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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-10
(45)【発行日】2023-01-18
(54)【発明の名称】基地局装置、選択方法及び無線システム
(51)【国際特許分類】
H04W 16/28 20090101AFI20230111BHJP
H04W 4/08 20090101ALI20230111BHJP
H04B 7/0452 20170101ALI20230111BHJP
H04B 7/06 20060101ALI20230111BHJP
【ＦＩ】
H04W16/28
H04W4/08
H04B7/0452 110
H04B7/06 956
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2018175599
(22)【出願日】2018-09-20
(65)【公開番号】P2020048094
(43)【公開日】2020-03-26
【審査請求日】2021-06-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000005223
【氏名又は名称】富士通株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】熊谷 慎也
(72)【発明者】
【氏名】瀬山 崇志
【審査官】齋藤 浩兵
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２８２１２２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００３－１１０４８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／０５９４８７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２００８－５０３１４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３３３４８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０６３３６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１９－５３１６５４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４
ＳＡ ＷＧ１－４
ＣＴ ＷＧ１，４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のアンテナ素子を用いて複数のビームを形成して端末装置宛のデータ信号を送信する送信部と、前記端末装置毎に、前記複数のビームの内、各端末装置の受信品質が最大となる第１のビームを含む第１のビーム集合と、前記複数のビームの内、前記第１のビームの受信品質との差分が閾値以上となる第２のビームを含む第２のビーム集合とを対応付けた情報を参照し、空間多重する端末装置の組合せを選択するスケジューリング部と
を有し、
前記スケジューリング部は、
複数の前記端末装置の内、一方の端末装置の第１のビームが他方の端末装置の第２のビーム集合に含まれ、かつ、前記他方の端末装置の前記第１のビームが前記一方の端末装置の第２のビーム集合に含まれる、前記一方の端末装置及び前記他方の端末装置を前記空間多重する端末装置の組わせとして選択することを特徴とする基地局装置。
【請求項2】
前記スケジューリング部は、前記端末装置宛のデータの肯定応答又は否定応答の情報を用いて前記閾値を調整することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項3】
前記スケジューリング部は、前記端末装置宛のデータの否定応答となる回数が所定回数以上の場合に、当該否定応答となる回数が所定回数以上のビームを前記第２のビーム集合から削除することを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局装置。
【請求項4】
基地局装置が、複数のアンテナ素子を用いて複数のビームを形成して端末装置宛のデータ信号を送信し、
前記端末装置毎に、前記複数のビームの内、各端末装置の受信品質が最大となる第１のビームを含む第１のビーム集合と、前記複数のビームの内、前記第１のビームの受信品質との差分が閾値以上となる第２のビームを含む第２のビーム集合とを対応付けた情報を参照し、空間多重する端末装置の組合せを選択する
処理を実行し、
前記選択する処理は、
複数の前記端末装置の内、一方の端末装置の第１のビームが他方の端末装置の第２のビーム集合に含まれ、かつ、前記他方の端末装置の前記第１のビームが前記一方の端末装置の第２のビーム集合に含まれる、前記一方の端末装置及び前記他方の端末装置を前記空間多重する端末装置の組わせとして選択することを特徴とする選択方法。
【請求項5】
複数の端末装置と、前記複数の端末装置と無線通信する基地局装置とを有する無線システムであって、前記基地局装置は、
複数のアンテナ素子を用いて複数のビームを形成して端末装置宛のデータ信号を送信する送信部と、
前記端末装置毎に、前記複数のビームの内、各端末装置の受信品質が最大となる第１のビームを含む第１のビーム集合と、前記複数のビームの内、前記第１のビームの受信品質との差分が閾値以上となる第２のビームを含む第２のビーム集合とを対応付けた情報を参照し、空間多重する端末装置の組合せを選択するスケジューリング部と
を有し、
前記スケジューリング部は、
