JP6137308B2

JP6137308B2 - 基地局及びスケジューリング方法

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Publication number: JP6137308B2
Application number: JP2015518010A
Authority: JP
Inventors: 孝斗江崎
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2017-05-31
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Description

本発明は、基地局及びスケジューリング方法に関する。

従来、通信システムにおける伝送容量（以下では、「システム容量」と呼ばれることがある）を増大させるために、様々な工夫がなされている。例えば、３ＧＰＰＬＴＥ（3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution）では、「マクロセル」の他に「小セル」を活用してシステム容量を増大させる技術に関する議論が行われている。ここで、「セル」は、１つの基地局装置（以下では、単に「基地局」と呼ばれることがある）の「通信エリア」と「チャネル周波数」とに基づいて規定される。「通信エリア」とは、基地局から送信された電波が到達するエリア（以下では、「射程エリア」と呼ばれることがある）の全体でもよいし、射程エリアが分割された分割エリア（所謂、セクタ）であってもよい。また、「チャネル周波数」とは、基地局が通信に使用する周波数の一単位であり、中心周波数と帯域幅とに基づいて規定される。また、チャネル周波数は、システム全体に割り当てられている「オペレーティング帯域」の一部である。そして、「マクロセル」は、高い送信電力で送信可能な基地局、つまり射程エリアの大きい基地局のセルである。また、「小セル」は、低い送信電力で送信する基地局、つまり射程エリアの小さい基地局のセルである。

すなわち、通信システムの構成として、図１に示すように、大きさの異なるセルが混在する構成が検討されている。例えば、通信システムの構成として、マクロセルの中に複数の小セルが含まれる第１構成や、マクロセルと関係なく複数の小セルが配置される第２構成等があり得る。図１は、通信システムの構成例を示す図である。

このようにセルサイズの態様化及びセル数の増加に伴い、セル間の干渉が問題となる可能性がある。すなわち、図２に示すように、１つの基地局と１つの端末装置（以下では、単に「端末」と呼ばれることある）との間の通信に対して、他の基地局から送信された電波が干渉となる可能性がある。図２は、セル間干渉の説明に供する図である。このようなセル間干渉を解決する技術の一つとして、図３に示すＣｏＭＰ（Coordinated Multi-Point）通信（送受信）技術、つまり「協調通信」技術が検討されている。図３は、協調通信の説明に供する図である。協調通信は、複数のポイント（基地局又はアンテナ）と１つの端末との間で同時に通信する技術である。すなわち、協調通信は、例えば、複数のポイントから同一のデータを１つの端末に送信する、又は、１つの端末から同一のデータを複数のポイントに送信する技術である。この協調通信によって、通信の受信側における非協調セルからの干渉を抑圧する効果と、希望波についての受信電力を高める効果（つまり、空間ダイバーシチ効果）が得られる。これにより、セル端に存在する端末のスループットを向上させることができる。なお、図３に示すように、協調通信に関わるセル（つまり、協調セル）以外のセル（つまり、非協調セル）での通信を停止することにより、干渉抑圧効果をさらに高めることができる。

特開２０１２−２１２９５６号公報特開２０１１−０７１９９３号公報特開２０１０−２５８６９３号公報

"Coordinated multipoint transmission / reception techniques for LTE-Advanced", IEEE Wireless Commun. Mag., vol. 17, no. 4, June 2010 "Greedy and progressive user scheduling for CoMP wireless networks", in Proc. IEEE International Conference on Communication, June 2012

しかしながら、協調通信を行う場合、スケジューリングの処理効率が悪化してしまう可能性がある。すなわち、協調通信は複数の協調セルが関わる通信であるため、協調通信のためのスケジューリングとしては、各協調セルに在圏する端末のすべてを考慮するスケジューリングが考えられる。このスケジューリングの場合、並列して実行可能であった各セルにおけるスケジューリングを直列に実行することになるため、スケジューリングの処理効率が悪くなる可能性がある。また、複数の協調セルに対応する複数の基地局が各スケジューリングタイミングで協調してスケジューリングを行う場合、基地局間で多くの情報を短時間で遣り取りすることになるが、実現が難しい。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、スケジューリングの効率を向上させることを目的とする。

開示の態様では、第１のセルと第２のセルとを用いた協調通信を行う端末候補に対する前記第２のセルにおけるスケジューリングを行う場合、前記第１のセルにおける前記端末候補についての通信予定タイミングと、前記端末候補についてのスケジューリング指標とを取得する。そして、前記端末候補についてのスケジューリング指標と、前記第２のセルに在圏する他の端末についてのスケジューリング指標とに基づいて、前記第２のセルにおける前記通信予定タイミングでの前記端末候補による通信の可否を決定する。

開示の態様によれば、スケジューリングの効率を向上させることができる。

図１は、通信システムの構成例を示す図である。図２は、セル間干渉の説明に供する図である。図３は、協調通信の説明に供する図である。図４は、実施例１の通信システムの一例を示す図である。図５は、実施例１の第１の基地局の一例を示すブロック図である。図６は、実施例１の第２の基地局の一例を示すブロック図である。図７は、実施例１の端末の一例を示すブロック図である。図８は、第１の基地局による端末候補の決定処理の一例を示すフローチャートである。図９は、第１の基地局によるスケジューリング処理及び第１のスケジューリング指標の算出処理の一例を示すフローチャートである。図１０は、第２の基地局による協調通信の可否判定処理の一例を示すフローチャートである。図１１は、第２の基地局による協調通信の可否判定処理の一例の説明に供する図である。図１２は、第２の基地局による第１のスケジューリング指標の補正処理の一例を示すフローチャートである。図１３は、実施例２の基地局の一例を示すブロック図である。図１４は、端末のハードウェア構成を示す図である。図１５は、基地局のハードウェア構成を示す図である。

