JP6965945B2 - 基地局装置、サービス提供方法及びプログラム - Google Patents

基地局装置、サービス提供方法及びプログラム Download PDF

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Description

（関連出願についての記載）
本発明は、日本国特許出願：特願２０１８−００７３１７号（２０１８年１月１９日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、基地局装置、サービス提供方法及びプログラムに関する。
近年、スマートフォンやタブレット端末の普及、動画視聴などの大容量のデータ授受を伴うサービスの普及によって、モバイル通信のデータトラフィックが急増している。その対策として、従来の６ＧＨｚ帯以下に加え、２８ＧＨｚ帯以上の高周波数帯を活用する方法が注目されている。高周波数帯域の活用により、帯域幅を数１００ＭＨｚから数ＧＨｚ程度まで拡大できるので、大容量化の実現が期待できる。
しかしながら、高周波数帯は、低周波数帯に比べて電波の減衰量が大きい。この急激な減衰を補償するため、多数のアンテナ素子を備えた基地局において、Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）ビームフォーミングが実施される（特許文献１参照）。Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯビームフォーミングとは、各アンテナ素子からの電波の振幅や位相を調整して重ね合わせることで、特定の方向に信号強度の強いビームを形成する技術である。Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯビームフォーミングにより、ビームゲインの大きい狭域ビームを多数形成できるので、ビームを活用することで電波の減衰を補償できる。
以上のように、高周波数帯Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯビームフォーミングが導入された無線通信システム環境では、カバレッジを確保しながら、高いスループットが期待できる。しかしながら、継続して高いスループットを維持するためには、ユーザの移動に追従して、多数あるビームの中から受信電力の大きい適切なビームを選択し続ける必要がある。特許文献１に、ユーザの移動に効率的にビームを追従させることができるという移動通信システムが開示されている。同文献の基地局装置は、ユーザ装置に対してプリコードされた複数のチャネル測定用参照信号に対応する複数のビームを含むビームストリームをユーザ装置に送信する。一方、ユーザ装置は、前記複数のビームを受信して、その中から受信電力が最大のビームを選択し、基地局装置に通知する。その際に、ユーザ装置は、現在使用中のビームだけでなく、移動後に使用する可能性のあるビームの候補も予め受信しておくことで、効率的にビーム追従を行うことができる、とされている。
上記高周波数帯域においては、低周波数帯域との比較において、電波が回折しにくいという特徴がある。このため、電波が直接届く環境をＬＯＳ（Ｌｉｎｅ Ｏｆ Ｓｉｇｈｔ；見通し）環境、電波が届かない環境をＮＬＯＳ（Ｎｏｎ Ｌｉｎｅ Ｏｆ Ｓｉｇｈｔ；見通し外）環境と呼んで様々な研究がなされている。一般には、ＮＬＯＳ環境では電波が届きにくく、独立した伝送路（ストリーム）も確保しにくいとされている。
上記ＬＯＳ環境かＮＬＯＳ環境かは、無線端末から報告される受信ＳＮＲ（以下、単に「Ｓ／Ｎ」または「ＳＮ比」と記載する。）や受信ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）等により推定できる。そこで、受信状況が悪くなるに従い、ストリームを減らすランクアダプテーションを適用し、端的には、ＬＯＳ環境では伝送方式としてＭＩＭＯを選択し、ＮＬＯＳ環境では、ＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）を選択する方法が採られている。
特許文献２には、複数の基地局と端末局を複数のチャネルにて同時運用しても、隣接チャネルの干渉を最小限に抑えることができ、良好な特性の通信ができるという無線通信方法が開示されている。特に、特許文献２の段落００５５−００５７には、ＳＮＲから通信時のスループットを推定できること、さらに、このスループットを用いて基地局１０−１〜１０−４の総合的な性能が最良となるビームを選択することが記載されている。
また、特許文献３には、複数の基地局が連携して移動局と通信を行う基地局連携通信が可能な範囲を拡充すると共に、無線通信の状況に応じた基地局連携通信を行う基地局制御装置が開示されている。具体的には、基地局１毎に設けられた基地局連携部１０は、他基地局の基地局制御装置から連携通信要求を受信したとき、シングルサイト接続容量の評価値と、マルチサイト接続容量の評価値とに基づいて、基地局連携通信を行うか否かを判断するとされている。
また、特許文献４には、親システムが評価した前記無線システムのスループットの低下リスクを表す無線システムリスク情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記基地局の少なくとも一方と通信することを決定する通信形態決定部を有する端末が開示されている。
特許第６１２１９３１号公報 特開２０１５−１６４２７１号公報 特開２０１０−２３９３０３号公報 特開２０１５−１１５６６７号公報
