JP5854843B2 - 基地局、基地局の制御方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、空間多重し、データを複数の端末装置に対して送信する無線基地局に関する。

複数のアンテナを利用し、同じ周波数帯域で複数の異なるデータストリームを空間多重して通信するＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ多入力多出力）による通信方式が、無線ＬＡＮやセルラシステムなどで提案されている。さらに、ＭＩＭＯを利用してシステム全体の通信効率を高める技術として、複数のユーザに向けてＭＩＭＯ通信を行う方式（Ｍｕｌｔｉ Ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ（以下ＭＵ−ＭＩＭＯ））がある（例えば、特許文献１）。ＭＵ−ＭＩＭＯにおいて空間多重する信号は、受信する複数の端末装置間において、相互に干渉が少なくなるようにビームフォーミングを行う必要がある。ビームフォーミングとは、各端末装置のアンテナに自端末が受信すべき信号のみが到来するよう、基地局が送信する電波の方向性を制御する技術である。ビームフォーミングの実現に当たっては、夫々の端末装置に他の端末装置が受信すべき信号が到来しないよう、他の端末装置が受信すべき信号を弱める信号を含めて送信する。
また、複数の端末装置間で相関が少なくなるように、各端末装置からのＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を利用して、同時にデータ送信する端末装置の組み合わせを適切に選択する（ユーザスケジュール技術）必要もある。次世代の無線ＬＡＮの規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａｃでは、ＭＵ−ＭＩＭＯのダウンリンクにおいて、同時にデータを送信する端末装置の組み合わせをあらかじめグループ化し、そのグループに対してデータを送信する方法が提案されている。
上記、ＭＵ−ＭＩＭＯのグループ化する制御においては、ユーザ毎の伝搬路（チャネル応答行列Ｈ）の決定、ユーザの組み合わせの選択に多くの計算量が必要であり、これを一定量軽減する方法は提案されている（例えば、特許文献２および３）。

特開２０１０−２８７３７ 特開２００９−２９６５９８ 特開２０１０−４５２８

ＭＵ−ＭＩＭＯのダウンリンクにおいて、同時にデータ送信する複数の端末装置をグループ化した後、グループに属する端末装置が切断した場合などに、これに即応した送信するグループに関する好適な制御は検討されていない。
例えば、端末装置が切断した直後に、切断した端末装置を除いた端末装置からのＣＱＩ情報を用いて再スケジューリングを行うとすると、再スケジューリングのための計算に時間がかかり、データ送信の遅延が生じる可能性がある。また、端末装置が切断した後に、該端末装置を含めたグループに送信を継続する場合は、送信するデータが存在しない端末装置に無駄な通信資源を割り当てるため伝送効率が損なわれる。
本願発明は、上述の課題を鑑みてなされた発明であり、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいて、通信状態に応じた適切なグループに関する制御を行うことを目的とする。

上述の課題を解決するための手段として、
複数の通信装置が属するグループにデータを送信する基地局であって、
複数のアンテナを用いて、前記グループに属する前記複数の通信装置の夫々に対応するデータを空間多重して、当該グループに対して無線送信する送信手段と、
前記送信手段によるデータの送信対象となり、互いに相関が所定値以下となる複数の通信装置が属する第一のグループを形成する第一の形成手段と、
前記第一のグループに基づいて、当該第一のグループに属する通信装置の少なくとも１台を除いた第二のグループを形成する第二の形成手段とを有し、
前記送信手段は、前記基地局が制御するネットワークにおける通信状態に応じて、前記第一のグループ又は前記第二のグループに対して送信を行うことを特徴とする基地局を提供する。

通信状態に応じて送信するグループを制御することで、データ送信の遅延を小さくし、かつ、システム全体の伝送効率を向上することができる。

本発明におけるシステム構成例を示す図である。 実施例１におけるにおける基地局の構成を示す図である。 実施例１におけるシステムのシーケンスを示す図である。 実施例１における送信処理を示すフローチャートである。 実施例２におけるにおける基地局の構成を示す図である。 実施例２におけるシステムのシーケンスを示す図である。 実施例２における送信処理を示すフローチャートである。 実施例３における送信処理を示すフローチャートである。

