JP5193644B2 - 無線通信装置、プログラムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線端末局に対して空間多重伝送を行う無線通信装置、プログラムおよび方法に関する。

従来、空間多重伝送における無線端末局のグループ化手法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。この種の方法では、バッファの先頭からＭユーザ分のデータを取り出し、それぞれの長さと各ユーザの伝送速度から、伝送に必要な所要時間（すなわち、フレーム長）を算出する。この所要時間を長さの順にソートし、連続したＮ局を多重化した場合のＭＡＣ効率ロスを最小にする組み合わせを（Ｍ−Ｎ＋１）組の中から選択する。なお、伝送速度は変調方式と符号化率に対応する送信モードで決まる。

また、従来、基地局から各端末局へ送信するデータペイロード長にばらつきがある場合、端末局ごとの利用サブキャリア数を算出し、算出された利用サブキャリア数にしたがって端末局ごとのサブキャリアへの割り当てを実施し、このサブキャリア割り当てに従ってデータ送信を実施する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
電子情報通信学会、２００６ソサイエティ大会Ｂ−１−２２２ 特開２００７−２１４９５６号

上記従来の技術では、バッファの先頭ユーザが空間多重伝送の宛先として必ずしも選択されないため、送信遅延が大きくなり、ＱｏＳを満たさない可能性が生じるという問題がある。また、無線端末局間の空間相関を全く考慮していないため、選択された無線端末局間の空間相関が大きい場合にパケット誤りが多発し、スループット特性が劣化するという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、送信遅延を小さくしスループットを向上する無線通信装置、プログラムおよび方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明の無線通信装置は、複数の無線端末局宛ての複数の送信データを格納する格納手段と、前記格納手段に前記送信データが格納されてからの経過時間を前記送信データごとに計測する計測手段と、複数の前記経過時間に基づいて複数の前記送信データの宛先である複数の無線端末局から第１無線端末局を選択する第１選択手段と、前記第１無線端末局と共に空間多重伝送の宛先となる第２無線端末局を、前記第１無線端末局を除いた前記複数の無線端末局から選択する第２選択手段と、前記第１無線端末局への送信モードである第１送信モードと、前記第２無線端末局への送信モードである第２送信モードとを決定する第１決定手段と、前記第１無線端末局への送信データの第１データサイズと前記第１送信モードとに基づいて前記第１無線端末局の第１フレーム時間長を計算し、該第１フレーム時間長に対する前記第２無線端末局の第２フレーム時間長の割合が最も１に近くなるように、前記第２送信モードに基づいて前記第２無線端末局への送信データの第２データサイズを予め決められたサイズの単位で決定する第２決定手段と、前記第１無線端末局宛の送信データと前記第２無線端末局宛の前記第２データサイズの送信データを、前記第１送信モードおよび前記第２送信モードで空間多重伝送により送信する送信手段と、を具備することを特徴とする。

また本発明の無線通信装置は、複数の無線端末局宛ての複数の送信データを格納する格納手段と、前記格納手段に前記送信データが格納されてからの経過時間を前記送信データごとに計測する計測手段と、複数の前記経過時間に基づいて複数の前記送信データの宛先である複数の無線端末局から第１無線端末局を選択する第１選択手段と、前記第１無線端末局と共に空間多重伝送の宛先となる第２無線端末局を、前記第１無線端末局を除いた前記複数の無線端末局から選択する第２選択手段と、前記第１無線端末局への送信モードである第１送信モードと、前記第２無線端末局への送信モードである第２送信モードとを決定する第１決定手段と、前記送信データが宛先の無線端末局に受信されたかどうかを示す送達確認信号を該宛先の無線端末局から受信する受信手段と、前記送達確認信号を参照して宛先ごとに連続して送信が成功している回数に比例して、宛先ごとに大きな上限フレーム集約数を設定する第２設定手段と、前記第１無線端末局のフレーム集約数と第１データサイズと前記第１送信モードに基づいて前記第１無線端末局の第１フレーム時間長を計算し、該第１フレーム時間長に対する前記第２無線端末局の第２フレーム時間長の割合が最も１に近くなるように、前記第２送信モードに基づいて前記第２無線端末局のフレーム集約数を前記第２無線端末局宛の上限フレーム集約数の範囲内で決定する第２決定手段と、前記第１無線端末局宛の送信データと前記第２無線端末局宛のフレーム集約数の送信データを、前記第１送信モードおよび前記第２送信モードで空間多重伝送により送信する送信手段と、を具備することを特徴とする。

本発明の無線通信装置、プログラムおよび方法によれば、送信遅延を小さくしスループットを向上することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る無線通信装置、プログラムおよび方法について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。
無線基地局１０１と無線端末局１０３〜１０９が無線通信を行うネットワークの概略構成の一例について図１を参照して説明する。
図１では、無線基地局１０１が無線端末局１０９と無線端末局１０６に空間多重伝送によりフレーム１０２を送信する様子を示している。このように、無線基地局１０１は、１以上の無線端末局を選択し、それぞれの無線端末局宛てのデータを同一周波数帯において同時に送信する。実施形態では、無線基地局１０１が２以上の無線端末局宛にデータを同時に送信する場合について説明する。一般に無線端末局宛のデータサイズは異なり、無線端末局同士の伝搬路応答の相関も異なる。本実施形態では、これらの情報に基づいて無線基地局１０１がデータを同時に送信する複数の無線端末局を選択する。

（第１の実施形態）
無線基地局１０１に対応する第１の実施形態の無線基地局２００の概略構成の一例について図２を参照して説明する。
無線基地局２００は、複数のアンテナ２０１、複数の無線通信部２０２、スイッチ２０３、受信処理部２０４、受信制御部２０５、送信処理部２０６、送信データ格納部２０７、基準ユーザ選択部２０８、第２ユーザ選択部２０９、送信タイミングタイマー２１０、送信制御部２１１、データサイズ決定部２１２、送信モード決定部２１３、経過時間タイマー２１４を含む。

複数のアンテナ２０１は、複数の無線端末局との間で無線信号のやり取りを行う。複数の無線通信部２０２は、複数のアンテナ２０１から受信信号を受け取る。また複数の無線通信部２０２は、送信信号を複数のアンテナ２０１に渡す。スイッチ２０３は、複数の無線通信部２０２から選択した受信信号を受信処理部２０４に渡す。またスイッチ２０３は、送信処理部２０６から受け取った送信信号を、選択した無線通信部２０２に渡す。

受信処理部２０４は、受信信号を受け取り所定の受信処理を行う。受信処理部２０４は例えば無線端末局から送達確認状況を含むＡＣＫ信号を受け取る。受信制御部２０５は、送信データ格納部２０７に格納されている送信済みのデータのＡＣＫ信号を受け取った場合に、送信データ格納部２０７に格納されている対応するデータに送達確認状況を受け取った旨の記述を付加する。

基準ユーザ選択部２０８は、送信制御部２１１が送信タイミングであると判定した場合に、送信データ格納部２０７に格納されたデータの経過時間に基づいて基準ユーザの選択を行う。基準ユーザ選択部２０８の動作の例については後に図６、図７、図８、図９を参照して説明する。

第２ユーザ選択部２０９は、基準ユーザ選択部２０８が選択した基準ユーザ以外の第２ユーザを選択する。

送信モード決定部２１３は、基準ユーザ選択部２０８が選択した基準ユーザと第２ユーザ選択部２０９が選択した第２ユーザの送信モードを決定する。送信モード決定部２１３は、例えば過去の誤り率等の宛先ごとの統計情報を格納していて、この統計情報から誤り率の低い送信モードを選択する。

データサイズ決定部２１２は、送信モード決定部２１３が決定した基準ユーザの送信モードと、送信データ格納部２０７から取得する基準ユーザのデータサイズに基づいて、基準ユーザのフレーム時間長の計算を行う。データサイズ決定部２１２は、基準ユーザのフレーム時間長の計算が完了すると、基準ユーザのフレーム時間長に対する第２ユーザのフレーム時間長の割合が１に最も近くなるように、第２ユーザの送信モードに基づいて、予め決められたデータサイズ最小単位で第２ユーザのデータサイズを決定する。データサイズ決定部２１２の動作については後に図５を参照して説明する。

送信タイミングタイマー２１０は、送信データの衝突を防ぐためのバックオフタイマーであり、例えば送信データ格納部２０７が送信データを受け取ったら乱数を選んで、この送信データを送信するまでの時間を計測する。

送信制御部２１１は、送信タイミングタイマー２１０を参照し、送信しようとしている送信データが送信タイミング（送信タイミングタイマー２１０が０である時）であるか否かを判定し、送信タイミングである場合にデータサイズ決定部２１２から第２ユーザのデータサイズを受け取り、送信データ格納部２０７に基準ユーザと第２ユーザと、第２ユーザのデータサイズとを知らせる。

送信データ格納部２０７は、入力端子からデータが入力されたか否かを判定し、データが入力されなければデータの入力を待つ（後の図４参照）。送信データ格納部２０７が入力するデータは、送信データであり宛先名とデータのサイズとデータそのものを含む。送信データ格納部２０７は入力したデータを格納し経過時間タイマー２１４を起動する。また送信データ格納部２０７は、経過時間タイマー２１４を起動した後、送信タイミングタイマー２１０を起動する。送信データ格納部２０７は、最初に送信データを入力したときに送信タイミングタイマー２１０を起動し、この送信データのＡＣＫ信号を受信したとの知らせを受信制御部２０５から受け取ったら、或いは、ＡＣＫ信号を所定の時間内に受信しなかったとの知らせを受信制御部２０５から受け取ったら、再び送信タイミングタイマー２１０を起動する。送信データ格納部２０７は、送信制御部２１１から受け取った送信情報に対応する（宛先名、データサイズ、データ）を送信処理部２０６に渡す。

経過時間タイマー２１４は、送信データ格納部２０７が格納しているデータが格納してからどれだけの期間が経過したかを計測し、この期間（経過時間）を送信データ格納部２０７のデータごとに付与する。経過時間タイマー２１４の代わりに、送信データ格納部２０７に格納されているデータを古い順番にソートするソート部（図示せず）を設けてもよい。

送信処理部２０６は、基準ユーザのデータサイズと送信モード決定部２１３が決定した送信モードにより基準ユーザのフレームの変調を行い、データサイズ決定部２１２が決定した第２ユーザのデータサイズと送信モード決定部２１３が決定した送信モードにより第２ユーザのフレームの変調を行う。

次に、無線基地局２００が行う空間多重伝送処理の一例について図３を参照して説明する。
送信データ格納部２０７が、入力端子からデータが入力されたか否かを判定し（ステップＳ３０１）、データが入力されなければデータの入力を待つ。一方、ステップＳ３０１においてデータが入力されれば、送信データ格納部２０７が、入力されたデータを格納し（ステップＳ３０２）、経過時間タイマー２１４を起動する（ステップＳ３０３）。送信データ格納部２０７が、経過時間タイマー２１４を起動した後、送信タイミングタイマー２１０を起動し（ステップＳ３０４）、送信制御部２１１が送信タイミングか否かを判定する（ステップＳ３０５）。

