JP2011160269A - 無線基地局及び通信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無線基地局(10)は、複数の移動端末(20)から、所定の行列(G)の逆行列(B)によって規定されるパラメータが所定の基準を満たす移動端末を選択する選択手段(16)と、選択された移動端末に基づいて逆行列を更新する更新手段(16)とを備え、選択手段は、更新手段によって逆行列が更新される都度、複数の移動端末のうち選択手段により選択された移動端末を除く他の移動端末から、更新された逆行列によって規定されるパラメータが所定の基準を満たす新たな移動端末を選択する。
【選択図】図2
Description
図1を参照して、本実施形態のMIMO(Multi Input Multi Output)無線通信システム1の基本構成の一例について説明する。ここに、図1は、本実施形態のMIMO無線通信システム1の基本構成の一例を示すブロック図である。
図2を参照して、上述した無線基地局10が備える移動端末選択部16が行うスケジューリング動作(つまり、通信を行う移動端末20を選択する動作)の第1動作例について説明する。ここに、図2は、無線基地局10の第1動作例の流れを示すフローチャートである。
図3を参照して、第1動作例に係る第1変形動作例について説明する。ここに、図3は、第1動作例に係る第1変形動作例の流れを示すフローチャートである。尚、既に説明済みの上述した動作と同様の動作については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明については省略する。
図4を参照して、第1動作例に係る第2変形動作例について説明する。ここに、図4は、第1動作例に係る第2変形動作例の流れを示すフローチャートである。尚、既に説明済みの上述した動作と同様の動作については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明については省略する。
図5を参照して、上述した無線基地局10が備える移動端末選択部16が行うスケジューリング動作の第2動作例について説明する。ここに、図5は、無線基地局10の第2動作例の流れを示すフローチャートである。尚、既に説明済みの上述した動作と同様の動作については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明については省略する。
図6を参照して、上述した無線基地局10が備える移動端末選択部16が行うスケジューリング動作の第3動作例について説明する。ここに、図6は、無線基地局10の第3動作例の流れを示すフローチャートである。尚、既に説明済みの上述した動作と同様の動作については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明については省略する。
図7を参照して、第3動作例に係る第1変形動作例について説明する。ここに、図7は、第3動作例に係る第1変形動作例の流れを示すフローチャートである。尚、既に説明済みの上述した動作と同様の動作については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明については省略する。
図8を参照して、第3動作例に係る第2変形動作例について説明する。ここに、図8は、第3動作例に係る第2変形動作例の流れを示すフローチャートである。尚、既に説明済みの上述した動作と同様の動作については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明については省略する。
図9を参照して、上述した無線基地局10が備える移動端末選択部16が行うスケジューリング動作の第4動作例について説明する。ここに、図9は、無線基地局10の第4動作例の流れを示すフローチャートである。尚、既に説明済みの上述した動作と同様の動作については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明については省略する。