［実施例１］
本発明の通信システムの全体構成例は、図１となる。図１において、基地局１００、端末装置１０１、端末装置１０２、端末装置１０３、端末装置１０４は、無線ネットワークを形成している。基地局１００は、構築したネットワークを管理および制御し、端末装置１０１〜端末装置１０４と通信を行う。端末装置１０１〜端末装置１０４は、ネットワークを構築した基地局１００と接続し、基地局１００と通信を行う。なお、端末装置１０１〜１０４は、アクティブ状態と比べて消費電力が低減されるＩＥＥＥ８０２．１１で規定されている省電力モードに移行することができる。本実施形態における基地局１００の構成図は図２になる。基地局１００はＣＰＵ２００、メモリ２０１、省電力モード監視部２０２、グループ形成部２０３、無線部２０４、パケット送信部２０５、パケット受信部２０６、通信制御部２０７からなる。ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２００は、メモリ２０１に格納された制御プログラムに基づいて、基地局１００全体を制御する。省電力モード監視部２０２は、構築したネットワークに接続している端末装置の省電力モードへの移行を検出する。また、省電力モード監視部２０２は、構築したネットワークに接続している端末装置の省電力モードからアクティブ状態の移行を検出する（省電力モードの解除検知）。グループ形成部２０３は、複数のデータストリームを空間多重し、複数の端末装置を宛先とする信号を送信する端末装置のグループを形成する。グループ形成部２０３は、端末装置から収集したＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）情報を利用し、複数の端末装置をグループ化する。ここで、ＣＱＩ情報とは無線端末装置が測定した受信品質を示す制御情報である。グループ形成部２０３は、各端末装置から受信したＣＱＩ情報により互いに相関が少なくなるような端末装置の組み合わせを送信対象とするグループとして形成する。無線部２０４は、複数のアンテナを有し、パケット送信部２０５で生成された無線パケットを空中に送信する。無線部２０４は、複数のアンテナを用いて、同一の周波数帯域で同時に複数のデータストリームを空間多重し、異なる複数の端末装置夫々に対応するデータを無線送信する（ＭＵ−ＭＩＭＯ）ことができる。また、無線部２０４は、端末装置が送信した電波を受信し、パケット受信部２０６に送る。パケット送信部２０５は、無線部２０４を介して送信するデータを所定のパケットとして生成する。パケット受信部２０６は、無線部２０４が受信した電波を用いて所定のパケットを生成する。通信制御部２０７は、データを送信する際に必要な演算や制御を行う。

以上の構成を有する通信システムの動作を説明する。まず、図３のシーケンス図を用いて通信システムの全体の動作について説明を行う。図３において、基地局１００は、端末装置１０１〜端末装置１０４にＣＱＩ情報を送信するよう要求を行う。そして、各端末装置から送信されたＣＱＩ情報をもとにスケジューリングをグループ形成部２０３にて行う。ここでは、グループ形成部２０３は、ＣＱＩ情報により端末装置１０１、１０２、１０３、１０４は互いに相関が所定値以下となり、一つのグループとして送信を行えると判定し、端末装置１０１〜１０４を１つの基本グループとして形成する（Ｓ３００）。ここで、所定値は任意の通信品質を確保するための値である。所定値は予め定められている値で構わないが、システムが要求する通信品質に応じて可変に設定可能な値であってよい。そして、グループ形成部２０３は、形成した端末装置１０１〜端末装置１０４が属するグループのＩＤをＧ１と設定する。なお、Ｓ３００において、計算結果に基づいて、複数のグループを基本グループとして形成しても構わない。そして、グループ形成部２０３は、スケジューリングされた基本グループに属する端末装置１０１〜１０４の一部を除いた派生グループを形成する（Ｓ３０１）。ここで、派生グループとは、各端末装置からのＣＱＩ情報を利用してスケジューリングすることは行わず、基本グループから少なくとも一つの端末装置を除いた複数の端末装置が属するグループである。基本グループの形成時には、各端末装置からのＣＱＩ情報を利用してスケジューリングを行うため、同一グループの各端末装置間では相関が少ない。したがって、基本グループの各端末装置のいかなる組合せにおいても、各端末装置間の相関は少なく、干渉が少ないＭＵ−ＭＩＭＯ送信が行うことが可能である。ここでは、基本グループから端末装置１０１を除いた、端末装置１０２〜１０４が属するグループをさらに形成し、端末装置１０２〜１０４が属する派生グループを形成し、グループＩＤをＧ２と設定する。また、グループ形成部２０３は、端末装置１０１、１０３、１０４が属するＧ３グループ、端末装置１０１、１０２、１０４が属するＧ４グループ、端末装置１０１、１０２、１０３が属するＧ５グループを派生不ループとして形成する。

そして、パケット送信部２０５は、形成したグループ構成を通知するためにＩＥＥＥ８０２．１１で規定されたＡｃｔｉｏｎフレームのＧｒｏｕｐ ＩＤ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔに形成したグループ構成に関する情報を入力し、パケットを形成する。そして、無線部２０４は、形成されたパケットを端末装置１０１、 １０２、 １０３、 １０４に送信する（Ｓ３０２）。即ち、本実施例では、Ｓ３００およびＳ３０１で形成したグループ構成を端末装置１０１〜１０４にあらかじめ通知する。

