JP2015012345A - 基地局、通信制御方法、及びプロセッサ - Google Patents

Abstract

【課題】ヌルステアリング対象端末とペアをなすペア端末を複数のビームフォーミング対象端末の中から適切に選出可能とする。【解決手段】ｅＮＢ２００−２は、自セルと接続する複数のＵＥ１００−２のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ＵＥ１００−１からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信する。ｅＮＢ２００−２は、複数のＵＥ１００−２のそれぞれについて、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度と、ヌルステアリング制御情報とビームフォーミング制御情報との合致度と、に基づいて、ＵＥ１００−１に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースを割り当てる割当優先度を算出する。ｅＮＢ２００−２は、複数のＵＥ１００−２のうち、割当優先度が最も高いＵＥ１００−２に対して当該同一の無線リソースを割り当てる。【選択図】図６

Description

本発明は、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて用いられる基地局、通信制御方法、及びプロセッサに関する。

移動通信システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で仕様が策定されているＬＴＥシステムは、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする（非特許文献１参照）。例えば、基地局は、一のユーザ端末に対してビームを向けるビームフォーミングを行いつつ、他のユーザ端末に対してヌルを向けるヌルステアリングを行う。これにより、干渉を抑圧しながら、無線リソースの利用効率を向上させることができる。

下りリンク・マルチアンテナ伝送の一形態として、ＣＢ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）−ＣｏＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ）がある。ＣＢ−ＣｏＭＰにおいて、セルを管理する基地局は、自セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、隣接セルと接続するヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信する。

そして、基地局は、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末を、ヌルステアリング対象端末とペアをなすペア端末として選出する。また、基地局は、ヌルステアリング対象端末に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースをペア端末に割り当てる。

３ＧＰＰ技術仕様書 「ＴＳ３６．３００ Ｖ１１．５．０」 ２０１３年３月

しかしながら、基地局は、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末が存在しない場合には、適切なペア端末を選出できない。

この場合、ヌルステアリング対象端末に割り当てられる無線リソースを使用しない、又はペア端末をランダムに選出することが考えられる。しかしながら、前者の場合には無線リソースの利用効率が低下し、後者の場合にはヌルステアリング対象端末への干渉が増加するという問題があった。

そこで、本発明は、ヌルステアリング対象端末とペアをなすペア端末を複数のビームフォーミング対象端末の中から適切に選出可能な基地局、通信制御方法、及びプロセッサを提供することを目的とする。

第１の特徴に係る基地局は、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて、セルを管理する。前記基地局は、前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信する受信部と、前記複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれについて、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度と、前記ヌルステアリング制御情報と前記ビームフォーミング制御情報との合致度と、に基づいて、前記ヌルステアリング対象端末に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースを割り当てる割当優先度を算出する制御部と、を備える。前記制御部は、前記複数のビームフォーミング対象端末のうち、前記割当優先度が最も高いビームフォーミング対象端末に対して、前記同一の無線リソースを割り当てる。

第２の特徴に係る通信制御方法は、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて用いられる。前記通信制御方法は、セルを管理する基地局が、前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信するステップと、前記基地局が、前記複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれについて、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度と、前記ヌルステアリング制御情報と前記ビームフォーミング制御情報との合致度と、に基づいて、前記ヌルステアリング対象端末に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースを割り当てる割当優先度を算出するステップと、前記基地局が、前記複数のビームフォーミング対象端末のうち、前記割当優先度が最も高いビームフォーミング対象端末に対して、前記同一の無線リソースを割り当てるステップと、を備える。

第３の特徴に係るプロセッサは、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて、セルを管理する基地局に備えられる。前記プロセッサは、前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信する処理と、前記複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれについて、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度と、前記ヌルステアリング制御情報と前記ビームフォーミング制御情報との合致度と、に基づいて、前記ヌルステアリング対象端末に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースを割り当てる割当優先度を算出する処理と、前記複数のビームフォーミング対象端末のうち、前記割当優先度が最も高いビームフォーミング対象端末に対して、前記同一の無線リソースを割り当てる処理と、を実行する。

本発明によれば、ヌルステアリング対象端末とペアをなすペア端末を複数のビームフォーミング対象端末の中から適切に選出可能な基地局、通信制御方法、及びプロセッサを提供できる。

実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。 実施形態に係るＵＥのブロック図である。 実施形態に係るｅＮＢのブロック図である。 実施形態に係る無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。 実施形態に係る無線フレームの構成図である。 実施形態に係るＣＢ−ＣｏＭＰを説明するための図である。 実施形態に係るＣＢ−ＣｏＭＰを説明するための図である。 実施形態の動作パターン１に係る割当優先度算出方法を説明するための図である。 実施形態の動作パターン２に係る割当優先度算出方法を説明するための図である。 実施形態の動作パターン３に係る割当優先度算出方法を説明するための図である。 実施形態の変更例に係るＭＵ−ＭＩＭＯを説明するための図である。 実施形態の変更例に係るＭＵ−ＭＩＭＯを説明するための図である。

