JP2017041686A - スケジューリング装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】最適なリソース割り当てパターンの探索に必要となる回路規模を削減する。【解決手段】パターン評価部１２に、評価対象として割り当てられたＵＥのＵＥ別評価パラメタに基づいて、当該ＵＥに関するＵＥ別評価値をそれぞれ計算する複数のＵＥ別パターン評価部２４を設け、ＵＥ割当部２３が、ＴＰとの間で無線通信を行う全ＵＥのうち、計算対象であるリソース割り当てパターンにおいて少なくともいずれか１つのＴＰの送信先として指定されているＵＥをＵＥ別パターン評価部２４のいずれかに割り当て、ＵＥ別評価値合計部２５が、ＵＥ別パターン評価部２４で得られたＵＥ別評価値を合計することにより、計算対象であるリソース割り当てパターンに関する評価値を計算する。【選択図】 図１

Description

本発明は、無線ネットワーク制御技術に関し、特に無線ネットワーク内の各送信ポイントの動作内容（送信状態）を指定することにより、無線ネットワークシステムが有する無線リソースの割り当てを行うためのスケジューリング技術に関する。

スマートフォンの普及に伴って、通信速度の向上や利用帯域の増大など、無線ネットワークに対する社会的要請が大きくなっている。このような状況を背景として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）と呼ばれる次世代移動通信方式の無線インタフェース仕様を適用した無線ネットワークシステムが普及しつつある。このＬＴＥでは、無線アクセス技術の１つとして、複数の送信ポイント（ＴＰ：基地局）が協調してユーザ端末（ＵＥ：ユーザ無線端末）と信号を送受信するＣｏＭＰ (Coordinated Multi-point transmission/reception：セル間協調送受信）が採用されている（非特許文献１を参照）。

ＣｏＭＰ技術は、周波数利用効率やセル端ユーザスループットを向上させる重要な技術の１つである。例えば、下り方向の通信（ＴＰからＵＥへの送信）において、同時に複数のＴＰが同一周波数帯を用いて、各ＵＥに送信することで無線リソースの利用効率を高めることができる。しかし、各ＴＰが異なるＵＥに対して送信した場合、複数のＴＰから信号を受信可能なＵＥにとっては、他のＴＰからの信号が所望の受信信号の干渉となって、かえってスループットの低下を招く恐れがある。したがって、このような干渉を抑制しつつ通信速度を向上させるためにＣｏＭＰは必要不可欠な技術となっている。

また、無線ネットワークにＣｏＭＰを適用するにあたって、システムスループットの最大化を目的とすると、受信状態のよいユーザへのリソース割り当てが優先されることでユーザ間の公平性に問題が生じるため、各ユーザのこれまでの平均レートを考慮したスケジューリングが望ましいとされている（非特許文献２を参照）。

田岡他，「LTE-AdvancedにおけるMIMOおよびセル間協調送受信技術」，NTT DOCOMO テクニカル・ジャーナル，Vol. 18，No. 2，pp.22-30，2010年7月，https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol18_2/vol18_2_022jp.pdf T. Girici，C. Zhu，J. R. Agre，and A. Ephremides，"Proportional Fair Scheduling Algorithm in OFDMA-Based Wireless Systems with QoS Constraints"，Journal of Communications and Networks，Vol.12，No.1，pp.30-42，February 2010.

無線ネットワークシステムにおいて、このようなスケジューリングを行う場合、スケジューリング装置は、評価値が最大となるリソース割り当てパターンとして、ＴＰごとの送信状態、すなわちＴＰごとに送信先となるＵＥあるいは送信停止を指定する情報を決定するＣｏＭＰ処理を実行する。このＣｏＭＰ処理は、多数のリソース割り当てパターンの各々について評価値を計算し、評価値が最良のリソース割り当てパターンを見つける処理であり、スケジューリング周期内（例えば１ｍｓの時間内）に完了する必要がある。

このような評価値の計算では、ＵＥ別に、リソース割り当てパターンに応じたスループットを見積もり、さらに、このスループットからＵＥ別評価値を求める（例えば過去の平均レートに対するスループットの比率をＵＥ別評価値とする）。このスループットの見積もり計算では、各ＵＥの受信ＳＩＮＲ（Signal-to-Interference plus Noise power Ratio；干渉電力および雑音電力の和に対する信号電力の比率）を見積もり、当該受信ＳＩＮＲに応じたスループットを求める（例えば受信ＳＩＮＲとスループットを対応付けるテーブルを引く）。

上述した受信ＳＩＮＲの見積もり計算では、各ＴＰからの受信電力を外部（例えば基地局）から入力し、リソース割り当てパターンに基づいて、これらを信号電力や干渉電力として用いる。各ＵＥがＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を測定して上りチャネルを通じて基地局に通知するので、この基地局は、当該ＣＱＩに基づいて受信電力を見積もることができる。

ここで、評価値が最適なリソース割り当てパターンを見つける処理をスケジューリング周期内に完了させるためには、上記のＵＥ別評価値を高速に計算する必要がある。ＵＥ毎のＵＥ別評価値の計算を、ＵＥ毎の回路を設けて並列処理すれば、高速化できる。しかし、このような構成によれば、無線ネットワークシステムの規模が大きくなると、スケジューリング装置が扱うＵＥ数が増大するため、ＵＥ毎の回路の個数を増加させる必要が生じ、スケジューリング装置のコストが増大するという問題があった。

また、最適なリソース割り当てパターンを取得する確実な方法は、可能性のある全てのリソース割り当てパターンの各々について評価値を計算し評価値が最大となるリソース割り当てパターンを見つけ出す、つまり全探索を行うことである。しかし、無線ネットワークの規模が大きくなると、探索空間（可能性のあるリソース割り当てパターンの集合）が膨大になる。このため、従来の無線ネットワークシステムのスケジューリング装置では、無線ネットワークの規模が大きくなると、最適なリソース割り当てパターンを見つけ出すまでの時間が長くなり、スケジューリング周期以内で処理を完了できないので、スケジューリング装置が扱うことができるＴＰ数が制限されてしまう、という問題があった。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、最適なリソース割り当てパターンの探索に必要となる回路規模を削減できるスケジューリング技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかるスケジューリング装置は、無線ネットワークシステムを構成する複数の送信ポイント（ＴＰ）と、これら送信ポイントとの間で無線通信を行うユーザ端末（ＵＥ）との組み合わせを示すリソース割り当てパターンを複数生成し、これらリソース割り当てパターンの評価値に基づいて、送信ポイントとユーザ端末との最適な組み合わせを示す最適リソース割り当てパターンを選択するスケジューリング装置であって、前記リソース割り当てパターンとして、前記送信ポイントごとに送信先となるユーザ端末あるいは送信停止からなる送信状態を指定したパターンを順次生成するパターン生成部と、前記パターン生成部で生成されたリソース割り当てパターンの評価値を順次計算するパターン評価部と、前記パターン評価部で得られた評価値が最も良好なリソース割り当てパターンを前記最適リソース割り当てパターンとして選択する最適解保持部とを備え、前記パターン生成部は、新たなリソース割り当てパターンを生成する際、直前に生成したリソース割り当てパターンと比較して、いずれか１つの送信ポイントにおける送信状態だけが差分となるリソース割り当てパターンを順次作成し、前記パターン評価部は、評価対象として割り当てられたユーザ端末のＵＥ別評価パラメタに基づいて、当該ユーザ端末に関するＵＥ別評価値をそれぞれ計算する複数のＵＥ別パターン評価部と、前記送信ポイントとの間で無線通信を行う全ユーザ端末のうち、計算対象である前記リソース割り当てパターンにおいて少なくともいずれか１つの送信ポイントの送信先として指定されているユーザ端末を前記ＵＥ別パターン評価部のいずれかに割り当てるＵＥ割当部と、前記ＵＥ別パターン評価部で得られたＵＥ別評価値を合計することにより、計算対象である前記リソース割り当てパターンに関する前記評価値を計算するＵＥ別評価値合計部とを備えている。

また、本発明にかかる上記スケジューリング装置の一構成例は、前記パターン生成部が、前記リソース割り当てパターンを生成するごとに、直前に生成したリソース割り当てパターンのうち送信先を変更した送信ポイントを示す差分ＴＰ番号と、新たな送信先となったユーザ端末を示す差分ＵＥ番号とを出力し、前記ＵＥ割当部は、前記パターン生成部から出力された前記差分ＴＰ番号および前記差分ＵＥ番号に基づいて、当該差分ＴＰ番号の送信ポイントに関する変更前後の送信先に基づいて、これら送信先であるユーザ端末の前記ＵＥ別パターン評価部に対する割当および解除を行うようにしたものである。

また、本発明にかかる上記スケジューリング装置の一構成例は、前記パターン評価部が、外部から入力された前記各ユーザ端末のユーザ端末別評価パラメタを記憶するユーザ端末別評価パラメタテーブルを備え、前記ＵＥ別パターン評価部は、前記ＵＥ割当部によるユーザ端末の割り当てに応じて、当該ユーザ端末に関するＵＥ別評価値の計算に用いるＵＥ別評価パラメタをＵＥ別評価パラメタテーブルから取得して保持するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記スケジューリング装置の一構成例は、前記リソース割り当てパターンの改良を制御する制御部をさらに備え、前記パターン生成部は、生成した前記リソース割り当てパターンを最良リソース割り当てパターンとして保持した後、前記制御部と協働して、第１の処理：前記制御部が、外部から指定された探索ＴＰリストから順に選択した送信ポイントを、探索対象として前記パターン生成部に指定し、第２の処理：前記パターン生成部が、前記最良リソース割り当てパターンのうち、前記制御部から探索対象として指定された送信ポイントの送信状態を順に変更することにより、改良リソース割り当てパターンを順次生成し、第３の処理：前記制御部が、前記改良リソース割り当てパターンのうち、前記パターン評価部で計算された評価値が最良である改良リソース割り当てパターンを選択し、当該改良リソース割り当てパターンに含まれる、前記探索対象とした送信ポイントの送信状態を改良送信状態として前記パターン生成部に指定し、第４の処理：前記パターン生成部が、前記制御部から指定された改良送信状態を前記最良リソース割り当てパターンに反映する、という第１〜第４の処理を実行することにより当該最良リソース割り当てパターンを改良し、得られた最良リソース割り当てパターンを当該リソース割り当てパターンとして選択するようにしたものである。

