特開 2024-118164 制御装置、通信システム、端末連携決定方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118164

(43)【公開日】2024-08-30

(54)【発明の名称】制御装置、通信システム、端末連携決定方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/024 20170101AFI20240823BHJP

   H04W 28/16 20090101ALI20240823BHJP

   H04W 16/28 20090101ALI20240823BHJP

   H04B 7/0413 20170101ALI20240823BHJP

   H04B 7/0452 20170101ALI20240823BHJP

   H04B 7/08 20060101ALI20240823BHJP

   H04B 7/06 20060101ALI20240823BHJP

【ＦＩ】

H04B7/024

H04W28/16

H04W16/28 130

H04B7/0413

H04B7/0452 110

H04B7/08 740

H04B7/06 910

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023024437

(22)【出願日】2023-02-20

(71)【出願人】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】304020177

【氏名又は名称】国立大学法人山口大学

(74)【代理人】

【識別番号】110004381

【氏名又は名称】弁理士法人ＩＴＯＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100124844

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 隆治

(72)【発明者】

【氏名】村山 大輔

(72)【発明者】

【氏名】中平 俊朗

(72)【発明者】

【氏名】村田 英一

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA03

5K067EE22

5K067EE25

5K067HH22

5K067KK03

(57)【要約】

【課題】端末連携ＭＩＭＯ技術において、端末連携方法を決定するための技術を提供する。
【解決手段】端末連携ＭＩＭＯにより通信を行う無線通信システムにおいて使用される制御装置において、少なくとも２つの連携端末グループに関する情報を取得する情報取得部と、前記情報に基づいて、前記２つの連携端末グループ間の干渉影響状況を判断し、当該干渉影響状況に基づいて、前記２つの連携端末グループ間の端末連携方法を決定する決定部とを備える。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

端末連携ＭＩＭＯにより通信を行う無線通信システムにおいて使用される制御装置であって、
少なくとも２つの連携端末グループに関する情報を取得する情報取得部と、
前記情報に基づいて、前記２つの連携端末グループ間の干渉影響状況を判断し、当該干渉影響状況に基づいて、前記２つの連携端末グループ間の端末連携方法を決定する決定部と
を備える制御装置。

【請求項2】

前記情報は、前記２つの連携端末グループ間の距離又は受信品質であり、前記決定部は、前記距離又は前記受信品質の大きさと、干渉影響状況に相当する予め定めた範囲を示す値とを比較することにより前記端末連携方法を決定する
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記決定部は、前記干渉影響状況に基づいて、前記２つの連携端末グループは１つのグループとして端末連携通信が可能であること、前記２つの連携端末グループ間に干渉があるためリソースを分割すること、及び、前記２つの連携端末グループはそれぞれ独立に端末連携通信が可能であること、のうちのいずれかを決定する
請求項１に記載の制御装置。

【請求項4】

前記決定部は、前記干渉影響状況に基づいて、各連携端末グループにおけるヘルパー端末の数、及びディテクター端末の数を算出する
請求項１に記載の制御装置。

【請求項5】

請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の制御装置と、端末連携ＭＩＭＯにより通信を行う基地局とを備える通信システム。

【請求項6】

端末連携ＭＩＭＯにより通信を行う無線通信システムにおいて使用される制御装置が実行する端末連携決定方法であって、
少なくとも２つの連携端末グループに関する情報を取得する情報取得ステップと、
前記情報に基づいて、前記２つの連携端末グループ間の干渉影響状況を判断し、当該干渉影響状況に基づいて、前記２つの連携端末グループ間の端末連携方法を決定する決定ステップと
を備える端末連携決定方法。

【請求項7】

コンピュータを、請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の制御装置における各部として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基地局と複数の端末との間でＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）伝送を行う無線通信システムにおいて、端末同士が連携してＭＩＭＯ復調処理を行う技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

無線通信システムにおける大容量化の技術として複数のアンテナを用いて同一の無線チャネルで空間分割多重を行うＭＩＭＯ伝送が、セルラ通信システムや無線ＬＡＮシステムなどをはじめとして様々な無線通信システムに採用されている。

【0003】

一般に、ＭＩＭＯ伝送では、送受信装置が伝送したい空間ストリーム数以上のアンテナを備えることで、複数の空間ストリームが混在した状態で受信される信号に対して、適切なＭＩＭＯ復調処理を行って所望の空間ストリームを受信できることが知られている。そのため、ＭＩＭＯ伝送の容量を拡大するには、送受信装置の双方でできるだけ多数のアンテナを備える必要がある。

【0004】

しかしながら、実際には装置上の制約があり、特に端末が備えることができるアンテナ数が装置サイズや消費電力の観点から制約されるため、伝送可能な空間ストリーム数が低下してしまうという課題がある。

