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WO2011125131A1 - 無線通信システム - Google Patents

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Publication number
WO2011125131A1
WO2011125131A1 PCT/JP2010/002589 JP2010002589W WO2011125131A1 WO 2011125131 A1 WO2011125131 A1 WO 2011125131A1 JP 2010002589 W JP2010002589 W JP 2010002589W WO 2011125131 A1 WO2011125131 A1 WO 2011125131A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
base station
wireless communication
communication terminal
data transmission
cooperation
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/002589
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
小野　豪
藤嶋　堅三郎
桑原　幹夫
Original Assignee
株式会社日立製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立製作所 filed Critical 株式会社日立製作所
Priority to CN201080065755.XA priority Critical patent/CN102823314B/zh
Priority to JP2012509190A priority patent/JP5516721B2/ja
Priority to EP10849378.4A priority patent/EP2557875A4/en
Priority to US13/639,779 priority patent/US9320042B2/en
Priority to PCT/JP2010/002589 priority patent/WO2011125131A1/ja
Publication of WO2011125131A1 publication Critical patent/WO2011125131A1/ja

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
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    • H04L5/0091—Signalling for the administration of the divided path, e.g. signalling of configuration information
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    • H04W92/16—Interfaces between hierarchically similar devices
    • H04W92/20—Interfaces between hierarchically similar devices between access points

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system having a plurality of base stations, and more particularly to a wireless communication system in which a plurality of base stations cooperate to perform data transmission with one or more wireless communication terminals.
  • the wireless communication terminal at the cell edge has a sufficient signal degradation due to SINR (Signal to Interference and Noise Ratio) due to the distance attenuation of the desired wave power from the base station to which it belongs and the influence of interference waves from adjacent base stations. I can't get the rate.
  • SINR Signal to Interference and Noise Ratio
  • a base station cooperation technique is known in which base stations cooperate with each other to perform data transmission with the wireless communication terminal. It is the successor to 3GPP (3rd Generation Generation Partnership Project) LTE (Long Term Term Evolution) (Non-Patent Documents 1 and 2), which is widely adopted as the 9th generation wireless communication system in the world, and 4th generation wireless communication.
  • Base station cooperation technology is also expected to be included in the standard in LTE-A (Long Term Evolution-Advanced) (Non-Patent Document 3), which is also a system candidate.
  • 3GPP is classifying base station collaboration technologies into two types: CoordinatedulScheduling and Joint ⁇ Processing.
  • Coordinated Scheduling uses BF (Beam Forming) for each base station to give strong directivity to transmitted signals, avoiding interference between adjacent base stations, and improving SINR Technology.
  • Joint® Processing is a technology that improves the transmission rate by allowing one terminal to transmit data to multiple base stations at the same time.
  • the transmission method when data transmission is performed simultaneously with a plurality of base stations includes site diversity in which a plurality of base stations transmit the same signal and improve desired signal power at the terminal, and a plurality of antennas possessed by the plurality of base stations.
  • multi-point MIMO operations include SU transmission (Single-User transmission: select one wireless communication terminal and perform data transmission to that wireless communication terminal), MU-MIMO transmission (Multi-User-MIMO transmission: MIMO Are used for data transmission to a plurality of wireless communication terminals).
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • downlink downlink
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • a wireless communication terminal receives a pilot signal from a base station to which it belongs and an adjacent base station, and performs channel estimation. Further, based on the channel estimation result, the channel quality when using multipoint MIMO transmission, the number of MIMO ranks, and the desired precoding matrix are calculated.
  • the wireless communication terminal transmits at least one of these and a list of base stations participating in the cooperative transmission to the base station to which the wireless communication terminal belongs by using an uplink (uplink) control signal.
  • the base station that has received the information notifies the cooperation scheduler unit that is responsible for radio resource allocation in cooperation with the base station.
  • the cooperative scheduler unit selects an optimum wireless communication terminal, data transmission method, subcarrier to be used, and the like, and notifies the result to the base station that performs cooperative transmission.
  • the optimum wireless communication terminal can be selected separately for each OFDMA subcarrier. For example, when performing network MIMO transmission between the base stations 1 and 2 and the wireless communication terminals 1 and 2, in the subcarriers 1 to 12, both base stations perform multipoint MIMO communication to the wireless communication terminal 1, In subcarriers 13 to 24, both base stations may perform multipoint MIMO communication with the radio communication terminal 2.
  • Multi-point MIMO transmission methods for SU transmission include: (1) Open-Loop MIMO transmission that does not require specification of precoding matrix from wireless communication terminals, and wireless communication terminals use MMSE (Minimum Mean like normal MIMO) Square (Error) or MLD (Maximum Likelihood Detection). (2) Use Closed-Loop MIMO transmission such as E-SDM (Eigen-Space Division-Multiplexing). (3) Transmit diversity using STTD (Space Time Transmit Diversity) is available.
  • each base station generates a signal based on each method after exchanging necessary data between base stations that perform cooperative transmission before transmission to the wireless communication terminal. Transmit to the wireless communication terminal.
  • the wireless communication terminal decodes the signal based on the method selected by the base station and receives data.
  • a wireless communication terminal subject to multipoint MIMO transmission receives a desired signal instead of interference from a base station participating in cooperation. Thus, the channel capacity is greatly improved.
  • the wireless communication terminal receives a pilot signal from the base station to which the wireless communication terminal belongs and an adjacent base station, and performs channel estimation. Furthermore, based on the channel estimation result, the channel quality when using multipoint MIMO transmission, the number of MIMO ranks, the desired precoding matrix, and the channel matrix with multiple base stations are calculated.
  • the wireless communication terminal transmits at least one of these and a list of base stations participating in the cooperative transmission to the base station to which the wireless communication terminal belongs by using an uplink control signal.
  • the base station that has received the information notifies the cooperation scheduler unit that is responsible for radio resource allocation in cooperation with the base station.
  • the cooperative scheduler unit selects an optimal combination of wireless communication terminals, a data transmission method, a subcarrier to be used, and the like, and notifies the base station that performs cooperative transmission.
  • the optimum combination of wireless communication terminals can be selected separately for each OFDMA subcarrier. For example, when performing network MIMO transmission between the base stations 1 and 2 and the wireless communication terminals 1, 2, and 3, both base stations perform network MIMO communication with the wireless communication terminals 1 and 2 in the subcarriers 1 to 12. In subcarriers 13 to 24, both base stations may perform network MIMO communication with the wireless communication terminals 2 and 3.
  • a ZF (Zero-Forcing) method is used as a multi-point MIMO transmission method in MU-MIMO transmission, which performs precoding using an inverse matrix of a channel matrix on the transmission side (Non-Patent Document 4).
  • DPC Density Paper Coding
  • ZF can be realized with a simple principle, but depending on the inverse of the channel matrix, amplification exceeding the upper limit of the transmission power is required and there is a problem that the channel capacity deteriorates.
  • DPC is superior to ZF in terms of channel capacity, but has the problem of a large amount of calculation.
  • a method using LQ decomposition is known as one of the DPC implementation methods.
  • a channel matrix is decomposed into a product of a lower triangular matrix and a unitary matrix, and precoding by pre-equalization processing based on the lower triangular matrix and Hermitian transposition of the unitary matrix is performed on the transmission side.
  • This procedure is a calculation amount that can be actually implemented, and a unitary matrix is used for precoding, so that the signal amplitude is not greatly amplified as in the case of ZF.
  • interference from the adjacent cell is canceled, so that the channel capacity is improved.
  • 3GPP TS36.201 v8.1.0 (2007-11) 3GPP TS36.211, TS36.212, TS36.212 v8.4.0 (2008-9) 3GPP TR36.814 V0.0.1 (2008-9) Laurence Mailaender, "Indoor Network MIMO Performance with Regularized Zero-Forcing Transmission", IEEE ISSSTA 2008, pp.124-128, '08 / 8
  • a wireless communication terminal periodically transmits a control signal for notifying the base station of the channel quality with the base station to which the wireless communication terminal belongs. Also, when performing MIMO transmission, it is necessary to transmit the number of MIMO ranks and the index of the desired precoding matrix. In addition, in order for base stations to perform data transmission in cooperation with each other, each wireless communication terminal uplinks the channel quality, the number of MIMO ranks, and the index of the desired precoding matrix when performing cooperative transmission. Must be periodically transmitted to the base station using the radio resources. Furthermore, when transmission to a plurality of radio communication terminals is performed, a channel matrix between the radio communication terminal and all base stations participating in the coordinated transmission must be transmitted to the base station using uplink radio resources.
  • each wireless communication terminal consumes uplink wireless resources to transmit information necessary for the above-described cooperation to the base station. Therefore, as the number of wireless communication terminals belonging to the base station increases, the consumption of uplink radio resources used for information transmission necessary for cooperation increases, and as a result, the radio resources that can be used for uplink user data transmission are compressed. .
  • the amount of calculation required between base stations for radio resource allocation increases, that is, the processing amount of the cooperative scheduler unit increases.
  • the resource block is a unit used for radio resource allocation, and is a set of continuous subcarriers.
  • an optimal wireless communication terminal for SU transmission In data transmission by a single base station that does not use cooperation, an optimal wireless communication terminal for SU transmission, an optimal wireless communication terminal combination for MU-MIMO transmission, and a wireless communication terminal belonging to the base station You can choose from.
  • an optimal wireless communication terminal or a combination thereof must be selected from all wireless communication terminals belonging to a plurality of base stations participating in the cooperation.
  • a wireless communication system includes a first base station, a second base station connected by a wired network, A wireless communication terminal that performs at least one of single data transmission for data transmission from one base station and cooperative data transmission for data transmission from a plurality of base stations.
  • the wireless communication terminal is notified of a condition indicating a case where data transmission is possible, and when the communication quality of the propagation path matches the condition, the wireless communication terminal transmits information necessary for cooperative data transmission to the base station.
  • the configuration is as follows.
  • the condition is, for example, that the communication quality of the propagation path is below a certain threshold.
  • extra information is not used for information necessary for cooperative data transmission, and resources can be allocated to other user data transmission.
  • FIG. 6 is a graph showing how the number of bits used for one feedback change per wireless communication terminal when the cooperative wireless communication terminal rate is changed in the first embodiment. 6 is a graph showing the uplink radio resource bandwidth in bits per radio communication terminal used for one feedback when the cooperative radio communication terminal rate is changed. It is a figure which shows the database used for cooperation scheduling. It is a figure which shows a CQI distribution table. It is a figure which shows a network block diagram when a certain Backhaul line cannot be used.
  • OFDMA Orthogonal Downlink Data transmission
  • SC-FDMA Single Carrier-Frequency Division Multiple Access
  • FIG. 2 shows a network configuration corresponding to the wireless communication system of the present embodiment.
  • a plurality of base stations 100 are arranged to constitute cells, and wireless communication terminals 200 belonging to each base station 100 are scattered in the cells.
  • Each base station 100 is connected to the core network 1 via the gateway device 2. It is assumed that the base station 100 and the gateway device 2 are wired using an optical fiber or the like (however, even if the connection between the base station 100 and the gateway device 2 is wireless, application of this embodiment is hindered) Absent).
  • the gateway device 2 includes a cooperative scheduler unit 190 responsible for radio resource allocation in cooperative transmission, and each base station 100 includes a communication IF (Interface) with the cooperative scheduler unit.
  • IF Interface
  • the cooperative scheduler unit 190 will be described as being disposed in the gateway device 2. However, the cooperative scheduler unit 190 may be installed separately as an individual device or in any one of the base stations 100. It can be installed, and in any case, application of this embodiment is not hindered.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a device configuration example of the base station 100.
  • the user data addressed to the radio communication terminal 200 received from the gateway device 2 is accumulated in the buffer of the data signal processing unit 101, and transferred to the signal transmission unit 110 as soon as radio resources are allocated.
  • the user data transferred from the signal receiving unit 120 to the data signal processing unit 101 is transferred to the core network 1 via the gateway device 2.
  • the control signal processing unit 102 transmits and receives control signals between the base station 100 and the radio communication terminal 200 via the signal transmission unit 110 and the signal reception unit 120 as necessary.
  • the in-station scheduler 105 manages radio resource allocation for single base station transmission, performs scheduling based on information from the data signal processing unit 101 and the control signal processing unit 102, and notifies the result.
  • the intra-station scheduler 105 includes a cooperative scheduler unit IF (Interface) 106 that is an interface with the cooperative scheduler unit 190, and the data signal processing unit 101 is another base station that performs cooperative transmission.
  • a coordinated base station IF107 which is an interface with 100, is provided.
  • the signal transmission unit 110 When the signal transmission unit 110 receives the data signal from the data signal processing unit 101 or the control signal from the control signal processing unit 102, the signal generation unit 111 first performs processing such as error correction coding, modulation, precoding, etc. Generate symbols to be transmitted from the antenna. Subcarrier map section 112 allocates this symbol to any subcarrier in any OFDMA symbol. Next, pilot insertion section 113 inserts pilot symbols used by radio communication terminal 200 for downlink channel estimation at appropriate positions. Finally, the OFDM modulator 114 performs IDFT (Inverse Discrete Fourier Transform) processing and CP (Cyclic Prefix) insertion, and outputs a baseband OFDM signal. The baseband OFDM signal output from the signal transmission unit 110 is sent to the RF processing unit 103, and is independently subjected to digital-analog conversion, up-conversion, and amplification processing, and transmitted from the antenna 104 to the radio communication terminal 200.
  • IDFT Inverse Discrete Fourier Transform
  • CP Cyclic
  • the RF processing unit 103 performs amplification processing, down-conversion, and analog-digital conversion processing, and sends the result to the SC-FDMA demodulator 124.
  • SC-FDMA demodulator 124 performs CP removal, DFT processing, and IDFT processing for SC-FDM reception, sends the pilot signal portion of the output to channel estimation section 131, and sends the rest to MIMO receiver 123 .