図10を参照して、第4動作例に係る第1変形動作例について説明する。ここに、図10は、第4動作例に係る第1変形動作例の流れを示すフローチャートである。尚、既に説明済みの上述した動作と同様の動作については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明については省略する。
図11を参照して、第4動作例に係る第2変形動作例について説明する。ここに、図11は、第4動作例に係る第2変形動作例の流れを示すフローチャートである。尚、既に説明済みの上述した動作と同様の動作については、同一のステップ番号を付してその詳細な説明については省略する。
複数の移動端末との間で多重入力多重出力通信を行う無線基地局であって、前記複数の移動端末から、前記複数の移動端末と前記無線基地局との間の通信容量を算出するために用いられる所定の行列の逆行列によって規定されるパラメータが所定の基準を満たす移動端末を選択する選択手段と、前記選択手段によって前記移動端末が選択される都度、前記選択された移動端末に基づいて前記逆行列を更新する更新手段とを備え、前記選択手段は、前記更新手段によって前記逆行列が更新される都度、前記複数の移動端末のうち前記選択手段により選択された前記移動端末を除く他の移動端末から、更新された前記逆行列によって規定される前記パラメータが前記所定の基準を満たす新たな前記移動端末を選択することを特徴とする無線基地局。
前記複数の移動端末のうちのn(但し、nは1以上の整数)個の移動端末が選択された時点での前記逆行列Bnは、前記無線基地局が備えるアンテナ数を信号対雑音比で除算した値をγとし、前記移動端末が備えるアンテナ数Nr×n行の単位行列をIn×Nrとし、且つ選択されたn個の前記移動端末のチャネル行列をHnとすると、Bn=(HnHn H+γIn×Nr)−1であり、前記更新手段は、前記選択手段によってn+1個目の前記移動端末が新たに選択された場合、選択されたn+1個目の移動端末のチャネル行列をH(k)とし、U1=H(k)Hn Hとし、U2=U1Bnとし、U3=C2 −1U2とし、且つC2=G(k)−U2U1 H=(H(k)H(k)H+γI)−U2U1 Hとすると、更新後の逆行列Bn+1を数式31に基づいて求めることを特徴とする付記1に記載の無線基地局。
前記選択手段は、前記逆行列の更新前に全体容量が最大となる移動端末を選択し、前記更新手段は、選択された移動端末のチャネル行列をH(k)とすると、H1=H(k)且つB1=G(k)−1=(H(k)H(k)H+γI)−1という初期値を設定することを特徴とする付記2に記載の無線基地局。
前記選択手段は、前記他の移動端末の夫々を個別に追加することで得られる前記通信容量の全体容量又は前記他の移動端末の夫々を個別に追加することで前記通信容量に追加される追加容量が最大となる移動端末を選択することを特徴とする付記2又は3に記載の無線基地局。
前記全体容量は、前記逆行列の行列式の逆数であり、前記追加容量は、行列C2の行列式であることを特徴とする付記4に記載の無線基地局。
前記複数の移動端末のうちのn(但し、nは1以上の整数)個の移動端末が選択された時点での前記逆行列Bnは、前記無線基地局が備えるアンテナ数を信号対雑音比で除算した値をγとし、前記移動端末が備えるアンテナ数Nr行の単位行列をINrとし、前記無線基地局が備えるアンテナ数Nt行の単位行列をINtとし、且つ選択されたn個の前記移動端末のチャネル行列をHnとすると、Bn=(Hn HHn+γINt)−1であり、前記更新手段は、前記選択手段によってn+1個目の前記移動端末が新たに選択された場合、選択されたn+1個目の移動端末のチャネル行列をH(k)とし、且つU=BnH(k)Hとすると、更新後の逆行列Bn+1を数式32に基づいて求めることを特徴とする付記1に記載の無線基地局。
前記更新手段は、信号対雑音比をρとすると、H0={}且つB0=ρINtという初期値を設定することを特徴とする付記6に記載の無線基地局。
前記選択手段は、前記他の移動端末の夫々を個別に追加することで得られる前記通信容量の全体容量が最大となる又は前記他の移動端末の夫々に対応する前記逆行列の平均二乗誤差が最小となる移動端末を選択することを特徴とする付記5に記載の無線基地局。
前記全体容量は、前記逆行列の行列式の逆数であり、前記平均二乗誤差は、前記逆行列の対角要素の和であることを特徴とする付記8に記載の無線基地局。