【0005】

上記の課題を解決する技術として、非特許文献１には、端末連携ＭＩＭＯ技術が開示されている。端末連携ＭＩＭＯ技術により、端末同士が互いに連携し、自身が受信した信号を、他の端末に対して中継伝送することで、宛先の端末において、あたかも自装置が保有するアンテナ数以上の受信信号を用いてＭＩＭＯ復調処理を行うことで、ＭＩＭＯ伝送の容量を拡大できる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】"端末が連携する MIMO 受信技術-理論と移動体への応用-" IEICE Fundamentals Review Vol.15 No.3

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

端末連携ＭＩＭＯ技術において、基地局が送信するＭＩＭＯ信号を高周波数帯の無線通信で結ばれた連携端末グループが受信する。連携端末グループは、比較的近接した複数の端末から構成される。各端末が移動した場合には、例えば、１つの連携端末グループが２つの連携端末グループになったり、２つの連携端末グループが１つの連携端末グループになったりすることが考えられる。

【0008】

しかし、従来技術では、端末の移動を考慮した場合に、どのような端末連携方法をとればよいのかが明確ではない。

【0009】

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、端末連携ＭＩＭＯ技術において、端末連携方法を決定するための技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

開示の技術によれば、端末連携ＭＩＭＯにより通信を行う無線通信システムにおいて使用される制御装置であって、
少なくとも２つの連携端末グループに関する情報を取得する情報取得部と、
前記情報に基づいて、前記２つの連携端末グループ間の干渉影響状況を判断し、当該干渉影響状況に基づいて、前記２つの連携端末グループ間の端末連携方法を決定する決定部と
を備える制御装置が提供される。

【発明の効果】

【0011】

開示の技術によれば、端末連携ＭＩＭＯ技術において、端末連携方法を決定するための技術を提供することを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】端末連携ＭＩＭＯのシステム構成例を示す図である。

【図2】Ｈｅｌｐｅｒ端末１０ＨとＤｅｔｅｃｔｏｒ端末１０Ｄの概要構成を示す図である。

【図3】制御装置１００を備える通信システムの構成例を示す図である。

【図4】制御装置１００の構成例を示す図である。

【図5】実施例１の動作を説明するためのシーケンス図である。

【図6】連携端末グループ１と連携端末グループ２が存在する構成例を示す図である。

【図7】役割ごとの端末数を決定するための方法を示す図である。

【図8】実施例１の動作を説明するためのシーケンス図である。

【図9】装置のハードウェア構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施の形態）を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。

【0014】

（端末連携ＭＩＭＯのシステム構成例）
図１に、本実施の形態における無線通信システムの構成例を示す。図１は、本実施の形態において想定している端末連携ＭＩＭＯのシステム構成例であり、１つの連携端末グループがある場合の構成を示している。

【0015】

図１に示すように、本無線通信システムは、基地局５０、及び基地局５０配下の複数の端末１０を有する。

【0016】

基地局５０は、複数のアンテナを備え、複数ストリームのＭＩＭＯ信号を送信する機能を備える。各端末は１つのアンテナを備え、端末１０同士は無線通信により連携し、互いに信号を送受信可能である。なお、端末１０が複数のアンテナを備えても構わない。図１には、端末間の連携の通信が連携リンクとして示されている。

【0017】

端末１０はＨｅｌｐｅｒ端末（ヘルパー端末）とＤｅｔｅｃｔｏｒ端末（ディテクター端末）のうちのいずれかに分類される。なお、Ｄｅｔｅｃｔｏｒ端末をＤｅｔｅｃｔｉｏｎ端末と呼んでもよい。

【0018】

図１のシステムでは、一例として、連携端末グループにおいて、３台の端末１０がＨｅｌｐｅｒ端末として機能し、別の３台の端末１０がＤｅｔｅｃｔｏｒ端末として機能している。

【0019】

Ｈｅｌｐｅｒ端末は、基地局５０から受信した信号をＤｅｔｅｃｔｏｒ端末に中継し、Ｄｅｔｅｃｔｏｒ端末はＨｅｌｐｅｒ端末からの中継信号を元にＭＩＭＯ復号処理（復調処理を含む）を行う。なお、Ｄｅｔｅｃｔｏｒ端末は基地局５０からの受信信号とＨｅｌｐｅｒ端末からの中継信号の両方を用いてＭＩＭＯ復号処理を行ってもよい。

【0020】

図１は、説明のための一例として、１台の基地局５０と６台の端末１０が存在し、基地局５０が４本のアンテナを持って４つの空間ストリームのＭＩＭＯ信号を送信し、６台の端末１０がその信号を受信することで、端末連携ＭＩＭＯ受信が実施される場合の例を示している。

