特許 6093058 通信システム、基地局及び通信制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6093058

(24)【登録日】2017年2月17日

(45)【発行日】2017年3月8日

(54)【発明の名称】通信システム、基地局及び通信制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 28/16 20090101AFI20170227BHJP

   H04W 24/02 20090101ALI20170227BHJP

   H04W 28/18 20090101ALI20170227BHJP

   H04W 72/12 20090101ALI20170227BHJP

【ＦＩ】

   H04W28/16

   H04W24/02

   H04W28/18 110

   H04W72/12 130

【請求項の数】21

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2016-31646(P2016-31646)

(22)【出願日】2016年2月23日

【審査請求日】2016年2月23日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２６年度、総務省「移動通信システムにおける三次元稠密セル構成及び階層セル構成技術の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】501440684

【氏名又は名称】ソフトバンク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098626

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 壽

(74)【代理人】

【識別番号】100128691

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 弘通

(72)【発明者】

【氏名】塩原 翔太

(72)【発明者】

【氏名】岡廻 隆生

(72)【発明者】

【氏名】藤井 輝也

【審査官】 望月 章俊

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／０２０４５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−７８９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７８８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０００３３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１４−５２３１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０８４９０４（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特表２０１１−５０８５７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｗ４／００−Ｈ０４Ｗ９９／００

Ｈ０４Ｂ７／２４−Ｈ０４Ｂ７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線通信により第１の基地局及び第２の基地局からデータを協調送信可能な通信システムであって、
前記第１の基地局は、前記第１の基地局のセルと前記第２の基地局のセルとの間のセル境界エリアに、前記第１の基地局を希望局とする第１の通信端末が在圏しているとき、前記第１の通信端末における前記第２の基地局からの干渉を抑制するように前記第１の基地局からの送信信号に適用する干渉抑制パラメータの値を取得し、
前記第２の基地局は、前記第２の基地局のセルに在圏している前記第２の基地局を希望局とする第２の通信端末に対する希望データを複製し、その複製した希望データを、基地局間通信インターフェースを介して前記第１の基地局に送信し、
前記第１の基地局は、前記第１の通信端末に対する希望データ及び前記第２の基地局から受信した前記第２の通信端末に対する希望データに前記干渉抑制パラメータの値を適用して送信信号を生成し、
前記第２の基地局は、前記第２の通信端末に対する希望データの送信信号を生成し、
前記第１の基地局及び前記第２の基地局はそれぞれ、所定のデータ協調送信タイミングで、前記生成した送信信号を協調送信する、ことを特徴とする通信システム。

【請求項2】

請求項１の通信システムにおいて、
前記第１の基地局は、
前記第２の基地局に協調送信開始要求を送信し、その協調送信開始要求を受信した前記第２の基地局から、空き無線通信リソース情報を含む協調送信開始応答を受信し、
その協調送信開始応答に基づいて前記第１の基地局及び前記第２の基地局それぞれにおけるデータの協調送信に用いる協調用リソースを決定し、
前記決定した協調用リソースの情報を含む協調送信開始通知を前記第２の基地局に送信し、
前記第２の基地局は、
前記第１の基地局に前記協調用リソースの候補である前記空き無線通信リソース情報を含む協調送信開始応答を送信し、
その協調送信開始応答を受信した前記第１の基地局から、前記決定した協調用リソースの情報を含む協調送信開始通知を受信することを特徴とする通信システム。

【請求項3】

請求項１の通信システムにおいて、
前記第１の基地局は、
前記第２の基地局に、協調用リソースの候補となる空きリソース情報を含む協調送信開始要求を送信し、その協調送信開始要求を受信した前記第２の基地局から、前記協調用リソースの候補となる空きリソース情報の中で使用可能な無線リソースを含む協調送信開始応答を受信し、
その協調送信開始応答に基づいて前記第１の基地局及び前記第２の基地局それぞれにおけるデータの協調送信に用いる協調用リソースを決定し、
前記決定した協調用リソースの情報を含む協調送信開始通知を前記第２の基地局に送信し、
前記第２の基地局は、
前記第１の基地局から受信した協調送信開始要求に含まれる前記協調用リソースの候補となる空きリソース情報の中で使用可能な無線リソースを選択し、前記使用可能な無線リソースを含む協調送信開始応答を送信し、
その協調送信開始応答を受信した前記第１の基地局から、前記決定した協調用リソースの情報を含む協調送信開始通知を受信することを特徴とする通信システム。

【請求項4】

請求項２又は３の通信システムにおいて、
前記第１の基地局は、
前記協調用リソースを、前記第２の基地局から遠隔制御できるように貸し出し、
前記第２の基地局は、
前記第１の基地局から借り受けた前記協調用リソースを用いて、前記基地局間通信インターフェースを介して第１の基地局へ送信した前記第２の通信端末に対する希望データを遠隔制御して、前記第１の基地局から前記第１の通信端末に送信すること特徴とする通信システム。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれかの通信システムにおいて、
前記第２の基地局は、前記第２の基地局のセルに在圏している複数の通信端末のうち、前記第１の通信端末に対する干渉が最も弱い送信信号が前記第２の基地局から送信される通信端末を、前記第２の通信端末として選択すること特徴とする通信システム。

【請求項6】

請求項５の通信システムにおいて、
前記第２の基地局は、前記第２の基地局のセルに在圏している複数の通信端末の位置情報に基づいて、前記第２の通信端末を選択すること特徴とする通信システム。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれかの通信システムにおいて、
前記第２の基地局は、前記セル境界エリアに前記第２の通信端末が在圏しているとき、前記第２の通信端末における前記第１の基地局からの干渉を抑制するように前記第２の基地局からの送信信号に適用する干渉抑制パラメータの値を取得し、
前記第１の基地局は、前記第１の通信端末に対する希望データを複製し、その複製した希望データを、基地局間通信インターフェースを介して前記第２の基地局に送信し、
前記第２の基地局は、前記第２の通信端末に対する希望データ及び前記第１の基地局から受信した前記第１の通信端末に対する希望データに前記干渉抑制パラメータの値を適用して送信信号を生成する、こと特徴とする通信システム。

【請求項8】

請求項１乃至７のいずれかの通信システムにおいて、
前記第１の基地局は、前記第１の通信端末から受信した無線信号の品質情報に基づいて、前記第１の基地局で用いる干渉抑制パラメータの値を計算して取得すること特徴とする通信システム。

【請求項9】

請求項１乃至７のいずれかの通信システムにおいて、
前記第１の通信端末が、自らが受信した無線信号の品質情報に基づいて、前記干渉抑制パラメータを計算し、計算した前記干渉抑制パラメータを前記第１の基地局に送信することを特徴とする通信システム。

【請求項10】

請求項７の通信システムにおいて、
前記第２の基地局は、前記第２の通信端末から受信した無線信号の品質情報に基づいて、前記第２の基地局で用いる前記干渉抑制パラメータの値を計算して取得すること特徴とする通信システム。

【請求項11】

請求項７の通信システムにおいて、
前記第２の通信端末が、自らが受信した無線信号の品質情報に基づいて、前記干渉抑制パラメータを計算し、計算した前記干渉抑制パラメータを前記第２の基地局に送信することを特徴とする通信システム。

【請求項12】

請求項７の通信システムにおいて、
前記第１の基地局は、
前記第２の通信端末から受信した無線信号の品質情報を、基地局間通信インターフェースを介して前記第２の基地局から受信し、
前記第１の通信端末から受信した無線信号の品質情報と前記第２の基地局から受信した前記無線信号の品質情報とに基づいて、前記第１の基地局及び前記第２の基地局で用いる干渉抑制パラメータの値を計算し、
前記第２の基地局で用いる干渉抑制パラメータの値を、基地局間通信インターフェースを介して前記第２の基地局に送信し、
前記第２の基地局は、
前記第２の通信端末から受信した無線信号の品質情報を、基地局間通信インターフェースを介して前記第１の基地局に送信し、
前記第２の基地局で用いる干渉抑制パラメータの値を、基地局間通信インターフェースを介して前記第１の基地局から受信すること特徴とする通信システム。

【請求項13】

請求項７の通信システムにおいて、
前記第２の基地局は、
前記第１の通信端末から受信した無線信号の品質情報を、基地局間通信インターフェースを介して前記第１の基地局から受信し、
前記第２の通信端末から受信した無線信号の品質情報と前記第１の基地局から受信した前記無線信号の品質情報とに基づいて、前記第１の基地局及び前記第２の基地局で用いる干渉抑制パラメータの値を計算し、
前記第１の基地局で用いる干渉抑制パラメータの値を、基地局間通信インターフェースを介して前記第１の基地局に送信し、
前記第１の基地局は、
前記第１の通信端末から受信した無線信号の品質情報を、基地局間通信インターフェースを介して前記第２の基地局に送信し、
前記第１の基地局で用いる干渉抑制パラメータの値を、基地局間通信インターフェースを介して前記第２の基地局から受信すること特徴とする通信システム。

【請求項14】

請求項１乃至１３のいずれかの通信システムにおいて、
前記第１の基地局及び前記第２の基地局はそれぞれ、複数のアンテナを用いるＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）伝送方式で前記協調送信を行い、
前記干渉抑制パラメータは送信ウェイトであること特徴とする通信システム。

【請求項15】

請求項１乃至１４のいずれかの通信システムにおいて、
前記第１の基地局は、前記第１の基地局のセル内に在圏する通信端末から受信した無線通信の品質情報に基づいて前記セル境界エリアに前記第１の通信端末が在圏していると判断したとき、前記第１の通信端末及び前記第２の通信端末に対するデータの協調送信の開始を決定し、そのデータの協調送信を要求する協調送信開始要求を、基地局間通信インターフェースを介して前記第２の基地局に送信すること特徴とする通信システム。

【請求項16】

無線通信により複数の基地局からデータを協調送信可能な通信システムにおける前記複数の基地局のいずれか一つの基地局であって、
自セルと前記データの協調送信を行う他の基地局のセルとの間のセル境界エリアに、自局を希望局とする第１の通信端末が在圏しているとき、前記第１の通信端末における前記他の基地局からの干渉を抑制するように前記自局からの送信信号に適用する干渉抑制パラメータの値を取得する手段と、
前記第１の通信端末に対する希望データ及び前記他の基地局から受信した前記他の基地局のセルに在圏する第２の通信端末に対する希望データに前記干渉抑制パラメータの値を適用して送信信号を生成する手段と、
所定のデータ協調送信タイミングで、前記生成した送信信号を協調送信する手段と、を備えること特徴とする基地局。

【請求項17】

請求項１６の基地局において、
前記第１の通信端末に対する希望データを複製し、その複製した希望データを、基地局間通信インターフェースを介して前記他の基地局に送信する手段を備えること特徴とする基地局。

