部２０４は、協調通信を行う移動局装置に割当てる周波数帯域は、いずれの部分も、基地局装置のいずれかにおいて、他の移動局装置に割当てる周波数帯域と重複しないように、複数の送信装置に送信に用いる周波数帯域を割当てる。本実施形態に係る割当ての一例を図１９に示す。図１９では割当て可能なＲＢがＲＢ１〜ＲＢ５の５ＲＢである。割当て図Ｇ３は、ｅＮＢ１における割当てを示し、スペクトルＢ１１は、ＵＥ１にＲＢ１〜ＲＢ３が割当てられていることを示す。同様に、スペクトルＢ１４は、ＵＥ４にＲＢ２〜ＲＢ４が割当てられていることを示す。割当て図Ｇ４は、ｅＮＢ２における割当てを示し、スペクトルＢ２４は、ＵＥ４にＲＢ２〜ＲＢ４が割当てられていることを示す。同様に、スペクトルＢ２２は、ＵＥ２にＲＢ３〜ＲＢ５が割当てられていることを示す。割当て図Ｇ５は、ｅＮＢ３における割当てを示し、スペクトルＢ３３は、ＵＥ３にＲＢ１〜ＲＢ２およびＲＢ４が離散配置で割当てられていることを示す。同様に、スペクトルＢ３４は、ＵＥ４にＲＢ２〜ＲＢ４が割当てられていることを示す。すなわち、格子状にハッチングされたＲＢ３は、ＵＥ４にのみ割り当てられており、小さな点でハッチングされたＲＢ２、ＲＢ４は、ＵＥ３とＵＥ４とに割当てられている。
【００９３】
このように割当てを行うことで、各基地局装置では２ＲＢの重複が発生することになるが、ＵＥ４の伝送帯域３ＲＢのうち１ＲＢで重複が発生していない。すなわち、ＵＥ４の割当てられているＲＢ２、ＲＢ３、ＲＢ４はそれぞれｅＮＢ２、ｅＮＢ３、ｅＮＢ１からＩＵＩの存在しないスペクトルを抽出することが可能である。よってこれらのスペクトルからＵＥ４の信号を復元することが可能であり、また、ＵＥ４のスペクトルを用いて各基地局装置での重複をキャンセルすることで、ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３の信号もＩＵＩにより品質を劣化させることなく信号を復元することができる。結果、ＵＥ４が各基地局装置で占有する帯域は１ＲＢであり、占有帯域幅を従来の１／３で伝送を行うことが可能である。また、第２の実施形態と同様に非線形繰り返し処理を用いることで、ＵＥ４の一部のスペクトルを全てのセルにおいて他の移動局装置と重複させることも可能である。このときＵＥ４が各セルにおいて占有する帯域幅は従来の１／３以下とすることが可能である。
【００９４】
さらに、協調する基地局装置が増加した場合にも、同様の処理が行うことができる。すなわちＮ個の基地局装置を用いて協調通信を行う場合、Ｎ−１個の基地局装置において協調通信を行う移動局装置のスペクトルの一部とその他の移動局装置のスペクトルの一部とを重複させる。このようにしても、重複させていない基地局装置が受信したスペクトルを用いてＩＵＩの影響を抑えることができる。このような割当てを行うことにより、従来の重複を許容しない場合に比べ、各基地局装置における占有帯域幅を１／Ｎに抑えることができる。
【００９５】
本実施形態に係る移動局装置の構成は、第１の実施形態の図４と同様である。また本実施形態に係る基地局装置は、第１の実施形態の図５あるいは第２の実施形態の図１４の何れも適用可能であるが、それぞれ協調通信部２１０および協調通信部７０６は、協調通信を行う全ての基地局装置と情報の共有を行う。また、スケジューリング部２０４は、上述したように周波数割当てを行う。
本実施形態では、移動局装置からの信号をＸ個（Ｘ＞２）の基地局装置が協調通信により受信する場合において、割当単位毎に、Ｘ−１個の基地局装置において他の移動局装置からの信号との重複を許容することにより、ＩＵＩによる劣化を発生させることなく協調通信を行う送信装置の占有帯域を１／Ｎに抑えることができる。また、非線形繰り返し処理を用いた場合には、一部の帯域で全ての基地局装置において他の移動装置からの信号との重複を許容することにより協調通信を行う移動局装置の占有帯域を１／Ｎ以下に抑えることができる。
【００９６】
また、上述した各実施形態における移動局装置１１（図４）および基地局装置１２（図５）、１３（図１４）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。移動局装置１１および基地局装置１２、１３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。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。
【００９７】
また、図４の移動局装置１１、図５の基地局装置１２、図１４の基地局装置１３の各部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 管理を行ってもよい。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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、携帯電話装置を移動局装置とする移動体通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。
【符号の説明】
【０１０１】
１０、１０ａ、１０ｂ…無線通信システム
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…移動局装置
１２、１２ａ、１２ｂ、１３…基地局装置
２０…コアネットワーク
１０１…符号部
１０２…変調部
１０３…ＦＦＴ部
１０４…周波数マッピング部
１０５…ＩＦＦＴ部
１０６…参照信号多重部
１０７…送信処理部
１０８…アンテナ
１０９…制御情報取得部
１１０…参照信号生成部
１１１…受信部
２０１…アンテナ
２０２…受信部
２０３…伝搬路推定部
２０４…スケジューリング部
２０５…制御情報生成部
２０６…周波数デマッピング部
２０７−１…協調通信時処理部
２０９−１…非協調通信時処理部
２１０…協調通信部
２１１…送信部
２１２…アンテナ
２２０−１、２２０−Ｍ…移動局毎受信処理部
３０１…受信処理部
３０２…参照信号分離部
３０３…ＦＦＴ部
５０１、９０１…重複スペクトル削除部
５０２…等化部
５０３…スペクトル合成部
５０４…ＩＦＦＴ部
５０５…復調部
５０７、９０２…復号部
６０１…重複スペクトル抽出部
６０２…伝搬路乗算部
６０３…重複キャンセル部
６０４…等化部
６０５…ＩＦＦＴ部
６０６…復調部
６０７…復号部
７０１−１…協調通信時処理部
７０２−１…繰り返し処理部
７０３−１…判定部
７０４−１…レプリカ生成部
７０５…レプリカ交換部
７０６…協調通信部
７１０−１、７１０−Ｍ…移動局毎受信処理部
８０１…ＩＵＩ抽出部
８０２…伝搬路乗算部
８０３…ソフトキャンセル部
８０４…等化部
８０５…ＩＦＦＴ部
８０６…復調部
８０７…ＬＬＲ加算部
８０８…復号部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、受信方法、プログラムおよび無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
第４世代の携帯電話の無線通信システムとして、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムをより発展させたＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、ＩＭＴ−Ａなどとも称する）の標準化が行われている。
ＬＴＥ−Ａシステムでは、セル間干渉により低下するセルエッジのスループットを改善させる技術として下り回線と上り回線の各々で協調通信（Coordinated Multi-Point transmission and reception：CoMPともいう。）の適用が検討されている（非特許文献１参照）。協調通信では、基地局と移動局間のデータ送受信時に、複数の基地局が協調してデータ送信を行うもしくは受信を行う技術である。特に上り回線の協調通信では、移動局が伝送する信号を複数の基地局で受信し、それぞれ基地局で受信した信号を合成することにより、伝送特性を改善できる。複数の基地局で受信した信号の共有は、光ファイバなどの有線通信により行われる。
【０００３】
図２０に、上り回線における協調通信の概念図を示す。上り回線の場合、複数の基地局（受信ポイント）で同一の移動局装置の信号を受信するので、ＪＲ−ＣｏＭＰ（Joint Reception CoMP）と呼ばれることもある。同図では、基地局ｅＮＢ１とｅＮＢ２が存在し、これらの基地局は光ファイバ等の有線通信を介して受信データ等の共有を可能とし、少なくともいずれか１つの基地局と通信する移動局ＵＥ１〜３が存在する。移動局ＵＥ１〜３は、同期信号などにより最も受信電力の高い基地局と接続する。図２０では、移動局ＵＥ１とＵＥ２はそれぞれｅＮＢ１とｅＮＢ２に接続している。一方、移動局ＵＥ３の信号を、基地局ｅＮＢ１とｅＮＢ２が協調して受信を行っているものとし、基地局ｅＮＢ１とｅＮＢ２の両方と接続する。ただし、移動局ＵＥ３は、必ずしも協調通信する基地局すべてを把握する必要はなく、移動局がデータ送信に用いるパラメータを制御情報として特定の基地局のみから受信する形でも良い。
【０００４】
ＬＴＥおよびＬＴＥ−Ａでは、基地局がカバーするセル内では移動局間で周波数直交するよう周波数帯域が割当てられる周波数分割多元接続（Frequency Division Multiple Access : FDMA）方式が採用されている。そのため協調通信を行う複数の基地局と接続する移動局がデータ伝送に用いる周波数帯域は、協調する基地局全ての周波数帯域の使用状況を考慮して決められる。図２１に、従来の無線通信システム（図２０）におけるｅＮＢ１における周波数割当てとｅＮＢ２における周波数割当ての一例を示す。ここでは、最小の割当て単位をリソースブロック（ＲＢ：Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）とし、ＲＢ単位で各移動局装置に周波数リソースを割当てるものとする。
【０００５】
図２１の例では、基地局ｅＮＢ１に送信する移動局ＵＥ１には、符号ＥＡ１１で示すようにＲＢ１とＲＢ２のリソースブロックが割当てられている。基地局ｅＮＢ２に送信する移動局ＵＥ２にも、符号ＥＡ２２で示すようにＲＢ１とＲＢ２のリソースブロックが割当てられている。一方、基地局ｅＮＢ１およびｅＮＢ２に送信する移動局ＵＥ３には、符号ＥＡ１３およびＥＡ２３で示すようにＲＢ３とＲＢ４のリソースブロックが割当てられている。
このように、図２０のような従来の無線通信システムでは、異なる基地局に接続するＵＥ１およびＵＥ２には同一周波数帯域を割当てることが可能だが、ＵＥ１とＵＥ３、およびＵＥ１とＵＥ３はそれぞれ同一基地局と接続するため、これらには異なる周波数帯域を割当てる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】NTT DOCOMO、"Views for Rel. 11 CoMP"、3GPPTSG-RAN WG1 #63bis R1-110248、2011年01月17日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上り回線の協調通信では協調する基地局の数だけ周波数リソースを使用するため、周波数帯域割当ての柔軟性が低下する問題がある。例えば、割当て可能な周波数帯域（リソースブロック）がＲＢ１〜からＲＢ４までの４ＲＢである時に、図２２に示すように、基地局ｅＮＢ１に送信する移動局ＵＥ１の割当て帯域ＰＡ１と、基地局ｅＮＢ２に送信する移動局ＵＥ２の割当て帯域ＰＡ２として、排他的に異なる周波数帯域が割当てられたとする。この場合、移動局ＵＥ３が、他の移動局と周波数直交性を維持しつつ協調通信を行うことが可能な周波数帯域は存在しないことになる。逆に協調通信を行う移動局ＵＥ３にＲＢ３およびＲＢ４を優先的に割当てた場合は、移動局ＵＥ１と移動局ＵＥ２に割当て可能な周波数帯域がＲＢ１とＲＢ２のみとなり、割当ての自由度が低下する。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、協調して受信する協調通信を用いた場合において、各送信装置に対し周波数帯域の柔軟な割当てを可能とする受信装置、受信方法、プログラムおよび無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様は、他の受信装置と協調して、送信装置からの信号を受信する受信装置であって、前記送信装置が送信した信号を受信する受信部と、前記送信装置が送信した信号の周波数帯域の一部と、他の送信装置が送信した信号の周波数帯域とが重複しているときは、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域の少なくとも一部のスペクトルを、前記他の受信装置から受信する協調通信部と、前記協調通信部が受信したスペクトルを用いて、前記受信部が受信した信号の受信処理を行う第１の受信処理部とを具備することを特徴とする受信装置である。