その後、端末装置１０１は、省電力モードに設定することを通知するパケットを基地局１００に送信する（Ｓ３０３）。これは、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定されているＭＡＣフレーム中のＰＭビットを１にして送る。省電力モードに設定することを通知するパケットを送信した端末装置１０１は、その後省電力モードに移行する（Ｓ３０５）。一方、基地局１００において、省電力モード監視部２０２は、端末装置１０１が送信した省電力モード設定のデータパケットの受信により、端末装置１０１が省電力モードに移行することを検知する（Ｓ３０４）。基地局１００は、ネットワークの通信状態の監視の結果、基地局１００に属する何れかの端末装置が省電力モードへの移行を検知すると、省電力モードへ移行した端末装置が属する基本グループへのＭＵ−ＭＩＭＯ送信を禁止する。基地局１００は、端末装置が省電力モードへ移行している間は、該端末装置が属さない基本グループ、もしくは該端末装置が属する基本グループから派生した派生グループのうち、該端末装置が属さないグループを用いてＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行う。即ち、基地局１００は、端末装置１０１が省電力モード中の場合に、端末装置１０２〜１０４に送信すべきデータがある場合は、ＭＵ−ＭＩＭＯ方式により、Ｓ３０１の派生グループ形成処理により形成されたグループにデータを送信する。ここでは、データはグループＩＤ：Ｇ２の派生グループ（端末装置１０２〜１０４）に同時に送信されることになる（Ｓ３０６）。即ち、省電力モード中の端末がいる場合は、これに即応して、該端末装置が属するグループから該端末装置を除いて形成しておいたグループに切り替えてＭＵ−ＭＩＭＯ方式によるデータ送信するよう制御を行う。Ｓ３０６の送信処理をさらに詳細に図４に示すフローチャートを用いて説明を行う。

Ｓ４０１おいて、通信制御部２０７は、送信キューにデータがあるかを判定する。送信キューにデータがない場合は、処理を終了する。送信キューにデータがある場合は、Ｓ４０２おいて、通信制御部２０７は、送信キューにあるデータの宛先が省電力モード中の端末装置かを確認する。省電力モードの端末装置の場合は、Ｓ４０３に処理を進め、通信制御部２０７は、送信を保留するよう制御を行い、処理を終了する。なお、省電力モードの端末装置宛てのデータは、該端末装置から要求があった場合もしくは該端末装置が省電力モードを解除した場合に改めて送信される。

宛先が省電力モードの端末装置でない場合は、Ｓ４０４においてデータの宛先の端末装置が属し、かつ、省電力モード中の端末装置が属さないＭＵ−ＭＩＭＯグループに切り替える。なお、本実施例においては、Ｓ３０１において端末装置１０１を除いた、端末装置１０２〜１０４が属するグループ（Ｇ２）をあらかじめ形成している。即ち、端末装置１０１が省電力モードに移行した場合、グループ形成のためのユーザ毎の伝搬路情報の決定やユーザの組み合わせの選択にかかる計算、グループ構成の通知を改めて行うことなしに、これに即応して、ＭＵ−ＭＩＭＯグループＧ２に切り替える。

つづいて、Ｓ４０５において、通信制御部２０７は、送信キューを検索し、切り替えたＭＵ−ＭＩＭＯグループに属する端末装置が宛先のデータがあるかを確認し、あれば可能な限り取得する。そして、Ｓ４０６おいて、パケット送信部２０５は通信制御部２０７が取得したデータによりＭＵ−ＭＩＭＯパケットを作成し、無線部２０４を介して送信を行う。

図３に戻り、Ｓ３０６において、図４の処理を行った結果、端末装置１０１が省電力モード中のため、端末装置１０２〜１０４が宛先のデータが送信キューに存在する場合、あらかじめ形成しておいたＭＵ−ＭＩＭＯグループＧ２が選択される。そして、グループＧ２に属する端末装置１０２〜１０４が宛先のデータをＭＵ−ＭＩＭＯパケットとして送信することになる。