前記選択手段は、当該無線基地局の通信先の移動端末として、前記移動端末を選択することを特徴とする付記2に記載の無線基地局。
前記更新手段は、前記無線基地局が備えるアンテナ数を信号対雑音比で除算した値をγとし、前記無線基地局が備えるアンテナ数Nt行の単位行列をINtとし、且つ前記複数の移動端末のチャネル行列をHKとすると、BK=(HK HHK+γINt)−1という初期値を設定し、前記更新手段は、前記選択手段によって前記移動端末が新たに選択された場合、選択された移動端末のチャネル行列をH(k)とし、且つV=Bn−1H(k)Hとすると、更新後の逆行列Bnを数式33に基づいて求めることを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。
前記選択手段は、前記他の移動端末の夫々を個別に除外することで得られる前記逆行列の平均二乗誤差が最小となる、前記他の移動端末の夫々を個別に除外することで得られる信号対雑音比の和若しくは積が最最大となる、前記他の移動端末の夫々を個別に除外することで得られる前記通信容量の全体容量が最小となる移動端末を選択することを特徴とする付記10に記載の無線基地局。
前記平均二乗誤差は、前記逆行列の対角要素の和であり、信号対雑音比の和は、前記逆行列の対角要素を互いに反転させて加算した値であり、信号対雑音比の和は、前記逆行列の対角要素の積の逆数であり、前記全体容量は、前記逆行列の行列式の逆数であることを特徴とする付記11に記載の無線基地局。
前記選択手段は、当該無線基地局の通信先から除外する移動端末として、前記移動端末を選択することを特徴とする付記11に記載の無線基地局。
前記選択手段は、(i)前記逆行列に基づいて前記移動端末を選択する前に、選択に対する優先度が相対的に高く設定された移動端末及び通信の要求回数が所定値以上の移動端末を優先的に選択し、(ii)優先的に選択された前記移動端末を除く他の移動端末から、前記逆行列によって規定される前記パラメータが前記所定の基準を満たす新たな前記移動端末を選択することを特徴とする付記1に記載の無線基地局。
複数の移動端末との間で多重入力多重出力通信を行う無線基地局における移動端末の選択方法であって、前記複数の移動端末から、前記複数の移動端末と前記無線基地局との間の通信容量を算出するために用いられる所定の行列の逆行列によって規定されるパラメータが所定の基準を満たす移動端末を選択する選択工程と、前記選択手段によって前記移動端末が選択される都度、前記選択された移動端末に基づいて前記逆行列を更新する更新工程とを備え、前記選択工程は、前記更新工程によって前記逆行列が更新される都度、前記複数の移動端末のうち前記選択手段により選択された前記移動端末を除く他の移動端末から、更新された前記逆行列によって規定される前記パラメータが前記所定の基準を満たす新たな前記移動端末を選択することを特徴とする移動端末の選択方法。
10 無線基地局
13 セレクタ
14 RF部
15 アンテナ
16 移動端末選択部
20 移動端末
21 アンテナ
Claims (11)
- 複数の移動端末との間で多重入力多重出力通信を行う無線基地局であって、
前記複数の移動端末から、前記複数の移動端末と前記無線基地局との間の通信容量を算出するために用いられる所定の行列の逆行列によって規定されるパラメータが所定の基準を満たす移動端末を選択する選択手段と、
前記選択手段によって前記移動端末が選択される都度、前記選択された移動端末に基づいて前記逆行列を更新する更新手段と
を備え、
前記選択手段は、前記更新手段によって前記逆行列が更新される都度、前記複数の移動端末のうち前記選択手段により選択された前記移動端末を除く他の移動端末から、更新された前記逆行列によって規定される前記パラメータが前記所定の基準を満たす新たな前記移動端末を選択することを特徴とする無線基地局。 - 前記複数の移動端末のうちのn(但し、nは1以上の整数)個の移動端末が選択された時点での前記逆行列Bnは、前記無線基地局が備えるアンテナ数を信号対雑音比で除算した値をγとし、前記移動端末が備えるアンテナ数Nr×n行の単位行列をIn×Nrとし、且つ選択されたn個の前記移動端末のチャネル行列をHnとすると、Bn=(HnHn H+γIn×Nr)−1であり、