複数の前記端末装置の内、一方の端末装置の第１のビームが他方の端末装置の第２のビーム集合に含まれ、かつ、前記他方の端末装置の前記第１のビームが前記一方の端末装置の第２のビーム集合に含まれる、前記一方の端末装置及び前記他方の端末装置を前記空間多重する端末装置の組わせとして選択することを特徴とする無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基地局装置、選択方法及び無線システムに関する。
【背景技術】
【0002】
高周波数帯での超広帯域伝送を実現する技術として、基地局のアンテナ素子数を数十程度と想定していたＭＩＭＯ(Multiple-Input Multiple-Output)技術を、例えば、数百から数千のアンテナ素子に拡張したＭａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ技術がある。Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯを用いる基地局では、ＭＩＭＯ技術と同様にベースバンドにおけるデジタル信号処理、例えば、デジタルプリコーディングのみを実行した場合、アンテナ素子数に比例した数百から数千の次元の行列演算が必要となり、演算量が膨大となる。
【0003】
Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯを用いる基地局は、複数のアンテナ素子を用いたビームフォーミング(ＢＦ:Beam Forming)により、特定の方向の受信電力が高くなるビームを形成する。例えば、基地局は、複数のビームの候補の参照信号(ＭＲＳ：Mobility Reference Signal)を送信する。各端末は、基地局から受信した参照信号から測定したビーム毎の受信電力を基地局にフィードバックする。基地局は、各端末からのフィードバック結果に基づき、各端末へのビームを決定する。
【0004】
また、例えば、複数のユーザ端末への信号をビームにより分離するＭＵ(Multi-User)－ＭＩＭＯ伝送を行う基地局は、各端末からフィードバックされた各ビームの受信状態値に基づき、ビーム組毎に各ビームを割当てた各端末の受信品質値を計算する。基地局は、計算した受信品質値に基づいてＭＵ－ＭＩＭＯ伝送を行う端末組を選択する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００９－２００８２４号公報
【非特許文献】
【0006】
【文献】K. Tateishi, D. Kurita, A. Harada, and Y. Kishiyama, “Performance Analysis on MU-MIMO Beamforming for 5G Radio Access,” 信学技報, vol. 116, no. 383, RCS2016-230, pp. 123-128, 2016年12月.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
基地局では、受信品質値に基づき、全ビーム組と全端末組とのペアのチャネル容量を計算するため、ビーム数や端末台数が多くなると、その計算に要する演算量が膨大となる。例えば、端末の台数Ｕ＝１００、ビーム数Ｂ＝６４、選択候補端末数Ｌ＝２とし、Ｋ＝２台の端末とＭＵ‐ＭＩＭＯ伝送を行う場合（以降、ＭＵ－ＭＩＭＯする、ともいう）、受信品質を示すＳＩＮＲ（Signal to Noise Interference Ratio）の計算にはBCK*U*K=403,200回、チャネル容量の計算にはBCK*L2=8,064回の演算量がかかってしまう。その結果、基地局では、ビーム数や端末数が多くなると、チャネル容量が最大となるビーム組及び端末組を選択する、すなわちＭＵ－ＭＩＭＯする端末組を選択する際の演算量が大となる。
【0008】
一つの側面では、演算量を削減できる基地局装置等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】
【0009】
一つの態様の基地局装置は、送信部と、スケジューリング部とを有する。送信部は、複数のアンテナ素子を用いて複数のビームを形成して端末装置宛のデータ信号を送信する。スケジューリング部は、端末装置毎に、第１のビーム集合と第２のビーム集合とを対応付けた情報を参照する。第１のビーム集合は、複数のビームの内、各端末装置の受信品質が最大となる第１のビームを含む。第２のビーム集合は、複数のビームの内、第１のビームの受信品質との差分が閾値以上となる第２のビームを含む。スケジューリング部は、当該情報を参照し、空間多重する端末装置の組合せを選択する。
【発明の効果】
【0010】
一つの態様では、演算量を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面に基づいて、本願の開示する基地局装置、選択方法及び無線システムの実施例を詳細に説明する。尚、各実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせても良い。
【実施例1】
【0013】
図１は、実施例１の無線システム１の一例を示す説明図である。図１に示す無線システム１は、基地局２と、複数の端末３とを有する。基地局２は、Ｎ本のアンテナ素子１２を用いて複数のビーム＃１、＃２、…＃ＢでカバーエリアＡを形成する基地局装置である。更に、基地局２は、カバーエリアＡ内に在圏する各端末３と無線通信する。端末３は、基地局２と無線通信する、例えば、スマートフォン等の端末装置である。端末３は、例えば、＃ａ、＃ｂ、…＃Ｕの端末である。尚、無線システム１は、例えば、ＬＴＥ(Long Term Evolution)又はＮＲ(New Radio)等の無線システムである。基地局２は、アンテナ素子１２を用いてデータ信号及び参照信号を空間多重して各端末３に送信する。
