JP2019118039A - 基地局装置、スケジューリング方法、及び無線通信システム - Google Patents

基地局装置、スケジューリング方法、及び無線通信システム Download PDF

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Abstract

【課題】スループットを向上させるようにした基地局装置、スケジューリング方法、及び無線通信システムを提供すること。【解決手段】第1及び第2の無線信号を端末装置へ送信して第1及び第2のビームをそれぞれ形成し、前記第2の無線信号に対する前記端末装置のフィードバック情報を含む第3の無線信号を前記端末装置から受信する複数のアンテナと、前記フィードバック情報と、前記第1のビームと前記第2のビームとの相関値とに基づいて、前記第2のビームを最適とする前記端末装置を前記第1のビームで通信を行う端末装置、又は前記端末装置を前記第1のビームと同時に前記第2のビームで通信を行う端末装置、として選択するスケジューリング部とを備え、前記複数のアンテナは、データを含む第4の無線信号を前記端末装置へ送信し、前記第1又は第2のビームを形成する基地局装置。【選択図】図5

Description

本発明は、基地局装置、スケジューリング方法、及び無線通信システムに関する。
高周波数帯における超広帯域伝送を実現する技術として、Massive MIMO(Multi-Input Multi-Output)技術がある。Massive MIMOでは、無線信号を空間多重することで、基地局装置は複数の端末装置と同時に無線通信を行うことが可能である。
しかし、Massive MIMOは、MIMOと比較して、アンテナ素子が数百から数千へと拡張される。そのため、基地局装置において、プリコーディング処理(又はデジタルプリコーディング処理)を行う場合、アンテナ素子数に比例した次元の行列演算を行うことになり、演算量が膨大となる。
そこで、IEEE(the Institute of Electrical and Electronics Engineers, inc.)では、ハイブリッドBF(Beam Forming)について検討している。ハイブリッドBFは、例えば、アナログBF(Beam Forming)とデジタルプリコーディング処理とを組み合わせた技術である。アナログBFは、例えば、複数のアンテナ素子の各々に入力されるアナログ信号の位相を制御して、ビームの指向性を制御する技術のことである。また、デジタルプリコーディング処理とは、例えば、ベースバンド帯域の送信ストリームの各々に対して、重み付けを行う技術である。
両者を組み合わせることで、例えば、アナログBFの重み付けとプリコーディング行列とを最適化したり、コンバータやベースバンド処理回路の数も最適化したりすることが可能となる。
しかし、例えば、アナログBFによって形成されたある1つのビームに着目した場合、そのビームを利用して基地局装置と無線通信を行う端末数が所定数よりも少ない場合がある。このような場合、端末数が所定数よりも多い場合と比較して、無線リソースの利用率が低下し、スループットが低下する場合がある。
そこで、ミニスロットを利用したアナログビームフォーミング技術がある。ミニスロットは、例えば、シンボル単位でスケジューリングを行う技術である。例えば、上記のような所定数よりも少ない端末数がスケジューリングされた場合、LTE(Long Term Evolution)では、サブフレーム単位でスケジューリングが行われるため、少なくとも、サブフレーム時間(14シンボル)そのような状態が続く。しかし、ミニスロットを利用したアナログビームフォーミング技術の場合、シンボル単位でスケジューリングが行われるため、所定数よりも少ない端末数がスケジューリングされた場合でも、そのような状態は、1〜数シンボル時間で済む。このように、スケジューリングをシンボル単位とすることで、例えば、無線リソースの利用率を向上させ、スループットの低下を抑制することが可能となる。
"Joint Fixed Beamforming and Eigenmode Precoding for Super High Bit Rate Massive MIMO Systems Using Higher Frequency Bands", T. Obara, S. Suyama, J. Shen, and Y. Okumura, NTT DOCOMO, INC, Proc. 2014 IEEE 25th Annual International Symposium on Personal, Indoor, and Mobile Radio Communication, Sep. 2014. R1-1700629, "Mini-slot for analog beam-forming", NTT DOCOMO, INC, 16th-20th January 2017.
しかしながら、ミニスロットを利用したアナログビームフォーミング技術の場合、基地局装置では、端末装置(又はユーザ)に対してシンボル単位で割り当てを行う。そのため、基地局装置は、シンボル単位でDMRS(Demodulation Reference Signal:復調用参照信号)を挿入する。従って、スロット単位でDMRSが挿入される場合と比較して、ミニスロットを利用したアナログビームフォーミング技術は、シンボル単位でDMRSが挿入されるため、データ用の無線リソースを割り当てる領域が少なくなり、スループットが低下する場合がある。
そこで、一つの側面では、スループットを向上させるようにした基地局装置、スケジューリング方法、及び無線通信システムを提供することにある。
一つの態様では、基地局装置において、第1及び第2の無線信号を端末装置へ送信して第1及び第2のビームをそれぞれ形成し、前記第2の無線信号に対する前記端末装置のフィードバック情報を含む第3の無線信号を前記端末装置から受信する複数のアンテナと、前記フィードバック情報と、前記第1のビームと前記第2のビームとの相関値とに基づいて、前記第2のビームを最適とする前記端末装置を前記第1のビームで通信を行う端末装置、又は前記端末装置を前記第1のビームと同時に前記第2のビームで通信を行う端末装置、として選択するスケジューリング部とを備え、前記複数のアンテナは、データを含む第4の無線信号を前記端末装置へ送信し、前記第1又は第2のビームを形成する。
一つの側面では、スループットを向上させることが可能となる。
図1は無線通信システムの構成例を表す図である。 図2は基地局装置の構成例を表す図である。 図3は端末装置の構成例を表す図である。 図4(A)は基地局装置、図4(B)は端末装置のハードウェア構成例を夫々表す図である。 図5は基地局装置の動作例を表すフローチャートである。 図6は基地局装置の動作例を表すフローチャートである。 図7はアナログビームと端末との関係例を表す図である。 図8(A)は係数wNUE,m、図8(B)は係数wCQIuの例を夫々表す図である。 図9(A)はアナログビーム#m,#nと閾値ΓA,uとの関係例、図9(B)はスケジューリング結果の例を夫々表す図である。 図10(A)〜図10(C)はデジタルビームの例を表す図である。 図11は基地局装置の動作例を表すフローチャートである。 図12は基地局装置の動作例を表すフローチャートである。 図13(A)から図13(C)はデジタルビームの例を表す図である。 図14(A)と図14(B)はデジタルビーム#m,#nの例を表す図である。 図15(A)は係数w、図15(B)は係数wDSuの例を夫々表す図である。 図16はデジタルビーム#m,#nと閾値ΓD,uとの関係例を表す図である。 図17は係数wantの例を表す図である。 図18は無線通信システムの構成例を表す図である。
以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書における課題及び実施例は一例であり、本願の権利範囲を限定するものではない。そして、各実施の形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、本明細書で使用している用語や記載した技術的内容は、IEEEや3GPP(Third Generation Partnership Project)などにより、仕様化された仕様書に記載された用語や技術的内容が適宜用いられてもよい。
[第1の実施の形態]
<無線通信システムの構成例>
図1は、本第1の実施の形態における無線通信システム10の構成例を表す図である。
無線通信システム10は、基地局装置(以下、「基地局」と称する場合がある。)100と、複数の端末装置(以下、「端末」と称する場合がある。)200−1〜200−NUEとを備える。
基地局100は、例えば、複数の端末200−1〜200−NUEと無線通信を行う無線通信装置である。基地局100は、カバーエリア(又はサービス提供可能範囲)に在圏する複数の端末200−1〜200−NUEと無線通信を行うことで、端末200−1〜200−NUEに対して種々のサービスを提供する。この際、基地局100は、無線信号を端末200−1〜200−NUEへ送信することで複数のアナログビーム#1〜#Nbeamを形成し、ユーザデータなどを送信する。提供サービスとしては、例えば、通話サービスやWeb閲覧サービスなどがある。
端末200−1〜200−NUEは、例えば、スマートフォン、フィーチャーフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、ゲーム装置など、無線通信可能な無線通信装置である。端末200−1,200−2は、基地局100と無線通信を行い、基地局100を介して、様々なサービスの提供を受けることが可能である。
なお、図1の例では、1つの基地局100に対して、NUE台の端末200−1〜200−NUEと無線通信を行っている例を示しているが、端末は複数台あればよく、例えば、NUE=2でもよい。また、アナログビーム#1〜#Nbeamも、複数のアナログビームであればよく、例えば、Nbeam=2でもよい。
以下においては、例えば、端末200−1〜200−NUEを端末200と称する場合がある。
<基地局装置の構成例>
図2は、基地局100の構成例を表す図である。
基地局100は、アンテナ(又はアンテナ素子。以下「アンテナ」と称する場合がある。)101−1〜101−NANT(ANTは2以上の整数)、アナログBF部102、RF(Radio Frequency)部103−1〜103−NRF、チャネル推定部104を備える。また、基地局100は、スケジューリング部105、IF部106、ユーザデータ生成部107、デジタルプリコーディング部108、参照信号生成部109、チャネル多重部110、及びRF部111−1〜111−NRFを備える。
アンテナ101−1〜101−NANTは、アナログBF部102から出力された無線信号を受け取り、受け取った無線信号を端末200へ送信する。また、アンテナ101−1〜101−NANTは、端末200から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号をアナログBF部102へ出力する。
アナログBF部102は、RF部111−1〜111−NRFから各々出力された無線信号に対して、スケジューリング部105から受け取った重み付け値(又は重み係数)に基づいて、重み付けを行う。アナログBF部102は、重み付けされた無線信号を、アンテナ101−1〜101−NANTへ出力する。重み付け値は、例えば、ビームの(主軸)方向を定め、複素関数などで表されてもよい。従って、アナログBF部102により重み付けられた各無線信号は、アンテナ101−1〜101−NANTから送信されると、ある一定の方向へ向けられた(送信)アナログビーム#1〜#Nbeamを形成することが可能となる。