その後、端末装置１０１は、省電力モードを解除することを通知するパケットを基地局１００に送信する（Ｓ３０７）。これは、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定されているＭＡＣフレーム中のＰＭビットを０にして送る。省電力モードを解除することを通知するパケットを送信した端末装置１０１は、その後アクティブ状態に移行する。一方、基地局１００において、省電力モード監視部２０２は、端末装置１０１が送信した省電力モード解除のデータパケットの受信により、端末装置１０１がアクティブ状態に移行することを検知する。基地局１００は、ネットワークの通信状態の監視の結果、基地局１００に属する何れかの端末装置が省電力モードからアクティブ状態への移行を検知すると、禁止していた該端末装置が属する基本グループへのＭＵ−ＭＩＭＯ送信の禁止を解除する。即ち、基地局１００は、端末装置１０１が、アクティブ状態へ移行した場合に、端末装置１０１〜１０４の何れかに送信すべきデータがある場合は、ＭＵ−ＭＩＭＯ方式により、Ｓ３００の基本グループ形成処理により形成されたグループにデータを送信する。即ち、データはグループＩＤ：Ｇ１のグループ（端末装置１０１〜１０４）に同時に送信することになる（Ｓ３０８）。

以上、説明した本実施例によれば、スケジューリングされた基本グループに属する端末装置の一部を除いた派生グループを形成し、形成した基本および派生のグループ構成を端末局に通知しているので、通信状況に即応して、グループの切り替えが可能となる。グループ形成のための伝搬路情報の決定や組み合わせ選択にかかる計算や、グループ構成の通知を改めて行うことなしに、グループの切り替えが可能となる。したがって、通信状態に即応したＭＵ−ＭＩＭＯグループの制御を行うことで、再スケジュール処理が原因でのデータ送信の遅延を低減しつつも、通信資源を効率的に割り当てることでシステム全体の伝送効率を向上することができる。

なお、本実施例では、基本グループから、何れかの端末装置１台を除いた派生グループＧ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５を形成した。しかしながら、基本グループから複数の端末装置を除いた、例えば、端末装置１０３、１０４が属するＧ６グループ、端末装置１０２、１０４が属するＧ７グループ、その他グループを網羅的に形成してもよい。本実施例のように、省電力モードに移行、解除する可能性のある端末装置を除くグループの組み合わせを派生グループとして形成しておくとよい。このような構成にすることでスケジュール処理の負担や時間を低減しつつも、ネットワークの状況に応じたＭＵ−ＭＩＭＯグループを切替えることで伝送効率を向上することができる。

［実施例２］
本実施形態における基地局１００の構成は、実施例１の省電力モード監視部２０２の変わりに、構築したネットワークに接続している端末装置の切断を検出する接続状態監視部５０２で基地局１００を構成したものとする（図５）。

このときの通信システムの動作を説明する。図６のシーケンス図において、Ｓ６００〜Ｓ６０２の制御については、実施例１のＳ３００〜Ｓ３０２と同様である。ただし、基本グループの形成（Ｓ６００）と派生グループの形成（Ｓ６０１）について、本実施例に好適な制御を補足説明しておく。

Ｓ６００において、グループ形成部５０３は、基本グループの形成のために、ユーザ毎の伝搬路情報の決定やユーザの組み合わせの選択を、周知の従来技術の通り、多くの計算量をかけて行う。一方、Ｓ６０１において、グループ形成部５０３は、派生グループの形成のために、ユーザ毎の伝搬路については、基本グループで決定したものを流用する。また、Ｓ６０１において、ユーザの組み合わせの選択については、端末装置間で相関が少なくなるように、各端末装置からのＣＱＩ情報を利用してスケジューリングすることは行わず、基本グループから、端末装置１０１を除いた組み合わせをグループＧ２とする。したがって、Ｓ６０１において、Ｓ６００と比べて小さい計算量で、派生グループを形成する。

Ｓ６０２の後、基地局１００は、端末装置１０１が、接続状態の場合に、端末装置１０１〜１０４に送信すべきデータがある場合は、ＭＵ−ＭＩＭＯ方式により、Ｓ６００の基本グループ形成処理により形成されたグループにデータを送信する。即ち、データはグループＩＤ：Ｇ１のグループ（端末装置１０１〜１０４）に同時に送信することになる（Ｓ６０３）。

その後、端末装置１０１は、ネットワークと切断（ネットワークから離脱）することを通知するパケットを基地局１００に送信する（Ｓ６０４）。これは、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定されているＭＡＣフレームの切断（Ｄｉｓａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）パケットである。これ以降、端末装置１０１が再びネットワークと接続しない限り、端末装置１０１にデータを送信することは不要である。したがって、端末装置１０１が属するＭＵ−ＭＩＭＯグループにデータ送信を行うことは伝送効率を考える上で好ましくない。基地局１００において、接続状態監視部５０２は、端末装置１０１が送信した切断パケットの受信により、端末装置１０１が切断したことを検知する（Ｓ６０５）。基地局１００は、ネットワークの通信状態の監視の結果、基地局１００に属する何れかの端末装置のネットワークからの離脱を検知すると、該端末装置が属する基本グループへのＭＵ−ＭＩＭＯ送信を禁止する。以降、基地局１００は、該端末装置が属さない基本グループ、もしくは該端末装置が属する基本グループから派生した派生グループのうち、該端末装置が属さないグループを用いてＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行う。

