JP5197347B2 - 無線リソース割当方法、無線基地局、無線リソース割当装置及び無線通信システム - Google Patents
無線リソース割当方法、無線基地局、無線リソース割当装置及び無線通信システム Download PDFInfo
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Description
本発明は、無線通信システムの周波数領域スケジューラに関し、特に、無線基地局に接続する端末局の存在領域が他の無線基地局に接続する端末局の存在領域と接近している場合における無線リソースの割り当てを実現する無線リソース割当方法、無線基地局、無線リソース割当装置及び無線通信システムに関する。
サービスエリアを重複が生じないようなほぼ同じサイズの多数のセルに分割し、各セルに無線基地局を設置することでセルを覆う無線エリアを形成するセルラ移動通信システムなどの無線通信システムにおいては、端末局の移動性確保と周波数有効利用の観点から、全セルにおける全ての通信が共通の無線周波数帯域を使用してサービスを提供することが望ましい。
今日普及しているセルラ移動通信システムに用いられている多元アクセス方式であるCDMA（Code Division Multiple Access）では、送信側において狭帯域なベースバンド信号を通信毎に個別に設定された拡散コードにより拡散処理が施される。さらに、セル固有のスクランブリングコードを重畳させることで、共通の無線周波数帯域を占有する広帯域の無線信号として空間に送出している。受信側では、送信側と対応したスクランブリングコードの分離と拡散コードにより逆拡散処理を施して各通信を識別復調しつつ、コード直交性によりセル内の干渉電力、及び処理利得によりセル間の干渉電力を圧縮して信号電力対干渉電力比（以下、ＳＩＮＲ）を改善している。
また、送受信間の無線リンクの状態、すなわち、受信側のＳＩＮＲの実況に応じた報告（TPCビット）に基づいて送信側が送信電力を制御することで、セルの全域で所要のＳＩＮＲを確保しながら、同時に他のセルに与える干渉を最小化している。これらの総合的な働きによって、同程度のサイズのセルが存在するサービスエリアにおいて、全セルにおける全ての通信が共通の無線周波数帯域を繰り返し利用している。
一方で、将来において普及が有望視されるLTE（Long term evolution）等のセルラ移動通信システムでは、多元アクセス方式にOFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用される。OFDMAでは、無線周波数帯域を相互に直交した多数のサブキャリアに分割し、タイムスロット毎に複数のサブキャリアのセットからリソースブロックを構成して、リソースブロックをセル内で排他的に各通信に割り当てることで通信の識別分離を図っている（無線周波数の割り当て）。したがって、CDMAでは必須である処理利得を生じるような拡散コードを用いた拡散処理は必ずしも必要ではない。
さらに、OFDMAでは、セル固有のスクランブリングコードを重畳させることでセル間の干渉をランダム化し、干渉による影響を圧縮している。また、送受信間の無線リンクの状態、すなわち、受信側の各リソースブロック位置におけるＳＩＮＲの実況に応じた報告（CQI：Channel Quality Indicator）に基づいて、送信側がリソースブロックを割り当てる通信（受信相手）と変調多値数や符号化率を制御することで、セルの全域で所要のＳＩＮＲを確保しつつ達成するシステムスループットの最大化、すなわち他のセルに与える干渉の最小化を実現している。これらの総合的な働きによって、同程度のサイズのセルが、存在するサービスエリアにおいて全セルにおける全ての通信が共通の無線周波数帯域を繰り返し利用している。（例えば、非特許文献１参照）
Petteri Lela, Jani Puttonen, Niko Kolehmainen, Tapani Ristaniemi, Tero Henttonen, and Martti Moisio、"Dynamic Packet Scheduling Performance in UTRA Long Term Evolution Downlink、"ISWPC 2008、pp308-313、２００８年５月
Petteri Lela, Jani Puttonen, Niko Kolehmainen, Tapani Ristaniemi, Tero Henttonen, and Martti Moisio、"Dynamic Packet Scheduling Performance in UTRA Long Term Evolution Downlink、"ISWPC 2008、pp308-313、２００８年５月
しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。すなわち、今後、技術の進展に伴って無線基地局の小型化が進むと、従来行われていたような、サービスエリアを重複が生じないようなほぼ同じサイズの多数のセルに分割した後に各セルに無線基地局を設置するといった計画的な方法によるセル構成が維持できない場合発生し得る。
具体的には、様々なサイズのセルを形成する無線基地局がほとんど自由に設置され、それらの混成セルの集合としてサービスエリアが決定されるといった無計画的な方法によるセル構成に移行する可能性がある。この結果、サービスエリアにおいて、隣り合うセルのサイズが大きく異なったり、サイズの大きなセルに内包されるようにサイズの小さな別のセル（例えば、フェムトセル）が形成されたりする。このような状況においても、端末局の移動性確保と周波数有効利用の観点から、全セルにおける全ての通信が共通の無線周波数帯域を使用してサービスを提供することが望ましい。しかしながら、背景技術において説明した従来のOFDMAの無線リソースの割当方法を用いるだけでは他セルに与える干渉を最小化することができず端末局の移動性が妨げられる。また、システムスループットも著しく劣化して周波数利用効率が低下する。
そこで、本発明は、多様なサイズのセルを形成する無線基地局が不均一に設置される場合でも、全セルの全ての通信が共有する無線周波数帯域内において各通信に動的に無線周波数などの無線リソースを割り当てることができる無線リソース割当方法、無線基地局、無線リソース割当装置及び無線通信システムを提供することを目的とする。
上述した問題を解決するため、本発明の第１の特徴は、第１無線基地局に接続する第１端末局の存在領域が第２無線基地局に接続する第２端末局の存在領域と接近している場合において、前記第１無線基地局と接続される接続端末局向け送信用の無線リソース割当方法であって、前記第２無線基地局と前記第２端末局との伝搬路の状態に基づいて、前記第１無線基地局が前記第２端末局に対して与え得る干渉の条件を示す与干渉条件を決定するステップと、決定された前記与干渉条件に基づいて、前記第１無線基地局からの送信に用いられる無線リソースの割当優先度を生成するステップと、生成された前記割当優先度に基づいて、前記無線リソースを割り当てるステップとを備えることを要旨とする。
本発明の第２の特徴は、接続される接続端末局向け送信用の無線リソースを割り当てる無線基地局であって、前記無線基地局を第１無線基地局とし、前記第１無線基地局に接続する第１端末局の存在領域が第２無線基地局に接続する第２端末局の存在領域と接近している場合において、前記第２無線基地局と前記第２端末局との伝搬路の状態に基づいて、前記第１無線基地局が前記第２端末局に対して与え得る干渉の条件を示す与干渉条件を決定し、決定した前記与干渉条件に基づいて、前記第１無線基地局からの送信に用いられる無線リソースの割当優先度を生成し、生成した前記割当優先度に基づいて、前記無線リソースを割り当てることを要旨とする。
本発明の第３の特徴は、接続される接続端末局向け送信用の無線リソースを割り当てる無線通信システムであって、第１無線基地局に接続する第１端末局の存在領域が第２無線基地局に接続する第２端末局の存在領域と接近している場合において、前記第２無線基地局と前記第２端末局との伝搬路の状態に基づいて、前記第１無線基地局が前記第２端末局に対して与え得る干渉の条件を示す与干渉条件を決定し、決定した前記与干渉条件に基づいて、前記第１無線基地局からの送信に用いられる無線リソースの割当優先度を生成し、生成した前記割当優先度に基づいて、前記無線リソースを割り当てることを要旨とする。
本発明の特徴によれば、多様なサイズのセルを形成する無線基地局が不均一に設置される場合でも、全セルの全ての通信が共有する無線周波数帯域内において各通信に動的に無線周波数などの無線リソースを割り当てることができる無線リソース割当方法、無線基地局、無線リソース割当装置及び無線通信システムを提供することができる。
次に、本発明の実施形態について説明する。具体的には、（１）無線リソース割当方法の概略、（２）第１実施形態、（３）第２実施形態、（４）第３実施形態、（５）第４実施形態、（６）無線通信システムの機能ブロック構成、（７）作用・効果、及び（８）その他の実施形態について説明する。
なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
（１）無線リソース割当方法の概略