【0014】
図２は、実施例１の基地局２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図２に示す基地局２は、ＮＩＦ（Network Interface）回路１１と、複数のアンテナ素子１２と、無線通信回路１３と、記憶装置１４と、ＬＳＩ(Large Scale Integration)１５と、プロセッサ１６とを有する。ＮＩＦ回路１１は、他の基地局２と接続するコアネットワークとの間の有線通信を司るＩＦ回路である。無線通信回路１３は、アンテナ素子１２を通じて、端末３との間の無線通信を司るＩＦ回路である。記憶装置１４は、各種情報を記憶する装置である。ＬＳＩ１５は、各種制御を実行する回路である。プロセッサ１６は、基地局２全体を制御する。
【0015】
図３は、基地局２の機能構成の一例を示すブロック図である。基地局２は、例えば、記憶装置１４に記憶されたプログラムを実行することで、参照信号生成部２１、ユーザデータ生成部２２、多重部２３、第１のＢＦ（Beam Forming）部２４、第２のＢＦ部２５、受信部２６及びスケジューリング部２７として機能する。無線通信回路１３は、複数の第１のＲＦ(Radio Frequency)部３１と、複数の第２のＲＦ部３２とを有する。スケジューリング部２７は、リスト生成部４１と、グループ化部４２と、優先度付与部４３と、端末選択部４４とを有する。
【0016】
スケジューリング部２７は、所定の選択規範に基づき、複数の端末３からＭＵ－ＭＩＭＯを実行するカバーエリアＡ内のＫ台の端末３を選択する。尚、所定の選択規範には、例えば、推定したチャネル応答ベクトルを使用したＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒ規範や、通信機会を均等に提供するラウンドロビン規範がある。本実施例では、説明の便宜上、所定の選択規範は、例えば、ラウンドロビン規範とする。
【0017】
参照信号生成部２１は、選択された端末３毎の参照信号を生成する。ユーザデータ生成部２２は、選択された端末３毎のデータ信号を生成する。多重部２３は、端末３毎の参照信号及びデータ信号を異なる時間や周波数リソースで空間多重する。つまり、多重部２３は、端末３毎の参照信号及びデータ信号をサブキャリアにマッピングする。第１のＢＦ部２４は、端末３毎の参照信号及びデータ信号に所定のビームを適用する。第１のＲＦ部３１は、各ビームのアンテナ素子１２毎に備え、参照信号及びデータ信号を無線信号に変換して所定のビームに対応したアンテナ素子１２経由で各端末３に送信する送信部である。第２のＲＦ部３２は、各ビームのアンテナ素子１２毎に備え、到来する無線信号を受信する。
【0018】
第２のＲＦ部３２は、端末３からのＣＳＩ(Channel State Information)フィードバック信号を含む受信信号をベースバンド信号に変換する。第２のＢＦ部２５は、各端末３からの受信信号に受信品質が最適のビームを適用する。
【0019】
受信部２６は、Ｕ台の端末３からのＣＳＩフィードバック信号から、各端末３の各ビームの受信状態を得る。ここで、各ビームの受信状態とは、参照信号を用いて測定したＬ１－ＲＳＲＰ(Reference Signal Received Power)やＣＱＩ(Channel Quality Indicator)等である。尚、受信部２６は、端末３に全てのビームの受信状態をフィードバックさせるようにしても良いし、Ｌ１－ＲＳＲＰ又はＣＱＩの上位ｘ番目までの良好なビームの受信状態を指定してフィードバックさせるようにしても良い。また、受信部２６は、ビーム番号を１つ又は複数指定して受信状態をフィードバックさせるようにして良い。
【0020】
スケジューリング部２７は、各端末３からのＣＳＩフィードバック信号からＲＳＲＰに基づき、端末３毎の最適ビーム番号及び低干渉ビーム番号を特定する。最適ビーム番号は、複数のビームの内、当該端末３の受信品質が最適なビームを識別するビーム番号である。低干渉ビーム番号は、複数のビームの内、当該端末３の最適ビームの受信品質との差分が所定閾値以上のビーム、すなわち当該端末３が使用する最適ビームに対して低干渉のビームを識別するビーム番号である。スケジューリング部２７は、端末３毎に最適ビーム及び低干渉ビームを識別するビーム番号の集合をリスト化した後述するリスト５０を管理している。スケジューリング部２７は、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末組を、互いの最適ビームが他方の低干渉ビームに含まれる組から選択し、それぞれの最適ビームを適用してＭＵ－ＭＩＭＯを実行する。
【0021】
スケジューリング部２７は、リスト生成部４１と、グループ化部４２と、優先度付与部４３と、端末選択部４４とを有する。リスト生成部４１は、リスト５０を生成する。図４は、リスト５０の一例を示す説明図である。図４に示すリスト５０は、端末３を識別する端末番号５１毎に、各端末３の最適ビームを識別するビーム番号の最適ビーム番号５２と、各端末３の低干渉ビームを識別するビーム番号の低干渉ビーム番号５３とを対応付けたリストである。最適ビーム番号５２の集合が最適ビーム集合Ｓである。また、低干渉ビーム番号５３の集合が低干渉ビーム集合Ｘである。リスト生成部４１は、端末３毎の直近のＣＳＩフィードバック信号内のＬ１－ＲＳＲＰを使用して端末３毎の各ビームのＲＳＲＰを算出する。リスト生成部４１は、端末３毎の各ビームのＲＳＲＰを使用してビーム毎の最適ビーム番号５２及び低干渉ビーム番号５３を特定する。
【0022】