以下に、本願の開示する基地局、端末、及びスケジューリング方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本願の開示する基地局、端末、及びスケジューリング方法が限定されるものではない。また、実施形態において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。また、以下では、一例として、通信システムがＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムである場合について説明するが、これに限定されるものではない。

［実施例１］
［通信システムの概要］
図４は、実施例１の通信システムの一例を示す図である。図４において、通信システム１は、基地局１０と、基地局３０と、端末５０とを有する。図４において、セルＣ１０は、基地局１０の射程エリアと第１のチャネル周波数によって規定される。また、セルＣ３０は、基地局３０の射程エリアと第２のチャネル周波数によって規定される。図４に示す端末５０は、セルＣ１０とセルＣ３０とのオーバラップ領域に位置している。なお、第１のチャネル周波数と第２のチャネル周波数とは、同じでもよいし、異なっていてもよい。また、図４に示した基地局１０と、基地局３０と、端末５０との数は一例であり、これに限定されるものではない。また、基地局１０と基地局３０とは、上位局と有線で接続され、上位局を介して互いに接続されていてもよい。又は、基地局１０と基地局３０とは、有線で論理的に又は物理的に直接接続されていてもよい。また、基地局１０と基地局３０とは、例えば、ＬＴＥシステムにおける、張出基地局（ＲＲＨ：Radio Remote Header）を用いた基地局、フェムト基地局、又は、小型基地局であってもよい。

基地局１０は、セルＣ１０に在圏する各ユーザ（端末５０及び他の端末を含む）から、各ユーザにおける各セル（セルＣ１０及びセルＣ３０を含む）の通信路品質（Channel Quality）の報告を受ける。ここでは、通信路品質として、例えば、RSRP（Reference Signal Received Power）及びRSRQ（Reference Signal Received Quality）等が用いられる。なお、各ユーザは、自身が在圏している各セルで送信された参照信号（RS：Reference Signal）に基づいて各セルの通信路品質を測定する。

そして、基地局１０は、各ユーザから報告された各セルの通信路品質に基づいて、各ユーザについて自身のセルＣ１０と他のセルとの協調通信を適用するか否か、つまり、各ユーザを協調通信の適用対象の端末候補とするか否かを決定する。以下では、協調通信の適用対象の端末候補を、単に「端末候補」と呼ぶことがある。例えば、基地局１０は、各ユーザから報告された、自身のセルＣ１０の第１の通信路品質とセルＣ１０以外のセルの第２の通信路品質とを比較し、第１の通信路品質と第２の通信路品質との差が閾値より小さくなるユーザが存在する場合、そのユーザを端末候補として判定（決定）する。なお、以下では、端末５０が端末候補として判定されるユーザであることを前提に説明する。

そして、基地局１０は、端末候補である端末５０に対して、セルＣ１０におけるスケジューリングを行う。すなわち、基地局１０は、端末５０に対して、通信予定タイミング、及び、通信方法（通信周波数及び通信データサイズを含む）等を決定する。以下では、通信予定タイミング及び通信方法を総称して、リソース情報と呼ぶことがある。この決定は、例えば、端末５０に関するサービスの詳細を示すＱｏＳ（Quality of Service）クラス、目標データレート、若しくは、バッファに残留するデータサイズ等、又は、これらの任意の組合せに基づいて、行われる。詳細には、例えば、端末５０へのスケジューリングは次の様に行われる。端末候補である端末５０に対しては、基地局１０は、端末候補であること、及び、協調通信に用いられるセル（ここでは、セルＣ３０）に関する情報を通知する。この通知には、例えば、上位レイヤのシグナリングが用いられる。そして、端末５０は、接続中のセルＣ１０の通信路品質とセルＣ３０の通信路品質を測定し、これらの通信路品質を合成し、合成した合成品質に関する情報を基地局１０に報告する。すなわち、端末５０は、協調通信を実施した場合の通信路状態情報（ＣＳＩ：Channel State Information）を基地局１０へ報告する。基地局１０は、受信した通信路状態情報に基づいて、最も品質の高いサブキャリアから順番に予め定められた帯域幅分のサブキャリアを選択することにより、端末５０についての使用サブキャリアを決定する。そして、基地局１０は、使用サブキャリアとこれに対応する通信路状態情報とに基づいて、端末５０の通信に適用する符号化率及び変調方式を決定することにより、端末５０の通信における通信データサイズを決定する。そして、基地局１０は、決定した通信データサイズと目標データレートに基づいて、端末５０の通信における通信周期を決定する。すなわち、端末候補である端末５０に対しては、周期スケジューリングが適用される。また、端末候補に対するスケジューリングは、端末候補以外の端末に対するスケジューリングよりも先に（つまり、優先して）、行われてもよい。また、端末候補に対するスケジューリングは、通信効率を向上させるために、所定の周期毎に行われてもよい。

そして、基地局１０は、端末候補である端末５０について、基地局３０によるセルＣ３０におけるスケジューリングで用いられる、「スケジューリング指標（つまり、スケジューリングメトリック）」を算出する。この端末候補についてのスケジューリング指標については、後に詳しく説明する。

そして、基地局１０は、算出した端末５０についてのスケジューリング指標、及び、決定した端末５０についてのリソース情報（上記の通信予定タイミング及び通信方式を含む）を、基地局３０へ通知する。この通知には、例えば、基地局間インタフェースであるＸ２が用いられる。

基地局３０は、基地局１０から受け取った端末５０についてのスケジューリング指標と、セルＣ３０に在圏する端末５０以外の端末についてのスケジューリング指標とに基づいて、スケジューリングを行う。以下では、端末５０についてのスケジューリング指標を「第１のスケジューリング指標」と呼び、セルＣ３０に在圏する端末５０以外の端末についてのスケジューリング指標を、「第２のスケジューリング指標」と呼ぶことがある。具体的には、基地局３０は、第１のスケジューリング指標と第２のスケジューリング指標とに基づいて、セルＣ３０における通信予定タイミングでの端末５０による通信の可否を決定する。セルＣ３０における通信予定タイミングは、上記のセルＣ１０における通信予定タイミングと同じである。