一方、送信制御部２１１が送信タイミングであると判定した場合には、基準ユーザ選択部２０８は送信データ格納部２０７に格納されたデータの経過時間に基づいて基準ユーザの選択を行う（ステップＳ３０６）。この基準ユーザの選択については後に図６、図７、図８、図９を参照して説明する。基準ユーザ選択部２０８による基準ユーザの選択が完了すると、第２ユーザ選択部２０９は基準ユーザの情報に基づいて第２ユーザの選択を行う（ステップＳ３０７）。基準ユーザと第２ユーザの選択が完了すると、送信モード決定部２１３はステップＳ３０６で選択された基準ユーザとステップＳ３０７で選択された第２ユーザの送信モードを決定する（ステップＳ３０８）。データサイズ決定部２１２は、ステップＳ３０８で決定された基準ユーザの送信モードと基準ユーザのデータサイズに基づいて基準ユーザのフレーム時間長の計算を行う（ステップＳ３０９）。データサイズ決定部２１２が、基準ユーザのフレーム時間長の計算が完了すると、基準ユーザのフレーム時間長に対する第２ユーザのフレーム時間長の割合が１に最も近くなるように、ステップＳ３０８で決定された第２ユーザの送信モードに基づいて、予め決められたデータサイズ最小単位で第２ユーザのデータサイズを決定する（ステップＳ３１０）。
例えば、システムに１０Ｍｂｐｓ、２０Ｍｂｐｓ、４０Ｍｂｐｓ、８０Ｍｂｐｓの４つの送信モードが用意されていた場合、データサイズがＬバイトのフレーム時間長Ｄ（単位はマイクロ秒）が
Ｄ＝４×８×Ｌ／Ｒ ・・・（式１）
で表されるとする。ただし、Ｒは送信モード（伝送速度）とする。いま、基準ユーザの送信モードが４０Ｍｂｐｓ、第２ユーザの送信モードが２０Ｍｂｐｓと決定され、基準ユーザのデータサイズが１０００バイトであるとする。（式１）により基準ユーザのフレーム時間長Ｄ（ｐ）を計算すると、
Ｄ（ｐ）＝４×８×１０００／４０＝８００マイクロ秒 ・・・（式２）
と計算される。いま、送信データ格納部２０７に格納された第２ユーザのデータサイズが２０００バイトであり、予め決められたデータサイズの最小単位（単位サイズ）を４００バイトとする。これにより、第２ユーザのデータサイズは、４００バイト、８００バイト、１２００バイト、・・・のように選択される。第２ユーザのデータサイズを４００バイトとした時の第２ユーザのフレーム時間長Ｄ（ｓ）＿４００は、
Ｄ（ｓ）＿４００＝４×８×４００／２０＝６４０マイクロ秒 ・・・（式３）
と計算され、第２ユーザのデータサイズを８００バイトとした時の第２ユーザのフレーム時間長Ｄ（ｓ）＿８００は、
Ｄ（ｓ）＿８００＝４×８×８００／２０＝１２８０マイクロ秒 ・・・（式４）
と計算される。（式２）と（式３）から第２ユーザのデータサイズを４００バイトとした時の基準ユーザのフレーム時間長に対する第２ユーザのフレーム時間長の割合Ｐ（４００）は、
Ｐ（４００）＝６４０／８００＝０．８ ・・・（式５）
と計算され、（式２）と（式４）から第２ユーザのデータサイズを８００バイトとした時の基準ユーザのフレーム時間長に対する第２ユーザのフレーム時間長の割合Ｐ（８００）は、
Ｐ（８００）＝１２８０／８００＝１．６ ・・・（式６）
と計算される。（式５）と（式６）により、基準ユーザのフレーム時間長に対する第２ユーザのフレーム時間長の割合が１に近いのは、第２ユーザのデータサイズを４００バイトとした場合であるから、データサイズ決定部２１２はこの場合には第２ユーザのデータサイズを４００バイトと決定する。したがって、送信データ格納部２０７に格納された第２ユーザの２０００バイトのデータのうち、４００バイトが送信され、残りの１６００バイトは送信データ格納部２０７に保持されたままとなる。ステップＳ３１０において第２ユーザのデータサイズが決定すると、送信処理部２０６は、基準ユーザのデータサイズとステップＳ３０８で決定された送信モードにより基準ユーザのフレームの変調と、ステップＳ３１０で決定された第２ユーザのデータサイズとステップＳ３０８で決定された送信モードにより第２ユーザのフレームの変調を行い（ステップＳ３１１）、複数のアンテナ２０１と複数の無線通信部２０２が、変調された基準ユーザのフレームと第２ユーザのフレームを空間多重により送信を行う（ステップＳ３１２）。
なお、基準ユーザと第２ユーザの選択、送信モードの決定とデータサイズの決定は定期的に行ってもよい。

次に、２つ目以降のデータを取得する場合について図４を参照して説明する。
送信データ格納部２０７が、ステップＳ３０１で最初のデータを取得した後、入力端子からデータが入力されたか否かを判定し（ステップＳ４０１）、データが入力されなければステップＳ３０５以降の処理を繰り返す。一方、ステップＳ４０１においてデータが入力されれば、送信データ格納部２０７に入力されたデータを格納し（ステップＳ４０２）、経過時間タイマー２１４を起動する（ステップＳ４０３）。
図４のフローは、ステップＳ３０１で入力された送信データのＡＣＫ信号を取得するまでの間に送信データ格納部２０７が行う。ステップＳ３０１で入力された送信データのＡＣＫ信号を取得した場合には、再びステップＳ３０１から動作が始まる。

次に、データサイズ決定部２１２の動作の一例について図５を参照して説明する。
データサイズ決定部２１２は、基準ユーザのフレーム時間長に対する第２ユーザのフレーム時間長の割合である最適割合を０に初期化し（ステップＳ５０１）、最適データサイズに第２ユーザの元のデータサイズを設定する（ステップＳ５０２）。データサイズ候補に第２ユーザの元のデータサイズを設定し（ステップＳ５０３）、データサイズ候補と送信モードによりフレーム時間長を計算する（ステップＳ５０４）。基準ユーザのフレーム時間長に対する第２ユーザのフレーム時間長の割合を計算し（ステップＳ５０５）、計算した割合から１を減算した値の絶対値が最適割合から１を減算した値の絶対値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ５０６）。計算した割合から１を減算した値の絶対値が最適割合から１を減算した値の絶対値よりも小さければ、最適割合に計算した割合を代入し（ステップＳ５０７）、最適データサイズにデータサイズ候補を代入する（ステップＳ５０８）。

一方、ステップＳ５０６において計算した割合から１を減算した値の絶対値が最適割合から１を減算した値の絶対値よりも小さくなければ、ステップＳ５０９の処理へ進む。データサイズ候補から単位サイズを減算した値が０よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ５０９）、０よりも大きければデータサイズ候補から単位サイズを減算した値をデータサイズ候補として（ステップＳ５１０）ステップＳ５０４以降の処理を繰り返す。一方、データサイズ候補から単位サイズを減算した値が０よりも大きくなければ、最適データサイズの値を第２ユーザのデータサイズとして決定する（ステップＳ５１１）。

次に、基準ユーザ選択部２０８の動作の第１例について図６を参照して説明する。
基準ユーザ選択部２０８は、送信データ格納部２０７の中から、経過時間タイマー２１４によって付与された、送信データ格納部２０７に到着してからの経過時間が予め決められたしきい値以上であるか否かを判定し（ステップＳ６０１）、経過時間が予め決められたしきい値以上であれば、ユーザ（すなわち、宛先名）が複数であるかを送信データ格納部２０７に格納されているデータによって判定し（ステップＳ６０２）、ユーザが複数である場合にはユーザをランダムに１つ選択する（ステップＳ６０３）。ステップＳ６０２でユーザが１つしかいない場合にはステップＳ６０４に進む。そして、データの宛先端末を基準ユーザとして選択する（ステップＳ６０４）。また、ステップＳ６０１で経過時間しきい値未満である場合には基準ユーザの選択は行わない。
このように、キューの先頭近傍の無線端末局から基準ユーザを選択することにより、ＱｏＳを満たすことができる。

次に、基準ユーザ選択部２０８の動作の第２例について図７を参照して説明する。
基準ユーザ選択部２０８は、送信データ格納部２０７の中にある送信データのうち、送信データ格納部２０７に到着してからの経過時間が最大のデータに対応するユーザを検索し（ステップＳ７０１）、検索した経過時間が最大のユーザを基準ユーザとして選択する（ステップＳ７０２）。
このように、キューに到着してからの経過時間が最大のユーザを基準ユーザとして選択することにより、送信遅延要求を満たすことができる。

次に、基準ユーザ選択部２０８の動作の第３例について図８を参照して説明する。
この第３例では、送信データ格納部２０７は、宛先名、データサイズ、データの他に、ある設定された要求時刻までに送信する必要があることを図示していない送信部から受け取る。送信データ格納部２０７は、この要求時刻から、送信する必要がある残り時間を算出し、宛先名、データサイズ、データ、残り時間を格納している。残り時間は、要求時刻−現時刻によって算出される。現時刻は図示しない時計によって示される。

基準ユーザ選択部２０８は、送信しなければならない時刻までの残り時間と比較するための最小残り時間を初期化し（ステップＳ８０１）、送信データ格納部２０７に格納されたデータを選択する（ステップＳ８０２）。初期化された最小残り時間は、０ではなく予め決められた有限時間である。選択されたデータの送信要求時刻から現時刻を減算した結果を残り時間として計算し（ステップＳ８０３）、計算した残り時間が最小残り時間よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ８０４）。計算した残り時間が最小残り時間よりも小さい場合には、最小残り時間に計算した残り時間を代入し（ステップＳ８０５）、ユーザ情報を記憶する（ステップＳ８０６）。

一方、ステップＳ８０４において、計算した残り時間が最小残り時間よりも小さくない場合には、ステップＳ８０７の処理へ進む。送信データ格納部２０７の中に未計算のデータがあればステップＳ８０２以降の処理を繰り返し、未計算のデータがなければ最小残り時間のユーザを基準ユーザとして選択する（ステップＳ８０７）。
このように、送信要求時間まで残り時間が最も小さいデータの宛先である無線端末局を基準ユーザとすることにより、遅延要求を満たすことができる。

次に、基準ユーザ選択部２０８の動作の第４例について図９を参照して説明する。
基準ユーザ選択部２０８は、送信データ格納部２０７に再送データがあるか否かの判定を行い（ステップＳ９０１）、再送データがあれば再送データの宛先であるユーザを基準ユーザとして選択する（ステップＳ９０２）。なお、再送データは以前にも送信したデータでＡＣＫ信号を受け取っていないものである。

一方、ステップＳ９０１において再送データがなければ、ステップＳ６０１、ステップＳ７０１、または、ステップＳ８０１に進み以降の処理を行う。ステップＳ６０１、ステップＳ７０１、および、ステップＳ８０１以降の処理については、それぞれ図６、図７、図８において説明済みであるため説明は省略する。
このように、再送データの宛先である無線端末局を基準ユーザとすることにより、遅延要求を満たすことができる。

以上の第１の実施形態によれば、基準ユーザのフレーム時間長に対する第２ユーザのフレーム時間長の割合が最も１に近くなるように、第２ユーザのデータサイズを決定することにより、無線空間リソースを高い効率で利用することができる。

（第２の実施形態）
無線基地局１０１に対応する第２の実施形態の無線基地局１０００の概略構成の一例について図１０を参照して説明する。
本実施形態の無線基地局１０００は、第１の実施形態の無線基地局２００にアップデートタイマー１００１とメモリ１００２を追加したものである。
アップデートタイマー１００１は、ステップＳ３０６からステップＳ３１０までの処理をするための間隔を確保する時間を計測する。
メモリ１００２は、ステップＳ３０６からステップＳ３１０までの処理で決定される、基準ユーザ情報と第２ユーザ情報、基準ユーザと第２ユーザの送信モード、および第２ユーザのデータサイズを格納する。
送信制御部１００３は、第１の実施形態での送信制御部２１１の動作の他に、アップデートタイマー１００１の時間を参照してアップデートタイミングであるか否かを判定する。