リスト生成部４１は、端末３毎の各ビームのＲＳＲＰの内、受信品質が最大のＲＳＲＰのビームのビーム番号を最適ビーム番号と判断する。例えば、＃Ｕの端末３のビーム＃ＢのＲＳＲＰの値は、ＲＳＲＰＢ，Ｕで表現する。尚、説明の便宜上、リスト生成部４１は、端末３毎の直近のＣＳＩフィードバック信号内のＬ１－ＲＳＲＰを使用する場合を例示した。しかしながら、例えば、過去のＣＳＩフィードバック信号からＬ１－ＲＳＲＰの移動平均値や、Ｌ１－ＲＳＲＰよりも長周期で上位レイヤを介してフィードバックされる各ビームのＲＳＲＰ（Ｌ３－ＲＳＲＰ）との重み付け平均値を用いてもよい。＃Ｕの端末３の最適ビーム＃Ｂｏｐｔ,Ｕは、ＲＳＲＰＢ,Ｕが最大となるビームである。すなわち、最適ビームＢｏｐｔ,Ｕは、（数１）で表現できる。
【0023】
【数1】
【0024】
また、リスト生成部４１は、端末３毎の各ビームのＲＳＲＰの内、受信品質が所定条件のＲＳＲＰのビームのビーム番号を低干渉ビームと判断する。低干渉ビームとは、複数のビームの内、当該端末３の最適ビームの受信品質との差分が所定閾値以上のビームである。すなわち、低干渉ビームとは、当該端末３の最適ビームに与える干渉の影響が所定レベル以下のビームである。＃Ｕの端末３の低干渉ビームは、（数２）で表現できる。
【0025】
【数2】
【0026】
所定閾値Γthは、低干渉ビームであるか否かを判定する際に使用する閾値である。尚、所定閾値Γthは、例えば、パラメータとして与えてもよいし、後述の手法により設定してもよい。また、低干渉ビームは、フィードバックされるＬ１－ＲＳＲＰのビームを例示したが、Ｌ１－ＲＳＲＰがフィードバックされずＲＳＲＰＢ,Ｕの値を持たないビームであっても良く、適宜変更可能である。
【0027】
グループ化部４２は、リスト５０を参照し、最適ビームのビーム番号が同一の端末３を同一グループとする。例えば、グループ＃Ｂは、例えば、ビーム番号＃Ｂを最適ビームとする端末３の集合である。図４に示すリスト５０を参照した場合、例えば、＃ａ及び＃ｅの端末３は、最適ビームが“＃１”の最適ビーム番号であるため、最適ビームが同一のグループ＃１となる。また、＃ａ、＃ｄ及び＃ｅの端末３は、低干渉ビームが“＃４”の低干渉ビーム番号であるため、低干渉ビームが同一のグループ＃４となる。優先度付与部４３は、所定規範、例えば、ラウンドロビン規範に基づき、端末選択部４４にて選択する際のグループ又は、同一グループ内の端末３の優先度を付与する。尚、グループ選択及び端末選択の優先度には、ラウンドロビン規範の代わりに、例えば、Proportional Fair規範を使用しても良く、適宜変更可能である。
【0028】
端末選択部４４は、リスト５０を参照し、一方の端末３の最適ビームが他方の端末３の低干渉ビームに含まれ、他方の端末３の最適ビームが一方の端末３の低干渉ビームに含まれる端末組をＭＵ－ＭＩＭＯする端末群として選択する。スケジューリング部２７は、例えば、端末台数Ｕ＝１００及びビーム数Ｂ＝６４でＫ＝２台の端末３をＭＵ－ＭＩＭＯする場合、リスト作成時の低干渉ビームの判定にＵ＊（Ｂ－１）＝６３００回、端末組選択時の条件判定に最大で（Ｂ－１）２＝３９６９回の演算量に抑制できる。尚、特許文献１では、端末台数Ｕ＝１００及びビーム数Ｂ＝６４でＫ＝２台の端末３をＭＵ－ＭＩＭＯする場合、受信品質テーブルの作成時のＳＩＮＲ計算に403,200回、チャネル容量の計算に8,064回となる。従って、本実施例では、特許文献１に比較して、演算量を大幅に削減できる。
【0029】
次に実施例１の無線システム１の動作について説明する。図５は、実施例１の第１の選択処理に関わる基地局２の処理動作の一例を示すフロー図である。図５において基地局２内のスケジューリング部２７は、最適ビーム集合Ｓ及び低干渉ビーム集合Ｘを初期化する（ステップＳ１１）。尚、最適ビーム集合Ｓとは、複数のビームの内、各端末３の最適ビームのビーム番号の集合である。低干渉ビーム集合Ｘとは、複数のビームの内、各端末３の低干渉ビームのビーム番号の集合である。
【0030】
スケジューリング部２７内の端末選択部４４は、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択可能数を指定する（ステップＳ１２）。尚、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択可能数は、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の最大台数Ｋである。端末選択部４４は、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択数ｋが１であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。尚、選択数ｋは、現在の選択数である。
【0031】
端末選択部４４は、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択数ｋが１の場合（ステップＳ１３肯定）、複数のビーム番号の内、ラウンドロビン規範で最優先のビーム番号＃ｇ１を選択する（ステップＳ１４）。尚、最優先のビーム番号は、例えば、最適ビーム集合Ｓ内のビーム番号である。端末選択部４４は、選択した最優先のビーム番号＃ｇ１を選択した後、ラウンドロビン規範に基づき、当該最優先のビーム番号＃ｇ１から最優先の端末３を選択する（ステップＳ１５）。尚、端末選択部４４は、ステップＳ１５の処理にて、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末組の内、１台の端末３を選択したことになる。端末選択部４４は、図４のリスト５０に示すように、最優先のビーム番号＃ｇ１を＃１とし、＃ａの端末３を選択したことになる。
【0032】