【００１０】
（２）また、本発明の他の態様は、上述の受信装置であって、前記受信装置はさらに、前記送信装置が送信に使用する第１の周波数帯域を決定するスケジューリング部を具備し、前記スケジューリング部は、割当単位毎に、自装置に信号を送信する他の送信装置が使用する第２の周波数帯域と前記他の受信装置に信号を送信する他の送信装置が使用する第３の周波数帯域とのいずれかと重複しないように前記第１の周波数帯域を決定することを特徴とする。
【００１１】
（３）また、本発明の他の態様は、上述のいずれかの受信装置であって、前記第１の受信処理部は、前記受信部が受信した信号のスペクトルと、前記協調通信部が受信したスペクトルとを合成するスペクトル合成部を具備することを特徴とする。
【００１２】
（４）また、本発明の他の態様は、上述の受信装置であって、前記第１の受信処理部は、前記スペクトル合成部が合成したスペクトルに基づき、前記送信装置が送信した信号のレプリカを生成するレプリカ生成部と、前記レプリカを用いて、前記受信部が受信した信号の干渉成分をキャンセルするキャンセル部とを具備することを特徴とする。
【００１３】
（５）また、本発明の他の態様は、上述のいずれかの受信装置であって、他の送信装置が送信した信号の受信処理を行う第２の受信処理部を具備し、前記受信部は、前記送信装置が送信した信号に加えて、前記他の送信装置が送信した信号であって、その周波数帯域が前記協調通信部が受信したスペクトルの周波数帯域を含んでいる信号を受信し、前記第２の受信処理部は、前記受信部が受信した信号のスペクトルであって、前記他の送信装置が送信した信号の周波数帯域のスペクトルから、前記協調通信部が受信したスペクトルをキャンセルする重複キャンセル部を具備することを特徴とする。
【００１４】
（６）また、本発明の他の態様は、上述の受信装置であって、前記第１の受信処理部は、前記スペクトル合成部が合成したスペクトルに基づき、前記送信装置が送信した信号のレプリカを生成するレプリカ生成部を具備し、前記第２の受信処理部は、前記レプリカを用いて、前記受信部が受信した信号のスペクトルであって、前記他の送信装置が送信した信号の周波数帯域のスペクトルの干渉成分をキャンセルするキャンセル部を具備することを特徴とする。
【００１５】
（７）また、本発明の他の態様は、上述のいずれかの受信装置であって、前記他の受信装置は、複数あり、前記協調通信部は、前記複数の他の受信装置の各々から、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域のスペクトルの少なくとも一部を受信することを特徴とする。
【００１６】
（８）また、本発明の他の態様は、他の受信装置と協調して、送信装置からの信号を受信する受信装置における受信方法であって、前記送信装置が送信した信号を受信する第１の過程と、前記送信装置が送信した信号の周波数帯域の一部と、他の送信装置が送信した信号の周波数帯域とが重複しているときは、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域のスペクトルの少なくとも一部を、前記他の受信装置から受信する第２の過程と、前記第２の過程にて受信したスペクトルを用いて、前記第１の過程にて受信した信号の受信処理を行う第３の過程とを有することを特徴とする受信方法である。
【００１７】
（９）また、本発明の他の態様は、他の受信装置と協調して、送信装置からの信号を受信する受信装置のコンピュータを、前記送信装置が送信した信号を受信する受信部、前記送信装置が送信した信号の周波数帯域の一部と、他の送信装置が送信した信号の周波数帯域とが重複しているときは、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域の少なくとも一部のスペクトルを、前記他の受信装置から受信する協調通信部、前記協調通信部が受信したスペクトルを用いて、前記受信部が受信した信号の受信処理を行う第１の受信処理部として機能させるためのプログラムである。
【００１８】
（１０）また、本発明の他の態様は、送信装置が送信した信号を協調して受信する第１の受信装置と第２の受信装置とを具備する無線通信システムであって、前記第１の受信装置は、前記送信装置が送信した信号を受信する第１の受信部と、前記受信した信号の、前記第２の受信装置に送信する他の送信装置が送信した信号の周波数帯域と重複している周波数帯域の少なくとも一部のスペクトルを、前記第２の受信装置に送信する第１の協調通信部とを具備し、前記第２の受信装置は、前記送信装置が送信した信号を受信する第２の受信部と、前記部分スペクトルを受信する第２の協調通信部と、前記部分スペクトルを用いて、第２の受信部が受信した信号の受信処理を行う受信処理部とを具備することを特徴とする無線通信システムである。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、協調して受信する協調通信を用いた場合において、各送信装置に対し周波数帯域の柔軟な割当てを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る無線通信システム１０の構成を示す概略図である。
【図２】同実施形態に係る周波数帯域の割当て例を示す概念図である。
【図３】同実施形態に係る基地局装置における各移動局のスペクトルの分離方法を示す図である。
【図４】同実施形態に係る移動局装置１１の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】同実施形態に係る基地局装置１２の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】同実施形態に係る受信部２０２の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】同実施形態に係る協調通信時処理部２０７−１の構成を示す概略ブロック図である。
【図８】同実施形態に係る非協調通信時処理部２０９−１の構成を示す概略ブロック図である。
【図９】同実施形態に係るスケジューリング部２０４の周波数帯域割当ての処理を説明するフローチャートである。
【図１０】この発明の第２の実施形態に係る繰り返し等化処理における初回処理を説明する概念図である。
【図１１】同実施形態に係るＵＥ１のスペクトルに対する受信処理を説明する概念図である。
【図１２】同実施形態に係るＵＥ２のスペクトルに対する受信処理を説明する概念図である。
【図１３】同実施形態に係るＵＥ３のスペクトルに対する受信処理を説明する概念図である。
【図１４】同実施形態に係る基地局装置１３の構成を示す概略ブロック図である。
【図１５】同実施形態に係る協調通信時処理部７０１−１の構成を示す概略ブロック図である。
【図１６】同実施形態に係る繰り返し処理部７０２−１の構成を示す概略ブロック図である。
【図１７】同実施形態に係るスケジューリング部２０４の周波数帯域割当ての処理の変形例を説明するフローチャートである。
【図１８】この発明の第３の実施形態に係る無線通信システム１０ｂの構成を示す概念図である。
【図１９】同実施形態に係る周波数帯域割当ての一例を示す概念図である。
【図２０】従来の無線通信システムの構成を示す概略図である。
【図２１】従来の無線通信システムのｅＮＢ１における周波数帯域割当てとｅＮＢ２における周波数帯域割当ての一例を示す概念図である。
【図２２】従来の無線通信システムのｅＮＢ１における周波数帯域割当てとｅＮＢ２における周波数帯域割当ての他の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１の実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態の説明では、割当てリソース数の割当て単位として所定のサブキャリア数で定まるＲＢ（Resource Block；リソースブロック）を用いているが、異なる割当て単位を用いてもよい。図１は、本実施形態に係る無線通信システム１０の構成を示す概略図である。図１に示すように、無線通信システム１０は、３つの移動局装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、２つの基地局装置１２ａ、１２ｂ、コアネットワーク２０を含んで構成される。なお、図１において、符号Ｃ１は、基地局装置１２ａの通信範囲であるセルを表し、符号Ｃ２は、基地局装置１２ｂのセルを表す。図１では、移動局装置１１ａは、セルＣ１内に位置するので、基地局装置１２ａと通信している。また、移動局装置１１ｂは、セルＣ２内に位置するので、基地局装置１２ｂと通信している。移動局装置１１ｃは、セルＣ１とセルＣ２とが重なる領域に位置しているので、基地局装置１２ａ、１２ｂと協調通信をしている。また、基地局装置１２ａと基地局装置１２ｂとは、協調通信を行うための情報を、該コアネットワーク２０を介して通信する。以降、基地局装置１２ａをｅＮＢ１、基地局装置１２ｂをｅＮＢ２、移動局装置１２ａをＵＥ１、移動局装置１２ｂをＵＥ２、移動局装置１２ｃをＵＥ３とも称する。
【００２２】
本実施形態では、協調通信を行う移動局装置１１ｃがアップリンクに使用する伝送帯域のうち、他の移動局装置１１ａ、１１ｂの伝送帯域と重複する帯域がセル（あるいはセクタ）毎に異なるよう周波数帯域割当てを決定する。基地局装置１２ａまたは基地局装置１２ｂにおける信号の復元では、協調通信を行う基地局装置１２ａ、１２ｂの何れかが受信した重複していない帯域のスペクトルを用いる。
【００２３】
図２は、本実施形態に係る周波数帯域割当ての例を示す概念図である。図２では割当て可能なＲＢがＲＢ１〜ＲＢ４の４ＲＢである。割当てＧ１は、ｅＮＢ１における割当てを示し、スペクトルＡ１１は、ＵＥ１にＲＢ１、ＲＢ２が割当てられていることを示す。同様に、スペクトルＡ１３は、ＵＥ３にＲＢ２、ＲＢ３が割当てられていることを示す。割当てＧ２は、ｅＮＢ２における割当てを示し、スペクトルＡ２３は、ＵＥ３にＲＢ２、ＲＢ３が割当てられていることを示す。同様に、スペクトルＡ２２は、ＵＥ２にＲＢ３、ＲＢ４が割当てられていることを示す。
【００２４】