以下の分析は、本発明によって与えられたものである。上記の高周波数帯域を用いる基地局は、ＬＯＳ環境内の多くの無線端末が存在しうる都市部の市街地での設置、運用も期待されている。例えば、ストリートキャニオンとも呼ばれる市街地の通りを見下ろすビル屋上等に、上記基地局を設置することで、ＬＯＳ環境で多くのユーザにサービスを提供できると考えられている。
しかしながら、市街地の通りは、しばしば車両の通行量も多く、車両等に搭乗しているユーザには、ＮＬＯＳ環境が発生するという問題点がある。図１８に示すように、高周波数帯域の電波は、車のフロントガラスを透過できるため、車内の無線端末と基地局との間に遮蔽物が存在しない場合、ＬＯＳ環境とみなすことができる。一方で、車両内の無線端末と基地局との間に、ユーザの体や座席の背もたれ等が存在すると、ＮＬＯＳ環境となり、スループットが低下してしまうという問題点がある。
上記に対する一つの対策として、チャネル測定用参照信号のＳＮ比等の指標を用いて無線端末がＮＬＯＳ環境に陥ったことを検出して、ＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）伝送に切り替えることが考えられる。しかしながら、この方法をもってしても、必要なスループットを確保できない場合がある。
以下、チャネル測定用参照信号の受信強度を用いて、伝送方式と送受信局（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ／Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ Ｐｏｉｎｔ；以下「ＴＲＰ」）を切り替える場合の問題点を説明する。図１９に示すように、道路に沿って、ビーム＃１〜＃９を送信する送受信局ＴＲＰ＃１と、ビーム＃２１〜＃２９を送信するＴＲＰ＃２とが５００ｍ間隔で配置されているものとする。このようなＴＲＰ＃１側の位置Ｐ１からＴＲＰ＃２側の位置Ｐ５に向かって車両がこの道路上を走行する例を挙げて説明する。なお、図１９に示すように、ＴＲＰ＃１のビーム＃７〜＃９の領域と、ＴＲＰ＃２のビーム＃２１〜＃２３の領域は、互いに重なっているものとする。
図２０に示すように、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの区間は車両内の無線端末ＭＴとＴＲＰ＃１の間に遮蔽物は無いため、ＬＯＳ環境となる。一方、位置Ｐ２を過ぎ、位置Ｐ３までの区間は、無線端末ＭＴとＴＲＰ＃１との間に車両の背もたれ等の遮蔽物が存在するため、ＮＬＯＳ環境となる。
ＮＬＯＳ環境に陥ったことにより、無線端末ＭＴにおけるチャネル測定用参照信号の受信強度が低下する。そこで、基地局と無線端末ＭＴは、図２１に示すように、伝送方式をＳＩＳＯに切り替える。
その後、車両が位置Ｐ３に至ると、ＴＲＰ＃１からのチャネル測定用参照信号の受信強度よりもＴＲＰ＃２のチャネル測定用参照信号の受信強度の方が強くなる。そこで、基地局と無線端末ＭＴは、図２２に示すように、ＴＲＰ＃２への切替処理を実施する。これにより、無線端末ＭＴとＴＲＰ＃２の間に遮蔽物が無い状態となるため、ＬＯＳ環境となる。その後、位置Ｐ４を過ぎた位置においても、位置Ｐ２と同様のことが起こりうる。このため、車両に搭乗しているユーザにとっては周期的なサービス品質の低下として体感されることとなる。
図２３は、無線端末の位置Ｐ１からの距離と、各地点におけるＴＲＰ＃１、ＴＲＰ＃２のチャネル測定用参照信号のＳＮ比の変化を示している。図２３に示すように、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの区間はＬＯＳ環境であるため、車両がＴＲＰ＃１に近づくに従い、ＴＲＰ＃１のチャネル測定用参照信号のＳＮ比は増大する。位置Ｐ２を越えると、ＮＬＯＳ環境となり、以降、ＴＲＰ＃１から離れるに従い、ＴＲＰ＃１のチャネル測定用参照信号のＳＮ比は減少する。図２３の例では、位置Ｐ１（原点）から３１０ｍ離れた位置で、ＴＲＰ＃２のチャネル測定用参照信号のＳＮ比がＴＲＰ＃１のチャネル測定用参照信号のＳＮ比を上回るため、ＴＲＰ＃２への切替処置が行われる。これにより、以降、車両がＴＲＰ＃２に近づくに従い、ＴＲＰ＃２のチャネル測定用参照信号のＳＮ比は増大する。
図２４は、無線端末の位置Ｐ１からの距離と、各地点において、選択されうる伝送方式とその際のスループットの変化を表した図である。図２４によると、位置Ｐ１から２９０ｍの時点で、ＴＲＰ＃２のＭＩＭＯ伝送の方がスループットが大きくなっている。これは、ＳＩＳＯは単一ストリームで伝送するのに対し、ＭＩＭＯは複数ストリームで多重伝送するため、スループットが高くなるためである。しかしながら、図２３にて説明したとおり、ＳＮ比でＴＲＰの切り替えを行った場合、２９０ｍ〜３１０ｍの約２０ｍ（ＴＲＰ間距離（５００ｍ）の４％）の区間は、スループットが下がってしまう。図２４の例では、３１０ｍ付近で、スループットが０．６Ｇｂｐｓを下回っている。この０．６Ｇｂｐｓという数値は、５Ｇでの利用が期待される高品質なＶＲ／ＡＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ／Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）サービスにおいて平均的に要求されるスループットである。このため、図１９〜図２２にて示したＴＲＰと伝送方式の選択では、２９０ｍ〜３１０ｍの区間において、必要なスループットを出せず、ユーザサービスに影響が出ることが予想される。