端末選択部４４は、最適ビーム集合ＳとステップＳ１４にて選択したビーム番号＃ｇ１との和集合で最適ビーム集合Ｓを更新する（ステップＳ１６）。尚、端末選択部４４は、選択したビーム番号＃ｇ１が＃１の場合、最適ビーム集合Ｓにビーム番号＃１を追加する。更に、端末選択部４４は、ステップＳ１５にて選択した端末３の低干渉ビーム番号＃ｇ２と低干渉ビーム集合Ｘとの和集合で低干渉ビーム集合Ｘを更新する。尚、端末選択部４４は、選択した＃ａの端末３の低干渉ビーム番号＃ｇ２として＃３及び＃４を低干渉ビーム集合Ｘに追加する。そして、端末選択部４４は、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択数ｋがＫ台であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【0033】
端末選択部４４は、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択数ｋがＫ台である場合（ステップＳ１７肯定）、図５に示す処理動作を終了する。端末選択部４４は、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択数ｋがＫ台でない場合（ステップＳ１７否定）、選択数ｋを＋１インクリメントする（ステップＳ１８）。端末選択部４４は、選択数ｋが１でない場合（ステップＳ１３否定）、低干渉ビーム集合Ｘ内に未指定のビーム番号があるか否かを判定する（ステップＳ１９）。
【0034】
端末選択部４４は、低干渉ビーム集合Ｘ内に未指定のビーム番号がある場合（ステップＳ１９肯定）、ラウンドロビン規範に基づき、低干渉ビーム集合Ｘ内の未指定の最優先のビーム番号＃ｇ２を指定する（ステップＳ２０）。端末選択部４４は、例えば、低干渉ビーム集合Ｘ内に未指定のビーム番号＃３及び＃４がある場合、ラウンドロビン規範に基づき、未指定の最優先のビーム番号＃ｇ２としてビーム番号＃３を指定する。端末選択部４４は、指定の最優先のビーム番号＃ｇ２の内、ラウンドロビン規範に基づき、最優先の端末３を仮選択する（ステップＳ２１）。端末選択部４４は、指定したビーム番号＃３の内、ラウンドロビン規範に基づき、最優先の端末３として＃ｃの端末３を仮選択する。
【0035】
端末選択部４４は、リスト５０を参照し、仮選択の端末３の低干渉ビームのビーム番号＃ｇ２を特定し、当該仮選択の端末３の低干渉ビームのビーム番号＃ｇ３が最適ビーム集合Ｓ内にあるか否かを判定する（ステップＳ２２）。端末選択部４４は、仮選択の＃ｃの端末３の低干渉ビームのビーム番号ｇ３がビーム番号＃１であるため、ビーム番号＃１が最適ビーム集合Ｓ内にあるか否かを判定する。端末選択部４４は、仮選択の端末３の低干渉ビームのビーム番号＃ｇ３が最適ビーム集合Ｓ内にある場合（ステップＳ２２肯定）、当該仮選択の端末３を本選択する（ステップＳ２３）。尚、端末選択部４４は、ステップＳ２３の処理にて、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末組の内、１台の端末３を選択したことになる。つまり、端末選択部４４は、＃ｃの端末３を選択したことになる。つまり、図４の例では、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末組として、例えば、ビーム番号＃１に＃ａの端末３、ビーム番号＃３に＃ｃの端末３を選択することになる。
【0036】
端末選択部４４は、仮選択の端末３を本選択した後、最適ビーム集合ＳとステップＳ２３にて本選択した端末３の最適ビームのビーム番号＃ｇ２との和集合で最適ビーム集合Ｓを更新する（ステップＳ２４）。端末選択部４４は、＃ｃの端末３のビーム番号＃３を最適ビーム集合Ｓに追加する。更に、端末選択部４４は、ステップＳ２３にて本選択した端末３の低干渉ビームのビーム番号＃ｇ３と低干渉ビーム集合Ｘとの積集合で低干渉ビーム集合Ｘを更新する。端末選択部４４は、＃ｃの端末３の低干渉のビーム番号＃１と低干渉ビーム集合Ｘとの積集合を実行する。そして、端末選択部４４は、ステップＳ２４の処理後、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択数ｋがＫ台であるか否かを判定すべく、ステップＳ１７に移行する。端末選択部４４は、低干渉ビーム集合Ｘ内に未指定のビーム番号がない場合（ステップＳ１９否定）、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択数ｋがＫ台であるか否かを判定すべく、ステップＳ１７に移行する。
【0037】
端末選択部４４は、当該仮選択の端末３の低干渉ビームのビーム番号＃ｇ３が最適ビーム集合Ｓ内にない場合（ステップＳ２２否定）、当該低干渉ビームのビーム番号＃ｇ３内に未仮選択の端末３があるか否かを判定する（ステップＳ２５）。尚、未仮選択の端末３とは、仮選択済みでない端末３である。端末選択部４４は、当該低干渉ビームのビーム番号＃ｇ２内に未仮選択の端末３がある場合（ステップＳ２５肯定）、当該低干渉ビームのビーム番号＃ｇ２内に、ラウンドロビン規範に基づき、最優先の端末３を仮選択する（ステップＳ２６）。更に、端末選択部４４は、最優先の端末３を仮選択後、仮選択の端末３の低干渉ビームのビーム番号が最適ビーム集合Ｓ内にあるか否かを判定すべく、ステップＳ２２に移行する。端末選択部４４は、低干渉ビームのビーム番号＃ｇ２内に未仮選択の端末３がない場合（ステップＳ２５否定）、低干渉ビーム集合Ｘ内に未指定のビーム番号があるか否かを判定すべく、ステップＳ１９に移行する。
【0038】
端末選択部４４は、例えば、ｋ＝１台目の端末３として、最適ビーム集合Ｓ内の最優先のビーム番号＃ｇ１を選択し、最優先のビーム番号＃ｇ１内の端末３から最優先の端末３を選択する。尚、最優先のビーム番号は、例えば、サブフレーム、スロットやミニスロット等のスケジューリング単位にラウンドロビン規範に基づき決定する。