【0021】

本実施の形態における端末連携によるＭＩＭＯ伝送では、一例として、基地局５０からＨｅｌｐｅｒ端末への無線通信をＳｕｂ６帯（６ＧＨｚ以下の周波数帯）で行い、Ｈｅｌｐｅｒ端末からＤｅｔｅｃｔｏｒ端末への無線通信を２８ＧＨｚ帯等の高い周波数帯で行う。

【0022】

Ｈｅｌｐｅｒ端末からＤｅｔｅｃｔｏｒ端末への通信に関して、Ｈｅｌｐｅｒ端末は、基地局５０から受信した信号をそのまま非再生中継によりＤｅｔｅｃｔｏｒ端末に送信してもよいし、基地局５０から受信した信号に対して標本化と量子化を行って取得した波形データをＤｅｔｅｃｔｏｒ端末に送信してもよいが、本実施の形態では波形データを送信することを想定している。

【0023】

Ｈｅｌｐｅｒ端末からＤｅｔｅｃｔｏｒ端末に波形データを送信するために、多くのリソースが必要となるが、上記のように高周波帯を用いるので空間多重も効きやすく、Ｈｅｌｐｅｒ端末とＤｅｔｅｃｔｏｒ端末の間の区間に関しては常にリソースに余裕があるという状況を想定する。

【0024】

本実施の形態における複数の端末１０は、同じ構成を有していてもよいし、役割（Ｈｅｌｐｅｒ、Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）に応じて異なる構成であってもよい。複数の端末１０が同じ構成を有する場合、その役割に応じて動作が異なる。

【0025】

図２は、Ｈｅｌｐｅｒ端末１０ＨとＤｅｔｅｃｔｏｒ端末１０Ｄそれぞれの概要構成例を示す図である。図２に示すように、Ｈｅｌｐｅｒ端末１０Ｈは、信号受信部１、信号送信部２を含む。Ｄｅｔｅｃｔｏｒ端末１０Ｄは、信号受信部３、復号処理部４を含む。

【0026】

Ｈｅｌｐｅｒ端末１０Ｈの信号受信部１は、基地局５０から送信された信号を受信して波形データを生成する。信号送信部２は、その波形データをブロードキャスト（あるいはマルチキャスト）で送信する。

【0027】

Ｄｅｔｅｃｔｏｒ端末１０Ｄの信号受信部３は、１以上のＨｅｌｐｅｒ端末１０Ｈからブロードキャストされた信号（波形データ）を受信する。復号処理部４は、信号受信部３により受信した信号に対してＭＩＭＯ復号処理を行う。Ｄｅｔｅｃｔｏｒ端末１０Ｄは、residual interference coefficient (RIC)の値等、確からしさの指標に基づいて、復調後のビット系列を共有しあうエラーコントロール動作を行ってもよい。この動作を行う場合、図２のＤｅｔｅｃｔｏｒ端末１０Ｄには、信号送信部が含まれる。

【0028】

（端末連携方法を決定するためのシステム構成例）
前述したとおり、従来技術では、端末の移動を考慮した場合に、どのような端末連携方法をとればよいのかが明確ではなかった。この課題を解決するために、本実施の形態では、制御装置１００が、少なくとも２つの連携端末グループ間の干渉影響状況を判断し、その干渉影響状況に基づいて、端末連携方法を決定することとしている。２つの連携端末グループ間の干渉影響状況は、例えば、２つの連携端末グループ間の距離あるいは受信品質（ここではＳＩＲ（Signal-to-Interference Ratio）を用いる）により判断される。干渉影響状況を示す情報として、距離と受信品質以外の情報を使用してもよい。

【0029】

本実施の形態における端末連携方法は、後述するように、端末連携形態と、各連携端末グループにおける各端末１０の役割を含む。

【0030】

図３に、制御装置１００を備える通信システムの構成例を示す。図３に示すように、本通信システムにおいて、制御装置１００が、１つ以上の連携端末グループにおける各端末の情報（位置、ＳＩＲ等）を収集し、収集した情報に基づいて、複数の連携端末グループをマージする、リソースを分割する、複数の連携端末グループを独立に扱うなどの処理を決定する。更に、制御装置１００は、各連携端末グループ内での各端末１０の役割（Ｈｅｌｐｅｒ又はＤｅｔｅｃｔｏｒ）を決定する。

【0031】

制御装置１００は、基地局５０であってもよい。つまり、基地局５０が制御装置１００の機能を含んでいてもよい。また、ある端末１０が、制御装置１００の機能を含んでいてもよい。

【0032】

また、制御装置１００は、基地局５０及び端末１０のいずれとも異なる装置であってもよい。例えば、制御装置１００は、５Ｇコアネットワーク上のノードであってもよい。また、制御装置１００は、５Ｇコアネットワークの外部のデータネットワーク上のアプリケーションサーバであってもよい。制御装置１００は物理マシンであってもよいし、クラウド上の仮想マシンであってもよい。