前記更新手段は、前記選択手段によってn+1個目の前記移動端末が新たに選択された場合、選択されたn+1個目の移動端末のチャネル行列をH(k)とし、U1=H(k)Hn Hとし、U2=U1Bnとし、U3=C2 −1U2とし、且つC2=G(k)−U2U1 H=(H(k)H(k)H+γI)−U2U1 Hとすると、更新後の逆行列Bn+1を数式1に基づいて求めることを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。
- 前記選択手段は、前記逆行列の更新前に全体容量が最大となる移動端末を選択し、
前記更新手段は、選択された移動端末のチャネル行列をH(k)とすると、H1=H(k)且つB1=G(k)−1=(H(k)H(k)H+γINr)−1という初期値を設定することを特徴とする請求項2に記載の無線基地局。 - 前記選択手段は、前記他の移動端末の夫々を個別に追加することで得られる前記通信容量の全体容量又は前記他の移動端末の夫々を個別に追加することで前記通信容量に追加される追加容量が最大となる移動端末を選択することを特徴とする請求項2又は3に記載の無線基地局。
- 前記複数の移動端末のうちのn(但し、nは1以上の整数)個の移動端末が選択された時点での前記逆行列Bnは、前記無線基地局が備えるアンテナ数を信号対雑音比で除算した値をγとし、前記移動端末が備えるアンテナ数Nr行の単位行列をINrとし、前記無線基地局が備えるアンテナ数Nt行の単位行列をINtとし、且つ選択されたn個の前記移動端末のチャネル行列をHnとすると、Bn=(Hn HHn+γINt)−1であり、
前記更新手段は、前記選択手段によってn+1個目の前記移動端末が新たに選択された場合、選択されたn+1個目の移動端末のチャネル行列をH(k)とし、且つU=BnH(k)Hとすると、更新後の逆行列Bn+1を数式2に基づいて求めることを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。
- 前記更新手段は、信号対雑音比をρとすると、H0={}且つB0=ρINtという初期値を設定することを特徴とする請求項5に記載の無線基地局。
- 前記選択手段は、前記他の移動端末の夫々を個別に追加することで得られる前記通信容量の全体容量が最大となる又は前記他の移動端末の夫々に対応する前記逆行列の平均二乗誤差が最小となる移動端末を選択することを特徴とする請求項5又は6に記載の無線基地局。
- 前記選択手段は、前記他の移動端末の夫々を個別に除外することで得られる前記逆行列の平均二乗誤差が最小となる、前記他の移動端末の夫々を個別に除外することで得られる信号対雑音比の和若しくは積が最大となる、前記他の移動端末の夫々を個別に除外することで得られる前記通信容量の全体容量が最小となる移動端末を選択することを特徴とする請求項8に記載の無線基地局。
- 前記選択手段は、(i)前記逆行列に基づいて前記移動端末を選択する前に、選択に対する優先度が相対的に高く設定された移動端末及び通信の要求回数が所定値以上の移動端末を優先的に選択し、(ii)優先的に選択された前記移動端末を除く他の移動端末から、前記逆行列によって規定される前記パラメータが前記所定の基準を満たす新たな前記移動端末を選択することを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の無線基地局。
- 複数の移動端末との間で多重入力多重出力通信を行う無線基地局における移動端末の選択方法であって、
前記複数の移動端末から、前記複数の移動端末と前記無線基地局との間の通信容量を算出するために用いられる所定の行列の逆行列によって規定されるパラメータが所定の基準を満たす移動端末を選択する選択工程と、
前記選択手段によって前記移動端末が選択される都度、前記選択された移動端末に基づいて前記逆行列を更新する更新工程と
を備え、
前記選択工程は、前記更新工程によって前記逆行列が更新される都度、前記複数の移動端末のうち前記選択手段により選択された前記移動端末を除く他の移動端末から、更新された前記逆行列によって規定される前記パラメータが前記所定の基準を満たす新たな前記移動端末を選択することを特徴とする移動端末の選択方法。
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