図２では、上述したように、ｅＮＢ１においては、ＵＥ１にＲＢ１およびＲＢ２が割当てられており、ｅＮＢ２においては、ＵＥ２にＲＢ３およびＲＢ４が割当てられている。このように、ＵＥ１とＵＥ２とには互いに異なる周波数帯域が割当てられている。この際に、従来のＦＤＭＡではＵＥ３が協調通信を行うことが可能な周波数帯域が存在しないことは前述の通りである。本実施形態ではこのような状況において、協調通信を行うＵＥ３に対し、ＵＥ１およびＵＥ２と周波数帯域の一部を重複させて周波数帯域割当てを行う。すなわち、ｅＮＢ１およびｅＮＢ２において、ＵＥ３をＲＢ２およびＲＢ３に割当てることで、協調通信を行う。この場合、ｅＮＢ１ではＲＢ２において、ＵＥ１とＵＥ３の信号が重複されて受信される。また、ｅＮＢ２では、ＲＢ３において、ＵＥ２とＵＥ３の信号が重複されて受信される。従来の受信処理を行った場合、重複箇所はＩＵＩとなり、特性の劣化を引き起こすが、本実施形態では協調通信によるスペクトルの分離を行う。
【００２５】
図３は、基地局装置に係る各移動局のスペクトルの分離方法を示す図である。図３において、上から１段目は、ｅＮＢ１における受信信号Ｒ１であり、２段目は、ｅＮＢ２における受信信号Ｒ２であり、３段目は分離処理により得られる信号Ｒｄである。ｅＮＢ１の受信信号Ｒ１では、ＵＥ１のスペクトルＡ１１はＲＢ２においてＵＥ３のスペクトルＡ１３−２と重複している。しかし、ｅＮＢ２の受信信号Ｒ２では、ＲＢ２においてＵＥ３のスペクトルＡ２３−２はいずれの移動局装置のスペクトルとも重複していない（あるいは十分に干渉レベルの小さい他セルの移動局装置のスペクトルとのみ重複している）。そこで、ｅＮＢ１の受信信号Ｒ１から、このＵＥ３のスペクトルＡ２３−２を減算処理することにより、ＵＥ１のスペクトルＡ１のみを抽出することができる。
【００２６】
同様に、ｅＮＢ２の受信信号Ｒ２では、ＵＥ２のスペクトルＡ２２は、ＲＢ３においてＵＥ３のスペクトルＡ２３−３と重複している。しかし、ｅＮＢ１で受信されているＵＥ３のスペクトルＡ１３−３を減算処理することにより、ＵＥ２のスペクトルＡ２のみを抽出することができる。一方、ＵＥ３のスペクトルは、ｅＮＢ１の受信信号Ｒ１からＲＢ３のスペクトルＡ１３−３を、ｅＮＢ２の受信信号Ｒ２からＲＢ２のスペクトルＡ２３−２を抽出して、合成することで、他の移動局とのＩＵＩを含まないスペクトルＡ３を得ることができる。
【００２７】
なお、図３の例では協調通信を行うＵＥ３のスペクトルは、いずれのＲＢにおいても、ｅＮＢ１とｅＮＢ２のいずれかにおいて必ず他の移動局装置のスペクトルと重複する割当てとなっているが、本実施形態では、ＵＥ３の使用する全ての帯域を他の移動局と重複させなくてもよい。また、ＵＥ３のスペクトルの一部が、複数の基地局で他の移動局と重複しない周波数帯域に割当てられている場合には、各基地局で得られるＩＵＩのないスペクトルを合成することによりダイバーシチ効果を得ることもできる。
【００２８】
移動局装置１１ａ〜１１ｃは、同様の構成を備えるので、以下の構成の説明では、移動局装置１１として説明する。また、基地局装置１２ａ、１２ｂは、同様の構成を備えるので、以下の構成の説明では、基地局装置１２として説明する。なお、移動局装置１１は、本実施形態における送信装置を備える装置であり、基地局装置１２は、本実施形態における受信装置である。なお、同様の装置構成が可能であるものであれば、例えば、受信装置または送信装置をリレー局などが備えるようにしてもよい。
【００２９】
図４は、本実施形態に係る移動局装置１１の構成を示す概略ブロック図である。ただし、本実施形態を説明するのに必要な最小限のブロック図としている。移動局装置１１は、符号部１０１、変調部１０２、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform；高速フーリエ変換）部１０３、周波数マッピング部１０４、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform；逆高速フーリエ変換）部１０５、参照信号多重部１０６、送信処理部１０７、アンテナ１０８、制御情報取得部１０９、参照信号生成部１１０、受信部１１１を含んで構成される。なお、本実施形態では、移動局装置１２のアンテナ数を１本としているが、複数のアンテナを送受信に用いて、送信ダイバーシチ伝送やＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送を行っても良い。ここで、アンテナ数とは物理的なアンテナの数に限らず、アンテナポート数としても良い。このアンテナポートとは、複数のアンテナを物理的に同一にみなせる構成であれば、アンテナポート数を１とするものである。
【００３０】
受信部１１１は、アンテナ１０８を介して、基地局装置１２からの信号を受信する。制御情報取得部１０９は、受信部１１１が受信した信号から、当該移動局装置１１に通知された制御情報を取得する。制御情報には、データ伝送に用いる周波数割当て情報や変調多値数、符号化率等に関する情報が含まれる。ここで、協調通信を行う場合には、特定の基地局装置１２のみが送信した制御情報を取得しても良いし、複数の基地局装置１２が協調して送信した同一の制御情報を取得しても良い。
【００３１】
制御情報取得部１０９は、受信した制御情報に含まれる符号化率の情報を符号部１０１に入力し、変調多値数の情報を変調部１０２に入力し、周波数割当て情報を周波数マッピング部１０４に入力する。
符号部１０１は、入力されたデータビットＢに対し、誤り訂正符号であるターボ符号やＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号などの符号化を施す。符号部１０１で施す誤り訂正符号化方法は、送受信間で予め決められていても良いし、制御情報として通知されても良い。符号部１０１は、さらに制御情報として通知された符号化率の情報を基にパンクチャを行い、生成した符号ビットを変調部１０２へ出力する。
【００３２】
変調部１０２は、符号ビットに対してＱＰＳＫ（Quaternary Phase Shift Keying；四相位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（16-ary Quadrature Amplitude Modulation；１６直交振幅変調）や６４ＱＡＭなどの変調のうち、制御情報取得部１０９より入力された変調多値数に相当する変調を施す。ＦＦＴ部１０３は、変調部１０２から出力された変調シンボルを、高速フーリエ変換（FFT：Fast Fourier Transform）により時間領域から周波数領域のデータ信号に変換した後、周波数マッピング部１０４へ出力する。
【００３３】
周波数マッピング部１０４は、入力された周波数領域のデータ信号に対し、制御情報取得部１０９より通知された周波数割当て情報に基づいて、信号（サブキャリア）の割当てを行う。ＩＦＦＴ部１０５は、周波数マッピング部１０４より出力された信号を、逆高速フーリエ変換（IFFT：Inverse FFT）により時間領域信号に変換する。
【００３４】
参照信号生成部１１０は、所定のルールに従い、参照信号を生成する。この参照信号は、送受信間で既知であり、また移動局装置１２間で直交している。参照信号多重部１０６は、時間領域において送信信号に対して、参照信号生成部１１０が生成した参照信号を多重し、送信フレームを構成する処理を行う。本実施形態では、時間領域で参照信号を多重するとしたが、周波数領域で参照信号を多重するようにしても良い。また、参照信号は、周波数マッピング部１０４でマッピングされたデータ信号と、時間多重されるようにしてもよいし、周波数多重されるようにしてもよい。
【００３５】
送信処理部１０７は、参照信号が多重された信号に、ＣＰ（Cyclic Prefix；サイクリックプレフィックス）を挿入する。送信処理部１０７は、このＣＰを挿入した信号を、Ｄ／Ａ（Digital to Analog；ディジタル／アナログ）変換でアナログの信号に変換した後に、無線周波数にアップコンバートする。送信処理部１０７は、アップコンバートされた信号を、ＰＡ（Power Amplifier；パワーアンプ）で増幅した後、アンテナ１０８から送信する。
【００３６】
図５は、本実施形態に係る基地局装置１２の構成を示す概略ブロック図である。ここでは基地局装置１２ａと基地局装置１２ｂが協調して、移動局装置１１ｃと協調通信を行う。すなわち、移動局装置１１ｃが送信した信号を、協調通信を用いて受信する。なお、基地局装置１２ａと基地局装置１２ｂは同様の構成を有するので、これらを代表した基地局装置１２の構成を示す。また、協調通信をする際に、ある基地局装置１２と協調する基地局装置１２は１つに限定されず、複数の基地局装置１２と協調する形態でも良い。さらに、本実施形態では受信アンテナ数は１としているが、複数の受信アンテナを有していても良い。また、基地局装置１２と通信接続している移動局装置１１として、協調通信が行われている移動局装置１１ｃと、協調通信が行われていない移動局装置１１ａとが混在する場合について説明する。
【００３７】
基地局装置１２は、受信アンテナ２０１、受信部２０２、伝搬路推定部２０３、スケジューリング部２０４、制御情報生成部２０５、周波数デマッピング部２０６、複数の移動局毎受信処理部２２０−１〜２２０−Ｍ、協調通信部２１０、送信部２１１、送信アンテナ２１２を含んで構成される。移動局毎受信処理部２２０−１〜２２０−Ｍの各々は、非協調通信時処理部２０９と、協調通信時処理部２０７とを含んで構成される。なお、移動局毎受信処理部２２０−１の非協調通信時処理部については、符号２０９に移動局毎受信処理部２２０−１と同じ枝番を付けて、符号を２０９−１とし、移動局毎受信処理部２２０−２の非協調通信時処理部については、符号２０９に移動局毎受信処理部２２０−２と同じ枝番を付けて、符号を２０９−２というように、非協調通信時処理部２０９と、協調通信時処理部２０７とについては、該処理部を含んでいる移動局毎受信処理部の符号と同じ枝番を付して、いずれの移動局毎受信処理部２２０に含まれているかを明示する。
【００３８】
受信部２０２は、受信アンテナ２０１を介して、移動局装置１１からの信号を受信する。 図６は、受信部２０２の構成を示す概略ブロック図である。受信部２０２は、受信処理部３０１、参照信号分離部３０２、ＦＦＴ部３０３を含んで構成される。受信処理部３０１は、受信アンテナ２０１から入力された信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、Ａ／Ｄ変換を行うことでディジタル信号に変換し、ディジタル信号からＣＰを除去した後、参照信号分離部３０２へ出力する。参照信号分離部３０２は、受信処理部３０１から入力された信号を、参照信号とデータ信号に分離し、参照信号を伝搬路推定部２０３へ、データ信号をＦＦＴ部３０３へ出力する。ＦＦＴ部３０３は、分離されたデータ信号をＦＦＴにより時間領域信号から周波数領域信号に変換し、周波数デマッピング部２０６へ出力する。
【００３９】
一方、図５に戻って、伝搬路推定部２０３は、受信部２０２より入力される参照信号に基づき、伝搬路特性（周波数応答）を推定し、推定した伝搬路特性をスケジューリング部２０４、協調通信時処理部２０７−１〜Ｍ、非協調通信時処理部２０９−１〜Ｍに出力する。ただし、Ｍは、同時に受信処理可能な移動局装置１１の数である。すなわち、当該基地局装置１２は、同時にＭ台の移動局装置１１が送信した信号を受信処理することができることを示す。また、符号Ｘ−１〜Ｍは、符号Ｘのブロックの処理が復元する送信信号により並列に行われることを意味するが、これらのブロックは同一回路により構成されて良い。
【００４０】
スケジューリング部２０４は、協調通信部２１０を介して他の基地局装置１２と周波数割当て情報Ｗを共有する機能を有する。スケジューリング部２０４は伝搬路推定部２０３で得られた伝搬路特性情報および協調通信部２１０より入力される他の基地局装置１２の周波数割当て情報Ｗを取得する。なお、この取得する周波数割当て情報Ｗは、該他の基地局装置１２と当該基地局装置１２とが協調して通信する移動局装置１１の割当て帯域のうち、該他の基地局装置１２において他の移動局装置１１と割当てが重複している帯域を示す情報を少なくとも含む。また、スケジューリング部２０４は、協調通信部２１０を介して、該他の基地局装置１２のスケジューリング部２０４に対して当該基地局装置１２の周波数割当て情報Ｗを通知する。この通知する周波数割当て情報Ｗは、協調して通信する移動局装置１１の割当て帯域のうち、当該基地局装置１２において他の移動局装置１１と割当てが重複している帯域を示す情報を少なくとも含む。