本発明は、上記高周波数帯域を用いる基地局におけるＴＲＰの切り替えの最適化に貢献できる基地局装置、サービス提供方法及びプログラムを提供することを目的とする。即ち、本発明は、背景技術に記載した基地局装置を、最適化されたＴＲＰの切り替え機能を持つものへと変換するものとなっている。
第１の視点によれば、無線端末に対して、受信環境に応じて伝送方式を切り替えてサービスを提供する複数の送受信局と接続された基地局装置が提供される。この基地局装置は、前記複数の送受信局毎に、前記無線端末が選択したビームと伝送方式の組み合わせによる実測スループットを記録する履歴記録部を含む。この基地局装置は、さらに、前記無線端末が接続している第１の送受信局とは異なる、第２の送受信局から所定のビームと伝送方式の組み合わせによるサービスを受けた場合の予測スループットを計算する計算部を含む。この基地局装置は、さらに、前記実測スループットと、前記予測スループットとの関係が所定の切替条件を満たす場合、前記予測スループットに対応するビームと伝送方式にて前記第２の送受信局から前記無線端末にサービスを提供する送受信局選択部を含む。
第２の視点によれば、無線端末に対して、受信環境に応じて伝送方式を切り替えてサービスを提供する複数の送受信局毎に、前記無線端末が選択したビームと伝送方式の組み合わせによる実測スループットを記録する履歴記録部を参照して、前記無線端末が接続している第１の送受信局とは異なる、第２の送受信局から所定のビームと伝送方式の組み合わせによるサービスを受けた場合の予測スループットを計算し、前記実測スループットと、前記予測スループットとの関係が所定の切替条件を満たす場合、前記予測スループットに対応するビームと伝送方式にて前記第２の送受信局から前記無線端末にサービスを提供するサービス提供方法が提供される。本方法は、複数の送受信局を切り替えてユーザにサービスを提供する基地局装置という、特定の機械に結びつけられている。
第３の視点によれば、無線端末に対して、受信環境に応じて伝送方式を切り替えてサービスを提供する複数の送受信局毎に、前記無線端末が選択したビームと伝送方式の組み合わせによる実測スループットを記録する履歴記録部を参照して、前記無線端末が接続している第１の送受信局とは異なる、第２の送受信局から所定のビームと伝送方式の組み合わせによるサービスを受けた場合の予測スループットを計算する処理と、前記実測スループットと、前記予測スループットとの関係が所定の切替条件を満たす場合、前記予測スループットに対応するビームと伝送方式にて前記第２の送受信局から前記無線端末にサービスを提供する処理と、を基地局装置に搭載されたコンピュータに実行させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な（非トランジトリーな）記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。また、プログラムは、コンピュータ装置に入力装置又は外部から通信インタフェースを介して入力され、記憶装置に記憶されて、プロセッサを所定のステップないし処理に従って駆動させ、必要に応じ中間状態を含めその処理結果を段階毎に表示装置を介して表示することができ、あるいは通信インタフェースを介して、外部と交信することができる。そのためのコンピュータ装置は、一例として、典型的には互いにバスによって接続可能なプロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インタフェース、及び必要に応じ表示装置を備える。
本発明によれば、上記高周波数帯域を用いる基地局におけるＴＲＰの切り替えを最適化することが可能となる。
本発明の一実施形態の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の基地局装置の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の基地局装置に保持される第１のテーブルの一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の基地局装置に保持される第２のテーブルの一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の基地局装置に保持される第２のテーブルの別の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の無線端末の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の基地局装置の動作を表した流れ図である。 本発明の第１の実施形態の基地局装置による効果を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の基地局装置による効果を説明するための別の図である。 本発明の第２の実施形態の基地局装置に保持される情報の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態の基地局装置の動作を表した流れ図である。 本発明の第３の実施形態の基地局装置の動作を表した流れ図である。 本発明の第４の実施形態の基地局装置に保持される第１のテーブルの一例を示す図である。 本発明の第４の実施形態の基地局装置に保持される第２のテーブルの一例を示す図である。 本発明の第５の実施形態の基地局装置の動作を表した流れ図である。 本発明の第６の実施形態の基地局装置の構成を示す図である。 高周波数帯域通信の特徴を説明するための図である。 送受信局と端末との相対的な位置関係に応じた伝送方式と送受信局の切替処理を説明するための図である。 送受信局と端末との相対的な位置関係に応じた伝送方式と送受信局の切替処理を説明するための図である。 送受信局と端末との相対的な位置関係に応じた伝送方式と送受信局の切替処理を説明するための図である。 送受信局と端末との相対的な位置関係に応じた伝送方式と送受信局の切替処理を説明するための図である。 送受信局と端末との相対的な位置関係と、各地点において無線端末にて測定されるＳＮ比との関係を表した図である。 送受信局と端末との相対的な位置関係と、選択されうる伝送方式と各地点におけるスループットとの関係を表した図である。 本発明の基地局に搭載されるコンピュータの構成を示す図である。
はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号（データ）の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。また、図中の各ブロックの入出力の接続点には、ポート乃至インタフェースがあるが図示省略する。また、プログラムはコンピュータ装置を介して実行され、コンピュータ装置は、例えば、プロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インターフェース、及び必要に応じ表示装置を備える。また、コンピュータ装置は、通信インターフェースを介して装置内又は外部の機器（コンピュータを含む）と、有線、無線を問わず、交信可能に構成される。
本発明は、その一実施形態において、図１に示すように、無線端末に対して、前記無線端末の受信環境に応じて伝送方式を切り替えてサービスを提供する複数の送受信局（ＴＲＰ）と接続された基地局装置１０により実現することができる。
より具体的には、この基地局装置１０は、履歴記録部１３と、計算部１１と、送受信局選択部１２と、を備える。履歴記録部１３は、前記複数のＴＲＰ毎に、前記無線端末が選択したビームと伝送方式の組み合わせによる実測スループットを記録する。なお、履歴記録部１３へのデータの格納は、基地局装置１０が行ってもよいし、送受信局や上位の装置が行ってもよい。ここで、実測スループットとしては、ＴＲＰに接続している無線端末と当該ＴＲＰ間で実測したスループットを用いることができる。実測を行う主体はＴＲＰでもよいし、その他スループット計測装置から得られたスループットを用いてもよい。
計算部１１は、前記無線端末が接続している第１の送受信局とは異なる、第２の送受信局から所定のビームと伝送方式の組み合わせによるサービスを受けた場合の予測スループットを計算する。
送受信局選択部１２は、前記実測スループットと、前記予測スループットとの関係が所定の切替条件を満たす場合、前記予測スループットに対応するビームと伝送方式にて前記第２の送受信局から前記無線端末にサービスを提供する。
例えば、図２に示すように、計算部１１は、無線端末が接続中のＴＲＰ＃１とは異なるＴＲＰ＃２から所定のビームと伝送方式の組み合わせによるサービスを受けた場合の予測スループットを計算する。例えば、図２の例では、ＴＲＰ＃２のビーム＃２１とビーム＃２２（例えば、図１９のＢＥＡＭ＃２１、＃２２参照）を用いたＭＩＭＯ伝送でサービスを受けた場合の予測スループット（予測ＴＰ）は、ＹＹ Ｇｂｐｓと計算されている。
一方、無線端末が接続中のＴＲＰ＃１との間の実測スループット（実測ＴＰ）がＸＸ Ｇｂｐｓである場合、送受信局選択部１２は、両者を比較して、ＴＲＰ＃２のビーム＃２１とビーム＃２２を用いたＭＩＭＯ伝送で前記無線端末にサービスを提供するか否かを決定する。この切替条件は、例えば、ＴＲＰ＃１の実測スループットと、ＴＲＰ＃２の予測スループットとを単純に比較し、大きいスループットが得られる方のＴＲＰと伝送方式の組み合わせを選択するものであってもよい。また、単純に２つのスループットを比較するのではなく、一方に補正値を加えたり、補正係数を乗じてもよい。例えば、実測スループット＜予測スループット＋αが成立する場合に（αは判定用オフセット値で負の値であってもよい）、予測スループットに対応するＴＲＰのビームと伝送方式の組み合わせを選択することとしてもよい。このように、切替のタイミングを前後に調整することも可能である。
また、上記の例では、単一の基地局でのＴＲＰの切り替えを例に挙げて説明したが、基地局間の連携で、隣接するＴＲＰに切替を行ってもよい。この場合、基地局間で、上記履歴記録部１３の情報を共有する仕組みを設ければよい。
［第１の実施形態］
続いて、本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の説明において、各図面において、同一要素には同一の符号を付け、説明の明確化のために必要な場合を除いて、重複説明は省略する。また、以下の説明において、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａ及びＢの少なくともいずれかという意味で用いる。
図３は、本発明の第１の実施形態の基地局装置の構成を示す図である。図３を参照すると、複数のＴＲＰ２００と、制御部３００とを備えた基地局装置１００の構成が示されている。前記複数のＴＲＰ２００は、基地局のサービスエリアをカバーすべく、それぞれが所定の位置に配置される。それぞれのＴＲＰ２００は、ビーム用参照信号に対して予め決められたプリコーディングを行うことで、自身の担当エリアに向けてビームフォーミングを実施する。
ＴＲＰ２００は、ＲＦ送受信部２０１と、デジタル信号処理部２０２と、チャネル推定部２０３と、を備える。なお、すべてのＴＲＰ２００の構成は、同一であるため、他のＴＲＰの構成についての説明は省略する。