次に、無線基地局１０００が行う空間多重伝送処理の一例について図１１を参照して説明する。
入力端子からデータが入力されたか否かを判定し（ステップＳ３０１）、データが入力されなければデータの入力を待つ。一方、ステップＳ３０１においてデータが入力されれば、送信データ格納部２０７に入力されたデータを格納し（ステップＳ３０２）、経過時間タイマー２１４を起動する（ステップＳ３０３）。経過時間タイマー２１４を起動した後、送信タイミングタイマー２１０を起動し（ステップＳ３０４）、送信制御部１００３が送信タイミングか否かを判定し（ステップＳ１１０１）、送信タイミングでなければ、送信制御部１００３がアップデートタイミングであるか否かを判定し（ステップＳ１１０２）、アップデートタイミングでなければステップＳ１１０１以降の処理を繰り返す。

ステップＳ１１０２において、アップデートタイミングであれば、基準ユーザ選択部２０８が図３のステップＳ３０６からステップＳ３１０の処理を行い、決定した基準ユーザ情報と第２ユーザ情報、基準ユーザと第２ユーザの送信モード、および第２ユーザのデータサイズをメモリ１００２へ格納し（ステップＳ１１０３）、ステップＳ１１０１以降の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１１０１において送信制御部１００３が送信タイミングであると判定すれば、ステップＳ１１０３でメモリ１００２に格納した基準ユーザ情報と第２ユーザ情報、基準ユーザと第２ユーザの送信モード、および第２ユーザのデータサイズをメモリ１００２から読み出し（ステップＳ１１０４）、基準ユーザのデータサイズとステップＳ１１０４でメモリ１００２から読み出された送信モードにより基準ユーザのフレームの変調と、ステップＳ１１０４でメモリ１００２から読み出された第２ユーザのデータサイズと送信モードにより第２ユーザのフレームの変調を行い（ステップＳ３１１）、変調された基準ユーザのフレームと第２ユーザのフレームを空間多重により送信を行う（ステップＳ３１２）。

以上の第２の実施形態によれば、送信タイミングとなる前に、基準ユーザ情報と第２ユーザ情報、基準ユーザと第２ユーザの送信モード、および第２ユーザのデータサイズを決定することにより、送信タイミングとなった際に処理による遅延なく、フレームの送信を行うことができる。

（第３の実施形態）
無線基地局１０１に対応する第３の実施形態の無線基地局１２００の概略構成の一例について図１２を参照して説明する。
本実施形態の無線基地局１２００は、第１の実施形態の無線基地局２００に上限データサイズ決定部１２０１、第１メモリ１２０２、第２メモリ１２０３を追加して、データサイズ決定部２１２をデータサイズ決定部１２０４に変更したものである。

上限データサイズ決定部１２０１は、宛先ごとに上限データサイズを決定し、この上限データサイズを第２メモリ１２０３に格納する。上限データサイズは、フレーム時間長を計算するために用いられ、データサイズの上限値を示す値である。また上限データサイズ決定部１２０１は受信制御部１２０５からＡＣＫ信号を受け取った旨の信号を受け取り、このＡＣＫ信号に対応する宛先名、この宛先に送信したときの送信モード、この宛先からＡＣＫ信号を受け取った旨の信号を第１メモリ１２０２に格納する。上限データサイズ決定部１２０１は後に図１４を参照して説明する。

第１メモリ１２０２は、宛先名、この宛先に送信したときの送信モード、この宛先から連続してＡＣＫ信号を受け取った連続送信成功回数、この宛先から連続してＡＣＫ信号を受け取らなかった連続送信失敗回数、連続送信成功回数の予め決められたしきい値Ａ、および、連続送信失敗回数の予め決められたしきい値Ｂを格納している。
第２メモリ１２０３は、宛先ごとに対応する上限データサイズを格納している。

データサイズ決定部１２０４は、第１の実施形態でのデータサイズ決定部２１２での、送信モード決定部２１３が決定した基準ユーザの送信モードと、送信データ格納部２０７から取得する基準ユーザのデータサイズに加えて、上限データサイズ決定部１２０１が決定した上限データサイズに基づいて、基準ユーザのフレーム時間長の計算を行う。その他はデータサイズ決定部２１２の動作と同様である。データサイズ決定部１２０４は後に図１５を参照して説明する。

受信制御部１２０５は、第１の実施形態での受信制御部２０５のように、送信データ格納部２０７に格納されている送信済みのデータのＡＣＫ信号を受け取った場合に、送信データ格納部２０７に格納されている対応するデータに送達確認状況を受け取った旨の記述を付加するだけでなく、さらに、上限データサイズ決定部１２０１にＡＣＫ信号を受け取った旨の信号を渡す。

次に、無線基地局１２００が行う空間多重伝送処理の一例について図１３を参照して説明する。
上限データサイズ決定部１２０１は、第２メモリ１２０３に予め決められた上限データサイズの初期値設定を行う（ステップＳ１３０１）。続いて第１の実施形態と同様にステップＳ３０１からステップＳ３０８を行い、その後、データサイズ決定部１２０４が、ステップＳ３０８で決定された基準ユーザの送信モードと基準ユーザのデータサイズに基づいて基準ユーザのフレーム時間長の計算を行う（ステップＳ１３０２）。上限データサイズ決定部１２０１が、第２メモリ１２０３から第２ユーザの上限データサイズを読み出し（ステップＳ１３０３）、データサイズ決定部１２０４に出力する。

データサイズ決定部１２０４が、基準ユーザのフレーム時間長の計算が完了すると、基準ユーザのフレーム時間長に対する第２ユーザのフレーム時間長の割合が１に最も近くなるように、ステップＳ３０８で決定された第２ユーザの送信モードに基づいて、予め決められたデータサイズ最小単位で第２ユーザのデータサイズを決定する（ステップＳ１３０４）。ステップＳ１３０４については後に図１５を参照して説明する。続いて第１の実施形態と同様にステップＳ３１１、ステップＳ３１２を行い、その後、上限データサイズ決定部１２０１は、ステップＳ３１２におけるフレームの空間多重伝送に対する宛先の無線端末局からの送達確認状況を第１メモリ１２０２から取得してこの送達確認状況に基づいて、上限データサイズの更新を行う（ステップＳ１３０５）。

次に、上限データサイズ決定部１２０１が行う上限データサイズの更新処理の一例について図１４を参照して説明する。
上限データサイズ決定部１２０１は、第１メモリ１２０２に格納されている、受信制御部１２０５から入力される空間多重伝送したフレームの宛先無線端末局からの送達確認状況に基づいて、フレームの送信が成功したか否かを判定する（ステップＳ１４０１）。送信成功であれば、連続送信成功回数が予め決められたしきい値Ａ以上であるか否かの判定を行い（ステップＳ１４０２）、しきい値Ａ以上でなければ終了する。一方、しきい値Ａ以上であれば、上限データサイズを予め決められた単位サイズ分だけ増加し（ステップＳ１４０３）、連続送信成功回数カウンタを初期化する（ステップＳ１４０４）。例えば、上限データサイズが８００バイト、単位サイズが２００バイト、しきい値Ａが１０回と決められていた場合には、連続送信成功回数が１０回となった場合に上限データサイズを１０００バイトに更新する。

一方、ステップＳ１４０１において、送信成功でなければ、連続送信失敗回数が予め決められたしきい値Ｂ以上であるか否かの判定を行い（ステップＳ１４０５）、しきい値Ｂ以上でなければ終了する。一方、しきい値Ｂ以上であれば、上限データサイズを予め決められた単位サイズ分だけ減少し（ステップＳ１４０６）、連続送信失敗回数カウンタを初期化する（ステップＳ１４０７）。例えば、上限データサイズが８００バイト、単位サイズが２００バイト、しきい値Ｂが５回と決められていた場合には、連続送信失敗回数が５回となった場合に上限データサイズを６００バイトに更新する。

次に、データサイズ決定部１２０４が行う第２ユーザのデータサイズを決定する処理の一例について図１５を参照して説明する。
データサイズ決定部１２０４は、最適割合を０に初期化し（ステップＳ５０１）、最適データサイズに第２ユーザの上限データサイズを設定する（ステップＳ１５０１）。データサイズ候補に第２ユーザの上限データサイズを設定する（ステップＳ１５０２）。続いて第１の実施形態と同様にステップＳ５０４からステップＳ５１１を行い、第２ユーザのデータサイズを決定する。

以上の第３の実施形態によれば、送信結果に基づいて上限データサイズを予め決めておくことにより最適な伝送を行うことができるようになり、さらに効率の高い空間多重伝送を行うことができる。

（第４の実施形態）
無線基地局１０１に対応する第４の実施形態の無線基地局１６００の概略構成の一例について図１６を参照して説明する。
本実施形態の無線基地局１６００は、第３の実施形態の無線基地局１２００に含まれるデータサイズ決定部１２０４をフレーム集約数決定部１６０３に変更し、上限データサイズ決定部１２０１を上限フレーム集約数決定部１６０１に変更し、第２メモリ１２０３を第２メモリ１６０２に変更したものである。

上限フレーム集約数決定部１６０１は、宛先ごとに上限フレーム集約数を決定し、この上限フレーム集約数を第２メモリ１６０２に格納する。フレーム集約数とは、同一の宛先にデータをまとめて送信する場合、まとめて送信するフレーム数を示す。上限フレーム集約数は、フレーム時間長を計算するために用いられ、フレーム集約数の上限値を示す値である。また上限フレーム集約数決定部１６０１は受信制御部１２０５からＡＣＫ信号を受け取った旨の信号を受け取り、このＡＣＫ信号に対応する宛先名、この宛先に送信したときの送信モード、この宛先からＡＣＫ信号を受け取った旨の信号を第１メモリ１２０２に格納する。上限フレーム集約数決定部１６０１は後に図１８を参照して説明する。

第２メモリ１６０２は、宛先ごとに対応する上限フレーム集約数を格納している。

フレーム集約数決定部１６０３は、第１の実施形態でのデータサイズ決定部２１２での、送信モード決定部２１３が決定した基準ユーザの送信モードと、送信データ格納部２０７から取得する基準ユーザのデータサイズに加えて、上限フレーム集約数決定部１６０１が決定した上限フレーム集約数に基づいて、基準ユーザのフレーム時間長の計算を行う。フレーム集約数決定部１６０３は後に図１９を参照して説明する。

受信制御部１２０５は、第１の実施形態での受信制御部２０５のように、送信データ格納部２０７に格納されている送信済みのデータのＡＣＫ信号を受け取った場合に、送信データ格納部２０７に格納されている対応するデータに送達確認状況を受け取った旨の記述を付加するだけでなく、さらに、上限フレーム集約数決定部１６０１にＡＣＫ信号を受け取った旨の信号を渡す。

次に、無線基地局１６００が行う空間多重伝送処理の一例について図１７を参照して説明する。
上限フレーム集約数決定部１６０１は、第２メモリ１６０２に予め決められた上限フレーム集約数の初期値設定を行う（ステップＳ１７０１）。続いて第１の実施形態と同様にステップＳ３０１からステップＳ３０８を行い、その後、上限フレーム集約数決定部１６０１は、第２メモリ１６０２から、基準ユーザの上限フレーム集約数と、第２ユーザの上限フレーム集約数とを読み出し（ステップＳ１７０２）、フレーム集約数決定部１６０３に出力する。フレーム集約数決定部１６０３は、ステップＳ３０８で決定された基準ユーザの送信モードとステップＳ１７０２で読み出された基準ユーザの上限フレーム集約数に基づいて基準ユーザのフレーム時間長の計算を行う（ステップＳ１７０３）。基準ユーザのフレーム時間長の計算が完了すると、基準ユーザのフレーム時間長に対する第２ユーザのフレーム時間長が１に最も近くなるように、ステップＳ３０８で決定された第２ユーザの送信モードに基づいて、第２ユーザのフレーム集約数を決定する（ステップＳ１７０４）。