【００４１】
スケジューリング部２０４は、取得したこれらの情報に基づき、当該基地局装置１２と接続する各移動局装置１１が伝送に使用する割当て帯域、符号化率、変調方式などのデータ送信に必要なパラメータを決定し、制御情報生成部２０５へ入力する。割当て帯域の決定方法についての詳細は後述する。また、決定したパラメータは、次回の受信信号の処理を行う際に必要であるため、次回のデータの受信まで保持される。保持されたパラメータのうち、いずれの移動局装置１１が当該基地局装置１２と協調通信をしているかを示す情報と、当該基地局装置１２と通信する各移動局装置の割当て帯域を示す情報とを含む周波数割当て情報については、周波数デマッピング部２０６、協調通信時処理部２０７−１〜Ｍおよび非協調通信時処理部２０９−１〜Ｍへ入力する。
【００４２】
制御情報生成部２０５は、スケジューリング部２０４で決定されたパラメータから次回の伝送機会のための制御情報を生成する。送信部２１１は、制御情報生成部２０５が生成した制御情報を、送信アンテナ２１２を介して送信し、各移動局装置１１に通知する。ただし、送信アンテナ２１２の機能は受信アンテナ２０１が有しても良く、送信部２１１の出力は受信アンテナ２０１より各移動局装置１１に通知されても良い。
周波数デマッピング部２０６は、スケジューリング部２０４より入力される周波数割当て情報に基づき、移動局装置１１各々の割当て帯域の信号（スペクトル）を、受信部２０２（ＦＦＴ部３０３）が出力した周波数領域信号の中から抽出する。なお、移動局装置１１各々への割当て帯域は、連続的であっても、離散的であってもよい。以降の処理は各移動局装置１１からの信号を復元するため、抽出された信号毎に並行して処理が行われる。
【００４３】
周波数デマッピング部２０６は、抽出した移動局装置１１毎の割当て帯域の信号（スペクトル）の各々を、移動局毎受信処理部２２０−１〜２２０−Ｍのいずれかに出力する。例えば、基地局装置１２ａの周波数デマッピング部２０６は、移動局装置１１ａの割当て帯域の信号を移動局毎受信処理部２２０−１に出力し、移動局装置１１ｃの割当て帯域の信号を移動局毎受信処理部２２０−２に出力する。
【００４４】
周波数デマッピング部２０６は、この出力を行う際に、各移動局装置１１が協調通信を行っているか否かを判定し、協調通信を行っている移動局装置１１の割当て帯域から抽出した信号については、協調通信時処理部２０７−１〜Ｍのいずれかに出力する。また、協調通信を行っていない移動局装置１１の割当て帯域から抽出した信号については、非協調通信時処理部２０９−１〜Ｍのいずれかに出力する。協調通信時処理部２０７−１〜Ｍは、周波数デマッピング部２０６より入力された信号に対して、重複している帯域の信号を削除した後、等化処理を行う。さらに、協調通信時処理部２０７−１〜Ｍは、等化処理後の信号と、協調通信２１０から取得した信号とを合成した後、復調処理、復号処理を行う。非協調通信時処理部２０９−１〜Ｍは、周波数デマッピング部２０６より入力された信号に対して、重複している信号のキャンセルを行った後、等化・復調処理を行う。
ここでは移動局装置１１ｃは協調通信を行っており、移動局装置１１ａは協調通信を行っておらず、かつ移動局装置１１ｃの割当て帯域の一部と、移動局装置１１ａの割当て帯域の一部とが重複している場合を例としてデマッピング後の処理について説明する。
【００４５】
図７は、本実施形態に係る協調通信時処理部２０７−１の構成を示す概略ブロック図である。なお、上述したように、協調通信時処理部２０７−２から２０７−Ｍも、協調通信時処理部２０７−１と同様の構成であるので、これらについては説明を省略する。
協調通信時処理部２０７−１は、重複スペクトル削除部５０１、等化部５０２、スペクトル合成部５０３、ＩＦＦＴ部５０４、復調部５０５、復号部５０７を含んで構成される。以下の図７の説明では、移動局毎受信処理部２２０−１が協調通信を行う移動局装置１１ｃの送信信号の復元を行う、すなわち、協調通信時処理部２０７−１が移動局装置１１ｃの送信信号の復元を行うとして説明する。
【００４６】
重複スペクトル削除部５０１は、周波数デマッピング部２０６より入力された協調通信を行う移動局装置１１（例えば、移動局装置１１ｃ）に割当てられた伝送帯域（割当て帯域）に相当するスペクトルに対し、他の移動局装置１１（例えば、移動局装置１１ａ）と重複して割当てられた帯域のスペクトルを削除する。なお、重複スペクトル削除部５０１は、いずれの帯域（ＲＢ）が重複しているかを、スケジューリング部２０４より入力される周波数割当て情報を用いて判定する。この削除する処理は、図３において、ＵＥ３に割当てられたＲＢ２およびＲＢ３の受信信号のうち、ｅＮＢ１ではＲＢ２のスペクトルを削除してスペクトルＡ１３−３を生成し、ｅＮＢ２ではＲＢ３のスペクトルを削除してスペクトルＡ２３−２を生成する処理にあたる。重複スペクトル削除部５０１は、削除後のスペクトルを等化部５０２へ入力する。
【００４７】
等化部５０２は、伝搬路推定部２０３より入力された伝搬路特性を用いて、無線伝搬路による歪みを補償する等化処理を、削除後のスペクトルに対して行う。等化部５０２は、該等化処理後のスペクトル（部分スペクトル）を、スペクトル合成部５０３および協調通信部２１０へ出力する。なお、この等化処理に用いられるのは、協調通信を行う移動局装置１１（ここでは移動局装置１１ｃ）と当該基地局装置１２との間の無線伝搬路の伝搬路特性である。また、等化処理は、伝搬路特性に基づくＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）重みやＺＦ（Zero Forcing）重みを乗算する等の処理をさす。
【００４８】
スペクトル合成部５０３は、等化部５０２より入力された部分スペクトルと、当該基地局装置１２と協調している他の基地局装置１２より協調通信部２１０を介して入力される部分スペクトルとを合成する。ここで協調通信を行った移動局装置１１（移動局装置１１ｃ）の信号の復元は、当該基地局装置１２と他の基地局装置１２のいずれかで行われれば良いため、復元を行わない他の基地局装置１２ではこの合成を行わずに処理を終了して良い。
【００４９】
ここでは当該基地局装置１２で復元を行うものとして以降の処理について説明する。本実施形態では当該基地局装置１２と他の基地局装置１２とでは重複する箇所が異なる。このため、他の基地局装置１２より入力された部分スペクトルには、重複スペクトル削除部５０１で削除された帯域に相当するスペクトルが含まれる。よって、スペクトル合成部５０３は、他の基地局装置１２より入力された部分スペクトルと、等化部５０２より入力された部分スペクトルを結合することにより、削除された帯域を含め送信に使用された全ての帯域のスペクトルを得ることができる。
【００５０】
ただし、スペクトル合成部５０３は、当該基地局装置１２および他の基地局装置１２の両方で削除されなかった帯域については、当該基地局装置１２（等化部５０２）による部分スペクトルと他の基地局装置１２（協調通信部２１０）による部分スペクトルとを平均化する。この平均化方法としては、当該基地局装置１２および他の基地局装置１２によるスペクトルを単純平均する方法や、伝搬路特性を用いてこれら２つのスペクトルを重みづけ平均する方法等がある。また、平均化ではなく、いずれかを選択するようにしてもよい。スペクトル合成部５０３は、これら結合や平均化により合成されたスペクトル（周波数領域信号）をＩＦＦＴ部５０４に出力する。
【００５１】
ＩＦＦＴ部５０４は、スペクトル合成部５０３が出力した信号を、ＩＦＦＴにより周波数領域信号から時間領域信号に変換した後、復調部５０５へ出力する。復調部５０５は、スケジューリング部２０４に保持されている変調多値数の情報を基に、ＩＦＦＴ部５０４の出力した信号に対して、シンボルの復調処理を行い、得られたＬＬＲ（Log Likelihood Ratio；対数尤度比）を復号部５０７へ出力する。復号部５０７は、スケジューリング部２０４に保持されている伝送で使用された誤り訂正符号の符号化率の情報が入力され、該情報を基に、復調部５０５が出力したＬＬＲに対して誤り訂正復号が施され、復号結果のビット列を受信データＲｖ−１として出力する。
【００５２】
図８は、本実施形態に係る非協調通信時処理部２０９−１の構成を示す概略ブロック図である。なお、上述したように、非協調通信時処理部２０９−２から２０９−Ｍも、非協調通信時処理部２０９−１と同様の構成であるので、これらについては説明を省略する。非協調通信時処理部２０９−１は、重複スペクトル抽出部６０１、伝搬路乗算部６０２、重複キャンセル部６０３、等化部６０４、ＩＦＦＴ部６０５、復調部６０６、復号部６０７を含んで構成される。
以下の図８の説明では、移動局毎受信処理部２２０−１が協調通信を行わない移動局装置１１ａの送信信号の復元を行う、すなわち、非協調通信時処理部２０９−１が移動局装置１１ａの送信信号の復元を行うとして説明する。
【００５３】
重複スペクトル抽出部６０１は、協調通信を行っている移動局装置１１（ここでは、移動局装置１１ｃ）の部分スペクトルを、協調通信部２１０から取得する。この部分スペクトルは、協調している他の基地局装置１２の等化部５０２が出力し、該他の基地局装置１２の協調通信部２１０が当該基地局装置１２に送信し、当該基地局装置１２の協調通信部２１０が受信したものである。さらに、重複スペクトル抽出部６０１は、スケジューリング部２０４より入力される周波数割当て情報に基づき、処理対象の移動局装置１１（移動局装置１１ａ）の割当て帯域と、協調通信を行っている移動局装置１１（移動局装置１１ｃ）の割当て帯域が重複する帯域を判定し、該重複する帯域の部分を、協調通信部２１０から取得した部分スペクトルから抽出し、伝搬路乗算部６０２へ出力する。
【００５４】
伝搬路乗算部６０２には、協調通信を行っている移動局装置１１（移動局装置１１ｃ）の伝搬路特性を、伝搬路推定部２０３から取得する。伝搬路乗算部６０２は、重複スペクトル抽出部６０１が出力したスペクトルに対し、この取得した伝搬路特性を乗算する。この乗算処理により、処理対象の移動局装置１１（移動局装置１１ａ）に対して重複している移動局装置１１（移動局装置１１ｃ）からの受信信号のレプリカが生成される。伝搬路乗算部６０２は、生成したレプリカを、重複キャンセル部６０３へ出力する。
【００５５】
重複キャンセル部６０３は、周波数デマッピング部２０６より入力された信号（スペクトル）から、伝搬路乗算部６０２が出力したレプリカを減算し、減算結果を出力する。この減算により、処理対象の移動局装置１１（移動局装置１１ａ）の信号に対する干渉信号である、重複している移動局装置１１（移動局装置１１ｃ）からの信号のレプリカが、受信信号から除去されている。
【００５６】
等化部６０４は、伝搬路推定部２０３が出力した伝搬路特性を用いて、重複キャンセル部６０３が出力した信号に対して、等化処理を行う。ＩＦＦＴ部６０５は、この等化処理された信号に対して、ＩＦＦＴを施して、周波数領域信号から時間領域信号へ変換する。さらに、復調部６０６は、この時間領域信号に対して、復調処理をして、ＬＬＲを生成する。復号部６０７は、復調部６０６が生成したＬＬＲに対して、誤り訂正復号を行う。復号部６０７は、復号結果のビット列を、処理対象の移動局装置１１（移動局装置１１ａ）の受信データＲｖ−１として出力する。ただし、等化部６０４、ＩＦＦＴ部６０５、復調部６０６および復号部６０７の有する機能は、それぞれ図７における等化部５０２、ＩＦＦＴ部５０４、復調部５０５および復号部５０７と同様であり、同一の回路とする構成がとられてもよい。