  • Channel estimation section 131 performs uplink channel estimation based on the pilot signal, and sends the estimated channel matrix to MIMO receiver 123 and CQI / PMI / RI calculation section 132.
  • MIMO receiver 123 performs MIMO reception processing using MMSE and MLD on the output of SC-FDMA demodulator 124 based on this channel matrix, and sends the output for each layer to inverse subcarrier map section 122.
  • Inverse subcarrier map section 122 performs processing opposite to that performed by subcarrier map section 212 in radio communication terminal 200, and outputs a received symbol sequence.
  • the signal decoding unit 121 performs demodulation and error correction decoding processing on this output, and among the signals obtained as a result, the user data signal is sent to the data signal processing unit 101 and the control signal is sent to the control signal processing unit 102.
  • the CQI / PMI / RI calculation unit 132 performs uplink CQI (Channel Quality Indication: Channel Quality), PMI (Precoding Matrix Indicator: precoding matrix desired by the wireless communication terminal), RI (Rank) based on the channel matrix. Indication: rank in MIMO transmission) is calculated and notified to the control signal processing unit 102.
  • the notified CQI, PMI, and RI are held in the control signal processing unit 102 or held in a memory that can be referred to by the control signal processing unit 102. Operation flows of the in-station scheduler 105, the control signal processing unit 102, and the data signal processing unit 101 in the base station 100 will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 8, respectively.
  • FIG. 6A shows an operation flow when the in-station scheduler 105 receives a scheduling request (FIG. 7C: 342, FIG. 8B: 362) from the control signal processing unit 102 or the data signal processing unit 101.
  • the in-station scheduler 105 receives the scheduling request (FIG. 6A: 301)
  • the in-station scheduler 105 first determines whether it is a downlink or uplink scheduling request (302). If it is a downlink scheduling request, the intra-station scheduler 105 determines whether to perform cooperative transmission (303). Specifically, when the cooperation information of the corresponding wireless communication terminal 200 has been acquired and the necessary QoS (Quality of Service) cannot be satisfied without cooperation, it is determined that cooperative transmission is performed.
  • the future operation branches depending on the determination result (304).
  • the intra-station scheduler 105 requests the coordinated scheduler unit 190 for coordinated scheduling via the coordinated scheduler unit IF106 (305). After that, when the in-station scheduler 105 receives the cooperation scheduling result (FIG. 10: 410) from the cooperation scheduler 190 (306), the in-station scheduler 105 notifies the control signal processing unit 102 and the data signal processing unit 101 of the result. (308, 309), and the process ends (310). On the other hand, if it is determined that the coordinated transmission is unnecessary (No in 304), the in-station scheduler 105 simply determines based on the received data information (eg, data amount, QoS, etc.) and the downlink CQI, PMI, and RI.
  • the received data information eg, data amount, QoS, etc.
  • Radio resource allocation by one base station transmission is performed (307). Then, the in-station scheduler 105 notifies the control signal processing unit 102 and the data signal processing unit 101 of the radio resource allocation result in 307 (308, 309), and ends the processing (310). On the other hand, if it is an uplink scheduling request at 302, the intra-station scheduler 105 allocates radio resources by single base station transmission based on received data information (for example, QoS) and uplink CQI, PMI, RI. (307), the result is notified to the control signal processing unit 102 and the data signal processing unit 101 (308, 309), and the processing ends (310).
  • received data information for example, QoS
  • uplink CQI, PMI, RI uplink CQI, PMI, RI.
  • FIG. 6B is an operation flow when the in-station scheduler 105 receives the cooperation scheduling result notified by the cooperation scheduler unit 190 (FIG. 10: 410).
  • the in-station scheduler 105 receives the cooperative scheduling result (FIG. 6B: 311), it notifies the control signal processing unit 102 and the data signal processing unit 101 of the result (312, 313), and ends the processing (314).
  • FIG. 6A when it is determined that coordinated transmission is performed in its own base station and a coordinated scheduling request is made (305, 306), the coordinated scheduling result is accepted (305, 306). This is an example (313) of accepting a cooperation scheduling result when a cooperation data transfer is requested from.
  • FIG. 7A is an operation flow when the control signal processing unit 102 of the base station receives single transmission information from the radio communication terminal 200.
  • the control signal processing unit 102 extracts the CQI value in the single transmission included therein.
  • CQI there are Wideband CQI indicating the quality of all bands and subband CQI indicating CQI for each subband.
  • Wideband CQI is targeted, and it is simply described as CQI.
  • the control signal processing unit 102 updates the CQI distribution table owned by itself based on the CQI value (322).
  • the CQI distribution table is the table shown in FIG.
  • This table shows a histogram of CQI values of the wireless communication terminals 200 belonging to the base station 100, and shows the number of wireless communication terminals (562) for each CQI value (561).
  • This CQI distribution table is held in the control signal processing unit 102 or held in a storage medium such as a memory that can be referred to by the control signal processing unit 102 itself.
  • control signal processing unit 102 increments the number of terminals corresponding to the received CQI value by 1, and updates the CQI distribution table.
  • the control signal processing unit 102 increases the number of wireless communication terminals that transmit the cooperative transmission information notification signal by increasing the value of the cooperative transmission threshold (325). It is not always necessary to increase the number, and the current state may be maintained. If the cooperative transmission threshold is updated (326), the control signal processing unit 102 transmits a threshold notification signal to the wireless communication terminal 200 in order to inform the terminal of the update (327). ), The process is terminated (328). On the other hand, if the cooperative transmission threshold is not updated, the process is terminated without transmitting the threshold notification signal.
  • the threshold value to be transmitted to the terminal is determined with reference to the CQI distribution table.
  • the threshold value may be determined by another determination method or set by an external input. May be good.
  • FIG. 7B is an operation flow when the control signal processing unit 102 receives the intra-station scheduler resource allocation result (FIG. 6A: 308, FIG. 6B: 312).
  • the control signal processing unit 102 repeats the following processing for all the wireless communication terminals specified by the resource allocation result (332).
  • the control signal processing unit 102 checks whether or not radio resources are allocated to the corresponding radio communication terminal 200 (333), and if so, generates a resource allocation signal (334).
  • the resource allocation signal is a signal for notifying the radio communication terminal 200 of the allocated radio resource, and its packet format will be described later with reference to FIG. 11B.
  • control signal processing unit 102 suspends data transmission until the next transmission timing for the radio communication terminal 200 to which no resource is allocated (335). If the next transmission timing is LTE, for example, the next subframe transmission may be considered.
  • the above processing is repeated for all the wireless communication terminals (336), the generated resource allocation signal is transmitted (337), and the processing is terminated (338).
  • FIG. 7C is an operation flow when the control signal processing unit 102 receives a resource allocation request signal from the wireless communication terminal 200 (341). At this time, uplink scheduling is requested to the in-station scheduler 105 (342), and the process ends (343).
  • FIG. 7D is a flow when the control signal processing unit 102 receives the cooperation information notification signal transmitted by the wireless communication terminal 200 (FIG. 9B 385). Receiving this (346), the control signal processing unit 102 updates the cooperation information to be held (347) and ends the processing (348). Details of the format and the like of the cooperation information notification signal will be described later with reference to FIG.
  • FIG. 8A is an operation flow when the data signal processing unit 101 of the base station receives the resource allocation result (FIG. 6A: 309, FIG. 6B: 313) from the in-station scheduler.
  • the resource allocation result is received (351)
  • the data signal processing unit 101 determines whether the resource allocation is for the downlink or the uplink (352). If it is a downlink signal, the data signal processing unit 101 further determines whether or not to perform coordinated transmission (353). If coordinated transmission is performed, the data signal processing unit 101 communicates with other base stations 100 participating in the coordinated transmission. Necessary user data is exchanged (354).
  • the data signal processing unit 101 transfers necessary data from the buffer in the data signal processing unit 101 to the signal transmission unit 110 regardless of whether or not it cooperates (355), and ends the processing (357).
  • the data signal processing unit 101 reserves a buffer in preparation for data reception (356).
  • FIG. 8B is an operation flow when the data signal processing unit 101 receives user data addressed to the wireless communication terminal 200 from the gateway device 2.
  • user data is received (361)
  • downlink scheduling is requested to the in-station scheduler 105 (362), and the process is terminated (363).
  • User data generated by an upper layer such as a MAC (Medium Access Control) layer in the wireless communication terminal 200 is stored in a buffer of the data signal processing unit 201 and transferred to the signal transmission unit 210 as soon as radio resources are allocated.
  • the user data transferred from the signal receiving unit 220 to the data signal processing unit 201 is passed to the upper layer.
  • the control signal processing unit 202 transmits and receives control signals between the base station 100 and the wireless communication terminal 200 via the signal transmission unit 210 and the signal reception unit 220 as necessary.
  • the signal transmission unit 210 When the signal transmission unit 210 receives the data signal from the data signal processing unit 201 or the control signal from the control signal processing unit 202, the signal generation unit 211 first performs processing such as error correction coding, modulation, and precoding. A symbol to be transmitted from each antenna is generated. Subcarrier map section 212 allocates the output symbols to any subcarrier in any SC-FDMA symbol. Next, pilot insertion section 213 inserts pilot symbols used by base station 100 for uplink channel estimation at appropriate positions.
  • the SC-FDMA modulator 214 performs SC-FDMA DFT processing, IDFT processing, and CP insertion, and outputs a baseband SC-FDMA signal.
  • the signal transmission unit 210 sends the output baseband SC-FDMA signal to the RF processing unit 203, and the RF processing unit 203 performs digital-analog conversion, up-conversion, and amplification processing of the baseband SC-FDMA signal independently of each other. Transmission is performed from the application antenna 204 toward the base station 100.
  • the RF processing unit 203 performs amplification processing, down-conversion, and analog-digital conversion processing on the signal, and sends the signal to the OFDM demodulator 224.
  • OFDM demodulator 224 performs CP removal and DFT processing, sends the pilot signal portion of the output to channel estimation section 231, and sends the rest to MIMO receiver 223.
  • the channel estimation unit 231 performs downlink channel estimation based on the pilot signal, and sends the estimated channel matrix to the MIMO receiver 223 and the CQI / PMI / RI calculation unit 232.
  • the MIMO receiver 223 performs MIMO reception processing using MMSE or MLD on the output of the OFDM demodulator 224 based on this channel matrix, and sends the output for each layer to the inverse subcarrier map unit 222.
  • Inverse subcarrier map section 222 performs processing opposite to that performed by subcarrier map section 112 in base station 100, and outputs a received symbol sequence.
  • the signal decoding unit 221 performs demodulation and error correction decoding processing on this output, and sends the resulting signal to the data signal processing unit 201 for the user data signal and to the control signal processing unit 202 for the control signal.
  • the CQI / PMI / RI calculation unit 232 calculates downlink CQI, PMI, and RI based on the channel matrix and notifies the control signal processing unit 202 of them.
  • the threshold included in the threshold notification signal transmitted from CQI, PMI, RI, or the base station is held by the control signal processing unit 202 itself, or held in a memory that can be referred to by the control signal processing unit 202.
  • FIG. 9A is an operation flow when the control signal processing unit 202 in the radio communication terminal 200 receives the resource allocation signal (FIG. 7B: 337) transmitted by the base station 100.
  • a resource allocation signal is received (371)
  • FIG. 9B is an operation flow when the control signal processing unit 202 receives the threshold notification signal transmitted by the base station 100 (FIG. 7A: 327).
  • the control signal processing unit 202 extracts the cooperative transmission threshold included in the signal (382), and compares the CQI of the wireless communication terminal itself with the notified cooperative transmission threshold (383). ).
  • the control signal processing unit 202 determines that the wireless communication terminal itself is eligible to transmit cooperative information to the base station. Therefore, the control signal processing unit 202 requests an uplink resource for transmitting cooperation information (384), and transmits a cooperation information notification signal using the allocated resource (385).
  • the comparison result of 382 indicates that its own CQI is equal to or greater than the cooperative transmission threshold, the wireless communication terminal itself determines that it is not qualified to transmit the cooperative information to the base station, and ends the processing as it is (386).
  • the control signal processing unit 202 compares the processing of 382 and 383, that is, its own CQI and the threshold at an arbitrary timing of the wireless communication terminal, not when the threshold notification signal is received, and requires cooperation.
  • a determination of NO may be made.
  • the necessity of cooperation may be determined at a timing such as when re-acquiring its own CQI or when acquiring information indicating that the use of uplink resources is low.
  • the threshold value may not be received from the base station, and may be held in advance in the wireless communication terminal.
  • the cooperative scheduler unit 190 is configured in the gateway device 2 and also includes an IF 191. And, it is wired to the in-station scheduler via the IF 191 and the cooperative scheduler IF 106 in the base station 100).
  • the base station 100 and the gateway device 2 are connected by wire, but wireless may be used.
  • the cooperation scheduler unit 190 is configured in the gateway device 2, but other than the gateway device 2, it can be configured as a device that controls the cooperation of a plurality of base stations, or any one of the plurality of base stations.
  • the representative base station may be configured.
  • FIG. 19 is an example of a database to be referred to when the cooperative scheduler unit 190 performs radio resource allocation.
  • This database stores the arrival time 552 of user data, the amount of data 553, the instantaneous throughput 554 and the average throughput 555 when cooperative transmission is performed for the wireless communication terminal 200 designated by 551.
  • the cooperation scheduler 190 calculates the amount of wireless resources that require data based on the data arrival time 552 and the data amount 553, and determines the priority of each wireless communication terminal 200 based on the cooperation instantaneous throughput 554 and the average throughput 555.
  • a method using Proportional Fairness for selecting the wireless communication terminal 200 having a large value obtained by dividing the cooperative instantaneous throughput 554 by the average throughput 555 can be considered.