［実施形態の概要］
実施形態に係る基地局は、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて、セルを管理する。前記基地局は、前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信する受信部と、前記複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれについて、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度と、前記ヌルステアリング制御情報と前記ビームフォーミング制御情報との合致度と、に基づいて、前記ヌルステアリング対象端末に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースを割り当てる割当優先度を算出する制御部と、を備える。前記制御部は、前記複数のビームフォーミング対象端末のうち、前記割当優先度が最も高いビームフォーミング対象端末に対して、前記同一の無線リソースを割り当てる。

実施形態では、前記制御部は、前記基準優先度を前記合致度に応じて補正した結果を、前記割当優先度として算出する。

実施形態では、前記制御部は、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末について、前記割当優先度が相対的に高くなるように前記基準優先度を補正する。

実施形態では、前記スケジューリングアルゴリズムは、平均スループットに対する瞬時スループットの比を前記基準優先度として導出するアルゴリズムである。前記制御部は、前記基準優先度が閾値未満であるビームフォーミング対象端末を無線リソースの割当対象から除外する。

実施形態では、前記受信部は、前記ヌルステアリング対象端末からフィードバックされる複数のヌルステアリング制御情報を受信する。前記複数のヌルステアリング制御情報のそれぞれには、優先順位が対応付けられている。前記制御部は、前記基準優先度、前記合致度、及び前記優先順位に基づいて、前記割当優先度を算出する。

実施形態に係る通信制御方法は、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて用いられる。前記通信制御方法は、セルを管理する基地局が、前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信するステップと、前記基地局が、前記複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれについて、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度と、前記ヌルステアリング制御情報と前記ビームフォーミング制御情報との合致度と、に基づいて、前記ヌルステアリング対象端末に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースを割り当てる割当優先度を算出するステップと、前記基地局が、前記複数のビームフォーミング対象端末のうち、前記割当優先度が最も高いビームフォーミング対象端末に対して、前記同一の無線リソースを割り当てるステップと、を備える。

実施形態に係るプロセッサは、下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて、セルを管理する基地局に備えられる。前記プロセッサは、前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信する処理と、前記複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれについて、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度と、前記ヌルステアリング制御情報と前記ビームフォーミング制御情報との合致度と、に基づいて、前記ヌルステアリング対象端末に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースを割り当てる割当優先度を算出する処理と、前記複数のビームフォーミング対象端末のうち、前記割当優先度が最も高いビームフォーミング対象端末に対して、前記同一の無線リソースを割り当てる処理と、を実行する。

［実施形態］
以下において、本発明をＬＴＥシステムに適用する場合の実施形態を説明する。

（システム構成）
図１は、実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。図１に示すように、実施形態に係るＬＴＥシステムは、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ−ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０、及びＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）２０を備える。

ＵＥ１００は、ユーザ端末に相当する。ＵＥ１００は、移動型の通信装置であり、接続先のセル（サービングセル）との無線通信を行う。ＵＥ１００の構成については後述する。

Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、無線アクセスネットワークに相当する。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、ｅＮＢ２００（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ−Ｂ）を含む。ｅＮＢ２００は、基地局に相当する。ｅＮＢ２００は、Ｘ２インターフェイスを介して相互に接続される。ｅＮＢ２００の構成については後述する。

ｅＮＢ２００は、１又は複数のセルを管理しており、自セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。ｅＮＢ２００は、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能、ユーザデータのルーティング機能、モビリティ制御・スケジューリングのための測定制御機能などを有する。「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として使用される他に、ＵＥ１００との無線通信を行う機能を示す用語としても使用される。

ＥＰＣ２０は、コアネットワークに相当する。ＥＰＣ２０は、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）／Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）３００を含む。ＭＭＥは、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御などを行う。Ｓ−ＧＷは、ユーザデータの転送制御を行う。ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、Ｓ１インターフェイスを介してｅＮＢ２００と接続される。

図２は、ＵＥ１００のブロック図である。図２に示すように、ＵＥ１００は、複数のアンテナ１０１、無線送受信機１１０、ユーザインターフェイス１２０、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１３０、バッテリ１４０、メモリ１５０、及びプロセッサ１６０を備える。メモリ１５０及びプロセッサ１６０は、制御部を構成する。ＵＥ１００は、ＧＮＳＳ受信機１３０を有していなくてもよい。また、メモリ１５０をプロセッサ１６０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサ１６０’としてもよい。