図１は、無線基地局が既知信号を周波数軸上、時間軸上に分散させて送信する例を示す。無線基地局は、端末局の受信品質周波数特性を得るために、端末局における当該無線基地局からの既知信号の各周波数における信号電力対干渉電力比（ＳＩＮＲ）の測定結果について、端末局から報告を取得する。なお、無線基地局が送信する既知信号の周波数軸上の位置、及び時間軸上の位置は無線基地局間で同期している必要はなく、無線基地局毎に異なっていてもよい。
図１は、無線基地局が既知信号を周波数軸上、時間軸上に分散させて送信する例を示す。無線基地局は、端末局の受信品質周波数特性を得るために、端末局における当該無線基地局からの既知信号の各周波数における信号電力対干渉電力比（ＳＩＮＲ）の測定結果について、端末局から報告を取得する。なお、無線基地局が送信する既知信号の周波数軸上の位置、及び時間軸上の位置は無線基地局間で同期している必要はなく、無線基地局毎に異なっていてもよい。
図２は、ある時間における端末局の受信品質周波数特性の測定例を示している。図２では、干渉となる無線基地局２１，２２に接続する端末局の表示は省略されている。端末局５０は、接続する無線基地局１０からの既知信号の受信電力と、接続関係にない複数の無線基地局無線基地局２１，２２から到来する干渉電力と受信機熱雑音の和との比から、各既知信号の周波数軸上の位置におけるＳＩＮＲを測定することができる。端末局は、その測定結果をレベル値により量子化することで周波数毎にCQI（Channel Quality Indication）値を得ることができる。
図３は、無線基地局における受信品質周波数特性の取得例を示す。図３に示すように、端末局５０Ａ，５０Ｂが各周波数におけるCQI値を接続する無線基地局に報告した後、無線基地局において周波数軸上で補完処理することで、無線基地局において端末局毎に周波数軸上で連続的な受信品質周波数特性を得ることができる。
従来の無線リソースの割当方法においては、無線基地局が自無線基地局に接続する端末局への送信に際して、他の無線基地局に接続する端末局へ与える干渉を考慮しないことが特徴である。図４は、従来の無線基地局における無線周波数帯域の割り当て例を示す。図４に示すように無線基地局に接続する各端末局の受信品質周波数特性を無線基地局内で単純に比較し、無線基地局は無線周波数帯域の一部を受信品質の大きい端末局に優先的に割り当てる。すなわち、この例においては、無線周波数帯域の中心部では端末局５０Ｂに、無線周波数帯域の周辺部では端末局５０Ａに無線周波数帯域の一部が優先的に割り当てられる。
図５は、無線基地局１０から送信される無線信号によって干渉を受ける可能性がある端末局５０Ｂの様子を示す図である。図５に示すように、端末局５０Ａが接続する無線基地局１０が端末局５０Ａに向けて無線信号を送信する場合に、その無線信号が到達することで干渉を受ける可能性のある無線基地局２２に接続する端末局５０Ｂの様子を示している。無線基地局２２に近く接近度合いが大きい端末局においては、干渉の影響が大きくなることが予測される。本実施形態では、このような状況を鑑み、自無線基地局に接続する端末局に加えて、他の無線基地局に接続する端末局への干渉を同時に考慮する無線リソースの割当方法を実現する。
（２）第１実施形態
まず、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、（２．１）無線通信システムの構成例及び（２．２）無線リソース割当方法の詳細を通じて、第１無線基地局に接続する第１端末局の存在領域が第２無線基地局に接続する第２端末局の存在領域と接近している場合において、第１無線基地局と接続される接続端末局向け送信用の無線リソース割当方法について説明する。
まず、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、（２．１）無線通信システムの構成例及び（２．２）無線リソース割当方法の詳細を通じて、第１無線基地局に接続する第１端末局の存在領域が第２無線基地局に接続する第２端末局の存在領域と接近している場合において、第１無線基地局と接続される接続端末局向け送信用の無線リソース割当方法について説明する。
（２．１）無線通信システムの構成例
図６は、本実施形態に係る無線通信システム１（セルラ移動通信システム）の構成例（ダウンリンク方向）を示す。本実施形態に係る無線通信システム１では、サービスエリア内に少なくとも無線基地局１１，１２が配置されている。
図６は、本実施形態に係る無線通信システム１（セルラ移動通信システム）の構成例（ダウンリンク方向）を示す。本実施形態に係る無線通信システム１では、サービスエリア内に少なくとも無線基地局１１，１２が配置されている。
また、一方の無線基地局に接続する端末局の存在領域が、他方の無線基地局に接続する端末局の存在領域に接近していることが前提となる。すなわち、無線基地局１１と無線基地局１２が配置され、無線基地局１１と接続する端末局５１と、無線基地局１２と接続する端末局５２とが存在している。
無線基地局１１に接続する端末局は、着目する端末局５１と、それ以外の端末局５３から構成され、無線基地局１２に接続する端末局は、無線基地局１１と接近する端末局５２と、それ以外の端末局５４から構成される。
端末局の存在領域の接近とは、それぞれの無線基地局に接続する端末局同士が近くにあることを意味する。例えば、無線基地局１１に接続する端末局５１は無線基地局１２の勢力範囲、すなわち、無線基地局１２の信号が最強勢になる領域に存在しても良く、無線基地局１１に接続する端末局５１の近くに無線基地局１２に接続する端末局５２が存在していることを示す。
同様に、無線基地局１２に接続する端末局５２は無線基地局１１の勢力範囲、すなわち、無線基地局１１の信号が最強勢になる領域に存在しても良く、無線基地局１２に接続する端末局５２の近くに無線基地局１１に接続する端末局５１が存在していることを示す。
これは、それぞれの無線基地局の形成するセル（端末局が存在し得る範囲）が一部重複していたり、一方の無線基地局の形成するセルが他方の無線基地局のセルに内包されていたりすることと言い換えることもできる。なお、無線基地局１１と無線基地局１２の運用管理主体は異なっていてもよい。また、無線基地局１１と無線基地局１２に適用される無線アクセス技術や、それぞれの無線基地局が収容される無線アクセスネットワークは必ずしも同一でなくてもよい。
無線基地局と端末局の間の無線通信に際して、無線通信システム１の無線周波数帯域は多数のサブキャリアに分割され、無線フレームやサブフレーム、スロットといったある一定長の時間区間毎に複数のサブキャリアのセットによりリソースブロック（無線リソース）が構成される。リソースブロックがセル内の各通信に対して排他的に割り当てられることで無線周波数帯域の共用と通信の識別分離を行っている。また、無線通信システム１の無線周波数帯域は無線基地局間、すなわち、セル間においても共用されている。
なお、図中の括弧内の番号は各伝搬路の受信品質周波数特性を示している。以下、各伝搬路の受信品質周波数特性を次のように呼ぶ。（１）は、無線基地局１１と端末局５１との伝搬路に対応し、第１周波数特性と呼ぶ。（２）は、無線基地局１２と端末局５２との伝搬路に対応し、第２周波数特性と呼ぶ。（３）は、無線基地局１１と端末局５２との伝搬路に対応し、干渉周波数特性と呼ぶ。（４）は、無線基地局１１と端末局５３との伝搬路に対応し、他端末局周波数特性と呼ぶ。
本実施形態において、無線基地局１１は第１無線基地局を構成し、無線基地局１２は第２無線基地局を構成する。また、端末局５１は第１端末局を構成し、端末局５２は第２端末局を構成する。
（２．２）無線リソース割当方法の詳細
図７は、本実施形態に係る無線通信システム１のセル構成を示す。以下、無線基地局１１の形成するセルＣ１１が、無線基地局１２の形成するセルＣ１２に内包される例について説明するが、内包関係にない場合でも同様に考えることができる。
図７は、本実施形態に係る無線通信システム１のセル構成を示す。以下、無線基地局１１の形成するセルＣ１１が、無線基地局１２の形成するセルＣ１２に内包される例について説明するが、内包関係にない場合でも同様に考えることができる。
（２．２．１）無線基地局及び端末局の配置
無線基地局１１は、形成するセルＣ１１の全域に向けて前述の既知信号を送信している。この既知信号は、無線基地局１１に接続する端末局５１によって受信される。また、無線基地局１２も同様に形成するセルＣ１２の全域に向けて既知信号を送信しており、無線基地局１２に接続し、無線基地局１１に接近する端末局５２によって受信される。
無線基地局１１は、形成するセルＣ１１の全域に向けて前述の既知信号を送信している。この既知信号は、無線基地局１１に接続する端末局５１によって受信される。また、無線基地局１２も同様に形成するセルＣ１２の全域に向けて既知信号を送信しており、無線基地局１２に接続し、無線基地局１１に接近する端末局５２によって受信される。
端末局によって受信された既知信号は、受信品質周波数特性の測定結果として接続する無線基地局に報告される。端末局５１から報告された測定結果は第１周波数特性、端末局５２から報告された測定結果は第２周波数特性である。なお、無線基地局１２と接続する端末局のうち、無線基地局１１からの既知信号の受信電力レベルが最大となる端末局を、無線基地局１１に接近する端末局としてもよい。
（２．２．２）周波数特性の取得手順
図８は、第１周波数特性の取得手順を示す。無線基地局１１に接続する端末局５１における各周波数位置での既知信号の受信電力と対応する干渉雑音電力からＳＩＮＲを求めてＣＱＩ値に量子化される。その後、端末局５１は、無線基地局１１にＳＩＮＲ（ＣＱＩ値）を報告する。無線基地局１１は、ＳＩＮＲ（ＣＱＩ値）の周波数軸について補完処理を施して、第１周波数特性を得る。