ステップＳ１７０４において第２ユーザのフレーム集約数が決定すると、基準ユーザのフレーム集約数とステップＳ３０８で決定された送信モードにより基準ユーザのフレームの変調と、ステップＳ１７０４で決定された第２ユーザのフレーム集約数とステップＳ３０８で決定された送信モードにより第２ユーザのフレームの変調を行い（ステップＳ３１１）、変調された基準ユーザのフレームと第２ユーザのフレームを空間多重により送信を行う（ステップＳ３１２）。ステップＳ３１２におけるフレームの空間多重伝送に対する宛先の無線端末局からの送達確認状況を第１メモリ１２０２から取得してこの送達確認状況に基づいて、上限フレーム集約数決定部１６０１は上限フレーム集約数の更新を行う（ステップＳ１７０５）。

次に、上限フレーム集約数決定部１６０１が行う上限フレーム集約数の更新処理の一例について図１８を参照して説明する。
上限フレーム集約数決定部１６０１は、第１メモリ１２０２に格納されている、受信制御部１２０５から入力される空間多重伝送したフレームの宛先無線端末局からの送達確認状況に基づいて、フレームの送信が成功したか否かを判定する（ステップＳ１４０１）。送信成功であれば、連続送信成功回数が予め決められたしきい値Ａ以上であるか否かの判定を行い（ステップＳ１４０２）、しきい値Ａ以上でなければ終了する。一方、しきい値Ａ以上であれば、上限フレーム集約数を予め決められた単位個数だけ増加し（ステップＳ１８０１）、連続送信成功回数カウンタを初期化する（ステップＳ１４０４）。例えば、上限フレーム集約数が４、単位個数が２、しきい値Ａが１０回と決められていた場合には、連続送信成功回数が１０回となった場合に上限フレーム集約数を６に更新する。

一方、ステップＳ１４０１において、送信成功でなければ、連続送信失敗回数が予め決められたしきい値Ｂ以上であるか否かの判定を行い（ステップＳ１４０５）、しきい値Ｂ以上でなければ終了する。一方、しきい値Ｂ以上であれば、上限フレーム集約数を予め決められた単位個数だけ減少し（ステップＳ１８０２）、連続送信失敗回数カウンタを初期化する（ステップＳ１４０７）。例えば、上限フレーム集約数が４、単位個数が２、しきい値Ｂが５回と決められていた場合には、連続送信失敗回数が５回となった場合に上限フレーム集約数を２に更新する。

次に、フレーム集約数決定部１６０３が行う第２ユーザのフレーム集約数を決定する処理の一例について図１９を参照して説明する。
フレーム集約数決定部１６０３は、最適割合を０に初期化し（ステップＳ５０１）、最適フレーム集約数に第２ユーザの上限フレーム集約数を設定する（ステップＳ１９０１）。フレーム集約数候補に第２ユーザの上限フレーム集約数を設定し（ステップＳ１９０２）、フレーム集約数候補と送信モードによりフレーム時間長を計算する（ステップＳ１９０３）。続いて第１の実施形態と同様にステップＳ５０５からステップＳ５０７を行い、その後、最適フレーム集約数にフレーム集約数候補を代入する（ステップＳ１９０４）。一方、ステップＳ５０６において計算した割合から１を減算した値の絶対値が最適割合から１を減算した値の絶対値よりも小さくなければ、ステップＳ１９０５の処理へ進む。フレーム集約数候補から単位個数を減算した値が０よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ１９０５）、０よりも大きければフレーム集約数候補から単位個数を減算した値をフレーム集約数候補として（ステップＳ１９０６）、ステップＳ１９０３以降の処理を繰り返す。一方、フレーム集約数候補から単位サイズを減算した値が０よりも大きくなければ、最適フレーム集約数の値を第２ユーザのフレーム集約数として決定する（ステップＳ１９０７）。

以上の第４の実施形態によれば、アグリゲーションによる送信において、基準ユーザのフレーム時間長に近くなるように、決められた送信モードから第２ユーザのアグリゲーション数を決定することにより、無線空間リソースを高い効率で利用することができる。

（第５の実施形態）
無線基地局１０１に対応する無線基地局２０００の概略構成の一例について図２０を参照して説明する。
本実施形態の無線基地局２０００は、第１の実施形態の無線基地局２００に分配部２００３を追加し、第２ユーザ選択部２０９を第２ユーザ選択部２００１に置き換え、送信制御部２１１を送信制御部２００２に置き換え、送信データ格納部２０７、送信タイミングタイマー２１０、経過時間タイマー２１４をそれぞれ、第１−第４送信データ格納部２０７、第１−第４送信タイミングタイマー２１０、第１−第４経過時間タイマー２１４に置き換えたものである。

第２ユーザ選択部２００１は、基準ユーザと同一のキューに格納されたデータの宛先無線端末局の中から第２ユーザの選択を行う。

送信制御部２００２は、送信タイミングであると判定した場合に、その旨の信号を基準ユーザ選択部２０８および第２ユーザ選択部２００１に渡す。

分配部２００３は、データを入力して、データを第１−第４送信データ格納部２０７のどの格納部へ分配するかを決定する。分配部２００３は、無線端末局宛てのデータをトラフィックの種別ごとに分配する。例えばトラフィック種別が１の送信データの場合には、第１送信データ格納部２０７に送信データを格納させる。

次に、無線基地局２０００が行う空間多重伝送処理の一例について図２１を参照して説明する。
分配部２００３が、入力端子からデータが入力されたか否かを判定し（ステップＳ３０１）、データが入力されなければデータの入力を待つ。一方、ステップＳ３０１においてデータが入力されれば、分配部２００３が入力されたデータのトラフィック種別の判定を行い（ステップＳ２１０１）、トラフィック種別がＬ（Ｌは１，２，３，４のいずれか）であれば、第Ｌ送信データ格納部２０７に、入力されたデータを格納し（ステップＳ３０２）、第Ｌ経過時間タイマー２１４の起動（ステップＳ３０３）と第Ｌ送信タイミングタイマー２１０の起動（ステップＳ３０４）を行う。送信制御部２００２が、送信タイミングタイマー２１０の起動が終了すると、送信タイミングか否かを判定する（ステップＳ３０５）。

一方、ステップＳ３０５において送信タイミングであれば、基準ユーザ選択部２０８は送信データ格納部２０７に格納されたデータの経過時間に基づいて基準ユーザの選択を行う（ステップＳ３０６）。基準ユーザ選択部２０８による基準ユーザの選択が完了すると、第２ユーザ選択部２００１が、基準ユーザと同一のキューに格納されたデータの宛先無線端末局の中から第２ユーザの選択を行う（ステップＳ２１０２）。続いて第１の実施形態と同様にステップＳ３０８からステップＳ３１２を行う。

次に、２つ目以降のデータを取得する場合について図２２を参照して説明する。
分配部２００３が、ステップＳ３０１で最初のデータを取得した後、入力端子からデータが入力されたか否かを判定し（ステップＳ４０１）、データが入力されなければステップＳ３０５以降の処理を繰り返す。一方、ステップＳ４０１においてデータが入力されれば、分配部２００３が入力されたデータのトラフィック種別の判定を行い（ステップＳ２１０１）、トラフィック種別Ｌであれば、第Ｌ送信データ格納部２０７に入力されたデータを格納し（ステップＳ４０２）、第Ｌ経過時間タイマー２１４の起動（ステップＳ４０３）を行う。
図２２のフローは、分配部２００３が、図２１のステップＳ３０１で入力された送信データのＡＣＫ信号を取得するまでの間に行う。ステップＳ３０１で入力された送信データのＡＣＫ信号を取得した場合には、再び図２１のステップＳ３０１から動作が始まる。

次に、図２０に示す基準ユーザ選択部２０８が行う、基準ユーザの選択を行う処理の一例について図２３を参照して説明する。基準ユーザ選択部２０８が第１無線端末局を選択する際に用いる経過時間は、送信データ格納部２０７ごとに異なる。

基準ユーザ選択部２０８は、トラフィック種別１が送信タイミングとなったか否かを判定し（ステップＳ２３０１）、トラフィック種別１が送信タイミングであればステップＳ６０１、ステップＳ７０１、ステップＳ８０１、または、ステップＳ９０１へ進む（ステップＳ２３０５）。トラフィック種別１が送信タイミングでない場合には、トラフィック種別２が送信タイミングとなったか否かを判定し（ステップＳ２３０２）、トラフィック種別２が送信タイミングであればステップＳ２３０５へ進む。トラフィック種別２が送信タイミングでない場合には、トラフィック種別３が送信タイミングとなったか否かを判定し（ステップＳ２３０３）、トラフィック種別３が送信タイミングであればステップＳ２３０５へ進む。トラフィック種別３が送信タイミングでない場合には、トラフィック種別４が送信タイミングとなったか否かを判定し（ステップＳ２３０４）、トラフィック種別４が送信タイミングであればステップＳ２３０５へ進み、トラフィック種別４が送信タイミングでなければステップＳ２３０１へ戻る。

以上の第５の実施形態によれば、複数のキューを備える場合でも、基準ユーザのフレーム時間長に対する第２ユーザのフレーム時間長の割合が最も１に近くなるように、第２ユーザのデータサイズを決定することにより、無線空間リソースを高い効率で利用することができると共に、空間多重する端末を同一のキューから選択することにより、処理を簡単化することができる。

また、キューごとに異なる経過時間に基づいて基準ユーザを選択することにより、データの遅延要求に応じて基準ユーザを選択することができ、ＱｏＳを達成することができる。

（第６の実施形態）
無線基地局１０１に対応する無線基地局２４００の概略構成の一例について図２４を参照して説明する。
本実施形態の無線基地局２４００は、第５の実施形態の無線基地局２０００に、上限データサイズ決定部１２０１、第１メモリ１２０２、および、第２メモリ１２０３を追加し、第５の実施形態の無線基地局２０００のデータサイズ決定部２１２をデータサイズ決定部１２０４に、受信制御部２０５を受信制御部１２０５に変更したものである。

次に、無線基地局２４００が行う空間多重伝送処理の一例について図２５を参照して説明する。
上限データサイズ決定部１２０１は、第２メモリ１２０３に予め決められた上限データサイズの初期値設定を行う（ステップＳ１３０１）。続いて、分配部２００３が、入力端子からデータが入力されたか否かを判定し（ステップＳ３０１）、データが入力されなければデータの入力を待つ。一方、ステップＳ３０１においてデータが入力されれば、分配部２００３が入力されたデータのトラフィック種別の判定を行い（ステップＳ２１０１）、トラフィック種別がＬ（Ｌは１，２，３，４のいずれか）であれば、第Ｌ送信データ格納部２０７に、入力されたデータを格納し（ステップＳ３０２）、第Ｌ経過時間タイマー２１４の起動（ステップＳ３０３）と第Ｌ送信タイミングタイマー２１０の起動（ステップＳ３０４）を行う。送信制御部２００２が、送信タイミングタイマー２１０の起動が終了すると、送信タイミングか否かを判定する（ステップＳ３０５）。

一方、ステップＳ３０５において送信タイミングであれば、基準ユーザ選択部２０８は送信データ格納部２０７に格納されたデータの経過時間に基づいて基準ユーザの選択を行う（ステップＳ３０６）。基準ユーザ選択部２０８による基準ユーザの選択が完了すると、第２ユーザ選択部２００１が、基準ユーザと同一のキューに格納されたデータの宛先無線端末局の中から第２ユーザの選択を行う（ステップＳ２１０２）。基準ユーザと第２ユーザの選択が完了すると、送信モード決定部２１３はステップＳ３０６で選択された基準ユーザとステップＳ２１０２で選択された第２ユーザの送信モードを決定する（ステップＳ３０８）。データサイズ決定部１２０４が、ステップＳ３０８で決定された基準ユーザの送信モードと基準ユーザのデータサイズに基づいて基準ユーザのフレーム時間長の計算を行う（ステップＳ１３０２）。上限データサイズ決定部１２０１が、第２メモリ１２０３から第２ユーザの上限データサイズを読み出し（ステップＳ１３０３）、データサイズ決定部１２０４に出力する。