複数のアンテナ１０１及び無線送受信機１１０は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機１１０は、プロセッサ１６０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換して複数のアンテナ１０１から送信する。また、無線送受信機１１０は、複数のアンテナ１０１が受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換してプロセッサ１６０に出力する。

ユーザインターフェイス１２０は、ＵＥ１００を所持するユーザとのインターフェイスであり、例えば、ディスプレイ、マイク、スピーカ、及び各種ボタンなどを含む。ユーザインターフェイス１２０は、ユーザからの操作を受け付けて、該操作の内容を示す信号をプロセッサ１６０に出力する。ＧＮＳＳ受信機１３０は、ＵＥ１００の地理的な位置を示す位置情報を得るために、ＧＮＳＳ信号を受信して、受信した信号をプロセッサ１６０に出力する。バッテリ１４０は、ＵＥ１００の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。

メモリ１５０は、プロセッサ１６０により実行されるプログラム、及びプロセッサ１６０による処理に使用される情報を記憶する。プロセッサ１６０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ１５０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、を含む。プロセッサ１６０は、さらに、音声・映像信号の符号化・復号を行うコーデックを含んでもよい。プロセッサ１６０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

図３は、ｅＮＢ２００のブロック図である。図３に示すように、ｅＮＢ２００は、複数のアンテナ２０１、無線送受信機２１０、ネットワークインターフェイス２２０、メモリ２３０、及びプロセッサ２４０を備える。メモリ２３０及びプロセッサ２４０は、制御部を構成する。

複数のアンテナ２０１及び無線送受信機２１０は、無線信号の送受信に用いられる。無線送受信機２１０は、プロセッサ２４０が出力するベースバンド信号（送信信号）を無線信号に変換して複数のアンテナ２０１から送信する。また、無線送受信機２１０は、複数のアンテナ２０１が受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）に変換してプロセッサ２４０に出力する。

ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイスを介して隣接ｅＮＢ２００と接続され、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００と接続される。ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイス上で行う通信及びＳ１インターフェイス上で行う通信に用いられる。

メモリ２３０は、プロセッサ２４０により実行されるプログラム、及びプロセッサ２４０による処理に使用される情報を記憶する。プロセッサ２４０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ２３０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を含む。プロセッサ２４０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

図４は、ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。図４に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、ＯＳＩ参照モデルの第１層乃至第３層に区分されており、第１層は物理（ＰＨＹ）層である。第２層は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、及びＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層を含む。第３層は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層を含む。

物理層は、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。ｅＮＢ２００の物理層は、プリコーダ行列（送信アンテナウェイト）及びランク（信号系列数）を適用して下りリンク・マルチアンテナ伝送を行う。実施形態に係る下りリンク・マルチアンテナ伝送の詳細については後述する。ＵＥ１００の物理層とｅＮＢ２００の物理層との間では、物理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。

ＭＡＣ層は、データの優先制御、及びハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理などを行う。ＵＥ１００のＭＡＣ層とｅＮＢ２００のＭＡＣ層との間では、トランスポートチャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。ｅＮＢ２００のＭＡＣ層は、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式）及びＵＥ１００への割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。

ＲＬＣ層は、ＭＡＣ層及び物理層の機能を利用してデータを受信側のＲＬＣ層に伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣ層とｅＮＢ２００のＲＬＣ層との間では、論理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。

ＰＤＣＰ層は、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。

ＲＲＣ層は、制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。ＵＥ１００のＲＲＣ層とｅＮＢ２００のＲＲＣ層との間では、各種設定のための制御信号（ＲＲＣメッセージ）が伝送される。ＲＲＣ層は、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。ＵＥ１００のＲＲＣとｅＮＢ２００のＲＲＣとの間に接続（ＲＲＣ接続）がある場合、ＵＥ１００は接続状態（ＲＲＣ接続状態）であり、そうでない場合、ＵＥ１００はアイドル状態（ＲＲＣアイドル状態）である。

ＲＲＣ層の上位に位置するＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）層は、セッション管理及びモビリティ管理などを行う。

図５は、ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。ＬＴＥシステムは、下りリンクにはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）、上りリンクにはＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）がそれぞれ適用される。

図５に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ１０個のサブフレームで構成される。各サブフレームは、時間方向に並ぶ２個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは１ｍｓであり、各スロットの長さは０．５ｍｓである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック（ＲＢ）を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。各リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。ＵＥ１００に割り当てられる無線リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより特定でき、時間リソースはサブフレーム（又はスロット）により特定できる。

下りリンクにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に制御信号を伝送するための物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）として使用される領域である。また、各サブフレームの残りの部分は、主にユーザデータを伝送するための物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）として使用できる領域である。