【請求項18】

無線通信により複数の基地局からデータを協調送信可能な通信システムにおける前記複数の基地局のいずれか一つの基地局であって、
自セルに在圏している自局を希望局とする第２の通信端末に対する希望データを複製し、その複製した希望データを、基地局間通信インターフェースを介して、前記データの協調送信を行う他の基地局に送信する手段と、
前記第２の通信端末に対する希望データの送信信号を生成する手段と、
所定のデータ協調送信タイミングで、前記生成した送信信号を協調送信する手段と、を備えること特徴とする基地局。

【請求項19】

請求項１８の基地局において、
自セルと前記他の基地局のセルとの間のセル境界エリアに前記第２の通信端末が在圏しているとき、前記第２の通信端末における前記他の基地局からの干渉を抑制するように自局からの送信信号に適用する干渉抑制パラメータの値を取得する手段と、
前記第２の通信端末に対する希望データ及び前記他の基地局から受信した該他の基地局を希望局とする第１の通信端末に対する希望データに前記干渉抑制パラメータの値を適用して送信信号を生成する手段と、を備えること特徴とする基地局。

【請求項20】

無線通信により第１の基地局及び第２の基地局からデータを協調送信するときの通信制御方法であって、
前記第１の基地局が、前記第１の基地局のセルと前記第２の基地局のセルとの間のセル境界エリアに、前記第１の基地局を希望局とする第１の通信端末が在圏しているとき、前記第１の通信端末における前記第２の基地局からの干渉を抑制するように前記第１の基地局からの送信信号に適用する干渉抑制パラメータの値を取得することと、
前記第２の基地局が、前記第２の基地局のセルに在圏している前記第２の基地局を希望局とする第２の通信端末に対する希望データを複製し、その複製した希望データを、基地局間通信インターフェースを介して前記第１の基地局に送信することと、
前記第１の基地局が、前記第１の通信端末に対する希望データ及び前記第２の基地局から受信した前記第２の通信端末に対する希望データに前記干渉抑制パラメータの値を適用して送信信号を生成することと、
前記第２の基地局が、前記第２の通信端末に対する希望データの送信信号を生成することと、
前記第１の基地局及び前記第２の基地局がそれぞれ、所定のデータ協調送信タイミングで、前記生成した送信信号を協調送信することと、を含むことを特徴とする通信制御方法。

【請求項21】

請求項２０の通信制御方法において、
前記第２の基地局が、前記セル境界エリアに前記第２の通信端末が在圏しているとき、前記第２の通信端末における前記第１の基地局からの干渉を抑制するように前記第２の基地局からの送信信号に適用する干渉抑制パラメータの値を取得することと、
前記第１の基地局が、前記第１の通信端末に対する希望データを複製し、その複製した希望データを、基地局間通信インターフェースを介して前記第２の基地局に送信することと、
前記第２の基地局が、前記第２の通信端末に対する希望データ及び前記第１の基地局から受信した前記第１の通信端末に対する希望データに前記干渉抑制パラメータの値を適用して送信信号を生成することと、を含むことを特徴とする通信制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信により複数の基地局から通信端末にデータを協調して送信することができる通信システム、並びに、その通信システムに用いることができる基地局及び通信制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の基地局の１つを協調元の基地局として機能させ、その協調元の基地局がコアノードからデータを受信し、そのデータを他の協調先の基地局に分配することにより、各基地局から一つの通信端末にデータを協調送信できる通信システムであって、その基地局間協調送信を基地局間通信インターフェースにより自律分散的に制御するアンカー方式の通信システムが知られている（特許文献１、非特許文献１参照）。このアンカー方式の通信システムによれば、複数の基地局の無線通信エリア（セル）が重複しているセル境界エリアにおけるスループットの向上、通信品質の向上、通信帯域の有効利用等を実現することができ、複数の基地局における協調用リソースの管理を確実に行うことができるとともに、複数の基地局からの協調送信の効率を向上させることができる、とされている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

上記アンカー方式の通信システムにおいて、セル境界エリアに在圏する通信端末での干渉を抑制しつつ、その通信端末を含む複数の通信端末に対して、同一の無線リソースを用いて複数の基地局からデータを協調送信したい、という課題がある。

【0004】

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、セル境界エリアに在圏する通信端末での干渉を抑制しつつ、その通信端末を含む複数の通信端末に対して、同一の無線リソースを用いて、複数の基地局からデータを協調送信することができる通信システム、基地局及び通信制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様に係る通信システムは、無線通信により第１の基地局及び第２の基地局からデータを協調送信可能な通信システムであって、前記第１の基地局は、前記第１の基地局のセルと前記第２の基地局のセルとの間のセル境界エリアに、前記第１の基地局を希望局とする第１の通信端末が在圏しているとき、前記第１の通信端末における前記第２の基地局からの干渉を抑制するように前記第１の基地局からの送信信号に適用する干渉抑制パラメータの値を取得し、前記第２の基地局は、前記第２の基地局のセルに在圏している前記第２の基地局を希望局とする第２の通信端末に対する希望データを複製し、その複製した希望データを、基地局間通信インターフェースを介して前記第１の基地局に送信し、前記第１の基地局は、前記第１の通信端末に対する希望データ及び前記第２の基地局から受信した前記第２の通信端末に対する希望データに前記干渉抑制パラメータの値を適用して送信信号を生成し、前記第２の基地局は、前記第２の通信端末に対する希望データの送信信号を生成し、前記第１の基地局及び前記第２の基地局はそれぞれ、所定のデータ協調送信タイミングで、前記生成した送信信号を協調送信する。
前記通信システムにおいて、前記第１の基地局は、前記第２の基地局に協調送信開始要求を送信し、その協調送信開始要求を受信した前記第２の基地局から、空き無線通信リソース情報を含む協調送信開始応答を受信し、その協調送信開始応答に基づいて前記第１の基地局及び前記第２の基地局それぞれにおけるデータの協調送信に用いる協調用リソースを決定し、前記決定した協調用リソースの情報を含む協調送信開始通知を前記第２の基地局に送信し、前記第２の基地局は、前記第１の基地局に前記協調用リソースの候補である前記空き無線通信リソース情報を含む協調送信開始応答を送信し、その協調送信開始応答を受信した前記第１の基地局から、前記決定した協調用リソースの情報を含む協調送信開始通知を受信してもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第１の基地局は、前記第２の基地局に、協調用リソースの候補となる空きリソース情報を含む協調送信開始要求を送信し、その協調送信開始要求を受信した前記第２の基地局から、前記協調用リソースの候補となる空きリソース情報の中で使用可能な無線リソースを含む協調送信開始応答を受信し、その協調送信開始応答に基づいて前記第１の基地局及び前記第２の基地局それぞれにおけるデータの協調送信に用いる協調用リソースを決定し、前記決定した協調用リソースの情報を含む協調送信開始通知を前記第２の基地局に送信し、前記第２の基地局は、前記第１の基地局から受信した協調送信開始要求に含まれる前記協調用リソースの候補となる空きリソース情報の中で使用可能な無線リソースを選択し、前記使用可能な無線リソースを含む協調送信開始応答を送信し、その協調送信開始応答を受信した前記第１の基地局から、前記決定した協調用リソースの情報を含む協調送信開始通知を受信してもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第１の基地局は、前記協調用リソースを、前記第２の基地局から遠隔制御できるように貸し出し、前記第２の基地局は、前記第１の基地局から借り受けた前記協調用リソースを用いて、前記基地局間通信インターフェースを介して第１の基地局へ送信した前記第２の通信端末に対する希望データを遠隔制御して、前記第１の基地局から前記第１の通信端末に送信してもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第２の基地局は、前記第２の基地局のセルに在圏している複数の通信端末のうち、前記第１の通信端末に対する干渉が最も弱い送信信号が前記第２の基地局から送信される通信端末を、前記第２の通信端末として選択してもよい。ここで、前記第２の基地局は、前記第２の基地局のセルに在圏している複数の通信端末の位置情報に基づいて、前記第２の通信端末を選択してもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第２の基地局は、前記セル境界エリアに前記第２の通信端末が在圏しているとき、前記第２の通信端末における前記第１の基地局からの干渉を抑制するように前記第２の基地局からの送信信号に適用する干渉抑制パラメータの値を取得し、前記第１の基地局は、前記第１の通信端末に対する希望データを複製し、その複製した希望データを、基地局間通信インターフェースを介して前記第２の基地局に送信し、前記第２の基地局は、前記第２の通信端末に対する希望データ及び前記第１の基地局から受信した前記第１の通信端末に対する希望データに前記干渉抑制パラメータの値を適用して送信信号を生成してもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第１の基地局は、前記第１の通信端末から受信した無線信号の品質情報に基づいて、前記第１の基地局で用いる干渉抑制パラメータの値を計算して取得してもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第１の通信端末が、自らが受信した無線信号の品質情報に基づいて、前記干渉抑制パラメータを計算し、計算した前記干渉抑制パラメータを前記第１の基地局に送信してもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第２の基地局は、前記第２の通信端末から受信した無線信号の品質情報に基づいて、前記第２の基地局で用いる前記干渉抑制パラメータの値を計算して取得してもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第２の通信端末が、自らが受信した無線信号の品質情報に基づいて、前記干渉抑制パラメータを計算し、計算した前記干渉抑制パラメータを前記第２の基地局に送信してもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第１の基地局は、前記第２の通信端末から受信した無線信号の品質情報を、基地局間通信インターフェースを介して前記第２の基地局から受信し、前記第１の通信端末から受信した無線信号の品質情報と前記第２の基地局から受信した前記無線信号の品質情報とに基づいて、前記第１の基地局及び前記第２の基地局で用いる干渉抑制パラメータの値を計算し、前記第２の基地局で用いる干渉抑制パラメータの値を、基地局間通信インターフェースを介して前記第２の基地局に送信し、前記第２の基地局は、前記第２の通信端末から受信した無線信号の品質情報を、基地局間通信インターフェースを介して前記第１の基地局に送信し、前記第２の基地局で用いる干渉抑制パラメータの値を、基地局間通信インターフェースを介して前記第１の基地局から受信してもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第２の基地局は、前記第１の通信端末から受信した無線信号の品質情報を、基地局間通信インターフェースを介して前記第１の基地局から受信し、前記第２の通信端末から受信した無線信号の品質情報と前記第１の基地局から受信した前記無線信号の品質情報とに基づいて、前記第１の基地局及び前記第２の基地局で用いる干渉抑制パラメータの値を計算し、前記第１の基地局で用いる干渉抑制パラメータの値を、基地局間通信インターフェースを介して前記第１の基地局に送信し、前記第１の基地局は、前記第１の通信端末から受信した無線信号の品質情報を、基地局間通信インターフェースを介して前記第２の基地局に送信し、前記第１の基地局で用いる干渉抑制パラメータの値を、基地局間通信インターフェースを介して前記第２の基地局から受信してもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第１の基地局及び前記第２の基地局はそれぞれ、複数のアンテナを用いるＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）伝送方式で前記協調送信を行い、前記干渉抑制パラメータは送信ウェイトであってもよい。
また、前記通信システムにおいて、前記第１の基地局は、前記第１の基地局のセル内に在圏する通信端末から受信した無線通信の品質情報に基づいて前記セル境界エリアに前記第１の通信端末が在圏していると判断したとき、前記第１の通信端末及び前記第２の通信端末に対するデータの協調送信の開始を決定し、そのデータの協調送信を要求する協調送信開始要求を、基地局間通信インターフェースを介して前記第２の基地局に送信してもよい。