ＲＦ送受信部２０１は、ＮＴ本（例えば１２８本）のアンテナ素子と接続しており、無線端末４００との無線通信において、一般的な無線通信システムにおける基地局装置としての無線送受信の基本機能を備える。この基本機能としては、例えば以下のような機能がある。
１）下り回線の参照信号（ビームＲＳ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）、セル固有ＲＳなど）をはじめ、下り制御信号（ＰＤＣＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌなど）や下りデータ信号（ＰＤＳＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ ＣＨａｎｎｅｌなど）の送信機能、
２）上り参照信号（ＳＲＳ：Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌなど）をはじめ、上り制御信号（ＰＵＣＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）や上りデータ信号（ＰＵＳＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ ＣＨａｎｎｅｌ）の受信機能、
３）一定間隔（例えば１５度）で水平方向及び垂直方向の予め決められた方向に電波が集中して送受信されるように、各アンテナ素子からの電波の位相と振幅を調整し、各電波を重ね合わせることによるアナログビームフォーミング機能。
なお、ＲＦ送受信部２０１が備えるその他の機能を含め、各機能の詳細は当業者の周知事項であるため、説明は省略する。
デジタル信号処理部２０２は、同時刻、同一周波数ブロック（ＬＴＥではリソースブロック、またはリソースブロックグループと呼ばれる）で空間多重するデータストリームを対象に、デジタルプリコーディング処理を実施する。デジタルプリコーディング処理の具体的な手法としては、種々の公知技術のいずれかを適用すればよく、例えば、ヌル形成により端末装置間の干渉を抑圧するブロック対角化などを適用すればよい。
チャネル推定部２０３は、無線端末４００の各アンテナ素子から送信された電波を、基地局装置の各アンテナ素子で受信することにより、端末装置と基地局装置間で送受信する各アンテナ素子の組み合わせに対するチャネル品質（振幅と位相の変化量）を推定する。得られたチャネル品質からチャネル行列を形成し、デジタル信号処理部２０２に入力する。
制御部３００は、スケジューリング部（リソース割当部）３０１と、伝送方式履歴データベース（伝送方式履歴ＤＢ）３０２と、ＴＲＰ選択部３０３と、基地局有線送受信部３０４とを備える。
スケジューリング部（リソース割当部）３０１は、空間多重の対象とする無線端末、ＴＲＰ及びデータストリームを選択し、デジタル信号処理部２０２に入力する。無線端末、ＴＲＰ及びデータストリームの選択の具体的な手法としては、種々の公知技術のいずれかを適用すればよい。このうち、ＴＲＰの選択については、後に詳細に説明する。
伝送方式履歴ＤＢ３０２は、ＴＲＰ毎に、無線端末との通信に使用した伝送方式（選択したビームを含む）とその際の実測スループットを記録する第１のテーブル群と、この実測スループットから計算した予測スループットを管理する第２のテーブル群とを保持する。本実施形態において、この伝送方式履歴ＤＢ３０２が、前述の履歴記録部１３に相当する。
図４は、ＴＲＰ毎に、無線端末との通信に使用した伝送方式とその際の実測スループットを記録する第１のテーブルの一例を示す図である。図４を参照すると、ＴＲＰ＃１からＴＲＰ＃ＮまでのＮ台のＴＲＰ２００において、任意の無線端末４００との通信に使用された伝送方式ごとに実測スループットが記録される。以下の説明において、ビームＸのＳＩＳＯによる実測スループットを、実測スループットＣＸと記す。また、ｍ個のビームＸ１〜Ｘｍを用いたＭＩＭＯによる実測スループットをＣＸ１、・・・、Ｘｍと記す。なお、実測スループットを記録する期間は、過去一定期間であってもよい。また、記録する対象はすべてのビームについて行う必要はなく、例えば、他のＴＲＰのビームと隣接するビームのみを対象としてもよい。
図５は、ＴＲＰ毎に、無線端末との通信に使用する伝送方式とその際の予測スループットを管理する第２のテーブルの一例を示す図である。図５の例では、上記第１のテーブルのうち、ＴＲＰ＃２の第１のテーブルから作成した予測スループットが管理されている。この予測スループットは、第１のテーブルの実測スループットフィールドの値の平均値、最頻値、中央値などの統計値を用いて計算される。
例えば、図５の例では、ＴＲＰ＃２のビーム２２とビーム２３を選択してＭＩＭＯ伝送を行った場合のスループットは、Ｃ’２２，２３と記載されている。同様に、ＴＲＰ＃２のビーム２２を選択してＳＩＳＯ伝送を行った場合のスループットは、Ｃ’２２と記載されている。ここで、Ｃ’ＸはビームＸのＳＩＳＯ伝送の実測スループットＣＸから得られた予測値であり、ここで、Ｃ’Ｘ，ＹはビームＸとビームＹのＭＩＭＯ伝送の実測スループットＣＸ，Ｙから得られた予測値である。このように、すべてのＴＲＰについて、各伝送方式を選択した際の予測スループットを計算し、第２のテーブルに格納することで、切替対象のＴＲＰの特定のビームで特定の伝送方式を選択した場合の予測スループットを得ることが可能となる。