図８は、第１周波数特性の取得手順を示す。無線基地局１１に接続する端末局５１における各周波数位置での既知信号の受信電力と対応する干渉雑音電力からＳＩＮＲを求めてＣＱＩ値に量子化される。その後、端末局５１は、無線基地局１１にＳＩＮＲ（ＣＱＩ値）を報告する。無線基地局１１は、ＳＩＮＲ（ＣＱＩ値）の周波数軸について補完処理を施して、第１周波数特性を得る。
図９は、第２周波数特性の取得手順を示す。無線基地局１２に接続する端末局５２における各周波数位置での既知信号の受信電力と対応する干渉雑音電力からＳＩＮＲを求めてＣＱＩ値に量子化される。端末局５２は、無線基地局１２にＳＩＮＲ（ＣＱＩ値）を報告する。無線基地局１２は、ＳＩＮＲ（ＣＱＩ値）周波数軸について補完処理を施して、第２周波数特性を得る。
また、無線基地局１１に接続する端末局５１以外の端末局は、第１周波数特性や第２周波数特性と同様に、無線基地局１１にＳＩＮＲ（ＣＱＩ値）を報告する。無線基地局１１は、ＳＩＮＲ（ＣＱＩ値）の周波数軸について補完処理を施して、当該端末局と無線基地局１１との伝搬路における他端末局周波数特性を得る。
このようにして、無線基地局１１は、端末局５１と無線基地局１１との伝搬路における第１周波数特性を収集し、無線基地局１２は、端末局５２と無線基地局１２との伝搬路における第２周波数特性を収集する。また、第１無線基地局に接続する端末局５１以外の端末局は、他端末局周波数特性を収集する。
すなわち、本実施形態では、無線基地局１２と端末局５２との伝搬路の状態に基づいて、無線基地局１１が端末局５２に対して与え得る干渉の条件を示す与干渉条件を決定する。与干渉条件は、無線基地局１１と無線基地局１２との間のチャネル情報、端末局５２と無線基地局１２との間のチャネル情報、または端末局５２と無線基地局１１との間のチャネル情報の少なくとも何れかであればよい。
（２．２．３）接近度合いの推定手順
図１０は、端末局の存在領域間の接近度合いを推定する手順例を示す。図１０に示すように、無線基地局１１は、無線基地局１２から送信される既知信号を受信復調することで、無線基地局１１と無線基地局１２との接近度合いを示す基地局接近度合いを推定する。さらに、無線基地局１１は、推定した基地局接近度合いに基づいて、端末局５１の存在領域と端末局５２の存在領域との接近度合いを示す領域接近度合いを推定する。
図１０は、端末局の存在領域間の接近度合いを推定する手順例を示す。図１０に示すように、無線基地局１１は、無線基地局１２から送信される既知信号を受信復調することで、無線基地局１１と無線基地局１２との接近度合いを示す基地局接近度合いを推定する。さらに、無線基地局１１は、推定した基地局接近度合いに基づいて、端末局５１の存在領域と端末局５２の存在領域との接近度合いを示す領域接近度合いを推定する。
図１０では、無線基地局１１が無線基地局１２の既知信号を受信することで端末局の存在領域間の領域接近度合いを推定するが、無線基地局１２が無線基地局１１の既知信号を受信することで領域接近度合いを推定してもよい。また、無線基地局が、直接に既知信号を受信するのではなく、接続する端末局を介して既知信号のレベル値と識別子とを取得して端末局の領域接近度合いを推定してもよい。
つまり、領域接近度合いを推定するステップでは、無線基地局１１が無線基地局１２から端末局５２に向けて送信される無線信号を直接、または他の端末局を介して間接的に受信して復調することによって基地局接近度合いを推定するステップと、無線基地局１２が無線基地局１１から端末局５１に向けて送信される無線信号を直接、または他の端末局を介して間接的に受信して復調することによって基地局接近度合いを推定するステップとの少なくとも何れかを含むことができる。
（２．２．４）無線周波数の割当手順
図１１及び図１２は、本実施形態に係る無線基地局１１が端末局５１へ向けて送信する無線周波数を割り当てる手順を示す。図１１に示すように、無線基地局１１は、上述した手順によって求めた第１周波数特性、第２周波数特性、端末局の領域接近度合いを用いて、端末局５１へ向けて送信する無線周波数を割り当てる。
図１１及び図１２は、本実施形態に係る無線基地局１１が端末局５１へ向けて送信する無線周波数を割り当てる手順を示す。図１１に示すように、無線基地局１１は、上述した手順によって求めた第１周波数特性、第２周波数特性、端末局の領域接近度合いを用いて、端末局５１へ向けて送信する無線周波数を割り当てる。
ここで、第２周波数特性は、無線基地局１２で取得して無線基地局１１へ転送されるか、端末局５２から無線基地局１１へ直接送付されるものとする。第１周波数特性においてレベル値の大きい領域は、無線基地局１１が端末局５１への送信に割り当てるのに効率のよい無線周波数帯域である。第２周波数特性においてレベル値の大きい領域は、無線基地局１２が優先的に端末局５２への送信に割り当てる無線周波数帯域である。
したがって、第２周波数特性のレベル値の逆数をとった逆特性においてレベル値の大きい領域は、端末局５２への送信に割り当てられにくい無線周波数帯域を指すことになる。この第２周波数特性の逆特性と、第１周波数特性を端末局の存在領域間の接近度合い（領域接近度合い）によって重み付け統合した特性、すなわち、補正された第１周波数特性においては、レベル値の大きな領域は端末局５１に割り当てるのに適切な周波数領域、かつ端末局５２に割り当てられにくい周波数領域であることを表す。
したがって、図１２に示すように、無線基地局１１に接続された端末局間において、補正された第１周波数特性及び他端末局周波数特性のレベル値を比較することで、端末局５１への送信に適切で、なおかつ端末局５２への送信に割り当てられにくい、すなわち、干渉を与えにくい周波数領域を無線基地局１１の送信に割り当てることができる。
図１２の例では、無線周波数帯域の中央部ではなくて周辺部において端末局５１に優先的に割り当てられるべき無線周波数帯域が存在することがわかる。このようにして決定された与干渉条件、具体的には、第１周波数特性や第２周波数特性などに基づいて、無線基地局１１からの送信に用いられる無線周波数などの無線リソースの割当優先度が生成され、生成された割当優先度に基づいて無線リソースが割り当てられる。
なお、第２周波数特性の逆特性と、第１周波数特性とを端末局の領域接近度合いによって重み付け統合する手順については後述する。
（３）第２実施形態
次に、図１３〜図１５を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図１３〜図１５は、本実施形態に係る無線基地局１１が端末局５１へ向けて送信する無線周波数を割り当てる手順を示す。本実施形態では、無線周波数の割り当てにおいて、第１周波数特性と第２周波数特性に加えて、無線基地局１１と端末局５２との伝搬路における干渉周波数特性が収集される。
次に、図１３〜図１５を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図１３〜図１５は、本実施形態に係る無線基地局１１が端末局５１へ向けて送信する無線周波数を割り当てる手順を示す。本実施形態では、無線周波数の割り当てにおいて、第１周波数特性と第２周波数特性に加えて、無線基地局１１と端末局５２との伝搬路における干渉周波数特性が収集される。
まず、第２周波数特性は、無線基地局１２で取得して無線基地局１１へ転送されるか、端末局５２から無線基地局１１へ直接送付されるものとする。第１周波数特性においてレベル値の大きい領域は、第１周波数特性が端末局５１への送信に割り当てるのに効率のよい無線周波数帯域である。第２周波数特性においてレベル値の大きい領域は、無線基地局１２が優先的に端末局５２への送信に割り当てる無線周波数帯域である。
したがって、第２周波数特性のレベル値の逆数をとった逆特性においてレベル値の大きい領域は、端末局５２への送信に割り当てられにくい無線周波数帯域を指すことになる。ここまでは、第１実施形態と同様である。
次に、干渉周波数特性については、図１３に示すように、端末局５２が、無線基地局１１から端末局５１へ向けて送信される既知信号を受信復調し、既知信号の存在する周波数毎の信号電力のレベル値を測定することで得られる。端末局５２は、このレベル値を直接、或いは無線基地局１２を介して無線基地局１１に報告する。
干渉周波数特性においてレベル値の大きい領域は、無線基地局１１から端末局５１への送信に際し、端末局５２に干渉を与える可能性が大きい無線周波数帯域である。したがって、干渉周波数特性のレベル値の逆数をとった逆特性においてレベル値の大きい領域は、端末局５１への送信に際し、端末局５２への干渉を与えにくい無線周波数帯域を指すことになる。
図１４に示すように、第２周波数特性の逆特性と、干渉周波数特性の逆特性と、第１周波数特性を端末局の存在領域間の接近度合い（領域接近度合い）によって重み付け統合した特性、すなわち、補正された第１周波数特性において、レベル値の大きな領域は、端末局５１に割り当てるのに適切な周波数領域、かつ端末局５２に割り当てられにくい周波数領域であるとともに、端末局５２に干渉を与えにくい周波数領域であることを表す。
したがって、図１５に示すように、無線基地局１１に接続された端末局間において、補正された第１周波数特性、及び他端末局周波数特性のレベル値を比較することで、端末局５１への送信に適切で、なおかつ無線基地局１２における端末局５２への送信に割り当てられにくく、同時に端末局５２に干渉を与えにくい周波数領域を無線基地局１１の送信に割り当てることができる。つまり、本実施形態では、与干渉条件を決定するステップにおいて、推定された領域接近度合いに基づいて、第１周波数特性と第２周波数特性とを統合するか否かを決定することができる。