また、アナログBF部102は、アンテナ101−1〜101−NANTから出力された無線信号を、RF部103−1〜103−NRFへそれぞれ出力する。アナログBF部102は、スケジューリング部105から受け取った重み付け値に基づいて、受信した無線信号を重み付けする。この場合も、アンテナ101−1〜101−NANTで受信した無線信号が、重み付けによって、ある一定の方向に向けられた(受信)アナログビーム#1〜#Nbeamを形成することが可能となる。
このような重み付けを行うため、アナログBF部102は、例えば、アンテナ101−1〜101−NANT毎に、位相制御回路を備えてもよい。位相制御回路では、例えば、スケジューリング部105から出力された重み付け値に従って、RF部111−1〜111−NRFから出力された各無線信号や、アンテナ101−1〜101−NANTから受け取った各無線信号に対して位相を制御する。
なお、アナログビーム#1〜#Nbeamは、例えば、1又は複数の無線信号の束である。アナログBF部102により、複数のアンテナ101−1〜101−NANTからは位相が異なる無線信号が送信される。基地局100は、位相が異なる無線信号を複数のアンテナ101−1〜101−NANTから送信することで、ある方向に位相制御された1又は複数のアナログビーム#1〜#Nbeamを形成することが可能となる。
以下では、無線信号の送信によってアナログビーム#1〜#Nbeamを形成することと、アナログビーム#1〜#Nbeamを利用して無線信号を送信することとを、区別しないで用いる場合がある。
また、アナログビーム#1〜#Nbeamは、例えば、周波数変換後の無線信号に対して重み付けられた無線信号により形成されるビームである。
RF部103−1〜103−NRFは、アナログBF部102から受け取った無線信号に対して、周波数変換処理などを行い、ベースバンド帯域のベースバンド信号へ変換(又はダウンコンバート)する。RF部103−1〜103−NRFは、変換後のベースバンド信号をチャネル推定部104へ出力する。
チャネル推定部104は、例えば、ベースバンド信号のうち上り参照信号に基づいてチャネル推定値を算出し、算出したチャネル推定値を利用して、他のベースバンド信号にチャネル補償による受信処理を行う。チャネル推定部104は、受信処理などにより、端末200から送信されたフィードバック信号をベースバンド信号から抽出することができる。チャネル推定部104は、抽出したフィードバック信号をスケジューリング部105へ出力する。
なお、チャネル推定部104は、受信処理などにより、端末200から送信されたユーザデータなどを抽出してもよく、その場合、抽出したユーザデータなどをIF部106へ出力してもよい。
スケジューリング部105は、フィードバック信号からフィードバック情報と候補ビーム情報とを抽出する。そして、スケジューリング部105は、例えば、第1のビームに対する第2のビームの相関値と、第1又は第2のビームに対する端末200のフィードバック情報とに基づいて、第2のビームを最適とする端末200を第1のビームで通信を行う端末として選択するか否かを決定する。すなわち、スケジューリング部105は、第2のビームを最適なビームとする端末について、相関値とフィードバック情報に基づいて、第1のビームで通信を行う端末として選択するか否かを決定する。詳細は、動作例で説明する。スケジューリング部105は、スケジューリングした結果を示す信号を、ユーザデータ生成部107、デジタルプリコーディング部108、チャネル多重部110、及びアナログBF部102へ出力する。
具体的には、スケジューリング部105は、例えば、スケジューリングにより割り当てた端末200(又はユーザ)に関する情報を、ユーザデータ生成部107へ出力する。また、スケジューリング部105は、例えば、フィードバック情報のうち、CSI(Channel State Information)に含まれるPMI(Precoding Matrix Indicator)を、デジタルプリコーディング部108へ出力する。さらに、スケジューリング部105は、スケジューリング結果を、チャネル多重部110へ出力する。さらに、スケジューリング部105は、例えば、アナログビームに関する重み付け値を、アナログBF部102へ出力する。
IF部106は、例えば、他の基地局やノード装置から送信されたパケットデータを受信し、受信したパケットデータから、端末200宛のユーザデータなどを抽出し、抽出したユーザデータをユーザデータ生成部107へ出力する。また、IF部106は、例えば、チャネル推定部104からユーザデータなどを受け取り、受け取ったユーザデータなどに対して、パケットデータを生成し、他の基地局や他のノード装置へ送信する。
ユーザデータ生成部107は、例えば、IF部106から出力されたユーザデータのうち、スケジューリング部105から出力されたユーザに関する情報に従って、そのユーザに対応するユーザデータを、デジタルプリコーディング部108へ出力する。ユーザデータ生成部107は、1又は複数のユーザデータを、デジタルプリコーディング部108へ出力する。
デジタルプリコーディング部108は、例えば、スケジューリング部105から出力されたPMIに従って、ユーザデータに対して重み付けを行う。このように、ベースバンド帯域におけるユーザデータ(又はデータストリーム)に対して重み付け処理を行うことを、例えば、デジタルプリコーディング(処理)と称する場合がある。デジタルプリコーディング部108は、重み付けしたユーザデータを、チャネル多重部110へ出力する。
参照信号生成部109は、参照信号を生成し、生成した参照信号をチャネル多重部110へ出力する。参照信号としては、例えば、CSI−RS(Channel State Information-Reference Signal)やDMRSなどがある。
チャネル多重部110は、例えば、スケジューリング部105から出力されたスケジューリング結果に従って、デジタルプリコーディング部108から出力されたユーザデータと、参照信号生成部109から出力された参照信号とを、各チャネルに多重化する。チャネル多重部110は、多重化した多重化信号を、RF部111−1〜111−NRFへ出力する。
RF部111−1〜111−NRFは、例えば、周波数変換処理などにより、ベースバンド帯域の多重化信号を、無線帯域の無線信号へ変換(又はアップコンバート)する。RF部111−1〜111−NRFは、変換後の無線信号をアナログBF部102へ出力する。
<端末装置の構成例>
図3は端末200の構成例を表す図である。
端末200は、アンテナ201、RF部202,205、チャネル推定部203、及びフィードバック信号生成部204を備える。
アンテナ201は、基地局100から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号をRF部202へ出力する。また、アンテナ201は、RF部205から出力された無線信号を、基地局100へ送信する。
RF部202は、アンテナ201から受け取った無線信号に対して、例えば、周波数変換し処理などを施し、ベースバンド帯域のベースバンド信号へ変換(又はダウンコンバート)する。RF部202は、変換後のベースバンド信号をチャネル推定部203へ出力する。
チャネル推定部203は、ベースバンド信号のうち参照信号に基づいてチャネル推定値を算出し、算出したチャネル推定値を用いて、基地局100と端末200との間の通信品質を測定する。通信品質は、例えば、CQI(Channel Quality Indicator)として表されてよく、参照信号に対する受信電力値や、SNR(Signal Noise Ratio)やSINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)でもよい。以下では、通信品質として、CQIを例にして説明する。
また、チャネル推定部203は、例えば、測定した通信品質に基づいて、所望のプリコーディング行列を示すPMIや、所望のストリーム数を示すRI(Rank Indicator)を算出する。チャネル推定部203は、例えば、CQIとPMI、及びRIを含むCSI(Channel State Information)を、フィードバック情報として、フィードバック信号生成部204へ出力する。
さらに、チャネル推定部203は、基地局100で形成される複数のビームの中から最適なビームを示す候補ビーム情報を算出する。チャネル推定部203は、例えば、基地局100で形成されたビーム毎に、そのビームを利用して送信された参照信号に基づいてその通信品質を測定し、測定した通信品質に基づいて、最適なビームを選択してもよい。参照信号が送信される送信周波数の範囲としては、例えば、基地局100におけるスケジューリング可能な範囲とすることができる。例えば、図9(B)はスケジューリング結果の例を示すが、参照信号は、端末200−1〜端末200−8が割り当てられる周波数範囲内にあればよい。チャネル推定部203が選択した最適なビームのことを、例えば、候補ビームと称する場合がある。例えば、図1の例では、端末200−1の候補ビームはアナログビーム#1となり、端末200−2の候補ビームはアナログビーム#2となる。図2に戻り、チャネル推定部203は、選択(又は算出)した候補ビーム情報をフィードバック信号生成部204へ出力する。
フィードバック信号生成部204は、フィードバック情報と候補ビーム情報とを含むフィードバック信号を生成し、生成したフィードバック信号をRF部205へ出力する。
RF部205は、フィードバック信号に対して、例えば、周波数変換処理などを施して、ベースバンド帯域のフィードバック信号を、無線帯域の無線信号へ変換(アップコンバート)する。RF部205は、変換後の無線信号をアンテナ201へ出力する。なお、RF部205は、例えば、フィードバック信号に対応する無線信号を、予め決められたPUCCH(Physical Uplink Control Channel)やPUSCH(Physical Uplink Shared Channel)を利用して送信する。
<基地局と端末のハードウェア構成例>
図4(A)は、基地局100のハードウェア構成例を表す図である。
基地局100は、更に、プロセッサ120、無線処理回路121、LSI122、NIF(Network Interface)回路123、記憶装置124を備える。
プロセッサ120は、例えば、記憶装置124に記憶されたプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することで、スケジューリング部105、ユーザデータ生成部107、及びデジタルプリコーディング部108の機能を実現することができる。プロセッサ120は、例えば、スケジューリング部105、ユーザデータ生成部107、及びデジタルプリコーディング部108に対応する。
また、LSI122は、例えば、プロセッサ120からの指示に従って、チャネル推定部104、参照信号生成部109、及びチャネル多重部110の機能を実現できる。LSI122は、例えば、チャネル推定部104、参照信号生成部109、及びチャネル多重部110に対応する。
さらに、無線処理回路121は、例えば、アナログBF部102、RF部103−1〜103−NRF、及びRF部111−1〜111−NRFに対応する。さらに、NIF回路123は、例えば、IF部106に対応する。
図4(B)は、端末200のハードウェア構成例を表す図である。
端末200は、更に、プロセッサ220、無線処理回路221、LSI222、記憶装置224を備える。