【0039】
次に、端末選択部４４は、ｋ＝２台目の端末３として、ｋ＝１で選択された端末３の低干渉ビームの低干渉ビーム集合Ｘ内のビーム番号＃ｇ２を指定する。端末選択部４４は、ビーム番号＃ｇ２内の端末３の内、最優先の端末３を仮選択する。更に、端末選択部４４は、仮選択した最優先の端末３の低干渉ビームのビーム番号＃ｇ３を特定し、特定された低干渉ビームのビーム番号＃ｇ３がｋ＝１で選択された端末３の最適ビーム集合Ｓ内にあるか否かを判定する。更に、端末選択部４４は、仮選択した最優先の端末３の低干渉ビームのビーム番号＃ｇ３がｋ＝１で選択された端末３の最適ビーム集合Ｓ内にある場合、当該仮選択の端末３を本選択する。その結果、各端末３の最適ビームが互いの低干渉ビームに含まれる最大Ｋ台までの端末組を選択できる。
【0040】
スケジューリング部２７では、スケジューリング単位毎に各グループ内の端末３の優先度を更新する。更新には、優先度付与時に用いたのと同じ規範、例えばラウンドロビン規範を用いる。また、リスト生成部４１は、定期的にリスト５０及び端末グループの更新を行う。更新周期をパラメータで設定してもよいし、端末３からのＣＳＩフィードバック信号が得られる度に更新を行ってもよい。リスト５０の更新処理は作成時と同様に行う。また、更新前に、ＭＵ－ＭＩＭＯを行った端末３からフィードバックされるＡＣＫ（肯定応答）／ＮＡＣＫ（否定応答）を用いて、（数２）で用いる所定閾値Γthを調整する。リスト更新時点tでの所定閾値Γth(t)は（数３）で計算される。
【0041】
【数3】
【0042】
ここで、Δth,NACKは更新ステップサイズであり、０よりも大きな値を設定する。Pth,NACKは目標ＮＡＣＫ率であり、０から１の範囲で設定する。PNACKはＮＡＣＫ率の移動平均値であり、ＡＣＫ／ＮＡＣＫが端末３から報告されるたびに（数４）で計算される。
【0043】
【数4】
【0044】
δ(n)はＡＣＫ／ＮＡＣＫ報告＃ｎの内容に依存し、ＡＣＫのとき０、ＮＡＣＫのとき１をとる。また、スケジューリング部２７では、リスト更新周期内で各端末３がＭＵ－ＭＩＭＯを行ったときに発生したＮＡＣＫ回数を、自身以外に適用されるビーム毎にカウントする。＃Ｕの端末３において、自身以外に適用されるビーム番号＃ＢのＮＡＣＫ回数NNACK,Ｂ,Ｕがあらかじめ設定した値（所定回数）以上となったとき、当該ビーム番号＃Ｂをリスト５０上の＃Ｕの端末３の低干渉ビームから削除する。また、当該ビーム番号＃Ｂは、当該＃Ｕの端末３のＬ１－ＲＳＲＰがフィードバックされるまで、＃Ｕの端末３のリスト更新時の低干渉ビームの候補から除外する。
【0045】
実施例１の基地局２は、端末３毎に最適ビーム集合Ｓ及び低干渉ビーム集合Ｘをリスト化したリスト５０を生成する。基地局２は、リスト５０を参照し、例えば、一方の端末３の最適ビームが他方の端末３の低干渉ビームに含まれ、かつ、他方の端末３の最適ビームが一方の端末３の低干渉ビームに含まれる端末組をＭＵ－ＭＩＭＯする端末群として選択する。その結果、従来に比較してＭＵ－ＭＩＭＯする端末群を選択する際の演算量を大幅に削減できる。
【0046】
尚、実施例１のスケジューリング部２７は、端末３の最適ビームの受信品質との差分が所定閾値以上のビームを低干渉ビームと判断したが、端末３の最適ビームが所定値以下のビームでも良く、適宜変更可能である。
【0047】
また、説明の便宜上、実施例１のスケジューリング部２７は、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末組の台数としてＫ台、例えば、２台で説明したが、２台に限定されるものではなく、例えば、１台や３台以上でも良く、適宜変更可能である。
【0048】
上記実施例１のスケジューリング部２７は、端末３をビーム番号でグループ化した後、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３を選択する場合を例示した。しかしながら、端末３をビーム番号でグループ化しなくても、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３を選択しても良く、その実施の形態につき、実施例２として以下に説明する。尚、実施例１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
【実施例2】
【0049】
図６は、実施例２の基地局２Ａの機能構成の一例を示すブロック図である。図６に示す基地局２Ａと図３に示す基地局２とが異なるところは、スケジューリング部２７Ａ内部にある。スケジューリング部２７Ａは、リスト生成部４１と、優先度付与部４３と、端末選択部４４Ａとを有する。
【0050】
端末選択部４４Ａは、リスト５０を参照し、全端末３の端末集合Ｙから、一方の端末３の最適ビームが他方の端末３の低干渉ビームに含まれ、かつ、他方の端末３の最適ビームが一方の端末３の低干渉ビームに含まれる端末組を選択する。そして、端末選択部４４Ａは、選択した端末組をＭＵ－ＭＩＭＯする端末群として選択する。
【0051】
次に実施例２の無線システム１の動作について説明する。図７は、実施例２の第２の選択処理に関わる基地局２Ａの処理動作の一例を示すフロー図である。図７において基地局２Ａ内の端末選択部４４Ａは、最適ビーム集合Ｓ及び低干渉ビーム集合Ｘを初期化すると共に、端末集合Ｙと全端末３との和集合で端末集合Ｙを更新する（ステップＳ３１）。尚、端末集合Ｙは、全端末３の番号の集合である。
【0052】