基地局１００は、端末装置１０１がネットワークから切断した場合に、端末装置１０２〜１０４に送信すべきデータがある場合は、ＭＵ−ＭＩＭＯ方式により、Ｓ６０１の派生グループ形成処理により形成されたグループにデータを送信する。即ち、データはグループＩＤ：Ｇ２のグループ（端末装置１０２〜１０４）に同時に送信することになる（Ｓ６０６）。即ち、切断した端末装置を検知した場合は、これに即応して、該端末装置が属するグループから該端末装置を除いて形成しておいたグループに切り替えてＭＵ−ＭＩＭＯ方式によるデータ送信するよう制御を行う。Ｓ６０６の送信処理をさらに詳細に図７に示すフローチャートを用いて説明を行う。

Ｓ７０１おいて、通信制御部５０７は、送信キューにデータがあるかを判定する。送信キューにデータがない場合は、処理を終了する。送信キューにデータがある場合は、Ｓ７０２おいて、通信制御部５０７は、送信キューにあるデータの宛先が切断した端末装置かを確認する。切断した端末装置の場合は、Ｓ７０３に処理を進め、通信制御部５０７は、送信を保留するよう制御を行い、処理を終了する。なお、切断した端末装置宛てのデータは、破棄される。

宛先が切断した端末装置でない場合は、Ｓ７０４においてデータの宛先の端末装置が属し、かつ、切断した端末装置が属さないＭＵ−ＭＩＭＯグループに切り替える。なお、本実施例においては、Ｓ６０１において端末装置１０１を除いた、端末装置１０２〜１０４が属するグループ（Ｇ２）をあらかじめ形成している。即ち、端末装置１０１が切断した場合、グループ形成のためのユーザ毎の伝搬路情報の決定やユーザの組み合わせの選択にかかる計算、グループ構成の通知を改めて行うことなしに、これに即応して、ＭＵ−ＭＩＭＯグループＧ２に切り替える。

つづいて、Ｓ７０５において、通信制御部５０７は、送信キューを検索し、切り替えたＭＵ−ＭＩＭＯグループに属する端末装置が宛先のデータがあるかを確認し、あれば可能な限り取得する。そして、Ｓ７０６おいて、パケット送信部５０５は通信制御部５０７が取得したデータによりＭＵ−ＭＩＭＯパケットを作成し、無線部５０４を介して送信を行う。

図６に戻り、Ｓ６０６において、図７の処理を行った結果、端末装置１０１が切断したため、端末装置１０２〜１０４が宛先のデータが送信キューに存在する場合、あらかじめ形成しておいたＭＵ−ＭＩＭＯグループＧ２が選択される。そして、グループＧ２に属する端末装置１０２〜１０４が宛先のデータをＭＵ−ＭＩＭＯパケットとして送信することになる。

その後、基地局１００は、端末装置１０１が切断したため、Ｓ６００の基本グループ形成処理により形成された基本グループであるグループＩＤ：Ｇ１を削除する（使用を禁止する）（Ｓ６０７）。また、基地局１００は、Ｓ６０１において生成した派生グループから離脱した端末を含まないかつ最も端末装置多く属しているグループを基本グループとして設定する。なお、Ｓ６０７における基本グループ再設定においては伝搬路の決定やユーザの組み合わせの選択にかかる計算を再び行うものとする。ここでは、グループＧ２が基本グループとして再設定される。

その後、基地局１００は、Ｓ６０７において再設定された基本グループ（Ｇ２）からさらに派生グループを生成する。ここでは、グループ形成部５０３は、端末装置１０３、１０４が属するＧ６グループ、端末装置１０２、１０４が属するＧ７グループ、端末装置１０２、１０３が属するＧ８グループを形成する。なお、図６においてＳ６０７、Ｓ６０８の処理はＳ６０６の処理が行われた後に実施されているがこれに限らず、Ｓ６０５の切断検知の任意のタイミングでＳ６０７、Ｓ６０８の処理を実行するようにして構わない。