以上のように、基地局１０が、端末候補に対して周期スケジューリングを行うと共に、端末候補についての第１のスケジューリング指標を算出し、決定したリソース情報及び算出した第１のスケジューリング指標を基地局３０へ通知する。そして、基地局３０は、第１のスケジューリング指標と第２のスケジューリング指標とに基づいて、セルＣ３０における通信予定タイミングでの端末５０による通信の可否を決定する。

この基地局１０及び基地局３０の構成により、基地局３０が協調通信スケジュールを、セルＣ３０に在圏する端末５０以外の端末に対するスケジューリングと同列に、且つ、基地局１０から独立して、行うことができる。これにより、協調通信に関するスケジューリングの効率を向上させることができ、また、基地局１０と基地局３０との間での情報の遣り取りを最小限に抑えることができる。

なお、実際上、基地局３０も基地局１０と同様のことをしているが、その説明については省略する。

［第１の基地局の構成例］
図５は、実施例１の第１の基地局の一例を示すブロック図である。図５において、基地局１０は、受信無線部１１と、受信処理部１２と、協調通信制御部１３と、スケジューリング部１４と、送信処理部１５と、送信無線部１６と、ネットワークインタフェース（ＩＦ）１７とを有する。

受信無線部１１は、アンテナを介して受信した受信信号に対して所定の受信無線処理、つまりダウンコンバート、アナログディジタル変換等を施し、受信無線処理後の受信信号を受信処理部１２へ出力する。

受信処理部１２は、受信無線部１１から受け取る受信信号に対して、所定の受信処理（つまり、復調、復号等）を施し、受信データを協調通信制御部１３及び後段の機能部へ出力する。ここで、受信処理部１２は、スケジューリング部１４によって各ユーザに割り当てられたリソースから、各ユーザ宛のデータを抽出する。なお、受信信号がＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号である場合、受信処理部１２は、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）等も行う。

協調通信制御部１３は、受信処理部１２から受け取る受信データから、セルＣ１０に在圏する各ユーザから報告された各セルの通信路品質に関する情報を抽出する。そして、協調通信制御部１３は、各ユーザから報告された各セルの通信路品質に基づいて、各ユーザについて自身のセルＣ１０と他のセルとの協調通信を適用するか否か、つまり、各ユーザを協調通信の適用対象の端末候補とするか否かを決定する。具体的には、協調通信制御部１３は、各ユーザから報告された、セルＣ１０の第１の通信路品質とセルＣ１０以外のセルの通信路品質とを比較する。そして、協調通信制御部１３は、第１の通信路品質と第２の通信路品質との差が閾値より小さくなるユーザが存在する場合、そのユーザ（ここでは、端末５０）を端末候補として判定（決定）する。そして、協調通信制御部１３は、端末候補として決定した端末５０に関する情報をスケジューリング部１４へ出力する。

スケジューリング部１４は、上記のように、端末候補である端末５０に対して、セルＣ１０におけるスケジューリングを行う。すなわち、基地局１０は、端末５０に対して、通信予定タイミング及び通信方法（通信周波数及び通信データサイズを含む）等のリソース情報を決定する。

そして、スケジューリング部１４は、端末５０が端末候補であることを示す情報、及び、決定したリソース情報を、送信処理部１５、送信無線部１６及びアンテナを介して、端末５０へ送信する。

また、スケジューリング部１４は、端末候補である端末５０について、基地局３０によるセルＣ３０におけるスケジューリングで用いられる、第１のスケジューリング指標を算出する。

ここで、第１のスケジューリング指標の具体例について説明する。

〈具体例１〉
第１のスケジューリング指標の具体例１として、ＰＦ（Proportional Fairness）メトリックを挙げることができる。すなわち、スケジューリング部１４は、第１のスケジューリング指標を、次の式（１）に基づいて算出する。
Ｍ_ＣｏＭＰ＝ｒ_ＣｏＭＰ／（Ｓ／Ｔ）・・・（１）

また、協調通信の対象外である端末についての第２のスケジューリング指標は、次の式（２）によって算出される。
Ｍ_{ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ}＝ｒ_{ｎｏｒｍａｌ}／Ｒ・・・（２）

ここで、Ｍ_{ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ}は、協調通信の対象外である端末のスケジューリングメトリックである。Ｍ_ＣｏＭＰは、協調通信の対象である端末候補のスケジューリングメトリックである。ｒ_{ｎｏｒｍａｌ}は、協調通信の対象外である端末が１つのセルで通信を行った場合の瞬間の通信可能スループット（つまり、推定スループット）である。ｒ_ＣｏＭＰは、協調通信の対象である端末候補が協調通信を行った場合の通信可能スループット（つまり、推定スループット）である。このｒ_ＣｏＭＰは、上記した合成品質に基づいて算出することができる。Ｒは、協調通信の対象外である端末の実際の平均スループットである。また、Ｓは、上記の通信データサイズである。また、Ｔは、上記の通信周期である。

この具体例１として挙げたスケジューリング指標を用いることにより、平均スループットが同じ端末間では、無線品質が良く瞬間の通信可能スループットが高い端末のスケジューリング指標が大きくなる。また、通信可能スループットが同じ端末間では、過去の通信機会が少なく平均スループットが小さい端末のスケジューリング指標が大きくなる。

〈具体例２〉
第１のスケジューリング指標の具体例２として、次のようなメトリックを挙げることができる。すなわち、スケジューリング部１４は、第１のスケジューリング指標を、次の式（３）に基づいて算出する。
Ｍ_ＣｏＭＰ＝１／（Ｓ／Ｔ）・・・（３）

また、協調通信の対象外である端末についての第２のスケジューリング指標は、次の式（４）によって算出される。
Ｍ_{ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ}＝１／Ｒ・・・（４）