プロセッサ220は、例えば、記憶装置224に記憶されたプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することで、フィードバック信号生成部204の機能を実現する。プロセッサ220は、例えば、フィードバック信号生成部204に対応する。
また、LSI222は、例えば、プロセッサ220からの指示に従って、チャネル推定部203の機能を実現する。LSI222は、例えば、チャネル推定部203に対応する。
さらに、無線処理回路221は、例えば、RF部202,205に対応する。
なお、プロセッサ120,220は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Processing Unit)、又はFPGA(Field Programmable Gate Array)などの制御部やコントローラなどであってもよい。
また、記憶装置124,224は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、或いはこれらの組み合わせ、であってもよい。
<動作例>
図5は、基地局100における動作例を表すフローチャートである。また、図7は、アナログビーム#1〜#5(Nbeam=5)と端末200−1〜200−9(NUE=9)との関係例を表す図である。図7を利用して、図5を説明する。
ただし、基地局100は、図5に示す動作を行う前に、各端末200−1〜200−9から候補ビーム情報とフィードバック情報とを取得しているものとする。図7の例では、端末200−1,200−2の候補ビームはアナログビーム#2、端末200−3〜200−5の候補ビームはアナログビーム#1となる。また、端末200−6,200−7の候補ビームは、アナログビーム#3、端末200−8,200−9の候補ビームはアナログビーム#4となる。
また、基地局100は、ノード装置から端末200−1〜200−9宛のデータを受信しているものとする。
図5に戻り、基地局100は、処理を開始すると(S10)、周波数多重可能な端末数(以下、「周波数多重端末数」と称する場合がある。)gを、g=1に設定する(S11)。周波数多重端末数gは、例えば、1回のスケジューリングにより、1つのアナログビームに割り当て可能な端末数を示す。また、Gは、例えば、周波数多重端末数gの最大値を示す。以降の処理では、スケジューリング部105は、例えば、NUE台の端末200から、最大G台の端末200を選択する。
図9(B)は、本動作例で最終的にアナログビーム#2に対するスケジューリング結果を表す図である。図9(B)では、周波数多重端末数gの最大値G=4の例を表している。基地局100は、周波数多重端末数gを「1」から開始し、周波数多重端末数gを順次インクリメントしながら、各端末200−1〜200−9に対してスケジューリングを行うことになる。本処理(S10)においては、例えば、スケジューリング部105は、周波数多重端末数g=1に設定する。
なお、基地局100は、最大値Gを本処理(S11)で計算してもよい。例えば、スケジューリング部105は、各アナログビーム#1〜#4に対して、1回のスケジューリングで割り当て可能な無線リソース量と、各端末200−1〜200−9宛のデータ量とに基づいて、最大値Gを計算してもよい。
図5に戻り、次に、基地局100は、未割り当て端末200に着目する(S12)。例えば、図7の例では、スケジューリング部105は、端末200−1に着目する。以下では、S12で着目した端末を、着目端末200と称する場合がある。着目端末200は、例えば、後述するS18の処理で選択された端末以外の端末のことである。
図5に戻り、次に、基地局100は、スケジューリング対象スロットが、SSB(Synchronization Signal Block:同期信号ブロック)や、CSI−RSなどを含まないでDMRSとデータとを含むスロットか否かを判定する(S13)。
スロットとしては、例えば、SSBやCSI−RSを含むスロットと、SSB、CSI−RSを含まないで、DMRSとデータとを含むスロットとがある。前者をパターン(1)、後者をパターン(2)と称する場合がある。また、前者を「SSBを含むスロット」、後者を「SSBを含まないスロット」、とそれぞれ称する場合がある。
例えば、スケジューリング部105は、スケジューリング対象スロットがパターン(1)のときは、S13で「No」と判定し、パターン(2)のときは、S13で「Yes」と判定する。
基地局100は、スケジューリング対象スロットが、パターン(2)のとき(S13でYes)、周波数多重端末数g=1か否かを判定する(S14)。
基地局100は、周波数多重端末数g=1のとき(S14でYes)、選択メトリック値を計算する(S16)。
選択メトリックとは、例えば、複数の端末200からスケジューリング対象となる端末を選択する規範を表す。選択メトリックの例としては、例えば、プロポーショナルフェア(PF:Proportional Fair)規範(以下、「PF規範」と称する場合がある。)がある。例えば、スケジューリング部105は、各端末200−1〜200−9からフィードバックされたフィードバック情報(例えばCQI)に基づいて、選択メトリック値を計算してもよい。具体的には、スケジューリング部105は、例えば、受信したCQIから瞬間受信電力を算出し、瞬間受信電力と平均受信電力との比を、選択メトリック値として計算してもよい。
選択メトリックとしては、他にも、ラウンドロビン規範がある。ラウンドロビン規範は、例えば、「1」から順番に端末200に無線リソースを割り当てる規範である。この場合、スケジューリング部105は、本処理(S16)において、端末200−1〜200−9を順番に選択する。
例えば、スケジューリング部105は、PF規範などを用いて、着目端末200−1の選択メトリック値を計算する。
次に、基地局100は、S12からS16の処理を完了していない端末があるか否かを判定する(S17)。S12からS16までの処理を、以下では、「第1の処理」と称する場合がある。基地局100は、g=1のとき、スケジューリング対象となる全ての端末200−1〜200−9に対して、S12からS16の処理が完了している場合、第1の処理を完了している(S17でNo)と判定し、そうでない場合は、第1の処理を完了していない(S17でYes)と判定する。
図7の例では、例えば、スケジューリング部105は、着目端末200−1について選択メトリック値を計算し、それ以外の端末200−2〜200−9について、第1の処理を行っていないため、S17でYesと判定する。この場合、基地局100は、端末200−2〜200−9のうち、いずれかの端末200を着目端末として選択する(S12)。ここでは、例えば、基地局100は、端末200−2を着目端末として選択する。以降、基地局100は、例えば、以下の処理を行う。
すなわち、基地局100は、スケジューリング対象スロットは、パターン(2)で、端末200−1を着目端末とした場合と変更なく(S13でYes)、g=1も変更なく(S14でYes)、端末200−2の選択メトリック値を計算する(S16)。基地局100は、再び、第1の処理の完了の有無を確認し、端末200−3〜200−9が第1の処理を完了してない端末として存在するため(S17でYes)、基地局100は、例えば、端末200−3に着目し、選択メトリック値を計算する(S13でYes,S14でYes,S16)。以降、基地局100は、端末200−4〜200−9までの選択メトリック値を計算する(S13でYes,S14でYes,S16)。
基地局100は、第1の処理を完了していない端末がないと判定したとき(S17でNo)、選択メトリック値に基づいて、端末200を選択する(S18)。例えば、スケジューリング部105は、g=1において、全端末200−1〜200−9について、第1の処理を完了したときは、第1の処理を完了していない端末がないと判定し、選択メトリック値に基づいて、端末200を選択する。図7の例では、スケジューリング部105は、端末200−1を選択する。
この選択により、スケジューリング部105は、端末200−1に対して、アナログビーム#1に対する無線リソースを割り当てることになる。従って、図9(B)に示すように、g=1の端末200として、端末200−1に対して、アナログビーム#2に対する無線リソースが割り当てられる。
図5に戻り、次に、基地局100は、スケジューリング対象の端末200が存在するか否かを判定する(S19)。例えば、スケジューリング部105は、S18で選択した端末200に無線リソースを割り当てたとき、残りの無線リソース量が存在するか否かにより判定してもよい。
基地局100は、スケジューリング対象の端末200が存在するとき(S19でYes)、周波数多重端末数gをインクリメントし、インクリメントした周波数多重端末数gが最大値Gを超えるか否かを判定する(S20)。例えば、スケジューリング部105は、インクリメントした周波数多重端末数gと、S11で計算した最大値Gとを比較して、前者が後者を超えるか否かにより計算する。図7の例では、スケジューリング部105は、g=2とし、最大値G=4を超えないため、S20で「No」と判定して、S12へ移行する。
以降では、g=2の例で、図5を説明する。
S12において、例えば、スケジューリング部105は、未割り当て端末として、端末200−2に着目し(S12)、スケジューリング対象スロットはパターン(2)か否かを判定する(S13)。g=2以降の場合は、スケジューリング対象スロットがパターン(1)(S13でNo)でもパターン(2)(S14でNoと判定される)でも、いずれも、S15へ移行し、スケジューリング部105は、着目端末200−2がスケジューリング対象端末か否かの判定を行う。
ただし、スケジューリング対象スロットがパターン(1)のときは(S13でNo)、このスロットを用いて形成されるアナログビームをアナログビーム#aとする。また、スケジューリング対象スロットがパターン(2)のときは(S13でYes)、g=1で選択されたアナログビームをアナログビーム#bとする。基地局100は、アナログビーム#a又は#bを用いて、判定処理(S15)を行う。
なお、判定処理(S15)では、スケジューリング対象スロットがパターン(2)のときで(S13でYes)、g=1で選択されたアナログビーム#bを例にして説明する。アナログビーム#aの場合における判定処理は、アナログビーム#bの例を説明した後で説明する。
図7の例では、g=1の例として、基地局100は、端末200−1を、スケジューリング対象の端末200として選択した(S18)。図7の例において、端末200−1の候補ビームは、アナログビーム#2である。従って、基地局100は、アナログビーム#2を、アナログビーム#bとして、判定処理を行う。判定処理では、例えば、基地局100は、未割り当て端末200−2〜200−9の各々を、アナログビーム#b(ここではアナログビーム#2)を用いて通信を行う対象として選択してもよいか否かを判定することになる。
図6は、判定処理(S15)の例を表すフローチャートである。
基地局100は、判定処理において、相関値ρA,m,nを計算する(S151)。ここで、基地局100は、アナログビーム#mとアナログビーム#nを決定し、この2つのアナログビーム#m,#nに対して相関値ρA,m,nを計算する。
アナログビーム#mは、例えば、スケジューリング対象スロットで使用するアナログビームであり、上述したアナログビーム#a又は#bが対応する。例えば、図7の例では、g=1で選択した端末200−1の候補ビームがアナログビーム#2となるため、アナログビーム#2が、アナログビーム#mとなる。
他方、アナログビーム#nは、例えば、未割り当ての端末200(又は着目端末200)の候補ビームに対応するアナログビームである。例えば、図7の例では、着目端末200−2〜200−9の候補ビームであるアナログビーム#1,#2,#3,#4がアナログビーム#nとなり得る。