【0006】

また、本発明の他の態様に係る基地局は、無線通信により複数の基地局からデータを協調送信可能な通信システムにおける前記複数の基地局のいずれか一つの基地局であって、自セルと前記データの協調送信を行う他の基地局のセルとの間のセル境界エリアに、自局を希望局とする第１の通信端末が在圏しているとき、前記第１の通信端末における前記他の基地局からの干渉を抑制するように前記自局からの送信信号に適用する干渉抑制パラメータの値を取得する手段と、前記第１の通信端末に対する希望データ及び前記他の基地局から受信した前記他の基地局のセルに在圏する第２の通信端末に対する希望データに前記干渉抑制パラメータの値を適用して送信信号を生成する手段と、所定のデータ協調送信タイミングで、前記生成した送信信号を協調送信する手段と、を備える。
前記基地局において、前記第１の通信端末に対する希望データを複製し、その複製した希望データを、基地局間通信インターフェースを介して前記他の基地局に送信する手段を備えてもよい。

【0007】

また、本発明の更に他の態様に係る基地局は、無線通信により複数の基地局からデータを協調送信可能な通信システムにおける前記複数の基地局のいずれか一つの基地局であって、自セルに在圏している自局を希望局とする第２の通信端末に対する希望データを複製し、その複製した希望データを、基地局間通信インターフェースを介して、前記データの協調送信を行う他の基地局に送信する手段と、前記第２の通信端末に対する希望データの送信信号を生成する手段と、所定のデータ協調送信タイミングで、前記生成した送信信号を協調送信する手段と、を備える。
前記基地局において、自セルと前記他の基地局のセルとの間のセル境界エリアに前記第２の通信端末が在圏しているとき、前記第２の通信端末における前記他の基地局からの干渉を抑制するように自局からの送信信号に適用する干渉抑制パラメータの値を取得する手段と、前記第２の通信端末に対する希望データ及び前記他の基地局から受信した該他の基地局を希望局とする第１の通信端末に対する希望データに前記干渉抑制パラメータの値を適用して送信信号を生成する手段と、を備えてもよい。

【0008】

また、本発明の更に他の態様に係る通信制御方法は、無線通信により第１の基地局及び第２の基地局からデータを協調送信するときの通信制御方法であって、前記第１の基地局が、前記第１の基地局のセルと前記第２の基地局のセルとの間のセル境界エリアに、前記第１の基地局を希望局とする第１の通信端末が在圏しているとき、前記第１の通信端末における前記第２の基地局からの干渉を抑制するように前記第１の基地局からの送信信号に適用する干渉抑制パラメータの値を取得することと、前記第２の基地局が、前記第２の基地局のセルに在圏している前記第２の基地局を希望局とする第２の通信端末に対する希望データを複製し、その複製した希望データを、基地局間通信インターフェースを介して前記第１の基地局に送信することと、前記第１の基地局が、前記第１の通信端末に対する希望データ及び前記第２の基地局から受信した前記第２の通信端末に対する希望データに前記干渉抑制パラメータの値を適用して送信信号を生成することと、前記第２の基地局が、前記第２の通信端末に対する希望データの送信信号を生成することと、前記第１の基地局及び前記第２の基地局がそれぞれ、所定のデータ協調送信タイミングで、前記生成した送信信号を協調送信することと、を含む。
前記通信制御方法において、前記第２の基地局が、前記セル境界エリアに前記第２の通信端末が在圏しているとき、前記第２の通信端末における前記第１の基地局からの干渉を抑制するように前記第２の基地局からの送信信号に適用する干渉抑制パラメータの値を取得することと、前記第１の基地局が、前記第１の通信端末に対する希望データを複製し、その複製した希望データを、基地局間通信インターフェースを介して前記第２の基地局に送信することと、前記第２の基地局が、前記第２の通信端末に対する希望データ及び前記第１の基地局から受信した前記第１の通信端末に対する希望データに前記干渉抑制パラメータの値を適用して送信信号を生成することと、を含んでもよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、複数の基地局から複数の通信端末に対して、同一の無線リソースを用いてデータを協調送信することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す説明図。

【図2】本実施形態に係る通信システムにおける協調用リソースの割り当てを例示する説明図。

【図3】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、同通信システムにおける協調送信開始前、協調送信中及び協調送信終了後における通信の一例を示す説明図。

【図4】本実施形態に係る通信システムにおける協調送信開始前における通信制御例の一例を示すシーケンス図。

【図5】本実施形態に係る通信システムにおけるデータ協調送信時のリソース貸し出し・借り受けの概念の一例を示す説明図。

【図6】本実施形態に係る通信システムにおける協調送信中の通信制御例の一例を示すシーケンス図。

【図7】本実施形態に係る通信システムにおける協調送信中の協調元の基地局及び協調先の基地局の通信レイヤ構造の一例を示す機能ブロック図。

【図8】本実施形態に係る通信システムにおける協調送信終了後の通信制御例の一例を示すシーケンス図。

【図9】本発明の他の実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す説明図。

【図10】他の実施形態に係る通信システムにおける協調送信中の通信制御例の一例を示すシーケンス図。

【図11】他の実施形態に係る通信システムにおける協調送信中の基地局の通信レイヤ構造の一例を示す機能ブロック図。

【図12】更に他の実施形態に係る通信システムにおける協調送信中の通信制御例の一例を示すシーケンス図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す説明図である。本実施形態に係る通信システム１０は、複数の無線基地局装置として、ＧＰＳなどにより互いに時刻同期している第１の基地局１１０及び第２の基地局１２０を備えている。これらの基地局１１０、１２０は、基地局間通信インターフェースとしての有線又は無線の通信回線を介して相互に通信することができ、互いに協調することにより、各基地局１１０、１２０の無線通信エリア（以下「セル」ともいう。）が重複したセル境界エリアに在圏する通信端末（以下「端末」という。）２１０と基地局１２０のセルに在圏する端末２２０とに、協調送信対象の希望データをそれぞれ協調送信することができる。この各端末２１０、２２０へのデータ協調送信には、複数のアンテナを用いるＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）伝送方式が用いられ、各端末２１０、２２０による通信時におけるスループットの向上、通信品質の向上および通信帯域の有効利用を実現できる。

【0012】

なお、本実施形態では、無線技術としてＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）を仮定して説明するが、無線技術として、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄや５Ｇなど、他の無線技術を仮定した場合にも同様に適用することができる。

【0013】

なお、本実施形態では、互いに協調してデータを送信可能な複数の基地局が２つである場合について説明するが、当該複数の基地局は３つ以上であってもよい。また、本実施形態では、複数の基地局から協調送信された複数のデータを２台の端末で受信する場合について説明するが、当該協調送信された複数のデータを受信する端末は３台以上の複数台であってもよい。

【0014】

図１において、上記複数の基地局１１０、１２０のうち、一方の第１の基地局１１０が、各基地局からのデータの協調送信開始を判断して制御する機能を有する協調元の基地局である。また、他方の第２の基地局１２０が、協調元の基地局１１０によってデータの協調送信開始が制御される協調先の基地局である。これらの基地局１１０、１２０は、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）の仕様においては「ＮｏｄｅＢ」と呼ばれたり、更に、ＬＴＥの仕様では発展型のＮｏｄｅＢとして「ｅＮｏｄｅＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ）」と呼ばれたりする場合がある。また、協調元の基地局はアンカー基地局やマスター基地局と呼ばれ、協調先の基地局はスレーブ基地局と呼ばれる場合もある。

【0015】

通信システム１０は、複数の基地局１１０、１２０に協調送信対象のデータであるデータを配信するコアノード装置（以下「コアノード」という。）１３０を含んでもよい。コアノード１３０は、例えばＬＴＥにおけるＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）であり、データ通信網１４１を介して外部のネットワークと通信することができる。コアノード１３０と複数の基地局１１０、１２０とは、パケット網などのデータ通信網１４０を介して接続されている。通信システム１０は、データ通信網１４０を含んでもよい。また、通信システム１０は、複数の基地局１１０、１２０から協調送信される複数のデータを受信可能な端末２１０、２２０を含んでもよい。また、端末２１０、２２０は、通信サービスの利用者によって使用されるためユーザ装置（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）と呼ばれる場合があり、移動可能なものであるため移動局と呼ばれる場合もあり、また、無線機と呼ばれる場合もある。

【0016】

端末２１０、２２０は、携帯電話機等の移動通信端末であってもよく、基地局１１０、１２０及びデータ通信網１４０等で構築されるネットワークは、移動通信ネットワークのセルラーネットワークであってもよい。データ通信網１４１は、インターネットやＩＭＳ（IP multimedia subsystem）などの外部ネットワークであってもよい。基地局１１０、１２０の無線通信エリアはそれぞれ、互いに大きさが異なるマクロセル、マイクロセル、フェムトセル、ピコセル等の各種セルのいずれかであってもよい。

【0017】

端末２１０、２２０と無線通信可能な複数の基地局１１０、１２０のうちいずれか一つは、複数の基地局１１０、１２０からデータを協調して送信する協調送信動作の開始および終了の判断および制御を行う機能を備える協調元の基地局である。協調元の基地局以外の他の基地局は、協調元の基地局によって協調動作させるように制御される被協調基地局としての協調先の基地局である。基地局１１０および１２０は、協調元基地局の機能と協調先基地局の機能の両方を持つことが可能であり、端末の状態に応じて端末毎に協調元基地局になったり、協調先基地局になったりすることができる。

【0018】

本実施形態では、基地局１１０、１２０と端末２１０、２２０との間の無線通信方式としてＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：直交周波数分割多元接続）方式を用いた場合について説明する。