上りリンクにおいて、各サブフレームにおける周波数方向の両端部は、主に制御信号を伝送するための物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）として使用される領域である。各サブフレームにおける残りの部分は、主にユーザデータを伝送するための物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）として使用できる領域である。

（ＣＢ−ＣｏＭＰ）
実施形態に係るＬＴＥシステムは、下りリンク・マルチアンテナ伝送の一形態であるＣＢ−ＣｏＭＰをサポートする。ＣＢ−ＣｏＭＰでは、複数のｅＮＢ２００が協調してビームフォーミング及びヌルステアリングを行う。

図６及び図７は、ＣＢ−ＣｏＭＰを説明するための図である。図６に示すように、ｅＮＢ２００−１及びｅＮＢ２００−２は、互いに隣接するセルを管理する。また、ｅＮＢ２００−１のセル及びｅＮＢ２００−２のセルは、同一の周波数に属する。

ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００−１のセルとの接続を確立した状態（接続状態）である。すなわち、ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００−１のセルをサービングセルとして通信を行う。

これに対し、ＵＥ１００−２は、ｅＮＢ２００−２のセルとの接続を確立した状態（接続状態）である。すなわち、ＵＥ１００−２は、ｅＮＢ２００−２のセルをサービングセルとして通信を行う。図６では、ｅＮＢ２００−２のセルとの接続を確立するＵＥ１００−２を１つのみ図示しているが、実環境では、複数のＵＥ１００−２がｅＮＢ２００−２のセルとの接続を確立している。

ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００−１のセル及びｅＮＢ２００−２のセルの境界領域に位置する。この場合、ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００−２のセルからの干渉の影響を受ける。ＵＥ１００−１に対してＣＢ−ＣｏＭＰを適用することにより、ＵＥ１００−１が受ける干渉を抑圧できる。

以下において、ＵＥ１００−１に対してＣＢ−ＣｏＭＰを適用する場合のＣＢ−ＣｏＭＰの通信手順について説明する。尚、ＣＢ−ＣｏＭＰが適用されるＵＥ１００−１は、「ＣｏＭＰ ＵＥ」と称されることがある。すなわち、ＵＥ１００−１は、ヌルステアリング対象端末に相当する。ＵＥ１００−１（ＣｏＭＰ ＵＥ）のサービングセルは、「アンカーセル」と称されることがある。

ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、サービングセルから受信する参照信号などに基づいて、自身に対してビームを向けるためのビームフォーミング制御情報をサービングセルにフィードバックする。実施形態では、ビームフォーミング制御情報は、プリコーダ行列インジケータ（ＰＭＩ）及びランクインジケータ（ＲＩ）を含む。ＰＭＩは、サービングセルに推奨されるプリコーダ行列（送信アンテナウェイト）を示すインジケータである。ＲＩは、サービングセルに推奨されるランク（信号系列数）を示すインジケータである。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、プリコーダ行列及びインジケータを関連付けたテーブル（コードブック）を保持しており、所望波の通信品質が向上するプリコーダ行列を選択し、選択したプリコーダ行列に対応するインジケータをＰＭＩとしてフィードバックする。

ＵＥ１００−１は、さらに、隣接セルから受信する参照信号などに基づいて、自身に対してヌルを向けるためのヌルステアリング制御情報をサービングセルにフィードバックする。実施形態では、ヌルステアリング制御情報は、ＢＣＩ（Ｂｅｓｔ Ｃｏｍｐａｎｉｏｎ ＰＭＩ）及びＲＩを含む。ＢＣＩは、隣接セルに推奨されるプリコーダ行列（送信アンテナウェイト）を示すインジケータである。ＵＥ１００−１は、プリコーダ行列及びインジケータを関連付けたテーブル（コードブック）を保持しており、干渉波の受信レベルが低減する或いは所望波への影響が低減するプリコーダ行列を選択し、選択したプリコーダ行列に対応するインジケータをＢＣＩとしてフィードバックする。

ｅＮＢ２００−１は、ＵＥ１００−１からフィードバックされるヌルステアリング制御情報（ＢＣＩ、ＲＩ）をｅＮＢ２００−２に転送する。

ｅＮＢ２００−２は、自セルと接続する複数のＵＥ１００−２のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報（ＰＭＩ、ＲＩ）と、隣接セルと接続するＵＥ１００−１からフィードバックされるヌルステアリング制御情報（ＢＣＩ、ＲＩ）と、を受信する。そして、ｅＮＢ２００−２は、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２を、ＵＥ１００−１とペアをなすペアＵＥ（ペア端末）として選出する。実施形態では、「ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報」とは、ヌルステアリング制御情報に含まれるＢＣＩ及びＲＩの組み合わせと一致するＰＭＩ及びＲＩの組み合わせを含むビームフォーミング制御情報である。