この具体例２として挙げたスケジューリング指標によれば、端末の瞬間の無線品質を考慮することなく、平均スループットが小さい端末のメトリックが常に大きくなる。従って、このスケジューリング指標を用いることにより、全端末のスループットが一定となるように、スケジューリングが実施される。

〈具体例３〉
第１のスケジューリング指標の具体例３として、次のようなメトリックを挙げることができる。すなわち、スケジューリング部１４は、第１のスケジューリング指標を、次の式（５）に基づいて算出する。
Ｍ_ＣｏＭＰ＝ｒ_ＣｏＭＰ・・・（５）

また、協調通信の対象外である端末についての第２のスケジューリング指標は、次の式（６）によって算出される。
Ｍ_{ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ}＝ｒ_{ｎｏｒｍａｌ} ・・・（６）

この具体例３として挙げたスケジューリング指標によれば、常に無線品質の高い端末を選択することができ、システム全体のスループットを可能な限り最大に近くすることが可能となる。

そして、スケジューリング部１４は、算出した端末５０についての第１のスケジューリング指標、及び、決定した端末５０についてのリソース情報を、ネットワークＩＦ１７を介して基地局３０へ送信する。

送信処理部１５は、入力された送信データ及びスケジューリング部１４から受け取る情報に対して、所定の送信処理（つまり、符号化、変調等）を施して送信信号を形成し、送信無線部１６へ出力する。ここで、送信処理部１５は、スケジューリング部１４によって各ユーザに割り当てられたリソースに対して、各ユーザ宛のデータをマッピングする。なお、送信信号がＯＦＤＭ信号である場合、送信処理部１５は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）等も行う。

送信無線部１６は、送信処理部１５から受け取る送信信号に対して所定の送信無線処理、つまりディジタルアナログ変換、アップコンバート等を施して無線信号を形成し、形成した無線信号をアンテナを介して送信する。

ネットワークＩＦ１７は、基地局３０を含む他の基地局との間のインタフェースである。すなわち、ネットワークＩＦ１７は、基地局３０に対して信号を送信し、また、基地局３０から送信された信号を受信（取得）する。

［第２の基地局の構成例］
図６は、実施例１の第２の基地局の一例を示すブロック図である。図６において、基地局３０は、受信無線部３１と、受信処理部３２と、ネットワークＩＦ３３と、スケジューリング部３４と、送信処理部３５と、送信無線部３６とを有する。

受信無線部３１は、アンテナを介して受信した受信信号に対して所定の受信無線処理、つまりダウンコンバート、アナログディジタル変換等を施し、受信無線処理後の受信信号を受信処理部３２へ出力する。

受信処理部３２は、受信無線部３１から受け取る受信信号に対して、所定の受信処理（つまり、復調、復号等）を施し、受信データをスケジューリング部３４及び後段の機能部へ出力する。ここで、受信処理部３２は、スケジューリング部３４によって各ユーザに割り当てられたリソースから、各ユーザ宛のデータを抽出する。例えば、受信処理部３２は、スケジューリング部３４から端末５０の通信許可を示す信号を受け取ると、通信予定タイミングで端末５０から送信されてくる信号を受信する準備を行う。なお、受信信号がＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号である場合、受信処理部１２は、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）等も行う。

ネットワークＩＦ３３は、基地局３０から、端末５０についての第１のスケジューリング指標と、端末５０についてのリソース情報と、端末５０宛ての送信データとを取得する。そして、ネットワークＩＦ３３は、端末５０についての第１のスケジューリング指標と、端末５０についてのリソース情報とをスケジューリング部３４へ出力する。また、ネットワークＩＦ３３は、端末５０宛ての送信データを送信処理部３５へ出力する。

スケジューリング部３４は、受信処理部３２から受け取る受信データから、セルＣ１０に在圏する各ユーザから報告された各セルの通信路品質に関する情報を抽出する。そして、スケジューリング部３４は、セルＣ３０に在圏する端末５０以外の端末についての第２のスケジューリング指標を算出する。

そして、スケジューリング部３４は、端末５０についての第１のスケジューリング指標と、セルＣ３０に在圏する端末５０以外の端末についての第２のスケジューリング指標とに基づいて、スケジューリングを行う。

具体的には、端末５０に対しては周期スケジューリングが適用されているので、スケジューリング部３４は、端末５０の通信予定タイミング毎に、第１のスケジューリング指標及び第２のスケジューリング指標に基づいて、セルＣ３０における端末５０の通信の可否を決定する。

詳細には、スケジューリング部３４は、スケジューリングタイミング毎に、スケジューリング指標を大きい順に並べ、大きい方から所定数のスケジューリング指標に対応する端末を、そのスケジューリングタイミングにおけるスケジューリング対象とする。スケジューリングタイミングの周期は、上記の端末５０の通信周期よりも短い。端末５０についての第１のスケジューリング指標は、各スケジューリングタイミングで順位付けの対象とされる。しかし、スケジューリングタイミングで第１のスケジューリング指標が所定の順番以内に入ったとしても、端末５０の通信が実際に行われるのは、通信予定タイミングでのみである。そして、スケジューリング部３４は、前回の通信予定タイミングから今回の通信予定タイミングまでの各スケジューリングタイミングにおける第１のスケジューリング指標の順位に基づいて、今回の通信予定タイミングにおける端末５０の通信の可否を決定する。

そして、スケジューリング部３４は、端末５０の通信を許可する通信予定タイミングにおいて、端末５０の通信許可を示す信号を送信処理部３５及び受信処理部３２へ出力する。これにより、その通信予定タイミングでは、端末５０についての協調通信が実行される。

例えば、スケジューリング部３４は、端末５０の下りの協調通信を許可する場合、端末５０の通信許可を示す信号を送信処理部３５へ出力する。これにより、送信処理部３５は、端末５０宛てのデータから送信信号を形成し、通信予定タイミングで送信無線部３６及びアンテナを介して端末５０へ送信する。