図１５の例では、無線周波数帯域の中央部ではなくて周辺部において端末局５１に優先的に割り当てられるべき周波数帯域が存在することがわかる。第２周波数特性の逆特性と、第１周波数特性とを端末局の領域接近度合いによって重み付け統合する手順については後述する。
（４）第３実施形態
次に、図１６〜図２１を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、無線リソース（無線周波数）の割り当てに際して、受信伝搬路利得や干渉伝搬路利得が用いられる。
次に、図１６〜図２１を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、無線リソース（無線周波数）の割り当てに際して、受信伝搬路利得や干渉伝搬路利得が用いられる。
図１６は、本実施形態に係る無線通信システム１の構成例（ダウンリンク方向）を示す。図１７〜図２１は、本実施形態に係る無線基地局１１が端末局５１へ向けて送信する無線周波数を割り当てる手順を示す。
図１６において、端末局５１と無線基地局１１との間の無線チャネルゲイン周波数特性は、CFrom_desireBS_to_desireMS(f)、端末局５１と無線基地局１２との間の無線チャネルゲイン周波数特性は、CFrom_neighborBS0_to_desireMS(f)、端末局５１とその他の無線基地局（無線基地局１３ｉ）との間の無線チャネルゲイン周波数特性は、CFrom_neighborBSi_to_desireMS(f)と定義する。
また、端末局５２と無線基地局１２との間の無線チャネルゲイン周波数特性は、CFrom_neighborBS0_to_interferedMS(f)、端末局５２と無線基地局１１との間の無線チャネルゲイン周波数特性は、CFrom_desireBS_to_interferedMS(f)、端末局５２とその他の無線基地局（無線基地局１３ｉ）との間の無線チャネルゲイン周波数特性は、CFrom_neighborBSi_to_interferedMS(f)と定義する。
添え字のうち、desireBSは無線基地局１１、neighborBS0は無線基地局１２、neighborBSiがその他の無線基地局（無線基地局１３ｉ）をそれぞれ示す。desireMSは端末局５１、interferedMSは端末局５２を表す。また、全無線基地局に共通の送信電力周波数特性をPt(f)、単位周波数幅当たりの熱雑音電力、すなわち熱雑音電力密度をN0とする。
このとき、図１７に示すように、端末局５１における無線基地局１１からの既知信号受信電力周波数特性SdesireMS(f)は、(1)式で表すことができる。
また、端末局５１における干渉雑音電力周波数特性IdesireMS(f)は、(2)式で表すことができる。
よって、第１周波数特性CQIdesireMS(f)は、(3)式で表すことができる。
ただし、数式の簡単化のために(4)式のように定義する。
なお、無線基地局１１に接続する端末局５１以外の端末局についても、(3)式と同様に他端末局周波数特性を求めることができる。
また、図１８に示すように、端末局５２における無線基地局１２からの既知信号受信電力周波数特性SinterferedMS(f)は、(5)式で表すことができる。
また、端末局５２における干渉雑音電力周波数特性IinterferedMS(f)は、(6)式で表すことができる。
よって、第２周波数特性CQIinterferedMS(f)は、(7)式で表すことができる。
ただし、数式の簡単化のために(8)式のように定義する。
第２周波数特性の逆特性Areluctance(f)は、(9)式のように表すことができる。
図１９に示すように、受信伝搬路利得Gdesireは、(10)式で表すことができる。
干渉伝搬路利得Ginterferedは、(11)式で表すことができる。
無線基地局１１及び無線基地局１２に接続する端末局の存在領域間の接近度合い（領域接近度合い）αは、(12)式で表すことができる。
上記から図２０に示すように、端末局５１に対する無線基地局１１の送信優先周波数特性CQIcompensated_desireMS(f)は、(13)式のように表すことができる。以下、無線基地局１１の送信優先周波数特性CQIcompensated_desireMS(fは、第１優先周波数特性と呼ぶ。
つまり、本実施形態では、無線リソースの割当優先度を生成するステップにおいて、少なくとも第１周波数特性CQIdesireMS(fと第２周波数特性CQIinterferedMS(fとに基づいて、無線基地局１１における端末局５１に対する送信において優先して用いられる無線周波数帯域を示す送信優先周波数特性CQIcompensated_desireMS(fを生成する。
無線基地局１１に接続する端末局５１以外の端末局についても、同様に無線基地局１１の送信優先周波数特性（以下、他端末局優先周波数特性）を求めることができる。つまり、本実施形態では、無線リソース（無線周波数）の割当優先度を生成するステップにおいて、無線基地局１１は、無線基地局１１に接続する端末局５１以外の端末局に対する送信において優先して用いられる他端末局優先周波数特性を生成することができる。また、無線基地局１１は、無線周波数を割り当てる際、第１優先周波数特性と他端末局優先周波数特性とを比較した結果に基づいて、端末局５１に対する送信に用いられる無線周波数を決定できる。
この場合、第２周波数特性CQIinterferedMS(fの逆特性Areluctance(f、及び端末局の存在領域間の接近度合いαは、無線基地局１１に接続する端末間で共通となる。したがって、上記により、第１優先周波数特性が他端末局優先周波数特性よりも大きい周波数帯域を端末局５１に向けた無線基地局１１からの送信に優先的に割り当てることで無線周波数の割り当てを実行できる。図２１は、上述した本実施形態に係る無線周波数の割り当てフローを示す。
（５）第４実施形態
次に、図２２〜図２６を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。図２２〜図２６は、本実施形態に係る無線基地局１１が端末局５１へ向けて送信する無線周波数を割り当てる手順を示す。
次に、図２２〜図２６を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。図２２〜図２６は、本実施形態に係る無線基地局１１が端末局５１へ向けて送信する無線周波数を割り当てる手順を示す。
本実施形態では、無線リソース（無線周波数）の割り当てに際して、受信伝搬路利得や干渉伝搬路利得に加え、無線基地局１１と端末局５２との伝搬路における干渉周波数特性が用いられる。
図２２に示すように、端末局５１における無線基地局１１からの既知信号受信電力周波数特性SdesireMS(fは、(14)式で表すことができる。
また、端末局５１における干渉雑音電力周波数特性IdesireMS(fは、(15)式で表すことができる。
よって、第１周波数特性CQIdesireMS(fは、(16)式で表すことができる。
ただし、数式の簡単化のために(17)式のように定義する。
なお、無線基地局１１に接続する端末局５１以外の端末局についても、(16)式と同様に他端末局周波数特性を求めることができる。
また、図２３に示すように、端末局５２における無線基地局１２からの既知信号受信電力周波数特性SinterferedMS(fは、(18)式で表すことができる。
また、端末局５２における干渉雑音電力周波数特性IinterferedMS(fは、(19)式で表すことができる。
よって、第２周波数特性CQIinterferedMS(fは、(20)式で表すことができる。
ただし、数式の簡単化のために(21)式のように定義する。
第２周波数特性の逆特性Areluctance(fは、(22)式のように表すことができる。
また、図２４に示すように、端末局５２における無線基地局１１からの既知信号受信電力SFrom_desireBS_interferedMS(f)は、全無線基地局に共通の送信電力周波数特性をPt(f)と、干渉周波数特性CFrom_desireBS_interferedMS(f)とを用いて、(23)式で表すことができる。
干渉周波数特性の逆特性Ireluctance(f)は、(24)式で表すことができる。
図２５に示すように、受信伝搬路利得Gdesireは、(25)式で表すことができる。
この場合、統計処理が単純平均を指しているが、それ以外にも中央値処理などの統計処理を行ってもよい。すなわち、本実施形態では、与干渉条件を決定するステップにおいて、無線基地局１１から端末局５１への受信伝搬路の利得を示す受信伝搬路利得を取得するステップを含み、領域接近度合いを推定するステップでは、受信伝搬路利得に基づいて領域接近度合いを推定することができる。同様に、無線基地局１１から端末局５２への干渉伝搬路の利得を示す干渉伝搬路利得を取得するステップを含み、領域接近度合いを推定するステップでは、干渉伝搬路利得に基づいて、領域接近度合いを推定することができる。
また、受信伝搬路利得を取得するステップは、周波数軸を基準として第１周波数特性CQIdesireMS(fを統計処理し、端末局５１と無線基地局１１との伝搬路における利得を示す第１伝搬路利得（Gdesire）を得るステップと、周波数軸を基準として他端末局周波数特性を統計処理し、端末局５１以外であって無線基地局１１に接続する端末局と無線基地局１１との伝搬路における利得を示す他端末局伝搬路利得(Ginterfered)を得るステップと、第１伝搬路利得と他端末局伝搬路利得とを端末局間において統計処理し、端末局５１の受信伝搬路利得（Gdesire）を得るステップとを含んでもよい。