【0019】

図２は、ＯＦＤＭＡ方式における無線リソースの概念を例示する説明図である。図示のように、ＯＦＤＭＡ方式を採用する場合は、所定周波数帯域を１単位とした周波数（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、・・・）と、所定時間幅のサブフレームを１単位とした送信タイミングの時間（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・）とを指定することにより、無線リソースを割り当てる。例えば、図示の例では、ユーザＵ１の端末に対して周波数Ｆ２、Ｆ３及び時間Ｔ２で指定される２ブロックの無線リソースが割り当てられ、ユーザＵ２の端末に対して周波数Ｆ５及び時間Ｔ２で指定される１ブロックの無線リソースが割り当てられている。また、ユーザＵ３の端末に対して周波数Ｆ４、Ｆ５及び時間Ｔ５、Ｔ６で指定される４ブロックの無線リソースが割り当てられ、ユーザＵ４の端末に対して周波数Ｆ２及び時間Ｔ５で指定される１ブロックの無線リソースが割り当てられている。なお、本実施形態ではＯＦＤＭＡ方式を用いた通信システムについて説明するが、本発明はＯＦＤＭＡ方式以外の他の無線通信方式を用いた通信システムにも同様に適用することができる。

【0020】

また、本実施形態では一般的なＬＴＥの実装に倣って、各基地局装置が、無線管理エリアであるセル内の無線リソースを管理する。後述の図３の例では、第１の基地局１１０がセル１１０ａの無線リソースを管理し、第２の基地局１２０がセル１２０ａの無線リソースを管理する。従って、第１の基地局１１０が端末２１０と図２における無線リソースＦ１／Ｔ１を用いて通信を行っている場合、第２の基地局１２０が同じ無線リソースＦ１／Ｔ１を使って端末２２０と通信を行っているとき、セル境界エリアＡに端末２１０が移動すると、干渉が発生して端末２１０の下り信号の通信品質が劣化する（後述の図３（ｂ）参照）。そこで、第１の基地局１１０が端末２１０とＦ１／Ｔ１を用いて通信を行っている場合、第２の基地局１２０が異なる無線リソースＦ２／Ｔ２を使って端末２２０と通信して干渉を抑制することも可能であるが、無線リソースＦ１／Ｔ１と無線リソースＦ２／Ｔ２の２ブロックが必要となり無線リソースの利用効率が悪くなる。従って、基地局１１０と基地局１２０が同一の無線リソースＦ１／Ｔ１を使い、通信品質を劣化させずに同時に通信する協調送信方式が求められている。

【0021】

以下、本実施形態では、このような協調送信方式として基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯを用いた場合について説明する。なお、本実施形態では、基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯを用いた通信システムについて説明するが、本発明は基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯ以外の他の協調送信方式を用いた通信システムにも同様に適用することができる。

【0022】

図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、本実施形態に係る通信システム１０における協調送信開始前、協調送信中及び協調送信終了後における通信の一例を示す説明図である。
図３（ａ）に示す協調送信開始前においては、第１の基地局１１０の無線管理エリアであるセル１１０ａ内に第１の通信端末である端末２１０が在圏している。第１の基地局１１０は、コアノード１３０から送信対象のデータを受信すると、そのデータについて生成された無線電波の送信信号を、第１のセル１１０ａの無線リソースを用いて、第１のセル１１０ａ内の端末２１０に送信する。また、第２の基地局１２０の無線管理エリアであるセル１２０ａ内に第２の通信端末である端末２２０が在圏している。第２の基地局１２０は、コアノード１３０から送信対象のデータを受信すると、そのデータについて生成された無線電波の送信信号を、第２のセル１２０ａの無線リソースを用いて、第２のセル１２０ａ内の端末２２０に送信する。

【0023】

図３（ａ）に示すように、端末２１０および端末２２０が、セル１１０ａおよびセル１２０ａとの間のセル境界エリアＡから十分離れていれば、基地局１１０と基地局１２０が同じ無線リソースを使って（例えば、前述したＯＦＤＭＡの場合では、同じ周波数および同じ時刻に）、端末２１０および端末２２０に信号を送信したとしても、端末２１０が基地局１２０から受信する信号（干渉波）および端末２２０が基地局１１０から受信する信号（干渉波）は十分小さく無視することができ、セル毎に独立して通信を行うことができる。

【0024】

しかし、図３（ｂ）に示すように、端末２１０が移動してセル境界エリアＡに入ると、端末２１０が基地局１２０から受信する信号（干渉波）が無視できなくなり、端末２１０の通信特性を劣化させる。そこで、基地局１１０と基地局１２０は、基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯを用いた協調送信を開始し、端末２１０が基地局１２０から受信する信号（干渉波）を抑制し端末２１０における通信特性を改善するとともに、協調送信と同じ無線リソース（例えば、前述したＯＦＤＭＡの場合では、同じ周波数および同じ時刻）を用いて基地局１２０が端末２２０への通信を継続する。

【0025】

さらに、図３（ｃ）に示すように、端末２１０が、基地局１２０の無線管理エリアであるセル１２０ａ内に移動したと判断すると、端末２１０は基地局１１０から基地局１２０へハンドオーバし、協調送信を終了する。

【0026】

以下では、本例を用いて、協調送信開始時の処理手順、協調送信中の処理手順、協調送信終了時の処理手順について、詳細を説明する。

【0027】

図４は、図３（ａ）の状態から図３（ｂ）の状態に遷移する際の協調送信開始時の処理手順の一例を示すシーケンス図である。なお、図中のかっこで示した数字は制御ステップの順番を便宜的に示したものである。また、図４の例では、第１の基地局１１０のセル１１０ａに一つの端末２１０が在圏し、第２の基地局１２０のセル１２０ａに三つの端末２２０、２２１、２２２が在圏する例を示しているが、各セルに在圏する端末の数は図示のものに限定されない。

【0028】

図４において、コアノード１３０から第１の基地局１１０を介して、その基地局１１０のセル１１０ａに在圏する端末２１０へデータが送信される通常のデータ送信が行われると、端末２１０が第１の基地局１１０及び第２の基地局１２０を含む近隣の基地局からの電波の受信強度を計測し、無線通信の品質情報（以下、適宜「無線通信品質情報」という。ＬＴＥでは「Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔ」とも呼ばれる。）として第１の基地局１１０に送信する（ステップ１）。

【0029】

同様に、コアノード１３０から第２の基地局１２０を介して、その基地局１２０のセル１２０ａに在圏する複数の端末２２０、２２１、２２２へデータが送信される通常のデータ送信が行われると、各端末２２０、２２１、２２２が、第１の基地局１１０及び第２の基地局１２０を含む近隣の基地局の電波の受信強度を計測し、無線通信品質情報として第２の基地局１２０に送信する（ステップ２）。

【0030】

第１の基地局１１０は、端末２１０から受信した無線通信品質情報に基づいて、第１の基地局１１０及びその近隣の第２の基地局１２０の電波の受信強度の差が予め定められた閾値（協調送信開始閾値）以下であれば、第１の基地局１１０は、各基地局１１０、１２０の双方のセル１１０ａ、１２０ａが重複しているセル境界エリアＡ内に端末２１０が在圏していると判断し、干渉波を抑制するために基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯを用いた協調送信の開始を判断し（ステップ３）、協調送信開始要求を第２の基地局１２０に送信する（ステップ４）。このとき、端末２１０に対して第１の基地局１１０が協調元の基地局として機能し、第２の基地局１２０が協調先の基地局として機能する。

【0031】

なお、協調元基地局や協調先基地局の機能は基地局毎にあらかじめ決められているものではない。例えば、第２の基地局１２０のセルに在圏する端末２２０がセル境界エリアＡに移動して協調送信を開始する場合、端末２２０に対して第２の基地局１２０が協調開始を判断する協調元基地局となり、第１の基地局１１０が協調先基地局となる。このように、各基地局１１０、１２０は、端末毎に協調元基地局の機能と協調先基地局の機能の両方を有することができる。

【0032】

第２の基地局１２０は、第１の基地局１１０から協調送信開始要求を受信すると、第２の基地局１２０のセル１２０ａに在圏する端末２２０、２２１、２２２それぞれから受信した無線通信品質情報に基づいて、端末２２０、２２１、２２２から端末２１０と基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯを用いて協調送信を行うもう一台の端末を選択する（ステップ５）。この基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯを用いた協調送信を行うデータ協調送信対象の端末としては、例えば、第２の基地局１２０から端末２２０、２２１、２２２に向けて送信された送信信号がセル境界エリアＡの端末２１０に届く干渉信号が最も弱い端末が選択される。このように干渉信号が最も弱い端末を選択することにより、データの協調送信時におけるセル境界エリアＡの端末２１０での基地局間干渉をより確実に低減できる。なお、端末の選択には、ＧＰＳなどで取得された端末２２０、２２１、２２２の位置情報を用いてもよい。本例では、端末２２０を端末２１０と基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯによる協調送信を行う端末として選択している。

【0033】

次に、第２の基地局１２０は、データ協調送信に使用可能な無線リソース（空きリソース）をチェックし、その空きリソースを協調用リソースの候補として決定し、その空きリソースをデータ協調送信時に用いるためのリソース制御を行う（ステップ６）。また、第２の基地局１２０は、上記空きリソースに関するリソース情報とともに、上記協調送信開始要求に応答する協調送信開始応答を第１の基地局１１０に返信する（ステップ７）。

【0034】

第１の基地局１１０は、第２の基地局１２０から受信した空きリソースの情報に基づいて、基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信に用いる協調用リソースを決定し、その協調用リソースを第２の基地局１２０から遠隔制御できるように第２の基地局１２０に貸し出すためのリソース制御を行う（ステップ８）。その後、第１の基地局１１０は、自局が協調元の基地局として機能し第２の基地局１２０が協調先の基地局として機能する基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信の開始を決定し（ステップ９）、そして、基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信の開始を第２の基地局１２０に伝えるために、上記決定した協調送信に用いる協調用リソースの情報とともに、協調送信開始通知を第２の基地局１２０に送信する（ステップ１０）。協調送信開始通知を受信した第２の基地局は、自局の協調用リソースを端末２２０に対する基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信に使用するようにリソース制御設定を行うとともに、第１の基地局１１０から借り受けた協調用リソースを遠隔制御して端末２１０に対する基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信に使用するようにリソース制御設定を行う。

【0035】

図５は、上記データ協調送信時の協調用リソース貸し出し・借り受けの概念の一例を示す説明図である。
図５において、協調元の基地局（第１の基地局）１１０は、協調用リソースとして、自局の周波数リソースＦ５ａ及びＦ６ａを割り当てて協調先の基地局１２０に貸し出す。この協調元の基地局１１０における協調用リソース（周波数リソースＦ５ａ及びＦ６ａ）は、基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信時における自局から端末２１０への希望データ（第１データ）の送信と、協調先の基地局１２０から端末２２０への希望データ（第２データ）を基地局間通信インターフェースにより基地局１１０に転送したデータの送信とに使用される。しかし、協調元の基地局１１０における協調用リソース（周波数リソースＦ５ａ及びＦ６ａ）は、協調元の基地局１１０のスケジューラ１１６で制御されず、協調先の基地局１２０のスケジューラ１２６から遠隔制御される。従って、基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信が行われている間、協調元の基地局１１０のスケジューラは、協調元の基地局１１０から端末２１０以外の他の端末へのデータ送信に、協調用リソースを使用できない。