端末選択部４４Ａは、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択可能数を指定する（ステップＳ３２）。尚、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択可能数は、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の最大台数である。端末選択部４４Ａは、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択数ｋが１であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。尚、選択数ｋは、現在の選択数である。
【0053】
端末選択部４４Ａは、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択数ｋが１の場合（ステップＳ３３肯定）、端末集合Ｙ内の全端末３の内、ラウンドロビン規範で最優先の端末３を選択する（ステップＳ３４）。尚、端末選択部４４Ａは、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末組の内、１台の端末３を選択したことになる。端末選択部４４Ａは、選択した最優先の端末３を選択した後、リスト５０を参照し、選択した端末３の最適ビームのビーム番号＃ｇ１１を指定する。更に、端末選択部４４Ａは、指定の最適ビームのビーム番号＃ｇ１１と最適ビーム集合Ｓとの和集合で最適ビーム集合Ｓを更新する（ステップＳ３５）。更に、端末選択部４４Ａは、リスト５０を参照し、選択した端末３の低干渉ビームのビーム番号＃ｇ１２を指定する。そして、端末選択部４４Ａは、指定の低干渉ビームのビーム番号＃ｇ１２と低干渉ビーム集合Ｘとの和集合で低干渉ビーム集合Ｘを更新する。更に、端末選択部４４Ａは、選択した端末３の端末番号と端末集合Ｙとの差集合で端末集合Ｙを更新する。
【0054】
端末選択部４４Ａは、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択数ｋがＫ台であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。端末選択部４４Ａは、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択数ｋがＫ台である場合（ステップＳ３６肯定）、図７に示す処理動作を終了する。端末選択部４４Ａは、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択数ｋがＫ台でない場合（ステップＳ３６否定）、選択数ｋを＋１インクリメントする（ステップＳ３７）。更に、端末選択部４４Ａは、選択数ｋが１でない場合（ステップＳ３３否定）、端末集合Ｙ内に未指定の端末３があるか否かを判定する（ステップＳ３８）。
【0055】
端末選択部４４Ａは、端末集合Ｙ内に未指定の端末３がある場合（ステップＳ３８肯定）、ラウンドロビン規範に基づき、端末集合Ｙ内の未指定の最優先の端末３を仮選択する（ステップＳ３９）。端末選択部４４Ａは、リスト５０を参照し、仮選択の端末３の低干渉ビームのビーム番号＃ｇ１２が最適ビーム集合Ｓ内にあるか否かを判定する（ステップＳ４０）。端末選択部４４Ａは、仮選択の端末３の低干渉ビームのビーム番号＃ｇ１２が最適ビーム集合Ｓ内にある場合（ステップＳ４０肯定）、リスト５０を参照する。端末選択部４４Ａは、リスト５０を参照し、仮選択の端末３の最適ビームのビーム番号＃ｇ１３が低干渉ビーム集合Ｘ内にあるか否かを判定する（ステップＳ４１）。端末選択部４４Ａは、仮選択の端末３の最適ビームのビーム番号＃ｇ１３が低干渉ビーム集合Ｘ内にある場合（ステップＳ４１肯定）、ステップＳ３９にて仮選択の端末３を本選択する（ステップＳ４２）。尚、端末選択部４４Ａは、ステップＳ４２の処理にて、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末組の内、１台の端末３を選択したことになる。
【0056】
端末選択部４４Ａは、仮選択した端末３を本選択した後、リスト５０を参照し、本選択した端末３の最適ビームのビーム番号＃ｇ１３を指定する。更に、端末選択部４４Ａは、指定の最適ビームのビーム番号＃ｇ１３と最適ビーム集合Ｓとの和集合で最適ビーム集合Ｓを更新する（ステップＳ４３）。更に、端末選択部４４Ａは、リスト５０を参照し、本選択した端末３の低干渉ビームのビーム番号＃ｇ１２を指定し、指定の低干渉ビームのビーム番号＃ｇ１２と低干渉ビーム集合Ｘとの積集合で低干渉ビーム集合Ｘを更新する。更に、端末選択部４４Ａは、本選択した端末３の端末番号と端末集合Ｙとの差集合で端末集合Ｙを更新する。そして、端末選択部４４Ａは、ステップＳ４３の処理後、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択数ｋがＫ台であるか否かを判定すべく、ステップＳ３６に移行する。
【0057】
端末選択部４４Ａは、端末集合Ｙ内に未指定の端末３がない場合（ステップＳ３８否定）、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択数ｋがＫ台であるか否かを判定すべく、ステップＳ３６に移行する。
【0058】
端末選択部４４Ａは、当該仮選択の端末３の低干渉ビームのビーム番号＃ｇ１２が最適ビーム集合Ｓ内にない場合（ステップＳ４０否定）、端末集合Ｙ内に未指定の端末３があるか否かを判定する（ステップＳ４４）。端末選択部４４Ａは、端末集合Ｙ内に未指定の端末３がある場合（ステップＳ４４肯定）、未指定の端末３の内、最優先の端末３を仮選択する（ステップＳ４５）。更に、端末選択部４４Ａは、最優先の端末３を仮選択した後、当該仮選択の端末３の低干渉ビームのビーム番号＃ｇ１２が最適ビーム集合Ｓ内にあるか否かを判定すべく、ステップＳ４０に移行する。
【0059】