干渉伝搬路利得Ginterferedは、(26)式で表すことができる。
この場合は、統計処理が単純平均を指しているが、それ以外にも中央値処理などの統計処理を行ってもよい。すなわち、干渉伝搬路利得を取得するステップは、周波数軸を基準として干渉周波数特性CFrom_desireBS_interferedMS(fを統計処理し、端末局５２と無線基地局１１との伝搬路における利得を示す端末局別干渉伝搬路利得（Ginterfered）を得るステップと、端末局別干渉伝搬路利得を端末局間において統計処理し、端末局５１の干渉伝搬路利得を得るステップとを含んでもよい。
無線基地局１１及び無線基地局１２に接続する端末局の存在領域間の接近度合いαは、(27)式で表すことができる。
上記から図２５に示すように、端末局５１に対する無線基地局１１の送信優先周波数特性CQIcompensated_desireMS(fは、(28)式のように表すことができる。
無線基地局１１に接続する端末局５１以外の端末局についても、同様に無線基地局１１の送信優先周波数特性を求めることができ、無線基地局１１に接続する端末局間において送信優先周波数特性を比較することができる。この場合、第２周波数特性CQIinterferedMS(fの逆特性Areluctance(f、干渉周波数特性CFrom_desireBS_interferedMS(fの逆特性Ireluctance(f、及び端末局の存在領域間の接近度合いαは、無線基地局１１に接続する端末間で共通となる。
したがって、上記により、端末局５１の送信優先周波数特性が端末局５１以外の端末局の送信優先周波数特性よりも大きい周波数帯域を端末局５１に向けた無線基地局１１の送信に優先的に割り当てることで無線周波数の割り当てを実行できる。図２６は、上述した本実施形態に係る無線周波数の割り当てフローを示す。
（６）無線通信システムの機能ブロック構成
次に、図２７〜図３１を参照して、無線通信システム１の機能ブロック構成について説明する。具体的には、（６．１）構成例１〜（６．５）構成例５について説明する。
次に、図２７〜図３１を参照して、無線通信システム１の機能ブロック構成について説明する。具体的には、（６．１）構成例１〜（６．５）構成例５について説明する。
無線通信システム１は、無線基地局１１に接続する端末局５１の存在領域が無線基地局１２に接続する端末局５２の存在領域と接近している場合において、無線基地局１２と端末局５２との伝搬路の状態に基づいて、無線基地局１１が端末局５２に対して与え得る干渉の条件を示す与干渉条件を決定し、決定した与干渉条件に基づいて、無線基地局１１からの送信に用いられる無線リソース（無線周波数）の割当優先度（送信優先周波数特性）を生成し、生成した割当優先度に基づいて、無線リソースを割り当てる。
（６．１）構成例１
図２７は、接続される接続端末局向け送信用の無線リソース（無線周波数）を割り当てる無線基地局１１の機能ブロック構成例（その１）を示す。図２７に示すように、無線基地局１１は、無線送受信部１１０、周波数スケジューラ部１２０、自局内端末局周波数特性計算部１３０、他局内端末局周波数特性取得部１４０、接近度合い計算部１５０及び情報交換部１６０を備える。
図２７は、接続される接続端末局向け送信用の無線リソース（無線周波数）を割り当てる無線基地局１１の機能ブロック構成例（その１）を示す。図２７に示すように、無線基地局１１は、無線送受信部１１０、周波数スケジューラ部１２０、自局内端末局周波数特性計算部１３０、他局内端末局周波数特性取得部１４０、接近度合い計算部１５０及び情報交換部１６０を備える。
無線送受信部１１０は、無線基地局１１に接続する端末局と通信を行うに当たって無線信号の送受を行い、端末局へ向けて送信されるデータを変調する変調部１１３と、変調部の出力を無線信号に変換して送出する無線送信部１１１と、端末局からの無線信号を受信する無線受信部１１２と、無線受信部の出力をデータに復調する復調部１１４から構成される。
本構成例では、変調部１１３は、無線基地局１１が送信する無線信号に既知信号を重畳する既知信号重畳部１１３Ａと、同無線信号に基地局固有のＩＤを重畳する基地局ＩＤ重畳部１１３Ｂと、ユーザデータを無線信号に変換する送信情報変調部１１３Ｃから構成される。
また、送信情報変調部１１３Ｃは、どの無線周波数（リソースブロック）を用いるべきかの指示を周波数スケジューラ部１２０から受ける。復調部１１４は、端末局からの無線信号をユーザデータと受信品質周波数特性の報告に分離する受信情報復調部１１４Ａを有し、その出力は自局内端末局周波数特性計算部１３０に入力される。
自局内端末局周波数特性計算部１３０は、端末局５１と無線基地局１１との伝搬路における周波数特性（第１周波数特性）を計算し、その出力を周波数スケジューラ部１２０、接近度合い計算部１５０及び情報交換部１６０に入力する。
情報交換部１６０は、他の無線基地局と情報交換を行い、自局に接続する端末局の伝搬路における周波数特性を他の無線基地局に伝える。また、情報交換部１６０は、他の無線基地局に接続する端末局の伝搬路における周波数特性の取得に必要な情報を他の無線基地局から収集する。
他局内端末局周波数特性取得部１４０は、情報交換部１６０が収集した情報から端末局５２の伝搬路における周波数数特性を取得し、その出力を周波数スケジューラ部１２０、接近度合い計算部１５０及び情報交換部１６０に入力する。
接近度合い計算部１５０は、自局内端末局周波数特性計算部１３０と他局内端末局周波数特性取得部１４０の入力を受けて端末局の存在領域間の接近度合いを計算する。
周波数スケジューラ部１２０は、自局内端末局周波数特性計算部１３０と他局内端末局周波数特性取得部１４０と接近度合い計算部１５０の出力を受けて、送信情報変調部１１３Ｃに対して端末局５１がどの無線周波数（リソースブロック）を用いるべきかの指示を行う。
また、自局内端末局周波数特性計算部１３０は、端末局５１及び他端末局と他の無線基地局との間の伝搬路における他端末局周波数特性を計算する機能を有し、その出力を周波数スケジューラ部１２０、接近度合い計算部１５０及び情報交換部１６０に入力してもよい。同様に、他局内端末局周波数特性取得部１４０は、他の無線基地局における干渉周波数特性を取得する機能を有し、その出力を周波数スケジューラ部１２０、接近度合い計算部１５０及び情報交換部１６０に入力してもよい。
なお、図２７においては、無線基地局１１とユーザデータを収容するネットワーク間の通信機能は省略されている。
（６．２）構成例２
図２８は、無線基地局１１の機能ブロック構成例（その２）を示す。本構成例では、無線基地局１１は、無線リソース割当装置６０（後述）と共同で無線リソースの割り当てを実行する。以下、上述した構成例と同様の部分については、その説明を適宜省略する。
図２８は、無線基地局１１の機能ブロック構成例（その２）を示す。本構成例では、無線基地局１１は、無線リソース割当装置６０（後述）と共同で無線リソースの割り当てを実行する。以下、上述した構成例と同様の部分については、その説明を適宜省略する。
本構成例では、無線基地局１１は、無線送受信部１１０、自局内端末局周波数特性計算部１３０及び情報交換部１６０のみを備える。
情報交換部１６０は、無線リソース割当装置６０と情報交換を行い、第１周波数特性（及び他端末局周波数特性）と、干渉周波数特性を無線リソース割当装置６０に伝え、送信情報変調部１１３Ｃに対して当該端末局がどの無線周波数（リソースブロック）を用いるべきかの指示を無線リソース割当装置６０から収集する。なお、図２８においては、無線基地局１１とユーザデータを収容するネットワーク間の通信機能は省略されている。
（６．３）構成例３
図２９は、無線リソース割当装置６０の機能ブロック構成を示す。無線リソース割当装置６０は、無線基地局１１に接続する端末局５１の存在領域が無線基地局１２に接続する端末局５２の存在領域と接近している場合において、無線基地局１２と端末局５２との伝搬路の状態に基づいて決定された無線基地局１１が端末局５２に対して与え得る干渉の条件を示す与干渉条件（周波数特性）を無線基地局１１から受信し、受信した与干渉条件に基づいて、無線基地局１１からの送信に用いられる無線リソース（無線周波数）の割当優先度を生成し、生成した割当優先度を無線基地局１１に送信する。
図２９は、無線リソース割当装置６０の機能ブロック構成を示す。無線リソース割当装置６０は、無線基地局１１に接続する端末局５１の存在領域が無線基地局１２に接続する端末局５２の存在領域と接近している場合において、無線基地局１２と端末局５２との伝搬路の状態に基づいて決定された無線基地局１１が端末局５２に対して与え得る干渉の条件を示す与干渉条件（周波数特性）を無線基地局１１から受信し、受信した与干渉条件に基づいて、無線基地局１１からの送信に用いられる無線リソース（無線周波数）の割当優先度を生成し、生成した割当優先度を無線基地局１１に送信する。
図２９に示すように、無線リソース割当装置６０は、周波数スケジューラ部１２０、接近度合い計算部１５０、情報交換部１６０、周波数特性取得部１７０及び周波数特性取得部１８０を備える。
周波数特性取得部１７０は、情報交換部１６０を介して無線基地局１１の自局内端末局周波数特性計算部１３０（図２８参照）と情報交換を行い、第１周波数特性（及び他端末局周波数特性）を取得する。