  • the database shown in FIG. 19 is an example, and this database may take other configurations.
  • FIG. 10 is an operation flow when the cooperative scheduler unit 190 receives the cooperative scheduling request requested by the in-station scheduler 105 (FIG. 6A: 305).
  • the cooperation scheduler unit 190 Upon receiving the cooperation scheduling request (401), the cooperation scheduler unit 190 first selects one or more wireless communication terminals 200 having a high priority (402). This selection method uses Proportional Fairness using the database of FIG. 19 as described above. The subsequent processing is repeated for all wireless communication terminals that require cooperation (403).
  • the cooperative scheduler 190 determines whether or not MU-MIMO transmission is possible (404), and if possible, allocates radio resources by MU-MIMO transmission (407).
  • the cooperative scheduler unit 190 determines whether or not radio resource allocation in SU transmission is possible (405), and if possible, allocates radio resources in SU transmission (406). .
  • the coordination scheduler unit 190 gives up radio resource allocation to the radio communication terminal 200, and then determines the priority.
  • One or more expensive wireless communication terminals 200 are selected (408). Then, the cooperation scheduler 190 repeats the above processing until the processing for the corresponding wireless communication terminal 200 is completed or there are no radio resources that can be allocated (409).
  • the cooperation scheduler unit 190 When this repetition is completed, the cooperation scheduler unit 190 notifies the intra-station scheduler 105 of the radio resource allocation result as a cooperation scheduling result (410), and ends the processing (411). Note that the operation flow of the cooperative scheduler operation 190 is an example, and may be based on another scheduling rule.
  • FIG. 11A shows a packet format of a threshold notification signal that base station 100 transmits to radio communication terminal 200.
  • This packet format defines conditions for data transmission in which base stations cooperate with each other.
  • the format identifier 501 is used for distinction from other control signals.
  • the threshold type 502 is used to specify the type of threshold stored in this signal. Examples of types here include Wideband CQI and subband CQI.
  • the cooperative transmission threshold is stored.
  • the cooperative transmission threshold is determined by the flow of FIG. 7A, for example.
  • the threshold value is determined and updated based on the CQI distribution.
  • a value determined in advance may be set instead of the CQI distribution.
  • Option 504 is a field that can be used for other extensions.
  • FIG. 11B is a packet format of a signal (resource allocation signal) in which base station 100 notifies the result of radio resource allocation to radio communication terminal 200 to which radio resources for coordinated transmission are allocated by coordinated scheduler unit 190. .
  • the format identifier 521 is used to distinguish from other control signals.
  • Allocation resource block designation 522 designates the location of a downlink resource block for base station to perform data transmission in cooperation with the corresponding wireless communication terminal 200.
  • the resource block in this case refers to a plurality of consecutive OFDMA symbols and a plurality of consecutive subcarriers within those OFDMA symbols, and is used as a unit of downlink radio resource allocation.
  • the power control 523 is a field related to power control.
  • the HARQ information 524 notifies the process number in HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) transmission.
  • the transport block-specific information 525 is a field that exists as many as the number of transport blocks to be transmitted, and includes an MCS 525-1 for each transport block and a new HARQ bit 525-2 that distinguishes whether or not HARQ is newly transmitted.
  • the cooperative information 526 stores a base station that performs cooperative transmission, a transmission method used for cooperative transmission, and the like.
  • Precoding information 527 stores an index of a precoding matrix used for cooperative transmission or a quantized value.
  • FIG. 12 is a packet format of a cooperation information notification signal transmitted from the wireless communication terminal 200 to the cooperation scheduler unit 190 via the base station 100, FIG. 12A is for Open-Loop MIMO, and FIG. The one for MIMO is shown.
  • the cooperation information notification signal according to these packet formats includes information necessary for cooperation.
  • the cooperation method 531 is a field for designating a transmission method used for cooperative transmission.
  • Cooperation base station set 532 notifies the set of base stations 100 used for cooperation.
  • the wideband CQI 533 for cooperation notifies CQI in all OFDMA subcarriers when the cooperative transmission designated by the cooperation method 531 is performed.
  • the cooperation method 541 is a field for designating a transmission method used for cooperative transmission.
  • the cooperation base station set 542 notifies the set of base stations used for cooperation.
  • the wideband CQI 543 for cooperation notifies the CQI in all OFDMA subcarriers when the cooperative transmission specified by the cooperation method 541 is performed.
  • the subband-specific information 544 exists as many as the number of subbands, and is a propagation matrix that is a field for storing a value obtained by quantizing a propagation matrix between the base station 100 and the wireless communication terminal 200 specified by the cooperative base station set 542. Includes 544-1.
  • radio communication terminals 200-1 to 200-6 analyze the synchronization signal, and both the synchronization information and cell IDs of the base stations 100-1 and 100-2 with both base stations are analyzed. It is assumed that information necessary for data transmission with the base station has been acquired.
  • radio communication terminals 200-1, 200-2, 200-3 belong to the cell of base station 100-1
  • radio communication terminals 200-4, 200-5, 200-6 belong to base station 100-2. Assume that you belong to a cell.
  • Base stations 100-1 and 100-2 regularly transmit pilot signals (601-1 and 601-2), and each wireless communication terminal monitors them and both base stations 100-1 and 100- Calculate the channel matrix from 2.
  • interference components from the base station to which it does not belong may be an obstacle. Avoid by some means.
  • avoidance means in a resource in which a certain base station transmits a pilot signal, other base stations refrain from data transmission. After the pilot is spread, the wireless communication terminal performs despreading. Means for improving the SINR are known and any of them may be used.
  • Each wireless communication terminal calculates CQI / PMI / RI when performing single base station transmission by the base station to which it belongs based on the channel matrix calculated above, and uses the result as single transmission information. As feedback to the base station to which it belongs using the control signal channel (602-1 to 602-6). Receiving this, the base stations 101 and 102 generate a threshold notification signal and transmit it to the wireless communication terminals according to the flow of FIG. 7A (603-1, 603-2). The wireless communication terminals 200-1 to 200-6 that have received this compare the cooperative transmission threshold (FIG. 11A: 503) included in the threshold notification signal with its own CQI according to the flow of FIG. Decide whether to send
  • the wireless communication terminals 200-3 and 200-5 request uplink resources from the base stations 100-1 and 100-2, respectively, in order to transmit the cooperation information notification signal (604-3 and 604-5), Receiving this, base stations 100-1 and 100-2 perform uplink resource allocation according to FIG. 7C (605-3 and 605-5). Thereafter, the wireless communication terminals 200-3 and 200-5 feed back the cooperation information notification signal (using the format of FIG. 12B) to the base stations 100-1 and 100-2 using the allocated resources (606- 3, 606-5).
  • FIG. 13 is a sequence from the time when the user data addressed to the wireless communication terminal arrives at the base station to the base station after the sequence shown in FIG. 1 until the actual cooperative transmission by MU-MIMO transmission.
  • the base stations 100-1 and 100-2 have acquired cooperation information of the wireless communication terminals 200-3 and 200-5, respectively, cooperative transmission is performed for these two wireless communication terminals. Attempts to perform single base station transmission for other wireless communication terminals.
  • user data addressed to wireless communication terminals 200-1, 200-2, 200-3 arrives at base station 100-1 (611-1), and wireless communication terminals 200-4, 200-5 arrive at base station 100-2.
  • 200-6 user data arrives (611-2).
  • the in-station scheduler 105 of each base station performs scheduling by single base station transmission for the radio communication terminals 200-1, 200-2, 200-4, and 200-6, respectively.
  • information regarding the beam forming pattern (BF) beam such as a beam forming pattern may be exchanged with neighboring base stations through the cooperative base station IF 107 and used for scheduling (612).
  • the base stations 100-1 and 100-2 request cooperative scheduling from the cooperative scheduler unit 190 via the cooperative scheduler unit IF106 in order to perform cooperative transmission to the radio communication terminals 200-3 and 200-5. (613-1, 613-2).
  • the cooperation scheduler unit 190 accepts this request, according to the flow of FIG. 10, radio resources are allocated to the radio communication terminals 200-3 and 200-5 by cooperative transmission, and the result is notified to the base stations 100-1 and 100-2. (614-1, 614-2).
  • the base stations 100-1 and 100-2 exchange user data necessary for the designated cooperative transmission through the cooperative base station IF 107 (615). Thereafter, the base station transmits user data together with a resource allocation signal to the wireless communication terminal.
  • base station 100-1 performs user data transmission by single base station transmission to radio communication terminals 200-1 and 200-2 (616-1, 616-2), and base station 100 -2 performs user data transmission by single base station transmission to the radio communication terminals 200-4 and 200-6 (616-4 and 616-6). Furthermore, the base station 100-1 and the base station 100-2 perform user data transmission by cooperative transmission to the line communication terminals 200-3 and 200-5 using MU-MIMO (617).
  • the wireless communication terminals 200-1 to 200-6 that have received this perform user data reception processing according to the resource allocation signal. Thereafter, the wireless communication terminals 200-1 to 200-3 return an ACK signal indicating the reception result to the base station 100-1, and the wireless communication terminals 200-4 to 200-6 return an ACK signal indicating the reception result (618). -1 to 618-6).
  • the cooperation scheduler unit 190 only needs to perform the cooperation scheduler processing for the radio communication terminals 200-3 and 200-5, and thus reduces the processing amount of the cooperation scheduling, which has a larger calculation amount than the single base station transmission scheduling. I can do things.
  • FIG. 18 shows that when this embodiment is applied, the ratio of wireless communication terminals 200 that perform cooperative transmission to all wireless communication terminals 200 (hereinafter referred to as the cooperative wireless communication terminal rate) It is a graph which shows how the feedback amount to transmit changes.
  • FIG. 18A shows how the number of bits used in one feedback per wireless communication terminal changes when the cooperative wireless communication terminal rate is changed based on the packet format of the cooperation information notification signal in FIG. 12A. It is a graph.
  • the linkage method and the linkage base station set (Fig. 12A: 531 and 532) are combined with 4 bits, Wideband CQI for linkage (533) with 4 bits, Subband CQI for linkage and RI for linkage (534-1, 534-2) is combined into 3 bits.
  • 901, 902, 903, and 904 in FIG. 18A indicate the results when the number of subbands is 5, 13, 21, and 28, respectively.
  • the cooperative wireless communication terminal rate is 1.0, it is equal to the result when this embodiment is not applied, and it can be confirmed that the number of feedback bits is reduced by applying this embodiment.
  • FIG. 18B shows, based on the packet format of the cooperation information notification signal of FIG. 12B, when the cooperation wireless communication terminal rate is changed, the uplink wireless resource band used by one feedback per wireless communication terminal in bits. It is a represented graph. However, the cooperative method and the cooperative base station set (Fig. 12B: 541, 542) are combined with 4 bits, Wideband CQI (543) for cooperation is 4 bits, and the channel matrix (544-1) is 12 (6 ⁇ 2) bits. It is said. In FIG. 21 (b), 911, 912, 913, and 914 indicate the results when the number of subbands is 5, 13, 21, and 28, respectively.
  • the cooperative wireless communication terminal rate is 1.0, it is equal to the result when the present embodiment is not applied, and it can be confirmed that the number of feedback bits is reduced by applying the present embodiment.
  • each wireless communication terminal transmits information necessary for single base station transmission to the base station at a certain timing, but does not transmit information necessary for cooperative transmission at that timing.
  • Each base station determines a threshold used to determine whether or not the wireless communication terminal feeds back information necessary for cooperative transmission based on information necessary for single transmission collected from the wireless communication terminals. This threshold value is dynamically changed by the base station so that uplink radio resources are not compressed by feedback of information necessary for cooperative transmission.
  • the base station notifies the determined threshold to the wireless communication terminal.
  • the wireless communication terminal that has received this compares this communication quality with this threshold, and if the communication quality is inferior to the threshold, the wireless communication terminal determines that it is eligible to participate in cooperative transmission, and information necessary for cooperative transmission. Feedback.
  • the communication quality of itself exceeds the threshold value, feedback of information necessary for cooperative transmission is not performed, and as a result, data transmission by a single base station is received.
  • the wireless communication terminal is transmitting information necessary for cooperative transmission to the base station.
  • the base station appropriately sets a threshold value, the number of wireless communication terminals that feed back information necessary for cooperation can be controlled. Therefore, there is an effect that the amount of uplink radio resources used by the cooperation information transmission is reduced, and the amount of radio resources available for uplink transmission of user data is increased.
  • the cooperative scheduler unit does not perform the radio resource allocation process for all radio communication terminals, but may perform radio resource allocation by cooperative transmission for radio communication terminals that require coordinated transmission. There is an effect that the accompanying increase in the processing amount can be reduced.
  • the base stations 100-1 and 100-2 acquire the cooperation information notification signals from the radio communication terminals 200-3 and 200-5 according to the sequence of FIG. 1, as in the first embodiment. It shall be. 14, user data arrival to base stations 100-1 and 100-2 (611-1 and 611-2), BF beam information exchange (612), and cooperation schedule request to cooperation scheduler unit 190 (613 -1, 613-2) The process up to this point is the same as in Example 1.
  • base stations 100-1 and 100-2 perform cooperative transmission by SU transmission to wireless communication terminal 200-3, and give up data transmission to wireless communication terminal 200-5 (actual Is suspended until the next transmission timing.) It is assumed that the base station 100-1 and 100-2 are notified of this decision (621-1, 621-2). In response, the base station 100-1 transfers the user data of the wireless communication terminal 200-3 to the base station 100-2 (622). Further, exactly as in the first embodiment, the base station 100-1 is a resource allocation signal to the radio communication terminals 200-1 and 200-2, and the base station 100-2 is a resource allocation signal to the radio communication terminals 200-4 and 200-6. And user data are transmitted by single base station transmission (616-1, 616-2, 616-4, 616-6).