また、本発明にかかるスケジューリング方法は、無線ネットワークシステムを構成する複数の送信ポイント（ＴＰ）と、これら送信ポイントとの間で無線通信を行うユーザ端末（ＵＥ）との組み合わせを示すリソース割り当てパターンを複数生成し、これらリソース割り当てパターンの評価値に基づいて、送信ポイントとユーザ端末との最適な組み合わせを示す最適リソース割り当てパターンを選択するスケジューリング方法であって、前記リソース割り当てパターンとして、前記送信ポイントごとに送信先となるユーザ端末あるいは送信停止からなる送信状態を指定したパターンを順次生成するパターンステップと、前記パターン生成ステップで生成されたリソース割り当てパターンの評価値を順次計算するパターン評価ステップと、前記パターン評価ステップで得られた評価値が最も良好なリソース割り当てパターンを前記最適リソース割り当てパターンとして選択する最適解保持ステップとを備え、前記パターン生成ステップは、新たなリソース割り当てパターンを生成する際、直前に生成したリソース割り当てパターンと比較して、いずれか１つの送信ポイントにおける送信状態だけが差分となるリソース割り当てパターンを順次作成し、前記パターン評価ステップは、評価対象として割り当てられたユーザ端末のＵＥ別評価パラメタに基づいて、当該ユーザ端末に関するＵＥ別評価値をそれぞれ計算する複数のＵＥ別パターン評価ステップと、前記送信ポイントとの間で無線通信を行う全ユーザ端末のうち、計算対象である前記リソース割り当てパターンにおいて、少なくともいずれか１つの送信ポイントの送信先として指定されているユーザ端末を前記ＵＥ別パターン評価部のいずれかに割り当てるＵＥ割当ステップと、前記ＵＥ別パターン評価ステップで得られたＵＥ別評価値を合計することにより、計算対象である前記リソース割り当てパターンに関する前記評価値を計算するＵＥ別評価値合計ステップとを含むようにしたものである。

本発明によれば、全ＵＥ数分のＵＥ別パターン評価部を設ける場合と比較して、ＵＥ別パターン評価部の数を大幅に削減でき、回路規模を大幅に削減できるとともに、ＵＥ別評価パラメタを記憶するためのメモリ規模を削減できる。したがって、スケジューリング装置の低コスト化・小型化を実現することが可能となる。

第１の実施の形態にかかるスケジューリング装置の構成を示すブロック図である。 図１のパターン評価部の構成例である。 第１の実施の形態にかかるパターン生成処理を示すフローチャートである。 第１の実施の形態にかかるリソース割り当てパターンの生成例である。 第１の実施の形態にかかるＵＥ番号割当処理を示すフローチャートである。 図５の詳細を示すフローチャートである。 第１の実施の形態にかかるパターン評価部の他の構成を示すブロック図である。 図７にかかるＵＥ番号割当処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態にかかるスケジューリング装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態にかかるパターン生成改良処理を示すフローチャートである。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１および図２を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるスケジューリング装置１０について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかるスケジューリング装置の構成を示すブロック図である。図２は、図１のパターン評価部の構成例である。

このスケジューリング装置１０は、全体としてサーバー装置などの情報処理装置からなり、無線ネットワークシステムに設けられている、制御の対象とするＮ（Ｎは２以上の整数）個の各送信ポイント（ＴＰ：基地局）に対して、送信先となるユーザ端末（ＵＥ：ユーザ無線端末）や送信停止などの動作内容（送信状態）を指定することにより、無線ネットワークが有する無線リソースの割り当てに用いる最適リソース割り当てパターンを選択する機能を有している。

図１に示すように、スケジューリング装置１０には、主な機能部として、パターン生成部１１、パターン評価部１２、および最適解保持部１３が設けられている。

パターン生成部１１は、リソース割り当てパターンとして、ＴＰごとに送信先となるＵＥあるいは送信停止からなる送信状態を指定したパターンを順次生成する機能と、新たなリソース割り当てパターンを生成する際、直前に生成したリソース割り当てパターンと比較して、いずれか１つのＴＰにおける送信状態だけが差分となるリソース割り当てパターンを順次作成する機能とを有している。

パターン評価部１２は、パターン生成部１１で生成されたリソース割り当てパターンの評価値を順次計算する機能を有している。
最適解保持部１３は、パターン生成部１１で生成されたリソース割り当てパターンのうち、パターン評価部１２で得られた評価値が最も良好なリソース割り当てパターンを、実際の無線リソース割り当てに用いる最適リソース割り当てパターンとして選択する機能を備えている。

本実施の形態は、このような構成において、パターン評価部１２に、評価対象として割り当てられたＵＥのＵＥ別評価パラメタに基づいて、当該ＵＥに関するＵＥ別評価値をそれぞれ計算する複数のＵＥ別パターン評価部２４を設け、ＵＥ割当部２３が、ＴＰとの間で無線通信を行う全ＵＥのうち、計算対象であるリソース割り当てパターンにおいて少なくともいずれか１つのＴＰの送信先として指定されているＵＥをＵＥ別パターン評価部２４のいずれかに割り当て、ＵＥ別評価値合計部２５が、ＵＥ別パターン評価部２４で得られたＵＥ別評価値を合計することにより、計算対象であるリソース割り当てパターンに関する評価値を計算するようにしたものである。

また、より具体的には、パターン生成部１１が、リソース割り当てパターンを生成するごとに、直前に生成したリソース割り当てパターンのうち送信先を変更した送信ポイントを示す差分ＴＰ番号と、新たな送信先となったユーザ端末を示す差分ＵＥ番号とを出力し、ＵＥ割当部２３が、パターン生成部１１から出力された差分ＴＰ番号および差分ＵＥ番号に基づいて、当該差分ＴＰ番号の送信ポイントに関する変更前後の送信先に基づいて、これら送信先であるユーザ端末のＵＥ別パターン評価部２４に対する割当および解除を行うようにしたものである。

さらに、パターン評価部１２は、外部から入力された各ユーザ端末のユーザ端末別評価パラメタを記憶するユーザ端末別評価パラメタテーブル２２を備え、ＵＥ別パターン評価部２４が、ＵＥ割当部２３によるユーザ端末の割り当てに応じて、当該ユーザ端末に関するＵＥ別評価値の計算に用いるＵＥ別評価パラメタをＵＥ別評価パラメタテーブルから取得して保持するようにしたものである。

通常、評価値の計算対象となるリソース割り当てパターンに含まれる計算対象ＵＥは、全ＴＰ数以下であるため、必要となるＵＥ別パターン評価部２４も全ＴＰ数以下となる。したがって、全ＵＥ数分のＵＥ別パターン評価部２４を設ける場合と比較して、ＵＥ別パターン評価部２４の数を大幅に削減でき、回路規模を大幅に削減できるとともに、ＵＥ別評価パラメタを記憶するためのメモリ規模を削減できる。これにより、結果として、スケジューリング装置１０の低コスト化・小型化を実現することが可能となる。

次に、図１および図２を参照して、第１の実施の形態にかかるスケジューリング装置１０の各構成について詳細に説明する。

［パターン生成部］
パターン生成部１１は、外部から入力されたリソース割り当てパターン範囲設定（パターン範囲情報）に基づき、スケジューリング装置１０が制御の対象とする各送信ポイントＴＰ＃ｉ（ｉ＝１…Ｎｔｐ；Ｎｔｐはシステム内のＴＰ数）について、その送信状態、すなわち、送信先のユーザ機器ＵＥの番号（１…Ｎｕｅ；Ｎｕｅはスケジューリング装置１０が扱うことが可能なＵＥ数の最大値）あるいはＴＰの送信停止に対応する値０を表す、リソース割り当てパターンＴ［ｉ］（ｉ＝１…Ｎｔｐ）を生成する。リソース割り当てパターン範囲設定は、リソース割り当てパターンを生成するときの制約であり、各ＴＰ＃ｉについて送信停止の選択可否や送信先となり得るＵＥ、つまりＴＰ毎の選択肢の設定である。

リソース割り当てパターン範囲設定の例は、ＴＰ毎に送信先として選択可能なＵＥの番号あるいは送信停止に対応する値０のリストという形式であり、各ＴＰ＃ｉ（ｉ＝１…Ｎｔｐ）の設定として、Ｎｓ個の選択肢［ｉ，ｋ］（ｋ＝１…Ｎｓ；Ｎｓは各ＴＰに設定可能な選択肢の最大個数）と、これらのうち有効な選択肢の個数ｓ［ｉ］（ｓ［ｉ］≦Ｎｓ）という構成をとる。

パターン生成部１１は、複数個のリソース割り当てパターンを時間の経過に伴って次々と生成するが、これら生成において、直前に生成したリソース割り当てパターンと、１個のＴＰについて選択を変更する。なお、リソース割り当てパターン範囲設定内の全てのリソース割り当てパターンを生成した時点で、パターン生成部１１は生成を終了する。

このように、本実施の形態にかかるスケジューリング装置１０のパターン生成部１１は、各ＴＰ＃ｉ（ｉ＝１…Ｎｔｐ）からシステム内の全ＵＥを送信対象としてリソース割り当てパターンを生成するのではなく、外部から入力されたリソース割り当てパターン範囲設定内のリソース割り当てパターンを生成することによって、最適解とならないか可能性が低いパターンを予め除外しておくことが可能であり、リソース割り当てパターンの生成および評価値の算出の回数の削減によって、高速化できる。なお、高速化の程度はリソース割り当てパターン範囲設定に応じて変わる。例えば、各ＴＰの選択肢を１／２に制限した場合は、２のＴＰ数乗倍に高速化できる。

パターン生成部１１は、リソース割り当てパターンを生成する毎に、これらパターンと、パターン生成の直前に生成したリソース割り当てパターンとを、比較したときに、送信先が異なる（直前のパターンから送信先のＵＥが変わった）ＴＰの番号である差分ＴＰ番号（１…Ｎｔｐ）と、当該ＴＰの送信先となったＵＥの番号である差分ＵＥ番号（０…Ｎｕｅ、値０は送信停止を表す）を、差分情報として、パターン評価部１２に向けて出力する。なお、パターン生成部１１が差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号をパターン評価部１２に向けて出力するのではなく、生成したリソース割り当てパターンＴ［ｉ］（ｉ＝１…Ｎｔｐ）をパターン評価部１２に向けて出力し、パターン評価部１２が、直前に入力したリソース割り当てパターンと今回入力したパターンとを比較することによって、パターン評価部１２内で差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を生成する構成も可能である。

また、パターン生成部１１は、リソース割り当てパターンを生成する毎に、パターン評価部１２に対して出力した差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号（差分情報）を、最適解保持部１３にも出力する。これは、リソース割り当てパターンに対する評価値をパターン評価部１２が最適解保持部１３に向けて出力し、最適解保持部１３がこの評価値を最良と判断した場合に、最適解保持部１３が対応する差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を用いてリソース割り当てパターンを再生し、これを最適解として保持するためである。なお、パターン生成部１１が差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を最適解保持部１３に向けて出力するのではなく、生成したリソース割り当てパターンＴ［ｉ］（ｉ＝１…Ｎｔｐ）を最適解保持部１３に向けて出力する構成も可能である。

［パターン生成処理］
ここで、図３を参照して、パターン生成部１１でのパターン生成処理について説明する。図３は、第１の実施の形態にかかるパターン生成処理を示すフローチャートである。

パターン生成部１１は、リソース割り当てパターン範囲設定として、各ＴＰ＃ｉ（ｉ＝１…Ｎｔｐ）の選択肢の個数を保持するｓ［ｉ］（ｓ［ｉ］≦Ｎｓ）と、各ＴＰ＃ｉでの選択可能な送信状態のリストである選択肢［ｉ，ｋ］（ｋ＝１…ｓ［ｉ］）とを使用する。また、パターン生成部１１内において、各ＴＰ＃ｉが現時点でどの選択肢を選択しているかを番号として表す選択肢番号［ｉ］（１…ｓ［ｉ］）を使用する。