端末選択部４４Ａは、仮選択の端末３の最適ビームのビーム番号＃ｇ１３が低干渉ビーム集合Ｘ内にない場合（ステップＳ４１否定）、端末集合Ｙ内に未指定の端末３があるか否かを判定すべく、ステップＳ４４に移行する。端末選択部４４Ａは、端末集合Ｙ内に未指定の端末３がない場合（ステップＳ４４否定）、ＭＵ－ＭＩＭＯする端末３の選択数ｋがＫ台であるか否かを判定すべく、ステップＳ３６に移行する。
【0060】
尚、実施例２では、端末集合Ｙ内でラウンドロビン規範を使用して最優先の端末３を選択する場合を例示したが、ラウンドロビン規範に限定されるものではなく、例えば、Proportional Fair規範でも良く、適宜変更可能である。
【0061】
先ず、端末選択部４４Ａは、ｋ＝１台目の端末３として、端末集合Ｙ内の最優先の端末３を選択する。次に、端末選択部４４Ａは、ｋ＝２台目の端末３として、ｋ＝１で選択された端末３以外の端末集合Ｙ内の端末３について、優先度が高いものから順に探索する。端末集合Ｙ内の＃Ｕの端末３ついて、＃Ｕの端末３の低干渉ビームにｋ＝１で選択された端末３の最適ビームが含まれているか否かを判定、及びｋ＝１で選択された端末３の低干渉ビームに＃Ｕの端末３の最適ビームが含まれているか否かを判定する。そして、どちらも含まれる場合には当該端末３を選択する。以降、最大Ｋ台の端末３まで同様の判定処理を実行して端末選択を終了する。ここで、ｋ＞２の端末選択においては、ｋ＝１までに選択された端末３の最適ビーム集合Ｓのいずれのビームも＃Ｕの端末３の低干渉ビームに含まれるかどうかの判定、及びｋ＝１までに選択された端末３の低干渉ビームの積集合Ｃに＃Ｕの端末３の最適ビームが含まれるかどうかの判定を行う。以上の処理により、各端末３の最適ビームが互いの低干渉ビームに含まれる最大Ｋ台の端末組が選択される。
【0062】
実施例２の基地局２Ａは、端末３毎に最適ビーム集合Ｓ及び低干渉ビーム集合Ｘをリスト化したリスト５０を生成する。基地局２は、リスト５０を参照し、例えば、一方の端末３の最適ビームが他方の端末３の低干渉ビームに含まれ、かつ、他方の端末３の最適ビームが一方の端末３の低干渉ビームに含まれる端末群をＭＵ－ＭＩＭＯする端末群として選択する。その結果、従来に比較してＭＵ－ＭＩＭＯする端末群を選択する際の演算量を削減できる。
【0063】
上記実施例１の基地局２では、端末３毎の最適ビーム及び低干渉ビームを特定したが、各端末３から最適ビーム及び低干渉ビームの情報をフィードバックしても良く、その実施の形態につき、実施例３として以下に説明する。尚、実施例１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
【実施例3】
【0064】
図８は、実施例３の端末３Ａのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図８に示す端末３Ａは、複数のアンテナ素子６１と、無線通信回路６２と、記憶装置６３と、ＬＳＩ６４と、プロセッサ６５とを有する。無線通信回路６２は、アンテナ素子６１を通じて、基地局２との間の無線通信を司るＩＦ回路である。記憶装置６３は、各種情報を記憶する装置である。ＬＳＩ６４は、各種制御を実行する回路である。プロセッサ６５は、端末３Ａ全体を制御する。
【0065】
図９は、端末３Ａの機能構成の一例を示すブロック図である。図９に示す端末３Ａは、例えば、記憶装置６３に記憶されたプログラムを実行することで、推定部７１、生成部７２及び多重部７３として機能する。無線通信回路６２は、受信側ＲＦ部８１と、送信側ＲＦ部８２とを有する。
【0066】
受信側ＲＦ部８１は、アンテナ素子６１経由で基地局２からの参照信号を含む受信信号を受信し、受信した受信信号からベースバンド信号に変換する。推定部７１は、Ｂ本のビームの受信状態（Ｌ１－ＲＳＲＰ、ＣＱＩ）を各ビームが適用される参照信号を用いて算出する。生成部７２は、最適ビーム、低干渉ビームの決定及びそれら情報の符号化・変調を行う。ビーム決定に用いる＃Ｕの端末３Ａのビーム番号＃ＢのＲＳＲＰの値ＲＳＲＰＢ,Ｕには、直近に受信した参照信号から得られたＬ１－ＲＳＲＰを用いてもよいし、過去に得られたＬ１－ＲＳＲＰとの移動平均値を用いてもよい。また、Ｌ１－ＲＳＲＰよりも長周期で上位レイヤを介してフィードバックする各ビームのＲＳＲＰ（Ｌ３－ＲＳＲＰ）との重みづけ平均値を用いてもよい。＃Ｕの端末３Ａの最適ビーム＃Ｂｏｐｔ,Ｕは、（数１）で決定する。また、（数２）を満たす任意のビーム番号＃Ｂを＃Ｕの端末３Ａの低干渉ビームとする。ここで、所定閾値Γthは低干渉ビームかどうかの判定に用いる閾値であり、パラメータとして基地局２から通知してもよいし、上述の手法により調整してもよい。
【0067】
多重部７３は、フィードバック信号を割り当てられた周波数リソースへ多重する。送信側ＲＦ部８２は、無線信号への変換を行ってアンテナ素子６１から無線信号を送信する。その結果、基地局２内の受信部２６は、端末３Ａからのフィードバック信号を復調する。基地局２内のスケジューリング部２７は、端末３から通知された最適ビーム及び低干渉ビームをリスト化できる。
【符号の説明】
【0068】
１ 無線システム
２、２Ａ 基地局
３、３Ａ 端末
１２ アンテナ素子
２７ スケジューリング部
３１ 第１のＲＦ部（送信部）
４１ リスト生成部
４４，４４Ａ 端末選択部
５０ リスト
７１ 推定部
７２ 生成部
８２ 送信側ＲＦ部
２、２Ａ 基地局
３、３Ａ 端末
１２ アンテナ素子
２７ スケジューリング部
３１ 第１のＲＦ部（送信部）
４１ リスト生成部
４４，４４Ａ 端末選択部
５０ リスト
７１ 推定部
７２ 生成部
８２ 送信側ＲＦ部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】