ｅＮＢ２００−２は、ペアＵＥ（ＵＥ１００−２）を選出すると、ＵＥ１００−１に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースをペアＵＥに割り当てる。そして、ｅＮＢ２００−２は、ペアＵＥからフィードバックされたビームフォーミング制御情報（ＰＭＩ、ＲＩ）を適用してペアＵＥへの送信を行う。その結果、図７に示すように、ｅＮＢ２００−２は、ペアＵＥに対してビームを向けつつ、ＵＥ１００−１にヌルを向けて、ペアＵＥへの送信を行うことができる。

（ｅＮＢ２００−２の動作）
次に、実施形態に係るｅＮＢ２００−２の動作について説明する。

（１）動作概要
上述したように、ｅＮＢ２００−２は、ＵＥ１００−１からフィードバックされるヌルステアリング制御情報（ＢＣＩ、ＲＩ）と合致するビームフォーミング制御情報（ＰＭＩ、ＲＩ）をフィードバックするＵＥ１００−２を、ＵＥ１００−１とペアをなすペアＵＥとして選出する。ここで、ＵＥ１００−１はヌルステアリング対象端末に相当し、ＵＥ１００−２はビームフォーミング対象端末に相当する。

しかしながら、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２が存在しない場合には、ｅＮＢ２００−２は、ＵＥ１００−１とペアをなすペアＵＥを選出できない。この場合、ｅＮＢ２００−２は、ＵＥ１００−１に割り当てられる無線リソースを使用しない、又はペア端末をランダムに選出することが考えられる。しかしながら、前者の場合には無線リソースの利用効率が低下し、後者の場合にはＵＥ１００−１への干渉が増加するという問題がある。

そこで、実施形態では、ｅＮＢ２００−２は、複数のＵＥ１００−２のそれぞれについて、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度と、ヌルステアリング制御情報とビームフォーミング制御情報との合致度と、に基づいて、ＵＥ１００−１に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースを割り当てる割当優先度を算出する。そして、ｅＮＢ２００−２は、複数のＵＥ１００−２のうち、割当優先度が最も高いＵＥ１００−２に対して、ＵＥ１００−１に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースを割り当てる。

このように、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度と、ヌルステアリング制御情報とビームフォーミング制御情報との合致度と、に基づいて、割当優先度を算出することにより、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２が存在しない場合でも、ＵＥ１００−１とペアをなすペアＵＥを適切に選出できる。

実施形態では、ｅＮＢ２００−２は、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度を、ヌルステアリング制御情報とビームフォーミング制御情報との合致度に応じて補正した結果を、割当優先度として算出する。例えば、ｅＮＢ２００−２は、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２について、割当優先度が相対的に高くなるように基準優先度を補正する。

（２）動作具体例
以下において、実施形態に係るｅＮＢ２００−２の動作具体例を説明する。

（２．１）動作パターン１
ｅＮＢ２００−２の無線送受信機２１０は、自セルと接続する複数のＵＥ１００−２のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報（ＰＭＩ、ＲＩ）を受信している。また、ｅＮＢ２００−２のネットワークインターフェイス２２０は、隣接セルと接続するＵＥ１００−１（ＣｏＭＰ ＵＥ）からフィードバックされるヌルステアリング制御情報（ＢＣＩ、ＲＩ）をｅＮＢ２００−１経由で受信している。実施形態では、無線送受信機２１０及びネットワークインターフェイス２２０は、ビームフォーミング制御情報及びヌルステアリング制御情報を受信する受信部を構成する。

ｅＮＢ２００−２のプロセッサ２４０は、無線送受信機２１０が受信するビームフォーミング制御情報、及びネットワークインターフェイス２２０が受信するヌルステアリング制御情報などに基づいて、ＵＥ１００−１に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースについての割当優先度を算出する。

図８は、動作パターン１に係る割当優先度算出方法を説明するための図である。

図８に示すように、プロセッサ２４０は、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度である「ｐｒｉｏｒｉｔｙ」を、ヌルステアリング制御情報とビームフォーミング制御情報との合致度を示す「ｆ（ＢＣＩ，ＰＭＩ）」により補正した結果を、ＵＥ１００−１に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースについての割当優先度「ｐｒｉｏｒｉｔｙ’」として算出する。プロセッサ２４０は、複数のＵＥ１００−２のそれぞれについて割当優先度「ｐｒｉｏｒｉｔｙ’」を算出し、割当優先度が最も高いＵＥ１００−２に対して、ＵＥ１００−１に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースを割り当てる。

動作パターン１では、スケジューリングアルゴリズムは、平均スループットに対する瞬時スループットの比を基準優先度として導出するアルゴリズムである。このようなアルゴリズムは、プロポーショナルフェアネス（ＰＦ）規範と称される。ただし、プロポーショナルフェアネス規範に限らず、他のスケジューリングアルゴリズムにより基準優先度「ｐｒｉｏｒｉｔｙ」を導出してもよい。