  • the base stations 100-1 and 100-2 transmit user data to the wireless communication terminal 200-3 by cooperative transmission using SU transmission (623). Thereafter, the wireless communication terminals 200-1 to 200-3 return an ACK signal indicating the reception result to the base station 100-1 (618-1 to 618-3), and the wireless communication terminals 200-4 and 200-6 An ACK signal indicating the reception result is returned to the base station 100-2 (618-4, 618-6).
  • uplink radio resources can be saved because only limited radio communication terminals feed back link information.
  • the processing amount required for cooperative scheduling can be reduced.
  • the radio communication terminal 200-5 is deferred in resource allocation until the next transmission timing, the radio communication terminal 200-3 can occupy two base stations 100-1 and 100-2. From the standpoint of -3, the throughput improvement in cooperative transmission is higher than in the first embodiment.
  • a sequence when using BF in which base stations cooperate with each other will be described as an example of Coordinated scheduling with reference to FIG.
  • base stations 100-1 and 100-2 have acquired cooperation information from radio communication terminals 200-3 and 200-5 in accordance with the sequence of FIG.
  • the beam pattern desired by each wireless communication terminal is acquired as cooperation information. That is, the radio communication terminal 200-3 uses the beam candidate that maximizes the signal component of the base station 100-1 that is the affiliated base station and the beam that minimizes the signal component of the base station 100-2 that is the interfering base station. Are notified to the base station 100-1 by the cooperation information notification signal.
  • the radio communication terminal 200-5 minimizes the beam candidate that maximizes the signal component of the base station 100-2 that is the affiliated base station and the signal component of the base station 100-1 that is the interference base station.
  • the beam candidate is notified to the base station 100-2 by the cooperation information notification signal.
  • the base stations 100-1 and 100-2 make a coordinated scheduling request to the coordinated scheduling function 190 with these pieces of information (FIG. 15: 631-1 and 631-2).
  • the cooperation scheduler 190 determines an optimum beam pattern, and notifies both base stations as a result of the cooperation scheduling (632-1, 632-2). Since Embodiments 1 and 2 were coordinated transmissions by Joint Processing, data exchange between both base stations was necessary after this, but in principle this embodiment is unnecessary.
  • Data transmission to the radio communication terminals 200-1, 200-2, 200-4, and 200-6 is normally performed by single base station transmission (616-1, 616-2, 616-4) as in the previous embodiment. 616-6). Further, the base station 100-1 transmits data to the radio communication terminal 200-3 using the beam pattern specified by 632-1 (633-3), and the base station 100-2 is addressed to the radio communication terminal 200-5. Data transmission is performed with the beam pattern specified in 632-2 (633-5). The wireless communication terminals receiving these data return ACK to the base stations to which they belong (618-1 to 618-6).
  • a wireless communication terminal when a wireless communication terminal transmits a cooperation information notification signal to a base station, it does not request an uplink resource from the base station each time (sequence in FIG. 1), but reserves it in advance. Shows a sequence to be multiplexed using a spreading code in the assigned resource.
  • the wireless communication terminal receives the pilot from the base station (Fig. 16: 601-1 and 601-2), and feeds back single transmission information to the base station based on it (602-1 to 602-6). 1 is the same as in FIG. 1 until the base station receiving the threshold signal transmits the threshold notification signal (603-1, 603-2).
  • the wireless communication terminal transmits a cooperation information notification signal using the wireless resource determined after spreading the cooperation information without requesting the base station to secure an uplink resource band (641 -3, 641-5).
  • the base station Upon receiving this, the base station performs despreading as appropriate to extract the base signal.
  • the format shown in FIG. 17 is stored in the option field 504 of the threshold notification signal shown in FIG. 11A.
  • a field 591 in FIG. 17 stores a list of other base stations that the base station that transmits the threshold notification signal desires to cooperate with.
  • Reference numeral 592 denotes a field for storing detailed information related to the first base station (referred to as base station xx) that desires cooperation. Specifically, the field (592-1) indicating the amount (congestion amount) of wireless communication terminals in the cell of the base station xx, and the field indicating the throughput and congestion amount of the Backhaul line between the own base station and the base station xx ( 592-2) and a field (592-3) indicating the status of scheduling load in the base station xx.
  • 593 is a field for storing detailed information related to the second base station (referred to as base station xx) that desires cooperation, and the same fields (593-1, 593-2, 593-) as those in base station xx. 3) including. Thereafter, this field is repeated by the number of necessary base stations.
  • the base station 100-1 stores only the base station 100-2 as the cooperation desired base station in the field 591 of the threshold notification signal.
  • base station 100-3 stores only base station 100-2.
  • the base station 100-2 stores both the base stations 100-1 and 100-3 as the cooperation desired base stations in the field 591.
  • the wireless communication terminal belonging to the base station 100-1 feeds back only the cooperation information with the base station 100-2, and the terminal belonging to the base station 100-3 has only the cooperation information with the base station 100-2. Feedback.
  • the terminal belonging to the base station 100-2 feeds back cooperation information with both the base stations 100-1 and 100-3.
  • the base station can tell the wireless communication terminal which base station with which the cooperation information is desired to be fed back.
  • the base station 100-1 and the base station 100-3 cannot cooperate with each other due to circumstances such as the Backhaul line, but the radio belonging to the base station 100-1 There arises a problem that the communication terminal feeds back the cooperation information with the base station 100-3.
  • this embodiment can avoid this problem, and uplink radio resources can be effectively used.
  • Core network 2 Gateway device 100: Base station 190: Linked scheduler section 200: Wireless communication terminal

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Abstract

無線リソースの効率的な利用を考慮した基地局間が連携するデータ伝送制御を実現することを目的とする。　本発明の一態様である無線通信システムは、第一の基地局と、有線ネットワークで接続される第二の基地局と、一つの基地局からデータ伝送される単一データ伝送と、複数の基地局から連携してデータ伝送される連携データ伝送と、の少なくとも一方を行う無線通信端末と、を備え、基地局は、連携データ伝送が可能な場合を示す条件を無線通信端末に通知し、無線通信端末は、伝搬路の通信品質がその条件に合致した場合は、連携データ伝送の必要な情報を基地局に送信する、という構成とした。

Description

無線通信システム
　本発明は、複数基地局を有する無線通信システムに関し、特に、複数の基地局が連携して1以上の無線通信端末とのデータ伝送を行う無線通信システムに関する。