図7の例で、着目端末200−2の場合、アナログビーム#m=アナログビーム#2となり、着目端末200−2の候補ビームはアナログビーム#2のため、着目端末200−2の場合は、アナログビーム#n=アナログビーム#2となる。
そして、基地局100は、例えば、以下の式を用いて、アナログビーム#mに対するアナログビーム#nの相関値ρA,m,nを計算する。
Figure 2019118039
式(1)において、wは、アンテナ101−1〜101−NANTでアナログビーム#mを形成する際に、スケジューリング部105がアナログBF部102へ出力する、無線信号に適用する重みベクトルである。また、wは、アンテナ101−1〜101−NANTでアナログビーム#nを形成する際に、スケジューリング部105がアナログBF部102へ出力する、無線信号に適用する重みベクトルである。
式(1)の右辺の分子の第2項は、重みベクトルwのエルミート転置行列を表し、重みベクトルwそのものとして表すことができる。従って、式(1)の右辺は、内積の計算を行うことで、|cosθ|となる。ここで、θは、例えば、2つの重みベクトルw,wによりなす角度を表している。なお、2つの重みベクトルw,wを、複素ベクトルを用いて表現してもよい。
従って、相関値ρA,m,nは、例えば、アナログビーム#mと、着目端末200の候補ビームであるアナログビーム#nとが、どれだけ近い(又は離れた)角度となっているかの指標を表している、とも言える。
スケジューリング部105では、スケジューリング対象スロットがパターン(2)のときは(図5のS13でYes)、g=1で選択されたアナログビームをアナログビーム#b=アナログビーム#m(又はm=b)としている。図7の例では、アナログビーム#mは、アナログビーム#2である。そのため、スケジューリング部105では、アナログビーム#2と、着目端末200−2の候補ビームであるアナログビーム#2(=アナログビーム#n)との相関値ρA,m,nを計算する。
他方、スケジューリング部105では、スケジューリング対象スロットがパターン(1)のときは(図5のS13でNo)、パターン(1)により形成されたアナログビームをアナログビーム#aとし、m=aとして相関値ρA,m,nを計算する。この場合の詳細は後述する。
スケジューリング部105は、例えば、内部メモリなどに式(1)を保持し、アナログビーム#mに対応する重みベクトルwと、アナログビーム#nに対応する重みベクトルwとを内部メモリから読み出して、式(1)に代入することで、相関値ρA,m,nを得る。或いは、スケジューリング部105は、例えば、任意の重みベクトルw,wの組み合わせに対応する相関値ρA,m,nを予め内部メモリに保持しておき、本処理の際に、任意の重みベクトルの組み合わせ(m,n)に対応する相関値ρA,m,nを内部メモリから読み出してもよい。
図6に戻り、次に、基地局100は、閾値ΓA,uを計算する(S152)。例えば、基地局100は、以下の式(2)を用いて閾値ΓA,uを計算する。
Figure 2019118039
式(2)において、wNUE,mは、例えば、アナログビーム#mに対応する端末数NUE,mで決定される係数を表す。アナログビーム#mに対応する端末数NUE,mは、例えば、アナログビーム#mを利用する端末200の数を表す。
例えば、図7の例で、端末200−1をアナログビーム#2(=アナログビーム#m)に対してスケジューリングを行い、端末200−2を着目端末としているため、アナログビーム#mに対応する端末数NUE,m=2となる。
図8(A)は、係数wNUE,mの例を表している。係数wNUE,mは、例えば、端末数NUE,mが少ないほど(又は「0」に近いほど)、小さくなり(又は「0」に近く)、端末NUE,mが多いほど(又は最大値Gに近いほど)、大きくなる数値となるように設定される。或いは、スケジューリング部105は、係数wNUE,m(又は閾値ΓA,u)を、例えば、端末数NUE,mが「0」に近いほど、「0」(又は「0.1」)に近く、端末数NUE,mが最大値Gに近いほど、「1」に近い値に設定する。
また、式(2)において、wCQIuは、例えば、着目端末200−uにおいて、受信品質を表すインデックスCQIで決定される係数を表す。図7の例では、着目端末200−2のCQIは、アナログビーム#2(=候補ビーム=アナログビーム#m)に対するCQIとなる。また、端末200−3が着目端末となった場合、アナログビーム#1(候補ビーム)のCQIでもよいし、アナログビーム#2(アナログビーム#m)のCQIでもよい。
図8(B)は、係数wCQIuの例を表している。係数wCQIuは、例えば、CQIが小さいほど、大きくなり、CQIが大きいほど、小さくなる数値となるように設定している。或いは、スケジューリング部105は、係数wCQIu(又は閾値ΓA,u)を、CQIが「0」に近いほど、「1」に近く、端末200が要求した要求CQI(CQIreq)にCQIが近いほど、「0」(又は「0.1」)に近い値に設定する。
図8(A)と図8(B)にそれぞれ示す係数wNUE,m,wCQIuは、一例であって、上記のような大小関係であれば、それ以外の数値をとってもよい。
さらに、式(2)において、pとqは、例えば、それぞれ係数wNUE,mと係数wCQIuとに対する重み係数であり、ユーザによって任意の値に設定することが可能である。例えば、基地局100は、p,qのいずか一方を「0」にして、閾値ΓA,uとして、いずれかの係数wNUE,m,wCQIuを用いるようにしてもよい。
例えば、スケジューリング部105は、内部メモリに記憶された式(2)を読み出し、フィードバック情報から抽出したCQIと、アナログビーム#mに対して割り当てた端末数NUE,mとを、式(2)に代入することで、閾値ΓA,uを計算する。
このように、基地局100は、閾値ΓA,uを、端末200ごとに制御(又は変更)することが可能である。
図6に戻り、次に、基地局100は、相関値ρA,m,nが閾値ΓA,u以上か否かを判定する(S153)。そして、基地局100は、相関値ρA,m,nが閾値ΓA,u以上のとき(S153でYes)は、着目端末200−uをスケジューリング対象とする。一方、基地局100は、相関値ρA,m,nが閾値ΓA,uよりも小さいとき(S153でNo)、着目端末200−uをスケジューリング対象としない。
例えば、図7の例において、スケジューリング部105は、アナログビーム#2(m=2)とアナログビーム#2(n=2)との相関値ρA,m,nが、閾値ΓA,U以上のとき(S153でYes)、着目端末200−2をスケジューリング対象の端末とする。一方、スケジューリング部105は、相関値ρA,2,1が、閾値ΓA,3より小さいとき(S153でNo)、着目端末200−2を、アナログビーム#1のスケジューリング対象の端末とはしないようにする。
図9(A)は、相関値ρA,m,nと、閾値ΓA,uとの関係例を表す図である。
閾値ΓA,uは、式(2)で示すように、係数wNUE,mとwCQIuとを含む。従って、閾値ΓA,uは、アナログビーム#mに対応する端末数NUE,mが少なければ少ないほど、また、アナログビーム#mに対するCQIが大きければ大きいほど、アナログビーム#mとのなす角度θ1が大きくなるように推移する。
一方、閾値ΓA,uは、アナログビーム#mに対応する端末数NUE,mが多ければ多いほど、また、アナログビーム#mに対するインデックスCQIが小さければ小さいほど、アナログビーム#mとのなす角度θ1が小さくなるように推移する。
すなわち、閾値ΓA,uは、例えば、アナログビーム#mに対応する端末数NUE,mが適切であり、アナログビーム#mを利用しても通信品質も一定以上となる端末がスケジューリングされるように調整される。
そして、基地局100は、相関値ρA,m,nがそのように調整された閾値ΓA,u以上となるとき(S153でYes)、着目端末200−uを、アンテナビーム#mのスケジューリング対象の端末として選択する。
すなわち、図9(A)に示すように、アナログビーム#mを基準に、閾値ΓA,uとのなす角度θ1の範囲内に、アナログビーム#mとアナログビーム#nとのなす角度θがあるようにアナログビーム#nが存在する場合がある。基地局100は、このような場合、そのようなアナログビーム#nを候補ビームとする着目端末200−uを、スケジューリング対象の端末200として選択する。
この場合、アナログビーム#nは、アナログビーム#mに対して、閾値ΓA,u以上、狭い範囲に存在する。そのため、アナログビーム#nを候補ビームとする端末200は、アナログビーム#mを利用してデータが送信されても、端末数や通信品質が十分保証されたアナログビームとなる。
一方、基地局100は、相関値ρA,m,nがそのように調整された閾値ΓA,uよりも小さいとき(S153でNo)、着目端末200−uを、アンテナビーム#mのスケジューリング対象の端末として選択しない。
すなわち、図9(A)に示すように、アナログビーム#mを基準に、閾値ΓA,uとのなす角度θ1の範囲を超えて、アナログビーム#mとアナログビーム#nとのなす角度θが存在する場合がある。
この場合、アナログビーム#nは、アナログビーム#mに対して、閾値ΓA,uよりも離れた角度に存在する。そのため、アナログビーム#nを候補ビームとする端末200は、アナログビーム#mを利用してデータが送信されても、端末数や通信品質が保証されていないアナログビームとなる。この場合は、基地局100は、アナログビーム#nを候補ビームとする着目端末200−uを、アナログビーム#mに対するスケジューリング対象とはしないようにしている。
例えば、スケジューリング部105は、S151で計算した相関値ρA,m,nが、S152で計算した閾値ΓA,u以上となっているか否かにより、着目端末200−uを、スケジューリング対象とするか否かを判定する(S153)。
図5に戻り、基地局100は、着目端末200をスケジューリング対象としたとき(S15でYes)、着目端末200の選択メトリックを計算する(S16)。例えば、スケジューリング部105は、スケジューリング対象となった着目端末200の選択メトリックを計算する。
一方、基地局100は、着目端末200をスケジューリング対象としなかったとき(S15でNo)、着目端末200の選択メトリックを計算することなく、S17へ移行する。
図7の例では、スケジューリング部105は、着目端末200−2をスケジューリング対象の端末と判定し(S15でYes)、着目端末200−2の選択メトリックを計算する(S16)。
スケジューリング部105は、g=2の場合において、端末200−3〜200−9について、第1の処理を行っていないため(S17でYes)、例えば、端末200−3を着目端末としてS13〜S16の処理を行う。基地局100では、例えば、以下の処理を行う。
すなわち、スケジューリング部105は、例えば、端末200−3を着目端末として、スケジューリング対象端末か否かを判定する(S15)。この場合、スケジューリング部105は、m=2、n=1、u=3として、相関値ρA,2,1と、閾値ΓA,3とを計算し、両者を比較して判定する(S153)。この場合、スケジューリング部105は、例えば、相関値ρA,2,1の方が大きい(図6のS153でYes)と判定する。そして、スケジューリング部105は、端末200−3の選択メトリックを計算する。スケジューリング部105は、このような処理を繰り返し、着目端末200に対して判定処理(S15)を行う。そして、スケジューリング部105は、端末200−2〜200−9までS13からS16までの処理を行うと、S17でNoと判定し、計算した選択メトリック値から端末200を選択する(S18)。この場合、スケジューリング部105は、ここでは、端末200−4をスケジューリングする端末として選択する(S18)。図19(B)に示すように、g=2では、端末200−4に対して無線リソースが割り当てられている。