「ｆ（ＢＣＩ，ＰＭＩ）」は、ヌルステアリング制御情報とビームフォーミング制御情報とが合致する場合は“１”とされ、ヌルステアリング制御情報とビームフォーミング制御情報とが合致しない場合は“０．１”とされる。その結果、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２については、割当優先度「ｐｒｉｏｒｉｔｙ’」が相対的に高くなるように基準優先度「ｐｒｉｏｒｉｔｙ」が補正される。これに対し、ヌルステアリング制御情報と合致しないビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２については、割当優先度「ｐｒｉｏｒｉｔｙ’」が相対的に低くなるように基準優先度「ｐｒｉｏｒｉｔｙ」が補正される。

（２．２）動作パターン２
図９は、動作パターン２に係る割当優先度算出方法を説明するための図である。ここでは、動作パターン１との相違点を主として説明する。

図９に示すように、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度である「ｐｒｉｏｒｉｔｙ」を、ヌルステアリング制御情報とビームフォーミング制御情報との合致度を示す「ｆ（ＢＣＩ，ＰＭＩ）」により補正した結果を、割当優先度「ｐｒｉｏｒｉｔｙ’」として算出する点については、動作パターン１と同様である。

これに対し、動作パターン２では、プロセッサ２４０は、基準優先度「ｐｒｉｏｒｉｔｙ」が閾値未満であるＵＥ１００−２を無線リソースの割当対象から除外する。具体的には、基準優先度「ｐｒｉｏｒｉｔｙ」が閾値未満であるＵＥ１００−２については、「ｆ（ＢＣＩ，ＰＭＩ）」を“０”として、割当優先度「ｐｒｉｏｒｉｔｙ’」が“０”になるようにしている。スケジューリングアルゴリズムとしてプロポーショナルフェアネス規範を使用する場合、基準優先度「ｐｒｉｏｒｉｔｙ」が低いということは、スループット改善効果が低いことを意味する。よって、動作パターン２では、スループットの改善が見込めないＵＥ１００−２については割当不可とする。

（２．３）動作パターン３
図１０は、動作パターン３に係る割当優先度算出方法を説明するための図である。ここでは、動作パターン１との相違点を主として説明する。

図１０に示すように、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度である「ｐｒｉｏｒｉｔｙ」を、ヌルステアリング制御情報とビームフォーミング制御情報との合致度を示す「ｆ（ＢＣＩ，ＰＭＩ）」により補正した結果を、割当優先度「ｐｒｉｏｒｉｔｙ’」として算出する点については、動作パターン１と同様である。

これに対し、動作パターン３では、プロセッサ２４０は、ヌルステアリング制御情報とビームフォーミング制御情報とが合致する場合に、ＵＥ１００−１における受信品質の改善度を示す「ΔＣＱＩ」、又はヌルステアリング制御情報の優先順位に応じて、「ｆ（ＢＣＩ，ＰＭＩ）」を調整する。

「ΔＣＱＩ」は、ＵＥ１００−１からフィードバックされる情報である。「ΔＣＱＩ」は、ヌルステアリング制御情報に含まれていてもよい。ＵＥ１００−１は、ヌルステアリング制御情報が適用されない場合の受信品質に対応するＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕｏｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）と、ヌルステアリング制御情報が適用された場合の受信品質に対応するＣＱＩと、の差分を「ΔＣＱＩ」として算出し、フィードバックする。例えば、プロセッサ２４０は、「ΔＣＱＩ」が大きい程、「ｆ（ＢＣＩ，ＰＭＩ）」の値を大きく設定する。これに対し、プロセッサ２４０は、「ΔＣＱＩ」が小さい程、「ｆ（ＢＣＩ，ＰＭＩ）」の値を小さく設定する。

ヌルステアリング制御情報の優先順位とは、ＵＥ１００−１が複数のヌルステアリング制御情報をフィードバックする場合において、複数のヌルステアリング制御情報の優先順位を示す情報である。ＵＥ１００−１は、干渉レベルが最も小さいヌルステアリング制御情報を第１優先順位として設定し、干渉レベルがその次に小さいヌルステアリング制御情報を第２優先順位として設定し、フィードバックする。例えば、プロセッサ２４０は、第１優先順位のヌルステアリング制御情報についての「ｆ（ＢＣＩ，ＰＭＩ）」を、第２優先順位のヌルステアリング制御情報についての「ｆ（ＢＣＩ，ＰＭＩ）」よりも大きく設定する。