【0036】

また、協調先の基地局（第２の基地局）１２０は、協調用リソースとして、協調元の基地局１１０から周波数リソースＦ５ａ及びＦ６ａ借り受けるとともに、周波数リソースＦ５ａ及びＦ６ａと同じ周波数リソースからなる自局の周波数リソースＦ５ｂ及びＦ６ｂを割り当てる。協調元の基地局１１０から借り受けた周波数リソースＦ５ａ及びＦ６ａは、前述のように、基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信時における協調元の基地局１１０から端末２１０への第１データの送信と自局から転送した第２データの送信とに使用される。また、協調先の基地局１２０における協調用リソース（周波数リソースＦ５ｂ及びＦ６ｂ）は、基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信時における自局から端末２２０への希望データである第２データの送信に使用される。協調先の基地局１２０における協調用リソース（周波数リソースＦ５ｂ及びＦ６ｂ）は協調先の基地局１２０のスケジューラ１２６で制御され、基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信が行われている間、協調先の基地局１２０から端末２２０以外の他の端末へのデータ送信に使用できない。以上のリソース制御により決定された同一の周波数Ｆ５およびＦ６を用いて、同一の時刻（データ協調送信タイミング、例えばＴ１）に、協調元の基地局１１０及び協調先の基地局１２０は基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信を行う。従って、協調元の基地局１１０及び協調先の基地局１２０は、協調送信中に互いにリソースのネゴシエーションを行うことなく、端末２１０、２２０に対して基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信することが可能になる。

【0037】

図６は、図３（ｂ）に示す協調送信中の処理手順の一例を示すシーケンス図である。
図６において、上記協調元の基地局１１０から協調先の基地局１２０へ協調送信開始通知が送受信された後、協調元の基地局１１０はセル境界エリアＡの端末２１０に協調開始コマンドを送信し（ステップ１）、協調先の基地局１２０は自セルに在圏する上記選択した端末２２０に協調開始コマンドを送信する（ステップ１）。

【0038】

端末２１０は、協調元の基地局１１０から協調送信開始コマンドを受信すると、基地局１１０から協調送信されてくるデータを処理するための所定の協調送信用プログラムを起動して協調送信処理を開始して協調送信データを処理可能な状態になり、協調元の基地局１１０および協調先の基地局１２０からのダウンリンクの伝搬チャネルの状態（ＣＳＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を含むフィードバック情報（ＬＴＥではＣＳＩフィードバックとも呼ばれる）を基地局１１０に送信する（ステップ２）。また、端末２２０は、協調先の基地局１２０から協調送信開始コマンドを受信すると、基地局１２０から協調送信されてくるデータを処理するための所定の協調送信用プログラムを起動して協調送信処理を開始して協調送信データを処理可能な状態になり、協調元の基地局１１０および協調先の基地局１２０からのダウンリンクの伝搬チャネルの状態（ＣＳＩ）を含むフィードバック情報を基地局１２０に送信する（ステップ２）。

【0039】

協調元の基地局１１０は、フィードバック情報を端末２１０から受信すると、データ協調送信時にＭＩＭＯ伝送方式で端末２１０に送信するデータに適用する干渉抑制パラメータとしての「送信ウェイト」（３ＧＰＰの仕様では「Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ」とも呼ばれる。）の値を計算する（ステップ３）。送信ウェイトは、ＭＩＭＯ伝送方式における複数の送信アンテナそれぞれから送信する送信信号に乗算される複素数からなる重み係数である。例えば、この送信ウェイトの値は、協調元の基地局１１０からセル境界エリアＡの端末２１０に送信される送信信号が、セル境界エリアＡの端末２１０において協調先の基地局１２０から送信される第２データの送信信号（干渉波）と逆位相になるように計算される。この送信ウェイトを用いることで、端末２１０において干渉波が抑制されて下り信号（基地局１１０から端末２１０へ送信される第１データ）の通信品質を改善することができる。また、図６の例では、端末２１０からの伝搬チャネル状態のフィードバック情報をもとに、送信ウェイトの計算を基地局１１０で行うように記載したが、端末２１０が伝搬チャネル状態をもとに送信ウェイトを計算し、計算した送信ウェイトを基地局１１０に送信するフィードバック情報に含めてもよい。

【0040】

協調元の基地局１１０は、上記送信ウェイトの値を計算するのと同時に、協調送信対象の端末２１０に対する希望データ（第１データ）をコアノード１３０から受信する（ステップ４）。また、協調先の基地局１２０は、協調送信対象の端末２２０に対する希望データ（第２データ）をコアノード１３０から受信すると（ステップ５）、その第２データを複製して、所定の協調送信の制御情報（協調送信制御情報）とともに、協調元の基地局１１０に送信する（ステップ６）。協調先の基地局１２０から協調元の基地局１１０への第２データの送信には、ＬＴＥの基地局間接続の標準インターフェースであるＸ２インターフェース等の基地局間通信インターフェースを介して、ＧＴＰｖ２（ＧＰＲＳ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｖｅｒｓｉｏｎ２）などのトンネリングプロトコルを用いることができる。協調送信制御情報には協調元の基地局１１０の協調用リソースを遠隔に制御するためのデータ協調送信タイミングおよびＭＣＳ情報を含んでもよい。ＭＣＳ情報とは変調方式および符号化方式を定める情報で、上記フィードバック情報に基づいて協調先の基地局１２０のスケジューラ１２６で計算される（図７参照）。

【0041】

次に、協調元の基地局１１０は、第１データと、協調先の基地局１２０から受信した第２データとに、送信ウェイトを乗算して、送信信号を生成し（ステップ７）、協調先の基地局１２０によって協調用リソースが遠隔制御されることにより、送信信号を、上記予め設定した所定の協調用リソースで上記データ協調送信タイミングにセル境界エリアＡの端末２１０へ送信する（ステップ８）。一方、協調先の基地局１２０は、第２データの送信信号を、上記予め設定した所定の協調用リソースで上記データ協調送信タイミングにセル境界エリアＡの端末２１０および自セルの端末２２０へ送信する（ステップ８）。

【0042】

上記図６の協調送信では、協調元基地局１１０と協調先基地局１２０がＧＰＳなどにより時刻同期されていれば、協調元の基地局１１０及び協調先の基地局１２０から、協調送信制御情報に含まれるデータ協調送信タイミングで協調送信を行うことができる。しかも、協調先の基地局１２０からセル境界エリアＡの端末２１０に干渉信号として届いた第２データの送信信号を、協調元の基地局１１０から所定の送信ウェイトを乗算して送信された第２データの逆位相の送信信号によりキャンセルすることができるので、セル境界エリアＡの端末２１０における基地局間干渉を抑制することができる。

【0043】

端末２１０において、協調元の基地局１１０および協調先の基地局１２０からの伝搬チャネルの状態は刻一刻と変化する情報である。従って、端末２１０からのフィードバック情報は比較的短い周期で送信される。例えば、ＬＴＥでは、ＣＳＩフィードバックは１ミリ秒ごとに端末から基地局へ送信される。従って、図６に示す協調送信中の処理手順は、基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信をおこなっている間は、端末２１０からフィードバック情報が受信されるたびに繰り返し実施される。以上により、刻一刻と変化する伝搬チャネルの状態に合わせて最適なＭＣＳ情報や送信ウェイトを計算することで、基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信を実行することができる。

【0044】

図７は、上記協調送信中の協調元の基地局１１０及び協調先の基地局１２０の通信レイヤ構造の一例を示す機能ブロック図である。各基地局１１０、１２０は、データ収斂プロトコル層（ＰＤＣＰ層）１１１、１２１、無線リンク制御層（ＲＬＣ層）１１２、１２２、メディアアクセス制御層（ＭＡＣ層）１１３、１２３、及び物理層（ＰＨＹ層）１１４、１２４からなる、多層の通信レイヤ構造を有している。

【0045】

ＰＤＣＰ層１１１、１２１では、データの圧縮及び暗号化並び伸張及び復号化等の処理を行う。ＲＬＣ層１１２、１２２では、データの分割、結合、順序制御及び再送（ＡＲＱ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ−Ｒｅｑｕｅｓｔ）等の処理を行う。ＭＡＣ層１１３、１２３では、データの送信のスケジューリング、多重化、再送（ＨＡＲＱ：Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）等の処理を行う。

【0046】

ＰＨＹ層１１４、１２４では、端末２１０、２２０との間で送受信される高周波の送受信信号の変調、復調、符号化等の処理を行う。また、協調元の基地局の場合、ＰＨＹ層１１４では、セル境界エリアＡに在圏する端末に対する希望データ（第１データ）と、協調先の基地局から転送されてきた協調先のセルに在圏する端末に対する希望データ（第２データ）とに、フィードバック情報に基づいて予め計算した送信ウェイトを適用して送信信号が生成される。また、このＰＨＹ層１１４、１２４は、端末２１０、２２０と無線通信する無線通信部として機能する。

【0047】

協調元の基地局１１０の制御部１１７は、協調開始時に、協調元の基地局１１０および協調先の基地局１２０それぞれにおいてデータの協調送信に用いる協調用リソース（例えば周波数）を決定し、協調先の基地局１２０に協調用リソースを貸し出す。

【0048】

協調先の基地局１２０の制御部１２７は、協調開始時において、協調元の基地局１１０で決定された協調用リソースを協調元の基地局１１０から借り受ける。制御部１２７は、協調元の基地局１１０から借り受けた協調用リソースを遠隔から制御する。更に、制御部１２７は、協調元の基地局１１０の協調用リソースを遠隔的に制御するために、自セルの端末２２０に対する協調送信対象の第２データ及び協調送信制御情報を協調元の基地局１１０に送信する。

【0049】

また、複数の基地局１１０、１２０はそれぞれ、基地局間通信部１１５、１２５とスケジューラ１１６、１２６と協調用リソース制御部１１８、１２８とを備えている。基地局間通信部１１５、１２５は、有線又は無線の通信回線を用いたＸ２インターフェース等の基地局間通信インターフェースを介して、自局以外の他の基地局と通信するものである。