【００５７】
協調通信部２１０は、他の基地局装置１２の協調通信部２１０と有線通信等により接続され、当該基地局装置１２の受信処理における情報と他の基地局装置１２における受信処理の情報とを交換する。例として移動局装置１１ｃからの信号が基地局装置１２ａおよび基地局装置１２ｂの協調通信時処理部２０７−１で処理され、移動局装置１１ａからの信号が基地局装置１２ａの非協調通信時処理部２０９−２で処理されている場合を説明する。基地局装置１２ａの協調通信部２１０は、基地局装置１２ａの協調通信時処理部２０７−１内の等化部５０２が出力した部分スペクトルを取得し、該部分スペクトルを表す情報Ｃｔを基地局装置１２ｂの協調通信部２１０へ伝送する。また、基地局装置１２ａの協調通信部２１０は、基地局装置１２ｂの協調通信部２１０より通知された情報Ｃｒが表す部分スペクトルを、協調通信時処理部２０７−１のスペクトル合成部５０３および非協調通信時処理部２０９−２の重複スペクトル抽出部６０１へ出力する。ただし、移動局装置１１ｃの信号の復元が基地局装置１２ｂのみで行われる場合には、基地局装置１２ａでは、スペクトル合成部５０３への出力は不要である。
【００５８】
なお、各等化部５０２が出力する部分スペクトルは、重複スペクトル削除部５０１により、該基地局装置１２において、他の移動局装置１１と重複している割当て帯域の部分が削除されたものを等化処理したものである。したがって、基地局装置１２ａの協調通信部２１０が送信する情報Ｃｔが表す部分スペクトルは、協調通信している移動局装置１１のスペクトルのうち、基地局装置１２ａにおいて他の移動局装置１１と割当てが重複していない帯域についてのスペクトルとなっている。また、基地局装置１２ａの協調通信部２１０が受信する情報Ｃｒが表す部分スペクトルは、協調通信している移動局装置１１のスペクトルのうち、基地局装置１２ｂにおいて他の移動局装置１１と割当てが重複していない帯域についてのスペクトルとなっている。
【００５９】
図９は、スケジューリング部２０４における周波数割当ての処理を説明するフローチャートである。まず、スケジューリング部２０４は、周波数割当ての処理（スケジューリングともいう）を開始すると、ステップＳ１において協調通信を行う基地局装置Ａ、Ｂの何れかにデータを送信する全ての移動局装置１１（以降、全ての移動局装置という）の中から、上りリンクのＲＢを割当てる移動局装置ＵとＵの割当て候補となるＲＢ Ｘとを決定し、ステップＳ２へ移行する。決定法としてはＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓ（ＰＦ）やＭａｘｉｍｕｍ Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ（Ｍａｘ ＣＩＲ）、Ｒｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎ（ＲＲ）等の割当法が用いられる。ただし、基地局装置Ａ、Ｂ間での優先度（割当てを行う順番）としては、基地局装置Ａで最も優先度の高いものの次を、基地局装置Ｂで最も優先度の高いものとし、その次は基地局装置Ａで２番目に優先度の高いものとし、その次は基地局装置Ｂで２番目に優先度の高いものとするというように、基地局装置ＡとＢとが交互に出てくるようにしてもよい。また、１つの基地局装置内で優先度を決めるのと同様にして、基地局装置に関係なく全基地局装置の中で優先度を決めるようにしてもよい。
【００６０】
ステップＳ２では、スケジューリング部２０４は、ステップＳ１にて決定した移動局装置Ｕが協調通信を行う装置であるか否かを判定する。該判定の結果、移動局装置Ｕが協調通信を行う装置である場合にはステップＳ３へ、移動局装置Ｕが協調通信を行わない装置である場合にはステップＳ４へ移行する。なお、協調通信を行う装置であるか否かは、例えば、移動局装置Ｕが協調通信を実施する能力を有するか否かと、基地局装置Ａ、Ｂ双方のセルが重複した領域に移動局装置Ｕが位置するか否かにとに基づき判断する。すなわち、協調通信を実施する能力があり、かつ、重複した領域に位置するときは、協調通信を行う装置であると判定し、それ以外のときは、協調通信を行わない装置であると判定する。また、協調通信を実施する能力があるか否かは、例えば、移動局装置Ｕが基地局装置ＡまたはＢに通知する当該移動局装置の性能情報に含めておき、スケジューリング部２０４は、該情報を参照して判定する。また、重複した領域に位置するか否かは、例えば、基地局装置Ａ、Ｂが、移動局装置Ｕが送信した信号を測定して、その受信電力に基づき判定する。
【００６１】
ステップＳ３では、スケジューリング部２０４は、割当て候補ＲＢであるＸが既に基地局装置Ａ、基地局装置Ｂ共に他の移動局装置に割当てられているか否かを判定する。該判定の結果、Ｘが何れかの基地局装置で割当てられていない場合はステップＳ５へ、共に割当済みである場合にはステップＳ６へ移行する。一方、ステップＳ４では、スケジューリング部２０４は、割当て候補ＲＢであるＸが、基地局装置Ａ、Ｂのうち、移動局装置Ｕの送信しない基地局装置において、複数の他の移動局装置に割当済みであるか（重複が発生しているか）否かを判定する。該判定の結果、複数の移動局装置に割当て済みである場合はステップＳ６へ、それ以外の場合（１つのみに割当てている、あるいは、いずれにも割当てていない場合）はステップＳ５へ進む。
【００６２】
ステップＳ５では、スケジューリング部２０４は、割当て候補ＲＢであるＸを移動局装置Ｕに割当て、ステップＳ７へ移行する。一方、ステップＳ６では、スケジューリング部２０４は、ＸはＵには割当てず、以後ＸをＵの割当不可帯域としてステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、スケジューリング部２０４は、全ての移動局装置１１の中に、ＲＢを割当可能な移動局装置１１が存在するかを判定し、存在する場合にはステップＳ１へ戻り、存在しない場合にはスケジューリングを終了する。
【００６３】
スケジューリング部２０４は、以上の様にしてスケジューリングを行うことにより、いずれかの基地局装置において、複数の移動局装置が割当てられているＲＢ（帯域）は、もう一方の基地局装置においては、該複数の移動局装置の片方にのみ割当てられる。したがって、該スケジューリングに従って送信された信号に対して、協調通信時処理部２０７、非協調通信時処理部２０９、協調通信部２１０が上述のように処理を行うことで、大きなＩＵＩを発生させずに受信処理を行うことができる。すなわち、一部の帯域を重複させて伝送を行っても、受信処理において大きなＩＵＩを発生させることなく受信データを獲得することができる。
【００６４】
なお、各基地局装置１２のスケジューリング部２０４の間では、スケジューリングしている内容（どの移動局装置にはどのＲＢを割当てているかを示す情報）をコアネットワーク２０を介して交換するようにしてもよいし、どのＲＢにはいくつの移動局装置１１を割当てているかを示す情報のみを交換するようにしてもよい。ただし、少なくとも、協調通信している移動局装置１１の割当て帯域については、各基地局装置１２のスケジューリング部２０４の間で交換する。
また、基地局装置１２ａのスケジューリング部２０４が、基地局装置１２ｂのスケジューリングも行い、該スケジューリング結果を基地局装置１２ｂのスケジューリング部２０４に通知するようにしてもよい。この場合、基地局装置１２ａのスケジューリング部２０４は、基地局装置１２ｂのスケジューリング部２０４から、各移動局装置１１について、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）などの各ＲＢの割当て優先度を示す情報を取得する。
【００６５】
また、協調通信を行っていない移動局装置１１については、基地局装置１２ａと１２ｂのスケジューリング部２０４が、個々に帯域の割当てを決定する。そして、協調通信を行う移動局装置１１については、例えば、基地局装置１２ａのスケジューリング部２０４が、基地局装置１２ｂにていずれの移動局装置１１にも割当てられていない帯域を示す情報を基地局装置１２ｂのスケジューリング部２０４から取得し、該移動局装置１１には、いずれかの基地局装置１２にていずれの移動局装置１１にも割当てられていない帯域を割当てるようにしてもよい。
【００６６】
また、上述の実施形態において、協調通信部２１０は、等化部５０２が出力した部分スペクトルを表す情報を、他の基地局装置１２に送信するとして説明した。しかし、協調通信部２１０が、他の基地局装置１２において他の移動局装置１１と重複している割当て帯域のスペクトルを、部分スペクトルから抽出して、他の基地局装置１２に送信するようにしてもよい。この場合、協調通信部２１０は、他の基地局装置１２の周波数割当て情報に基づき、どの帯域が他の基地局装置１２において他の移動局装置１１と重複しているかを判定する。なお、他の基地局装置１２の周波数割当て情報は、例えば、他の基地局装置１２のスケジューリング部２０４との間で、周波数割当て情報を共有しているスケジューリング部２０４が、協調通信部２１０に通知する。
【００６７】
以上の様に、本実施形態では、２つの基地局装置１２と協調通信を行う移動局装置１１がセル内に存在する場合に、該移動局装置１１の伝送帯域のうち、セル毎に異なる一部を他の移動局装置１１と重複させる帯域割当てを行う。これにより、協調通信を行う移動局装置１１及び他の移動局装置１１が割当て可能な帯域幅および割当て候補の帯域を増加させることができる。この際、協調通信部２１０を用いてＩＵＩのないスペクトル情報を基地局装置１２間で交換し、該スペクトル情報を用いて受信処理を行うことで、ＩＵＩによる特性の劣化を抑えることができる。このため、柔軟な周波数割当てによるセルスループット改善が可能となる。
【００６８】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、２つの基地局装置と協調通信を行う移動局装置の伝送帯域として、割当単位ごとにいずれかの基地局装置において他の移動局装置の伝送帯域と重複させない（直交させる）形態を示した。このとき、受信処理を容易とするため協調通信により受信された信号のうち重複している（非直交である）帯域のスペクトルは復号の際に使用しない構成をとった。本実施形態では、受信処理の際にソフトキャンセラを用いた非線形繰り返し等化を適用することで、重複した帯域における信号の情報を活用し協調通信によるダイバーシチ効果を向上させる形態を示す。
【００６９】
本実施形態における無線通信システム１０ａは、図１に示す無線通信システム１０と同様であるが、基地局装置１２ａ、１２ｂに変えて、基地局装置１３ａ、１３ｂを備える点が異なる。基地局装置１３ａ、１３ｂの詳細については、後述する。
第１の実施形態における図２と同様の割当て帯域が用いられたものとして、本実施形態における各移動局装置のスペクトルの分離方法を説明する。まず繰り返し等化処理を行う前に第１の実施形態におけるＵＥ３のスペクトルに対する処理と同様の処理を行う。図１０は、繰り返し等化処理における初回処理を説明する概念図である。図１０に示すように、初回処理では、ｅＮＢ１で受信されたＲＢ３のスペクトルＡ１３−３とｅＮＢ２で受信されたＲＢ２のスペクトルＡ２３−２を合成してスペクトルＡ３を生成する。さらに、このスペクトルＡ３に対して、誤り訂正を行い、ＵＥ３の送信レプリカＡ３’を生成する。このＵＥ３の送信レプリカＡ３’はＩＵＩを含まない受信信号により生成されているため、干渉による受信品質の劣化を含まないレプリカを生成することができる。そこで、各基地局装置１２における以降の繰り返し等化処理では、このレプリカを用いて干渉の除去を行う。
【００７０】