さらに、各ＴＰ＃ｉ（ｉ＝１…Ｎｔｐ）の選択を更新するときに選択肢番号［ｉ］をインクリメント（＋）するかデクリメント（−）するかを示す値として更新量［ｉ］（選択更新時に選択肢番号［ｉ］に加算する値）を使用する。ＴＰ＃ｉの選択更新において選択肢番号［ｉ］をインクリメントする場合は更新量［ｉ］は１であり、デクリメントする場合は更新量［ｉ］は−１である。なお、更新量［ｉ］の代わりに更新方向［ｉ］を用いてもよい。これにより、更新方向［ｉ］が１の場合は選択肢番号［ｉ］をインクリメントし、更新方向［ｉ］が０の場合は選択肢番号［ｉ］をデクリメントすると定義することで、各ＴＰ＃ｉに対して１ｂｉｔ長の更新方向［ｉ］を用いて表現することが可能である。

さらに、前回生成したリソース割り当てパターンと次に生成するリソース割り当てパターンとの違いがあるＴＰの番号、つまり、差分ＴＰ番号を決めるために、ＴＰ番号を１からＴＰ数であるＮｔｐまで順に試行するための変数Ｉｔｐを使用する。すなわち、Ｉｔｐを差分ＴＰ番号の候補として使用する。ただし、パターン生成部１１を回路として実装する場合は、ＴＰの番号が１からＮｔｐまでの試行を同時に行うことが可能であり、この場合は、変数Ｉｔｐを使用せず、図３に示したフローチャートの手順に従って動作しなくともよく、等価な動作が可能であれば良い。

以下、図３に示したフローチャートについて詳細に説明する。
まず、パターン生成部１１は、その動作を開始した後、全ＴＰについて各ＴＰの選択肢のうち先頭を選択することにより、パターン生成部１１の初期化を行う（ステップ１００）。ここでは、各ＴＰ［ｉ］に対応する選択肢番号［ｉ］の値として１をセットする処理と、更新量［ｉ］の値として１をセットする処理を行う。これにより初期パターンが生成される。

次に、パターン生成部１１は、このようにして生成した初期パターンを差分情報によりパターン評価部１２に出力するため、各ＴＰについて、当該ＴＰの番号を差分ＴＰ番号とし、当該ＴＰの最初の選択肢を差分ＵＥ番号として、パターン評価部１２に出力する（ステップ１０１）。すなわち、ＴＰ番号ｉを１〜Ｎｔｐの順番で変えたときの各ＴＰ番号ｉについて、差分ＴＰ番号としてｉを、差分ＵＥ番号として選択肢［ｉ，１］を、パターン評価部１２に出力する。これにより、パターン生成部１１は、パターン評価部１２に、最初に生成するリソース割り当てパターンを渡したことになる。

この後、パターン生成部１１は、次のパターンを生成するため、Ｉｔｐに１をセットすることにより、Ｉｔｐの初期化を行う（ステップ１０２）。Ｉｔｐは、差分ＴＰ番号の候補であり、Ｉｔｐが差分ＴＰ番号であるかの判定を行う（ステップ１０３）。

具体的には、選択肢番号［Ｉｔｐ］に更新量［Ｉｔｐ］を加算した値が、１以上かつｓ［Ｉｔｐ］（選択肢の個数）以下である場合、つまり、更新した選択肢番号が正常な範囲内にある場合、ＴＰ＃Ｉｔｐについて選択肢を変更できると判定する。
なお、更新量ではなく更新方向の違いを表現する変数を用いる場合は、変数の値がインクリメントを表すならば選択肢番号［Ｉｔｐ］＜ｓ［Ｉｔｐ］を判定し、この変数の値がデクリメントを表すならば選択肢番号［Ｉｔｐ］＞１を判定する。

ここで、現在のＩｔｐは差分ＴＰ番号ではない場合（ステップ１０３：ＮＯ）、パターン生成部１１は、Ｉｔｐの更新（インクリメント）を行うことで差分ＴＰ番号の新たな候補を得るが、その前に、現在のＴＰ＃Ｉｔｐについて最初の選択肢を選択している状態に戻しておく（ステップ１０４）。ただし、先頭の選択肢に戻す（選択肢番号［Ｉｔｐ］に１をセットする）のではなく、更新方向のみを逆にすることによって、現選択が最初の選択肢とする。つまり、更新量［Ｉｔｐ］を１から−１に、−１から１に変更する処理となる。これにより、リソース割り当てパターンに２箇所以上の差分が生じることを防ぐことができるので、リソース割り当てパターン１個の生成につき、差分ＴＰ番号を１個のみとすることができる。

この後、パターン生成部１１は、全パターンの生成を終えたか（動作終了）を判定するため、Ｉｔｐが最後のＴＰ番号か、つまり、Ｉｔｐ＝＝Ｎｔｐであるかの判定を行う（ステップ１０５）。ここで、Ｉｔｐが最後のＴＰ番号である場合（ステップ１０５：ＹＥＳ）、パターン生成部１１は、一連のパターン生成処理を終了する。

また、Ｉｔｐが最後のＴＰ番号でない場合（ステップ１０５：ＮＯ）、パターン生成部１１は、Ｉｔｐをインクリメントする（Ｉｔｐに１を加算する）ことによって、Ｉｔｐの更新を行った後（ステップ１０６）、新たなＩｔｐが差分ＴＰ番号であるかを判定するため、ステップ１０３に戻る。

一方、ステップ１０３において、現在のＩｔｐが差分ＴＰ番号である場合（ステップ１０３：ＹＥＳ）、パターン生成部１１は、ＴＰ＃Ｉｔｐの現選択を次の選択肢に変更することにより、選択肢の更新を行う（ステップ１０７）。このステップは、選択肢番号［Ｉｔｐ］に更新量［Ｉｔｐ］を加算する処理となる。
なお、更新量ではなく更新方向の違いを表現する変数を用いる場合は、変数の値がインクリメントを表すならば選択肢番号［Ｉｔｐ］に１を加算する処理であり、変数の値がデクリメントを表すならば選択肢番号［Ｉｔｐ］から１を減算する処理である。

これにより、パターン生成部１１は、次のパターンのための更新を完了し、更新に対応した差分ＴＰ番号や差分ＵＥ番号等を出力するため、Ｉｔｐを差分ＴＰ番号とし、更新後の選択肢を差分ＵＥ番号として出力する（ステップ１０８）。具体的は、差分ＴＰ番号＝Ｉｔｐ、差分ＵＥ番号＝選択肢［Ｉｔｐ，選択肢番号［Ｉｔｐ］］とし、これらをパターン評価部１２に向けて出力する。この後、次のリソース割り当てパターンを生成すべくステップ１０２に戻る。

このように、パターン生成部１１は、次の選択肢を選択可能なＴＰのうち、最も番号が小さいＴＰ＃Ｉｔｐを見つけ、このＩｔｐを差分ＴＰ番号とし、ＴＰ＃Ｉｔｐの次の選択肢を差分ＵＥ番号とする。また、Ｉｔｐよりも小さい番号のＴＰについては、その更新量の符号を反転させる（更新方向を逆転させる）。これにより、過去に生成したリソース割り当てパターンとは少なくとも１個のＴＰについて選択肢が異なるリソース割り当てパターンを生成することができる。さらに、生成されたリソース割り当てパターンは前回生成されたパターンと、１個のＴＰ（差分ＴＰ番号が指すＴＰ）についてのみ、その選択肢が異なることが保証され、リソース割り当てパターン１個の生成につき、各１個の差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号として出力することができる。

図４は、第１の実施の形態にかかるリソース割り当てパターンの生成例であり、図４（ａ）は、リソース割り当てパターン範囲設定の例、図４（ｂ）は生成したリソース割り当てパターンの例、図４（ｃ）は各リソース割り当てパターンの差分情報例である。
図４に示すように、リソース割り当てパターン１個の生成につき、各１個の差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号となっている。

［パターン評価部］
パターン評価部１２は、各リソース割り当てパターンに対する評価値を計算し、得られた評価値を最適解保持部１３に向けて出力する。この評価値は、リソース割り当てパターンを採用したスケジューリングの良さを表す指標であり、例えば、各ＵＥのスループットを全ＵＥについて合計した値を評価値とする方法や、ＵＥ別に過去の平均レートに対するスループットの比率を求め、この値を全ＵＥについて合計した値を評価値とすることで、ユーザ間の公平性を考慮した方法（参考文献２を参照）などがある。

この評価値の計算では、各ＵＥのスループットを見積もる必要があり、まず、各ＵＥの受信ＳＩＮＲ（Signal-to-Interference plus Noise power Ratio：干渉電力および雑音電力の和に対する信号電力の比率）を見積もり、さらに、受信ＳＩＮＲに応じたスループットを求める（例えば受信ＳＩＮＲとスループットを対応付けるテーブルを引く）。受信ＳＩＮＲの計算では、ＵＥ毎の干渉電力や信号電力の値を必要とするので、これらの値を、各ＴＰが送信した信号をＵＥが受信するときの受信電力を測定しておき、この測定値とリソース割り当てパターンから見積もる。なお、測定値として、ＵＥが測定した受信電力値ではなく、ＵＥが上りチャネルを通じて基地局に通知したＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を受信電力値に換算した値や、ＵＥが送信した上り信号を各ＴＰが受信したときの受信電力値から推定した値を、使用することも可能である。

このように、パターン評価部１２は、ＵＥ毎にＵＥ別評価値（スループットや平均レートに対するスループットの比率など）の計算を行い、各ＵＥ別評価値を合計するなどの方法によって評価値を計算する。また、ＵＥ別評価値の計算には、ＵＥ別評価パラメタ（各ＵＥの平均レートや、各ＵＥが受信可能な各ＴＰの番号や、ＴＰの信号を受信するときの受信電力の値など）が必要であり、基地局など外部より入力される。

図２に示したように、パターン評価部１２には、主な回路部として、送信状態生成部２１、ＵＥ別評価パラメタテーブル２２、ＵＥ割当部２３、ＵＥ別パターン評価部［ｉ］（ｉ＝１…Ｎｃ）２４、およびＵＥ別評価値合計部２５が設けられている。

［送信状態生成部］
送信状態生成部２１は、パターン生成部１１から差分ＴＰ番号（直前のリソース割り当てパターンと比較したとき送信先のＵＥが変更されたＴＰの番号）と差分ＵＥ番号（差分ＴＰ番号が示すＴＰの送信先となったＵＥの番号、ただし当該ＴＰが送信停止の場合はＵＥ番号として使用されていない値０）を入力する毎、つまり、パターン生成部１１がリソース割り当てパターンを生成する毎に、各ＴＰの送信の有無を表す送信フラグ［ｉ］（ｉ＝１…Ｎｔｐ、値が１の場合はＴＰ＃ｉが送信中であることを表すビット）を生成し、各ＵＥ別評価パラメタ評価部［ｃ］（ｃ＝１…Ｎｃ）に向けて出力する。

このため、送信状態生成部２１は、各ＴＰの送信フラグ［ｉ］（ｉ＝１…Ｎｔｐ）を保持し、入力した差分ＴＰ番号が示すＴＰの送信フラグ［差分ＴＰ番号］の値を、差分ＵＥ番号に基づいて更新する。具体的には、差分ＵＥ番号が送信停止を表す値０の場合は、送信フラグ［差分ＴＰ番号］に送信中ではないことを表す値０をセットし、送信停止以外の場合（差分ＵＥ番号が有効なＵＥの番号を表す場合）には、送信フラグ［差分ＴＰ番号］に送信中であることを表す値１をセットする。