データサイズ決定部１２０４が、基準ユーザのフレーム時間長の計算が完了すると、基準ユーザのフレーム時間長に対する第２ユーザのフレーム時間長の割合が１に最も近くなるように、ステップＳ３０８で決定された第２ユーザの送信モードに基づいて、予め決められたデータサイズ最小単位で第２ユーザのデータサイズを決定する（ステップＳ１３０４）。続いて第１の実施形態と同様にステップＳ３１１、ステップＳ３１２を行い、その後、上限データサイズ決定部１２０１は、ステップＳ３１２におけるフレームの空間多重伝送に対する宛先の無線端末局からの送達確認状況を第１メモリ１２０２から取得してこの送達確認状況に基づいて、上限データサイズの更新を行う（ステップＳ１３０５）。

以上の第６の実施形態によれば、複数のキューを備える場合でも、送信結果に基づいて上限データサイズを予め決めておくことにより、無線端末局が基準ユーザとなった場合に最適な伝送を行うことができるようになり、さらに効率の高い空間多重伝送を行うことができる。

（第７の実施形態）
無線基地局１０１に対応する無線基地局２６００の概略構成の一例について図２６を参照して説明する。
本実施形態の無線基地局２６００は、第５の実施形態の無線基地局２０００に、上限フレーム集約数決定部１６０１、第１メモリ１２０２、第２メモリ１６０２を追加し、第５の実施形態の無線基地局２０００のデータサイズ決定部２１２をフレーム集約数決定部１６０３に、受信制御部２０５を受信制御部１２０５に変更したものである。

次に、無線基地局２６００が行う空間多重伝送処理の一例について図２７を参照して説明する。
上限フレーム集約数決定部１６０１は、第２メモリ１６０２に予め決められた上限フレーム集約数の初期値設定を行う（ステップＳ１７０１）。続いて、分配部２００３が、入力端子からデータが入力されたか否かを判定し（ステップＳ３０１）、データが入力されなければデータの入力を待つ。一方、ステップＳ３０１においてデータが入力されれば、分配部２００３が入力されたデータのトラフィック種別の判定を行い（ステップＳ２１０１）、トラフィック種別がＬ（Ｌは１，２，３，４のいずれか）であれば、第Ｌ送信データ格納部２０７に、入力されたデータを格納し（ステップＳ３０２）、第Ｌ経過時間タイマー２１４の起動（ステップＳ３０３）と第Ｌ送信タイミングタイマー２１０の起動（ステップＳ３０４）を行う。送信制御部２００２が、送信タイミングタイマー２１０の起動が終了すると、送信タイミングか否かを判定する（ステップＳ３０５）。

一方、ステップＳ３０５において送信タイミングであれば、基準ユーザ選択部２０８は送信データ格納部２０７に格納されたデータの経過時間に基づいて基準ユーザの選択を行う（ステップＳ３０６）。基準ユーザ選択部２０８による基準ユーザの選択が完了すると、第２ユーザ選択部２００１が、基準ユーザと同一のキューに格納されたデータの宛先無線端末局の中から第２ユーザの選択を行う（ステップＳ２１０２）。基準ユーザと第２ユーザの選択が完了すると、送信モード決定部２１３はステップＳ３０６で選択された基準ユーザとステップＳ２１０２で選択された第２ユーザの送信モードを決定する（ステップＳ３０８）。

上限フレーム集約数決定部１６０１は、第２メモリ１６０２から、基準ユーザの上限フレーム集約数と、第２ユーザの上限フレーム集約数とを読み出し（ステップＳ１７０２）、フレーム集約数決定部１６０３に出力する。フレーム集約数決定部１６０３は、ステップＳ３０８で決定された基準ユーザの送信モードとステップＳ１７０２で読み出された基準ユーザの上限フレーム集約数に基づいて基準ユーザのフレーム時間長の計算を行う（ステップＳ１７０３）。基準ユーザのフレーム時間長の計算が完了すると、基準ユーザのフレーム時間長に対する第２ユーザのフレーム時間長が１に最も近くなるように、ステップＳ３０８で決定された第２ユーザの送信モードに基づいて、第２ユーザのフレーム集約数を決定する（ステップＳ１７０４）。

ステップＳ１７０４において第２ユーザのフレーム集約数が決定すると、基準ユーザのフレーム集約数とステップＳ３０８で決定された送信モードにより基準ユーザのフレームの変調と、ステップＳ１７０４で決定された第２ユーザのフレーム集約数とステップＳ３０８で決定された送信モードにより第２ユーザのフレームの変調を行い（ステップＳ３１１）、変調された基準ユーザのフレームと第２ユーザのフレームを空間多重により送信を行う（ステップＳ３１２）。ステップＳ３１２におけるフレームの空間多重伝送に対する宛先の無線端末局からの送達確認状況を第１メモリ１２０２から取得してこの送達確認状況に基づいて、上限フレーム集約数決定部１６０１は上限フレーム集約数の更新を行う（ステップＳ１７０５）。

以上の第７の実施形態によれば、複数のキューを備える場合でも、アグリゲーションによる送信において、基準ユーザのフレーム時間長に近くなるように、決められた送信モードから第２ユーザのアグリゲーション数を決定することにより、無線空間リソースを高い効率で利用することができる。

（第８の実施形態）
無線基地局１０１に対応する第８の実施形態の無線基地局２８００の概略構成の一例について図２８を参照して説明する。
本実施形態の無線基地局２８００は、第１の実施形態の無線基地局２００にチャネル情報受信部２８０１とチャネル相関計算部２８０２とを追加し、無線基地局２００の第２ユーザ選択部２０９が第２ユーザ選択部２８０３に変更され、受信制御部２０５が受信制御部２８０４に変更されている。

チャネル情報受信部２８０１は、無線基地局２８００から宛先無線端末局にテストフレームを送信し、宛先無線端末局の伝送路特性をフィードバックしチャネル情報を取得する。このチャネル情報には宛先無線端末局でのＳＮＲ（信号対雑音比）も含んでいる。

チャネル相関計算部２８０２は、基準ユーザと第２ユーザの組合せごとに、チャネル情報受信部２８０１から取得した基準ユーザのチャネル情報と第２ユーザ候補のチャネル情報から基準ユーザと第２ユーザとのチャネル相関を計算する。

第２ユーザ選択部２８０３は、チャネル相関計算部２８０２が計算した複数のチャネル相関値のうち、最小のチャネル相関値に対応する第２ユーザ候補を選択する。

次に、図２８に示す無線基地局２８００と無線端末局１０６および無線端末局１０９との間の伝送路の状態について図２９を参照して説明する。
２９０１〜２９１６は無線基地局２８００の所定アンテナと無線端末局１０６または無線端末局１０９の所定アンテナとの伝送路特性を示している。詳細を以下に示す。
２９０１は第１アンテナ２９２１と第１アンテナ２９２５との間の伝送路特性ｈ^６ _１１
２９０２は第２アンテナ２９２２と第１アンテナ２９２５との間の伝送路特性ｈ^６ _２１
２９０３は第３アンテナ２９２３と第１アンテナ２９２５との間の伝送路特性ｈ^６ _３１
２９０４は第４アンテナ２９２４と第１アンテナ２９２５との間の伝送路特性ｈ^６ _４１
２９０５は第１アンテナ２９２１と第２アンテナ２９２６との間の伝送路特性ｈ^６ _１２
２９０６は第２アンテナ２９２２と第２アンテナ２９２６との間の伝送路特性ｈ^６ _２２
２９０７は第３アンテナ２９２３と第２アンテナ２９２６との間の伝送路特性ｈ^６ _３２
２９０８は第４アンテナ２９２４と第２アンテナ２９２６との間の伝送路特性ｈ^６ _４２
２９０９は第１アンテナ２９２１と第１アンテナ２９２７との間の伝送路特性ｈ^９ _１１
２９１０は第２アンテナ２９２２と第１アンテナ２９２７との間の伝送路特性ｈ^９ _２１
２９１１は第３アンテナ２９２３と第１アンテナ２９２７との間の伝送路特性ｈ^９ _３１
２９１２は第４アンテナ２９２４と第１アンテナ２９２７との間の伝送路特性ｈ^９ _４１
２９１３は第１アンテナ２９２１と第２アンテナ２９２８との間の伝送路特性ｈ^９ _１２
２９１４は第２アンテナ２９２２と第２アンテナ２９２８との間の伝送路特性ｈ^９ _２２
２９１５は第３アンテナ２９２３と第２アンテナ２９２８との間の伝送路特性ｈ^９ _３２
２９１６は第４アンテナ２９２４と第２アンテナ２９２８との間の伝送路特性ｈ^９ _４２
次に、チャネル相関計算部２８０２、第２ユーザ選択部２８０３が行う第２ユーザの選択を行う処理の一例について図３０を参照して説明する。
チャネル相関計算部２８０２は、最小相関組合せを記憶する変数を初期化し（ステップＳ３００１）、チャネル情報受信部２８０１から基準ユーザのチャネル情報を取得する（ステップＳ３００２）。ステップＳ３００１では、例えば、最小相関値を記憶する変数をＣ（ｍｉｎ）とすると、
Ｃ（ｍｉｎ）＝無限大 ・・・（式７）
とする。またステップＳ３００２では、例えば、基準ユーザを図２９に示す無線端末局１０６であるとすると、

を取得する。次に、チャネル相関計算部２８０２が、基準ユーザと第２ユーザ候補の組合せを算出し（ステップＳ３００３）、チャネル情報受信部２８０１から第２ユーザ候補のチャネル情報を取得する（ステップＳ３００４）。例えば、基準ユーザを図２９に示す無線端末局１０６であるとすると、ステップＳ３００３で算出される基準ユーザと第２ユーザの組合せは、｛６，１｝、｛６，２｝、・・・、｛６，１，２｝、｛６，１，３｝、・・・、のようになる。またステップＳ３００４では、例えば、第２ユーザを図２９に示す無線端末局１０９であるとすると、

を取得する。チャネル相関計算部２８０２は、ステップＳ３００３で算出される基準ユーザと第２ユーザの組合せごとに、ステップＳ３００２で取得した基準ユーザのチャネル情報とステップＳ３００４で取得した第２ユーザ候補のチャネル情報からチャネル相関を計算する（ステップＳ３００５）。例えば、ユーザ数が２（ユーザｉとユーザｊ）の場合のチャネル相関は、

で計算されるので、基準ユーザを無線端末局１０６、第２ユーザを無線端末局１０９とした場合には、チャネル相関は

で計算される。また、ユーザ数が３以上の場合のチャネル相関は、例えば、T. F. Maciel and A. Klein, “A low-complexity SDMA grouping strategy for the downlink of multi-user MIMO systems,” The 17th Annual IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC ’06), pp.1-5, Sept. 2006. に記載された式（１１）で計算される。チャネル相関計算部２８０２が、計算したチャネル相関が最小チャネル相関値Ｃ（ｍｉｎ）よりも小さいか否かを判定し（ステップＳ３００６）、計算したチャネル相関が最小チャネル相関値よりも小さい場合には、最小チャネル相関値に計算したチャネル相関を代入し（ステップＳ３００７）、ユーザの組合せを記憶する（ステップＳ３００８）。

一方、ステップＳ３００６で、計算したチャネル相関が最小チャネル相関値よりも小さくない場合には、ステップＳ３００９の処理へ進む。第２ユーザ選択部２８０３は、未計算の組合せがあるか否かを判定し（ステップＳ３００９）、未計算の組合せがあればステップＳ３００３以降の処理を繰り返す。未計算の組合せがない場合には、最小チャネル相関値となるユーザ組合せの第２ユーザ候補を第２ユーザとして選択する（ステップＳ３０１０）。