なお、図５の例では、第２のテーブルに、伝送方式と予測スループットとの対応関係のみを格納しているが、その他スループットの比較に利用可能な情報を追加してもよい。例えば、図６に示すように、隣接するＴＲＰ＃１に接続中の無線端末４００が選択するビームと伝送方式の確率情報を格納してもよい。この確率情報としては、隣接するＴＲＰ（例えばＴＲＰ＃１）のビームから切り替えられた、ビームと伝送方式の組み合わせの確率を採用することができる。例えば、図６の例では、隣接するＴＲＰから移動してきた無線端末の９０％がビーム２２とビーム２３のＭＩＭＯを選択し、１０％の無線端末がビーム２２のＳＩＳＯを選択したことを示している。
基地局有線送受信部３０４は、無線端末４００との無線通信において、一般的な無線通信システムにおける基地局装置の有線送受信の基本機能を備える。基地局有線送受信部３０４は、無線端末４００宛のデータを上位ネットワークから有線回線を介して受信するとともに、無線端末４００からのデータを上位ネットワークへ有線回線を介して送信する。なお、基地局有線送受信部３０４が備える機能は当業者の周知事項であるため、各機能の詳細説明は省略する。
ＴＲＰ選択部３０３は、あるＴＲＰに接続中の無線端末４００における実測スループットと、他のＴＲＰのビームによる予測スループットとを比較して、ＴＲＰの切替要否を決定し、ＲＦ送受信部２０１に通知する。前記予測スループットとしては、上記図５、図６に示した第２のテーブルを参照して、無線端末４００の接続候補となる他のＴＲＰのビームを用いて特定の伝送方式を選択した場合の予測スループットを用いることができる。ＴＲＰ選択部３０３は、無線端末にて実施したビーム切替の判定結果に基づいて、同一ＴＲＰ内の切替先のビームを選択し、ＲＦ送受信部２０１に通知する。本実施形態において、このＴＲＰ選択部３０３が、前述の計算部１１及び送受信局選択部１２に相当する。
続いて、上記ＴＲＰと接続する無線端末４００の構成について図面を参照して詳細に説明する。図７は、本発明の第１の実施形態の無線端末４００の構成を示すブロック図である。図７を参照すると、ＲＦ送受信部４０１と、無線品質測定部４０２と、ビーム切替判定部４０３とを備えた無線端末４００が示されている。
ＲＦ送受信部４０１は、ＮＲ本（例えば２本）のアンテナ素子と接続しており、基地局装置１００との間の無線通信のための無線送受信の基本機能を備える。このような基本機能の例としては次のものが挙げられる。その一つは、上り参照信号（ＳＲＳなど）をはじめ、上り制御信号（ＰＵＣＣＨなど）や上りデータ信号（ＰＵＳＣＨなど）の送信機能である。また、他の機能として、下り参照信号（ビームＲＳやＣＲＳなど）、下り制御信号のＰＤＣＣＨや下りデータ信号のＰＤＳＣＨの受信機能などが挙げられる。ＲＦ送受信部４０１において、ＮＲ本のアンテナ素子を用いて、下り受信及び上り送信においてビームフォーミングを実施してもよい。尚、ＲＦ送受信部４０１が備える機能は当業者の周知事項であるため、各機能の詳細説明は省略する。
無線品質測定部４０２は、ビーム切替に用いる無線信号品質を測定する。無線信号品質としては、ビームＲＳの受信電力を測定する。測定対象のビームＲＳは、接続するＴＲＰ（例えばＴＲＰ＃１）が形成するビームＲＳだけでなく、隣接のＴＲＰ（例えばＴＲＰ＃２）や隣接の基地局が形成するビームＲＳも含む。これらの隣接のビームＲＳに関しては、隣接のＴＲＰや基地局を識別するＩＤとビームＲＳを識別するビームＩＤとの紐付関係が既知であり、隣接のＴＲＰや基地局のＩＤを取得することにより、測定対象のビームＲＳのビームＩＤを特定できる。
ビーム切替判定部４０３は、少なくとも２つのビームＲＳの受信電力を用いて、ビーム切替の是非を判定し、ＲＦ送受信部４０１を介して判定結果を基地局装置１００に通知する。基地局装置１００は、判定結果に基づいてビームの切替処理を行う。
続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図８は、本発明の第１の実施形態の基地局装置の動作を表した流れ図である。まず、基地局装置１００は、ＴＲＰ切替判定対象の無線端末４００が接続中のＴＲＰ＃１のスループットＡ１を実測する（ステップＳ００１）。実測したスループットＡ１は、図４に示す、伝送方式履歴ＤＢ３０２の第１のテーブルに保存される。
次に、基地局装置１００は、無線端末４００の接続先候補となるＴＲＰ＃２のスループットＡ２を予測する（ステップＳ００２）。具体的には、基地局装置１００は、最新の第１のテーブルの内容に基づいて、図５又は図６に示す、伝送方式履歴ＤＢ３０２の第２のテーブルの内容を更新し、該当するビーム及び伝送方式の予測スループットＡ２を読み出す。なお、接続先候補となるＴＲＰとビームの組み合わせは、事前に設定されたビームレイアウト情報や無線端末４００から報告された各ビームの受信電力から特定することが可能である。ここで接続先候補が複数ある場合、読み出す予測スループットＡ２は、２以上となる場合がある。
次に、基地局装置１００は、ステップＳ００１で測定したスループットＡ１と、ステップＳ００２で予測した予測スループットＡ２とを比較する（ステップＳ００３）。ここで、ステップＳ００２で読み出した予測スループットＡ２が２以上ある場合、これらのうち最も大きいものを用いればよい。この比較の結果、スループットＡ１よりも、予測スループットＡ２が大きい場合（ステップＳ００３のＹｅｓ）、基地局装置１００は、接続先候補のＴＲＰ＃２への切替処理を実施する（ステップＳ００４）。具体的には、基地局装置１００は、予測スループットＡ２を計算したビームと伝送方式を選択してＴＲＰ＃２への切替を行うことになる。一方、予測スループットＡ２がスループットＡ１以下である場合（ステップＳ００３のＮｏ）、基地局装置１００は、切替処理は行わず、判定処理を終了する。