【0050】

スケジューラ１１６、１２６はそれぞれ、各基地局１１０、１２０における処理・動作を制御する制御部１１７、１２７の一部を構成し、どの無線リソースを使用して送信するか、どの変調方式を用いて送信するか、どの符号化方式を用いて送信するかなどを決定し、前述のＲＬＣ層１１２、１２２、ＭＡＣ層１１３、１２３及びＰＨＹ層１１４、１２４を制御して、データの送信を行う。例えば、協調元の基地局１１０のスケジューラ１１６は、どの協調用リソースを使用して送信するかを決定し、協調送信中において、協調元の基地局１１０のＲＬＣ層１１２、ＭＡＣ層１１３、ＰＨＹ層１１４を制御する。また、協調先の基地局１２０のスケジューラ１２６は、協調送信中において、協調先の基地局１２０のＲＬＣ層１２２、ＭＡＣ層１２３、ＰＨＹ層１２４を制御するとともに、協調元の基地局１１０の協調リソース制御部１１８を介して、協調元の基地局１１０のＰＨＹ層１１４を制御して、基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信を行う。

【0051】

協調元の基地局１１０は、協調先の基地局１２０から送信される協調送信制御情報に基づいて、協調送信対象のデータの協調用リソースを遠隔的に制御するための協調用リソース制御部１１８を備えている。協調元の基地局１１０における協調用リソースは、協調用リソース制御部１１８を介して、協調先の基地局１２０に対して貸し出され、協調先の基地局１２０のスケジューラ１２６によって遠隔的に制御可能になっている。

【0052】

なお、協調先の基地局１２０のスケジューラ１２６は、協調用リソース制御部１２８を介して、協調先の基地局１２０のＰＨＹ層１２４を制御して、基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信を行う。

【0053】

図７において、協調先の基地局１２０は、コアノードから第２データを受信し、ＰＤＣＰ層１２１、ＲＬＣ層１２２、ＭＡＣ層１２３の処理を施してＭＡＣ−ＰＤＵと呼ばれるデータを生成する。（以下、第２データから生成されたＭＡＣ−ＰＤＵを「ＭＡＣ−ＰＤＵ２」と呼ぶ。）また、協調先の基地局１２０のスケジューラ１２６は、端末２２０からのフィードバック情報より、ＭＡＣ−ＰＤＵ２に適用する変調方式や符号化方式の情報（ＭＣＳ情報）などを計算する。そして、協調元の基地局１１０の協調用リソース制御部１１８は、協調先の基地局１２０のＭＡＣ層１２３から通信回線を介して、協調送信対象のＭＡＣ−ＰＤＵ２を受信し、協調元の基地局１１０内のＰＨＹ層１１４に転送する。また、協調用リソース制御部１１８は、協調先の基地局１２０のスケジューラ１２６から通信回線（基地局間通信インターフェース）を介して、協調送信制御情報（データ協調送信タイミングの情報、ＭＣＳ情報等）を受信する。このとき、協調送信制御情報は、ＭＡＣ−ＰＤＵ２のヘッダ情報などに含まれていてもよい。協調用リソース制御部１１８は、協調先の基地局１２０から受信した協調送信制御情報に基づいて、協調元の基地局１１０内のＰＨＹ層１１４におけるＭＡＣ−ＰＤＵ２の処理をする。具体的には、ＭＣＳ情報に指定された変調方式および符号化方式でＰＨＹ層１１４における変調処理および符号化処理をＭＡＣ−ＰＤＵ２に実施する。また、協調元の基地局１１０は、コアノードから第１データを受信し、ＰＤＣＰ層１１１、ＲＬＣ層１１２、ＭＡＣ層１１３の処理を施してＭＡＣ−ＰＤＵと呼ばれるデータを生成する。（以下、第１データから生成されたＭＡＣ−ＰＤＵを「ＭＡＣ−ＰＤＵ１」と呼ぶ。）また、協調元の基地局１１０のスケジューラ１１６は、端末２１０からのフィードバック情報より、ＭＡＣ−ＰＤＵ１に適用する変調方式や符号化方式の情報（ＭＣＳ情報）などを計算する。そして、ＭＣＳ情報に指定された変調方式および符号化方式でＰＨＹ層１１４における変調処理および符号化処理をＭＡＣ−ＰＤＵ１に実施する。さらに、協調元基地局１１０のＰＨＹ層１１４では、上記の変調処理および符号化処理を施したＭＡＣ−ＰＤＵ１およびＭＡＣ−ＰＤＵ２に、上記計算した送信ウェイトを乗算し、データ協調送信タイミング情報に指定された時間にＰＨＹ層１１４からセル境界エリアＡ内の端末２１０に対する送信処理を行う。

【0054】

また、図７において、協調先の基地局１２０の協調用リソース制御部１２８は、前述のスケジューラ１２６が計算したＭＣＳ情報に指定された変調方式および符号化方式でＰＨＹ層１２４における変調処理および符号化処理をＭＡＣ−ＰＤＵ２に実施するとともに、データ協調送信タイミング情報に指定された時間にＰＨＹ層１２４から自セル内の端末２２０およびセル境界エリアＡ内の端末２１０に対する送信処理を行う。

【0055】

なお、協調用リソース制御部１２８を独立に設けずに、協調用リソース制御部１２８の機能を、協調先の基地局１２０内の制御部１２７に組み込むように構成してもよい。同様に、協調用リソース制御部１１８を独立に設けずに、協調用リソース制御部１１８の機能を、協調元の基地局１１０内の制御部１１７に組み込むように構成してもよい。

【0056】

上記構成の通信システムに用いる基地局１１０、１２０のハードウェアは、例えば、アンテナのほか、送信増幅器、受信増幅器、無線信号処理部、ベースバンド信号処理部、有線伝送路インターフェース部、コンピュータ装置などで構成される。また、これらのハードウェア構成のうち、アンテナ、送信増幅器及び受信増幅器は前述の無線通信部に対応し、有線伝送路インターフェース部は前述の基地局間通信部に対応する。コンピュータ装置は、例えばマイクロコンピュータで構成され、前述の制御部１１７、１２７や協調用リソース制御部１１８、１２８として機能し、予め組み込まれた所定の制御プログラムに基づいて各部を制御する。特に、コンピュータ装置は、所定の制御プログラムに基づいて無線信号処理部やベースバンド信号処理部を制御することにより、例えば前述のＰＤＣＰ層、ＲＬＣ層、ＭＡＣ層及びＰＨＹ層などの複数の通信レイヤ構造を介して、送受信のデータや信号を処理する。

【0057】

図８は、図３（ｂ）の状態から図３（ｃ）の状態に遷移する際の協調送信終了時の処理手順の一例を示すシーケンス図である。
図８において、協調元の基地局１１０は、無線通信品質情報を端末２１０から受信し（ステップ１）、その無線通信品質情報に基づいて、例えば基地局１２０の電波受信強度が、基地局１１０の電波受信強度より、予め定められた閾値（協調終了閾値）だけ大きくなると、端末２１０がセル境界エリアＡから出て協調先の基地局１２０のセル１２０ａのエリアに在圏するようになったと判断し、協調送信（基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信）の終了を決定し（ステップ２）、協調送信終了要求を協調先の基地局１２０に送信する（ステップ３）。協調先の基地局１２０は、協調元の基地局１１０から協調送信要求を受信すると、協調元の基地局１１０から借り受けた周波数リソースを返却し、端末２２０の選択を解除し、協調元の基地局１１０に協調送信終了応答を送信し（ステップ４）、協調送信終了コマンドを端末２２０に送信する（ステップ５）。協調元の基地局１１０は、協調先の基地局１２０から協調送信終了応答を受信する（ステップ４）と、協調送信終了コマンドを端末２１０に送信する（ステップ５）。

【0058】

各端末２１０、２２０は、協調送信終了コマンドを受信すると、上記起動していた協調送信用プログラムを停止して協調送信終了処理を実行し（ステップ６）、通常のデータ通信が可能な状態になると、協調送信終了コマンド成功応答を基地局１１０、１２０に送信する（ステップ７）。

【0059】

協調先の基地局１２０は、端末２２０から協調送信終了コマンド成功応答を受信すると、端末２１０についてデータ通信のパスを切り替えてハンドオーバするためのパス切替要求をコアノード１３０に送信する（ステップ８）。協調先の基地局１２０は、コアノード１３０からパス切替要求成功応答を受信すると、基地局１２０を介したデータ送受信のためのリンクが確立される（ステップ９）。そして、基地局１２０から基地局１１０へコンテキスト解放が送信され、端末２１０の基地局１１０から基地局１２０へのハンドオーバ処理が完了する。以上により、協調送信の終了処理が完了し、その後は、コアノード１３０から基地局１２０を介して端末２１０へデータが送信される通常のデータ送信が行われる。

【0060】

なお、上記図１〜図８の実施形態では、端末２１０、２２０のうち端末２１０のみがセル境界エリアＡに在圏する場合について説明したが、次の実施形態に示すように端末２１０、２２０の両方がセル境界エリアＡに在圏してもよい。

【0061】

図９は、本発明の他の実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す説明図であり、本実施形態では、端末２１０、２２０の両方がセル境界エリアＡに在圏し、基地局１１０と基地局１２０が協調し、両端末に対して基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯを用いた協調送信を実施している。なお、図９〜図１１において、前述の図１〜図８と共通する部分については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0062】

なお、本実施形態では、先に基地局１１０のセルに在圏する端末２１０がセル境界エリアＡに移動して協調送信を開始し、協調送信中に基地局１２０のセルに在圏する端末２２０がセル境界エリアＡに移動して協調送信を開始した場合を仮定する。

【0063】

図９に示すように、端末２１０および端末２２０が移動してセル境界エリアＡに入ると、端末２１０が基地局１２０から受信する信号（干渉波１）および端末２２０が基地局１１０から受信する信号（干渉波２）が無視できなくなり、端末２１０および端末２２０の通信特性を劣化させる。そこで、基地局１１０と基地局１２０は、端末２１０および端末２２０に信号の協調送信を開始し、端末２１０が基地局１２０から受信する信号（干渉波１）および端末２２０が基地局１１０から受信する信号（干渉波２）を抑制し、端末２１０および端末２２０における通信特性を改善するとともに、同一の無線リソースを用いて基地局１２０が端末２２０へ、基地局１１０が端末２１０へ、それぞれの通信を継続する。

【0064】

図１０は、図９に示す協調送信中の処理手順の一例を示すシーケンス図である。
図１０において、協調元の基地局１１０から協調先の基地局１２０へ協調送信開始通知が送受信された後、協調元の基地局１１０はセル境界エリアＡの端末２１０に協調開始コマンドを送信し、協調先の基地局１２０は自セルに在圏する上記選択した端末２２０に協調開始コマンドを送信する（ステップ１）。