【0033】

図４に、制御装置１００の構成例を示す。図４に示すように、制御装置１００は、情報取得部１１０、端末連携方法決定部１２０、通信制御部１３０、及びデータ格納部１４０を備える。なお、端末連携方法決定部１２０を「決定部」と呼んでもよい。

【0034】

情報取得部１１０は、各端末１０についての情報を取得する。取得した情報はデータ格納部１４０に格納される。端末連携方法決定部１２０は、情報取得部１１０により取得された情報をデータ格納部１４０から読み出し、当該情報に基づいて、端末連携方法を決定する。通信制御部１３０は、決定された端末連携方法による端末連携ＭＩＭＯ通信が行われるように、端末１０及び基地局５０を制御する。なお、通信制御部１３０は、制御装置１００の外部に備えられてもよい。

【0035】

（実施例について）
以下、制御装置１００の具体的な動作例として、実施例１と実施例２を説明する。実施例１と実施例２のいずれにおいても、端末連携ＭＩＭＯにおける初期の複数の連携端末グループ（少なくとも２つの連携端末グループ）が与えられている状態からスタートし、時間の経過（つまり、端末１０の移動）に伴って、複数の連携端末グループをマージする（マージせずにリソースを分割する、独立に扱う）等の処理を行うことを想定する。以下、記載の便宜上、連携端末グループを「グループ」と呼ぶ場合がある。

【0036】

また、以下では、２つの隣接する連携端末グループ間での処理を説明しているが、任意の２つの隣接する連携端末グループ間で、以下で説明する処理を行うことで、任意の数の連携端末グループ間での端末連携方法を決定することが可能である。

【0037】

また、下記の実施例１、２において、どの端末１０がどの連携端末グループに属するかについては予め決められていてもよいし、制御装置１００は、Ｓ１０１／Ｓ２０１において各端末１０から収集された情報（位置情報、ＳＩＲ等）に基づき、どの端末１０がどの連携端末グループに属するかを決定してもよい。

【0038】

（実施例１）
実施例１では、制御装置１００は、２つの連携端末グループの間の距離を把握し、その距離に基づいて端末連携方法を決定する。２つの連携端末グループの間の距離とは、例えば、重心間の距離である。実施例１における動作例を図５のシーケンス図の手順に沿って説明する。なお、実際には複数の端末１０が存在するが、図５には図示の便宜上、１つの端末１０のみを示している。

【0039】

図５のシーケンスは、一定時間ごとに自動的に実行されてもよいし、オペレータからの指示により実行されてもよい。

【0040】

＜Ｓ１０１＞
Ｓ１０１において、情報取得部１１０は、複数の端末１０における各端末１０の位置情報を取得する。位置情報の取得方法についてはどのような方法を用いてもよい。図５のように、端末１０から位置情報を取得してもよいし、ネットワーク上の位置情報サーバ等から端末１０の位置情報を取得してもよい。情報取得部１１０により取得された位置情報はデータ格納部１４０に格納される。

【0041】

＜Ｓ１０２＞
Ｓ１０２において、端末連携方法決定部１２０が、Ｓ１０１で取得した情報に基づいて、端末連携方法を決定する。具体的には下記のとおりである。

【0042】

ここでは、図６に示す構成を例にとって説明を行う。Ｓ１０１の情報取得を行った段階で、図６に示す連携端末グループ１と連携端末グループ２があるものとする。連携端末グループ１と連携端末グループ２はそれぞれ、基地局５０との間で端末連携ＭＩＭＯによる無線通信を行っている。また、図示のように、各グループにはＨｅｌｐｅｒ端末とＤｅｔｅｃｔｏｒ端末が存在する。

【0043】

Ｓ１０２ではまず、端末連携方法決定部１２０は、連携端末グループ１と連携端末グループ２のぞれぞれの重心位置を算出する。つまり、端末連携方法決定部１２０は、連携端末グループ１について、連携端末グループ１に属する各端末１０の位置情報をデータ格納部１４０から取得して、各端末１０の位置情報から重心位置を算出し、これを連携端末グループ１の重心位置とする。連携端末グループ２についても同様である。

【0044】

続いて、端末連携方法決定部１２０は、連携端末グループ１の重心位置と連携端末グループ２の重心位置との間の距離を、連携端末グループ１と連携端末グループ２との間の距離として算出する。この距離は、現在の２つの連携端末グループ間の干渉影響状況に対応する情報である。

【0045】

端末連携方法決定部１２０は、連携端末グループ１と連携端末グループ２との間の距離の範囲（干渉影響の程度に相当）ごとに定めた端末連携形態に従って、現在の連携端末グループ１と連携端末グループ２との間の干渉影響状況（実施例１では距離）における端末連携形態を決定する。