以上の第８の実施形態によれば、チャネル情報に基づいて空間多重ユーザを選択することにより、空間相関の低いユーザを選択することができ、ユーザ間干渉を低減することができるので、伝送特性を向上することができる。

（第９の実施形態）
無線基地局１０１に対応する第９の実施形態の無線基地局３１００の概略構成の一例について図３１を参照して説明する。
本実施形態の無線基地局３１００は、第８の実施形態のチャネル相関計算部２８０２をチャネル容量計算部３１０１に変更し、第２ユーザ選択部２８０３を第２ユーザ選択部３１０２に変更したものである。

チャネル容量計算部３１０１は、基準ユーザと第２ユーザの組合せごとに、チャネル情報受信部２８０１から取得した基準ユーザのチャネル情報と第２ユーザ候補のチャネル情報からチャネル容量を計算する。

第２ユーザ選択部３１０２は、チャネル容量計算部３１０１が計算した複数のチャネル容量のうち、最大チャネル容量となるユーザ組合せの第２ユーザ候補を第２ユーザとして選択する。

次に、チャネル容量計算部３１０１、第２ユーザ選択部３１０２が行う第２ユーザの選択を行う処理の一例について図３２を参照して説明する。
チャネル容量計算部３１０１は、最大チャネル容量を記憶する変数を初期化し（ステップＳ３２０１）、チャネル情報受信部２８０１から基準ユーザのチャネル情報を取得する（ステップＳ３２０２）。ステップＳ３２０１では、例えば、最大チャネル容量を記憶する変数をＣａｐ（ｍａｘ）とすると、
Ｃａｐ（ｍａｘ）＝０ ・・・（式１２）
とする。またステップＳ３２０２では、例えば、基準ユーザを図２９に示す無線端末局１０６であるとすると、基準ユーザのチャネル情報として、

を取得する。次に、チャネル容量計算部３１０１が、基準ユーザと第２ユーザ候補の組合せを選択し（ステップＳ３００３）、チャネル情報受信部２８０１から第２ユーザ候補のチャネル情報を取得する（ステップＳ３２０３）。例えば、基準ユーザを図２９に示す無線端末局１０６であるとすると、基準ユーザと第２ユーザの組合せは、｛６，１｝、｛６，２｝、・・・、｛６，１，２｝、｛６，１，３｝、・・・、のようになる。またステップＳ３２０３では、例えば、第２ユーザを図２９に示す無線端末局１０９であるとすると、第２ユーザのチャネル情報として、

を取得する。チャネル容量計算部３１０１は、ステップＳ３２０２で取得した基準ユーザのチャネル情報とステップＳ３２０３で取得した第２ユーザ候補のチャネル情報からチャネル容量を計算する（ステップＳ３２０４）。例えば、基準ユーザを無線端末局１０６、第２ユーザを無線端末局１０９とした場合のチャネル行列は、

で表され、チャネル容量は、

で計算される。ここで、Ｍ_Ｒは受信アンテナの総数を、Ｍ_Ｔは送信アンテナの総数を、Ｅ_Ｓは送信電力を、Ｎ_０は雑音電力を表す。チャネル容量計算部３１０１が、計算したチャネル容量Ｃが最大チャネル容量Ｃａｐ（ｍａｘ）よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ３２０５）、計算したチャネル容量が最大チャネル容量よりも大きい場合には、最大チャネル容量に計算したチャネル容量を代入し（ステップＳ３２０６）、ユーザの組合せを記憶する（ステップＳ３００８）。

一方、ステップＳ３２０５で計算したチャネル容量が最大チャネル容量よりも大きくない場合には、ステップＳ３００９の処理へ進む。第２ユーザ選択部３１０２は、未計算の組合せがあるか否かを判定し（ステップＳ３００９）、未計算の組合せがあればステップＳ３００３以降の処理を繰り返す。未計算の組合せがない場合には、最大チャネル容量となるユーザ組合せの第２ユーザ候補を第２ユーザとして選択する（ステップＳ３２０９）。

第９の実施形態によれば、チャネル情報から計算されるチャネル容量が最大となる組合せの無線端末局を空間多重ユーザとして選択することにより、ネットワークのスループットを最大化することができる。

（第１０の実施形態）
無線基地局１０１に対応する第１０の実施形態の無線基地局３３００の概略構成の一例について図３３を参照して説明する。
本実施形態の無線基地局３３００は、第９の実施形態の無線基地局３１００にチャネル情報符号化部３３０１を追加し、第２ユーザ選択部３１０２を第２ユーザ選択部３３０２に変更したものである。

チャネル情報符号化部３３０１は、チャネル情報受信部２８０１から取得した基準ユーザと第２ユーザ候補のチャネル情報を用いて、基準ユーザと第２ユーザ候補を空間多重した場合のチャネル情報に対して、符号化処理を行う。チャネル情報符号化部３３０１は、例えばブロック直交化方式、ダーティーペーパーコーディング方式によりチャネル情報の符号化を行う。ブロック直交化方式またはダーティーペーパーコーディング方式によりプレコーディングすることにより、ユーザを直交化することができ、ユーザ間干渉を低減して伝送特性が向上する。

次に、チャネル情報符号化部３３０１、チャネル容量計算部３１０１、第２ユーザ選択部３３０２が行う第２ユーザの選択を行う処理の一例について図３４を参照して説明する。
図３４のステップＳ３２０１、Ｓ３２０２、Ｓ３００３、Ｓ３２０３は、図３２を参照して上記に説明したものと同様である。その後、チャネル情報符号化部３３０１が、基準ユーザと第２ユーザ候補のチャネル情報を用いて、基準ユーザと第２ユーザ候補を空間多重した場合のチャネル情報に対して、符号化処理を行う（ステップＳ３４０１）。例えば、基準ユーザを無線端末局１０６、第２ユーザを無線端末局１０９とした場合のチャネル行列は、

で表され、

となるようなウェイトベクトルｗを乗算することにより、符号化処理を行う。チャネル容量計算部３１０１は、ステップＳ３４０１で符号化したチャネル情報からチャネル容量を計算する（ステップＳ３２０４）。チャネル容量は、

で計算される。ここで、Ｍ_Ｒは受信アンテナの総数を、Ｍ_Ｔは送信アンテナの総数を、Ｅ_Ｓは送信電力を、Ｎ_０は雑音電力を表す。この後の図３４のステップＳ３２０４〜Ｓ３２０６、Ｓ３００８、Ｓ３００９、Ｓ３２０９は、図３２を参照して上記に説明したものと同様である。

以上の第１０の実施形態によれば、チャネル情報の事前符号化（プレコーディング）を行うことにより、さらにユーザ間干渉を低減することができ、伝送特性を向上させることができる。

（第１１の実施形態）
無線基地局１０１に対応する第１１の実施形態の無線基地局３５００の概略構成の一例について図３５を参照して説明する。
本実施形態の無線基地局３５００は、第９の実施形態の無線基地局３１００に含まれる送信モード決定部２１３を送信モード決定部３５０１に変更したものである。

送信モード決定部３５０１は、チャネル情報受信部２８０１が取得した基準ユーザのチャネル情報と第２ユーザのチャネル情報に基づいて基準ユーザが受信するチャネル情報を計算し、計算したチャネル情報から基準ユーザが受信するチャネル容量を計算する。また同様に、第２ユーザが受信するチャネル情報を計算し、計算したチャネル情報から第２ユーザが受信するチャネル容量を計算する。また送信モード決定部３５０１は、それぞれ伝送速度を計算し、それぞれのユーザにとっての伝送速度以下で最大の伝送速度となる送信モードを選択する。

次に、送信モード決定部３５０１が行う送信モード決定処理の一例について図３６を参照して説明する。
送信モード決定部３５０１が、チャネル情報受信部２８０１が取得した基準ユーザのチャネル情報と第２ユーザのチャネル情報に基づいて基準ユーザが受信するチャネル情報を計算し（ステップＳ３６０１）、計算したチャネル情報から基準ユーザが受信するチャネル容量を計算する（ステップＳ３６０２）。例えば、ステップＳ３６０１で計算したチャネル情報が

であるとすると、ステップＳ３６０２でチャネル容量は、

のように計算される。ここで、Ｍ_Ｒは受信アンテナの総数を、Ｍ_Ｔは送信アンテナの総数を、Ｅ_６は基準ユーザに割当てられる送信電力を、Ｎ_０は雑音電力を表す。続いて、計算したチャネル容量と予め決められた帯域幅を乗算することにより伝送速度を計算し（ステップＳ３６０３）、計算した伝送速度以下で最大の伝送速度となる送信モードを選択する（ステップＳ３６０４）。ステップＳ３６０３では、例えば、予め決められた帯域幅をＢとすると、伝送速度は
ＢＣ_６ ・・・（式２２）
のように計算される。いま、ＭＣＳがｋの伝送速度をＲ（ｋ）とすると、
Ｒ（ｋ）≦ＢＣ_６−α＜Ｒ（ｋ＋１） ・・・（式２３）
を満たすＭＣＳであるｋを選択する。次に、チャネル情報受信部２８０１から基準ユーザのチャネル情報と第２ユーザのチャネル情報に基づいて第２ユーザが受信するチャネル情報を計算し（ステップＳ３６０５）、計算したチャネル情報から第２ユーザが受信するチャネル容量を計算する（ステップＳ３６０６）。例えば、ステップＳ３６０５で計算したチャネル情報が

であるとすると、ステップＳ３６０６でチャネル容量は、

のように計算される。ここで、Ｍ_Ｒは受信アンテナの総数を、Ｍ_Ｔは送信アンテナの総数を、Ｅ_９は第二ユーザに割当てられる送信電力を、Ｎ_０は雑音電力を表す。続いて、計算したチャネル容量と予め決められた帯域幅を乗算することにより伝送速度を計算し（ステップＳ３６０７）、計算した伝送速度以下で最大の伝送速度となる送信モードを選択する（ステップＳ３６０８）。予め決められた帯域幅をＢとすると、伝送速度は
ＢＣ_９ ・・・（式２６）
のように計算される。いま、ＭＣＳがｊの伝送速度をＲ（ｊ）とすると、
Ｒ（ｊ）≦ＢＣ_９−α＜Ｒ（ｊ＋１） ・・・（式２７）
を満たすＭＣＳであるｊを選択する。続いて、送信モード未計算の第２ユーザがあるか否かを判定し（ステップＳ３６０９）、送信モード未計算の第２ユーザがあればステップＳ３６０５以降の処理を繰り返す。一方、送信モード未計算の第２ユーザがなければ終了する。

以上の第１１の実施形態によれば、チャネル容量と帯域幅を乗算することにより得られる伝送速度以下の伝送速度に対応する送信モードを選択することにより、ユーザ干渉があった場合でも送信可能な送信モードを選択することができ、ネットワークの伝送特性が向上する。

（第１２の実施形態）
無線基地局１０１に対応する第１２の実施形態の無線基地局３７００の概略構成の一例について図３７を参照して説明する。
本実施形態の無線基地局３７００は、第１１の実施形態の無線基地局３５００の送信モード決定部３５０１を送信モード決定部３７０１に変更し、送信処理部２０６を送信処理部３７０３に変更し、新たに電力割当て部３７０２を追加したものである。

送信モード決定部３７０１は、基準ユーザ情報と第２ユーザ情報と基準ユーザと第２ユーザのチャネル情報と基準ユーザと第２ユーザのＳＮＲ情報を取得して、それぞれのユーザにとっての伝送速度以下で最大の伝送速度となる送信モードを選択する。また、送信モード決定部３７０１は、電力割当て部３７０２に基準ユーザ情報と第２ユーザ情報と基準ユーザと第２ユーザのチャネル情報と基準ユーザと第２ユーザのＳＮＲ情報を渡す。