以降、基地局100は、G=4となるまで、S12からS20を繰り返す。そして、基地局100は、周波数多重端末数gが最大値Gを超えたとき(S20でYes)、スケジューリングを終了する(S21)。また、基地局100は、周波数多重端末数gが最大値Gを超えない場合でも、1回で割り当て可能な無線リソース量を超えた場合(S19でNo)、スケジューリングを終了する(S21)。
図9(B)は、スケジューリングによる割り当て例を表す図である。アンテナビーム#mに対して、4つの端末200−1,200−4,200−6,200−8が割り当てられている。この場合、例えば、基地局100では、以下の処理を行う。
すなわち、スケジューリング部105は、端末200−1,200−4,200−6,200−8宛のユーザデータを出力するようにユーザデータ生成部107に指示する。また、スケジューリング部105は、割り当て結果を示す重み付け値を、アナログBF部102へ出力する。アナログBF部102は、各端末200−1,200−4,200−6,200−8宛のデータを含む無線信号に対して、重み付け値に従って、重み付けを行い、アンテナ101−1〜101−NANTへ出力する。アンテナ101−1〜101−NANTからは、重み付けられた無線信号が送信されることで、アナログビーム#2が形成され、各端末200−1,200−4,200−6,200−8へ、データを含む無線信号が送信される。
ここで、基地局100がg=1に設定した後(S12)、スケジューリング対象スロットがパターン(1)のとき(S13でNo)について説明する。
図7の例では、SSBを含むスロットで形成されたアナログビームは、アナログビーム#1〜#5のうち、いずれかのアナログビーム#1〜#5となり得る。このようなアナログビームは、スケジューリング部105により予め決められたものである。ここでは、例えば、アナログビーム#1を、SSBを含むスロットで形成されたアナログビームとする。この場合、スケジューリング部105は、アナログビーム#1を、アナログビーム#aとし、このアナログビーム#aをアナログビーム#mとして、判定処理(S15)を行うことになる。例えば、端末200−1を着目端末としたとき(S12)、スケジューリング部105は、アナログビーム#1(=アナログビーム#a=アナログビーム#m)と、端末200−1の候補ビームであるアナログビーム#2(=アナログビーム#n)とで相関値ρA,m,nを計算し(S151)、また、閾値ΓA,uも計算し(S152)、その大小からスケジューリング対象か否かを判別する(S153)。また、端末200−3を着目端末としたとき(S12)、スケジューリング部105は、アナログビーム#1(=アナログビーム#a=アナログビーム#m)と、端末20−3の候補ビームであるアナログビーム#1(=アナログビーム#n)とで相関値ρA,m,nなどの計算を行う(S151,S152)。そして、スケジューリング部105は、端末200−3がスケジューリング対象か否かを判定する(S153)。以降、スケジューリング部105は、他の未割り当て端末200−4〜200−9についても判定処理を行い、選択メトリック値に基づいて端末200を選択することになる。
スケジューリング対象スロットがパターン(1)となるかパターン(2)となるかに応じて、判定処理の対象となるアナログビーム#mを、アナログビーム#aかアナログビーム#bとして、スケジューリング部105は、判定処理(S15)などを行うことになる。
以上、説明したように、本第1の実施の形態では、基地局100は、アナログビーム#2に対して、端末200−1だけではなく、端末200−4,200−6,200−8を割り当てることが可能である。
そのため、例えば、基地局100が、アナログビーム#2に対して、端末200−1,200−2だけを割り当てた場合と比較して、図9(B)に示すように、アナログビーム#2の送信に利用される全周波数帯域に対して、端末200の割り当てが可能となる。
従って、本第1の実施の形態では、アナログビームに対する無線リソースが有効活用されるため、スループットの向上を図ることができる。
また、本第1の実施の形態では、スロット単位で無線リソースの割り当てを行っている。一方、ミニスロット技術では、シンボル単位で無線リソースの割り当てを行っており、シンボル単位でDMRSが送信される。従って、本第1の実施の形態では、ミニスロットの場合と比較して、スロット単位で見るとDMRSの送信機会が少なくなるため、スループットの向上を図ることができる。
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態は、空間多重によりスケジューリングが行われる例である。
図10(A)から図10(C)は空間多重の例を表す図である。MIMOでは、例えば、デジタルプリコーディングにより、1つストリームを1つのアンテナに割り当てて、複数のアンテナで同時に複数の端末200と通信を行うことが可能である。空間多重可能な端末数(以下、「空間多重端末数」と称する場合がある。)をkとすると、k=1のときは、基地局100は、少なくとも1つのアンテナ101を用いて1つのデジタルビーム#1を形成し、1つの端末200−1と通信を行う。また、k=2のときは、基地局100は、2つのアンテナ101−1,101−2で2つのデジタルビーム#1,#2を同時に形成し、2つの端末200−1,200−2と同時に通信が可能である。そして、基地局100は、空間多重端末数kの最大値Kまで空間多重可能であるとき、K個のアンテナ101−1〜101−Kを利用してK個のデジタルビーム#1〜#Kを同時に形成し、K台の端末200−1〜200−Kと同時に無線通信が可能となる。空間多重端末数は、例えば、デジタルビーム#1と同時に形成されるデジタルビームにより通信を行う端末数、と考えることも可能である。
なお、これらのデジタルビーム#1〜#Kは、デジタルプリコーディングによりアンテナ101に形成されるビームとなっている。
図11は、本第2の実施の形態の動作例を表すフローチャートである。本動作例では、S31からS40までの処理により、基地局100は、空間多重可能な端末として複数台(最大K台)の端末200を選択する。他方、基地局100は、第1の実施の形態(S10からS21)により、周波数多重可能な端末数として複数台(最大G台)の端末200を選択する(S45)。そして、基地局100は、空間多重可能な端末として選択した端末200の合計スループットと、周波数多重可能な端末として選択した端末200の合計スループットとを計算し、スループット値が高い(又は大きい)方の選択結果を採用する(S41)。
なお、本動作例においても、基地局100は、各端末200から、候補ビーム情報とフィードバック情報とを取得し、各端末200宛のユーザデータもノード装置から受信しているものとする。
基地局100は、処理を開始すると(S30)、空間多重端末数kをk=1に設定する(S31)。例えば、スケジューリング部105は、空間多重端末数kをk=1に設定する。この場合、スケジューリング部105は、例えば、アンテナ101−1〜101−NANTの数NANTと、端末200の台数とに基づいて、空間多重端末数kの最大値Kを計算する。例えば、スケジューリング部105は、フィードバック情報の取得数を、最大値Kとしてもよい。
次に、基地局100は、未割り当て端末に着目し(S32)、スケジューリング対象スロットがSSBなどを含まないスロット(又はパターン(2)のスロット)か否かを判定する(S33)。第2の実施の形態も、第1の実施の形態と同様に、基地局100は、スケジューリング対象スロットはパターン(2)かパターン(1)かを判定する。以下では、図13(A)から図13(C)の例で説明し、この場合、スケジューリング部105は、未割り当ての着目端末として、端末200−1、スケジューリング対象スロットはパターン(2)であるとして以下説明する。スケジューリング対象スロットがパターン(1)の場合は、パターン(2)の説明の後で説明する。
基地局100は、スケジューリング対象スロットが、SSBを含まないスロットのとき(S33でYes)、k=1か否かを判定し(S34)、k=1のときは(S34でYes)、選択メトリックを計算する(S36)。
図13(A)から図13(C)は、k=1の場合のデジタルビームの例を表す図である。図13(A)から図13(C)に示すように、基地局100は、各端末200−1〜200−Kに対して、デジタルビーム#1〜デジタルビーム#Kをそれぞれ形成可能である。例えば、デジタルビーム#1は、端末200−1が基地局100へフィードバックしたPMIと対応するデジタルビームであり、デジタルビーム#2は、端末200−2がフィードバックしたPMIと対応するデジタルビームである。
図13(A)から図13(C)の例では、スケジューリング部105は、k=1の場合、着目端末200−1の選択メトリック値を計算する。選択メトリックは、第1の実施の形態と同様に、例えば、PF規範でもよいし、ラウンドロビン規範でもよい。
次に、基地局100は、S33からS36の処理を完了していない端末があるか否かを判定する(S37)。S33からS36の処理を、以下では、「第2の処理」と称する場合がある。基地局100は、k=1のとき、スケジューリング対象となっている全ての端末200に対してS32からS36の処理が完了している場合、第2の処理を完了していると判定し(S37でNo)、そうでない場合は、第2の処理を完了していないと判定する(S37でYes)。
図13(A)から図13(C)の例では、スケジューリング部105は、端末200−2〜200−Kに対してS32からS36の処理が完了していないため、S37でYesと判定する。この場合、基地局100は、他の端末200−2〜200−Kの各々を、着目端末として、S33からS36の処理を行う。例えば、端末200−2を着目端末とすると、スケジューリング部105は、対象スロットはパターン(2)で変更なく(S33でYes)、k=1も変更ないため(S34でYes)、端末200−2の選択メトリック値を計算する(S36)。以降、スケジューリング部105は、S37までの処理を繰り返すことで、端末200−1〜200−Kの選択メトリック値を計算することになる。
そして、基地局100は、S33からS36の処理を完了していない端末がなくなると(S37でNo)、選択メトリック値に基づいて端末200を選択する。例えば、スケジューリング部105は、端末200−1を選択する。
次に、基地局100は、スケジューリング対象端末が存在すれば(S39でYes)、空間多重端末数kをインクリメントし、インクリメントしたkが最大値Kよりも大きいか否かを判定する(S40)。基地局100は、kが最大値Kよりも大きくないとき(S40でNo)、S32へ移行して、上述の処理を繰り返す。
一方、基地局100は、スケジューリング対象端末が存在しなければ(S39でNo)、空間多重端末数kが最大値Kを超えない場合でも、S41へ移行する。
以下では、k=2の例で説明する。基地局100は、未割り当て端末200として(S32)、例えば、端末200−2に着目する(S32)。なお、k=2以降では、k=1とはならないため(S34でNo)、基地局100は、着目端末200に対して判定処理を行うことになる(S35)。
図12は、着目端末200がスケジューリング対象端末か否かを判定する判定処理(S35)の例を表すフローチャートである。
基地局100は、最初に、着目端末200について、第1の実施の形態での判定処理(S15)を行う、すなわち、アナログビームのスケジューリング対象か否かを判定する(S350)。例えば、基地局100では、以下の処理を行う。