ここで、本発明の効果について図面を参照して説明する。先に、図１９〜図２４を用いて説明したとおり、ＴＲＰ＃１、ＴＲＰ＃２のチャネル測定用参照信号のＳＮ比を基準としたＴＲＰと伝送方式の選択では、２９０ｍ〜３１０ｍの区間において、依然としてＴＰＰ＃１のＳＩＳＯ伝送が継続される。結果として、必要なスループットを確保できないという問題点がある。
これに対し本実施形態では、図９に示すように、２９０ｍの地点でＴＲＰ＃２のＭＩＭＯを利用した予測スループットＡ２が、ＴＲＰ＃１のスループットＡ１を上回ることになり、ＴＲＰ＃２への切り替えが行われる。このスループットの逆転は、図２３に示したようなＳＮ比の単純比較では検出不可能である。
図１０は、図１９〜図２４と同様の条件で無線端末ＭＴを搭載した車両が地点Ｐ１からＰ５に向かって走行した際のＬＯＳ／ＮＬＯＳ環境区分と、選択される伝送方式を示した図である。同図に示されたように、地点Ｐ１〜Ｐ２までは、ＴＲＰ＃１との関係においてＬＯＳ環境にあるためＭＩＭＯ伝送が選択され、地点Ｐ２を超えたところで、ＮＬＯＳ環境になるため、ＳＩＳＯが選択される。本実施形態では、地点Ｐ２からＰ３に至る途中の地点Ｐ６で、ＴＲＰ＃２のＭＩＭＯを利用した予測スループットＡ２が、ＴＲＰ＃１のスループットＡ１を上回ることになり、ＴＲＰ＃２への切り替えが行われる。結果として、無線端末ＭＴは、当該地点Ｐ６から次にＮＬＯＳ環境となる地点Ｐ４までＬＯＳ環境でＭＩＭＯ通信を行うことが可能となり、スループットの落ち込みを防ぐことが可能となる。
以上のように、本実施形態によれば、あるＴＲＰでＳＩＳＯ伝送中に、他のＴＲＰのＭＩＭＯ伝送の方がスループットを改善できると判定した場合に、いち早くＴＲＰの切替を実施することが可能となる。
なお、上記した実施形態では、ＴＲＰ＃１の実測スループットＡ１と、予測スループットＡ２とを単純に比較するものとして説明したが、種々の変形を加えることができる。例えば、図８のステップＳ００３の比較式を、Ａ１＜Ａ２＋αとしてもよい。ここで、αは、ＴＲＰ判定用のオフセット値である。このαを負の値とすることで、より早くＴＲＰ＃２への切替を促すことが可能となる。また例えば、図８のステップＳ００３の比較式を、Ａ１＜Ａ２×βとしてもよい。ここで、βとして、その他補正係数を設定することができる。この補正係数を１を超える値とすることで、より早くＴＲＰ＃２への切替を促すことが可能となる。また、βとして、図６の第２のテーブルの確率値を設定することも好ましい。このようにすることで、各ビームと伝送方式の組み合わせに移行する確率を見込んだ予測スループットＡ２を計算し、実測スループットと比較することが可能となる。
また、上記した実施形態では、予測スループットの計算方法として、実測スループットの統計値を用いるものとして説明したが、スループットの計算方法はこれに限られない。例えば、スループットの実測値に無線リソース使用率の逆数を乗じた値を予測スループットとしてもよい。一定の送信レートで送信するビデオデータ等の場合、その平均を予測スループットとすると、達成可能なスループットよりも低い値となってしまう。スループットの実測値に無線リソース使用率の逆数を乗じた値を用いることにより、より精度の高い予測スループットを用いたＴＲＰの切替判定を行うことが可能となる。
また、スループットの計算に、理論上のスループットの計算式を用いてもよい。ここで、下記式中、ｍはユーザＩＤ、ｎはビームＩＤ、Ｂは帯域幅、Ｋは接続ユーザ数、Ｙｍ，ｎはＳＮ比を示す。
Figure 0006965945
［第２の実施形態］
続いて、上記第１の実施形態の予測スループットの計算に工夫を加えた第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態の基地局装置１００における予測スループットの計算に、重回帰分析により得られた予測式を用いる点を除いて第１の実施形態と同様であるので、以下、その相違点を中心に説明する。
第２の実施形態では、無線端末４００から報告される情報と、基地局装置１００側で保持している情報を用いて、各ビームの伝送方式の組み合わせに対して、ビーム（ＲＳ）の受信電力（ＳＮ比）、接続ユーザ数、スループットの実績値を蓄積する。そして、重回帰分析等を用いて、この蓄積したデータから、伝送方式毎に、予測スループットの予測式を導出する。なお、精度向上の観点から、予測式の導出周期（学習用データの蓄積期間）は、予測スループットの算出周期（更新周期）よりも十分に長い方が好ましい。
そして、本実施形態の基地局装置１００は、無線端末４００から報告されるビーム（ＲＳ）の受信電力（ＳＮ比）、基地局側で把握している接続ユーザ数を、予測式に代入して予測スループットを計算する。
図１１は、本発明の第２の実施形態の基地局装置の伝送方式履歴ＤＢ３０２の第２のテーブルに保持される情報の一例を示す図である。図６に示した第２のテーブルと異なるのは、予測スループットとして、予測式を用いて計算した予測値が保持されている点である。ここで、Ｆ１（ＲＹＹ，ＮＹＹ）は、ビームＹＹの受信電力（ＳＮ比）及び接続ユーザ数ＮＹＹより、予測式から得られた予測スループットを示す。同様に、Ｆ２（ＲＹ１，ＲＹ２，ＮＹ１，ＮＹ２）は、ビームＹ１、Ｙ２の受信電力（ＳＮ比）及び接続ユーザ数ＮＹ１，ＮＹ２より、予測式から得られた予測スループットを示す。