電力割当て部３７０２は、基準ユーザ情報と第２ユーザ情報と基準ユーザと第２ユーザのチャネル情報と基準ユーザと第２ユーザのＳＮＲ情報を取得して、基準ユーザの場合と第２ユーザの場合で異なる電力を送信処理部３７０３に指示する。

送信処理部３７０３は、電力割当て部３７０２から指示された電力で送信データ格納部２０７から受け取った送信データを送信するための処理を行う。

次に、電力割当て部３７０２が行う電力割当て処理の一例について図３８を参照して説明する。
電力割当て部３７０２は、ユーザの種別が基準ユーザであるか否かを判定し（ステップＳ３８０１）、基準ユーザであればＰ１＞Ｐ２となる電力Ｐ１を割当てる（ステップＳ３８０２）。一方、ステップＳ３８０１において基準ユーザでなければ、Ｐ２＜Ｐ１となる電力Ｐ２を割当てる（ステップＳ３８０３）。

第１２の実施形態によれば、基準ユーザに相対的に大きい電力を割当てることにより、基準ユーザの伝送特性を向上させることができる。

以上に示した実施形態によれば、バッファに保持されたデータの経過時間と無線端末局間の空間相関に基づいて空間多重する無線端末局の選択とデータサイズおよび送信モードの選択を行い、空間多重伝送を行うことができる。

バッファに保持されたデータの経過時間に基づいて空間多重伝送する無線端末局が選択されるため、送信遅延を小さくすることができる。また、無線端末局間の空間相関に基づいて空間多重する無線端末局の選択とデータサイズおよび送信モードの選択を行うため、ネットワークのスループットを向上することができる。

また、上述の実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用の計算機システムが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した実施形態の無線通信装置による効果と同様な効果を得ることも可能である。上述の実施形態で記述された指示は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、又はこれに類する記録媒体に記録される。コンピュータまたは組み込みシステムが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピュータは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させれば、上述した実施形態の無線通信装置と同様な動作を実現することができる。もちろん、コンピュータがプログラムを取得する場合又は読み込む場合はネットワークを通じて取得又は読み込んでもよい。
また、記憶媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のＭＷ（ミドルウェア）等が本実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。
さらに、本願発明における記憶媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
また、記憶媒体は１つに限られず、複数の媒体から本実施形態における処理が実行される場合も、本発明における記憶媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。

なお、本願発明におけるコンピュータまたは組み込みシステムは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、本実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であってもよい。
また、本願発明の実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

実施形態の無線基地局と複数の無線端末局が無線通信を行うネットワークの概略構成の一例を示す図。 第１の実施形態の無線基地局のブロック図。 図２の無線基地局が行う空間多重伝送処理の一例を示すフローチャート。 図３の動作中に、２つ目以降のデータを取得する場合の動作の一例を示すフローチャート。 図２のデータサイズ決定部が行う第２ユーザのデータサイズを決定する処理の一例を示すフローチャート。 図２の基準ユーザ選択部が行う基準ユーザの選択を行う処理の第１例を示すフローチャート。 図２の基準ユーザ選択部が行う基準ユーザの選択を行う処理の第２例を示すフローチャート。 図２の基準ユーザ選択部が行う基準ユーザの選択を行う処理の第３例を示すフローチャート。 図２の基準ユーザ選択部が行う基準ユーザの選択を行う処理の第４例を示すフローチャート。 第２の実施形態の無線基地局のブロック図。 図１０の無線基地局が行う空間多重伝送処理の一例を示すフローチャート。 第３の実施形態の無線基地局のブロック図。 図１２の無線基地局が行う空間多重伝送処理の一例を示すフローチャート。 図１２の上限データサイズ決定部が行う上限データサイズの更新処理の一例を示すフローチャート。 図１２のデータサイズ決定部が行う第２ユーザのデータサイズを決定する処理の一例を示すフローチャート。 第４の実施形態の無線基地局のブロック図。 図１６の無線基地局が行う空間多重伝送処理の一例を示すフローチャート。 図１６の上限フレーム集約数決定部が行う上限フレーム集約数の更新処理の一例を示すフローチャート。 図１６のフレーム集約数決定部１６０３が行う第２ユーザのフレーム集約数を決定する処理の一例を示すフローチャート。 第５の実施形態の無線基地局のブロック図。 図２０の無線基地局が行う空間多重伝送処理の一例を示すフローチャート。 図２１の動作中に、２つ目以降のデータを取得する場合の動作の一例を示すフローチャート。 図２０の基準ユーザ選択部が行う基準ユーザの選択を行う処理の一例を示すフローチャート。 第６の実施形態の無線基地局のブロック図。 図２４の無線基地局が行う空間多重伝送処理の一例を示すフローチャート。 第７の実施形態の無線基地局のブロック図。 図２６の無線基地局が行う空間多重伝送処理の一例を示すフローチャート。 第８の実施形態の無線基地局のブロック図。 図２８の無線基地局と図１の２つの無線端末局との間の伝送路の状態について説明するための図。 図２８のチャネル相関計算部、第２ユーザ選択部が行う第２ユーザの選択を行う処理の一例を示すフローチャート。 第９の実施形態の無線基地局のブロック図。 図３１のチャネル相関計算部、第２ユーザ選択部が行う第２ユーザの選択を行う処理の一例を示すフローチャート。 第１０の実施形態の無線基地局のブロック図。 図３３のチャネル情報符号化部、チャネル相関計算部、第２ユーザ選択部が行う第２ユーザの選択を行う処理の一例を示すフローチャート。 第１１の実施形態の無線基地局のブロック図。 図３５の送信モード決定部が行う送信モード決定処理の一例を示すフローチャート。 第１２の実施形態の無線基地局のブロック図。 図３７の電力割当て部が行う電力割当て処理の一例を示すフローチャート。

符号の説明

１０１、２００、１０００、１２００、１６００、２０００、２４００、２６００、２８００、３１００、３３００、３５００、３７００・・・無線基地局、１０２・・・フレーム、１０６、１０９・・・無線端末局、２０１・・・アンテナ、２０２・・・無線通信部、２０３・・・スイッチ、２０４・・・受信処理部、２０５、１２０５、２８０４・・・受信制御部、２０６、３７０３・・・送信処理部、２０７・・・送信データ格納部、２０８・・・基準ユーザ選択部、２０９、２００１、２８０３、３１０２、３３０２・・・第２ユーザ選択部、２１０・・・送信タイミングタイマー、２１１、１００３、２００２・・・送信制御部、２１２、１２０４・・・データサイズ決定部、２１３、３５０１、３７０１・・・送信モード決定部、２１４・・・経過時間タイマー、３２１・・・チャネル情報符号化部、１００１・・・アップデートタイマー、１００２・・・メモリ、１２０１・・・上限データサイズ決定部、１２０２・・・第１メモリ、１２０３、１６０２・・・第２メモリ、１６０１・・・上限フレーム集約数決定部、１６０３・・・フレーム集約数決定部、２００３・・・分配部、２８０１・・・チャネル情報受信部、２８０２・・・チャネル相関計算部、２９２１〜２９２８・・・アンテナ、３１０１・・・チャネル容量計算部、３３０１・・・チャネル情報符号化部、３７０２・・・電力割当て部。

Claims (18)