図１１は、ＵＥ１のスペクトルに対する受信処理を説明する概念図である。ＵＥ１は、協調通信を行わない移動局装置１１である。ＵＥ１については、ｅＮＢ１におけるＲＢ１およびＲＢ２の受信信号Ａ１１、Ａ１３−２から、ＵＥ３の送信レプリカＡ３’のＲＢ２のスペクトルＡ３’−２に伝搬路を掛けた干渉レプリカを減算し、得られた信号の誤り訂正を行うことでＵＥ１の復元処理および送信レプリカＡ１’の生成を行う。図１２は、ＵＥ２のスペクトルに対する受信処理を説明する概念図である。ＵＥ２についても、ＵＥ１と同様に、ｅＮＢ２におけるＲＢ３およびＲＢ４の受信信号Ａ２３−３、Ａ２２から、ＵＥ３の送信レプリカＡ３’のＲＢ３のスペクトルＡ３’−３に伝搬路を掛けた干渉レプリカを減算し、得られた信号の誤り訂正を行うことでＵＥ２の復元処理および送信レプリカＡ２’の生成を行う。
【００７１】
図１３は、ＵＥ３のスペクトルに対する受信処理を説明する概念図である。まずそれぞれの基地局で受信された信号の抽出を行う。ｅＮＢ１では、ＲＢ２およびＲＢ３で受信されたＵＥ３の信号Ａ１３にＵＥ１の信号Ａ１１−２が重複している。そこで、ｅＮＢ１は、既に生成されているＵＥ１の送信レプリカＡ１’のＲＢ２のスペクトルＡ１’−２を用いたキャンセル処理により、ｅＮＢ１で受信されたＵＥ３のスペクトルＡ１３を抽出する。同様にｅＮＢ２は、ＲＢ２およびＲＢ３で受信されたＵＥ３信号Ａ２３にＵＥ２の信号Ａ２２−３が重複している。そこで、ｅＮＢ２は、ＵＥ２の送信レプリカＡ２’のＲＢ３のスペクトルＡ２’−３を用いたキャンセル処理により、ｅＮＢ２で受信されたＵＥ３のスペクトルＡ２３を抽出する。
【００７２】
さらにｅＮＢ１とｅＮＢ２の各々が抽出したＵＥ３のスペクトルＡ１３、Ａ２３を復調後加算処理により合成し、誤り訂正を行うことで、ＵＥ３の復元処理および送信レプリカＡ３”の生成を行う。これにより、図１０で生成された送信レプリカＡ３’より信頼性の高いＵＥ３の送信レプリカＡ３”を生成することができる。その後、生成された送信レプリカＡ３”を用いて図１１から図１３と同様のことを繰り返す繰り返し処理を行うことで、各移動局装置の送信レプリカおよび復元処理結果の信頼性を向上させる事ができる。このように、重複した帯域のスペクトルの分離が容易になるため、第１の実施形態では重複していない箇所しか使用していなかったＵＥ３の受信処理において、重複した信号からも情報を獲得することができるため、協調通信におけるダイバーシチ効果が向上する。
【００７３】
本実施形態における移動局装置１１は、図４（第１の実施形態）と同様であるため、説明を省略する。本実施形態における基地局装置１３ａ、１３ｂは、同一の構成を有するので、これらを代表した基地局装置１３の構成を示す。
図１４は、本実施形態に係る基地局装置１３の構成を示す概略ブロック図である。図１４において、図５の各部に対応する部分には同一の符号（２０１〜２０６、２１１、２１２）を付し、説明を省略する。基地局装置１３は、受信アンテナ２０１、受信部２０２、伝搬路推定部２０３、スケジューリング部２０４、制御情報生成部２０５、周波数デマッピング部２０６、複数の移動局毎受信処理部７１０−１〜７１０−Ｍ、レプリカ交換部７０５、協調通信部７０６、送信部２１１、送信アンテナ２１２を含んで構成される。移動局毎受信処理部７１０−１〜７１０−Ｍの各々は、協調通信時処理部７０１、繰り返し処理部７０２、判定部７０３、レプリカ生成部７０４を含んで構成される。なお、協調通信時処理部７０１、繰り返し処理部７０２、判定部７０３、レプリカ生成部７０４については、該部を含んでいる移動局毎受信処理部の符号と同じ枝番を付して、いずれの移動局毎受信処理部７１０に含まれているかを、必要に応じて明示する。
【００７４】
周波数デマッピング部２０６で各移動局装置１１が使用した帯域のみが抽出された信号は、移動局装置１１毎に並行して処理が行われる。周波数デマッピング部２０６の出力信号は、協調通信処理部７０１−１〜Ｍおよび繰り返し処理部７０２−１〜Ｍに入力される。出力信号が協調通信の対象である場合にのみ、協調通信時処理部７０１−１〜Ｍにおいて処理が行われる。
【００７５】
図１５は、協調通信時処理部７０１−１の構成を示す概略ブロック図である。なお、協調通信時処理部７０１−２から７０１−Ｍも、協調通信時処理部７０１−１と同様の構成であるので、説明を省略する。なお、図１５において、図７の各部に対応する部分には同一の符号（５０２〜５０５）を付し、説明を省略する。協調通信時処理部７０１−１は、重複スペクトル削除部９０１、等化部５０２、スペクトル合成部５０３、ＩＦＦＴ部５０４、復調部５０５、復号部９０２を含んで構成される。
【００７６】
重複スペクトル削除部９０１は、周波数デマッピング部２０６が出力した処理対象の移動局装置１１の受信スペクトルから、他の移動局装置１１と重複が発生している帯域のスペクトルを削除する。重複スペクトル削除部９０１は、スケジューリング部２０４が出力する各移動局装置１１の周波数割当て情報に基づき、重複が発生している帯域を判定する。ただし、協調通信を行う他の基地局装置１３においても重複が発生している場合には、その帯域のスペクトルの削除はしない。削除後のスペクトルは等化部５０２へ入力する。
復号部９０２は、復調部５０５より入力された復調シンボルを用いて誤り訂正復号を行い、復号後の符号ビットのＬＬＲを、レプリカ生成部７０４−１〜Ｍに出力する。
【００７７】
図１６は、繰り返し処理部７０２−１の構成を示す概略ブロック図である。なお、繰り返し処理部７０２−２から７０２−Ｍも、繰り返し処理部７０２−１と同様の構成であるので、説明を省略する。繰り返し処理部７０２−１は、ＩＵＩ抽出部８０１、伝搬路乗算部８０２、ソフトキャンセル部８０３、等化部８０４、ＩＦＦＴ部８０５、復調部８０６、ＬＬＲ加算部８０７、復号部８０８を含んで構成される。
ＩＵＩ抽出部８０１には、セル内で同時に伝送を行っている全移動局装置１１の送信レプリカがレプリカ交換部７０５より入力される。ＩＵＩ抽出部８０１は、スケジューリング部２０４から入力される周波数割当て情報に基づき、復元する信号の伝送帯域と同じ帯域に割当てられているスペクトルを、入力された送信レプリカから抽出する。なお、復元する信号とは、当該繰り返し移動局毎受信処理部７１０が処理対象としている移動局装置１１の信号であるので、復元する信号の伝送帯域とは、該移動局装置１１の割当て帯域である。また、ＩＵＩ抽出部８０１に入力される送信レプリカには、復元する信号の送信レプリカも含まれている。このため、ＩＵＩ抽出部８０１は、該復元する信号の送信レプリカについては、全帯域を抽出することになる。これは、復元する信号自体の送信レプリカはシンボル間干渉（ISI : Inter-Symbol Interference）の除去に使用するため、全帯域のスペクトルが必要となるからである。また、復元する信号自体の送信レプリカはレプリカ生成部７０４−１〜Ｍから伝搬路乗算部８０２に直接入力されても良い。
【００７８】
伝搬路乗算部８０２には、伝搬路推定部２０３より各移動局装置１１の伝搬路特性が入力される。伝搬路乗算部８０２は、ＩＵＩ抽出部８０１が抽出した各送信レプリカのスペクトルに、そのスペクトルに対応する移動局装置１１の伝搬路特性を乗算する。伝搬路乗算部８０２は、全ての乗算結果を加算して、受信信号のＩＵＩ成分と復元する信号自体の成分とを含むレプリカを生成する。伝搬路乗算部８０２は、生成したレプリカをソフトキャンセル部８０３に出力する。
【００７９】
ソフトキャンセル部８０３は、周波数デマッピング部２０６から入力される信号（スペクトル）から、伝搬路乗算部８０２から入力されるレプリカを減算する。これにより、ＩＵＩ成分および復元する信号自体の成分がキャンセルされ、残留成分のみが抽出される。ただし、繰り返し処理の１回目においては、伝搬路乗算部８０２から入力されるレプリカは協調通信時処理部７０１−１〜Ｍを介して生成されたレプリカによるもののみであり、協調通信が行われていない場合には何もキャンセルされない。
【００８０】
等化部８０４は、ソフトキャンセル部８０３が出力する信号（残留成分）に対して、伝搬路推定部２０３が推定した伝搬路特性を用いて等化処理を行う。さらに、等化部８０４は、等化処理後の信号に対し、レプリカ交換部７０５より入力される復元する信号自体の送信レプリカを加算する。これにより、等化部８０４は、ＩＵＩ干渉およびＩＳＩ干渉などの干渉成分を除去した信号を再構成している。等化部８０４は、この再構成した信号を、ＩＦＦＴ部８０５へ出力する。ただし、繰り返し処理の１回目において復元する信号自体のレプリカが存在しない場合には、等化処理後の信号がＩＦＦＴ部８０５に入力される。ＩＦＦＴ部８０５は、等化処理された信号を、ＩＦＦＴにより周波数領域信号から時間領域信号へ変換する。さらに復調部８０６は、該時間領域信号を復調処理して、符号ビットのＬＬＲを生成する。ただし、等化部８０４、ＩＦＦＴ部８０５および復調部８０６の有する機能は、それぞれ図７に示される協調通信時処理部２０７−１の等化部５０２、ＩＦＦＴ部５０４および復調部５０５と同様であり、同一の回路とする構成であってもよい。
【００８１】
復調部８０６は、生成した符号ビットのＬＬＲを、当該繰り返し処理部７０２−１の処理対象の移動局装置１１が協調通信を行っている場合には、協調通信部７０６を介して協調相手である他の基地局装置１３の協調通信部７０６に伝送する。また、復調部８０６は、生成した符号ビットのＬＬＲを、ＬＬＲ加算部８０７に出力する。ＬＬＲ加算部８０７は、復調部８０６ＬＬＲと協調通信部７０６を介して入力された受信装置Ｂにおける復調後のＬＬＲとが加算された後に復号部８０８に入力される。ただし、ＬＬＲ加算部８０７におけるＬＬＲの加算は、処理遅延を抑えるため繰り返し処理毎には行わず、任意の繰り返し処理後にのみ加算する構成としても良い。また、処理対象の移動局装置１１が協調通信を行っていない場合は、ＬＬＲ加算部８０７は何も行わず、復調部８０６が生成した符号ビットのＬＬＲを、復号部８０８へそのまま出力する。
【００８２】
また、ここでは復調後のＬＬＲを加算することで協調通信によるダイバーシチ効果を獲得しているが、代替として周波数領域においてスペクトルを平均化する処理としてもダイバーシチ効果を獲得することができる。すなわち、等化部８０４とＩＦＦＴ部８０５との間にスペクトル平均化部を設ける。そして、このスペクトル平均化部が、等化部８０４より出力されるスペクトルを協調通信部７０６を介して基地局装置１３間で交換し、当該基地局装置１３が生成した等化後のスペクトルと、他の基地局装置１３が生成した等化後のスペクトルを平均化処理するようにしても良い。平均化方法としては、これらのスペクトルを単純平均する方法や、伝搬路特性を用いて２つのスペクトルを重みづけて平均する方法等がある。
【００８３】
復号部８０８は、ＬＬＲ加算部８０７が出力したＬＬＲに対して、誤り訂正復号を施し、符号化前のビットである情報ビットのＬＬＲと、符号ビットのＬＬＲとを算出する。復号部８０８は、情報ビットのＬＬＲは判定部７０３−１に出力し、符号ビットのＬＬＲはレプリカ生成部７０４−１に出力する。なお、繰り返し処理部７０２−２の復号部８０８は、それぞれ判定部７０３−２とレプリカ生成部７０４−２とに出力し、繰り返し処理部７０２−３の復号部８０８は、それぞれ判定部７０３−３とレプリカ生成部７０４−３に出力するというように、それぞれ処理対象の移動局装置１１が同じ判定部７０３とレプリカ生成部７０４とに出力する。
【００８４】
図１４に戻って、レプリカ生成部７０４−１〜Ｍには、協調通信時処理部７０１−１〜Ｍの処理後には協調通信時処理部７０１−１〜Ｍより出力される符号ビットのＬＬＲが入力され、繰り返し処理部７０２−１〜Ｍの処理後には繰り返し処理部７０２−１〜Ｍより出力される符号ビットのＬＬＲが入力される。レプリカ生成部７０４−１〜Ｍは、入力された符号ビットのＬＬＲを用いてＬＬＲの値に応じたソフトレプリカ（送信レプリカ）を生成し、レプリカ交換部７０５に出力する。
【００８５】