なお、差分ＴＰ番号以外の各ＴＰの送信フラグ［ｉ］（ｉ＝１…Ｎｔｐ、ｉ≠差分ＴＰ番号）の値は変更しないで、これまでの値を保持する。ただし、初期状態での送信フラグの各値を０（送信停止）とし、パターン生成部１１がリソース割り当てパターンを生成するときの初期状態と一致させておく。

なお、差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号に基づいて各ＴＰの送信フラグ［ｉ］（ｉ＝１…Ｎｔｐ）を生成するのではなく、パターン生成部１１からリソース割り当てパターンＴ［ｉ］（ｉ＝１…Ｎｔｐ、ＴＰ＃ｉの送信先であるＵＥの番号または送信停止を表す値０）を入力し、Ｔ［ｉ］が送信停止を表す値であるか否かに基づいて生成することも可能である。また、パターン評価部１２内に送信状態生成部２１を持つ構成ではなく、パターン生成部１１内に送信状態生成部２１を持つ構成も可能であり、この構成では、パターン生成部１１がパターン評価部１２に向けて各ＴＰの送信フラグ［ｉ］（ｉ＝１…Ｎｔｐ）を出力する。

［ＵＥ別評価パラメタテーブル］
ＵＥ別評価パラメタテーブル２２は、各ＵＥ＃ｊ（ｊ＝１…Ｎｕｅ；Ｎｕｅはスケジューリング装置１０が扱うことが可能なＵＥ数の最大値）のＵＥ別評価パラメタ［ｊ］（ＵＥ別評価値を計算するために必要となる数値の組）を記憶する。記憶する値は外部よりのアクセスにより設定・更新が可能である。パターン評価部１２が有効なＵＥの番号である差分ＵＥ番号Ｊを入力したとき、ＵＥ別評価パラメタテーブル２２は、記憶している差分ＵＥ番号Ｊが指すＵＥ＃ＪのＵＥ別評価パラメタ［Ｊ］を、各ＵＥ別パターン評価部２４に向けて出力する。

各ＵＥ別パターン評価部２４は、ＵＥ割当部２３によって割り当てられたＵＥに対応するＵＥ別評価パラメタを保持するが、保持内容を更新する必要があるＵＥ別パターン評価部２４は、ＵＥ＃Ｊが割り当てられたＵＥ別パターン評価部［Ｃ］（割当ＵＥ番号［Ｃ］＝＝Ｊ）のみであり、ＵＥ別評価パラメタテーブル２２が出力したＵＥ別評価パラメタ［Ｊ］を、ＵＥ別パターン評価部［Ｃ］が入力して保持内容を更新するとともに、他のＵＥ別パターン評価部［ｃ］（ｃ＝１…Ｎｃ， ｃ≠Ｃ）は、これまでの保持内容を維持する。

これは、パターン生成部１１が生成したリソース割り当てパターンに含まれるＵＥのなかで、その直前に生成されたリソース割り当てパターンには含まれていない可能性のあるＵＥはＵＥ＃Ｊのみであり、ＵＥ＃Ｊが割り当てられたＵＥ別パターン評価部［Ｃ］（割当ＵＥ番号［Ｃ］＝＝Ｊ）は、ＵＥ別評価パラメタ［Ｊ］の保持が必要となる可能性がある一方で、ＵＥ＃Ｊ以外のＵＥを割り当てられたＵＥ別パターン評価部［ｃ］（ｃ＝１…Ｎｃ， ｃ≠Ｃ）はＵＥ別評価パラメタの更新は不要であること、による。

ＵＥ別評価パラメタテーブル２２の回路実装において、ＳＲＡＭ（スタティックランダムアクセスメモリ）を用いることが可能である。ＳＲＡＭのワード数をＮｕｅ（スケジューリング装置１０が扱うことが可能なＵＥ数の最大値）とし、各ワードに各ＵＥのＵＥ別評価パラメタを格納し、入力した差分ＵＥ番号ＪからＵＥ＃ＪのＵＥ別評価パラメタ［Ｊ］を格納したワードのアドレス（例えばアドレス＝差分ＵＥ番号Ｊ−１）に変換して、ＳＲＡＭのリードアクセスを行うことで、ＳＲＡＭのリードデータがＵＥ別評価パラメタ［Ｊ］となる。

ＵＥ別評価パラメタテーブル２２は、ＴＰ別評価パラメタ保持部２３に向けて、同時に複数のＵＥのＵＥ別評価パラメタを出力する必要がないため、つまり、パターン生成部１１がリソース割り当てパターンを生成する毎に１個のＵＥのＵＥ別評価パラメタを出力すればよいので、ＳＲＡＭのように、同時に読み出すことができるワード数が限定される（別アドレスに格納されたワードを同時に読み出すことができない）が１ビットあたりの面積が小さいメモリセルにより構成された、小面積で大容量のメモリを用いることが可能となる。

すなわち、本実施の形態にかかるスケジューリング装置１０は、ＵＥ別評価値の計算に必要な各ＴＰからの受信電力など（ＵＥ別評価パラメタ）を記憶する必要があるが、ＵＥ別評価値の計算を行う回路毎に分散して記憶するのではなく、テーブル（ＵＥ別評価パラメタテーブル２２）化して記憶するため、記憶に用いるメモリの回路面積を削減できる。
したがって、本実施の形態にかかるスケジューリング装置１０は、各ＵＥのＵＥ別評価パラメタをテーブルとして備えることにより、ＳＲＡＭのようにアクセス機構が複雑だが１ビットあたりの面積が小さい回路を効果的に使用できる。本実施の形態の適用により、ＵＥ別評価パラメタを記憶するためのメモリの面積が小さくなり、スケジューリング装置１０を低コスト化できる。

［ＵＥ割当部］
ＵＥ割当部２３は、パターン生成部１１から差分ＴＰ番号（直前のリソース割り当てパターンと比較したとき送信先のＵＥが変更されたＴＰの番号）と差分ＵＥ番号（差分ＴＰ番号が示すＴＰの送信先となったＵＥの番号、ただしＴＰが送信停止の場合はＵＥ番号として使用されていない値０）を入力する毎、つまり、パターン生成部１１がリソース割り当てパターンを生成する毎に、各ＵＥ別パターン評価部［ｃ］（ｃ＝１…Ｎｃ）に割り当てるＵＥ番号である、ＵＥ割当部２３が保持する割当ＵＥ番号［ｃ］を更新して、ＵＥ別パターン評価部［ｃ］に向けて出力する。

なお、上記処理のために、パターン生成部１１が生成したリソース割り当てパターンを、差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号に基づいて再生する必要があり、ＵＥ割当部２３の内部に、再生リソース割り当てパターンＲ［ｉ］として保持・更新する。また、ＵＥを割り当てていない無効ＵＥ別パターン評価部２４に向けて値０の割当ＵＥ番号を出力し、ＵＥを割り当てた有効ＵＥ別パターン評価部２４に向けてＵＥの番号を割当ＵＥ番号として出力する。

［ＵＥ番号割当処理］
ここで、ＵＥ割当部２３におけるＵＥ番号割当処理について説明する。図５は、第１の実施の形態にかかるＵＥ番号割当処理を示すフローチャートである。図６は、図５の詳細を示すフローチャートであり、図５の各処理に対応するステップ番号が付与されている。

ＵＥ割当部２３は、動作開始の後、ＵＥ割当部２３が保持する再生リソース割り当てパターンと割当ＵＥ番号を初期化する（ステップ１１０）。初期化の後、ＵＥ割当部２３は、差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を入力する毎、つまり、パターン生成部１１がリソース割り当てパターンを生成する毎に、これら差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号に基づいて、保持している再生リソース割り当てパターンと割当ＵＥ番号を更新することになる。

次に、ＵＥ割当部２３は、差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を入力し（ステップ１１１）、この差分ＴＰ番号が指すＴＰの送信先であるＵＥが、他のＴＰの送信先となっているかを判定する（ステップ１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ）。この判定は、入力した差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号に基づいた再生リソース割り当てパターンの更新を行う前に、再生リソース割り当てパターンに基づいて行う。

差分ＴＰ番号が指すＴＰの送信先であるＵＥは、差分ＵＥ番号が指すＵＥに変更されるので、変更前のＵＥが、差分ＴＰ番号が指すＴＰ以外のＴＰの送信先となっていない場合は、変更によって、変更前のＵＥはリソース割り当てパターンから消える。
つまり、ＵＥに対するＵＥ別評価値の計算は不要となるので、ＵＥが割り当てられたＵＥ別パターン評価部２４については、その割り当てを解除し、無効ＵＥ別パターン評価部２４としてよいことになる。

なお、差分ＴＰ番号が指すＴＰが送信停止であった場合（ＴＰの送信先のＵＥ番号が０の場合）は、ＴＰの送信先のＵＥは存在していないので割り当ての解除は不要であるため、他のＴＰの送信先となっていると判定して、割り当ての解除を行わない（ステップ１１２Ａ）。

ＵＥ割当部２３は、差分ＴＰ番号が指すＴＰの送信先であるＵＥが、他のＴＰの送信先となっていない場合に、入力した差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号に基づいた割当ＵＥ番号の更新を行う前に、割当ＵＥ番号に基づいてＵＥが割り当てられたＵＥ別パターン評価部２４を見つけ出し、その割り当てを解除することによって、これを無効ＵＥ別パターン評価部２４とする（ステップ１１３，１１３Ａ，１１３Ｂ）。なお、ＵＥが割り当てられたＵＥ別パターン評価部２４が見つからなかった場合は、差分ＴＰ番号の送信先であったＵＥを割り当てていたＵＥ別パターン評価部２４がなかったということであり、本装置が正常に動作している限り発生しない。

次に、ＵＥ割当部２３は、入力した差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号に基づいて、再生リソース割り当てパターンの更新を行った後（ステップ１１４）、この差分ＵＥ番号が指すＵＥをＵＥ別パターン評価部２４に割り当て済みであるかを判定する（ステップ１１５）。

すなわち、ＵＥ割当部２３が入力した差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号に基づいて割当ＵＥ番号の更新を行う前に、割当ＵＥ番号のなかから差分ＵＥ番号に一致する割当ＵＥ番号を探し、見つかった場合に、ＵＥ別パターン評価部２４に割り当て済みと判定する（ステップ１１５Ｂ）。
ここで、差分ＵＥ番号に一致する割当ＵＥ番号が見つからなかった場合は、差分ＵＥ番号が指すＵＥの評価値を計算するＵＥ別パターン評価部２４は存在していないので、ＵＥを無効ＵＥ別パターン評価部２４の１つに割り当てて、評価値の計算を行う必要がある。

なお、差分ＵＥ番号の値が０の場合、すなわち、差分ＴＰ番号が指すＴＰが送信停止になる場合は、ＵＥ別パターン評価部２４へのＵＥ割り当ては不要であるため、差分ＵＥ番号が指すＵＥをＵＥ別パターン評価部２４に割り当て済みと判定して、ＵＥ別パターン評価部２４へのＵＥの割り当てを行わない（ステップ１１５Ａ）。