【0046】

ここでは、端末連携形態として、「マージ」、「干渉」、「独立」の３つがあるものとし、端末連携方法決定部１２０は、グループ間距離に基づいて、下記の判断を実行する。下記のＡ、Ｂは予め定めた値であり、Ａ＜Ｂである。

【0047】

「グループ間距離＜Ａ」の場合：
端末連携方法決定部１２０は、連携端末グループ１と連携端末グループ２の全体の端末を１つの端末連携グループとして、当該１つの端末連携グループで端末連携通信を行うと決定する。この端末連携形態では、２つのグループを１つのグループに結合（マージ）することになるので、この端末連携形態を「マージ」と呼ぶ。図６の連携端末グループ３は、連携端末グループ１と連携端末グループ２がマージされた場合のイメージを示している。

【0048】

また、この場合、端末連携方法決定部１２０は、基地局５０と端末連携グループとの間の通信に関して、連携端末グループ１と連携端末グループ２に同一のリソースを割り当てることを決定する。なお、本明細書において、特に断らない限り、「リソース」は、「時間・周波数リソース」である。

【0049】

「Ａ≦グループ間距離＜Ｂ」の場合：
端末連携方法決定部１２０は、各々のグループが独立に端末連携通信を行うと決定する。この端末連携形態では、２つのグループが存在するが、２つのグループ間に、基地局と端末との間の通信についての干渉があることが想定されるので、この端末連携形態を「干渉」と呼ぶ。なお、この「干渉」は、Ｈｅｌｐｅｒ端末からＤｅｔｅｃｔｏｒ端末への通信についての、２つのグループ間での干渉であってもよい。

【0050】

なお、本明細書での「干渉」は、２つのグループ間における、基地局と端末との間の通信についての干渉であってもよいし、２つのグループ間における、Ｈｅｌｐｅｒ端末からＤｅｔｅｃｔｏｒ端末への通信についての干渉であってもよい。

【0051】

この場合、端末連携方法決定部１２０は、基地局５０と端末連携グループとの間の通信に関して、連携端末グループ１と連携端末グループ２に別々のリソースを割り当てることを決定する。なお、連携端末グループ１にリソース１を割り当て、連携端末グループ２にリソース２を割り当てる場合に、リソース１とリソース２の合計は、「マージ」（及び「独立」）の場合のリソースに等しい。

【0052】

「グループ間距離≧Ｂ」の場合：
端末連携方法決定部１２０は、各々のグループが独立に端末連携通信を行うと決定する。この端末連携形態では、２つのグループ間に干渉はなく（干渉は小さく）、２つのグループはそれぞれ他グループからの干渉を受けることなく独立に端末連携通信を行うことができるので、この端末連携形態を「独立」と呼ぶ。

【0053】

この場合、端末連携方法決定部１２０は、基地局５０と端末連携グループとの間の通信に関して、「マージ」の場合と同様に、連携端末グループ１と連携端末グループ２に同一のリソースを割り当てることを決定する。

【0054】

＜Ｓ１０２：端末１０の役割の決定について＞
Ｓ１０２において、端末連携方法決定部１２０は更に、決定した端末連携形態における連携端末グループでの各端末１０の役割を決定する。具体的には下記のとおりである。

【0055】

連携端末グループ１と連携端末グループ２にはそれぞれＮ台の端末１０が存在し、各端末１０はＨｅｌｐｅｒ端末とＤｅｔｅｃｔｏｒ端末のいずれにもなれるものとする。

【0056】

下記では、連携端末グループ１と連携端末グループ２が「マージ」された場合、そのマージ後のグループは１つの連携端末グループ３であるとする。連携端末グループ３における端末１０の数は２Ｎ台となる。

【0057】

端末連携方法決定部１２０は、１つの連携端末グループに対して、連携トラフィック量の制約からＨｅｌｐｅｒ端末の数をＬ以下として決定する。Ｌは、予め定めた数である。Ｌの値は、例えばＨｅｌｐｅｒ端末とＤｅｔｅｃｔｏｒ端末との間で送受信されるサンプリング波形データの容量の合計が、許容できるリソース使用率以下で送受信できる上限数とするとよい。また、端末連携方法決定部１２０は、１つの連携端末グループに対して、Ｄｅｔｅｃｔｏｒ端末の数を最低１台として決定する。

【0058】

より詳細には、端末連携方法決定部１２０は、図７の表に記載された方法で、各連携端末グループにおけるＨｅｌｐｅｒ端末の数と、Ｄｅｔｅｃｔｏｒ端末の数を決定する。

【0059】

図７に示すとおり、端末連携形態が「マージ」の場合、連携端末グループ３におけるＨｅｌｐｅｒ端末の上限数（＝グループ内連携可能数）はＬである。端末連携方法決定部１２０は、Ｌと２Ｎ－１のうちの小さいほうを連携端末グループ３におけるＨｅｌｐｅｒ端末の数として決定し、２Ｎ－Ｌと１のうちの大きいほうを連携端末グループ３におけるＤｅｔｅｃｔｏｒ端末の数として決定する。