また、スケジューリング部３４は、端末５０の上り協調通信を許可する場合、端末５０の通信許可を示す信号を送信処理部３５へ出力する。この端末５０の通知許可を示す信号は端末５０へ送信され、端末５０は、この信号に基づいて、上りの協調通信を通信予定タイミングで行う。また、スケジューリング部３４は、端末５０の上り協調通信を許可する場合、端末５０の通信許可を示す信号を受信処理部３２へ出力する。これにより、受信処理部３２は、通信予定タイミングで端末５０から送信されてくる信号を受信する準備を行う。

ここで、スケジューリング部３４は、今回の通信予定タイミングでの端末５０の通信可否の判定結果に基づいて、今回の通信予定タイミングでの端末５０のスケジューリングに用いた第１のスケジューリング指標を補正して、次回の通信予定タイミングでの第１のスケジューリング指標としてもよい。例えば、スケジューリング部３４は、通信の可否に関する今回の決定で可と決定した場合には、今回の決定で用いた第１のスケジューリング指標から所定値を減算した値を次回の決定で用いる第１のスケジューリング指標とする。また、スケジューリング部３４は、今回の決定で否と決定した場合には、今回の決定で用いた第１のスケジューリング指標に所定値を加算した値を次回の決定で用いる第１のスケジューリング指標とする。この第１のスケジューリング指標の補正処理により、より公平なスケジューリングの実施が可能となる。

送信処理部３５は、入力された送信データ及びスケジューリング部３４から受け取る情報に対して、所定の送信処理（つまり、符号化、変調等）を施して送信信号を形成し、送信無線部３６へ出力する。ここで、送信処理部３５は、スケジューリング部３４によって各ユーザに割り当てられたリソースに対して、各ユーザ宛のデータをマッピングする。例えば、送信処理部３５は、スケジューリング部３４から端末５０の通信許可を示す信号を受け取ると、端末５０宛てのデータから送信信号を形成し、通信予定タイミングで送信無線部３６及びアンテナを介して端末５０へ送信する。なお、送信信号がＯＦＤＭ信号である場合、送信処理部３５は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）等も行う。

送信無線部３６は、送信処理部３５から受け取る送信信号に対して所定の送信無線処理、つまりディジタルアナログ変換、アップコンバート等を施して無線信号を形成し、形成した無線信号をアンテナを介して送信する。

［端末の構成例］
図７は、実施例１の端末の一例を示すブロック図である。図７において、端末５０は、受信無線部５１と、受信処理部５２と、通信路品質測定部５３と、合成品質算出部５４と、送信処理部５５と、送信無線部５６とを有する。

受信無線部５１は、アンテナを介して受信した受信信号に対して所定の受信無線処理、つまりダウンコンバート、アナログディジタル変換等を施し、受信無線処理後の受信信号を受信処理部５２へ出力する。

受信処理部５２は、受信無線部５１から受け取る受信信号に対して、所定の受信処理（つまり、復調、復号等）を施し、受信データを通信路品質測定部５３、送信処理部５５及び後段の機能部へ出力する。ここで、受信処理部５２は、自装置宛ての制御信号が示すリソースから、自装置宛のデータを抽出する。なお、受信信号がＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号である場合、受信処理部１２は、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）等も行う。

通信路品質測定部５３は、自装置が在圏する各セルで送信された参照信号に基づいて、各セルの通信路品質を測定する。そして、通信路品質測定部５３は、測定した各セルの通信路品質を合成品質算出部５４へ出力する。

合成品質算出部５４は、自装置が端末候補であることを示す情報が受信データに含まれている場合、協調セルの通信路品質を合成し、得られる合成品質に関する情報を送信処理部５５へ出力する。

送信処理部５５は、入力された送信データ及び合成品質算出部５４から受け取る情報に対して、所定の送信処理（つまり、符号化、変調等）を施して送信信号を形成し、送信無線部５６へ出力する。

送信無線部５６は、送信処理部５５から受け取る送信信号に対して所定の送信無線処理、つまりディジタルアナログ変換、アップコンバート等を施して無線信号を形成し、形成した無線信号をアンテナを介して送信する。

［通信システムの動作例］
以上の構成を有する通信システム１の処理動作例について説明する。

＜端末候補の決定処理＞
図８は、第１の基地局による端末候補の決定処理の一例を示すフローチャートである。

基地局１０において協調通信制御部１３は、自セル（つまり、セルＣ１０）に在圏する全ユーザのうちの１つを処理対象ユーザに設定する（ステップＳ１０１）。

協調通信制御部１３は、自セルに隣接する全隣接セルのうちの１つを処理対象隣接セルに設定する（ステップＳ１０２）。

協調通信制御部１３は、自セルの通信路品質と処理対象隣接セルの通信路品質との差が閾値より小さいか否かを判定し（ステップＳ１０３）、その差が閾値より小さい場合（ステップＳ１０３肯定）、処理対象ユーザを端末候補として決定する（ステップＳ１０４）。なお、その差が閾値以上である場合（ステップＳ１０３否定）、処理はステップＳ１０５へ移る。

協調通信制御部１３は、全ての隣接セルを処理対象としたか否かを判定する（ステップＳ１０５）。そして、協調通信制御部１３は、未だ処理対象としていない隣接セルがある場合（ステップＳ１０５否定）、未だ処理対象としていない隣接セルを処理対象の隣接セルとするように、処理対象隣接セルを変更する（ステップＳ１０６）。すなわち、１つの処理対象ユーザに関して、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４の処理を全ての隣接セルについて実行する。

そして、未だ処理対象としていない隣接セルがない場合（ステップＳ１０５肯定）、協調通信制御部１３は、全てのユーザを処理対象としたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。そして、処理対象としていないユーザが残っている場合（ステップＳ１０７否定）、協調通信制御部１３は、処理対象のユーザ及び処理対象隣接セルを変更する（ステップＳ１０８）。すなわち、ステップＳ１０３、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５及びステップＳ１０６の処理を全てのユーザについて実行する。そして、協調通信制御部１３は、処理対象としていないユーザが残っていない場合（ステップＳ１０７肯定）、処理を終了する。