【0065】

端末２１０は、協調元の基地局１１０から協調送信開始コマンドを受信すると（ステップ１）、基地局１１０から協調送信されてくるデータを処理するための所定の協調送信用プログラムを起動して協調送信処理を開始して協調送信データを処理可能な状態になり、協調元の基地局１１０および協調先の基地局１２０からのダウンリンクの伝搬チャネルの状態を含むフィードバック情報を基地局１１０に送信する（ステップ２）。また、端末２２０は、協調先の基地局１２０から協調送信開始コマンドを受信すると（ステップ１）、基地局１２０から協調送信されてくるデータを処理するための所定の協調送信用プログラムを起動して協調送信処理を開始して協調送信データを処理可能な状態になり、協調元の基地局１１０および協調先の基地局１２０からのダウンリンクの伝搬チャネルの状態を含むフィードバック情報を基地局１２０に送信する（ステップ２）。協調先の基地局１２０は、端末２２０から受信したフィードバック情報を、基地局間通信インターフェースを介して協調元の基地局１１０に送信する（ステップ３）。

【0066】

協調元の基地局１１０は、端末２１０、２２０それぞれのフィードバック情報を受信すると、データ協調送信時にＭＩＭＯ伝送方式で端末２１０、２２０に送信するデータに適用する送信ウェイトの値を計算し（ステップ４）、協調先の基地局１２０に送信する（ステップ５）。この送信ウェイトの値は、例えば、協調元の基地局１１０からセル境界エリアＡの端末２１０に送信される送信信号が、セル境界エリアＡの端末２１０において協調先の基地局１２０から送信される送信信号（干渉波１）と逆位相になり、且つ、協調先の基地局１２０からセル境界エリアＡの端末２２０に送信される送信信号が、セル境界エリアＡの端末２２０において協調元の基地局１１０から送信される送信信号（干渉波２）と逆位相になるように計算される。この送信ウェイトを用いることで、端末２１０において干渉波１が抑制されて下り信号（基地局１１０から端末２１０へ送信される第１データ）及び、端末２２０において干渉波２が抑制されて下り信号（基地局１２０から端末２２０へ送信される第２データ）の通信品質を改善することができる。

【0067】

協調元の基地局１１０は、端末２１０に対する希望データである協調送信対象の第１データをコアノード１３０から受信する（ステップ６）と、その第１データを複製して、所定の協調送信制御情報（協調送信制御情報１）とともに、協調先の基地局１２０に送信する（ステップ７）。また、協調先の基地局１２０は、端末２２０に対する希望データである協調送信対象の第２データをコアノード１３０から受信する（ステップ８）と、その第２データを複製して、所定の協調送信制御情報（協調送信制御情報２）とともに協調元の基地局１１０に送信する（ステップ９）。

【0068】

なお、協調先の基地局１２０から協調元の基地局１１０への第２データの送信及び、協調元の基地局１１０から協調先の基地局１２０への第１データの送信には、ＬＴＥの基地局間接続の標準インターフェースであるＸ２インターフェース等の基地局間通信インターフェースを介して、ＧＴＰｖ２などのトンネリングプロトコルを用いることができる。また、協調送信制御情報１には協調先の基地局１２０の協調用リソースを遠隔に制御するためのデータ協調送信タイミングおよびＭＣＳ情報を含んでもよい。また、協調送信制御情報２には協調元の基地局１１０の協調用リソースを遠隔に制御するためのデータ協調送信タイミングおよびＭＣＳ情報を含んでもよい。

【0069】

次に、協調元の基地局１１０は、第１データと、協調先の基地局１２０から受信した第２データとに、送信ウェイトを乗算して、送信信号を生成し（ステップ１０）、協調先の基地局１２０によって協調用リソースが遠隔制御されることにより、上記予め設定した所定の協調用リソースで上記データ協調送信タイミングに送信信号をセル境界エリアＡの端末２１０および端末２２０に送信する（ステップ１２）。一方、協調先の基地局１２０は、協調元の基地局１１０から受信した第１データと、第２データとに、協調先の基地局１１０から受信した送信ウェイトを乗算して、送信信号を生成し（ステップ１１）、協調元の基地局１１０によって協調用リソースが遠隔制御されることにより、上記予め設定した所定の協調用リソースで上記データ協調送信タイミングに送信信号をセル境界エリアＡの端末２１０および端末２２０に送信する（ステップ１２）。

【0070】

なお、本実施形態では、先に端末２１０への協調送信が決定したため、基地局１１０が協調元の基地局として機能し、基地局１２０が協調先の基地局として機能しているが、協調元基地局や協調先基地局の機能は基地局毎にあらかじめ決められているものではない。例えば、先に基地局１２０のセルに在圏する端末２２０がセル境界エリアＡに移動して協調送信を開始し、協調送信中に基地局１１０のセルに在圏する端末２１０がセル境界エリアＡに移動して協調送信を開始した場合、端末２２０に対して第２の基地局１２０が協調開始を判断する協調元基地局となり、第１の基地局１１０が協調先基地局となる。このように、各基地局１１０、１２０は、端末毎に協調元基地局の機能と協調先基地局の機能の両方を有することができる。

【0071】

上記図１０の協調送信では、協調元基地局１１０と協調先基地局１２０がＧＰＳなどにより時刻同期されていれば、協調元の基地局１１０及び協調先の基地局１２０から、協調送信制御情報に含まれるデータ協調送信タイミングで協調送信を行うことができる。しかも、協調先の基地局１２０からセル境界エリアＡの端末２１０に干渉波１として届いた第２データの送信信号を、協調元の基地局１１０から所定の送信ウェイトを乗算して送信された第２データの逆位相の送信信号によりキャンセルすることができ、且つ、協調元の基地局１１０からセル境界エリアＡの端末２２０に干渉波２として届いた第１データの送信信号を、協調先の基地局１２０から所定の送信ウェイトを乗算して送信された第１データの逆位相の送信信号によりキャンセルすることができるので、セル境界エリアＡの端末２１０および端末２２０における基地局間干渉を抑制することができる。

【0072】

端末２１０および端末２２０において、協調元の基地局１１０および協調先の基地局１２０からの伝搬チャネルの状態は刻一刻と変化する情報である。従って、端末２１０および端末２２０からのフィードバック情報は比較的短い周期で送信される。例えば、ＬＴＥでは、ＣＳＩフィードバックは１ミリ秒ごとに端末から基地局へ送信される。従って、図１０に示す協調送信中の処理手順は、基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信を行なっている間は、端末２１０および端末２２０からフィードバック情報が受信されるたびに繰り返し実施される。以上により、刻一刻と変化する伝搬チャネルの状態に合わせて最適なＭＣＳ情報や送信ウェイトを計算することで、基地局間協調ＭＵ−ＭＩＭＯの協調送信を実行することができる。

【0073】

図１１は、上記協調送信中の協調元の基地局１１０及び協調先の基地局１２０の通信レイヤ構造の一例を示す機能ブロック図である。なお、図７と共通する部分については説明を省略する。
図１１において、協調元の基地局１１０は、コアノードから第１データを受信し、ＰＤＣＰ層１１１、ＲＬＣ層１１２、ＭＡＣ層１１３の処理を施してＭＡＣ−ＰＤＵ１を生成する。生成されたＭＡＣ−ＰＤＵ１は複製され、通信回線（基地局間通信インターフェース）を介して協調先の基地局１２０へ送信される。また、協調先の基地局１２０は、コアノードから第２データを受信し、ＰＤＣＰ層１２１、ＲＬＣ層１２２、ＭＡＣ層１２３の処理を施してＭＡＣ−ＰＤＵ２を生成する。生成されたＭＡＣ−ＰＤＵ２は複製され、通信回線（基地局間通信インターフェース）を介して協調元の基地局１１０へ送信される。

【0074】

協調元の基地局１１０の協調用リソース制御部１１８は、協調先の基地局１２０のＭＡＣ層１２３から通信回線（基地局間通信インターフェース）を介して、協調送信対象のＭＡＣ−ＰＤＵ２を受信し、協調元の基地局１１０内のＰＨＹ層１１４に転送する。また、協調用リソース制御部１１８は、協調先の基地局１２０のスケジューラ１２６から通信回線（基地局間通信インターフェース）を介して、協調送信制御情報２（データ協調送信タイミングの情報、ＭＣＳ情報等）を受信する。このとき、協調送信制御情報２は、ＭＡＣ−ＰＤＵ２のヘッダ情報などに含まれていてもよい。協調用リソース制御部１１８は、協調先の基地局１２０から受信した協調送信制御情報２に基づいて、協調元の基地局１１０内のＰＨＹ層１１４におけるＭＡＣ−ＰＤＵ２を処理する。具体的には、ＭＣＳ情報に指定された変調方式および符号化方式でＰＨＹ層１１４における変調処理および符号化処理をＭＡＣ−ＰＤＵ２に実施する。また、協調元の基地局１１０のスケジューラ１１６は、端末２１０からのフィードバック情報より、ＭＡＣ−ＰＤＵ１に適用するＭＣＳ情報などを計算する。そして、ＭＣＳ情報に指定された変調方式および符号化方式でＰＨＹ層１１４における変調処理および符号化処理をＭＡＣ−ＰＤＵ１に実施する。さらに、上記変調処理および符号化処理が施されたＭＡＣ−ＰＤＵ１およびＭＡＣ−ＰＤＵ２に上記計算した送信ウェイトを乗算し、データ協調送信タイミングにＰＨＹ層１１４からセル境界エリアＡ内の端末２１０および端末２２０に対する送信処理を行う。

【0075】

また、協調先の基地局１２０の協調用リソース制御部１２８は、協調元の基地局１１０のＭＡＣ層１１３から通信回線（基地局間通信インターフェース）を介して、協調送信対象のＭＡＣ−ＰＤＵ１を受信し、協調先の基地局１２０内のＰＨＹ層１２４に転送する。また、協調用リソース制御部１２８は、協調元の基地局１１０のスケジューラ１１６から通信回線（基地局間通信インターフェース）を介して、協調送信制御情報１（ＭＣＳ情報等）を受信する。このとき、協調送信制御情報１は、ＭＡＣ−ＰＤＵ１のヘッダ情報などに含まれていてもよい。協調用リソース制御部１２８は、協調元の基地局１１０から受信した協調送信制御情報１に基づいて、協調先の基地局１２０内のＰＨＹ層１２４におけるＭＡＣ−ＰＤＵ１を処理する。具体的には、ＭＣＳ情報に指定された変調方式および符号化方式でＰＨＹ層１２４における変調処理および符号化処理をＭＡＣ−ＰＤＵ１に実施する。また、協調先の基地局１２０のスケジューラ１２６は、端末２２０からのフィードバック情報より、ＭＡＣ−ＰＤＵ２に適用するＭＣＳ情報などを計算する。そして、ＭＣＳ情報に指定された変調方式および符号化方式でＰＨＹ層１２４における変調処理および符号化処理をＭＡＣ−ＰＤＵ２に実施する。さらに、上記変調処理および符号化処理を施されたＭＡＣ−ＰＤＵ１およびＭＡＣ−ＰＤＵ２に基地局１１０から受信した上記送信ウェイトを乗算し、データ協調送信タイミングにＰＨＹ層１２４からセル境界エリアＡ内の端末２１０および端末２２０に対する送信処理を行う。