【0060】

端末連携形態が「干渉」の場合、連携端末グループ１と連携端末グループ２それぞれのＨｅｌｐｅｒ端末の上限数（＝グループ内連携可能数）はＬ／２である。端末連携方法決定部１２０は、連携端末グループ１と連携端末グループ２それぞれに対して、Ｌ／２とＮ－１のうちの小さいほうをＨｅｌｐｅｒ端末の数として決定し、Ｎ－Ｌ／２と１のうちの大きいほうをＤｅｔｅｃｔｏｒ端末の数として決定する。

【0061】

端末連携形態が「独立」の場合、連携端末グループ１と連携端末グループ２それぞれのＨｅｌｐｅｒ端末の上限数（＝グループ内連携可能数）はＬである。端末連携方法決定部１２０は、連携端末グループ１と連携端末グループ２それぞれに対して、ＬとＮ－１のうちの小さいほうをＨｅｌｐｅｒ端末の数として決定し、Ｎ－Ｌと１のうちの大きいほうをＤｅｔｅｃｔｏｒ端末の数として決定する。

【0062】

なお、各端末１０の役割の決定について、端末連携方法決定部１２０は、連携端末グループにおいて、上記のようにして定めた数になるように、任意に各端末１０をＨｅｌｐｅｒ端末とＤｅｔｅｃｔｏｒ端末に振り分けることとしてもよいし、例えば、端末１０の能力あるいはバッテリ量（残電力量）に応じて、各端末１０をＨｅｌｐｅｒ端末とＤｅｔｅｃｔｏｒ端末に振り分けてもよい。

【0063】

＜Ｓ１０３、Ｓ１０４＞
図５のＳ１０３、Ｓ１０４において、制御装置１００の通信制御部１３０は、端末連携方法決定部１２０により決定された端末連携方法（端末連携形態と役割数）で端末連携ＭＩＭＯ通信が行われるように、各端末１０と基地局５０に制御情報を送信する。

【0064】

例えば、基地局５０に対しては、２つの連携端末グループ１、２を「マージ」する、２つの連携端末グループ１、２を「干渉」として扱う（つまり、リソースを分ける）、あるいは、２つの連携端末グループ１、２を「独立」として扱う、旨の情報（割り当てるリソースに関する情報を含む）を通知する。各端末１０に対しては、その端末１０の属する連携端末グループが、「マージ」、「干渉」、「独立」のいずれであるかを通知するとともに、その端末１０の役割を通知する。

【0065】

なお、制御装置１００の機能が基地局５０内にある場合、Ｓ１０４の制御は、基地局５０内部での命令に相当する。また、制御装置１００の機能が端末１０内にある場合、Ｓ１０３の制御は、その端末１０に関して、端末１０内部での命令に相当する。

【0066】

（実施例２）
次に、実施例２を説明する。実施例２については、実施例１と異なる点を主に説明する。実施例２でも、図６に示す構成を前提として説明する。

【0067】

実施例２では、制御装置１００は、２つの連携端末グループにおける各端末１０のＳＩＲを把握し、当該ＳＩＲに基づいて端末連携方法を決定する。実施例２における動作例を図８のシーケンス図の手順に沿って説明する。なお、実際には複数の端末１０が存在するが、図８には図示の便宜上、１つの端末１０のみを示している。

【0068】

図８のシーケンスは、一定時間ごとに自動的に実行されてもよいし、オペレータからの指示により実行されてもよい。

【0069】

＜Ｓ２０１＞
ここでは、連携端末グループ１と連携端末グループ２は互いに隣接グループであるとする。各端末１０にとって、隣接グループは、自グループ以外の１以上のグループ（他グループ）のうち、信号強度が最大となるグループである。この信号強度は、基地局５０から送信される他グループ宛の信号を受信する強度であってもよいし、他グループのＨｅｌｐｅｒ端末から送信される信号を受信する強度であってもよい。

【0070】

各グループの各端末１０は、「（自グループ宛信号の強度）／（隣接グループ宛信号の強度）」によりＳＩＲ（受信品質に例）を算出する。各グループの信号について、複数パスが存在するため、各端末１０は、複数パスの信号強度における最大値、最小値、又は平均値をそのグループの信号強度とする。

【0071】

自グループ宛信号とは、基地局５０から自グループ宛に送信される信号であり、隣接グループ宛信号とは、基地局５０から隣接グループ宛に送信される信号であることを想定する。ただし、これに限定されるわけではなく、自グループ宛信号は、自グループのＨｅｌｐｅｒ端末から送信される信号であり、隣接グループ宛信号は、隣接グループのＨｅｌｐｅｒ端末から送信される信号であってもよい。