以上、説明した本実施例によれば、実施例１と同様、通信状況に即応して、グループの切り替えが可能となる。また、派生グループの形成は、基本グループの形成に比べて小さい計算量で行っており、より即応性が高まる。即ち、小さい計算量の増分程度で、基本グループの形成と派生グループを形成し、端末装置に通知でき、グループの形成後の端末装置の通信状況の変化に即応できる。

［実施例３］
実施例１では、端末装置の省電力モード状態を監視、実施例２では、顛末装置の接続状態を監視し、グループを切り替えるようにしたが、送信キューの状態を監視し、グループを切り替えることもできる。本実施形態における基地局１００の構成を図５相当とし、本実施例の送信処理を図８に示すフローチャートを用いて説明を行う。

Ｓ８０１おいて、通信制御部５０７は、送信キューにデータがあるかを判定する。送信キューにデータがない場合は、処理を終了する。送信キューにデータがある場合は、Ｓ８０２おいて、通信制御部５０７は、送信キュー内にあるデータの宛先を調査し、基本グループにのみ属する端末装置があるかを確認する。基本グループにのみ属する端末装置が送信キュー内のデータの宛先にある場合は、Ｓ８０３に処理を進め、通信制御部５０７は、基本グループに切り替えて送信するよう制御を行い、Ｓ８０５に処理を進める。

基本グループにのみ属する端末装置が送信キュー内のデータの宛先にない場合は、Ｓ８０４において送信キュー内のデータの宛先となる端末装置が最も多く属し、かつ、基本グループにのみ属する端末装置を除いたＭＵ−ＭＩＭＯグループに切り替える。なお、本実施例においては、実施例１および実施例２と同様、基本グループとして、端末装置１０１、端末装置１０２、端末装置１０３、端末装置１０４のグループ（Ｇ１）を形成している。また、派生グループとして端末装置１０１を除いた、端末装置１０２〜１０４が属するグループ（Ｇ２）をあらかじめ形成しているとする。即ち、送信キュー内にあるデータの宛先に端末装置１０１がない場合、グループ形成のためのユーザ毎の伝搬路の決定やユーザの組み合わせの選択にかかる計算および、グループ構成の通知を改めて行うことなしに、送信に用いるグループＧ２に切り替える。

つづいて、Ｓ８０５において、通信制御部５０７は、送信キューを検索し、切り替えたＭＵ−ＭＩＭＯグループに属する端末装置が宛先のデータがあるかを確認し、あれば可能な限り取得する。そして、Ｓ８０６おいて、パケット送信部５０５は通信制御部５０７が取得したデータによりＭＵ−ＭＩＭＯパケットを作成し、無線部５０４を介して送信を行う。

以上、説明した本実施例によれば、実施例１と同様、通信状況に即応して、グループ形成にかかる計算量を低減しつつもシステム全体の伝送効率が向上するようなグループの切り替えが可能となる。なお、本実施例のように、送信キューの状態に即応してグループを切り替えるために派生グループを形成する場合、流用するユーザ毎の伝搬路とユーザの組み合わせである基本グループの選別に、さらに処理を加えるとより好適に作用する。例えば、所定値以上の伝搬路特性とチャネル品質をもった基本グループを選別するよりを加え、選別された基本グループから派生グループを形成するようにして、通信品質を維持向上させるようにしてもよい。

なお、派生グループを生成する際に基本グループから除いた端末装置に割り当てられた通信資源（ストリーム）は、派生グループに属する他の端末装置に更に割り当てるように構成してよい。例えば、上述の実施例においてＧ１において割り当てていた端末装置１０１に対するデータストリームをＧ２の場合に端末装置１０２〜１０４の少なくとも一台により多く割り当てる。このように構成することで、派生グループに切替えてデータ送信を行う際のシステム全体のスル―プットが更に向上する。また、実施例１〜３において、基地局１００がグループを切替える判断基準とする通信状態として、端末装置の省電力モードへの切替え、端案装置の接続の切断、送信キューの状態を例にした。しかしながら、これらに限られるものではなく、例えば、受信するデータのデータ長が長い、通信速度が遅い、通信エラーが多いといった端末装置の通信状態を監視し、該端末装置を基本グループから除く派生グループを形成する。そして、上記のような通信状態の端末装置に対してはＳＵ−ＭＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ）又は単一のアンテナを用いてデータを送信するＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）によりデータを送信するようにする。例えば、受信するデータのデータ長が長い端末装置が属するＭＵ−ＭＩＭＯグループ内にデータ送信を行う場合、他の端末装置に対するデータには最も長いデータ長に合わせるためパディングデータを埋め込む必要がある。即ち、意味を持たないパディングデータの分、システム全体のスル―プットは低減する。したがって、受信するデータのデータ長が長い端末装置はＭＵ−ＭＩＭＯ方式によりデータ送信を行わないようグループを切替えることでパディングデータ量が低減され、システム全体のスル―プットは向上する。また、通信速度が遅い、通信エラーが多いといった端末装置が含むＭＵ−ＭＩＭＯグループに送信を行う場合に、該端末装置に合わせた送信レートや再送処理を他の端末装置にも強いるためシステム全体のスル―プットは低下してしまう。したがって、通信速度が遅い、通信エラーが多いといった端末装置はＭＵ−ＭＩＭＯ方式によりデータ送信を行わないようグループを切替えることで、システム全体のスル―プットは向上する。