（実施形態のまとめ）
上述したように、ｅＮＢ２００−２は、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度と、ヌルステアリング制御情報とビームフォーミング制御情報との合致度と、に基づいて、割当優先度を算出する。これにより、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２が存在しない場合でも、ＵＥ１００−１とペアをなすペアＵＥを複数のＵＥ１００−２の中から適切に選出できる。

［実施形態の変更例］
上述した実施形態では、下りリンク・マルチアンテナ伝送の一形態であるＣＢ−ＣｏＭＰに本発明を適用する一例を説明したが、下りリンク・マルチアンテナ伝送の他の形態であるＭＵ（Ｍｕｌｔｉ Ｕｓｅｒ）−ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）に本発明を適用してもよい。実施形態の変更例では、本発明をＭＵ−ＭＩＭＯに適用するケースについて説明する。

図１１及び図１２は、ＭＵ−ＭＩＭＯを説明するための図である。図１１に示すように、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、ｅＮＢ２００のセルとの接続を確立した状態（接続状態）である。すなわち、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、ｅＮＢ２００のセルをサービングセルとして通信を行う。図１１では、ｅＮＢ２００のセルとの接続を確立するＵＥ１００を２つのみ図示しているが、実環境では、３以上のＵＥ１００がｅＮＢ２００のセルとの接続を確立している。

以下において、ＵＥ１００−１に対してＭＵ−ＭＩＭＯを適用する場合のＭＵ−ＭＩＭＯの通信手順について説明する。ここで、ＵＥ１００−１はヌルステアリング対象端末に相当し、ＵＥ１００−２はビームフォーミング対象端末に相当する。尚、上述した実施形態と重複する説明については省略する。

ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、サービングセルから受信する参照信号などに基づいて、自身に対してビームを向けるためのビームフォーミング制御情報をサービングセルにフィードバックする。ビームフォーミング制御情報は、ＰＭＩ及びＲＩを含む。

ＵＥ１００−１は、さらに、サービングセルから受信する参照信号などに基づいて、自身に対してヌルを向けるためのヌルステアリング制御情報をサービングセルにフィードバックする。ヌルステアリング制御情報は、ＢＣＩ（Ｂｅｓｔ Ｃｏｍｐａｎｉｏｎ ＰＭＩ）及びＲＩを含む。

ｅＮＢ２００は、自セルと接続する複数のＵＥ１００−２のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報（ＰＭＩ、ＲＩ）と、自セルと接続するＵＥ１００−１からフィードバックされるヌルステアリング制御情報（ＢＣＩ、ＲＩ）と、を受信する。そして、ｅＮＢ２００は、上述した実施形態に係る動作パターン１乃至３の何れかの割当優先度算出方法により割当優先度を算出し、ＵＥ１００−１とペアをなすペアＵＥ（ペア端末）を選出する。

ｅＮＢ２００は、ペアＵＥ（ＵＥ１００−２）を選出すると、ＵＥ１００−１に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースをペアＵＥに割り当てる。そして、ｅＮＢ２００は、ペアＵＥからフィードバックされたビームフォーミング制御情報（ＰＭＩ、ＲＩ）を適用してペアＵＥへの送信を行う。その結果、図１２に示すように、ｅＮＢ２００は、ペアＵＥに対してビームを向けつつ、ＵＥ１００−１にヌルを向けて、ペアＵＥへの送信を行うことができる。

［その他の実施形態］
上述した実施形態に係る「ΔＣＱＩ」は、ヌルステアリング制御情報及びビームフォーミング制御情報のそれぞれに含まれていてもよい。この場合、ヌルステアリング制御情報及びビームフォーミング制御情報を受信するｅＮＢ２００（ｅＮＢ２００−２）は、「ΔＣＱＩ」も考慮して、システムスループットが最大化するようにペアＵＥを選出してもよい。

上述した実施形態では、ＵＥ１００−１が送信するヌルステアリング制御情報は、ｅＮＢ２００−１を介してｅＮＢ２００−２に間接的にフィードバックされていたが、ｅＮＢ２００−１を介さずにｅＮＢ２００−２に直接的にフィードバックされてもよい。

上述した実施形態及びその変更例では、ヌルステアリング制御情報の一例としてＢＣＩについて説明したが、ＢＣＩに代えてＷＣＩ（Ｗｏｒｓｔ Ｃｏｍｐａｎｉｏｎ ＰＭＩ）を使用してもよい。ＷＣＩは、干渉源からの干渉レベルが高くなるプリコーダ行列を示すインジケータである。ｅＮＢ２００は、複数のＵＥ１００−２のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報（ＰＭＩ、ＲＩ）と、ＵＥ１００−１からフィードバックされるヌルステアリング制御情報（ＷＣＩ、ＲＩ）と、を受信する。そして、ｅＮＢ２００は、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報をフィードバックするＵＥ１００−２を、ＵＥ１００−１とペアをなすペアＵＥ（ペア端末）として選出する。この場合、ヌルステアリング制御情報と合致するビームフォーミング制御情報とは、ヌルステアリング制御情報に含まれるＷＣＩと一致しないＰＭＩを含む、又は、ヌルステアリング制御情報に含まれるＲＩと一致しないＲＩを含むビームフォーミング制御情報である。或いは、最も干渉が大きくなるＰＭＩとＲＩの組み合わせをヌルステアリング制御情報（ＷＣＩ及びＲＩ）としてフィードバックしている場合、この組み合わせのとき以外であればヌルステアリング制御情報と合致するとしてもよい。