1. 複数の無線端末局宛ての複数の送信データを格納する格納手段と、
   前記格納手段に前記送信データが格納されてからの経過時間を前記送信データごとに計測する計測手段と、
   複数の前記経過時間に基づいて複数の前記送信データの宛先である複数の無線端末局から第１無線端末局を選択する第１選択手段と、
   前記第１無線端末局と共に空間多重伝送の宛先となる第２無線端末局を、前記第１無線端末局を除いた前記複数の無線端末局から選択する第２選択手段と、
   前記第１無線端末局への送信モードである第１送信モードと、前記第２無線端末局への送信モードである第２送信モードとを決定する第１決定手段と、
   前記第１無線端末局への送信データの第１データサイズと前記第１送信モードとに基づいて前記第１無線端末局の第１フレーム時間長を計算し、該第１フレーム時間長に対する前記第２無線端末局の第２フレーム時間長の割合が最も１に近くなるように、前記第２送信モードに基づいて前記第２無線端末局への送信データの第２データサイズを予め決められたサイズの単位で決定する第２決定手段と、
   前記第１無線端末局宛の送信データと前記第２無線端末局宛の前記第２データサイズの送信データを、前記第１送信モードおよび前記第２送信モードで空間多重伝送により送信する送信手段と、
   前記送信データが複数の宛先の無線端末局に受信されたかどうかを示す送達確認信号を該宛先の無線端末局から受信する受信手段と、
   前記宛先の無線端末局との間の伝送路特性を該宛先の無線端末局から取得する取得手段と、
   前記第１無線端末局の伝送路特性と、複数の前記取得した伝送路特性とから複数のチャネル容量を計算する第２計算手段と、を具備し、
   前記第２選択手段は、複数の前記チャネル容量のうち、最大のチャネル容量に対応する無線端末局を前記第２無線端末局として選択し、
   前記第１決定手段は、前記第１無線端末局の前記チャネル容量と予め決められた帯域幅を乗算して得られる伝送速度以下の最大の伝送速度になる送信モードを前記第１送信モードとして決定し、前記第２無線端末局ごとに該第２無線端末局のチャネル容量と予め決められた帯域幅を乗算して得られる伝送速度以下の最大の伝送速度になる送信モードを前記第２送信モードとして決定することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記送達確認信号を参照して宛先ごとに連続して送信が成功している回数に比例して、宛先ごとに大きな上限データサイズを設定する第１設定手段と、をさらに具備し、
   前記第２決定手段は、前記第１データサイズを前記第１無線端末局宛の上限データサイズに設定し、該上限データサイズと前記第１送信モードに基づいて前記第１無線端末局の第１フレーム時間長を計算し、該第１フレーム時間長に対する前記第２無線端末局の第２フレーム時間長の割合が最も１に近くなるように、前記第２送信モードに基づいて前記第２無線端末局への送信データの第２データサイズを前記第２無線端末局宛の上限データサイズの範囲内で予め決められたサイズの単位で決定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 無線端末局宛てのデータをトラフィックの種別ごとに分配する分配手段をさらに具備し、
   前記格納手段、前記計測手段をそれぞれ前記種別の数だけ具備し、
   前記第１選択手段は、複数の前記格納手段に格納されている複数の送信データの複数の経過時間に基づいて、第１無線端末局を選択し、
   前記第２選択手段は、前記第１無線端末局と同一の格納手段に格納されたデータの宛先から前記第２無線端末局を選択することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
4. 前記送達確認信号を参照して宛先ごとに連続して送信が成功している回数に比例して、宛先ごとに大きな上限データサイズを設定する第１設定手段と、をさらに具備し、
   前記第２決定手段は、前記第１データサイズを前記第１無線端末局宛の上限データサイズに設定し、該上限データサイズと前記第１送信モードに基づいて前記第１無線端末局の第１フレーム時間長を計算し、該第１フレーム時間長に対する前記第２無線端末局の第２フレーム時間長の割合が最も１に近くなるように、前記第２送信モードに基づいて前記第２無線端末局への送信データの第２データサイズを前記第２無線端末局宛の上限データサイズの範囲内で予め決められたサイズの単位で決定することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記第１無線端末局の伝送路特性と、複数の前記取得した伝送路特性との複数のチャネル相関値を計算する第１計算手段と、をさらに具備し、
   前記第２選択手段は、複数の前記チャネル相関値のうち、最小のチャネル相関値に対応する無線端末局を前記第２無線端末局として選択することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
6. 前記第１無線端末局の伝送路特性と、複数の前記取得した伝送路特性との複数の組を事前符号化する符号化手段をさらに備え、
   前記第２計算手段は、前記組ごとにチャネル容量を計算し、
   前記第２選択手段は、複数の前記チャネル容量のうち、最大のチャネル容量に対応する無線端末局を前記第２無線端末局として選択することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
7. 前記符号化手段は、ブロック直交化方式およびダーティーペーパーコーディング方式のいずれか１つによりチャネル情報の符号化を行うことを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
8. 複数の無線端末局宛ての複数の送信データを格納する格納手段と、
   前記格納手段に前記送信データが格納されてからの経過時間を前記送信データごとに計測する計測手段と、
   複数の前記経過時間に基づいて複数の前記送信データの宛先である複数の無線端末局から第１無線端末局を選択する第１選択手段と、
   前記第１無線端末局と共に空間多重伝送の宛先となる第２無線端末局を、前記第１無線端末局を除いた前記複数の無線端末局から選択する第２選択手段と、
   前記第１無線端末局への送信モードである第１送信モードと、前記第２無線端末局への送信モードである第２送信モードとを決定する第１決定手段と、
   前記送信データが宛先の無線端末局に受信されたかどうかを示す送達確認信号を該宛先の無線端末局から受信する受信手段と、
   前記送達確認信号を参照して宛先ごとに連続して送信が成功している回数に比例して、宛先ごとに大きな上限フレーム集約数を設定する第２設定手段と、
   前記第１無線端末局のフレーム集約数と第１データサイズと前記第１送信モードに基づいて前記第１無線端末局の第１フレーム時間長を計算し、該第１フレーム時間長に対する前記第２無線端末局の第２フレーム時間長の割合が最も１に近くなるように、前記第２送信モードに基づいて前記第２無線端末局のフレーム集約数を前記第２無線端末局宛の上限フレーム集約数の範囲内で決定する第２決定手段と、
   前記第１無線端末局宛の送信データと前記第２無線端末局宛のフレーム集約数の送信データを、前記第１送信モードおよび前記第２送信モードで空間多重伝送により送信する送信手段と、
   前記送信データが複数の宛先の無線端末局に受信されたかどうかを示す送達確認信号を該宛先の無線端末局から受信する受信手段と、
   前記宛先の無線端末局との間の伝送路特性を該宛先の無線端末局から取得する取得手段と、
   前記第１無線端末局の伝送路特性と、複数の前記取得した伝送路特性とから複数のチャネル容量を計算する第２計算手段と、を具備し、
   前記第２選択手段は、複数の前記チャネル容量のうち、最大のチャネル容量に対応する無線端末局を前記第２無線端末局として選択し、
   前記第１決定手段は、前記第１無線端末局の前記チャネル容量と予め決められた帯域幅を乗算して得られる伝送速度以下の最大の伝送速度になる送信モードを前記第１送信モードとして決定し、前記第２無線端末局ごとに該第２無線端末局のチャネル容量と予め決められた帯域幅を乗算して得られる伝送速度以下の最大の伝送速度になる送信モードを前記第２送信モードとして決定することを特徴とする無線通信装置。
9. 無線端末局宛てのデータをトラフィックの種別ごとに分配する分配手段と、
   前記送信データが宛先の無線端末局に受信されたかどうかを示す送達確認信号を該宛先の無線端末局から受信する受信手段と、
   前記送達確認信号を参照して宛先ごとに連続して送信が成功している回数に比例して、宛先ごとに大きな上限フレーム集約数を設定する第２設定手段と、をさらに具備し、
   前記格納手段、前記計測手段をそれぞれ前記種別の数だけ具備し、
   前記第１選択手段は、複数の前記格納手段に格納されている複数の送信データの複数の経過時間に基づいて、第１無線端末局を選択し、
   前記第２選択手段は、前記第１無線端末局と同一の格納手段に格納されたデータの宛先から前記第２無線端末局を選択することを特徴とする請求項８に記載の無線通信装置。
10. 前記格納手段は、前記送達確認信号を受けているか否かを示す指標を格納している送信データごとに付与し、
    前記第１選択手段は、送達確認信号を受けていない送信データの宛先である無線端末局を前記第１無線端末局として選択することを特徴とする請求項２または請求項８のいずれか１項に記載の無線通信装置。
11. 前記経過時間は、前記格納手段ごとに異なることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の無線通信装置。
12. 前記第１選択手段は、しきい値以上の経過時間を有する送信データの宛先の中から前記第１無線端末局を選択することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の無線通信装置。
13. 前記第１選択手段は、前記経過時間が最大の送信データの宛先である無線端末局を前記第１無線端末局として選択することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の無線通信装置。
14. 前記格納手段は、前記送信データごとにその時刻までに送信する必要がある要求時刻を格納し、
    前記第１選択手段は、前記格納手段に含まれる送信データに対応する要求時刻のうち、要求時刻までの残り時間が最小の送信データの宛先である無線端末局を前記第１無線端末局として選択することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の無線通信装置。
15. 前記第１無線端末局宛の送信データに、前記第２無線端末局宛の送信データに割り当てる電力よりも大きい電力を割り当てる割り当て手段をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
16. 複数の無線端末局宛ての複数の送信データを格納する格納手段と、
    前記格納手段に前記送信データが格納されてからの経過時間を前記送信データごとに計測する計測手段と、
    複数の前記経過時間に基づいて複数の前記送信データの宛先である複数の無線端末局から第１無線端末局を選択する第１選択手段と、
    前記第１無線端末局と共に空間多重伝送の宛先となる第２無線端末局を、前記第１無線端末局を除いた前記複数の無線端末局から選択する第２選択手段と、
    前記第１無線端末局への送信モードである第１送信モードと、前記第２無線端末局への送信モードである第２送信モードとを決定する第１決定手段と、
    前記第１無線端末局への送信データの第１データサイズと前記第１送信モードとに基づいて前記第１無線端末局の第１フレーム時間長を計算し、該第１フレーム時間長に対する前記第２無線端末局の第２フレーム時間長の割合が１に近くなるように、前記第２送信モードとに基づいて前記第２無線端末局への送信データの第２データサイズを予め決められたサイズの単位で決定する第２決定手段と、
    前記第１無線端末局宛の送信データと前記第２無線端末局宛の前記第２データサイズの送信データを、前記第１送信モードおよび前記第２送信モードで空間多重伝送により送信する送信手段と、
    前記送信データが複数の宛先の無線端末局に受信されたかどうかを示す送達確認信号を該宛先の無線端末局から受信する受信手段と、
    前記宛先の無線端末局との間の伝送路特性を該宛先の無線端末局から取得する取得手段と、
    前記第１無線端末局の伝送路特性と、複数の前記取得した伝送路特性とから複数のチャネル容量を計算する第２計算手段と、を具備し、
    前記第２選択手段は、複数の前記チャネル容量のうち、最大のチャネル容量に対応する無線端末局を前記第２無線端末局として選択し、
    前記第１決定手段は、前記第１無線端末局の前記チャネル容量と予め決められた帯域幅を乗算して得られる伝送速度以下の最大の伝送速度になる送信モードを前記第１送信モードとして決定し、前記第２無線端末局ごとに該第２無線端末局のチャネル容量と予め決められた帯域幅を乗算して得られる伝送速度以下の最大の伝送速度になる送信モードを前記第２送信モードとして決定することを特徴とする無線通信装置。
17. コンピュータを、
    複数の無線端末局宛ての複数の送信データを格納する格納手段と、
    前記格納手段に前記送信データが格納されてからの経過時間を前記送信データごとに計測する計測手段と、
    複数の前記経過時間に基づいて複数の前記送信データの宛先である複数の無線端末局から第１無線端末局を選択する第１選択手段と、
    前記第１無線端末局と共に空間多重伝送の宛先となる第２無線端末局を、前記第１無線端末局を除いた前記複数の無線端末局から選択する第２選択手段と、
    前記第１無線端末局および前記第２無線端末局へのそれぞれの送信モードである第１送信モードおよび第２送信モードを決定する第１決定手段と、
    前記第１無線端末局への送信データの第１データサイズと前記第１送信モードに基づいて前記第１無線端末局の第１フレーム時間長を計算し、該第１フレーム時間長に対する前記第２無線端末局の第２フレーム時間長の割合が最も１に近くなるように、前記第２送信モードに基づいて前記第２無線端末局への送信データの第２データサイズを予め決められたサイズの単位で決定する第２決定手段と、
    前記第１無線端末局宛の送信データと前記第２無線端末局宛の前記第２データサイズの送信データを、前記第１送信モードおよび前記第２送信モードで空間多重伝送により送信する送信手段と、
    前記送信データが複数の宛先の無線端末局に受信されたかどうかを示す送達確認信号を該宛先の無線端末局から受信する受信手段と、
    前記宛先の無線端末局との間の伝送路特性を該宛先の無線端末局から取得する取得手段と、
    前記第１無線端末局の伝送路特性と、複数の前記取得した伝送路特性とから複数のチャネル容量を計算する第２計算手段として機能させるためのものであり、
    前記第２選択手段は、複数の前記チャネル容量のうち、最大のチャネル容量に対応する無線端末局を前記第２無線端末局として選択し、
    前記第１決定手段は、前記第１無線端末局の前記チャネル容量と予め決められた帯域幅を乗算して得られる伝送速度以下の最大の伝送速度になる送信モードを前記第１送信モードとして決定し、前記第２無線端末局ごとに該第２無線端末局のチャネル容量と予め決められた帯域幅を乗算して得られる伝送速度以下の最大の伝送速度になる送信モードを前記第２送信モードとして決定することを特徴とする無線通信プログラム。
18. 複数の無線端末局宛ての複数の送信データを格納する格納手段を用意し、
    前記格納手段に前記送信データが格納されてからの経過時間を前記送信データごとに計測し、
    複数の前記経過時間に基づいて複数の無線端末局から第１無線端末局を選択し、
    前記第１無線端末局と共に空間多重伝送の宛先となる第２無線端末局を、前記第１無線端末局を除いた前記複数の無線端末局から選択し、
    前記第１無線端末局および前記第２無線端末局へのそれぞれの送信モードである第１送信モードおよび第２送信モードを決定し、
    前記第１無線端末局への送信データの第１データサイズと前記第１送信モードに基づいて前記第１無線端末局の第１フレーム時間長を計算し、該第１フレーム時間長に対する前記第２無線端末局の第２フレーム時間長の割合が最も１に近くなるように、前記第２送信モードに基づいて前記第２無線端末局への送信データの第２データサイズを予め決められたサイズの単位で決定し、
    前記第１無線端末局宛の送信データと前記第２無線端末局宛の前記第２データサイズの送信データを、前記第１送信モードおよび前記第２送信モードで空間多重伝送により送信し、
    前記送信データが複数の宛先の無線端末局に受信されたかどうかを示す送達確認信号を該宛先の無線端末局から受信し、
    前記宛先の無線端末局との間の伝送路特性を該宛先の無線端末局から取得し、
    前記第１無線端末局の伝送路特性と、複数の前記取得した伝送路特性とから複数のチャネル容量を計算すること、を具備し、
    前記前記複数の無線端末局から選択することは、複数の前記チャネル容量のうち、最大のチャネル容量に対応する無線端末局を前記第２無線端末局として選択し、
    前記第１送信モードおよび前記第２送信モードを決定することは、前記第１無線端末局の前記チャネル容量と予め決められた帯域幅を乗算して得られる伝送速度以下の最大の伝送速度になる送信モードを前記第１送信モードとして決定し、前記第２無線端末局ごとに該第２無線端末局のチャネル容量と予め決められた帯域幅を乗算して得られる伝送速度以下の最大の伝送速度になる送信モードを前記第２送信モードとして決定することを特徴とする無線通信方法。

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