周波数特性取得部１８０は、情報交換部１６０を介して無線基地局１１の自局内端末局周波数特性計算部１３０と情報交換を行い、第１周波数特性と対応する端末局５２の第２周波数特性と干渉周波数特性とを取得する。
周波数スケジューラ部１２０は、周波数特性取得部１７０、周波数特性取得部１８０及び接近度合い計算部１５０からの入力を受けて、情報交換部１６０を介して無線基地局１１の送信情報変調部１１３Ｃに対して端末局５１がどの無線周波数（リソースブロック）を用いるべきかの指示を行う。
（６．４）構成例４
図３０は、無線通信システム１の機能ブロック構成例（その１）を示す。本構成例では、無線通信システム１は、無線基地局１１、無線基地局１２及び端末局５１によって構成される。なお、無線基地局１２における点線枠は、無線基地局１１と同様の機能ブロックを備えることを示す。また、端末局５１における点線枠は、端末局５１が動作するために必須な無線送受信部などを備えることを示す。
図３０は、無線通信システム１の機能ブロック構成例（その１）を示す。本構成例では、無線通信システム１は、無線基地局１１、無線基地局１２及び端末局５１によって構成される。なお、無線基地局１２における点線枠は、無線基地局１１と同様の機能ブロックを備えることを示す。また、端末局５１における点線枠は、端末局５１が動作するために必須な無線送受信部などを備えることを示す。
無線基地局１１及び無線基地局１２は、端末局５１に向けて既知信号を送信している。端末局５１は、当該既知信号を受信品質周波数特性測定部５１０で測定し、その測定結果を無線基地局１１に報告する。
無線基地局１１は、端末局５１からの報告に基づいて第１周波数特性を計算する。無線基地局１１と無線基地局１２とは、情報交換部１６０によって相互に接続されている。無線基地局１１（無線基地局１２）は、情報交換部１６０を介して自局内の端末局との伝搬路における周波数特性（第１周波数特性）を転送するとともに、他の無線基地局内の端末局と当該無線基地局との伝搬路における周波数特性（第２周波数特性）を収集する。
無線基地局１１は、第１周波数特性と第２周波数特性とに基づいて、端末局５１と端末局５２（図３０において不図示）の存在領域間の接近度合いを計算する。周波数スケジューラ部１２０は、第１周波数特性、第２周波数特性及び接近度合いの計算結果を用いて、送信情報変調部１１３Ｃに対して端末局５１がどの無線周波数（リソースブロック）を用いるべきかの指示を行う。
なお、無線基地局１１は、第１周波数特性を計算する際に、自無線基地局の受信品質周波数特性を端末毎に統計処理して第１周波数特性（及び他端末局周波数特性）を計算するだけでなく、他の無線基地局の受信品質周波数特性を端末局毎に統計処理して干渉周波数特性をも計算し、情報交換部１６０を介してこれらの周波数特性を他の無線基地局に転送してもよい。
（６．５）構成例５
図３１は、無線通信システム１の機能ブロック構成例（その２）を示す。本構成例では、無線通信システム１は、無線基地局１１、無線基地局１２、端末局５１及び無線リソース割当装置６０によって構成される。無線基地局１１及び無線基地局１２の機能ブロック構成は、構成例２（図２８参照）と同様である。無線リソース割当装置６０の機能ブロック構成は、構成例３（図２９参照）と同様である。また、端末局５１の機能ブロック構成は、構成例４（図３０参照）と同様である。
図３１は、無線通信システム１の機能ブロック構成例（その２）を示す。本構成例では、無線通信システム１は、無線基地局１１、無線基地局１２、端末局５１及び無線リソース割当装置６０によって構成される。無線基地局１１及び無線基地局１２の機能ブロック構成は、構成例２（図２８参照）と同様である。無線リソース割当装置６０の機能ブロック構成は、構成例３（図２９参照）と同様である。また、端末局５１の機能ブロック構成は、構成例４（図３０参照）と同様である。
（７）作用・効果
上述した実施形態によれば、無線通信システム１の周波数領域スケジューラに関して、無線基地局１１に接続する端末局５１の存在領域が無線基地局１２に接続する端末局５２の存在領域と接近している場合において、無線基地局１１と接続される接続端末局向け送信用として、適切な無線周波数を割り当てることができる。つまり、上述した実施形態によれば、多様なサイズのセルを形成する無線基地局が不均一に設置される場合でも、全セルの全ての通信が共有する無線周波数帯域内において各通信に動的に無線周波数などの無線リソースを割り当てることができる。
上述した実施形態によれば、無線通信システム１の周波数領域スケジューラに関して、無線基地局１１に接続する端末局５１の存在領域が無線基地局１２に接続する端末局５２の存在領域と接近している場合において、無線基地局１１と接続される接続端末局向け送信用として、適切な無線周波数を割り当てることができる。つまり、上述した実施形態によれば、多様なサイズのセルを形成する無線基地局が不均一に設置される場合でも、全セルの全ての通信が共有する無線周波数帯域内において各通信に動的に無線周波数などの無線リソースを割り当てることができる。
具体的には、端末局５１と無線基地局１１との伝搬路における第１周波数特性、及び端末局５２と無線基地局１２との伝搬路における第２周波数特性に基づいて、無線基地局１１から端末局５１への送信に割り当てるべき無線周波数が決定される。このため、端末局５２が干渉を受けにくい無線周波数を選択して割り当てることができる。
また、上述した実施形態によれば、第１周波数特性と第２周波数特性に加えて、無線基地局１１と端末局５２との伝搬路における干渉周波数特性を用いることもできる。このため、無線基地局１１が端末局５２に干渉を与えにくい無線周波数を選択して割り当てることができる。
上述した実施形態によれば、無線基地局１１と無線基地局１２との接近度合いを示す基地局接近度合いが推定され、推定した基地局接近度合いに基づいて、端末局５１の存在領域と端末局５２の存在領域との接近度合いを示す領域接近度合いが推定される。つまり、第１周波数特性と第２周波数特性とに基づいて無線周波数を割り当てる際に、領域接近度合いに応じて第１周波数特性と第２周波数特性との取り扱い（両周波数特性を統合するか否か）を決定することができる。このため、端末局５２がさらに干渉を受けにくい無線周波数を選択して割り当てることができる。
上述した実施形態では、領域接近度合いを推定するステップにおいて、無線基地局１１が無線基地局１２から端末局５２に向けて送信される無線信号を直接、または他の端末局を介して間接的に受信して復調することによって基地局接近度合いを推定するステップと、無線基地局１２が無線基地局１１から端末局５１に向けて送信される無線信号を直接、または他の端末局を介して間接的に受信して復調することによって基地局接近度合いを推定するステップとの少なくとも何れかを含むことができる。このため、無線基地局１１と無線基地局１２の基地局接近度合いを効率よく求めることができ、無線基地局１１に接続する端末局５１と、無線基地局１２に接続する端末局５２の領域接近度合いを高精度に推定できる。
上述した実施形態では、無線基地局１１から端末局５１への受信伝搬路の利得を示す受信伝搬路利得や、無線基地局１１から端末局５２への干渉伝搬路の利得を示す干渉伝搬路利得を用いることができる。
この場合、受信伝搬路利得を取得するステップは、周波数軸を基準として第１周波数特性CQIdesireMS(fを統計処理し、端末局５１と無線基地局１１との伝搬路における利得を示す第１伝搬路利得（Gdesire）を得るステップと、周波数軸を基準として他端末局周波数特性を統計処理し、端末局５１以外であって無線基地局１１に接続する端末局と無線基地局１１との伝搬路における利得を示す他端末局伝搬路利得(Ginterfered)を得るステップと、第１伝搬路利得と他端末局伝搬路利得とを端末局間において統計処理し、端末局５１の受信伝搬路利得（Gdesire）を得るステップとを含むことができる。また、干渉伝搬路利得を取得するステップは、周波数軸を基準として干渉周波数特性CFrom_desireBS_interferedMS(fを統計処理し、端末局５２と無線基地局１１との伝搬路における利得を示す端末局別干渉伝搬路利得（Ginterfered）を得るステップと、端末局別干渉伝搬路利得を端末局間において統計処理し、端末局５１の干渉伝搬路利得を得るステップとを含むことができる。
このため、受信伝搬路利得及び干渉伝搬路利得を高精度に求めることができ、無線周波数の割当精度が向上する。
（８）その他の実施形態
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
例えば、チャネル情報としては、無線基地局１１と無線基地局１２との伝搬路における周波数特性、または周波数特性の周波数軸上における平均の少なくとも何れかを用いることができる。或いは、チャネル情報は、端末局５１または端末局５２の少なくとも何れかを含む端末局と、無線基地局１１または無線基地局１２の少なくとも何れかを含む無線基地局との伝搬路における周波数特性、または当該周波数特性の周波数軸上における平均の少なくとも何れかであればよい。
上述した実施形態では、端末局と無線基地局との伝搬路における周波数特性として、受信品質周波数特性（ＳＩＮＲ）が用いられていたが、伝搬路周波数特性は、伝搬損失周波数特性、受信信号電力周波数特性、受信信号電力対干渉電力比特性、ＣＱＩ特性の何れかであればよい。