　無線通信においては、セルエッジにいる無線通信端末は、所属基地局からの所望波電力の距離減衰、隣接基地局からの干渉波の影響によりSINR（Signal to Interference and Noise Ratio）が劣化し充分なユーザレートが得られない。この問題を解決し、セルエッジ無線通信端末のユーザレートを改善する技術として基地局同士が連携して無線通信端末とのデータ伝送を行う基地局連携技術が知られている。第3．9世代の無線通信システムとして世界で広く採用が決まっている3GPP（3rd Generation Partnership Project） LTE（Long Term Evolution）（非特許文献1及び2）の後継であり、第4世代の無線通信システムの1候補でもあるLTE-A（Long Term Evolution-Advanced）（非特許文献3）においても基地局連携技術は標準に盛り込まれる見込みである。
　3GPPにおいては、基地局連携技術をCoordinated Scheduling、Joint Processingの2種に分類し検討を進めている。Coordinated Schedulingは、各基地局がBF（Beam Forming）を用いて送信信号に強い指向性を持たせ、隣接する基地局同士で信号が重ならないようにする事で干渉を回避し、SINRを改善する技術である。一方、Joint Processingは、1端末が同時に複数の基地局とデータ伝送を行う事で伝送レートを改善する技術である。複数の基地局と同時にデータ伝送を行う際の伝送方式は、複数の基地局が同一の信号を送信し端末での所望信号電力を改善するサイトダイバーシチと、複数の基地局が持つ複数のアンテナを用いてMIMO伝送を行うマルチポイントMIMOがある。　ここではマルチポイントMIMOの動作を、SU伝送（Single User伝送：1つの無線通信端末を選択しその無線通信端末に対してデータ伝送を行う。）、MU-MIMO伝送（Multi User-MIMO伝送：MIMOを応用して複数の無線通信端末に対してデータ伝送を行う。）に分類して説明する。尚、以降の説明においては、無線リソースの多重方式としてLTEのダウンリンク（下り）で採用されているOFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を前提としているが、本願明細書では、OFDMAに限らずTDMA（Time Division Multiple Access）、CDMA（Code Division Multiple Access ）など他の多重方式に対しても適用可能である。
　SU伝送においては、無線通信端末は自身が所属する基地局及び、隣接する基地局からのパイロット信号を受信し、チャネル推定を行う。さらに、チャネル推定結果に基づき、マルチポイントMIMO伝送を利用した際のチャネルの品質、MIMOのランク数、希望するプレコーディング行列を計算する。無線通信端末は、これらのうち少なくとも1つとさらに連携伝送に参加する基地局のリストをアップリンク（上り）の制御信号を用いて所属する基地局に送信する。これらを受信した基地局は基地局連携における無線リソースの割当てを担う連携スケジューラ部にこれらの情報を通知する。連携スケジューラ部はこれらの情報に基づき、最適な無線通信端末、データ伝送方式、利用するサブキャリア等を選び、その結果を連携伝送する基地局に通知する。尚、最適な無線通信端末はOFDMAのサブキャリア毎に別々に選ぶ事も可能である。例えば、基地局1，2と無線通信端末1，2の間でネットワークMIMO伝送を行う際に、サブキャリア1～12においては両基地局が無線通信端末1に対してマルチポイントMIMO通信を行い、サブキャリア13～24においては両基地局が無線通信端末2に対してマルチポイントMIMO通信を行うといった利用も考えられる。
　SU伝送におけるマルチポイントMIMO伝送方式としては、（1）無線通信端末からのプレコーディング行列の指定を必要としないOpen-Loop MIMO伝送を行い、無線通信端末は通常のMIMOと同様にMMSE（Minimum Mean Square Error）やMLD（Maximum Likelihood Detection）などで受信を行う。（2）E-SDM（Eigen Space Division Multiplexing）などのClosed-Loop MIMO伝送を利用する。（3）STTD（Space Time Transmit Diversity）などを用いた送信ダイバーシチなどが利用可能である。いずれの場合においても、無線通信端末への伝送の前に、連携伝送を行う基地局同士での必要なデータ交換を行ったうえで各基地局は各方式に基づいた信号を生成し、対象の無線通信端末に送信する。無線通信端末は基地局が選択した方式に基づいて信号の復号を行い、データを受信する。上記（1）～（3）のいずれの方式においても、マルチポイントMIMO伝送の対象となった無線通信端末は、連携に参加する基地局からは干渉の代わりに自身の所望信号を受信する事になるので、チャネル容量が大きく改善する。
　一方、MU-MIMO伝送においても、1無線通信端末伝送と同様に、無線通信端末は自身が所属する基地局及び、隣接する基地局からのパイロット信号を受信し、チャネル推定を行う。さらに、チャネル推定結果に基づき、マルチポイントMIMO伝送を利用した際のチャネルの品質、MIMOのランク数、希望するプレコーディング行列、複数基地局とのチャネル行列を計算する。無線通信端末は、これらのうち少なくとも1つとさらに連携伝送に参加する基地局のリストをアップリンクの制御信号を用いて所属する基地局に送信する。これらを受信した基地局は基地局連携における無線リソースの割当てを担う連携スケジューラ部にこれらの情報を通知する。連携スケジューラ部はこれらの情報に基づき、最適な無線通信端末の組合せ、データ伝送方式、利用するサブキャリア等を選び、その結果を連携伝送する基地局に通知する。尚、最適な無線通信端末の組合せはOFDMAのサブキャリア毎に別々に選ぶ事も可能である。例えば、基地局1，2と無線通信端末1，2，3の間でネットワークMIMO伝送を行う際に、サブキャリア1～12においては両基地局が無線通信端末1，2に対してネットワークMIMO通信を行い、サブキャリア13～24においては両基地局が無線通信端末2，3に対してネットワークMIMO通信を行うといった利用も考えられる。
　MU-MIMO伝送におけるマルチポイントMIMO伝送方式としては、（1）送信側でチャネル行列の逆行列によるプレコーディングを行うZF（Zero Forcing）方式を利用する（非特許文献4）。（2）干渉信号に関する情報の活用によりチャネル容量を改善するDPC（Dirty Paper Coding）を利用する。などが考えられる。ZFは単純な原理で実現が可能だが、チャネル行列の逆行列によっては送信電力の上限を超える増幅が必要になりチャネル容量が劣化する問題がある。一方、DPCはチャネル容量の点ではZFより優れるが、計算量が多いという問題がある。そこで、DPCの実現方式の一つとして、LQ分解を用いる方式が知られている。この方式では、チャネル行列を下三角行列とユニタリ行列の積に分解し、送信側で下三角行列に基づいた事前等化処理とユニタリ行列のエルミート転置によるプレコーディングを施す。この手順は現実に実装可能な計算量であり、またプレコーディングにはユニタリ行列を用いるので、ZFの時のような信号振幅の極端な増幅は生じない。この結果、無線通信端末においては隣接セルからの干渉がキャンセルされるのでチャネル容量が改善する。
3GPP TS36.201 v8.1.0(2007-11) 3GPP TS36.211，TS36.212，TS36.212 v8.4.0(2008-9) 3GPP TR36.814 V0.0.1(2008-9) Laurence Mailaender, "Indoor Network MIMO Performance with Regularized Zero-Forcing Transmission", IEEE ISSSTA 2008, pp.124-128, '08/8
　一般に無線通信端末は、自身の所属する基地局との間のチャネル品質を基地局に通知する制御信号を定期的に送信している。また、MIMO伝送を行う際にはMIMOのランク数、希望するプレコーディング行列のインデックスも送信する必要がある。これらに加え、基地局同士が連携してデータ伝送を行うために、各無線通信端末は、連携伝送を行った際のチャネルの品質、MIMOのランク数、希望するプレコーディング行列のインデックスをアップリンクの無線リソースを用いて定期的に基地局に送信しなければならない。さらに複数無線通信端末への伝送を行う際には、無線通信端末と連携伝送に参加する全基地局との間のチャネル行列もアップリンクの無線リソースを用いて基地局に送信しなければならない。この様に、各無線通信端末は上述した連携に必要な情報を基地局に送信する為にアップリンクの無線リソースを消費する。従って、基地局に所属する無線通信端末が増えれば増えるほど、連携に必要な情報伝送に用いるアップリンク無線リソースの消費が増え、結果としてアップリンクのユーザデータ伝送に使用できる無線リソースが圧迫される。
　また、連携したデータ伝送を行うために、基地局同士が無線リソース割当てに要する計算量が増大する、すなわち連携スケジューラ部の処理量が増大する。例として、1リソースブロックへの無線リソース割当てを考える。ここで、リソースブロックとは無線リソース割当てに用いられる単位の事であり、連続したサブキャリアの集合であるとする。連携を用いない単一基地局によるデータ伝送においては、SU伝送であれば最適な無線通信端末を、MU-MIMO伝送であれば最適な無線通信端末の組合せを、基地局に所属する無線通信端末の中から選択すればよい。一方、基地局同士が連携したデータ伝送においては、連携に参加する複数の基地局に所属する全無線通信端末の中から、最適な無線通信端末もしくはその組合せを選択しなければならない。さらに、連携に参加する基地局の組合せや、前述した連携方式のいずれを採用するかなどの組合せも複数有り、単一基地局における無線リソース割当てに比べ、連携伝送における無線リソース割当ての複雑さは激増する。さらに、現実的にはリソースブロックは多数存在するので（例えば、LTEにおけるリソースブロックの最大数は110である。）、無線リソース割当ては複雑となる。
　上記課題の少なくとも一を解決するために、本発明の一態様である無線通信システムは、第一の基地局と、有線ネットワークで接続される第二の基地局と、
一つの基地局からデータ伝送される単一データ伝送と、複数の基地局から連携してデータ伝送される連携データ伝送と、の少なくとも一方を行う無線通信端末と、を備え、基地局は、連携データ伝送が可能な場合を示す条件を無線通信端末に通知し、無線通信端末は、伝搬路の通信品質がその条件に合致した場合は、連携データ伝送の必要な情報を基地局に送信する、という構成とした。
　ここで、条件とは、例えば、伝搬路の通信品質がある閾値未満であることである。
　本発明の一態様によると、連携データ伝送に必要な情報に、通信リソース余計に使用されなく、それ以外のユーザデータの伝送にリソースを割り当てることができる。
無線通信端末が閾値を参照して連携情報を送信するまでのシーケンス図である。 無線通信システムを示すネットワーク構成図である。 基地局の装置構成例を示す図である。 無線通信端末の装置構成例を示す図である。 ゲートウェイ装置の構成例を示す図である。 局内スケジューラのフロー（スケジューリング要請受理時）を示す図である。 局内スケジューラのフロー（連携スケジューリング要請受理時）を示す図である。 基地局内の制御信号処理部のフロー（単一伝送情報受信時）を示す図である。 基地局内の制御信号処理部のフロー（リソース割当結果受理時）を示す図である。 基地局内の制御信号処理部のフロー（リソース割当要求受信時）を示す図である。 基地局内の制御信号処理部のフロー（連携情報通知信号受信時）を示す図である。 基地局内のデータ信号処理部のフロー（リソース割当結果受理時）を示す図である。 基地局内のデータ信号処理部のフロー（ユーザデータ受信時）を示す図である。 端末内の制御信号処理部のフロー（リソース割当信号受信時）を示す図である。 端末内の制御信号処理部のフロー（閾値通知信号受信時）を示す図である。 連携スケジューラ部のフローを示す図である。 閾値通知信号のパケットフォーマットを示す図である。 リソース割当て信号のパケットフォーマットを示す図である。 連携情報通知信号のパケットフォーマットを示す図である。 連携情報通知信号のパケットフォーマット（MU-MIMO用）を示す図である。 MU-MIMOによる連携伝送のシーケンスを示す図である。 SU伝送を用いた連携伝送のシーケンスを示す図である。 Coordinated Schedulingによるシーケンスを示す図である。 連携情報通知信号に拡散を用いた際のシーケンスを示す図である。 閾値通知信号のオプション部のパケットフォーマット例を示す図である。 実施例1において、連携無線通信端末率を変化させた時に、1無線通信端末あたりが1回のフィードバックで利用するビット数がどう変化するかを表したグラフである。 連携無線通信端末率を変化させた時に、1無線通信端末あたりが1回のフィードバックで利用するアップリンクの無線リソース帯域をビットで表したグラフである。 連携スケジューリングに用いるデータベースを示す図である。 CQI分布テーブルを示す図である。 あるBackhaul回線が利用不可の時のネットワーク構成図を示す図である。
　以降の実施例は、3GPP LTEを参考にダウンリンクデータ伝送における多重方式にはOFDMAを、アップリンクデータ伝送における多重方式にはSC-FDMA（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）を利用する事を前提にしているが、本発明の適用範囲はこれらの方式を用いた無線通信システムに限定される事はなく、CDMA、TDMAをはじめとした他の多重通信方式にも適用可能である。
　本実施例では、無線通信端末が定期的に送信してくる単一基地局伝送で必要になる情報（以降、単一伝送情報と記載する。）を基に、基地同士が連携したデータ伝送（以降、連携伝送と記述する。）有無の閾値を決定し、その結果を無線通信端末に通知する際のシーケンスを説明する。尚、連携伝送有無の閾値の決定に当たって、無線通信端末が送信してくる連携伝送に必要な情報（以降、連携情報と記載する。）の総計が既定の値を超えないように決定する処理についても説明する。
　シーケンスの説明の前に、まず全体のネットワーク構成及び、基地局と無線通信端末のブロック図を説明する。
　図2は、本実施例の無線通信システムに相当するネットワーク構成を示す。無線通信システムには、複数の基地局100が配置されそれぞれセルを構成し、さらに各基地局100に所属する無線通信端末200がセル内に点在している。また、各基地局100はゲートウェイ装置2を介してコアネットワーク1と接続している。基地局100とゲートウェイ装置2の間は光ファイバ等を用いて有線接続されているものとする（ただし、基地局100とゲートウェイ装置2間の接続が無線であっても本実施例の適用を妨げない）。また、ゲートウェイ装置2は、連携伝送における無線リソース割当てを担う連携スケジューラ部190を有し、各基地局100は連携スケジューラ部との通信IF（Interface）を備えているものとする。尚、以降の説明において連携スケジューラ部190はゲートウェイ装置2内に配置されているものとして説明を行うが、連携スケジューラ部190は個別の装置として別個設置する事や、いずれかの基地局100内に設置する事も可能であり、いずれにしても本実施例の適用を妨げない。
　図3は、基地局100の装置構成例を示す図である。ゲートウェイ装置2から受信した無線通信端末200宛のユーザデータは、データ信号処理部101のバッファに蓄積され、無線リソースが割当てられ次第、信号送信部110に転送される。一方、信号受信部120からデータ信号処理部101に転送されてきたユーザデータは、ゲートウェイ装置2を介してコアネットワーク1に転送される。また、基地局100と無線通信端末200間の制御信号も必要に応じて制御信号処理部102が、信号送信部110、信号受信部120を介して送信、受信する。また局内スケジューラ105は、単一基地局伝送に関する無線リソース割当てを司り、データ信号処理部101と制御信号処理部102からの情報に基づきスケジューリングを行い、結果を通知する。さらに、連携伝送を実現する為に、局内スケジューラ105は連携スケジューラ部190との間のインターフェースである連携スケジューラ部IF（Interface）106を備え、データ信号処理部101は連携伝送を行う他の基地局100との間のインターフェースである連携基地局IF107を備えている。