上述した実施形態及びその変更例では、ビームフォーミング制御情報及びヌルステアリング制御情報がＲＩを含んでいたが、ビームフォーミング制御情報及びヌルステアリング制御情報は必ずしもＲＩを含まなくてもよい。

上述した実施形態では、セルラ通信システムの一例としてＬＴＥシステムを説明したが、ＬＴＥシステムに限定されるものではなく、ＬＴＥシステム以外のシステムに本発明を適用してもよい。

１０…Ｅ−ＵＴＲＡＮ、２０…ＥＰＣ、１００…ＵＥ、１０１…アンテナ、１１０…無線送受信機、１２０…ユーザインターフェイス、１３０…ＧＮＳＳ受信機、１４０…バッテリ、１５０…メモリ、１６０…プロセッサ、２００…ｅＮＢ、２０１…アンテナ、２１０…無線送受信機、２２０…ネットワークインターフェイス、２３０…メモリ、２４０…プロセッサ、３００…ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ

Claims (7)

1. 下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて、セルを管理する基地局であって、
   前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信する受信部と、
   前記複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれについて、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度と、前記ヌルステアリング制御情報と前記ビームフォーミング制御情報との合致度と、に基づいて、前記ヌルステアリング対象端末に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースを割り当てる割当優先度を算出する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記複数のビームフォーミング対象端末のうち、前記割当優先度が最も高いビームフォーミング対象端末に対して、前記同一の無線リソースを割り当てることを特徴とする基地局。
2. 前記制御部は、前記基準優先度を前記合致度に応じて補正した結果を、前記割当優先度として算出することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
3. 前記制御部は、前記ヌルステアリング制御情報と合致する前記ビームフォーミング制御情報をフィードバックするビームフォーミング対象端末について、前記割当優先度が相対的に高くなるように前記基準優先度を補正することを特徴とする請求項２に記載の基地局。
4. 前記スケジューリングアルゴリズムは、平均スループットに対する瞬時スループットの比を前記基準優先度として導出するアルゴリズムであり、
   前記制御部は、前記基準優先度が閾値未満であるビームフォーミング対象端末を無線リソースの割当対象から除外することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の基地局。
5. 前記受信部は、前記ヌルステアリング対象端末からフィードバックされる複数のヌルステアリング制御情報を受信し、
   前記複数のヌルステアリング制御情報のそれぞれには、優先順位が対応付けられており、
   前記制御部は、前記基準優先度、前記合致度、及び前記優先順位に基づいて、前記割当優先度を算出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の基地局。
6. 下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて用いられる通信制御方法であって、
   セルを管理する基地局が、前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信するステップと、
   前記基地局が、前記複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれについて、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度と、前記ヌルステアリング制御情報と前記ビームフォーミング制御情報との合致度と、に基づいて、前記ヌルステアリング対象端末に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースを割り当てる割当優先度を算出するステップと、
   前記基地局が、前記複数のビームフォーミング対象端末のうち、前記割当優先度が最も高いビームフォーミング対象端末に対して、前記同一の無線リソースを割り当てるステップと、
   を備えることを特徴とする通信制御方法。
7. 下りリンク・マルチアンテナ伝送をサポートする移動通信システムにおいて、セルを管理する基地局に備えられるプロセッサであって、
   前記セルと接続する複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれからフィードバックされるビームフォーミング制御情報と、ヌルステアリング対象端末からフィードバックされるヌルステアリング制御情報と、を受信する処理と、
   前記複数のビームフォーミング対象端末のそれぞれについて、スケジューリングアルゴリズムにより導出される基準優先度と、前記ヌルステアリング制御情報と前記ビームフォーミング制御情報との合致度と、に基づいて、前記ヌルステアリング対象端末に割り当てられる無線リソースと同一の無線リソースを割り当てる割当優先度を算出する処理と、
   前記複数のビームフォーミング対象端末のうち、前記割当優先度が最も高いビームフォーミング対象端末に対して、前記同一の無線リソースを割り当てる処理と、
   を実行することを特徴とするプロセッサ。

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