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
１…無線通信システム、１０〜１２，１３ｉ，２１，２２…無線基地局、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５１〜５４…端末局、６０…無線リソース割当装置、１１０…無線送受信部、１１１…無線送信部、１１２…無線受信部、１１３…変調部、１１３Ａ…既知信号重畳部、１１３Ｂ…基地局ＩＤ重畳部、１１３Ｃ…送信情報変調部、１１４…復調部、１１４Ａ…受信情報復調部、１２０…周波数スケジューラ部、１３０…自局内端末局周波数特性計算部、１４０…他局内端末局周波数特性取得部、１５０…接近度合い計算部、１６０…情報交換部、１７０…周波数特性取得部、１８０…周波数特性取得部、５１０…受信品質周波数特性測定部、Ｃ１１，Ｃ１２…セル
Claims (17)
- 第１無線基地局に接続する第１端末局の存在領域が第２無線基地局に接続する第２端末局の存在領域と接近している場合において、前記第１無線基地局と接続される接続端末局向け送信用の無線リソース割当方法であって、
前記第２無線基地局と前記第２端末局との伝搬路の状態に基づいて、前記第１無線基地局が前記第２端末局に対して与え得る干渉の条件を示す与干渉条件を決定するステップと、
決定された前記与干渉条件に基づいて、前記第１無線基地局からの送信に用いられる無線リソースの割当優先度を生成するステップと、
生成された前記割当優先度に基づいて、前記無線リソースを割り当てるステップと
を備え、
前記与干渉条件は、前記第１無線基地局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、前記第２端末局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、または前記第２端末局と前記第１無線基地局との間のチャネル情報の少なくとも何れかであり、
前記チャネル情報は、前記第１端末局または前記第２端末局の少なくとも何れかを含む端末局と、前記第１無線基地局または前記第２無線基地局の少なくとも何れかを含む無線基地局との伝搬路における周波数特性、または前記周波数特性の周波数軸上における平均の少なくとも何れかであり、
前記与干渉条件を決定するステップは、
前記第１端末局と前記第１無線基地局との伝搬路における第１周波数特性を収集するステップと、
前記第２端末局と前記第２無線基地局との伝搬路における第２周波数特性を収集するステップと、
前記第２端末局と前記第１無線基地局との間における干渉周波数特性を収集するステップと
を含む無線リソース割当方法。 - 第１無線基地局に接続する第１端末局の存在領域が第２無線基地局に接続する第２端末局の存在領域と接近している場合において、前記第１無線基地局と接続される接続端末局向け送信用の無線リソース割当方法であって、
前記第２無線基地局と前記第２端末局との伝搬路の状態に基づいて、前記第１無線基地局が前記第２端末局に対して与え得る干渉の条件を示す与干渉条件を決定するステップと、
決定された前記与干渉条件に基づいて、前記第１無線基地局からの送信に用いられる無線リソースの割当優先度を生成するステップと、
生成された前記割当優先度に基づいて、前記無線リソースを割り当てるステップと、
前記第１無線基地局と前記第２無線基地局との接近度合いを示す基地局接近度合いに基づいて、前記第１端末局の存在領域と前記第２端末局の存在領域との接近度合いを示す領域接近度合いを推定するステップと
を備え、
前記与干渉条件は、前記第１無線基地局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、前記第２端末局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、または前記第２端末局と前記第１無線基地局との間のチャネル情報の少なくとも何れかであり、
前記チャネル情報は、前記第１端末局または前記第２端末局の少なくとも何れかを含む端末局と、前記第１無線基地局または前記第２無線基地局の少なくとも何れかを含む無線基地局との伝搬路における周波数特性、または前記周波数特性の周波数軸上における平均の少なくとも何れかであり、
前記与干渉条件を決定するステップは、
前記第１端末局と前記第１無線基地局との伝搬路における第１周波数特性を収集するステップと、
前記第２端末局と前記第２無線基地局との伝搬路における第２周波数特性を収集するステップと
を含み、
前記与干渉条件を決定するステップでは、推定された前記領域接近度合いに基づいて、前記第１周波数特性と前記第２周波数特性とを統合するか否かを決定する無線リソース割当方法。 - 前記与干渉条件を決定するステップは、前記第１端末局以外であって前記第１無線基地局に接続する端末局と前記第１無線基地局との伝搬路における他端末局周波数特性を収集するステップをさらに含む請求１または２に記載の無線リソース割当方法。
- 前記領域接近度合いを推定するステップは、
前記第１無線基地局が前記第２無線基地局から前記第２端末局に向けて送信される無線信号を直接、または他の端末局を介して間接的に受信して復調することによって前記基地局接近度合いを推定するステップと、
前記第２無線基地局が前記第１無線基地局から前記第１端末局に向けて送信される無線信号を直接、または他の端末局を介して間接的に受信して復調することによって前記基地局接近度合いを推定するステップと
の少なくとも何れかを含む請求項２に記載の無線リソース割当方法。 - 前記無線リソースの割当優先度を生成するステップでは、少なくとも前記第１周波数特性と前記第２周波数特性とに基づいて、前記第１無線基地局における前記第１端末局に対する送信において優先して用いられる無線周波数帯域を示す第１優先周波数特性を生成する請求項１または２に記載の無線リソース割当方法。
- 前記無線リソースの割当優先度を生成するステップでは、前記第１無線基地局における前記第１端末局以外の端末局に対する送信において優先して用いられる他端末局優先周波数特性を生成する請求項５に記載の無線リソース割当方法。
- 前記無線リソースを割り当てるステップでは、前記第１優先周波数特性と前記他端末局優先周波数特性とを比較した結果に基づいて、前記第１無線基地局における前記第１端末局に対する送信に用いられる無線周波数を決定する請求項６に記載の無線リソース割当方法。
- 前記与干渉条件を決定するステップでは、前記第１無線基地局から前記第１端末局への受信伝搬路の利得を示す受信伝搬路利得を取得するステップを含み、
前記領域接近度合いを推定するステップでは、前記受信伝搬路利得に基づいて、前記領域接近度合いを推定する請求項２または４に記載の無線リソース割当方法。 - 前記与干渉条件を決定するステップでは、前記第１無線基地局から前記第２端末局への干渉伝搬路の利得を示す干渉伝搬路利得を取得するステップを含み、
前記領域接近度合いを推定するステップでは、前記干渉伝搬路利得に基づいて、前記領域接近度合いを推定する請求項２または４に記載の無線リソース割当方法。 - 前記受信伝搬路利得を取得するステップは、
周波数軸を基準として前記第１周波数特性を統計処理し、前記第１端末局と前記第１無線基地局との伝搬路における利得を示す第１伝搬路利得を得るステップと、
周波数軸を基準として前記他端末局周波数特性を統計処理し、前記第１端末局以外であって前記第１無線基地局に接続する端末局と前記第１無線基地局との伝搬路における利得を示す他端末局伝搬路利得を得るステップと、
前記第１伝搬路利得と前記他端末局伝搬路利得とを端末局間において統計処理し、前記第１端末局の受信伝搬路利得を得るステップと
を含む請求項８に記載の無線リソース割当方法。 - 前記干渉伝搬路利得を取得するステップは、
周波数軸を基準として前記干渉周波数特性を統計処理し、前記第２端末局と前記第１無線基地局との伝搬路における利得を示す端末局別干渉伝搬路利得を得るステップと、
前記端末局別干渉伝搬路利得を端末局間において統計処理し、前記第１端末局の干渉伝搬路利得を得るステップと
を含む請求項９に記載の無線リソース割当方法。 - 接続される接続端末局向け送信用の無線リソースを割り当てる無線基地局であって、
前記無線基地局を第１無線基地局とし、前記第１無線基地局に接続する第１端末局の存在領域が第２無線基地局に接続する第２端末局の存在領域と接近している場合において、前記第２無線基地局と前記第２端末局との伝搬路の状態に基づいて、前記第１無線基地局が前記第２端末局に対して与え得る干渉の条件を示す与干渉条件を決定し、
決定した前記与干渉条件に基づいて、前記第１無線基地局からの送信に用いられる無線リソースの割当優先度を生成し、
生成した前記割当優先度に基づいて、前記無線リソースを割り当て、
前記与干渉条件は、前記第１無線基地局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、前記第２端末局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、または前記第２端末局と前記第１無線基地局との間のチャネル情報の少なくとも何れかであり、
前記チャネル情報は、前記第１端末局または前記第２端末局の少なくとも何れかを含む端末局と、前記第１無線基地局または前記第２無線基地局の少なくとも何れかを含む無線基地局との伝搬路における周波数特性、または前記周波数特性の周波数軸上における平均の少なくとも何れかであり、
前記与干渉条件の決定は、