なお、実施例１〜３に係る基地局の機能を組み合わせたもしくは全て有する装置も本発明の適用範囲であることは言うまでもない。

以上、実施例１〜３を説明したが、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１００ 基地局
１０１〜１０４ 端末装置
２００、５００ ＣＰＵ
２０１、５０１ メモリ
２０２ 省電力モード監視部
２０３、５０３ グループ形成部
２０４、５０４ 無線部
２０５、５０５ パケット送信部
２０６、５０６ パケット受信部
２０７、５０７ 通信制御部
５０２ 接続状態監視部

Claims (16)

1. 複数の通信装置が属するグループにデータを送信する基地局であって、
   複数のアンテナを用いて、前記グループに属する前記複数の通信装置の夫々に対応するデータを空間多重して、当該グループに対して無線送信する送信手段と、
   前記送信手段によるデータの送信対象となり、互いに相関が所定値以下となる複数の通信装置が属する第一のグループを形成する第一の形成手段と、
   前記第一のグループに基づいて、当該第一のグループに属する少なくとも１台の通信装置であって、受信するデータのデータ長が前記第一のグループに属する他の通信装置が受信するデータのデータ長より長い、前記第一のグループに属する他の通信装置より通信速度が遅いまたは前記第一のグループに属する他の通信装置より通信エラーが多い通信装置を除いた第二のグループを形成する第二の形成手段とを有し、
   前記送信手段は、前記基地局が制御するネットワークにおける通信状態に応じて、前記第一のグループ又は前記第二のグループに対して送信を行い、
   前記通信装置に対してデータを送信する場合、当該通信装置が属する前記第一のグループを用いず、複数のアンテナを用いて当該通信装置に対応するデータを空間多重して、当該通信装置に対して送信または単一のアンテナを用いて当該通信装置に対応するデータを、当該通信装置に対して送信し、
   当該第一のグループに属する他の通信装置に対してデータを送信する場合、当該通信装置を除く前記第二のグループに送信を行うことを特徴とする基地局。
2. 複数の通信装置が属するグループにデータを送信する基地局であって、
   複数のアンテナを用いて、前記グループに属する前記複数の通信装置の夫々に対応するデータを空間多重して、当該グループに対して無線送信する送信手段と、
   前記送信手段によるデータの送信対象となり、互いに相関が所定値以下となる複数の通信装置が属する第一のグループを形成する第一の形成手段と、
   前記第一のグループに基づいて、当該第一のグループに属する通信装置の少なくとも１台を除いた第二のグループであって、当該第二のグループを形成する際に除いた通信装置が前記第一のグループにおいて割り当てられているデータストリームを他の通信装置に更に割り当てて前記第二のグループを形成する第二の形成手段とを有し、
   前記送信手段は、前記基地局が制御するネットワークにおける通信状態に応じて、前記第一のグループ又は前記第二のグループに対して送信を行うことを特徴とする基地局。
3. 前記送信手段は、前記通信装置が省電力モードに移行した場合、当該省電力モードに移行した通信装置が属する前記第一のグループから当該通信装置を除いた前記第二のグループに送信を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
4. 前記送信手段は、前記通信装置が省電力モードを解除したことを検知した場合、当該省電力モードを解除した通信装置を含む第一のグループで送信を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の基地局。
5. 前記送信手段は、前記通信装置がネットワークから離脱した場合、当該離脱した通信装置が属する前記第一のグループから当該通信装置を除いた第二のグループに送信を行うことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の基地局。
6. 前記通信装置がネットワークから離脱した場合、当該離脱した通信装置を含む第一のグループを削除することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の基地局。
7. 前記送信手段は、送信キュー内のデータの宛先が、第一のグループにのみ属する通信装置を含む場合は、第一のグループで送信し、第一のグループにのみ属する通信装置を含まない場合は、当該第一のグループにのみ属する通信装置が属さない第二のグループにおいて送信を行うことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の基地局。
8. 前記第一の形成手段は、第一のグループに属する通信装置にデータを伝搬するための伝搬路情報を生成し、前記第二の形成手段は、前記第二のグループに属する通信装置への伝搬路情報として、前記第一のグループの形成で得られた伝搬路情報を用いることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の基地局。