【0072】

各連携端末グループの各端末１０は、例えば定期的に、算出したＳＩＲを制御装置１００に送信する。制御装置１００の情報取得部１１０は、当該ＳＩＲを取得して、取得したＳＩＲをデータ格納部１４０に格納する。

【0073】

なお、各連携端末グループにおいて、特定の端末１０のみがＳＩＲを算出し、制御装置１００に送信してもよい。

【0074】

＜Ｓ２０２＞
Ｓ２０２において、端末連携方法決定部１２０が、Ｓ２０１で取得したＳＩＲに基づいて、端末連携方法を決定する。具体的には下記のとおりである。

【0075】

まず、端末連携方法決定部１２０は、連携端末グループ１と連携端末グループ２における、ＳＩＲを送信した全端末１０のＳＩＲの平均値を算出する。なお、平均値以外の量（例：最大値又は最小値）を算出してもよい。ここで算出した値を以降の判断で使用するＳＩＲとする。このＳＩＲを「連携端末グループ１と連携端末グループ２との間のＳＩＲ」と呼んでもよい。このＳＩＲは、現在の２つの連携端末グループ間の干渉影響状況に対応する情報である。

【0076】

続いて、端末連携方法決定部１２０は、ＳＩＲの範囲（干渉影響の程度に相当）ごとに定めた端末連携形態に従って、現在の連携端末グループ１と連携端末グループ２との間の干渉影響状況（実施例２ではＳＩＲ）における端末連携形態を決定する。

【0077】

実施例１と同じく、端末連携形態として、「マージ」、「干渉」、「独立」の３つがあるものとし、端末連携方法決定部１２０は、ＳＩＲに基づいて、下記の判断を実行する。下記のＡ、Ｂは予め定めた値であり、Ａ＜Ｂである。

【0078】

「ＳＩＲ＜Ａ」の場合：
端末連携方法決定部１２０は、連携端末グループ１と連携端末グループ２の全体の端末を１つの端末連携グループとして、当該１つの端末連携グループで端末連携通信を行うと決定する。この端末連携形態では、２つのグループを１つのグループに結合（マージ）することになるので、この端末連携方法を「マージ」と呼ぶ。図６の連携端末グループ３は、連携端末グループ１と連携端末グループ２がマージされた場合のイメージを示している。

【0079】

また、この場合、端末連携方法決定部１２０は、基地局５０と端末連携グループとの間の通信に関して、連携端末グループ１と連携端末グループ２に同一のリソースを割り当てることを決定する。

【0080】

「Ａ≦ＳＩＲ＜Ｂ」の場合：
端末連携方法決定部１２０は、各々のグループが独立に端末連携通信を行うと決定する。この端末連携形態では、２つのグループが存在するが、２つのグループ間に、基地局と端末との間の通信についての干渉があることが想定されるので、この端末連携形態を「干渉」と呼ぶ。なお、この「干渉」は、Ｈｅｌｐｅｒ端末からＤｅｔｅｃｔｏｒ端末への通信についての、２つのグループ間での干渉であってもよい。

【0081】

この場合、端末連携方法決定部１２０は、基地局５０と端末連携グループとの間の通信に関して、連携端末グループ１と連携端末グループ２に別々のリソースを割り当てることを決定する。なお、連携端末グループ１にリソース１を割り当て、連携端末グループ２にリソース２を割り当てる場合に、リソース１とリソース２の合計は、「マージ」（及び「独立」）の場合のリソースに等しい。

【0082】

「ＳＩＲ≧Ｂ」の場合：
端末連携方法決定部１２０は、各々のグループが独立に端末連携通信を行うと決定する。この端末連携形態では、２つのグループ間に干渉はなく（干渉は小さく）、２つのグループはそれぞれ他グループからの干渉を受けることなく独立に端末連携通信を行うことができるので、この端末連携形態を「独立」と呼ぶ。

【0083】

この場合、端末連携方法決定部１２０は、基地局５０と端末連携グループとの間の通信に関して、「マージ」の場合と同様に、連携端末グループ１と連携端末グループ２に同一のリソースを割り当てることを決定する。

【0084】

＜Ｓ２０２：端末１０の役割の決定について＞
Ｓ２０２において、端末連携方法決定部１２０は更に、決定した端末連携形態における連携端末グループでの各端末１０の役割を決定する。具体的な処理内容は、実施例１での処理内容と同じである。

【0085】

＜Ｓ２０３、Ｓ２０４＞
図８のＳ２０３、Ｓ２０４において、制御装置１００の通信制御部１３０は、端末連携方法決定部１２０により決定された端末連携方法（端末連携形態と役割数）で端末連携ＭＩＭＯ通信が行われるように、各端末１０と基地局５０に制御情報を送信する。具体的な処理内容は、実施例１でのＳ１０３、Ｓ１０４での処理内容と同じである。