また、ＵＥ割当部２３が、差分ＵＥ番号が指すＵＥがＵＥ別パターン評価部２４に割り当て済みでなかった場合、ＵＥを無効ＵＥ別パターン評価部２４の１つに割り当てる（ステップ１１６，１１６Ａ，１１６Ｂ）。すなわち、ＵＥ割当部２３が入力した差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号に基づいて割当ＵＥ番号の更新を行う前に、割当ＵＥ番号の値が０となっているＵＥ別パターン評価部２４を見つけ、このＵＥ別パターン評価部２４への割当ＵＥ番号として、差分ＵＥ番号を指定する。これにより、差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号に基づいた割当ＵＥ番号の更新が完了する。

次に、ＵＥ割当部２３は、各ＵＥ別パターン評価部２４に向けて、ＵＥ別パターン評価部２４に対応する割当ＵＥ番号を出力する（ステップ１１７）。その後、パターン生成部１１が次のリソース割り当てパターンを生成する場合は、次の差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を入力する手順へと戻って上記の動作を継続する（ステップ１１８：ＮＯ）。また、最後のリソース割り当てパターンの場合は、動作を終了する（ステップ１１８：ＹＥＳ）。なお、リソース割り当てパターンの生成を終了するか否かについては、パターン生成部１１から入力される（図２では対応する信号の記載を省いている）。

このように、ＵＥ割当部２３は、各ＵＥ別パターン評価部２４を、ＵＥを割り当てていない無効ＵＥ別パターン評価部２４（値０の割当ＵＥ番号を入力するＵＥ別パターン評価部２４）と、ＵＥを割り当てた有効ＵＥ別パターン評価部２４（ＵＥの番号を割当ＵＥ番号として入力するＵＥ別パターン評価部２４）とに分けて管理する。

また、パターン生成部１１が生成した差分ＵＥ番号が指すＵＥを、ＵＥ別パターン評価部２４に割り当てていない場合は、無効ＵＥ別パターン評価部２４のうちの１個にＵＥを割り当てることにより、このＵＥ別パターン評価部２４を有効ＵＥ別パターン評価部２４に変更する。また、有効ＵＥ別パターン評価部２４のうち、割り当てたＵＥがリソース割り当てパターンから消えたものについては、無効ＵＥ別パターン評価部２４へと変更し、新たなＵＥの割り当てに備える。

なお、ＵＥ割当部２３が入力した差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号に基づいてリソース割り当てパターンを再生するのではなく、パターン生成部１１が保持するリソース割り当てパターンをＵＥ割当部２３に入力し、これを再生リソース割り当てパターンの代わりとして使用する構成も可能である。ただし、この場合には、入力した差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号が反映されたリソース割り当てパターンを、再生リソース割り当てパターンの代わりとして使用するのではなく、反映前の、つまり、１個前に生成されたリソース割り当てパターンを使用する必要がある点に留意する。

［ＵＥ別パターン評価部］
各ＵＥ別パターン評価部［ｃ］（ｃ＝１…Ｎｃ）は、ＵＥ割当部２３がＵＥ別パターン評価部［ｃ］に割り当てたＵＥ＃ｊ（ｊ＝割当ＵＥ番号［ｃ］）の、ＵＥ別評価パラメタ［ｊ］を保持し、ＵＥ別評価パラメタと、送信状態生成部２１から入力される各送信フラグ［ｉ］ （ｉ＝１…Ｎｔｐ）と、パターン生成部１１がリソース割り当てパターンを生成する毎にパターン生成部１１から入力される差分ＴＰ番号Ｉおよび差分ＵＥ番号Ｊに基づいて、ＵＥ＃ｊのＵＥ別評価値を計算する。なお、ＵＥ割当部２３が有効なＵＥを割り当てていない（割当ＵＥ番号［ｃ］＝０の）ＵＥ別パターン評価部２４については、そのＵＥ別評価値を０としてＵＥ別評価値の計算を行わない。

各ＵＥ別パターン評価部［ｃ］は、パターン生成部１１が生成したリソース割り当てパターン毎にＵＥ別評価値を計算するため、パターンにおけるＵＥ＃ｊ（ｊ＝割当ＵＥ番号［ｃ］）に送信するＴＰの番号を取得する。取得のため、ＵＥ別パターン評価部［ｃ］は、ＵＥ＃ｊが割り当てられた時点以後に入力された、差分ＵＥ番号Ｊが割当ＵＥ番号［ｃ］（＝ｊ）に一致した場合に、差分ＵＥ番号Ｊの入力と同時に入力された差分ＴＰ番号Ｉを、ＵＥ＃ｊに送信するＴＰの番号として保持する。また、入力された差分ＴＰ番号Ｉが、保持中のＵＥ＃ｊに送信するＴＰの番号に一致し、かつ、差分ＴＰ番号Ｉと同時に入力された差分ＵＥ番号Ｊが割当ＵＥ番号［ｃ］（＝ｊ）に一致しない場合に、差分ＴＰ番号Ｉを、保持中のＵＥ＃ｊに送信するＴＰの番号から削除する。なお、の保持中のＴＰ番号の削除によって保持するＴＰ番号数が０となった場合、すなわち、ＵＥ別パターン評価部［ｃ］に割り当てたＵＥ＃ｊに送信するＴＰの個数が０となった場合は、ＵＥ割当部２３はＵＥ別パターン評価部［ｃ］に対してＵＥ＃ｊ（ｊ＝割当ＵＥ番号［ｃ］）の割り当てを解除する。

次に、ＵＥ＃ｊが割り当てられたＵＥ別パターン評価部［ｃ］は、パターン生成部１１が生成したリソース割り当てパターン毎に、上記取得したＵＥ＃ｊに送信する各ＴＰの番号と、保持中のＵＥ別評価パラメタ［ｊ］に基づいて、ＵＥ＃ｊに送信する各ＴＰからの受信電力値の合計である信号電力値を計算する。すなわち、ＵＥ別評価パラメタ［ｊ］は、ＵＥ＃ｊへの有意な送信が可能なＴＰの番号のリストと、ＴＰからの送信をＵＥ＃ｊが受信するときの受信電力値を含み、信号電力値を、ＵＥ＃ｊへの有意な送信が可能なＴＰのリストに含まれ、かつ、ＵＥ＃ｊに送信するＴＰに含まれる、各ＴＰからの受信電力値を合計することによって、取得する。

さらに、ＵＥ＃ｊが割り当てられたＵＥ別パターン評価部［ｃ］は、パターン生成部１１が生成したリソース割り当てパターン毎に、上記取得したＵＥ＃ｊに送信する各ＴＰの番号と、送信状態生成部２１から入力される各送信フラグ［ｉ］（ｉ＝１…Ｎｔｐ）と、保持中のＵＥ別評価パラメタ［ｊ］に基づいて、ＵＥ＃ｊ以外に送信する各ＴＰからの受信電力値の合計である干渉電力値を計算する。すなわち、信号電力値を、ＵＥ＃ｊへの有意な送信が可能なＴＰのリストに含まれ、かつ、ＵＥ＃ｊに送信するＴＰに含まれず、かつ、そのＴＰの送信フラグが送信中であることを示す、各ＴＰからの受信電力値を合計することによって、取得する。

次に、ＵＥ＃ｊが割り当てられたＵＥ別パターン評価部［ｃ］は、上記信号電力値と、上記干渉電力値に所定の（予め外部より設定しておいた）雑音電力値の加算である干渉雑音電力値と、の比率をＳＩＮＲとして計算する。さらに、ＳＩＮＲからスループットを見積もり、さらに、スループットからＵＥ別評価値を求める（例えば過去の平均レートに対するスループットの比率をＵＥ別評価値とする）。ＵＥ別評価値をＵＥ別評価値合計部２５に向けて出力する。ＵＥ＃ｊ宛に送信する複数個のＴＰからの受信電力値の合計を信号電力値としてＳＩＮＲを計算することが可能であり、１個のＵＥに対して複数のＴＰからの同時送信を行うことでスループットを改善するＪｏｉｎｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎを取り入れたスケジューリングを可能としている。

上記のように、本実施の形態にかかるスケジューリング装置１０は、全てのＵＥに対してＵＥ別評価値の計算を行う回路を設けるのではなく、複数個のＵＥ別評価値の計算を行う回路としてＵＥ別パターン評価部２４を備えておき、これらを、１個以上のＴＰについて送信先となっているＵＥ（有効ＵＥ）に対してのみに割り当てる。有効ＵＥの個数はＴＰの個数以下となるので、必要となるＵＥ別評価値の計算を行う回路の個数は、最大ＴＰの個数と同数である。通常は、無線ネットワークシステム内のＴＰよりも、無線ネットワークシステム内のＵＥが多い。これは、一般的に１個のＴＰが同時に複数個のＵＥと接続できる（例えば各ＵＥに異なる周波数帯を割り当てる周波数多重や、各ＵＥへの送信時間を変える時間多重ができる）ためである。したがって、全ＵＥ数分の回路を設ける構成と比較して、本実施の形態の適用によれば最大ＴＰ数分の回路で済むため、ＵＥ別評価値の計算を行う回路の個数を削減でき、スケジューリング装置１０を低コスト化できる。

また、本実施の形態にかかるスケジューリング装置１０は、パターン生成部１１において、生成されたリソース割り当てパターンは前回生成されたパターンから、１個のＴＰについてその送信先である１個のＵＥについてのみ、変更されることが保証される、リソース割り当てパターンの生成を行うので、リソース割り当てパターンを１個生成する毎に、最大１個のＵＥについて、ＵＥ別評価パラメタテーブル２２からそのＵＥ別評価パラメタを取得すればよい（送信停止に変更される場合は、そのリソース割り当てパターンに関してＵＥ別評価パラメタテーブル２２からのＵＥ別評価パラメタ取得は不要である）。この特性は、異なるワードの同時読み出しができないという制限があるＳＲＡＭを用いてＵＥ別評価パラメタテーブル２２を実現したときに、制限による悪影響（例えば１個のリソース割り当てパターンに対してＵＥ別評価パラメタテーブル２２から複数回のＵＥ別評価パラメタ取得を行うことで取得に要する時間が長くなり単位時間あたりに評価できるリソース割り当てパターンの個数が低下する）を回避する。

また、本実施の形態にかかるスケジューリング装置１０は、パターン生成部１１が複数個のＴＰから１個のＵＥに宛てて送信するJoint Transmissionを行うリソース割り当てパターンを生成する場合に、パターンに対するＵＥ別評価値の計算が可能であるため、Joint Transmissionによって評価値を改善できる場合に、Joint Transmissionの適用有無や、適用時のＴＰの組み合わせ方などJoint Transmissionを適用する場合の選択肢のなかから、最適にJoint Transmissionを取り入れたリソース割り当てパターンを得ることができる。

本実施の形態とは異なるパターン評価部１２として、ＴＰ毎に、そのＴＰが送信するＵＥの評価値の計算を行う回路としてＵＥ別パターン評価部２４を固定的に割り当てておき、これらの回路を用いてＵＥ別評価値の計算を行う構成が可能である。この構成を採用したパターン評価部１２であっても、必要となるＵＥ別評価値の計算を行う回路の個数はＴＰの個数と同数であるので、ＵＥ別評価値の計算を行う回路の個数を削減できスケジューリング装置を低コスト化できる。