　信号送信部110は、データ信号処理部101からのデータ信号あるいは制御信号処理部102からの制御信号を受理したら、まず信号生成部111によって誤り訂正符号化、変調、プレコーディングなどの処理を行い各アンテナから送信するシンボルを生成する。サブキャリアマップ部112は、このシンボルをいずれかのOFDMAシンボル内のいずれかのサブキャリアに割振る。次にパイロット挿入部113は、無線通信端末200がダウンリンクのチャネル推定に用いる為のパイロットシンボルを適切な位置に挿入する。最後にOFDM変調器114がIDFT（Inverse Discrete Fourier Transform）処理やCP（Cyclic Prefix）の挿入を施しベースバンドOFDM信号を出力する。信号送信部110が出力したベースバンドOFDM信号はRF処理部103に送られ、それぞれ独立にデジタル-アナログ変換、アップコンバート、増幅処理を施されアンテナ104から無線通信端末200に向けて送信される。
　一方、無線通信端末200からの信号をアンテナ104が受信した場合、RF処理部103は、増幅処理、ダウンコンバート、アナログ-デジタル変換処理を施しSC-FDMA復調器124に送る。SC-FDMA復調器124は、CPの除去、DFT処理、SC-FDM受信用のIDFT処理を行い、その出力のうちパイロット信号部分をチャネル推定部131に送り、それ以外をMIMO受信機123に送る。チャネル推定部131は、パイロット信号を基にアップリンクのチャネル推定を行い、推定されたチャネル行列をMIMO受信機123及びCQI/PMI/RI計算部132に送る。MIMO受信機123は、このチャネル行列を基にSC-FDMA復調器124の出力に対してMMSEやMLDを用いたMIMO受信処理を行いレイヤ毎の出力をそれぞれ逆サブキャリアマップ部122に送る。
　逆サブキャリアマップ部122は、無線通信端末200内のサブキャリアマップ部212で施された処理の逆の処理を行い、受信シンボル系列を出力する。この出力に対して信号復号部121は、復調、誤り訂正復号処理を行い、その結果得られた信号のうちユーザデータ信号はデータ信号処理部101に、制御信号を制御信号処理部102に送る。また、CQI/PMI/RI計算部132は、チャネル行列に基づき、アップリンクのCQI（Channel Quality Indication：チャネル品質）、PMI（Precoding Matrix Indicator：無線通信端末が希望するプレコーディング行列）、RI（Rank Indication：MIMO伝送時のランク）を計算し、制御信号処理部102に通知する。通知されたCQIやPMIやRIは、制御信号処理部102で保持されるか、制御信号処理部102が参照可能なメモリで保持される。　
　基地局100内の局内スケジューラ105と制御信号処理部102とデータ信号処理部101の動作フローをそれぞれ図6、図7、図8を用いて説明する。
　図6Aは局内スケジューラ105が制御信号処理部102あるいはデータ信号処理部101からのスケジューリング要請（図7C：342、図8B：362）を受理した時の動作フローである。局内スケジューラ105は、スケジューリング要請を受理すると（図6A：301）、局内スケジューラ105は、まずそれがダウンリンク、アップリンクのいずれのスケジューリング要請かを判断する（302）。ダウンリンクのスケジューリング要請であるならば、局内スケジューラ105は、連携伝送を行うか否かの判断を行う（303）。具体的には、該当無線通信端末200の連携情報が取得済みであり、連携無しでは必要なQoS（Quality of Service：サービス品質）が満足できない時に、連携伝送を行うと判断する。この判断結果によって今後の動作が分岐する（304）。連携伝送が必要であると判断したならば、局内スケジューラ105は、連携スケジューラ部IF106を介して、連携スケジューラ部190に連携スケジューリングを要請する（305）。その後、局内スケジューラ105は、連携スケジューラ部190からの連携スケジューリング結果（図10：410）を受理したら（306）、局内スケジューラ105は、その結果を制御信号処理部102、データ信号処理部101に通知し（308、309）、処理を終了する（310）。一方、連携伝送が不要であると判断したのであれば（304でNo）、局内スケジューラ105は、受信するデータ情報（例えばデータ量、QoSなど）とダウンリンクのCQI、PMI、RIに基づき、単一基地局伝送による無線リソース割当てを行う（307）。
そして、局内スケジューラ105は、307で無線リソース割当て結果を制御信号処理部102、データ信号処理部101に通知し（308、309）、処理を終了する（310）。一方、302においてアップリンクのスケジューリング要請であったならば、局内スケジューラ105は、受信するデータ情報（例えばQoSなど）とアップリンクのCQI、PMI、RIに基づき、単一基地局伝送による無線リソース割当てを行い（307）、結果を制御信号処理部102、データ信号処理部101に通知し（308、309）、処理を終了する（310）。
　図6Bは、局内スケジューラ105が、連携スケジューラ部190が通知してきた（図10：410）連携スケジューリング結果を受理した時の動作フローである。局内スケジューラ105は、連携スケジューリング結果を受理すると（図6B：311）、その結果を制御信号処理部102、データ信号処理部101に通知し（312、313）、処理を終了する（314）。なお、図6Aは、自らの基地局で連携伝送を行うと判断し連携スケジューリング要請を行った場合に、連携スケジューリング結果を受理しているが（305，306）、図6Bは、他の基地局からの連携データ転送を要請された場合に、連携スケジューリング結果を受理する例（313）である。
　図7Aは、基地局の制御信号処理部102が、無線通信端末200からの単一伝送情報を受信した際の動作フローである。制御信号処理部102は、単一伝送情報を受信すると（321）、その中に含まれる単一伝送におけるCQI値を取り出す。尚、CQIとしては、全バンドの品質を示すWideband CQIやサブバンド毎のCQIを示すサブバンドCQI等があるが、以降の説明ではWideband CQIを対象にし、それを単にCQIと記述するものとする。そして、制御信号処理部102は、そのCQI値に基づき自身が所持するCQI分布テーブルを更新する（322）。
　ここでCQI分布テーブルとは図20に示したテーブルである。このテーブルは、基地局100に所属する無線通信端末200のCQI値のヒストグラムを示しており、CQI値（561）毎の無線通信端末数（562）を示している。このCQI分布テーブルは、制御信号処理部102に、保持されているか、制御信号処理部102自身が参照可能な、メモリ等の記憶媒体に保持されている。
　つまり、図7Aの322では、制御信号処理部102が、受信したCQI値に該当する端末数を1増加させ、CQI分布テーブルを更新する。
　次に、制御信号処理部102は、CQI分布テーブルを参照し、「CQI<連携伝送閾値」を満たす無線通信端末200の数があらかじめ設定された既定値を超えているかを判定する（323）。具体的には、CQI値（561）の値がiである無線通信端末数（562）をn(i)とすると、「Σ_{i=0：閾値}n(i)>既定値」が成立するか否かを判定する。尚、ここでいう既定値は連携情報伝送に割り当てられるアップリンクの無線リソース量や、許容可能な干渉量を基に事前に決定されている。この結果が超えていれば（323のYes）、これは、連携伝送情報通知信号を送信してくる無線通信端末200の数が過剰でありアップリンクの無線リソースが圧迫される事を意味する。従って、これを回避するために制御信号処理部102は、「CQI<連携伝送閾値」を満たす無線通信端末200の数があらかじめ設定された既定値を超えないように連携伝送閾値の値を減少させる（324）。具体的には、「Σ_{i=0：I}n(i)<既定値」を満足する最大のIを連携伝送閾値の値とする。一方、323の判定結果が否（No）であるならば、これは連携伝送情報通知信号に必要なアップリンクの無線リソースに余裕があることを意味する。従って、この場合は制御信号処理部102は、連携伝送閾値の値を増加させることで、連携伝送情報通知信号を送信する無線通信端末の数を増やす（325）。尚、必ずしも増やす必要はなく現状を維持してもよい。そして、連携伝送閾値が更新されたのであれば（326）、その更新されたことを端末に周知するために、制御信号処理部102は、閾値通知信号を無線通信端末200に送信して（327）、処理を終了する（328）。一方、連携伝送閾値が更新されてなければ閾値通知信号の送信を行うことなく処理を終了する。
　なお、図7では、端末に送信する閾値を、CQI分布テーブルを参照して決定しているが、それ以外の決定方法に決定されたものであってもよいし、外部からの入力により設定されたものでもよい。
　図7Bは、制御信号処理部102が局内スケジューラリソース割当て結果（図6A：308、図6B：312）を受理した時の動作フローである。リソース割当て結果を受理すると（331）、制御信号処理部102は、リソース割当て結果で指定された全ての無線通信端末に対して以下の処理を繰り返す（332）。まず、制御信号処理部102は、該当の無線通信端末200に対して無線リソースが割当てられたのか検査し（333）、そうであるならばリソース割当て信号を生成する（334）。ここでリソース割当て信号とは、無線通信端末200に対して割当てられた無線リソースを通知する為の信号であり、そのパケットフォーマットは後で図11Bを用いて後述する。一方、制御信号処理部102は、リソースが割当てられなかった無線通信端末200に対しては次の送信タイミングまでデータ伝送を保留する（335）。次の送信タイミングは、LTEであれば、例えば次のサブフレーム送信時などが考えられる。以上の処理を全無線通信端末に対して繰返しそれが終了したならば（336）、生成したリソース割当て信号を送信し（337）、処理を終了する（338）。
　図7Cは、制御信号処理部102が無線通信端末200からのリソース割当て要求信号を受信した（341）時の動作フローである。この時は、局内スケジューラ105に対してアップリンクのスケジューリングを要請し（342）、処理を終了する（343）。
　図7Dは、制御信号処理部102が、無線通信端末200が送信した（図9B　385）連携情報通知信号を受信した時のフローである。これを受信した（346）制御信号処理部102は、保持する連携情報を更新し（347）、処理を終了する（348）。連携情報通知信号のフォーマット等の詳細については後で、図12を用いて説明する。
　図8Aは、基地局のデータ信号処理部101が局内スケジューラからリソース割当て結果（図6A：309、図6B：313）を受理した時の動作フローである。リソース割当て結果を受理したら（351）、まずデータ信号処理部101は、そのリソース割当てがダウンリンクのものかアップリンクのものかを判断する（352）。ダウンリンクのものであればさらに、データ信号処理部101は、連携伝送を行うかどうかの判断を行い（353）、連携伝送するのであれば連携伝送に参加する他の基地局100との間で必要なユーザデータの交換を行う（354）。その後は連携する、しないに関わらず、データ信号処理部101は、データ信号処理部101内のバッファから必要なデータを信号送信部110に転送し（355）、処理を終了する（357）。一方、リソース割当てがアップリンクのものであれば、データ信号処理部101は、データ受信に備え、バッファの確保を行う（356）。
　図8Bは、データ信号処理部101が、ゲートウェイ装置2から無線通信端末200宛のユーザデータを受信した時の動作フローである。ユーザデータを受信すると（361）、局内スケジューラ105に対してダウンリンクのスケジューリングを要請し（362）、処理を終了する（363）。
　次に、図4を用いて無線通信端末200の装置構成図を説明する。無線通信端末200内のMAC（Medium Access Control）層などの上位層が生成したユーザデータはデータ信号処理部201のバッファに蓄積され、無線リソースが割当てられ次第、信号送信部210に転送される。一方、信号受信部220からデータ信号処理部201に転送されてきたユーザデータは上位層に渡される。また、基地局100と無線通信端末200間の制御信号も必要に応じて制御信号処理部202が信号送信部210、信号受信部220を介して送信、受信する。
　信号送信部210は、データ信号処理部201からのデータ信号あるいは制御信号処理部202からの制御信号を受理したら、まず信号生成部211は、誤り訂正符号化、変調、プレコーディングなどの処理を行い各アンテナから送信するシンボルを生成する。サブキャリアマップ部212は、出力されたシンボルをいずれかのSC-FDMAシンボル内のいずれかのサブキャリアに割振る。次にパイロット挿入部213は、基地局100がアップリンクのチャネル推定に用いる為のパイロットシンボルを適切な位置に挿入する。
　最後にSC-FDMA変調器214が、SC-FDMA用のDFT処理やIDFT処理やCPの挿入を施しベースバンドSC-FDMA信号を出力する。信号送信部210が、出力したベースバンドSC-FDMA信号をRF処理部203に送り、RF処理部203は、ベースバンドSC-FDMA信号を、それぞれ独立にデジタル-アナログ変換、アップコンバート、増幅処理を施しアンテナ204から基地局100に向けて送信する。
　一方、基地局100からの信号をアンテナ204が受信した場合、RF処理部203は、その信号に増幅処理、ダウンコンバート、アナログ-デジタル変換処理を施しOFDM復調器224に送る。OFDM復調器224は、CPの除去、DFT処理を行い、その出力のうちパイロット信号部分をチャネル推定部231に送り、それ以外をMIMO受信機223に送る。チャネル推定部231は、パイロット信号を基にダウンリンクのチャネル推定を行い、推定されたチャネル行列をMIMO受信機223及びCQI/PMI/RI計算部232に送る。
　MIMO受信機223は、このチャネル行列を基にOFDM復調器224の出力に対してMMSEやMLDを用いたMIMO受信処理を行いレイヤ毎の出力をそれぞれ逆サブキャリアマップ部222に送る。逆サブキャリアマップ部222は、基地局100内のサブキャリアマップ部112で施された処理の逆の処理を行い、受信シンボル系列を出力する。この出力に対して信号復号部221は、復調、誤り訂正復号処理を行い、その結果得られた信号をユーザデータ信号はデータ信号処理部201に制御信号は制御信号処理部202に送る。また、CQI/PMI/RI計算部232は、チャネル行列に基づき、ダウンリンクのCQI、PMI、RIを計算し、制御信号処理部202に通知する。
　CQI、PMI，RIや基地局から送信される閾値通知信号に含まれる閾値は、制御信号処理部202自身で保持されるか、制御信号処理部202が参照可能なメモリで保持される。
　図9Aは、無線通信端末200内の制御信号処理部202が、基地局100が送信したリソース割当て信号（図7B：337）を受信した時の動作フローである。リソース割当て信号を受信したら（371）、それがダウンリンク、アップリンクのいずれのリソース割当てかを判断する（372）。ダウンリンクのものであればデータ信号処理部201にデータ受信に備える指令を出し（373）、アップリンクのものであればデータ信号処理部201にデータ送信を要請し（374）、処理を終了する（375）。
　図9Bは、制御信号処理部202が、基地局100が送信した（図7A：327）閾値通知信号を受信した時の動作フローである。閾値通知信号を受信したら（381）、制御信号処理部202は、この信号内に含まれる連携伝送閾値を取り出し（382）、無線通信端末自身のCQIと通知された連携伝送閾値を比較する（383）。この結果、制御信号処理部202は、無線通信端末自身のCQIの方が連携伝送閾値より小さければ、無線通信端末自身は連携情報を基地局に送信する資格があると判断する。従って、制御信号処理部202は、連携情報を送信する為のアップリンクリソースを要求し（384）、割り当てられたリソースを用いて連携情報通知信号を送信する（385）。一方、382の比較の結果、自身のCQIが連携伝送閾値以上であれば、無線通信端末自身は連携情報を基地局に送信する資格がないと判断し、そのまま処理を終了する（386）。
　図9Bでは、制御信号処理部202が、閾値通知信号を受信したときではなく、無線通信端末の任意のタイミングで、382，383の処理、つまり、自身のCQIと閾値とを比較し、連携要否の判断を行ってもよい。例えば、自身のCQIを再取得した場合、アップリンクのリソースの使用が少ないという情報を取得した場合などのタイミングで、連携要否の判断を行ってもよい。また、閾値は、基地局から受信したものでなくてもよく、あらかじめ無線通信端末に保持されていてもよい。