【0086】

（ハードウェア構成例）
本実施の形態で説明した制御装置１００（基地局５０又は端末１０でもよい）は、例えば、コンピュータにプログラムを実行させることにより実現できる。このコンピュータは、物理的なコンピュータであってもよいし、クラウド上の仮想マシンであってもよい。

【0087】

すなわち、制御装置１００は、コンピュータに内蔵されるＣＰＵやメモリ等のハードウェア資源を用いて、制御装置１００で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メール等、ネットワークを通して提供することも可能である。

【0088】

図９は、上記コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図９のコンピュータは、それぞれバスＢＳで相互に接続されているドライブ装置１０００、補助記憶装置１００２、メモリ装置１００３、ＣＰＵ１００４、インタフェース装置１００５、表示装置１００６、入力装置１００７、出力装置１００８等を有する。なお、当該コンピュータは、更にＧＰＵを備えてもよい。

【0089】

当該コンピュータでの処理を実現するプログラムは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ又はメモリカード等の記録媒体１００１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１００１がドライブ装置１０００にセットされると、プログラムが記録媒体１００１からドライブ装置１０００を介して補助記憶装置１００２にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１００１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１００２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。

【0090】

メモリ装置１００３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１００２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１００４は、メモリ装置１００３に格納されたプログラムに従って、制御装置１００に係る機能を実現する。インタフェース装置１００５は、ネットワーク等に接続するためのインタフェースとして用いられる。表示装置１００６はプログラムによるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等を表示する。入力装置１００７はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。出力装置１００８は演算結果を出力する。

【0091】

（実施の形態のまとめ、効果等）
本実施の形態で説明した技術により、端末連携ＭＩＭＯを使用する無線通信システムにおいて、連携端末グループ間の距離あるいはＳＩＲに応じて、端末連携形態と、連携端末グループにおける端末の役割を決定することができる。これにより、端末の移動がある際に、端末配置状況に応じて連携端末グループを更新することで、最大の通信速度を維持することが可能となる。

【0092】

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

【0093】

＜付記＞
（付記項１）
端末連携ＭＩＭＯにより通信を行う無線通信システムにおいて使用される制御装置であって、
メモリと、
前記メモリに接続された少なくとも１つのプロセッサと、
を含み、
前記プロセッサは、
少なくとも２つの連携端末グループに関する情報を取得し、
前記情報に基づいて、前記２つの連携端末グループ間の干渉影響状況を判断し、当該干渉影響状況に基づいて、前記２つの連携端末グループ間の端末連携方法を決定する
制御装置。
（付記項２）
前記情報は、前記２つの連携端末グループ間の距離又は受信品質であり、前記プロセッサは、前記距離又は前記受信品質の大きさと、干渉影響状況に相当する予め定めた範囲を示す値とを比較することにより前記端末連携方法を決定する
付記項１に記載の制御装置。
（付記項３）
前記プロセッサは、前記干渉影響状況に基づいて、前記２つの連携端末グループは１つのグループとして端末連携通信が可能であること、前記２つの連携端末グループ間に干渉があるためリソースを分割すること、及び、前記２つの連携端末グループはそれぞれ独立に端末連携通信が可能であること、のうちのいずれかを決定する
付記項１又は２に記載の制御装置。
（付記項４）
前記プロセッサは、前記干渉影響状況に基づいて、各連携端末グループにおけるヘルパー端末の数、及びディテクター端末の数を算出する
付記項１ないし３のうちいずれか１項に記載の制御装置。
（付記項５）
付記項１ないし４のうちいずれか１項に記載の制御装置と、端末連携ＭＩＭＯにより通信を行う基地局とを備える通信システム。
（付記項６）
端末連携ＭＩＭＯにより通信を行う無線通信システムにおいて使用される制御装置が実行する端末連携決定方法であって、
少なくとも２つの連携端末グループに関する情報を取得する情報取得ステップと、
前記情報に基づいて、前記２つの連携端末グループ間の干渉影響状況を判断し、当該干渉影響状況に基づいて、前記２つの連携端末グループ間の端末連携方法を決定する決定ステップと
を備える端末連携決定方法。
（付記項７）
コンピュータを、付記項１ないし４のうちいずれか１項に記載の制御装置における各部として機能させるためのプログラムを記憶した非一時的記憶媒体。

【0094】

以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0095】

１０ 端末
５０ 基地局
１００ 制御装置
１１０ 情報取得部
１２０ 端末連携方法決定部
１３０ 通信制御部
１４０ データ格納部
１０００ ドライブ装置
１００１ 記録媒体
１００２ 補助記憶装置
１００３ メモリ装置
１００４ ＣＰＵ
１００５ インタフェース装置
１００６ 表示装置
１００７ 入力装置
１００８ 出力装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】