すなわち、スケジューリング部105は、k=1で選択した端末200−1の候補ビームであるアナログビーム#1(=アナログビーム#b=アナログビーム#m)に対して、着目端末200−2に着目する。スケジューリング部105は、アナログビーム#mと着目端末200−2の候補ビームであるアナログビーム#2(=アナログビーム#n)とに対する相関値ρA,m,nと、閾値ΓA,uとを計算し(S151,S152)、相関値ρA,m,nが、閾値ΓA,u以上か否かを判定する(S153)。スケジューリング部105は、相関値ρA,m,nが、閾値ΓA,u以上のとき、着目端末200−2をスケジューリング対象端末として選択し(S350でYes)、選択した端末200−2に対してS351〜S353の処理を行う。一方、スケジューリング部105は、相関値ρA,m,nが、閾値ΓA,uより小さいときは、着目端末200−2をスケジューリング対象ではないと判定(S350でNo)し、S37へ移行する。
言い換えると、スケジューリング部150は、S350において、例えば、以下の処理を行う。すなわち、スケジューリング部105は、相関値ρA,m,nが閾値ΓA,u以上のときに選択した端末200の選択優先度を、選択優先度閾値以上の値とし、相関値ρA,m,nが閾値ΓA,uよりも低いときの端末200の選択優先度を、選択優先度閾値よりも低い値とする。そして、スケジューリング部105は、選択優先度が選択優先度閾値以上の端末200に対して、S351以降の判定処理を行う。
基地局100は、着目端末200−2をスケジューリング対象端末と判定したとき(S350でYes)、相関値ρD,m、nを計算する(S351)。例えば、スケジューリング部105は、以下の式を用いて相関値ρD,m、nを計算する。
Figure 2019118039
式(3)において、vは、例えば、デジタルプリコーディング部108で適用されるデジタルビーム#mの重みベクトルである。また、vは、デジタルプリコーディング部108で適用されるデジタルビーム#nの重みベクトルである。
本第2の実施の形態では、デジタルビーム#mは、例えば、g=1において、スケジューリング対象端末として選択された端末200がフィードバックしたPMIと対応するデジタルビームである。一方、デジタルビーム#nは、例えば、未割り当ての端末200(又は着目端末200)がフィードバックしたPMIと対応するデジタルビームである。
図14(A)は、k=2の場合で、デジタルビーム#1をデジタルビーム#mとしたときの、デジタルビーム#nの例を表す図である。図14(A)の例では、デジタルビーム#1は、スケジューリング対象端末として選択された端末200−1が、フィードバックしたPMIと対応するデジタルビームであり、デジタルビーム#mとなる。他方、未割り当ての端末200−2(着目端末200−2)がフィードバックしたPMIと対応するデジタルビーム#2は、デジタルビーム#nとなり得る。
以下では、端末200がフィードバックしたPMIと対応するデジタルビームを、「端末200と対応するデジタルビーム」、そのようなデジタルビームを持つ端末200を、「デジタルビームに対応する端末200」と、それぞれ称する場合がある。
なお、図14(A)では、デジタルビーム#nの例として、デジタルビーム#2を示しているが、デジタルビーム#2からデジタルビーム#Kまでの複数個のデジタルビーム#nが存在する。
例えば、スケジューリング部105は、デジタルビーム#m(デジタルビーム#1)に対して、各デジタルビーム#n(デジタルビーム#2〜デジタルビーム#K)との相関値ρD,m、nを、式(3)を利用して計算する。式(3)は、例えば、スケジューリング部105の内部メモリなどに保持されており、適宜式(3)を読み出して、計算すればよい。或いは、スケジューリング部105は、例えば、任意の組み合わせ(m,n)に対する相関値ρD,m、nを、内部メモリに記憶しておき、処理の際に読み出すようにしてもよい。
式(3)も式(1)と同様に、右辺の分子の第2項は、重みベクトルvのエルミート転置行列を表しており、重みベクトルvそのものとして表すことができる。従って、式(3)の右辺は、内積の計算を行うことで、|cosθ2|となる。ここで、θ2は、例えば、2つの重みベクトルv,vによりなす角度を表している。なお、2つの重みベクトルv,vを、複素ベクトルを用いて表現してもよい。
図12に戻り、次に、基地局100は、閾値ΓD,uを計算する(S352)。例えば、基地局100は、以下の式を用いて閾値ΓD,uを計算する。
Figure 2019118039
式(4)において、wは、例えば、空間多重端末数kで決定される係数を表す。図15(A)は、係数wの例を表す図である。係数wは、空間多重端末数kが小さいほど、大きくなり、空間多重端末数kが大きいほど、小さくなる数値となるように設定される。或いは、スケジューリング部105は、係数w(又は閾値ΓA,u)を、空間多重端末数kが「1」に近いほど、係数wを「1」に近い値に設定し、空間多重端末数kが最大値Kに近いほど、係数wを「0」に近い値に設定する。
また、式(4)において、wDSuは、例えば、着目端末200−uの遅延スプレッドを表すインデックス(以下、「遅延スプレッド」と称する場合がある。)DSで決定される係数を表す。図15(B)は、係数wDSuの例を表す図である。係数wDSuは、遅延スプレッドDSが小さいほど、大きくなり、遅延スプレッドDSが大きいほど、小さくなる数値となるように設定される。或いは、スケジューリング部105は、遅延スプレッドDSが「0」に近いほど、係数wDSu(又は閾値ΓD,u)を「1」に近い値に設定し、遅延スプレッドDSが最大値に近いほど、係数wDSuを「0」に近い値に設定する。
さらに、式(4)において、rとsは、ユーザにより設定可能な数値であって、第1の実施の形態のp,qと同様に、いずれか一方を「0」にすることで、基地局100は、係数w,wDSuの一方を用いて、閾値ΓD,uを計算することが可能である。
なお、スケジューリング部105は、例えば、フィードバック情報に基づいて、遅延スプレッドDSを計算することが可能である。例えば、スケジューリング部105は、取得したCQIから受信電力値を求め、特定の算出式に代入することで、遅延スプレッドDSを算出する。
このように、基地局100は、閾値ΓD,uを、端末200ごとに制御(又は変更)することが可能である。
図12に戻り、次に、基地局100は、すべてのデジタルビーム#mに対して、相関値ρD,m、nが、閾値ΓD,u以下となるか否かを判定する(S353)。そして、基地局100は、すべてのデジタルビーム#mに対して、相関値ρD,m、nが、閾値ΓD,u以下となるとき(相関値ρD,m、n≦閾値ΓD,uのとき)(S353でYes)、着目端末200−uを、スケジューリング対象の端末200とする。一方、基地局100は、いずれかのデジタルビーム#mに対して、相関値ρD,m、nが、閾値ΓD,uよりも大きいとき(相関値ρD,m、n>閾値ΓD,uのとき)(S35でNo)、着目端末200−uをスケジューリング対象の端末200としない。
図16は、デジタルビーム#m,#nと閾値ΓD,uとの関係例を表す図である。
例えば、閾値ΓD,uは、遅延スプレッドDSが小さく、空間多重端末数kが少ないとき、デジタルビーム#mと閾値ΓD,uとのなす角度θ3は、除々に小さくなり、その逆のときは、なす角度θ3は、除々に大きくなる。
スケジューリング部105は、基地局100は、相関値ρD,m、nが、閾値ΓD,u以下となるとき、着目端末200−uを、スケジューリング対象の端末200として選択する。
すなわち、図16に示すように、デジタルビーム#mを基準にして、デジタルビーム#nが閾値以上、離れた角度θ2となっているときに、スケジューリング部105は、デジタルビーム#nに対応する着目端末200−uを、スケジューリング対象の端末200として選択する。この場合、スケジューリング部105は、例えば、遅延スプレッドDSも適切で、空間多重端末数kも適切なデジタルビーム#nを、デジタルビーム#mと空間多重することが可能となる。
一方、基地局100は、相関値ρD,m、nが、閾値ΓD,uよりも大きいとき、すなわち、デジタルビーム#mを基準に、閾値ΓD,uよりも狭い角度の範囲内に、デジタルビーム#nが存在するときは、デジタルビーム#nに対応する着目端末200−uを、スケジューリング対象としない。
このとき、遅延スプレッドDSも適切ではなく、空間多重端末数kも適切ではないほど、デジタルビーム#mと近接した角度範囲にデジタルビーム#nに対応する着目端末200−uが存在する。このような場合は、例えば、スケジューリング部105では、着目端末200−uを、選択しないことで、デジタルビーム#nをデジタルビーム#mと空間多重させないようにしている。
図12に戻り、例えば、スケジューリング部105は、S351で計算した相関値ρD,m,nが、S352で計算した閾値ΓD,u以下のとき、着目端末200−uをスケジューリング対象とする(S353でYes)。一方、例えば、スケジューリング部105は、そうでないときは(S353でNo)、着目端末200−uをスケジューリング対象としない。
図11に戻り、基地局100は、スケジューリング対象とした端末200に対しては、選択メトリック値を計算し(S38)、未割り当て端末200がなくなるまでS32からS36までの処理を繰り返す(S37でNo)。一方、基地局100は、スケジューリング対象としない端末200に対して、選択メトリック値を計算することなく、未割り当て端末200がなくなるまで処理を繰り返す(S37でNo)。
基地局100は、未割り当て端末200がなくなると(S37でNo)、選択メトリック値に基づいて端末200を選択する(S38)。例えば、図14(A)に示すように、基地局100は、k=2として、デジタルビーム#2に対応する端末200−2をスケジューリング対象とする。
以降、基地局100は、空間多重端末数kをインクリメントして、S32からS40までの処理を繰り返す。なお、図14(B)は、k=3の場合に、スケジューリング対象として端末200−3が選択された場合の例を表す図である。
図11に戻り、基地局100は、空間多重端末数kが最大値Kを超えるか(S40でYes)、又は、スケジューリング対象端末がなくなるとき(S39でYes)、全体スループットを計算し、スループットを比較する。例えば、基地局100は、以下の処理を行う。
すなわち、スケジューリング部105は、S38で選択した端末200の全スループットを計算する。スループットは、選択メトリック値(S36)を利用してもよい。また、スケジューリング部105は、S10からS21を実行することで、選択した周波数多重対象端末200(S18)の全スループットを計算する。この場合も、スループットは、選択メトリック値(S16)を用いてもよい。そして、スケジューリング部105は、全スループットの大きい方(周波数多重で選択した端末200か、空間多重で選択した端末200)を選択する。
スケジューリング部105は、周波数多重の方を選択した場合、アナログBF部102に対して、重み付け値を出力して、アナログBFを行う。
一方、スケジューリング部105は、空間多重の方を選択した場合、デジタルプリコーディング部108に対して、重み付けの結果を表すPMIを出力する。図14(B)の例では、スケジューリング部105は、アンテナ101−1に対してデジタルビーム#1、アンテナ101−2に対してデジタルビーム#2などを表すPMIを出力する。この場合、スケジューリング部105は、例えば、第1の実施の形態と同様に、アナログビーム#mを示す重み付け値を、アナログBF部102へ出力する。基地局100では、アナログBFとデジタルプリコーディングにより、ハイブリッドBFが可能となる。