　次に図5、図10を用いて連携スケジューラ部190について説明する。図5に示すとおり、連携スケジューラ部190は、ゲートウェイ装置2内に構成され、IF191も有する。そして、そのＩＦ191と基地局100内の連携スケジューラIF106を介して、局内スケジューラと有線接続されている）。図2や図5では、基地局100とゲートウェイ装置2は有線接続されているが、無線を用いても構わない。また、本実施例では、連携スケジューラ部190をゲートウェイ装置2に構成しているが、ゲートウェイ装置2以外で、複数の基地局の連携を制御する装置に構成したり、複数の基地局のいずれかの代表基地局に構成してもよい。
　図19は、連携スケジューラ部190が無線リソース割当てを行う際に参照とするデータベースの一例である。本データベースには、551で指定される無線通信端末200に対する、ユーザデータの到着時刻552、そのデータ量553、連携伝送をした際の瞬時スループット554、平均スループット555が格納されている。連携スケジューラ190は、データ到着時刻552とデータ量553に基づき、データが必要な無線リソース量を計算し、連携瞬時スループット554と平均スループット555に基づき各無線通信端末200の優先度を決定する。優先度の決定方法としては、連携瞬時スループット554を平均スループット555で除算した値が大きい無線通信端末200を選択するProportional Fairnessなどを利用する方法が考えられる。尚、図19に示したデータベースは一例であり、本データベースは他の構成をとってもよい。
　図10は、連携スケジューラ部190が、局内スケジューラ105が要請してきた（図6A：305）連携スケジューリング要請を受理した時の動作フローである。連携スケジューラ部190は、連携スケジューリング要請を受理すると（401）、まず優先度の高い無線通信端末200を1つ以上選択する（402）。この選択の方式は、前述の通り図19のデータベースを用いたProportional Fairnessなどを利用する。以降の処理を連携が必要な全ての無線通信端末に対して繰り返す（403）。まず、連携スケジューラ部190は、MU-MIMO伝送が可能かどうか判断し（404）、可能であるならばMU-MIMO伝送による無線リソースを割当てる（407）。MU-MIMO伝送が不可であるならば、連携スケジューラ部190は、SU伝送での無線リソース割当てが可能かどうか判断し（405）、可能であるならばSU伝送での無線リソースを割当てる（406）。以上の処理が完了した場合、あるいは、該当する無線通信端末200に無線リソースが割当てられなかった場合、連携スケジューラ部190は、その無線通信端末200への無線リソース割当てを諦め、次に優先度の高い無線通信端末200を1つ以上選択する（408）。そして、連携スケジューラ部190は、該当する無線通信端末200に対する処理が完了するか、割当て可能な無線リソースがなくなるまで上記の処理を繰返す（409）。この繰返しが終了したら、前記の無線リソース割当て結果を、連携スケジューラ部190は、連携スケジューリング結果として局内スケジューラ105に通知し（410）、処理を終了する（411）。尚、本連携スケジューラ動作190の動作フローは一例であり、他のスケジューリング規範に基づいていてもよい。
　次に、図11、12を用いて、基地局同士が連携したデータ伝送を行う為に必要なパケットのフォーマットを説明する。図11Aは、基地局100が無線通信端末200に送信する閾値通知信号のパケットフォーマットである。このパケットフォーマットにより、基地局同士が連携したデータ伝送を行うための条件が規定される。フォーマットの識別子501は、他の制御信号との区別の為に用いる。閾値種別502は、本信号に格納されている閾値の種別を指定する為に用いる。ここでいう種別としては、Wideband CQIやサブバンドCQIなどが例に挙げられる。閾値503に、連携伝送閾値が格納される。連携伝送閾値は、たとえば、図7Aのフローにより決定されるものである。なお、本実施例では、CQI分布に基づいて閾値が決定、更新されるものとして説明したが、CQI分布に基づかず、あらかじめで決められた値を設定してもよい。
　オプション504はその他の拡張に利用可能なフィールドである。
　図11Bは、連携スケジューラ部190によって連携伝送用の無線リソースが割当てられた無線通信端末200に対して、基地局100が無線リソース割当ての結果を通知する信号（リソース割当て信号）のパケットフォーマットである。フォーマットの識別子521は、他の制御信号との区別の為に用いる。割当てリソースブロック指定522は、該当の無線通信端末200宛に、基地局同士が連携してデータ伝送を行う為のダウンリンクのリソースブロックの位置を指定する。尚、この場合のリソースブロックとは連続する複数のOFDMAシンボルとそれらOFDMAシンボル内の複数の連続するサブキャリアの事であり、ダウンリンクの無線リソース割当ての単位として利用される。電力制御523は、電力制御に関するフィールドである。HARQ情報524は、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)伝送におけるプロセス番号を通知する。トランスポートブロック別情報525は、送信するトランスポートブロック数分存在するフィールドで、トランスポートブロック毎のMCS525-1と、HARQの新規送信か否かを区別する新規HARQビット525-2が含まれる。
　連携情報526には、連携伝送を行う基地局、連携伝送に用いる伝送方式などを格納する。プレコーディング情報527には、連携伝送に用いるプレコーディング行列のインデックス、あるいは量子化された値を格納する。
　図12は、無線通信端末200が基地局100を経由して連携スケジューラ部190に送信する連携情報通知信号のパケットフォーマットであり、図12AはOpen-Loop MIMO用のものを、図12BはMU-MIMO用のものを示している。これらのパケットフォーマットに従う連携情報通知信号には、連携するために必要な情報が含まれている。
　まず、図12Aのパケットフォーマットの各フィールドを説明する。連携方式531は、連携伝送に用いる伝送方式を指定するフィールドである。連携基地局セット532は、連携に用いる基地局100のセットを通知する。連携用Wideband CQI533は、連携方式531で指定した連携伝送を行った際の、全OFDMAサブキャリアでのCQIを通知する。サブバンド別情報534は、サブバンドの数だけ存在し、連携伝送を行った際のサブバンド毎のCQIを格納する連携用サブバンドCQI534-1と、連携伝送を行った際のサブバンド毎のRIを格納する連携用サブバンドRI534-2からなる。
　次に図12Bのパケットフォーマットの各フィールドを説明する。連携方式541は、連携伝送に用いる伝送方式を指定するフィールドである。連携基地局セット542は、連携に用いる基地局のセットを通知する。連携用Wideband CQI543は、連携方式541で指定した連携伝送を行った際の、全OFDMAサブキャリアでのCQIを通知する。サブバンド別情報544は、サブバンドの数だけ存在し、連携基地局セット542で指定した基地局100と無線通信端末200との間の伝播行列を量子化した値を格納するフィールドである伝播行列544-1を含む。
　次に、図1と図13を用いて、MU-MIMO伝送による基地局同士が連携したデータ伝送のシーケンスを説明する。本シーケンスが開始するまでに、全無線通信端末200-1～200-6は、同期信号を解析し、基地局100-1及び100-2の両基地局との同期情報やセルIDなど、両基地局とのデータ伝送に必要な情報を取得しているものとする。ここで、無線通信端末200-1、200-2、200-3は基地局100-1のセルに所属し、無線通信端末200-4、200-5、200-6は基地局100-2のセルに所属しているものとする。基地局100-1、100-2は、それぞれ定期的にパイロット信号を送信しており（601-1、601-2）、各無線通信端末はそれらをモニタリングし両基地局100-1、100-2からのチャネル行列を計算する。このチャネル行列の計算にあたり、自身が所属していない基地局（例えば、無線通信端末200-1にとっては、基地局100-2）からの干渉成分が邪魔になる事があるが、これに対しては、何らかの手段で回避する。ここで、公知の回避手段の例としては、ある基地局がパイロット信号を送信するリソースでは、他の基地局はデータ送信を控える、パイロットに拡散処理を施したうえで無線通信端末が逆拡散を施しSINRを向上する、といた手段が知られており、いずれを用いてもよい。
　各無線通信端末は、上記で計算したチャネル行列を基に、自身が所属する基地局による単一基地局伝送を行った際の、CQI/PMI/RIを計算し、その結果を単一伝送情報として制御信号用のチャネルを用いて所属基地局にフィードバックする（602-1～602-6）。これを受信した基地局101、102は図7Aのフローに従い、閾値通知信号を生成し無線通信端末に送信する（603-1、603-2）。これを受信した無線通信端末200-1～200-6は、図9Bのフローに従い、閾値通知信号内に含まれる連携伝送閾値（図11A：503）と自身のCQIを比較し、連携情報通知信号を送信するか否かを決定する。
　以降、無線通信端末200-3、200-5の2つが連携情報通知信号を送信する事になったものとする。無線通信端末200-3、200-5は、連携情報通知信号を送信する為に、それぞれ基地局100-1、100-2にアップリンクのリソースを要求し（604-3、604-5）、これを受けた基地局100-1、100-2は図7Cに従いアップリンクリソースの割り当てを行う（605-3、605-5）。この後、無線通信端末200-3、200-5は、割り当てられたリソースを用いて連携情報通知信号（図12Bのフォーマットを利用）を基地局100-1、100-2にフィードバックする（606-3、606-5）。
　図13は図1のシーケンス後に、基地局に無線通信端末宛のユーザデータがゲートウェイ装置2から届いてから、実際にMU-MIMO伝送による連携伝送を行うまでのシーケンスである。図1のシーケンスにおいて基地局100-1、100-2は、それぞれ無線通信端末200-3、200-5の連携情報を取得しているので、これら2無線通信端末に対しては連携伝送を、それ以外の無線通信端末に対しては単一基地局伝送を施す事を試みる。まず、基地局100-1に無線通信端末200-1、200-2、200-3宛のユーザデータが届き（611-1）、基地局100-2に無線通信端末200-4、200-5、200-6宛のユーザデータが届く（611-2）。これを受けて、各基地局の局内スケジューラ105は、無線通信端末200-1、200-2、200-4、200-6に対して、それぞれ、単一基地局伝送によるスケジューリングを行う。ただし、この時、連携基地局IF107を通して、隣接基地局同士と、ビームの形成パターンなどBF（Beam Forming）用ビームに関する情報を交換し合い（612）スケジューリングに利用しても良い。
　一方、基地局100-1、100-2は、無線通信端末200-3、200-5に対して連携伝送を行う為に、連携スケジューラ部IF106を通し、連携スケジューラ部190に連携スケジューリングを要請する（613-1、613-2）。連携スケジューラ部190はこの要請を受理すると、図10のフローに従い、無線通信端末200-3、200-5に連携伝送による無線リソースを割当て、その結果を基地局100-1、100-2に通知する（614-1、614-2）。これを受けた基地局100-1、100-2は互いに連携基地局IF107を通して、指定された連携伝送を行うのに必要なユーザデータの交換を行う（615）。その後、基地局は無線通信端末に対してリソース割り当て信号と共に、ユーザデータの送信を行う。具体的には、基地局100-1は、無線通信端末200-1、200-2に対しては単一基地局伝送によるユーザデータ送信を行い（616-1、616-2）、基地局100-2は、無線通信端末200-4、200-6に対しては単一基地局伝送によるユーザデータ送信を行う（616-4、616-6）。さらに、基地局100-1、基地局100-2は、MU-MIMOを用いて線通信端末200-3、200-5に対して連携伝送によるユーザデータ送信を行う（617）。これを受信した無線通信端末200-1～200-6はリソース割当て信号に従い、ユーザデータの受信処理を行う。その後、無線通信端末200-1～200-3は基地局100-1に、無線通信端末200-4～200-6は基地局100-2に、受信の結果を示すACK信号を返信する（618-1～618-6）。
　この結果、連携伝送を必要とする無線通信端末200-3、200-5のみが連携情報を基地局にフィードバックする事で連携伝送が可能になる。従って、全無線通信端末が連携情報をフィードバックする場合に比べアップリンクの無線リソースが節約でき、その分が他のアップリンクのユーザデータの伝送に利用できる。
　また、連携スケジューラ部190は、無線通信端末200-3、200-5に対してのみ連携スケジューラ処理を行えばよいので、単一基地局伝送スケジューリングに比べ計算量が多い連携スケジューリングの処理量を減らす事ができる。
　図18は、本実施例を適用した際に、全無線通信端末200に対する連携伝送を行う無線通信端末200の割合（以降、連携無線通信端末率と記述する）により、無線通信端末1つあたりが送信するフィードバック量がどう変化するか示すグラフである。図18Aは、図12Aの連携情報通知信号のパケットフォーマットに基づき、連携無線通信端末率を変化させた時に、1無線通信端末あたりが1回のフィードバックで利用するビット数がどう変化するかを表したグラフである。ただし、連携方式と連携基地局セット（図12A：531、532）を併せて4ビット、連携用Wideband CQI（同533）を4ビット、連携用サブバンドCQIと連携用RI（同534-1、534-2）を併せて3ビットとしている。図18A中の901、902、903、904が、それぞれサブバンド数が5、13、21、28の結果を示している。連携無線通信端末率が1.0の時が本実施例を適用しない時の結果と等しくなり、本実施例を適用する事でフィードバックビット数が低減している事が確認できる。
　図18Bは、図12Bの連携情報通知信号のパケットフォーマットに基づき、連携無線通信端末率を変化させた時に、1無線通信端末あたりが1回のフィードバックで利用するアップリンクの無線リソース帯域をビットで表したグラフである。ただし、連携方式と連携基地局セット（図12B：541、542）を併せて4ビット、連携用Wideband CQI（同543）を4ビット、チャネル行列（544-1）を12（6×2）ビットとしている。図21(b)中の911、912、913、914が、それぞれサブバンド数が5、13、21、28の結果を示している。連携無線通信端末率が1.0の時が本実施例を適用しない時の結果と等しくなり、本実施例を適用する事でフィードバックビット数が低減している事が確認できる。
　以上説明したとおり、本実施例では、各無線通信端末は、単一基地局伝送に必要な情報をあるタイミングで基地局に送信するが、連携伝送に必要な情報はそのタイミングでは送信しない。各基地局は、無線通信端末から集めた単一伝送に必要な情報を基に、無線通信端末が連携伝送に必要な情報をフィードバックするか否かを判断するのに用いる閾値を決定する。この閾値は、連携伝送に必要な情報のフィードバックによりアップリンクの無線リソースが圧迫される事が無い様に基地局が動的に変更する。決定された閾値は、基地局が無線通信端末に通知する。これを受信した無線通信端末は自身の通信品質とこの閾値を比較し、通信品質が閾値より劣っているならば、自身は連携伝送に参加する資格があると判断し、連携伝送に必要な情報をフィードバックする。逆に、自身の通信品質が閾値を超えていれば、連携伝送に必要な情報のフィードバックは行わず、結果、単一基地局によるデータ伝送を受けることになる。
　本実施例によると、全部の無線通信端末が定期的に連携伝送に必要な情報を基地局に送信する必要がなくなり、単一伝送では十分な通信品質が確保できない無線通信端末すなわち連携伝送を必要としている無線通信端末が連携伝送に必要な情報を基地局に送信する事になる。また基地局が閾値を適切に設定する事によって、連携に必要な情報をフィードバックしてくる無線通信端末の数を制御する事ができる。従って、連携情報送信によるアップリンクの無線リソース使用量が低減し、ユーザデータのアップリンク伝送に利用できる無線リソース量が増える効果がある。
　また、連携スケジューラ部は、全無線通信端末に対して無線リソース割当て処理を行うのではなく、連携伝送が必要な無線通信端末に対して連携伝送による無線リソース割当てを行えば良いので、連携スケジューリングに伴う処理量の増大が軽減できる効果がある。