9. 前記第二の形成手段は、受信するデータのデータ長が長い、通信速度が遅い、または通信エラーが多い前記第一のグループに属する前記通信装置を除く前記第二のグループを形成し、
   前記送信手段は、当該通信装置に対してデータを送信する場合、当該通信装置が属する前記第一のグループを用いず、複数のアンテナを用いて当該通信装置に対応するデータを空間多重して、当該通信装置に対して送信または単一のアンテナを用いて当該通信装置に対応するデータを、当該通信装置に対して送信し、
   当該第一のグループに属する他の通信装置に対してデータを送信する場合、当該通信装置を除く前記第二のグループに送信を行うことを特徴とする請求項２に記載の基地局。
10. 前記第二の形成手段は、前記第二のグループを形成する際に除いた通信装置が前記第一のグループにおいて、割り当てられているデータストリームを他の通信装置に更に割り当てて当該第二のグループを形成することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
11. 前記第二の形成手段は、前記複数の通信装置間の相関を再度取得することなく、前記第二のフループを形成することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の基地局。
12. 前記第二の形成手段は、前記第一のグループに含まれない通信装置を含むことなく前記第二のフループを形成することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の基地局。
13. 前記第一の形成手段は、第一通信装置と第二通信装置と第三通信装置とが属する前記第一のグループを形成し、
    前記第一のグループに属する前記第一通信装置を除き、前記第二通信装置と前記第三通信装置とが属する前記第二のグループと、前記第一のグループに属する前記第二通信装置を除き、前記第一通信装置と前記第三通信装置とが属する第三のグループと、前記第一のグループに属する前記第三通信装置を除き、前記第一通信装置と前記第二通信装置とが属する第四のグループとを形成し、
    前記送信手段は、前記基地局が制御するネットワークにおける通信状態に応じて、前記第一のグループ、前記第二のグループ、前記第三のグループ又は前記第四のグループに対して送信を行うことを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の基地局。
14. 複数の通信装置が属するグループにデータを送信する基地局の制御方法であって、
    複数のアンテナを用いて、前記グループに属する前記複数の通信装置の夫々に対応するデータを空間多重して、当該グループに対して無線送信する送信工程と、
    前記送信工程におけるデータの送信対象となり、互いに相関が所定値以下となる複数の通信装置が属する第一のグループを形成する第一の形成工程と、
    前記第一のグループに基づいて、当該第一のグループに属する少なくとも１台の通信装置であって、受信するデータのデータ長が長い、通信速度が遅い、または通信エラーが多い通信装置を除いた第二のグループを形成する第二の形成工程とを有し、
    前記送信工程において、前記基地局が制御するネットワークにおける通信状態に応じて、前記第一のグループ又は前記第二のグループに対して送信を行い、
    前記送信工程において、前記通信装置に対してデータを送信する場合、当該通信装置が属する前記第一のグループを用いず、複数のアンテナを用いて当該通信装置に対応するデータを空間多重して、当該通信装置に対して送信または単一のアンテナを用いて当該通信装置に対応するデータを、当該通信装置に対して送信し、
    当該第一のグループに属する他の通信装置に対してデータを送信する場合、当該通信装置を除く前記第二のグループに送信を行うことを特徴とする基地局。
    ことを特徴とする基地局の制御方法。
15. 複数の通信装置が属するグループにデータを送信する基地局の制御方法であって、
    複数のアンテナを用いて、前記グループに属する前記複数の通信装置の夫々に対応するデータを空間多重して、当該グループに対して無線送信する送信工程と、
    前記送信工程におけるデータの送信対象となり、互いに相関が所定値以下となる複数の通信装置が属する第一のグループを形成する第一の形成工程と、
    前記第一のグループに基づいて、当該第一のグループに属する通信装置の少なくとも１台を除いた第二のグループであって、当該第二のグループを形成する際に除いた通信装置が前記第一のグループにおいて割り当てられているデータストリームを他の通信装置に更に割り当てて前記第二のグループを形成する第二の形成工程とを有し、
    前記送信工程において、前記基地局が制御するネットワークにおける通信状態に応じて、前記第一のグループ又は前記第二のグループに対して送信を行うことを特徴とする基地局の制御方法。
16. コンピュータを請求項１乃至１３の何れか１項の基地局として動作させるためのプログラム。

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