レプリカ交換部７０５には、レプリカ生成部７０４−１〜Ｍが生成した各移動局装置１１のソフトレプリカが全て入力される。レプリカ交換部７０５は、該ソフトレプリカを全ての繰り返し処理部７０２−１〜Ｍに出力する。繰り返し処理部７０２−１〜Ｍは、該ソフトレプリカを用いて、再度処理を繰り返す。
判定部７０３−１〜Ｍには、繰り返し処理部７０２−１〜Ｍより情報ビットのＬＬＲが入力される。判定部７０３−１〜Ｍは、入力されたＬＬＲに対し硬判定を行うことで受信データＲｖ−１ａ〜Ｍａの決定を行う。この時、巡回冗長検査（CRC : Cyclic Redundancy Check）を用いて誤りの検出を行い、誤りが検出された場合には、再送処理や繰り返し処理回数の追加等が行われるようにしても良い。
以上の繰り返し処理により、移動局装置１１より送信されたデータの受信処理を行う。
【００８６】
このように、基地局装置１３に非線形繰り返し等化処理を適用することで、協調通信によるダイバーシチ効果を獲得しつつ、他の移動局装置１１と重複した信号の分離をすることができる。また、繰り返し等化処理を適用することにより誤り訂正能力を用いたＩＵＩの除去が可能であるため、本実施形態においては協調通信する２つの基地局装置１３の双方で同一帯域に他の移動局装置１１との重複が発生（この状態を多重重複と称する）しても信号の分離が可能となる。
【００８７】
そこで、本実施形態におけるスケジューリング部２０４は、第１の実施形態と同様に図９のフローチャートに示すようにして、周波数割当てを行うようにしてもよいし、図１７のフローチャートに示す変形例のようにして、周波数割当てを行うようにしてもよい。図１７のフローチャートは、図９のフローチャートとはステップＳ８が存在する点が異なる。その他の同一の符号（Ｓ１〜Ｓ７）がふられているステップについての処理は同様である。ただし、ステップＳ３においてＹｅｓと判定された場合およびステップＳ４においてＹｅｓと判定された場合にはステップＳ６ではなくステップＳ８に移行する。
【００８８】
ステップＳ８では、スケジューリング部２０４は、移動局装置ＵにＲＢ Ｘに割当てた場合に、協調通信を行う移動局装置１１の割当て帯域のうち多重重複となる帯域が占める割合を多重重複率として計算する。スケジューリング部２０４は、この多重重複率が予め定められる閾値Ｙ以内となるかについて判定し、閾値Ｙ以内である場合にはステップＳ５へ、Ｙより大きい場合にはステップＳ６へ移行する。ただし閾値Ｙをゼロと設定すれば、図９のフローチャートによる処理と同様となり、閾値Ｙを十分に大きい値あるいは閾値を設定しない場合には、協調通信を行う移動局装置１１と他の移動局装置１１は制限なく重複させる事が可能となる。このように２つの受信装置で重複する帯域が発生する割当てを許容することでスケジューリングがさらに柔軟になり、セルスループット向上を図ることができる。
【００８９】
以上の様に本実施形態では、協調通信を行っている移動局装置１１からの信号と協調通信を行っていない移動局装置１１からの信号が重複して受信される際に、受信処理にソフトキャンセラを用いた非線形繰り返し等化を適用する。この際に、繰り返しの初回において、協調通信により得られる複数の基地局装置１３の信号を用いてできる限りＩＵＩを低減した信号のレプリカを生成しキャンセル処理を行うことで、非線形繰り返し等化による干渉の除去を効率的に処理することが可能となる。よって、ＩＵＩによる通信品質の劣化を低減しつつ協調通信によるダイバーシチ効果を獲得することができる。
【００９０】
［第３の実施形態］
第１の実施形態および第２の実施形態では、２つの基地局装置が協調して協調通信を行う形態について説明している。本実施形態では１つの移動局装置からの信号を３つの基地局装置が協調通信により受信する形態について示す。
図１８は、本実施形態における無線通信システム１０ｂの構成を示す概念図である。本実施形態における基地局装置ｅＮＢ１、ｅＮＢ２、ｅＮＢ３は互いに有線通信等により協調通信が可能である。このような環境で移動局装置ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、ＵＥ４が存在し、ＵＥ１はｅＮＢ１で、ＵＥ２はｅＮＢ２で、ＵＥ３はｅＮＢ３で、ＵＥ４はｅＮＢ１、ｅＮＢ２、ｅＮＢ３の全ての基地局装置で信号の受信が可能である位置に存在している。本実施形態における移動局装置ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、ＵＥ４は、第１および第２の実施形態における移動局装置１１と同様の構成であるので、説明を省略する。
【００９１】
図１８のように、移動局装置および基地局装置が位置する場合に、従来技術を用いてＵＥ４が３つの基地局を用いて協調通信を行うとそれぞれのセルで帯域を占有することになる。従来であれば、例えば、システム帯域幅が５ＲＢである場合、ＵＥ４が３ＲＢ用いて協調通信を行うと、ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３が割当て可能な帯域はそれぞれ２ＲＢとなり広帯域な伝送を行うことができない。
【００９２】
これに対し本実施形態では、スケジューリング部２０４は、協調通信を行っている移動局装置ＵＥ４の割当て帯域を構成する各ＲＢについて、２つのセルまでは他の移動局装置１１が重複していることを許容して、周波数割当てを行う。すなわち、スケジューリング部２０４は、協調通信を行う移動局装置に割当てる周波数帯域は、いずれの部分も、基地局装置のいずれかにおいて、他の移動局装置に割当てる周波数帯域と重複しないように、複数の送信装置に送信に用いる周波数帯域を割当てる。本実施形態に係る割当ての一例を図１９に示す。図１９では割当て可能なＲＢがＲＢ１〜ＲＢ５の５ＲＢである。割当て図Ｇ３は、ｅＮＢ１における割当てを示し、スペクトルＢ１１は、ＵＥ１にＲＢ１〜ＲＢ３が割当てられていることを示す。同様に、スペクトルＢ１４は、ＵＥ４にＲＢ２〜ＲＢ４が割当てられていることを示す。割当て図Ｇ４は、ｅＮＢ２における割当てを示し、スペクトルＢ２４は、ＵＥ４にＲＢ２〜ＲＢ４が割当てられていることを示す。同様に、スペクトルＢ２２は、ＵＥ２にＲＢ３〜ＲＢ５が割当てられていることを示す。割当て図Ｇ５は、ｅＮＢ３における割当てを示し、スペクトルＢ３３は、ＵＥ３にＲＢ１〜ＲＢ２およびＲＢ４が離散配置で割当てられていることを示す。同様に、スペクトルＢ３４は、ＵＥ４にＲＢ２〜ＲＢ４が割当てられていることを示す。すなわち、格子状にハッチングされたＲＢ３は、ＵＥ４にのみ割り当てられており、小さな点でハッチングされたＲＢ２、ＲＢ４は、ＵＥ３とＵＥ４とに割当てられている。
【００９３】
このように割当てを行うことで、各基地局装置では２ＲＢの重複が発生することになるが、ＵＥ４の伝送帯域３ＲＢのうち１ＲＢで重複が発生していない。すなわち、ＵＥ４の割当てられているＲＢ２、ＲＢ３、ＲＢ４はそれぞれｅＮＢ２、ｅＮＢ３、ｅＮＢ１からＩＵＩの存在しないスペクトルを抽出することが可能である。よってこれらのスペクトルからＵＥ４の信号を復元することが可能であり、また、ＵＥ４のスペクトルを用いて各基地局装置での重複をキャンセルすることで、ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３の信号もＩＵＩにより品質を劣化させることなく信号を復元することができる。結果、ＵＥ４が各基地局装置で占有する帯域は１ＲＢであり、占有帯域幅を従来の１／３で伝送を行うことが可能である。また、第２の実施形態と同様に非線形繰り返し処理を用いることで、ＵＥ４の一部のスペクトルを全てのセルにおいて他の移動局装置と重複させることも可能である。このときＵＥ４が各セルにおいて占有する帯域幅は従来の１／３以下とすることが可能である。
【００９４】
さらに、協調する基地局装置が増加した場合にも、同様の処理が行うことができる。すなわちＮ個の基地局装置を用いて協調通信を行う場合、Ｎ−１個の基地局装置において協調通信を行う移動局装置のスペクトルの一部とその他の移動局装置のスペクトルの一部とを重複させる。このようにしても、重複させていない基地局装置が受信したスペクトルを用いてＩＵＩの影響を抑えることができる。このような割当てを行うことにより、従来の重複を許容しない場合に比べ、各基地局装置における占有帯域幅を１／Ｎに抑えることができる。
【００９５】
本実施形態に係る移動局装置の構成は、第１の実施形態の図４と同様である。また本実施形態に係る基地局装置は、第１の実施形態の図５あるいは第２の実施形態の図１４の何れも適用可能であるが、それぞれ協調通信部２１０および協調通信部７０６は、協調通信を行う全ての基地局装置と情報の共有を行う。また、スケジューリング部２０４は、上述したように周波数割当てを行う。
本実施形態では、移動局装置からの信号をＸ個（Ｘ＞２）の基地局装置が協調通信により受信する場合において、割当単位毎に、Ｘ−１個の基地局装置において他の移動局装置からの信号との重複を許容することにより、ＩＵＩによる劣化を発生させることなく協調通信を行う送信装置の占有帯域を１／Ｎに抑えることができる。また、非線形繰り返し処理を用いた場合には、一部の帯域で全ての基地局装置において他の移動装置からの信号との重複を許容することにより協調通信を行う移動局装置の占有帯域を１／Ｎ以下に抑えることができる。
【００９６】
また、上述した各実施形態における移動局装置１１（図４）および基地局装置１２（図５）、１３（図１４）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。移動局装置１１および基地局装置１２、１３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。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。
【００９７】
また、図４の移動局装置１１、図５の基地局装置１２、図１４の基地局装置１３の各部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 管理を行ってもよい。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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、携帯電話装置を移動局装置とする移動体通信システムに用いて好適であるが、これに限定されない。
【符号の説明】
【０１０１】
１０、１０ａ、１０ｂ…無線通信システム
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…移動局装置
１２、１２ａ、１２ｂ、１３…基地局装置
２０…コアネットワーク
１０１…符号部
１０２…変調部
１０３…ＦＦＴ部
１０４…周波数マッピング部
１０５…ＩＦＦＴ部
１０６…参照信号多重部
１０７…送信処理部
１０８…アンテナ
１０９…制御情報取得部
１１０…参照信号生成部
１１１…受信部
２０１…アンテナ
２０２…受信部
２０３…伝搬路推定部
２０４…スケジューリング部
２０５…制御情報生成部
２０６…周波数デマッピング部
２０７−１…協調通信時処理部
２０９−１…非協調通信時処理部
２１０…協調通信部
２１１…送信部
２１２…アンテナ
２２０−１、２２０−Ｍ…移動局毎受信処理部
３０１…受信処理部
３０２…参照信号分離部
３０３…ＦＦＴ部
５０１、９０１…重複スペクトル削除部
５０２…等化部
５０３…スペクトル合成部
５０４…ＩＦＦＴ部
５０５…復調部
５０７、９０２…復号部
６０１…重複スペクトル抽出部
６０２…伝搬路乗算部
６０３…重複キャンセル部
６０４…等化部
６０５…ＩＦＦＴ部
６０６…復調部
６０７…復号部
７０１−１…協調通信時処理部
７０２−１…繰り返し処理部
７０３−１…判定部
７０４−１…レプリカ生成部