そして、基地局100は、一連の処理を終了する(S42)。
ここで、基地局100が、k=1に設定し(S31)、着目端末200−1に着目し、スケジューリング対象スロットがパターン(1)の場合(S33でNo)について説明する。
この場合でも、基地局100は、S33でNoと判定し、着目端末200−1がスケジューリング端末か否かを判定する(S35)。基地局100は、例えば、以下の処理を行う。
すなわち、スケジューリング部105は、SSBを含むスロットで形成されたアナログビームをアナログビーム#a=アナログビーム#mとし、着目端末200−1の候補ビームであるアナログビームをアナログビーム#nとして、S350を行えばよい。スケジューリング部105は、アナログビーム#mと着目端末200−1に対応するアナログビーム#nとに対する相関値ρA,m,nと、閾値ΓA,uとを計算し(S151,S152)、相関値ρA,m,nが、閾値ΓA,u以上か否かを判定する(S153)。スケジューリング部105は、相関値ρA,m,nが、閾値ΓA,u以上のとき、着目端末200−1をスケジューリング対象端末として選択し(S350でYes)、選択した端末200−1に対してS351〜S353の処理を行う。一方、スケジューリング部105は、相関値ρA,m,nが、閾値ΓA,uより小さいときは、着目端末200−1をスケジューリング対象ではないと判定(S350でNo)し、S37へ移行する。そして、スケジューリング部105は、k=1の場合、他の未割り当て端末200−2〜200−Kの各々に着目して、アナログビーム#a=アナログビーム#mと、候補ビームであるアナログビーム#nとで相関値ρA,m,nなどを計算する(S151,S152)。スケジューリング部105は、S350でYesと判定した端末200−2〜200−Kに対して、相関値ρD,m,nと、閾値ΓD,uとを計算し(S351,S352)、スケジューリング対象か否かを判定する(S353)。
このように、本第2の実施の形態においても、基地局100は、フィードバック情報と、デジタルビーム#mに対するデジタルビーム#nの相関値とに基づいて、端末200を、デジタルビーム#mと同時にデジタルビーム#nで通信を行う端末として選択する。これにより、例えば、デジタルビーム#mと空間多重するデジタルビーム#nが適切な数となり、その数が閾値以下となる場合と比較して、スループットの向上を図ることができる。
なお、第2の実施の形態において、閾値ΓD,uの計算に利用する数値として、遅延スプレッドDSを例にして説明した。例えば、第1の実施の形態と同様に、CQIを利用してもよい。閾値ΓD,uの計算に利用する数値は、例えば、フィードバック情報に含まれる数値などから計算可能なものであってもよい。
[第3の実施の形態]
第1の実施の形態では、基地局100は、式(2)を用いて閾値ΓA,uを計算した。また、第2の実施の形態では、基地局100は、式(4)を用いて、閾値ΓD,uを計算した。本第3の実施の形態では、閾値ΓA,u,ΓD,uの計算にアンテナ構成情報を追加する例について説明する。
基地局100は、式(2)に代えて、以下の式(5)を用いて、閾値ΓA,uを計算してもよい。
Figure 2019118039
antは、例えば、スケジューリング対象スロットにおいて適用されるアナログビーム#mを形成するために利用されるアンテナのアンテナ構成情報で決定される係数である。アンテナ構成情報は、例えば、アンテナ101−1〜101−NANTに関する情報である。アンテナ101−1〜101−NANTに関する情報としては、例えば、アンテナ数や各アンテナの間隔、又はこれらの組み合わせなどがある。アンテナ数とアンテナの間隔とを組み合わせてアンテナ構成情報とする場合は、例えば、アンテナ数を表す数値とアンテナの間隔を表す数値の2つの数値を丸めた数値を用いてもよい。
図17は、係数wantの例を表す図である。図17では、アンテナ構成情報としてアンテナ数を用いた例を表している。アンテナ数Nantが多いほど、係数wantも大きくなり、アンテナ数Nantが小さいほど、係数wantは小さくなる。
第1の実施の形態と同様に、基地局100は、式(5)を用いて、相関値ρA,m,n≧閾値ΓA,uのときは着目端末200−uをスケジューリング対象にし、そうでないときは、着目端末200−uをスケジューリング対象としないようにする(図6のS153)。
なお、tは、例えば、係数wantの重み係数であり、p、qと同様に、ユーザにより任意の値を設定することができる。
また、基地局100は、式(4)に代えて、以下の式(6)を用いて、閾値ΓD,uを計算してもよい。
Figure 2019118039
この場合も、第2の実施の形態と同様に、基地局100は、式(6)を用いて、相関値ρD,m,n≦閾値ΓD,uのとき、着目端末200−uをスケジューリング対象にし、そうでないときは、着目端末200−uをスケジューリング対象としないようにする(図12のS353)。
2つの閾値ΓA,u,ΓD,uは、第1及び第2の実施の形態と同様に、対象となる端末200ごとに、変更(又は制御)可能である(S152,S352)。
なお、xは、例えば、係数wantの重み係数であり、ユーザにより任意の値が設定可能である。
このように、本第3の実施の形態では、閾値ΓA,u,ΓD,uについて、更に、アンテナ構成情報を要素として含めているため、アンテナ101−1〜101−NANTの数やアンテナ101−1〜101−NANTの間隔に応じて、適切な閾値ΓA,u,ΓD,uを端末200ごとに設定可能となる。
[その他の実施の形態]
図18は、無線通信システム10の構成例を表す図である。
無線通信システム10は、基地局装置100と端末装置200を備える。基地局装置100は、複数のアンテナ101−1〜101−NANTとスケジューリング部105とを備える。
複数のアンテナ101−1〜101−NANTは、第1及び第2の無線信号を端末装置200へ送信し、第1及び第2のビームをそれぞれ形成する。また、複数のアンテナ101−1〜101−NANTは、第2の無線信号に対する端末装置200のフィードバック情報を含む第3の無線信号を端末装置200から受信する。
スケジューリング部105は、フィードバック情報と、第1のビームと第2のビームとの相関値とに基づいて、第2のビームを最適とする端末装置200を第1のビームで通信を行う端末として選択する。また、スケジューリング部105は、フィードバック情報と相関値とに基づいて、端末装置200を第1のビームと同時に第2のビームで通信を行う端末装置として選択する。
複数のアンテナ101−1〜101−NANTは、データを含む第4の無線信号を端末装置200へ送信し、第1又は第2のビームを形成する。
このように、基地局装置100は、第2のビームを最適とする端末装置200に対して、第1のビームで通信を行う端末装置として選択することで、第1のビームを用いて通信を行う端末装置を適切に増やすことができる。そのため、第1のビームを最適とする端末装置だけで通信を行う場合と比較して、基地局装置100では、それ以外の端末装置200も第1のビームを用いて基地局装置100と通信が可能となり、スループットを向上させることが可能となる。
また、基地局装置100は、端末装置200を第1のビームと同時に第2のビームで通信を行う端末装置として選択することで、空間多重数も適切に増やすことができる。そのため、第1のビームだけで通信を行う場合と比較して、基地局装置100は、第1のビームと同時に通信を行う端末装置200の数を増やすことができ、スループットを向上させることが可能となる。
以上まとめると付記のようになる。
(付記1)
第1及び第2の無線信号を端末装置へ送信して第1及び第2のビームをそれぞれ形成し、前記第2の無線信号に対する前記端末装置のフィードバック情報を含む第3の無線信号を前記端末装置から受信する複数のアンテナと、
前記フィードバック情報と、前記第1のビームと前記第2のビームとの相関値とに基づいて、前記第2のビームを最適とする前記端末装置を前記第1のビームで通信を行う端末装置、又は前記端末装置を前記第1のビームと同時に前記第2のビームで通信を行う端末装置、として選択するスケジューリング部とを備え、
前記複数のアンテナは、データを含む第4の無線信号を前記端末装置へ送信し、前記第1又は第2のビームを形成することを特徴とする基地局装置。
(付記2)
前記スケジューリング部は、前記フィードバック情報と前記第1のビームで通信を行う端末装置の数とに基づいて、第1の閾値を計算し、前記第1の閾値と前記相関値とに基づいて、前記端末装置を前記第1のビームで通信を行う端末装置として選択することを特徴とする付記1記載の基地局装置。
(付記3)
前記スケジューリング部は、前記相関値が前記第1の閾値以上のとき、前記端末装置を前記第1のビームで通信を行う端末装置として選択することを特徴とする付記2記載の基地局装置。
(付記4)
前記スケジューリング部は、前記第1のビームで通信を行う端末装置の数が「0」に近いほど、前記第1の閾値を「0」に近い値に設定し、前記第1のビームで通信を行う端末装置の数が最大値に近いほど、前記第1の閾値を「1」に近い値に設定することを特徴とする付記3記載の基地局装置。
(付記5)
前記フィードバック情報は、前記端末装置の受信品質であって、
前記スケジューリング部は、前記受信品質が「0」に近いほど、前記第1の閾値を「1」に近い値に設定し、前記端末装置が要求した要求品質に前記受信品質が近いほど、前記第1の閾値を「0」に近い値に設定することを特徴とする付記3記載の基地局装置。
(付記6)
更に、前記第1及び第2の無線信号に対して位相を制御するアナログビームフォーミング部を備え、
前記スケジューリング部は、前記第1のビームを形成する際に前記アナログビームフォーミング部へ出力し、前記第1の無線信号に適用する第1の重みベクトルと、前記第2のビームを形成する際に前記アナログビームフォーミング部へ出力し、前記第2の無線信号に適用する第2の重みベクトルとに基づいて、前記相関値を計算し、前記相関値に基づいて、前記端末装置を前記第1のビームで通信を行う端末装置として選択することを特徴とする付記1記載の基地局装置。
(付記7)
前記スケジューリング部は、以下の式(7)を内部メモリから読み出して、前記第1の重みベクトルwと前記第2の重みベクトルwとを式(7)に代入することで、前記相関値ρA,m,nとを計算することを特徴する付記6記載の基地局装置。
Figure 2019118039
(付記8)
更に、前記第1及び第2の無線信号に対して位相を制御するアナログビームフォーミング部を備え、
前記第1及び第2のビームは、前記アナログビームフォーミング部により位相制御された前記第1及び第2の無線信号により形成されるアナログビームであることを特徴とする付記1記載の基地局装置。
(付記9)
前記受信品質は、CQIであることを特徴とする付記5記載の基地局装置。
(付記10)
前記複数のアンテナは、前記第2の無線信号に対する前記端末装置のフィードバック情報に代えて、前記第1の無線信号に対する前記端末装置のフィードバック情報を受信し、
前記スケジューリング部は、受信した前記フィードバック情報と、前記相関値とに基づいて、前記端末装置を前記第1のビームで通信を行う端末装置として選択することを特徴とする付記1記載の基地局装置。
(付記11)
前記スケジューリング部は、前記フィードバック情報と、前記第1のビームと同時に前記複数のアンテナで形成されるビームで通信を行う端末装置の数とに基づいて、第2の閾値を計算し、前記第2の閾値と前記相関値とに基づいて、前記端末装置を前記第1のビームと同時に前記第2のビームで通信を行う端末装置として選択することを特徴とする付記1記載の基地局装置。