また、本実施の形態にかかるパターン生成部１１を組み合わせることによって、ＳＲＡＭを用いてＵＥ別評価パラメタテーブル２２を実現したときに、異なるワードの同時読み出しができないＳＲＡＭの制限による悪影響を回避することができる。しかし、ＴＰ毎にそのＴＰが送信するＵＥの評価値の計算を行う回路を固定的に割り当てる構成では、複数のＴＰが１個のＵＥに送信するリソース割当パターン、すなわち、Joint Transmissionを適用した割り当てに対しては、正しく評価値を計算することができないため、最適にJoint Transmissionを取り入れたリソース割り当てパターンを得ることができない。

すなわち、ＴＰ毎にＵＥ別評価値を計算して合計するので、Joint Transmission対象の各ＴＰの合計をＳＩＮＲの段階で行うべきところを、ＵＥ別評価値（スループット相当）の段階で行い、通常はＳＩＮＲとスループットは比例しないので、計算結果に誤差が生じる。さらに、同じＵＥに送信する別のＴＰ間では干渉は生じないが、ＴＰ毎に独立したＳＩＮＲの計算を行う場合は、他方のＴＰの受信電力を干渉電力として扱うため、Joint Transmissionの効果を小さく見積もることになって、計算結果に誤差が生じる。
このように、本実施の形態にかかるスケジューリング装置１０によれば、ＴＰ毎にＵＥの評価値の計算を行う回路を固定的に割り当てる構成と比較して、正しくJoint Transmissionの評価値を計算できる、という効果がある。

［ＵＥ別評価値合計部］
ＵＥ別評価値合計部２５は、各ＵＥ別パターン評価部［ｃ］ （ｃ＝１…Ｎｃ）が出力したＵＥ別評価値［ｃ］を合計し、これを評価値として最適解保持部１３に出力する。ＵＥ割当部２３が有効なＵＥを割り当てていないＵＥ別パターン評価部２４は値０のＵＥ別評価値を出力するため、ＵＥ別評価値合計部２５が出力する評価値には影響しない。

なお、パターン評価部１２が、差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を入力してから評価値を出力するまで、次の差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号の入力を保留する構成では、差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号の遅延が、単位時間あたりに評価できるリソース割り当てパターンの個数を制約するので、パターン評価部１２内をパイプライン化して、差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を入力してからその評価値を出力するまでの時間内に、以降の差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号の入力を継続できる構成とする。

［最適解保持部］
最適解保持部１３は、パターン生成部１１が生成した複数個のリソース割り当てパターンのうち、リソース割り当てパターンに基づいてパターン評価部１２が算出した評価値が最良となったときのリソース割り当てパターンを最適リソース割り当てパターンとして、外部に出力する。最適解保持部１３は、パターン生成部１１がリソース割り当てパターンの生成を開始してから、最良の評価値を得たときのリソース割り当てパターンおよびパターンに基づいてパターン評価部１２が算出した評価値を、最適解として保持する。

つまり、リソース割り当てパターンを生成する毎に、リソース割り当てパターンに基づいてパターン評価部１２が算出した評価値と、最適解保持部１３が保持している評価値を比較し、前者の方が良いと判断される場合は、前者のリソース割り当てパターンを最適リソース割り当てパターンとして採用し、後者の方が良いと判断される場合は最適リソース割り当てパターンの更新を行わない。
スケジューリング装置１０は、リソース割り当てパターン範囲設定内の全リソース割り当てパターンに対して処理を終えた時点、または、スケジューリング周期時間を経過した時点で、最適解保持部１３が保持する最適リソース割り当てパターンを出力する。なお、パターンと併せて、最適解保持部１３が保持する評価値を出力することも可能である。

最適解保持部１３は、パターン生成部１１からリソース割り当てパターンではなく、差分ＴＰ番号（直前のリソース割り当てパターンと比較したとき送信先のＵＥが変更されたＴＰの番号）と差分ＵＥ番号（差分ＴＰ番号が示すＴＰの送信先となったＵＥの番号、ただしＴＰが送信停止の場合はＵＥ番号として使用されていない値０）を入力するため、最適解保持部１３は、全ＴＰについてＴＰ＃ｉ（ｉ＝１…Ｎｔｐ）の送信先であるＵＥ番号を再生リソース割り当てパターンＲ［ｉ］として保持しておき、入力した差分ＴＰ番号Ｉと差分ＵＥ番号Ｊに基づいて再生リソース割り当てパターンＲ［Ｉ］を差分ＵＥ番号Ｊの値に変更し、差分ＴＰ番号Ｉを除くＴＰ番号ｉ（ｉ＝１…Ｎｔｐ，ｉ≠Ｉ）に対応する再生リソース割り当てパターンＲ［ｉ］については保持を継続することにより、パターン生成部１１が生成したリソース割り当てパターンと同じパターンを最適解保持部１３内で再生する。なお、パターン生成部１１が差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を最適解保持部１３に向けて出力するのではなく、生成したリソース割り当てパターンＴ［ｉ］（ｉ＝１…Ｎｔｐ）を最適解保持部１３に向けて出力する構成も可能である。

また、パターン評価部１２がパターン生成部１１から差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を入力してから、評価値を出力するまでに遅延があるため、パターン評価部１２が算出した評価値が最良であると最適解保持部１３が判断可能な時点で、最適解保持部１３が評価値に対応するリソース割り当てパターンを取得する必要がある。特に、パターン評価部１２をパイプライン化する構成では、遅延時間内にパターン評価部１２が処理できるリソース割り当てパターンの個数分だけ前にパターン生成部１１が生成していたリソース割り当てパターンを取得する必要がある。

このため、最適解保持部１３は、パターン生成部１１から入力した差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号の組を、ＦＩＦＯ（First-In First-Out）バッファに蓄積し、パターン評価部１２が差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を入力してからその評価値を出力までの時間に相当する遅延を、の差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号に与え、ＦＩＦＯバッファから取り出した差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を用いて再生リソース割り当てパターンを生成する。

これにより、再生リソース割り当てパターンをＦＩＦＯバッファに蓄積しておく構成と比較して、ＦＩＦＯバッファのメモリ量を削減できる。例えば、再生リソース割り当てパターンの１個の保持には、１個のＵＥ番号を表現するために必要なビット数ｗ＿ｕｅにＴＰ数を乗じた数、つまりＮｔｐ×ｗ＿ｕｅの個数のビットを記憶するメモリが必要であるのに対して、差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号の１組の保持には、１個のＴＰ番号を表現するために必要なビット数ｗ＿ｔｐと１個のＵＥ番号を表現するために必要なビット数ｗ＿ｕｅの和の個数のビットを記憶するメモリが必要となる。一般的にＮｔｐ＜Ｎｕｅ（ＴＰ数よりＵＥ数が多い）が成り立つため、各番号を表現するために必要なビット数についてもｗ＿ｔｐ≦ｗ＿ｕｅとなるので、差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を保持する構成が、より少ないメモリ量で済む。

［パターン評価部の他の構成例］
なお、上述したパターン評価部１２の構成とは異なる構成も可能である。図７は、第１の実施の形態にかかるパターン評価部の他の構成を示すブロック図である。
図２に示したパターン評価部１２との構成上の違いは、各ＵＥ別パターン評価部［ｃ］（ｃ＝１…Ｎｃ）から、割当解除［ｃ］がＵＥ割当部２３に向けて出力される点である。

上述したように、各ＵＥ別パターン評価部［ｃ］は、パターン生成部１１が生成したリソース割り当てパターン毎にＵＥ別評価値を計算するため、パターンにおけるＵＥ＃ｊ（ｊ＝割当ＵＥ番号［ｃ］）に送信するＴＰの番号を保持する。このため、各ＵＥ別パターン評価部［ｃ］は、の保持中のＴＰ番号の個数が０となったことを検知することが可能であり、検知を割当解除［ｃ］によってＵＥ割当部２３に通知する（割当解除［ｃ］の値が１のとき割当ＵＥ番号［ｃ］に対応するＵＥに向けて送信するＴＰが無いことを表す）。

ＵＥ別パターン評価部［ｃ］に割り当てたＵＥ＃ｊに送信するＴＰの個数が０となる条件は、ＵＥ割当部２３はＵＥ別パターン評価部［ｃ］に対するＵＥ＃ｊ（ｊ＝割当ＵＥ番号［ｃ］）の割り当てを解除する条件と等価である。
図８は、図７にかかるＵＥ番号割当処理を示すフローチャートである。図２のパターン評価部１２のＵＥ割当部２３の動作は、図５〜６のステップ１１１〜１１３に示したように、再生リソース割り当てパターンに基づいての割り当て解除の判定を行うのではなく、各割当解除［ｃ］に基づいて判定する（ステップ１２１〜１２３）。

［第２の実施の形態］
次に、図９を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるスケジューリング装置１０について説明する。図９は、第２の実施の形態にかかるスケジューリング装置の構成を示すブロック図である。
図９に示すように、本実施の形態にかかるスケジューリング装置１０は、図１のパターン生成部１１、パターン評価部１２、および最適解保持部１３に加えて、パターン遅延部１４、制御部１５、およびパターン改良情報バッファ部１６が設けられている。

本実施の形態では、パターン生成部１１が、生成したリソース割り当てパターンを最良リソース割り当てパターンとして保持した後、制御部１５と協働して、次の第１〜第４の処理を実行することにより当該最良リソース割り当てパターンを改良し、得られた最良リソース割り当てパターンを当該リソース割り当てパターンとして選択する場合について説明する。

第１〜第４の処理は、次の通りである。
第１の処理：制御部１５が、外部から指定された探索ＴＰリストから順に選択したＴＰを、探索対象としてパターン生成部１１に指定する。
第２の処理：パターン生成部１１が、最良リソース割り当てパターンのうち、制御部１５から探索対象として指定されたＴＰの送信状態を順に変更することにより、改良リソース割り当てパターンを順次生成する。
第３の処理：制御部１５が、改良リソース割り当てパターンのうち、パターン評価部１２で計算された評価値が最良である改良リソース割り当てパターンを選択し、当該改良リソース割り当てパターンに含まれる、探索対象としたＴＰの送信状態を改良送信状態としてパターン生成部１１に指定する。
第４の処理：パターン生成部１１が、制御部１５から指定された改良送信状態を最良リソース割り当てパターンに反映する。

次に、図９を参照して、第２の実施の形態にかかるスケジューリング装置１０の各構成について詳細に説明する。

［パターン生成部］
パターン生成部１１は、スケジューリング装置１０が制御の対象とする各送信ポイントＴＰ＃ｉ（ｉ＝１…Ｎｔｐ；Ｎｔｐはシステム内のＴＰ数）の送信状態Ｔ［ｉ］であるリソース割り当てパターン｛Ｔ［１］，Ｔ［２］，…，Ｔ［Ｎｔｐ］｝を生成する。なお、送信状態Ｔ［ｉ］は、ＴＰ＃ｉの送信先となるユーザ機器ＵＥの番号（１…Ｎｕｅ；Ｎｕｅはスケジューリング装置１０が扱うことが可能なＵＥ数の最大値）、もしくは、送信停止を表す値０、である。例えば、｛Ｔ［１］＝０，Ｔ［２］＝１０｝のリソース割り当てパターンは、ＴＰ＃１が送信停止でＴＰ＃２はＵＥ＃１０への送信を表す。