７０５…レプリカ交換部
７０６…協調通信部
７１０−１、７１０−Ｍ…移動局毎受信処理部
８０１…ＩＵＩ抽出部
８０２…伝搬路乗算部
８０３…ソフトキャンセル部
８０４…等化部
８０５…ＩＦＦＴ部
８０６…復調部
８０７…ＬＬＲ加算部
８０８…復号部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の受信装置と協調して、送信装置からの信号を受信する受信装置であって、
前記送信装置が送信した信号を受信する受信部と、
前記送信装置が送信した信号の周波数帯域の一部と、他の送信装置が送信した信号の周波数帯域とが重複しているときは、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域の少なくとも一部のスペクトルを、前記他の受信装置から受信する協調通信部と、
前記協調通信部が受信したスペクトルを用いて、前記受信部が受信した信号の受信処理を行う第１の受信処理部と
を具備することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記受信装置はさらに、前記送信装置が送信に使用する第１の周波数帯域を決定するスケジューリング部を具備し、
前記スケジューリング部は、割当単位毎に、自装置に信号を送信する他の送信装置が使用する第２の周波数帯域と前記他の受信装置に信号を送信する他の送信装置が使用する第３の周波数帯域とのいずれかと重複しないように前記第１の周波数帯域を決定することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記第１の受信処理部は、前記受信部が受信した信号のスペクトルと、前記協調通信部が受信したスペクトルとを合成するスペクトル合成部を具備すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記第１の受信処理部は、
前記スペクトル合成部が合成したスペクトルに基づき、前記送信装置が送信した信号のレプリカを生成するレプリカ生成部と、
前記レプリカを用いて、前記受信部が受信した信号の干渉成分をキャンセルするキャンセル部と
を具備することを特徴とする請求項３に記載の受信装置。
【請求項５】
他の送信装置が送信した信号の受信処理を行う第２の受信処理部を具備し、
前記受信部は、前記送信装置が送信した信号に加えて、前記他の送信装置が送信した信号であって、その周波数帯域が前記協調通信部が受信したスペクトルの周波数帯域を含んでいる信号を受信し、
前記第２の受信処理部は、前記受信部が受信した信号のスペクトルであって、前記他の送信装置が送信した信号の周波数帯域のスペクトルから、前記協調通信部が受信したスペクトルをキャンセルする重複キャンセル部を具備すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の受信装置。
【請求項６】
前記第１の受信処理部は、
前記スペクトル合成部が合成したスペクトルに基づき、前記送信装置が送信した信号のレプリカを生成するレプリカ生成部
を具備し、
前記第２の受信処理部は、
前記レプリカを用いて、前記受信部が受信した信号のスペクトルであって、前記他の送信装置が送信した信号の周波数帯域のスペクトルの干渉成分をキャンセルするキャンセル部
を具備することを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
前記他の受信装置は、複数あり、
前記協調通信部は、前記複数の他の受信装置の各々から、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域のスペクトルの少なくとも一部を受信すること
を特徴とする請求項１から請求項６のいずれかの項に記載の受信装置。
【請求項８】
他の受信装置と協調して、送信装置からの信号を受信する受信装置における受信方法であって、
前記送信装置が送信した信号を受信する第１の過程と、
前記送信装置が送信した信号の周波数帯域の一部と、他の送信装置が送信した信号の周波数帯域とが重複しているときは、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域のスペクトルの少なくとも一部を、前記他の受信装置から受信する第２の過程と、
前記第２の過程にて受信したスペクトルを用いて、前記第１の過程にて受信した信号の受信処理を行う第３の過程と
を有することを特徴とする受信方法。
【請求項９】
他の受信装置と協調して、送信装置からの信号を受信する受信装置のコンピュータを、
前記送信装置が送信した信号を受信する受信部、
前記送信装置が送信した信号の周波数帯域の一部と、他の送信装置が送信した信号の周波数帯域とが重複しているときは、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域の少なくとも一部のスペクトルを、前記他の受信装置から受信する協調通信部、
前記協調通信部が受信したスペクトルを用いて、前記受信部が受信した信号の受信処理を行う第１の受信処理部
として機能させるためのプログラム。
【請求項１０】
送信装置が送信した信号を協調して受信する第１の受信装置と第２の受信装置とを具備する無線通信システムであって、
前記第１の受信装置は、
前記送信装置が送信した信号を受信する第１の受信部と、
前記受信した信号の、前記第２の受信装置に送信する他の送信装置が送信した信号の周波数帯域と重複している周波数帯域の少なくとも一部のスペクトルを、前記第２の受信装置に送信する第１の協調通信部と
を具備し、
前記第２の受信装置は、
前記送信装置が送信した信号を受信する第２の受信部と、
前記部分スペクトルを受信する第２の協調通信部と、
前記部分スペクトルを用いて、第２の受信部が受信した信号の受信処理を行う受信処理部と
を具備すること
を特徴とする無線通信システム。
【請求項１】
他の受信装置と協調して、送信装置からの信号を受信する受信装置であって、
前記送信装置が送信した信号を受信する受信部と、
前記送信装置が送信した信号の周波数帯域の一部と、他の送信装置が送信した信号の周波数帯域とが重複しているときは、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域の少なくとも一部のスペクトルを、前記他の受信装置から受信する協調通信部と、
前記協調通信部が受信したスペクトルを用いて、前記受信部が受信した信号の受信処理を行う第１の受信処理部と
を具備することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記受信装置はさらに、前記送信装置が送信に使用する第１の周波数帯域を決定するスケジューリング部を具備し、
前記スケジューリング部は、割当単位毎に、自装置に信号を送信する他の送信装置が使用する第２の周波数帯域と前記他の受信装置に信号を送信する他の送信装置が使用する第３の周波数帯域とのいずれかと重複しないように前記第１の周波数帯域を決定することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記第１の受信処理部は、前記受信部が受信した信号のスペクトルと、前記協調通信部が受信したスペクトルとを合成するスペクトル合成部を具備すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記第１の受信処理部は、
前記スペクトル合成部が合成したスペクトルに基づき、前記送信装置が送信した信号のレプリカを生成するレプリカ生成部と、
前記レプリカを用いて、前記受信部が受信した信号の干渉成分をキャンセルするキャンセル部と
を具備することを特徴とする請求項３に記載の受信装置。
【請求項５】
他の送信装置が送信した信号の受信処理を行う第２の受信処理部を具備し、
前記受信部は、前記送信装置が送信した信号に加えて、前記他の送信装置が送信した信号であって、その周波数帯域が前記協調通信部が受信したスペクトルの周波数帯域を含んでいる信号を受信し、
前記第２の受信処理部は、前記受信部が受信した信号のスペクトルであって、前記他の送信装置が送信した信号の周波数帯域のスペクトルから、前記協調通信部が受信したスペクトルをキャンセルする重複キャンセル部を具備すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の受信装置。
【請求項６】
前記第１の受信処理部は、
前記スペクトル合成部が合成したスペクトルに基づき、前記送信装置が送信した信号のレプリカを生成するレプリカ生成部
を具備し、
前記第２の受信処理部は、
前記レプリカを用いて、前記受信部が受信した信号のスペクトルであって、前記他の送信装置が送信した信号の周波数帯域のスペクトルの干渉成分をキャンセルするキャンセル部
を具備することを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
前記他の受信装置は、複数あり、
前記協調通信部は、前記複数の他の受信装置の各々から、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域のスペクトルの少なくとも一部を受信すること
を特徴とする請求項１から請求項６のいずれかの項に記載の受信装置。
【請求項８】
他の受信装置と協調して、送信装置からの信号を受信する受信装置における受信方法であって、
前記送信装置が送信した信号を受信する第１の過程と、
前記送信装置が送信した信号の周波数帯域の一部と、他の送信装置が送信した信号の周波数帯域とが重複しているときは、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域のスペクトルの少なくとも一部を、前記他の受信装置から受信する第２の過程と、
前記第２の過程にて受信したスペクトルを用いて、前記第１の過程にて受信した信号の受信処理を行う第３の過程と
を有することを特徴とする受信方法。
【請求項９】
他の受信装置と協調して、送信装置からの信号を受信する受信装置のコンピュータを、
前記送信装置が送信した信号を受信する受信部、
前記送信装置が送信した信号の周波数帯域の一部と、他の送信装置が送信した信号の周波数帯域とが重複しているときは、前記送信装置が送信した信号の前記重複している周波数帯域の少なくとも一部のスペクトルを、前記他の受信装置から受信する協調通信部、
前記協調通信部が受信したスペクトルを用いて、前記受信部が受信した信号の受信処理を行う第１の受信処理部
として機能させるためのプログラム。
【請求項１０】
送信装置が送信した信号を協調して受信する第１の受信装置と第２の受信装置とを具備する無線通信システムであって、
前記第１の受信装置は、
前記送信装置が送信した信号を受信する第１の受信部と、
前記受信した信号の、前記第２の受信装置に送信する他の送信装置が送信した信号の周波数帯域と重複している周波数帯域の少なくとも一部のスペクトルを、前記第２の受信装置に送信する第１の協調通信部と
を具備し、
前記第２の受信装置は、
前記送信装置が送信した信号を受信する第２の受信部と、
前記部分スペクトルを受信する第２の協調通信部と、
前記部分スペクトルを用いて、第２の受信部が受信した信号の受信処理を行う受信処理部と
を具備すること
を特徴とする無線通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−９８８６６（Ｐ２０１３−９８８６６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１５８２（Ｐ２０１１−２４１５８２）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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