(付記12)
前記スケジューリング部は、前記相関値が前記第1の閾値以上のときに選択した前記端末装置の選択優先度を、選択優先度閾値以上の値とし、前記相関値が前記第1の閾値よりも低いときの前記端末装置の選択優先度を、選択優先度閾値よりも低い値とし、前記選択優先度が選択優先度閾値以上の前記端末装置に対して、前記フィードバック情報と、前記第1のビームと同時に前記複数のアンテナで形成されるビームで通信を行う端末数とに基づいて、第2の閾値を計算し、前記第2の閾値と前記相関値とに基づいて、前記端末装置を前記第1のビームと同時に前記第2のビームで通信を行う端末装置として選択することを特徴とする付記2記載の基地局装置。
(付記13)
前記スケジューリング部は、前記相関値が前記第2の閾値以下のとき、前記端末装置を前記第1のビームと同時に前記第2のビームで通信を行う端末装置として選択することを特徴とする付記11記載の基地局装置。
(付記14)
前記スケジューリング部は、前記端末装置の数が「1」に近いほど、前記第2の閾値を「1」に近い値に設定し、前記端末装置の数が最大値に近いほど、前記第2の閾値を「0」に近い値に設定することを特徴とする付記11記載の基地局装置。
(付記15)
前記フィードバック情報は、前記端末装置の受信品質であって、
前記スケジューリング部は、前記受信品質が「0」に近いほど、前記第2の閾値を「1」に近い値に設定し、前記受信品質が最大値に近いほど、前記第2の閾値を「0」に近い値に設定することを特徴とする付記11記載の基地局装置。
(付記16)
更に、前記第1の無線信号で送信する第1のデータと前記第2の無線信号で送信する第2のデータとに対して位相を制御するデジタルプリコーディング部を備え、
前記スケジューリング部は、前記第1のビームを形成する際に前記デジタルプリコーディング部へ出力し、前記第1のデータに対して適用する第3の重みベクトルと、前記第2のビームを形成する際に前記デジタルプリコーディング部へ出力し、前記第2のデータに適用する第4の重みベクトルとに基づいて、前記相関値を計算し、前記相関値に基づいて、前記端末装置を前記第1のビームと同時に前記第2のビームで通信を行う端末装置として選択することを特徴とする付記1記載の基地局装置。
(付記17)
前記スケジューリング部は、以下の式(8)を内部メモリから読み出して、前記第3の重みベクトルvと前記第4の重みベクトルvとを式(8)に代入することで、前記相関値ρD,m,nを計算することを特徴する付記16記載の基地局装置。
Figure 2019118039
(付記18)
更に、前記第1の無線信号で送信する第1のデータと前記第2の無線信号で送信する第2のデータとに対して位相を制御するデジタルプリコーディング部を備え、
前記第1及び第2のビームは、前記デジタルプリコーディング部により位相制御された前記第1及び第2のデータにより形成されるデジタルビームであることを特徴とする付記1記載の基地局装置。
(付記19)
前記スケジューリング部は、前記フィードバック情報、前記第1のビームで通信を行う端末装置の数、及び前記複数のアンテナに関する情報に基づいて、前記第1の閾値を計算する付記2記載の基地局装置。
(付記20)
前記スケジューリング部は、前記フィードバック情報、前記第1のビームと同時に前記複数のアンテナで形成されるビームで通信を行う端末装置の数、及び前記複数のアンテナに関する情報に基づいて、前記第2の閾値を計算する付記11記載の基地局装置。
(付記21)
前記複数のアンテナに関する情報は、前記複数のアンテナの数、又は前記複数のアンテナにおける各アンテナの間隔であることを特徴とする付記19又は20記載の基地局装置。
(付記22)
複数のアンテナとスケジューリング部とを備えた基地局装置におけるスケジューリング方法であって、
前記複数のアンテナにより、第1及び第2の無線信号を端末装置へ送信して第1及び第2のビームをそれぞれ形成し、前記第2の無線信号に対する前記端末装置のフィードバック情報を含む第3の無線信号を前記端末装置から受信し、
前記スケジューリング部により、前記フィードバック情報と、前記第1のビームと前記第2のビームとの相関値とに基づいて、前記第2のビームを最適とする前記端末装置を前記第1のビームで通信を行う端末装置、又は前記端末装置を前記第1のビームと同時に前記第2のビームで通信を行う端末装置、として選択し、
前記複数のアンテナにより、データを含む第4の無線信号を前記端末装置へ送信し、前記第1又は第2のビームを形成する
ことを特徴とするスケジューリング方法。
(付記23)
基地局装置と、
端末装置とを備えた無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
第1及び第2の無線信号を前記端末装置へ送信して第1及び第2のビームをそれぞれ形成し、前記第2の無線信号に対する前記端末装置のフィードバック情報を含む第3の無線信号を前記端末装置から受信する複数のアンテナと、
前記フィードバック情報と、前記第1のビームと前記第2のビームとの相関値とに基づいて、前記第2のビームを最適とする前記端末装置を前記第1のビームで通信を行う端末装置、又は前記端末装置を前記第1のビームと同時に前記第2のビームで通信を行う端末装置、として選択するスケジューリング部とを備え、
前記複数のアンテナは、データを含む第4の無線信号を前記端末装置へ送信し、前記第1又は第2のビームを形成し、
前記端末装置は、前記第4の無線信号を受信することを特徴とする無線通信システム。
10:無線通信システム 100:基地局装置
101−1〜101−NANT:アンテナ
102:アナログBF部 103−1〜103−NRF:RF部
104:チャネル推定部 105:スケジューリング部
107:ユーザデータ生成部 108:デジタルプリコーディング部
109:参照信号生成部 110:チャネル多重部
111−1〜111−NRF:RF部
200(200−1〜200−NUE):端末装置
201:アンテナ 203:チャネル推定部
204:フィードバック信号生成部

Claims (13)

  1. 第1及び第2の無線信号を端末装置へ送信して第1及び第2のビームをそれぞれ形成し、前記第2の無線信号に対する前記端末装置のフィードバック情報を含む第3の無線信号を前記端末装置から受信する複数のアンテナと、
    前記フィードバック情報と、前記第1のビームと前記第2のビームとの相関値とに基づいて、前記第2のビームを最適とする前記端末装置を前記第1のビームで通信を行う端末装置、又は前記端末装置を前記第1のビームと同時に前記第2のビームで通信を行う端末装置、として選択するスケジューリング部とを備え、
    前記複数のアンテナは、データを含む第4の無線信号を前記端末装置へ送信し、前記第1又は第2のビームを形成することを特徴とする基地局装置。
  2. 前記スケジューリング部は、前記フィードバック情報と前記第1のビームで通信を行う端末装置の数とに基づいて、第1の閾値を計算し、前記第1の閾値と前記相関値とに基づいて、前記端末装置を前記第1のビームで通信を行う端末装置として選択することを特徴とする請求項1記載の基地局装置。
  3. 前記スケジューリング部は、前記相関値が前記第1の閾値以上のとき、前記端末装置を前記第1のビームで通信を行う端末装置として選択することを特徴とする請求項2記載の基地局装置。
  4. 前記スケジューリング部は、前記第1のビームで通信を行う端末装置の数が「0」に近いほど、前記第1の閾値を「0」に近い値に設定し、前記第1のビームで通信を行う端末装置の数が最大値に近いほど、前記第1の閾値を「1」に近い値に設定することを特徴とする請求項3記載の基地局装置。
  5. 前記フィードバック情報は、前記端末装置の受信品質であって、
    前記スケジューリング部は、前記受信品質が「0」に近いほど、前記第1の閾値を「1」に近い値に設定し、前記端末装置が要求した要求品質に前記受信品質が近いほど、前記第1の閾値を「0」に近い値に設定することを特徴とする請求項3記載の基地局装置。
  6. 前記スケジューリング部は、前記フィードバック情報と、前記第1のビームと同時に前記複数のアンテナで形成されるビームで通信を行う端末装置の数とに基づいて、第2の閾値を計算し、前記第2の閾値と前記相関値とに基づいて、前記端末装置を前記第1のビームと同時に前記第2のビームで通信を行う端末装置として選択することを特徴とする請求項1記載の基地局装置。
  7. 前記スケジューリング部は、前記相関値が前記第2の閾値以下のとき、前記端末装置を前記第1のビームと同時に前記第2のビームで通信を行う端末装置として選択することを特徴とする請求項6記載の基地局装置。
  8. 前記スケジューリング部は、前記端末装置の数が「1」に近いほど、前記第2の閾値を「1」に近い値に設定し、前記端末装置の数が最大値に近いほど、前記第2の閾値を「0」に近い値に設定することを特徴とする請求項6記載の基地局装置。
  9. 前記フィードバック情報は、前記端末装置の受信品質であって、
    前記スケジューリング部は、前記受信品質が「0」に近いほど、前記第2の閾値を「1」に近い値に設定し、前記受信品質が最大値に近いほど、前記第2の閾値を「0」に近い値に設定することを特徴とする請求項6記載の基地局装置。
  10. 前記スケジューリング部は、前記フィードバック情報、前記第1のビームで通信を行う端末装置の数、及び前記複数のアンテナに関する情報に基づいて、前記第1の閾値を計算する請求項2記載の基地局装置。
  11. 前記スケジューリング部は、前記フィードバック情報、前記第1のビームと同時に前記複数のアンテナで形成されるビームで通信を行う端末装置の数、及び前記複数のアンテナに関する情報に基づいて、前記第2の閾値を計算する請求項6記載の基地局装置。
  12. 複数のアンテナとスケジューリング部とを備えた基地局装置におけるスケジューリング方法であって、
    前記複数のアンテナにより、第1及び第2の無線信号を端末装置へ送信して第1及び第2のビームをそれぞれ形成し、前記第2の無線信号に対する前記端末装置のフィードバック情報を含む第3の無線信号を前記端末装置から受信し、
    前記スケジューリング部により、前記フィードバック情報と、前記第1のビームと前記第2のビームとの相関値とに基づいて、前記第2のビームを最適とする前記端末装置を前記第1のビームで通信を行う端末装置、又は前記端末装置を前記第1のビームと同時に前記第2のビームで通信を行う端末装置、として選択し、
    前記複数のアンテナにより、データを含む第4の無線信号を前記端末装置へ送信し、前記第1又は第2のビームを形成する
    ことを特徴とするスケジューリング方法。
  13. 基地局装置と、
    端末装置とを備えた無線通信システムであって、
    前記基地局装置は、
    第1及び第2の無線信号を前記端末装置へ送信して第1及び第2のビームをそれぞれ形成し、前記第2の無線信号に対する前記端末装置のフィードバック情報を含む第3の無線信号を前記端末装置から受信する複数のアンテナと、
    前記フィードバック情報と、前記第1のビームと前記第2のビームとの相関値とに基づいて、前記第2のビームを最適とする前記端末装置を前記第1のビームで通信を行う端末装置、又は前記端末装置を前記第1のビームと同時に前記第2のビームで通信を行う端末装置、として選択するスケジューリング部とを備え、
    前記複数のアンテナは、データを含む第4の無線信号を前記端末装置へ送信し、前記第1又は第2のビームを形成し、
    前記端末装置は、前記第4の無線信号を受信することを特徴とする無線通信システム。
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