前記第１端末局と前記第１無線基地局との伝搬路における第１周波数特性を収集することと、
前記第２端末局と前記第２無線基地局との伝搬路における第２周波数特性を収集することと、
前記第２端末局と前記第１無線基地局との間における干渉周波数特性を収集することと
を含む無線基地局。 - 接続される接続端末局向け送信用の無線リソースを割り当てる無線基地局であって、
前記無線基地局を第１無線基地局とし、前記第１無線基地局に接続する第１端末局の存在領域が第２無線基地局に接続する第２端末局の存在領域と接近している場合において、前記第２無線基地局と前記第２端末局との伝搬路の状態に基づいて、前記第１無線基地局が前記第２端末局に対して与え得る干渉の条件を示す与干渉条件を決定し、
決定した前記与干渉条件に基づいて、前記第１無線基地局からの送信に用いられる無線リソースの割当優先度を生成し、
生成した前記割当優先度に基づいて、前記無線リソースを割り当て、
前記第１無線基地局と前記第２無線基地局との接近度合いを示す基地局接近度合いに基づいて、前記第１端末局の存在領域と前記第２端末局の存在領域との接近度合いを示す領域接近度合いを推定し、
前記与干渉条件は、前記第１無線基地局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、前記第２端末局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、または前記第２端末局と前記第１無線基地局との間のチャネル情報の少なくとも何れかであり、
前記チャネル情報は、前記第１端末局または前記第２端末局の少なくとも何れかを含む端末局と、前記第１無線基地局または前記第２無線基地局の少なくとも何れかを含む無線基地局との伝搬路における周波数特性、または前記周波数特性の周波数軸上における平均の少なくとも何れかであり、
前記与干渉条件の決定は、
前記第１端末局と前記第１無線基地局との伝搬路における第１周波数特性を収集することと、
前記第２端末局と前記第２無線基地局との伝搬路における第２周波数特性を収集することと
を含み、
前記与干渉条件の決定では、推定された前記領域接近度合いに基づいて、前記第１周波数特性と前記第２周波数特性とを統合するか否かを決定する無線基地局。 - 第１無線基地局に接続される接続端末局向け送信用の無線リソースを割り当てる無線リソース割当装置であって、
前記第１無線基地局に接続する第１端末局の存在領域が第２無線基地局に接続する第２端末局の存在領域と接近している場合において、前記第２無線基地局と前記第２端末局との伝搬路の状態に基づいて決定された前記第１無線基地局が前記第２端末局に対して与え得る干渉の条件を示す与干渉条件を受信し、
受信した前記与干渉条件に基づいて、前記第１無線基地局からの送信に用いられる無線リソースの割当優先度を生成し、
生成した前記割当優先度を前記第１無線基地局に送信し、
前記与干渉条件は、前記第１無線基地局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、前記第２端末局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、または前記第２端末局と前記第１無線基地局との間のチャネル情報の少なくとも何れかであり、
前記チャネル情報は、前記第１端末局または前記第２端末局の少なくとも何れかを含む端末局と、前記第１無線基地局または前記第２無線基地局の少なくとも何れかを含む無線基地局との伝搬路における周波数特性、または前記周波数特性の周波数軸上における平均の少なくとも何れかであり、
前記与干渉条件の決定は、
前記第１端末局と前記第１無線基地局との伝搬路における第１周波数特性を収集することと、
前記第２端末局と前記第２無線基地局との伝搬路における第２周波数特性を収集することと、
前記第２端末局と前記第１無線基地局との間における干渉周波数特性を収集することと
を含む無線リソース割当装置。 - 第１無線基地局に接続される接続端末局向け送信用の無線リソースを割り当てる無線リソース割当装置であって、
前記第１無線基地局に接続する第１端末局の存在領域が第２無線基地局に接続する第２端末局の存在領域と接近している場合において、前記第２無線基地局と前記第２端末局との伝搬路の状態に基づいて決定された前記第１無線基地局が前記第２端末局に対して与え得る干渉の条件を示す与干渉条件を受信し、
受信した前記与干渉条件に基づいて、前記第１無線基地局からの送信に用いられる無線リソースの割当優先度を生成し、
前記第１無線基地局と前記第２無線基地局との接近度合いを示す基地局接近度合いに基づいて、前記第１端末局の存在領域と前記第２端末局の存在領域との接近度合いを示す領域接近度合いを推定し、
生成した前記割当優先度を前記第１無線基地局に送信し、
前記与干渉条件は、前記第１無線基地局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、前記第２端末局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、または前記第２端末局と前記第１無線基地局との間のチャネル情報の少なくとも何れかであり、
前記チャネル情報は、前記第１端末局または前記第２端末局の少なくとも何れかを含む端末局と、前記第１無線基地局または前記第２無線基地局の少なくとも何れかを含む無線基地局との伝搬路における周波数特性、または前記周波数特性の周波数軸上における平均の少なくとも何れかであり、
前記与干渉条件の決定は、
前記第１端末局と前記第１無線基地局との伝搬路における第１周波数特性を収集することと、
前記第２端末局と前記第２無線基地局との伝搬路における第２周波数特性を収集することと
を含み、
前記与干渉条件の決定では、推定された前記領域接近度合いに基づいて、前記第１周波数特性と前記第２周波数特性とを統合するか否かを決定する無線リソース割当装置。 - 接続される接続端末局向け送信用の無線リソースを割り当てる無線通信システムであって、
第１無線基地局に接続する第１端末局の存在領域が第２無線基地局に接続する第２端末局の存在領域と接近している場合において、前記第２無線基地局と前記第２端末局との伝搬路の状態に基づいて、前記第１無線基地局が前記第２端末局に対して与え得る干渉の条件を示す与干渉条件を決定し、
決定した前記与干渉条件に基づいて、前記第１無線基地局からの送信に用いられる無線リソースの割当優先度を生成し、
生成した前記割当優先度に基づいて、前記無線リソースを割り当て、
前記与干渉条件は、前記第１無線基地局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、前記第２端末局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、または前記第２端末局と前記第１無線基地局との間のチャネル情報の少なくとも何れかであり、
前記チャネル情報は、前記第１端末局または前記第２端末局の少なくとも何れかを含む端末局と、前記第１無線基地局または前記第２無線基地局の少なくとも何れかを含む無線基地局との伝搬路における周波数特性、または前記周波数特性の周波数軸上における平均の少なくとも何れかであり、
前記与干渉条件の決定は、
前記第１端末局と前記第１無線基地局との伝搬路における第１周波数特性を収集することと、
前記第２端末局と前記第２無線基地局との伝搬路における第２周波数特性を収集することと、
前記第２端末局と前記第１無線基地局との間における干渉周波数特性を収集することと
を含む無線通信システム。 - 接続される接続端末局向け送信用の無線リソースを割り当てる無線通信システムであって、
第１無線基地局に接続する第１端末局の存在領域が第２無線基地局に接続する第２端末局の存在領域と接近している場合において、前記第２無線基地局と前記第２端末局との伝搬路の状態に基づいて、前記第１無線基地局が前記第２端末局に対して与え得る干渉の条件を示す与干渉条件を決定し、
決定した前記与干渉条件に基づいて、前記第１無線基地局からの送信に用いられる無線リソースの割当優先度を生成し、
生成した前記割当優先度に基づいて、前記無線リソースを割り当て、
前記第１無線基地局と前記第２無線基地局との接近度合いを示す基地局接近度合いに基づいて、前記第１端末局の存在領域と前記第２端末局の存在領域との接近度合いを示す領域接近度合いを推定し、
前記与干渉条件は、前記第１無線基地局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、前記第２端末局と前記第２無線基地局との間のチャネル情報、または前記第２端末局と前記第１無線基地局との間のチャネル情報の少なくとも何れかであり、
前記チャネル情報は、前記第１端末局または前記第２端末局の少なくとも何れかを含む端末局と、前記第１無線基地局または前記第２無線基地局の少なくとも何れかを含む無線基地局との伝搬路における周波数特性、または前記周波数特性の周波数軸上における平均の少なくとも何れかであり、
前記与干渉条件の決定は、
前記第１端末局と前記第１無線基地局との伝搬路における第１周波数特性を収集することと、
前記第２端末局と前記第２無線基地局との伝搬路における第２周波数特性を収集することと
を含み、
前記与干渉条件の決定では、推定された前記領域接近度合いに基づいて、前記第１周波数特性と前記第２周波数特性とを統合するか否かを決定する無線通信システム。
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