＜端末候補に対するスケジューリング処理及び第１のスケジューリング指標の算出処理＞
図９は、第１の基地局によるスケジューリング処理及び第１のスケジューリング指標の算出処理の一例を示すフローチャートである。

基地局１０においてスケジューリング部１４は、協調通信を実施した場合のＣＳＩ（通信路状態情報）から、送信帯域を決定する（ステップＳ２０１）。また、スケジューリング部１４は、決定した送信帯域と、協調通信を実施した場合のＣＳＩとから、送信データサイズを決定する（ステップＳ２０２）。また、スケジューリング部１４は、決定した送信データサイズと目標データレートから送信周期を決定する（ステップＳ２０３）。

そして、スケジューリング部１４は、協調通信を実施した場合のＣＳＩと目標データレートから、第１のスケジューリング指標を算出する（ステップＳ２０４）。ここでは、上記の具体例１で示した第１のスケジューリング指標を用いることとする。

そして、スケジューリング部１４は、決定したリソース情報と、算出した第１のスケジューリング指標とを、他の基地局（つまり、基地局３０）へ通知する（ステップＳ２０５）。

＜協調通信の可否判定処理＞
図１０は、第２の基地局による協調通信の可否判定処理の一例を示すフローチャートである。図１１は、第２の基地局による協調通信の可否判定処理の一例の説明に供する図である。

基地局３０においてスケジューリング部３４は、処理対象のサブフレームを設定する（ステップＳ３０１）。

スケジューリング部３４は、自セルに在圏するユーザのスケジューリング指標を大きい順にソートする（ステップＳ３０２）。このソート対象には、第１のスケジューリング指標及び第２のスケジューリング指標が含まれる。

スケジューリング部３４は、第１のスケジューリング指標の順位を特定する（ステップＳ３０３）。例えば、図１１のサブフレーム＃１では、第１のスケジューリング指標の順位が６位となっている。

スケジューリング部３４は、特定した第１のスケジューリング指標の順位がｎ位以内であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。ｎには、任意の自然数を設定することができる。なお、図１１では、ｎが３とされている。

特定した第１のスケジューリング指標の順位がｎ位以内である場合（ステップＳ３０４肯定）、スケジューリング部３４は、第１のスケジューリング指標に対応する端末５０による次の通信予定タイミングでの通信が「可」であると判定する（ステップＳ３０５）。すなわち、次の通信予定タイミングでは、セルＣ１０及びセルＣ３０において端末５０についての協調通信が実行される。すなわち、図１１において、サブフレーム＃６において第１のスケジューリング指標の順位が３位以内となっているので、次の通信予定タイミングであるサブフレーム＃８では、端末５０についての協調通信が実行される。

一方、特定した第１のスケジューリング指標の順位がｎ位以下の場合（ステップＳ３０４否定）、スケジューリング部３４は、処理対象のサブフレームが通信予定タイミングに対応するか否かを判定する（ステップＳ３０６）。

処理対象のサブフレームが通信予定タイミングに対応しない場合（ステップＳ３０６否定）、スケジューリング部３４は、処理対象のサブフレームを変更する（ステップＳ３０７）。すなわち、スケジューリング部３４は、処理対象のサブフレームを、次のサブフレームに移す。例えば、図１１において、サブフレーム＃１は通信予定タイミングに対応しないので、サブフレーム＃２に処理対象サブフレームが変更される。

一方、処理対象のサブフレームが通信予定タイミングに対応する場合（ステップＳ３０６肯定）、スケジューリング部３４は、第１のスケジューリング指標に対応する端末５０による次の通信予定タイミングでの通信が「否」であると判定する（ステップＳ３０８）。

図１１においては、図１０のフローチャートに従って処理されることにより、サブフレーム＃１〜＃４の間に第１のスケジューリング指標の順位が一度も３位以内に入らない場合には、サブフレーム＃４の通信予定タイミングでは協調通信を実行しない。また、サブフレーム＃５〜＃８の間に第１のスケジューリング指標の順位が一度でも３位位内に入った場合には、サブフレーム＃８の通信予定タイミングでは協調通信を実行する。

なお、通信予定タイミングにおける協調通信の可否を決定する基準は、上記の基準に限定されるものではない。例えば、前回の通信予定タイミングから今回の通信予定タイミングの間の各スケジューリングタイミングにおける第１のスケジューリング指標の順位が所定順位以上となる回数が所定回数以上となることを基準としてもよい。又は、前回の通信予定タイミングから今回の通信予定タイミングの間の各スケジューリングタイミングにおける第１のスケジューリング指標の順位の合計値が所定の閾値未満となることを基準としてもよい。

＜第１のスケジューリング指標の補正処理＞
図１２は、第２の基地局による第１のスケジューリング指標の補正処理の一例を示すフローチャートである。

基地局３０においてスケジューリング部３４は、通信予定タイミングにおいて協調通信が「可」と判定したか否かを判定する（ステップＳ４０１）。

そして、スケジューリング部３４は、通信予定タイミングにおいて協調通信が「可」と判定した場合（ステップＳ４０１肯定）、現在の第１のスケジューリング指標から所定値を減算して、新しい第１のスケジューリング指標を算出する（ステップＳ４０２）。例えば、図１１においては、サブフレーム＃８で協調通信が「可」と判定したので、スケジューリング部３４は、サブフレーム＃５から＃８の間で使用していた第１のスケジューリング指標から所定値を減算して新しい第１のスケジューリング指標を算出する。そして、この新しい第１のスケジューリング指標を、スケジューリング部３４は、サブフレーム＃９〜＃１３の間で使用する。