【0076】

図１０の例では、ステップ４において、協調元の基地局が送信ウェイトの計算を行っているが、図１２に示すように、協調先の基地局が送信ウェイトの計算を行ってもよい。図１２の例では、ステップ３において協調元の基地局１１０が協調先の基地局１２０に端末２１０から受信したフィードバック情報を送信し、ステップ４において協調先の基地局１２０において送信ウェイトを計算し、ステップ５において計算した送信ウェイトを協調先の基地局１２０から協調元の基地局１１０へ送信することで、同様の効果を実現できる。

【0077】

また、上記実施形態では、協調元の基地局１１０が、協調先の基地局１２０に協調送信開始要求を送信し、その協調送信開始要求を受信した協調先の基地局１２０から、協調用リソースの候補である空きリソースの情報を含む協調送信開始応答を受信し、その協調送信開始応答に基づいて協調用リソースを決定しているが、他の方法で協調用リソースを決定してもよい。

【0078】

例えば、協調元の基地局１１０が、協調先の基地局１２０に協調用リソースの候補である空きリソースの情報を含む協調送信開始要求を送信し、その協調送信開始要求を受信した協調先の基地局１２０から、前記協調用リソースの候補について使用可能か否かを判断した判断結果を含む協調送信開始応答を受信し、その協調送信開始応答に基づいて協調用リソースを決定してもよい。

【0079】

また、上記実施形態では、前記協調用リソースの決定、貸し出し及び借り受けを協調送信開始時に行っているが、予め設定した所定のタイミングに定期的に行うようにしてもよい。例えば、前記協調用リソースの決定、貸し出し及び借り受けを、基地局間通信の時間（数ｍ秒）よりも十分に長いタイミングで定期的に（例えば、１秒、５秒又は１０秒ごとに）行うようにしてもよい。

【0080】

また、前記協調用リソースの決定、貸し出し及び借り受けは、端末２１０との間の無線通信の品質を示すチャネル品質指標（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）に基づいて行ってもよい。このＣＱＩは、複数の無線通信チャネル（複数の周波数）ごとに、端末２１０が無線通信可能な基地局との間の無線通信チャネルの品質を示すものであり、端末２１０からのフィードバック情報に含まれる。この端末２１０から受信したＣＱＩに基づいて、例えば各無線通信チャネル（周波数）のＣＱＩの値が所定の範囲よりも大きく変化したか否かを判断する。そして、前記ＣＱＩの値が所定の範囲よりも大きく変化したタイミングで、協調送信に最適な無線通信チャネル（周波数）のリソースに切り替えるように前記協調用リソースの決定、貸し出し及び借り受けを行う。

【0081】

以上、上記実施形態によれば、セル境界エリアＡに在圏する端末２１０での干渉を抑制しつつ、その端末２１０を含む複数の端末２１０、２２０に対して、同一の無線リソースを用いて、複数の基地局１１０、１２０からデータを効率よく協調送信することができる。また、セル境界エリアＡに複数の端末２１０、２２０が在圏する場合も、そのセル境界エリアＡに在圏する端末２１０、２２０での干渉を抑制しつつ、その端末２１０、２２０を含む複数の端末に対して、同一の無線リソースを用いて、複数の基地局１１０、１２０からデータを効率よく協調送信することができる。
また、上記実施形態によれば、協調先の基地局１２０のセルに在圏する複数の端末２２０、２２１、２２２のうち、セル境界エリアＡの端末２１０に対する干渉が最も弱い送信信号が協調先の基地局１２０から送信される端末２２０を、協調送信対象の端末として選択することにより、データ協調送信時におけるセル境界エリアＡの端末２１０での基地局間干渉をより確実に低減できる。また、協調先の基地局１２０は、その基地局１２０のセルに在圏している複数の端末のＧＰＳなどの位置情報に基づいて協調送信対象の端末２２０を選択することにより、端末選択処理が簡易になり、複数の基地局１１０、１２０からのデータ協調送信を速やかに開始することができる。
上記実施形態によれば、協調元の基地局１１０及び協調先の基地局１２０はそれぞれ複数のアンテナを用いるＭＩＭＯ伝送方式で協調送信を行い、干渉抑制パラメータとして、複数の送信アンテナそれぞれから送信する送信信号に乗算される重み係数である送信ウェイトを用いている。この送信ウェイトを、セル境界エリアＡに在圏する端末２１０に対して送信する第１データ及び第２データの送信信号に適用することにより、セル境界エリアＡの端末２１０において協調先の基地局１２０から送信される第２データの送信信号と逆位相の送信信号を簡易に且つ確実に生成することができる。

【0082】

また、上記実施形態によれば、協調元の基地局１１０が各基地局１１０、１２０における協調用リソースを一元的に制御できるので、各基地局１１０、１２０がそれぞれ協調用リソースを個別に制御する場合に比して、各基地局１１０、１２０からの協調送信に用いる協調用リソースの管理をより確実に行うことができる。しかも、協調元の基地局１１０が協調用リソースを一元的に制御可能な状態で、各基地局１１０、１２０から複数の端末２１０、２２０へのデータ協調送信を繰り返し行うことができる。よって、データを協調送信するたびに基地局１１０、１２０間のネゴシエーションによって協調用リソースの調整を行う場合に比して、基地局１１０、１２０間の通信遅延の影響を受けにくく、協調送信の効率が向上する。
また、上記実施形態によれば、前記協調用リソースの決定、貸し出し及び借り受けを、前記協調送信を可能にする協調送信開始時に行うことにより、その協調送信開始時における無線通信リソースの空き状態に基づいて最適な協調用リソースを使用できるので、データの協調送信を確実にすることができる。
また、上記実施形態によれば、前記協調用リソースの決定、貸し出し及び借り受けを、予め設定した所定のタイミングに定期的に行うことにより、協調送信により適した協調用リソースに更新することができるため、データの協調送信をより確実にすることができる。
また、上記実施形態によれば、前記協調用リソースの決定、貸し出し及び借り受けを、基地局１１０、１２０と端末２１０、２２０との間の無線通信の品質情報（ＣＱＩ）に基づいて行うことにより、基地局−端末間の無線通信状況の変化に応じて、前記協調用リソースを、協調送信に最適な無線通信リソースに更新することができる。
また、上記実施形態によれば、協調元の基地局１１０は、協調先の基地局１２０に協調送信開始要求を送信し、その協調送信開始要求を受信した協調先の基地局１２０から、協調用リソースの候補である空き無線通信リソースの情報を含む協調送信開始応答を受信し、その協調送信開始応答に基づいて前記協調用リソースを決定する。このように協調先の基地局１２０における協調用リソースの候補である空き無線通信リソースの情報を含む協調送信開始応答に基づいて協調用リソースを決定することにより、協調元の基地局１１０は、決定した協調用リソースの情報を協調先の基地局１２０に送信する必要がなくなる。従って、協調送信の初期化処理の効率化を図ることができる。特に、この場合は、協調先の基地局１２０における協調用リソースの候補である空き無線通信リソースを協調元の基地局１１０に提示するため、協調用リソースとして優先的に設定することができる。
また、上記実施形態によれば、協調元の基地局１１０は、協調先の基地局１２０に協調用リソースの候補を含む協調送信開始要求を送信し、その協調送信開始要求を受信した協調先の基地局１２０から、その協調用リソースの候補について使用可能か否かを判断した判断結果を含む協調送信開始応答を受信し、その協調送信開始応答に基づいて前記協調用リソースを決定してもよい。この場合も、協調元の基地局１１０は、決定した協調用リソースの情報を協調先の基地局１２０に送信する必要がなくなる。従って、協調送信の初期化処理の効率化を図ることができる。特に、この場合は、協調元の基地局１１０の空き無線通信リソースを協調用リソースの候補として協調先の基地局１２０に提示することができるため、協調元の基地局１１０における空き無線通信リソースを、協調用リソースとして優先的に設定することが可能になる。

【0083】

なお、本明細書で説明された処理工程並びに移動通信システム、基地局及び通信端末装置（端末、ユーザ端末装置、移動局）の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。

【0084】

ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、Ｎｏｄｅ Ｂ、通信端末装置、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。

【0085】

また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる各部は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置や記憶装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。

【0086】

また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。

【符号の説明】

【0087】

１０ 通信システム
１１０ 協調元の基地局（第１の基地局）
１２０ 協調先の基地局（第２の基地局）
１１１、１２１ データ収斂プロトコル層（ＰＤＣＰ層）
１１２、１２２ 無線リンク制御層（ＲＬＣ層）
１１３、１２３ メディアアクセス制御層（ＭＡＣ層）
１１４、１２４ 物理層（ＰＨＹ層）
１１５、１２５ 基地局間通信部
１１６、１２６ スケジューラ
１１７、１２７ 制御部
１１８、１２８ 協調用リソース制御部
１３０ コアノード
２１０、２２０、２２１、２２２ 端末
Ａ セル境界エリア

【先行技術文献】

【特許文献】

【0088】

【特許文献1】特開２０１２−１７８８２２号公報

【0089】

【非特許文献1】厳 宝山、岡廻 隆生、林 秀樹、「複数基地局間協調送信のためのネットワーク制御システムの基本設計と実装」、電気通信学会２０１０年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集、１１９頁

【要約】

【課題】複数の基地局から複数の通信端末に対して、同一の無線リソースを用いてデータを協調送信することができる通信システム、基地局及び通信制御方法を提供する。
【解決手段】第１の基地局は、セル境界エリアに第１の通信端末が在圏しているとき、第１の通信端末における第２の基地局からの干渉を抑制するように第１の基地局からの送信信号に適用する干渉抑制パラメータの値を取得する。第２の基地局は、第２の基地局のセルに在圏している第２の通信端末に対する希望データを複製して第１の基地局に送信する。第１の基地局は干渉抑制パラメータの値と第１の通信端末に対する希望データと第２の基地局から受信した第２の通信端末に対する希望データ及びデータ協調送信の制御情報とに基づいて送信信号を生成し、第２の基地局は第２の通信端末に対する希望データの送信信号を生成する。各基地局は所定のデータ協調送信タイミングで送信信号を協調送信する。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】