［パターン生成処理］
パターン生成部は、時間の経過に伴って、リソース割り当てパターンを次々と生成する。図１０は、第２の実施の形態にかかるパターン生成改良処理を示すフローチャートである。以下に、図１０を参照して、パターン生成部１１によるリソース割り当てパターン｛Ｔ［ｉ］； ｉ＝１…Ｎｔｐ｝の生成方法を説明する。

まず、パターン生成部１１は、各ＴＰ＃ｉ（ｉ＝１…Ｎｔｐ）に対する現時点での最良の送信状態Ｂ［ｉ］を、最良リソース割り当てパターンとして保持する（ステップ２００）。初期状態での最良リソース割り当てパターン｛Ｂ［ｉ］；ｉ＝１…Ｎｔｐ｝の各値は０（送信停止）である。

次に、パターン生成部１１は、制御部１５から探索ＴＰの番号である探索対象ＴＰ番号Ｘを取得し（ステップ２０１）、探索ＴＰ＃Ｘを除く各ＴＰの送信状態Ｔ［ｉ］（ｉ＝１…Ｎｔｐ，ｉ≠Ｘ）を、最良リソース割り当てパターンに合致したリソース割り当てパターンを生成する（ステップ２０２）。
これにより、Ｔ［ｉ］＝Ｂ［ｉ］（ｉ＝１…Ｎｔｐ，ｉ≠Ｘ）となる。また、探索対象ＴＰ＃Ｘの送信状態Ｔ［Ｘ］については、外部から入力されたリソース割り当てパターン範囲（ＴＰ別の送信状態の選択肢）が示す探索対象ＴＰ＃Ｘの選択肢の中から、順番に選ばれた１個の送信状態を採用する。

リソース割り当てパターン範囲は、ＴＰ毎に送信先として選択可能なＵＥの番号（値０は送信停止）のリストという形式であり、各ＴＰ＃ｉ（ｉ＝１…Ｎｔｐ）の設定として、Ｎｓ個の選択肢Ｓ［ｉ，ｋ］（ｋ＝１…Ｎｓ；Ｎｓは各ＴＰに設定可能な選択肢の最大個数）と、のうち有効な選択肢の個数ｓ［ｉ］（１≦ｓ［ｉ］≦Ｎｓ）という構成をとる。つまり、探索ＴＰ＃Ｘの送信状態Ｔ［Ｘ］＝Ｓ［Ｘ，ｋ］（ｋは１以上ｓ［Ｘ］以下の整数）となる。なお、探索対象ＴＰ番号の入力に合わせて、その次の探索対象ＴＰ番号の準備を制御部１５に促すため、値１（次の探索対象ＴＰ番号の要求ありを表す値）の探索対象ＴＰ要求信号を、制御部１５に向けて出力する。

このように、パターン生成部１１は、探索対象ＴＰ番号Ｘの入力以後、探索対象ＴＰ＃Ｘを除くＴＰの送信状態Ｔ［ｉ］（ｉ＝１…Ｎｔｐ，ｉ≠Ｘ）として、最良リソース割り当てパターンの各送信状態Ｂ［ｉ］を採用し、探索対象ＴＰ＃Ｘの送信状態Ｔ［Ｘ］として、リソース割り当てパターン範囲の選択肢Ｓ［Ｘ，ｋ］（ｋは１以上ｓ［Ｘ］以下の整数）を採用する。選択肢Ｓ［Ｘ，ｋ］のｋの値を、１…ｓ［Ｘ］の順番で変えることによって、探索対象ＴＰ＃Ｘに対してｓ［Ｘ］個のリソース割り当てパターンを生成する。これにより、送信状態を変更する探索対象ＴＰを１個に限定したリソース割り当てパターンの生成を行い、探索対象ＴＰの最良の送信状態を探索するＴＰ別探索を行う。

パターン生成部１１は、探索対象ＴＰ＃Ｘに対するＴＰ別探索において、リソース割り当てパターンを生成する毎に、差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号をパターン評価部１２およびパターン遅延部１４に向けて出力する（ステップ２０２）。ここで、差分ＴＰ番号は、探索対象ＴＰ番号Ｘである。また、差分ＵＥ番号は、リソース割り当てパターンに含まれる、探索対象ＴＰ＃Ｘの送信状態Ｔ［Ｘ］、つまり、選択肢Ｓ［Ｘ，ｋ］（ｋは１以上ｓ［Ｘ］以下の整数）であり、ＴＰ＃Ｘの送信先となるユーザ機器ＵＥの番号（値０は送信停止）を表す。

さらに、パターン生成部１１は、探索対象ＴＰ＃Ｘに対するＴＰ別探索において、ＴＰ別探索の期間を表す信号として、ＴＰ別探索期間信号を、上記パターン遅延部１４に向けて出力する。すなわち、ｓ［Ｘ］個のリソース割り当てパターンを順に生成し各パターンに対応する差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号をパターン評価部１２に向けて出力する間は、出力されるＴＰ別探索期間信号が値１（ＴＰ別探索中であることを表す値）となる。ＴＰ別探索期間信号は、ｓ［Ｘ］個のリソース割り当てパターンを順に生成し各パターンに対応する差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を出力した後、値０（ＴＰ別探索中でないことを表す値）となる。

［パターン評価部］
パターン評価部１２は、第１の実施の形態で説明した構成におけるパターン評価部１２と同じであるが、評価値を最適解保持部１３に向けて出力するのに加えて、制御部１５に対しても出力する点が異なる。

［パターン遅延部］
パターン遅延部１４は、パターン生成部１１からＤ出力された差分ＴＰ番号、差分ＵＥ番号、ＴＰ別探索期間信号を入力し、これらを遅延させて、最適解保持部１３および制御部１５に向けて出力する。遅延量は、パターン評価部１２が差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を入力してから、入力に基づいて計算した評価値を出力するまでの遅延であり、制御部１５は、評価値と同時に、差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号とＴＰ別探索期間信号を入力することになる。

［制御部］
制御部１５は、探索対象ＴＰ＃ＸのＴＰ別探索に関して、ＴＰ別探索期間信号の値が１（ＴＰ別探索中）の期間に、パターン評価部１２から入力された複数の評価値（ｓ［Ｘ］個の評価値）のうち、値が最大の評価値を検出し、検出した評価値とともにパターン生成部１１から入力された差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を、それぞれ改良対象ＴＰ番号および改良送信状態として取得する。さらに、パターン評価部１２からＴＰ別探索期間信号の値が１から０に変化した時点（ＴＰ別探索を終えた時点）で、改良対象ＴＰ番号と改良送信状態の組を、パターン改良情報バッファ部１６に向けて出力する。

なお、パターン生成部１１が保持する最良リソース割り当てパターン｛Ｂ［ｉ］； ｉ＝１…Ｎｔｐ｝を参照し、Ｂ［改良対象ＴＰ番号］が既に改良送信状態に一致しているか否かを判定し、一致の場合は、改良対象ＴＰ番号と改良送信状態の組を、パターン改良情報バッファ部１６に向けて出力しないことも可能である。また、改良対象ＴＰ番号と改良送信状態の組の出力に合わせて、改良送信状態の有効有無を表す改良指示信号（値１のとき改良送信状態の有効を表す信号）を、パターン改良情報バッファ部１６に向けて出力する。

［パターン改良情報バッファ部］
パターン改良情報バッファ部１６は、上記改良対象ＴＰ番号と改良送信状態の組を制御部１５から入力したとき、つまり、改良指示信号が値１のとき（改良送信状態が有効のとき）、これらを１組としてＦＩＦＯバッファに蓄積する。また、パターン改良情報バッファ部１６は、１組以上の改良対象ＴＰ番号と改良送信状態の組を蓄積している期間は、値１（蓄積ありを表す値）のバッファ蓄積信号をパターン生成部１１に向けて出力する。

次に（あるＴＰに対するＴＰ別探索を終えた後）、パターン生成部１１は、パターン評価部１２の内部で保持する評価値を計算するための内部状態（各送信フラグ、各ＵＥ別パターン評価部２４への割当ＵＥ番号、各ＵＥ別パターン評価部２４が保持するＵＥ別評価パラメタやＵＥ別パターン評価部２４に割り当てられたＵＥに送信するＴＰの番号）を上記探索対象ＴＰ＃Ｘに対するＴＰ別探索の前の状態（最良リソース割り当てパターン｛Ｂ［ｉ］； ｉ＝１…Ｎｔｐ｝に対して評価値を計算したときの状態）に戻すため、差分ＴＰ番号＝Ｘ（探索対象ＴＰの番号）と差分ＵＥ番号＝Ｂ［Ｘ］（探索対象ＴＰの最良の送信状態）を、パターン評価部１２およびパターン遅延部１４に向けて出力する（ステップ２０３）。これにより、パターン評価部１２の内部状態は、探索対象ＴＰに対する探索最後の状態から、上記最良リソース割り当てパターンに対して評価値を計算した直後の状態に戻る。

本実施の形態では、今回のＴＰ別探索によって探索対象ＴＰの送信状態を改良する前に別の探索対象ＴＰについてＴＰ別探索を行うが、この探索を、今回のＴＰ別探索最後の状態ではなく、今回のＴＰ別探索直前の最良パターンに戻した状態から行うために、上記のような復帰処理を行う。なお、パターン遅延部１４に向けて出力されるＴＰ別探索期間信号は値０（ＴＰ別探索を行っていない状態であることを表す値）である。

最適解保持部１３は、パターン評価部１２から評価値を入力する。また、これと同時に、パターン遅延部１４から評価値に対応する差分ＴＰ番号と差分ＵＥ番号を入力し、実施例１の最適解保持部１３と同じく、リソース割り当てパターンを再生する。パターン生成部１１がリソース割り当てパターンの生成の開始以後、最大の評価値を得たときのリソース割り当てパターンを、最適リソース割り当てパターンとして保持するとともに、パターンに基づいてパターン評価部１２が算出した評価値を、最適評価値として保持する。

つまり、リソース割り当てパターンを生成する毎に、リソース割り当てパターンに基づいてパターン評価部１２が算出した評価値と、最適解保持部１３が保持している最適評価値を比較し、前者の方が良いと判断される場合は、前者のリソース割り当てパターンを最適リソース割り当てパターンとして採用し、後者の方が良いと判断される場合は最適リソース割り当てパターンの更新を行わない。パターン生成部１１がリソース割り当てパターンを生成を停止した時点で、最適解保持部１３は、保持する最適リソース割り当てパターンを出力する。なお、パターンと併せて、最適解保持部１３が保持する最適評価値を出力することも可能である。

次に（あるＴＰに対するＴＰ別探索を終えてその送信状態を最良の送信状態へと戻した後）、パターン生成部１１は、パターン改良情報バッファ部１６にパターン改良情報（改良対象ＴＰ番号と改良送信状態の組）の蓄積があるか否かを判定する（ステップ２０４）。
ここで、蓄積がある場合は（バッファ蓄積信号＝１の場合は）（ステップ２０４：ＹＥＳ）、蓄積がある限り、パターン改良情報（改良対象ＴＰ番号と改良送信状態の組）を取り出して（バッファ読出信号＝１をパターン改良情報バッファ部１６に出力し）（ステップ２０５）、保持している最良リソース割り当てパターン｛Ｂ［ｉ］； ｉ＝１…Ｎｔｐ｝に含まれる改良対象ＴＰ番号が示す改良対象ＴＰの送信状態を、改良送信状態に合致するよう更新する（ステップ２０６）。