一方、スケジューリング部３４は、通信予定タイミングにおいて協調通信が「否」と判定した場合（ステップＳ４０１否定）、現在の第１のスケジューリング指標に所定値を加算して、新しい第１のスケジューリング指標を算出する（ステップＳ４０３）。例えば、図１１においては、サブフレーム＃４で協調通信が「否」と判定したので、スケジューリング部３４は、サブフレーム＃１から＃４の間で使用していた第１のスケジューリング指標に所定値を加算して新しい第１のスケジューリング指標を算出する。そして、この新しい第１のスケジューリング指標を、スケジューリング部３４は、サブフレーム＃５〜＃８の間で使用する。

以上のように本実施例によれば、基地局３０において、ネットワークＩＦ３３が、セルＣ１０における、端末５０についての通信予定タイミングと、端末５０についての第１のスケジューリング指標とを取得する。そして、スケジューリング部３４が、端末５０についてのスケジューリング指標と、セルＣ３０に在圏する他の端末についての第２のスケジューリング指標とに基づいて、セルＣ３０における通信予定タイミングでの端末５０による通信の可否を決定する。

この基地局３０の構成により、基地局３０が協調通信スケジュールを、セルＣ３０に在圏する端末５０以外の端末に対するスケジューリングと同列に、且つ、基地局１０から独立して、行うことができる。これにより、協調通信に関するスケジューリングの効率を向上させることができ、また、基地局１０と基地局３０との間での情報の遣り取りを最小限に抑えることができる。

また、端末５０についての第１のスケジューリング指標は、端末５０におけるセルＣ１０の通信路品質とセルＣ３０の通信路品質とに基づく第１の推定スループットと、通信予定タイミングの周期（上記の通信周期）と端末５０についての通信データサイズとに基づく第２の推定スループットとの比であってもよい（上記の具体例１参照）。

また、端末５０についての第１のスケジューリング指標は、端末５０におけるセルＣ１０の通信路品質とセルＣ３０の通信路品質とに基づく推定スループットであってもよい（上記の具体例２を参照）。

また、端末５０についての第１のスケジューリング指標は、通信予定タイミングの周期と端末５０についての通信データサイズとに基づく推定スループットの逆数であってもよい。

また、スケジューリング部３４が、通信の可否に関する今回の決定で可と決定した場合には、今回の決定で用いたスケジューリング指標から所定値を減算した値を次回の決定で用いるスケジューリング指標としてもよい。また、スケジューリング部３４が、今回の決定で否と決定した場合には、今回の決定で用いたスケジューリング指標に所定値を加算した値を次回の決定で用いるスケジューリング指標としてもよい。

この基地局３０の構成により、より公平なスケジューリングの実施が可能となる。

［実施例２］
実施例１では、主に、各セルが異なる基地局に対応する複数のセルにおける協調通信の場合について説明した。これに対して、実施例２は、各セルが同じ基地局に対応する複数のセルにおける協調通信に関する。

［基地局の構成例］
図１３は、実施例２の基地局の一例を示すブロック図である。図１３に示す基地局１１０は、基本的には、実施例１の基地局１０と実施例１の基地局３０とを組み合わせた構成を有している。基地局１１０において、受信無線部１１と、受信処理部１２と、協調通信制御部１３と、スケジューリング部１４と、送信処理部１５と、送信無線部１６とは、セルＣ１０についての処理を実行する。また、受信無線部３１と、受信処理部３２と、スケジューリング部３４と、送信処理部３５と、送信無線部３６とは、セルＣ３０についての処理を実行する。ただし、実施例２では、セルＣ１０及びセルＣ３０は共に共通の基地局１１０のセル（又はセクタ）である。従って、スケジューリング部１４とスケジューリング部３４との間の信号の遣り取りが、実施例１では基地局間で行われていたのに対して、実施例２では装置内で行われている。

以上のような、各セルが同じ基地局に対応する複数のセルにおける協調通信においても、実施例１と同様の効果を得ることができる。

［他の実施例］
［１］実施例１及び実施例２では、スケジューリング部１４が第１のスケジューリング指標Ｍ_ＣｏＭＰを算出し、ネットワークＩＦ３３又はスケジューリング部３４がその第１のスケジューリング指標Ｍ_ＣｏＭＰを取得するものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、スケジューリング部１４が第１のスケジューリング指標Ｍ_ＣｏＭＰに用いるパラメータをスケジューリング部３４へ送出し、スケジューリング部３４が、受け取ったパラメータに基づいて、第１のスケジューリング指標Ｍ_ＣｏＭＰを算出してもよい。この場合には、スケジューリング部３４が、第１のスケジューリング指標Ｍ_ＣｏＭＰを取得する機能を有している。

［２］実施例１及び実施例２で説明した協調通信のスケジューリングは下りリンクだけでなく上りリンクにも適用可能である。

［３］実施例１及び実施例２で図示した各部の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

更に、各装置で行われる各種処理機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）等のマイクロ・コンピュータ）上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしてもよい。また、各種処理機能は、ＣＰＵ（又はＭＰＵ、ＭＣＵ等のマイクロ・コンピュータ）で解析実行するプログラム上、又はワイヤードロジックによるハードウェア上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしてもよい。

実施例１及び実施例２の基地局及び端末は、例えば、次のようなハードウェア構成により実現することができる。

図１４は、端末のハードウェア構成例を示す図である。図１４に示すように、端末２００は、ＲＦ（Radio Frequency）回路２０１と、プロセッサ２０２と、メモリ２０３とを有する。

プロセッサ２０２の一例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等が挙げられる。また、メモリ２０３の一例としては、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）等のＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ等が挙げられる。