　本実施例では、図14を用いて、SU伝送による基地局同士が連携したデータ伝送のシーケンスを説明する。図14のシーケンスに先立ち、基地局100-1、100-2は、実施例1と同様に、図1のシーケンスに従って、無線通信端末200-3、200-5からの連携情報通知信号を取得しているものとする。その後の図14における、基地局100-1、100-2へのユーザデータ到達（611-1、611-2）、BF用ビーム情報交換（612）、連携スケジューラ部190に連携スケジュール要請する（613-1、613-2）ところまでは、実施例1と同様である。
　本実施例では、連携スケジューリングの結果、無線通信端末200-3に対して基地局100-1、100-2がSU伝送による連携伝送を行い、無線通信端末200-5に対するデータ送信をあきらめる（実際には、次の送信タイミングまで保留する。）決定を下し、その旨を基地局100-1、100-2に通知したものとする（621-1、621-2）。これを受けて、基地局100-1は、基地局100-2に対して無線通信端末200-3のユーザデータを転送する（622）。さらに実施例1と全く同様に、基地局100-1は無線通信端末200-1、200-2に、基地局100-2は無線通信端末200-4、200-6に対して、リソース割当て信号とユーザデータを単一基地局伝送にて送信する（616-1、616-2、616-4、616-6）。さらに、基地局100-1、100-2はSU伝送による連携伝送で無線通信端末200-3宛にユーザデータの送信を行う（623）。その後、無線通信端末200-1～200-3は基地局100-1に受信の結果を示すACK信号を返信し（618-1～618-3）、無線通信端末200-4、200-6は基地局100-2に受信の結果を示すACK信号を返信する（618-4、618-6）。
　この結果、実施例1と同様に、限定された無線通信端末のみが連携情報をフィードバックするのでアップリンクの無線リソースが節約できる。
　また、連携スケジューリングに要する処理量を減らす事ができる。
　また、無線通信端末200-5は次の送信タイミングまでリソース割当てが先送りされてしまうが、無線通信端末200-3は2つの基地局100-1、100-2を占有できる為、無線通信端末200-3の立場からは、連携伝送におけるスループット向上量が実施例1より高まる。
　本実施例では、図15を用いて、Coordinated Schedulingの一例として、基地局同士が連携したBFを利用した際のシーケンスを説明する。図15のシーケンスに先立ち、図1のシーケンスに従って、基地局100-1、100-2は、無線通信端末200-3、200-5から連携情報を取得しているものとする。ただし、ここでは、連携情報として各無線通信端末が希望するビームパターンを取得しているものとする。すなわち、無線通信端末200-3は、所属基地局である基地局100-1の信号成分を最大化するビームの候補と、干渉基地局である基地局100-2の信号成分を最小化するビームの候補を連携情報通知信号にて基地局100-1に通知している。同様に、無線通信端末200-5は、所属基地局である基地局100-2の信号成分を最大化するビームの候補と、干渉基地局である基地局100-1の信号成分を最小化するビームの候補を連携情報通知信号にて基地局100-2に通知している。基地局100-1、100-2はこれらの情報を添えて連携スケジューリング機能190に連携スケジューリング要請を行う（図15：631-1、631-2）。これを受けた連携スケジューラ部190は、最適なビームパターンを決定し、それを連携スケジューリング結果として、両基地局に通知する（632-1、632-2）。実施例1、2は、Joint Processingによる連携伝送であったので、この後、両基地局間でのデータ交換が必要であったが、本実施例では原則不要である。無線通信端末200-1、200-2、200-4、200-6宛のデータ伝送は前実施例と同様に通常に単一基地局伝送により行う（616-1、616-2、616-4、616-6）。さらに、基地局100-1は無線通信端末200-3宛に632-1で指定されたビームパターンでデータ送信を行い（633-3）、基地局100-2は無線通信端末200-5宛に632-2で指定されたビームパターンでデータ送信を行う（633-5）。これらのデータを受信した無線通信端末はそれぞれ所属する基地局にACKを返信する（618-1～618-6）。
　この結果Joint Processingの時と同様に、限定された無線通信端末のみがCoordinated Schedulingに必要なフィードバックを行うのでアップリンクの無線リソースが節約できると同時に、連携スケジューリングに要する処理量を減らす事ができる。またJoint Processingとは異なり、信号生成が単純で且つ基地局間でのユーザデータ伝送が不要であるので、最大スループットの観点からはJoint Processingに劣るものの、Backhaulの通信量や信号処理量の点からは優れている。
　本実施例では、図16を用いて、無線通信端末が基地局に連携情報通知信号を送信する時に、その都度基地局にアップリンクリソースを要求する（図1のシーケンス）のではなく、予め確保されたリソースにて拡散符号を用いて多重化するシーケンスを示す。無線通信端末が基地局からのパイロットを受信し（図16：601-1、601-2）、それを基に単一伝送情報を基地局にフィードバックし（602-1～602-6）、それを受信した基地局が閾値通知信号を伝送する（603-1、603-2）ところまでは図1と同様である。無線通信端末はその後、基地局にアップリンクリソース帯域の確保を要求することなく、連携情報に対して拡散を施したうえで決められた無線リソースを用いて、連携情報通知信号を送信する（641-3、641-5）。これを受信した、基地局は適宜逆拡散を行い、基の信号を抽出する。
　この結果、連携情報通知信号をフィードバックする際に、アップリンクリソース要求の為の信号が削減できる。
　本実施例では、閾値通知信号にて連携伝送閾値を無線通信端末に送信する際に、基地局自身が連携を希望する他の基地局の候補を無線通信端末に通知する方法について説明する。
　本実施例においては、図11Aに示した閾値通知信号のオプションフィールド504に、図17に示すフォーマットを格納する。図17のフィールド591は、閾値通知信号を送信する基地局が連携を希望する他の基地局のリストを格納する。592は連携を希望する1つ目の基地局（基地局xxと呼ぶ）に関する詳細情報を格納するフィールである。具体的には、基地局xxのセルにおける無線通信端末の量（混雑量）を示すフィールド（592-1）、自基地局と基地局xxの間のBackhaul回線のスループットや混雑量を示すフィールド（592-2）、基地局xxにおけるscheduling負荷の状況を示すフィールド（592-3）を含むものとする。593は、連携を希望する2つ目の基地局（基地局xxと呼ぶ）に関する詳細情報を格納するフィールであり、基地局xxのものと同様なフィールド（593-1、593-2、593-3）を含む。以降、必要な基地局の数だけ本フィールドが繰り返される。
　図21に示すように、基地局100-1と基地局100-3の間のBackhaul回線のみが使用が困難である（なんらかの理由で回線が混雑したりしているなど）ケースを考える。この場合、基地局100-1は閾値通知信号の591のフィールドにて、連携希望基地局として基地局100-2のみを格納する。同様に基地局100-3は基地局100-2のみを格納する。一方、基地局100-2は591のフィールドにて、連携希望基地局として基地局100-1、100-3の両者を格納する。この結果、基地局100-1に所属する無線通信端末は、基地局100-2との連携情報のみをフィードバックし、基地局100-3に所属する端末は基地局100-2との連携情報のみをフィードバックする。一方、基地局100-2に所属する端末は基地局100-1、100-3両者との連携情報をフィードバックするようになる。
　本実施例によると、基地局が無線通信端末に対して、いずれの基地局との連携情報のフィードバックを希望するかを伝える事ができる。前述までの実施例では、例えばBackhaul回線などの事情で基地局100-1と基地局100-3は連携不可能であるような状況であるにも関わらず、基地局100-1に所属する無線通信端末が基地局100-3との連携情報をフィードバックする問題が生じるが、本実施例によりこれを回避する事ができ、アップリンクの無線リソースの有効利用が可能となる。
　以上の種々説明した実施例は、3GPP団体によるLTE及びLTE―Advancedで規定される通信方式に従った基地局連携伝送に関する例を用いて説明したが、それに限られず、他の団体によるWiMAX規格等の通信方式での基地局連携伝送にも適用してもよい。
1：コアネットワーク
2：ゲートウェイ装置
100：基地局
190：連携スケジューラ部
200：無線通信端末

Claims (24)

  1. 無線通信システムであって、
    第一の基地局と、
    有線ネットワークで前記第一の基地局と接続される第二の基地局と、
    前記第一の基地局からデータ伝送される単一データ伝送と、前記第一の基地局及び前記第二の基地局から連携してデータ伝送される連携データ伝送と、の少なくとも一方を選択する無線通信端末と、を備え、
    前記第一の基地局は、
    連携データ伝送が必要な場合を示す条件を前記無線通信端末に通知する条件通知部を有し、
    前記無線通信端末は、
    前記無線通信端末と前記第一の基地局との伝搬路の通信品質と、前記条件とを比較する比較部と、
    前記比較結果に基づいて、連携データ伝送に必要な情報を送信する連携通知部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
  2. 請求項1記載の無線通信システムであって、
    前記条件は、前記連携データ伝送が可能な伝搬路の通信品質の閾値を含み、
    前記比較部は、前記無線通信端末と前記第一の基地局との伝搬路の通信品質と、前記条件に含まれる伝搬路の品質の閾値と、を比較し、
    前記連携通知部は、前記比較結果に基づいて前記連携データ伝送に必要な情報を送信する、ことを特徴とする無線通信システム。
  3. 請求項1記載の無線通信システムであって、
    前記伝搬路の通信品質が、閾値未満である場合に、前記連携データ伝送に必要な情報を送信する、ことを特徴とする無線通信システム。
  4. 請求項1記載の無線通信システムであって、
    前記条件通知部は、前記条件を複数の前記無線通信端末に一斉通知する、ことを特徴とする無線通信システム。
  5. 請求項4記載の無線通信システムであって、
    前記条件通知部は、前記条件を複数の前記無線通信端末にブロードキャストもしくはマルチキャスト送信による一斉通知することを特徴とする無線通信システム。
  6. 請求項2記載の無線通信システムであって、
    前記伝搬路の通信品質の閾値は、CQIの閾値である、ことを特徴とする無線通信システム。
  7. 請求項1記載の無線通信システムであって、
    前記無線通信端末は、前記連携データ伝送に必要な情報を送信するための通信リソースの割当て要求を前記第一の基地局に送信し、
    前記第一の基地局は、リソースを前記無線通信端末に割当て、
    前記連携通知部は、割り当てられたリソースを用いて、前記連携データ伝送に必要な情報を送信する、
    ことを特徴とする無線通信システム。
  8. 請求項1記載の無線通信システムであって、
    前記連携通知部は、
    あらかじめ決められた共通のリソースを用いて前記連携データ伝送に必要な情報を送信する、ことを特徴とする無線通信システム。
  9. 請求項1記載の無線通信システムであって、
    前記条件通知部は、複数の前記第二の基地局のうち、前記第一の基地局が連携する第二の基地局の指定を含む条件を通知し、
    前記連携通知部は、前記指定された前記第二の基地局から選択した基地局を含む前記連携データ伝送に必要な情報を前記第一の基地局に通知する、ことを特徴とする無線通信システム。
  10. 請求項1記載の無線通信システムであって、
    前記連携データ伝送に必要な情報は、チャネル行列もしくは前記方式を利用した際のチャネル品質、MIMOのランク数、及び希望するプレコーディング行列の少なくとも一つを含むことを特徴とする無線通信システム。
  11. 請求項1記載の無線通信システムであって、
    前記無線通信端末は、
    前記第一の基地局との前記単一データ伝送に必要な単一データ伝送情報を前記第一の基地局に送信し、
    前記第一の基地局は、
    前記単一データ伝送情報を受信し、
    前記単一データ伝送情報に基づいて、前記条件を設定する条件設定部、とを有することを特徴とする無線通信システム。
  12. 請求項1記載の無線通信システムであって、
    前記単一データ伝送情報は、前記第一の基地局と前記無線通信端末との間の伝搬路の状態を示す伝搬路状態情報であって、
    前記条件設定部は、複数の前記無線通信端末からの、前記伝搬路状態情報に基づいて、前記条件を更新し、
    前記条件通知部は、更新された条件を前記無線通信端末に通知する、ことを特徴とする無線通信システム。
  13. 無線通信端末へデータ伝送を行う第一の基地局であって、
    第二の基地局と連携して、前記無線通信端末にデータ伝送を行う連携データ伝送を行うか否かを判断するための、前記第一の基地局と前記無線通信端末との間の伝搬路の通信品質の閾値を決定する閾値決定部と、
    前記無線通信端末に前記閾値を通知する閾値通知部と、
    前記無線通信端末から、連携データ伝送の要求を受けた場合、連携データ伝送を行う連携データ伝送処理部と、を有することを特徴とする第一の基地局。
  14. 請求項13記載の第一の基地局であって、
    前記閾値設定部は、
    前記無線通信端末と前記第一の基地局との間の伝搬路の状態を示す伝搬路状態値を受信し、
    前記伝搬路状態値に基づいて前記閾値を決定する、ことを特徴とする第一の基地局。
  15. 請求項14記載の第一の基地局であって、
    前記閾値は、無線通信端末と前記第一の基地局との間の伝搬路の状態を示す値の閾値であって、
    前記閾値決定部は、
    複数の前記無線通信端末から受信する前記伝搬路状態値を参照し、前記閾値未満の伝搬路状態値の端末が、所定の数に達した場合は、閾値を減少させ、
    前記閾値未満の伝搬路状態値の端末が、所定の数に達しない場合は、閾値を増加させ、閾値を更新し、
    前記閾値通知部は、更新された閾値を前記無線通信端末に通知する、
    ことを特徴とする第一の基地局。
  16. 請求項13記載の第一の基地局であって、
    前記閾値通知部は、さらに、複数の前記第二の基地局のうち、前記第一の基地局が連携する第二の基地局の指定を通知し、
    前記連携データ伝送の要求には、指定された前記第二の基地局の選択を含み、
    前記連携データ伝送処理部は、前記選択に従って基地局と連携データ伝送を行う、ことを特徴とする第一の基地局。
  17. 請求項15記載の第一の基地局であって、
    前記閾値及び前記伝搬路状態値は、CQIであることを特徴とする第一の基地局。
  18. 基地局からデータ伝送可能な無線通信端末であって、
    前記基地局と前記無線通信端末との間の伝搬路の状態を示す伝搬路状態値を保持する保持部と、
    前記伝搬路状態値に基づいて他の基地局と連携したデータ伝送を行うよう要求する連携通知情報を、前記基地局に送信する連携通知部と、を有することを特徴とする無線通信端末。
  19. 請求項18記載の無線通信端末であって、
    前記連携通知部は、前記伝搬路状態値と所定の閾値とに基づいて前記連携通知情報を前記基地局に送信する、ことを特徴とする無線通信端末。
  20. 請求項19記載の無線通信端末であって、
    前記基地局から前記閾値を受信する受信部、をさらに有することを特徴とする無線通信端末。
  21. 請求項19記載の無線通信端末であって、
    前記連携通知部は、前記伝搬路状態値が閾値より小さい場合に、前記連携通知情報を前記基地局に送信する、ことを特徴とする無線通信端末。
  22. 請求項18記載の無線通信端末であって、
    前記連携通知部は、
    前記連携通知情報を送信するためのリソース割当て要求を前記基地局に送り、
    前記基地局から割り当てられたリソースを用いて前記連携情報を送信する、ことを特徴とする無線通信端末。
  23. 請求項18記載の無線通信端末であって、
    前記連携通知部は、
    前記基地局から、連携したデータ伝送を行うための前記他の基地局の指定を含む連携基地局指定情報を受信し、
    前記連携通知情報に、前記指定された基地局から選択された基地局を含めて前記の基地局に通知する、ことを特徴とする無線通信端末。
  24. 請求項18記載の無線通信端末であって、
    前記閾値および前記伝搬路状態値は、CQIであることを特徴とする無線通信端末。
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