つまり、Ｂ［改良対象ＴＰ番号］＝改良送信状態に更新することで、最良リソース割り当てパターンの改良を行う。処理と併せて、パターン生成部１１は、パターン評価部１２の内部状態についても改良を施すため、改良対象ＴＰ番号を差分ＴＰ番号とし、改良送信状態を差分ＵＥ番号として、パターン評価部１２に向けて出力する。このとき、パターン評価部１２に向けて出力されるＴＰ別探索期間信号は値０（ＴＰ別探索を行っていない状態であることを表す値）とする。

なお、パターン改良情報バッファ部１６に改良対象ＴＰ番号と改良送信状態の蓄積がない場合（バッファ蓄積信号の値が０の場合）は（ステップ２０４：ＮＯ）、上記処理を行わず、次の処理（制御部１５から次の探索ＴＰの番号である探索対象ＴＰ番号Ｙの入力と探索対象ＴＰ＃Ｙに対するＴＰ別探索）を行う。これにより、パターン評価部１２の内部状態は、改良後の最良リソース割り当てパターンに対して評価値を計算した直後の状態となる。なお、パターン遅延部１４に向けて出力されるＴＰ別探索期間信号は値０（ＴＰ別探索を行っていない状態であることを表す値）である。

次に、パターン生成部１１は、制御部１５から次の探索ＴＰの番号である探索対象ＴＰ番号Ｙを入力し、再び、探索対象ＴＰ＃Ｙに対するＴＰ別探索の処理に戻る（ステップ２０７：ＮＯ）。また、探索対象ＴＰ番号の入力に合わせて、その次の探索対象ＴＰ番号の準備を制御部１５に促すため、値１（次の探索対象ＴＰ番号の要求ありを表す値）の探索対象ＴＰ要求信号を、制御部１５に向けて出力する。

このように、パターン生成部１１は、制御部１５から探索対象ＴＰ番号を入力し、ＴＰ別探索と最良リソース割り当てパターンの改良を繰り返し、予め定めた探索時間に達した時点で、処理を停止する（ステップ２０７：ＹＥＳ）。なお、リソース割り当てパターン数や、制御部１５から取得した探索ＴＰ番号の個数（反復回数）に基づいて、処理を停止してもよい。また、最適解保持部１３が保持する最適評価値を監視し、予め定められた時間（あるいは予め定められたリソース割り当てパターン数や繰り返し回数）の間、変化がない（あるいは増加量が予め定められた値以下）と判断した場合、つまり、最適評価値が収束した場合に、処理を停止してもよい。

なお、制御部１５は、パターン生成部１１に向けて出力する探索対象ＴＰ番号を、出力順に配列した制御リストＣ［ｌ］（ｌ＝１…Ｌ；Ｌは制御リストに含まれる探索対象ＴＰ番号の個数）として保持し、パターン生成部１１に向けて、リストの順番に、保持した探索対象ＴＰ番号を１個ずつ出力する。制御リストに含まれる全探索対象ＴＰ番号を出力した場合は、制御リストの先頭に戻って、先頭の全探索対象ＴＰ番号を再び出力する。つまり、探索対象ＴＰ番号は、Ｃ［１］，Ｃ［２］，…，Ｃ［Ｌ］，Ｃ［１］，Ｃ［２］，…．となる。

この制御リストＣ［ｌ］（ｌ＝１…Ｌ）は、外部より設定される。制御リストの設定方法として、複数の探索対象ＴＰ番号の順番に基づいて、ＴＰ別探索と最良リソース割り当てパターン改良を繰り返す処理を試行し、統計的に早く大きい最適評価値に収束するという基準で最適な、探索対象ＴＰ番号の順番を見つけ、これを制御リストに設定する方法がある。これにより、無線ネットワークシステムの特性（例えば各ＴＰの配置や障害物の位置、ＵＥの統計的な位置など）に応じて、より良い結果を得る（早く大きい最適評価値に収束する）ことが可能となる。したがって、大規模な無線ネットワークに対して、最適なリソース割り当てパターンを短時間で見つけ出すことができる効果がある。

また、制御部１５が複数の制御リストを備えておき、１つの制御リストに含まれる探索対象ＴＰ番号を順番に出力し終えた後は、（疑似）乱数を発生させてランダムに別の制御リストを選択し、リストについて探索対象ＴＰ番号を順番に出力する手順が可能である。これにより、固定的な探索対象ＴＰの順番の繰り返しを行うよりも、局所最適解に陥る可能性を低減できる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

１０…スケジューリング装置、１１…パターン生成部、１２…パターン評価部、１３…最適解保持部、１４…パターン遅延部、１５…制御部、１６…パターン改良情報バッファ部、２１…送信状態生成部、２２…ＵＥ別評価パラメタテーブル、２３…ＵＥ割当部、２４…ＵＥ別パターン評価部、２５…ＵＥ別評価値合計部。

Claims (5)

1. 無線ネットワークシステムを構成する複数の送信ポイント（ＴＰ）と、これら送信ポイントとの間で無線通信を行うユーザ端末（ＵＥ）との組み合わせを示すリソース割り当てパターンを複数生成し、これらリソース割り当てパターンの評価値に基づいて、送信ポイントとユーザ端末との最適な組み合わせを示す最適リソース割り当てパターンを選択するスケジューリング装置であって、
   前記リソース割り当てパターンとして、前記送信ポイントごとに送信先となるユーザ端末あるいは送信停止からなる送信状態を指定したパターンを順次生成するパターン生成部と、
   前記パターン生成部で生成されたリソース割り当てパターンの評価値を順次計算するパターン評価部と、
   前記パターン評価部で得られた評価値が最も良好なリソース割り当てパターンを前記最適リソース割り当てパターンとして選択する最適解保持部とを備え、
   前記パターン生成部は、新たなリソース割り当てパターンを生成する際、直前に生成したリソース割り当てパターンと比較して、いずれか１つの送信ポイントにおける送信状態だけが差分となるリソース割り当てパターンを順次作成し、
   前記パターン評価部は、
   評価対象として割り当てられたユーザ端末のＵＥ別評価パラメタに基づいて、当該ユーザ端末に関するＵＥ別評価値をそれぞれ計算する複数のＵＥ別パターン評価部と、
   前記送信ポイントとの間で無線通信を行う全ユーザ端末のうち、計算対象である前記リソース割り当てパターンにおいて少なくともいずれか１つの送信ポイントの送信先として指定されているユーザ端末を前記ＵＥ別パターン評価部のいずれかに割り当てるＵＥ割当部と、
   前記ＵＥ別パターン評価部で得られたＵＥ別評価値を合計することにより、計算対象である前記リソース割り当てパターンに関する前記評価値を計算するＵＥ別評価値合計部とを備える
   ことを特徴とするスケジューリング装置。
2. 請求項１に記載のスケジューリング装置において、
   前記パターン生成部は、前記リソース割り当てパターンを生成するごとに、直前に生成したリソース割り当てパターンのうち送信先を変更した送信ポイントを示す差分ＴＰ番号と、新たな送信先となったユーザ端末を示す差分ＵＥ番号とを出力し、
   前記ＵＥ割当部は、前記パターン生成部から出力された前記差分ＴＰ番号および前記差分ＵＥ番号に基づいて、当該差分ＴＰ番号の送信ポイントに関する変更前後の送信先に基づいて、これら送信先であるユーザ端末の前記ＵＥ別パターン評価部に対する割当および解除を行う
   ことを特徴とするスケジューリング装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のスケジューリング装置において、
   前記パターン評価部は、外部から入力された前記各ユーザ端末のユーザ端末別評価パラメタを記憶するユーザ端末別評価パラメタテーブルを備え、
   前記ＵＥ別パターン評価部は、前記ＵＥ割当部によるユーザ端末の割り当てに応じて、当該ユーザ端末に関するＵＥ別評価値の計算に用いるＵＥ別評価パラメタをＵＥ別評価パラメタテーブルから取得して保持する
   ことを特徴とするスケジューリング装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のスケジューリング装置において、
   前記リソース割り当てパターンの改良を制御する制御部をさらに備え、
   前記パターン生成部は、
   生成した前記リソース割り当てパターンを最良リソース割り当てパターンとして保持した後、前記制御部と協働して、
   第１の処理：前記制御部が、外部から指定された探索ＴＰリストから順に選択した送信ポイントを、探索対象として前記パターン生成部に指定し、
   第２の処理：前記パターン生成部が、前記最良リソース割り当てパターンのうち、前記制御部から探索対象として指定された送信ポイントの送信状態を順に変更することにより、改良リソース割り当てパターンを順次生成し、
   第３の処理：前記制御部が、前記改良リソース割り当てパターンのうち、前記パターン評価部で計算された評価値が最良である改良リソース割り当てパターンを選択し、当該改良リソース割り当てパターンに含まれる、前記探索対象とした送信ポイントの送信状態を改良送信状態として前記パターン生成部に指定し、
   第４の処理：前記パターン生成部が、前記制御部から指定された改良送信状態を前記最良リソース割り当てパターンに反映する、
   という第１〜第４の処理を実行することにより当該最良リソース割り当てパターンを改良し、得られた最良リソース割り当てパターンを当該リソース割り当てパターンとして選択する
   ことを特徴とするスケジューリング装置。
5. 無線ネットワークシステムを構成する複数の送信ポイント（ＴＰ）と、これら送信ポイントとの間で無線通信を行うユーザ端末（ＵＥ）との組み合わせを示すリソース割り当てパターンを複数生成し、これらリソース割り当てパターンの評価値に基づいて、送信ポイントとユーザ端末との最適な組み合わせを示す最適リソース割り当てパターンを選択するスケジューリング方法であって、
   前記リソース割り当てパターンとして、前記送信ポイントごとに送信先となるユーザ端末あるいは送信停止からなる送信状態を指定したパターンを順次生成するパターンステップと、
   前記パターン生成ステップで生成されたリソース割り当てパターンの評価値を順次計算するパターン評価ステップと、
   前記パターン評価ステップで得られた評価値が最も良好なリソース割り当てパターンを前記最適リソース割り当てパターンとして選択する最適解保持ステップとを備え、
   前記パターン生成ステップは、新たなリソース割り当てパターンを生成する際、直前に生成したリソース割り当てパターンと比較して、いずれか１つの送信ポイントにおける送信状態だけが差分となるリソース割り当てパターンを順次作成し、
   前記パターン評価ステップは、
   評価対象として割り当てられたユーザ端末のＵＥ別評価パラメタに基づいて、当該ユーザ端末に関するＵＥ別評価値をそれぞれ計算する複数のＵＥ別パターン評価ステップと、
   前記送信ポイントとの間で無線通信を行う全ユーザ端末のうち、計算対象である前記リソース割り当てパターンにおいて、少なくともいずれか１つの送信ポイントの送信先として指定されているユーザ端末を前記ＵＥ別パターン評価部のいずれかに割り当てるＵＥ割当ステップと、
   前記ＵＥ別パターン評価ステップで得られたＵＥ別評価値を合計することにより、計算対象である前記リソース割り当てパターンに関する前記評価値を計算するＵＥ別評価値合計ステップとを含む
   ことを特徴とするスケジューリング方法。

Images