そして、実施例１及び実施例２の端末で行われる各種処理機能は、不揮発性記憶媒体などの各種メモリに格納されたプログラムを増幅装置が備えるプロセッサで実行することによって実現してもよい。すなわち、受信処理部５２と、通信路品質測定部５３と、合成品質算出部５４と、送信処理部５５とによって実行される各処理に対応するプログラムがメモリ２０３に記録され、各プログラムがプロセッサ２０２で実行されてもよい。また、受信処理部５２と、通信路品質測定部５３と、合成品質算出部５４と、送信処理部５５とによって実行される各処理は、ベースバンドＣＰＵ及びアプリケーションＣＰＵ等の複数のプロセッサによって分担されて実行されてもよい。また、受信無線部５１と送信無線部５６とは、ＲＦ回路２０１によって実現される。

図１５は、基地局のハードウェア構成例を示す図である。図１５に示すように、基地局３００は、ＲＦ回路３０１と、プロセッサ３０２と、メモリ３０３と、ネットワークＩＦ（Inter Face）３０４とを有する。プロセッサ３０２の一例としては、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ等が挙げられる。また、メモリ３０３の一例としては、ＳＤＲＡＭ等のＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等が挙げられる。なお、実施例１の場合には、基地局１０及び基地局３０のそれぞれが、図１５に示すようなハードウェア構成を有し、実施例２の場合には、基地局１１０が図１５に示すようなハードウェア構成を有する。

そして、実施例１及び実施例２の基地局で行われる各種処理機能は、不揮発性記憶媒体などの各種メモリに格納されたプログラムを増幅装置が備えるプロセッサで実行することによって実現してもよい。すなわち、受信処理部１２，３２と、協調通信制御部１３と、スケジューリング部１４，３４と、送信処理部１５，３５とによって実行される各処理に対応するプログラムがメモリ３０３に記録され、各プログラムがプロセッサ３０２で実行されてもよい。また、ネットワークＩＦ１７，３３は、ネットワークＩＦ３０４によって実現される。また、受信無線部１１，３１と、送信無線部１６，３６とは、ＲＦ回路３０１によって実現される。

なお、ここでは、基地局３００が一体の装置であるものとして説明したが、これに限定されない。例えば、基地局３００は、無線装置と制御装置という２つの別体の装置によって構成されてもよい。この場合、例えば、ＲＦ回路３０１は無線装置に配設され、プロセッサ３０２と、メモリ３０３と、ネットワークＩＦ３０４とは制御装置に配設される。

１通信システム
１０，３０，１１０基地局
１１，３１，５１受信無線部
１２，３２，５２受信処理部
１３協調通信制御部
１４，３４スケジューリング部
１５，３５，５５送信処理部
１６，３６，５６送信無線部
１７，３３ネットワークＩＦ
５０端末
５３通信路品質測定部
５４合成品質算出部

Claims

第１のセルと第２のセルとを用いた協調通信を行う端末候補に対して前記第２のセルにおけるスケジューリングを行う基地局であって、
前記第１のセルにおける前記端末候補についての通信予定タイミングと、前記端末候補についてのスケジューリング指標とを取得する取得手段と、
前記端末候補についてのスケジューリング指標と、前記第２のセルに在圏する他の端末についてのスケジューリング指標とに基づいて、前記第２のセルにおける前記通信予定タイミングでの前記端末候補による通信の可否を決定する決定手段と、
を具備することを特徴とする基地局。
前記端末候補についてのスケジューリング指標は、前記端末候補における前記第１のセルの通信路品質と前記第２のセルの通信路品質とに基づく第１の推定スループットと、前記通信予定タイミングの周期と前記端末候補についての通信データサイズとに基づく第２の推定スループットとの比である、
ことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
前記端末候補についてのスケジューリング指標は、前記端末候補における前記第１のセルの通信路品質と前記第２のセルの通信路品質とに基づく推定スループットである、
ことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
前記端末候補についてのスケジューリング指標は、前記通信予定タイミングの周期と前記端末候補についての通信データサイズとに基づく推定スループットの逆数である、
ことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
前記決定手段は、
前記通信の可否に関する今回の決定で可と決定した場合には、今回の決定で用いたスケジューリング指標から所定値を減算した値を次回の決定で用いるスケジューリング指標とし、
今回の決定で否と決定した場合には、今回の決定で用いたスケジューリング指標に所定値を加算した値を次回の決定で用いるスケジューリング指標とする、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の基地局。
第１のセルと第２のセルとを用いた協調通信を行う端末候補と前記第１のセルを用いて通信を行う基地局であって、
前記端末候補の前記第１のセルにおける通信周期及び通信データサイズを含むスケジューリング情報を決定し、前記端末候補についてのスケジューリング指標を算出するスケジューリング手段と、
前記決定したスケジューリング情報と前記算出したスケジューリング指標とを前記第２のセルに対応する基地局へ送信する送信手段と、
を具備することを特徴とする基地局。
前記スケジューリング手段は、前記端末候補についてのスケジューリング指標として、前記端末候補における前記第１のセルの通信路品質と前記第２のセルの通信路品質とに基づく第１の推定スループットと、前記通信周期と前記通信データサイズとに基づく第２の推定スループットとの比を算出する、
ことを特徴とする請求項６に記載の基地局。
前記スケジューリング手段は、前記端末候補についてのスケジューリング指標として、前記端末候補における前記第１のセルの通信路品質と前記第２のセルの通信路品質とに基づく推定スループットを算出する、
ことを特徴とする請求項６に記載の基地局。
前記スケジューリング手段は、前記端末候補についてのスケジューリング指標として、前記通信周期と前記通信データサイズとに基づく推定スループットの逆数を算出する、
ことを特徴とする請求項６に記載の基地局。
第１のセルと第２のセルとを用いた協調通信を行う端末候補に対する前記第２のセルにおけるスケジューリング方法であって、
前記第１のセルにおける前記端末候補についての通信予定タイミングと、前記端末候補についてのスケジューリング指標とを取得し、
前記端末候補についてのスケジューリング指標と、前記第２のセルに在圏する他の端末についてのスケジューリング指標とに基づいて、前記第２のセルにおける前記通信予定タイミングでの前記端末候補による通信の可否を決定する、
ことを特徴とするスケジューリング方法。