なお、上記した説明では、ＳＩＳＯ伝送については、第１の予測式Ｆ１（ＲＹＹ，ＮＹＹ）、ＭＩＭＯ伝送については、第２の予測式Ｆ２（ＲＹ１，ＲＹ２，ＮＹ１，ＮＹ２）を用いるものとして説明するが、必要に応じて予測式を作成してもよい。例えば、ＴＲＰ毎やその他スループットに影響を与える条件ごとに予測式を作成することで、予測精度を向上させることが可能である。
続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図１２は、本発明の第２の実施形態の基地局装置の動作を表した流れ図である。まず、基地局装置１００は、ＴＲＰ切替判定対象の無線端末４００が接続中のＴＲＰ＃１のスループットＡ１を実測する（ステップＳ００１）。この処理は第１の実施形態と同様である。
次に、基地局装置１００は、無線端末４００の接続先候補となるＴＲＰ＃２のスループットＡ３を予測する（ステップＳ１０２）。具体的には、基地局装置１００は、前述の予測式を用いて、第２のテーブルの内容を更新し、該当するビーム及び伝送方式の予測スループットＡ３を読み出す。本実施形態においても、接続先候補となるＴＲＰとビームの組み合わせは、事前に設定されたビームレイアウト情報や無線端末４００から報告された各ビームの受信電力から特定することが可能である。ここで接続先候補が複数ある場合、読み出す予測スループットＡ３は、２以上となる場合がある。
次に、基地局装置１００は、ステップＳ００１で測定したスループットＡ１と、ステップＳ１０２で予測した予測スループットＡ３とを比較する（ステップＳ１０３）。ここで、ステップＳ１０２で読み出した予測スループットＡ３が２以上ある場合、これらのうち最も大きいものを用いればよい。この比較の結果、スループットＡ１よりも、予測スループットＡ３が大きい場合（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、基地局装置１００は、接続先候補のＴＲＰ＃２への切替処理を実施する（ステップＳ００４）。具体的には、基地局装置１００は、予測スループットＡ３を計算したビームと伝送方式を選択してＴＲＰ＃２への切替を行うことになる。一方、予測スループットＡ３がスループットＡ１以下である場合（ステップＳ１０３のＮｏ）、基地局装置１００は、切替処理は行わず、判定処理を終了する。
以上のように、本実施形態によれば、予測式を用いた予測スループットを用いてＴＲＰの切替の要否を判定することが可能となる。第１の実施形態との比較としては、一旦予測式を作成してしまえば、その実測スループットのサンプル数が少ないなどの理由で統計値の信頼性が低い場合でも、精度の高い予測スループットを計算し、適切にＴＲＰの切替の要否を判定できるという利点がある。
［第３の実施形態］
続いて、上記第１の実施形態のＴＲＰの切替判定処理に変更を加えた第３の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態の基地局装置１００における実測スループットＡ１と、予測スループットＡ２の比較方法に変更を加えた点を除いて第１の実施形態と同様であるので、以下、その相違点を中心に説明する。
図１３は、本発明の第３の実施形態の基地局装置の動作を表した流れ図である。まず、基地局装置１００は、ＴＲＰ切替判定対象の無線端末４００が接続中のＴＲＰ＃１のスループットＡ１を実測する（ステップＳ００１）。この処理は第１の実施形態と同様である。
次に、基地局装置１００は、無線端末４００の接続先候補となるＴＲＰ＃２のスループットＡ２を予測する（ステップＳ００２）。この処理は第１の実施形態と同様である。
次に、基地局装置１００は、ステップＳ００１で測定したスループットＡ１が、所定の閾値Ｔｈ１を下回っているか否かを確認する（ステップＳ２０３）。この比較の結果、スループットＡ１が、所定の閾値Ｔｈ１以上である場合（ステップＳ２０３のＮｏ）、十分なスループットが得られているので、基地局装置１００は、切替処理は行わず、判定処理を終了する。
次に、基地局装置１００は、ステップＳ００２で予測したスループットＡ２が、閾値Ｔｈ１よりも大きい閾値Ｔｈ２を上回っているか否かを確認する（ステップＳ２０４）。この比較の結果、スループットＡ２が、閾値Ｔｈ２以下である場合（ステップＳ２０４のＮｏ）、基地局装置１００は、切替処理は行わず、判定処理を終了する。スループットＡ２が、閾値Ｔｈ２以下であるということは、切替処理を行っても大幅なスループットの改善が見込めないということになるからである。したがって、この閾値Ｔｈ２が、無線端末のユーザに対して保証するスループット値（所定の保証スループット）として機能する。そして、このとき、基地局装置１００は、スループットＡ２（予測スループット）とスループットＡ１（実測スループット）との比較結果に拘わらず、従前のＴＲＰによるサービスを継続していることになる。
一方、基地局装置１００は、スループットＡ１が閾値Ｔｈ１未満であり、かつ、スループットＡ２が、閾値Ｔｈ２を超えている場合、基地局装置１００は、接続先候補のＴＲＰ＃２への切替処理を実施する（ステップＳ００４）。
以上のように、本実施形態によれば、所定値以上（Ｔｈ２−Ｔｈ１）のスループット改善効果がある場合に、切替処理を行うことができる。また、本実施形態によれば、スループットＡ１、スループットＡ２が近い値を持つ位置にユーザが滞在した際の切替処理の過剰発生（ハンチング）を防ぐことが可能となる。
［第４の実施形態］
続いて、上記第１の実施形態の予測スループットの計算方法に変更を加えた第４の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。第４の実施形態は、第１の実施形態の基地局装置１００における予測スループットの計算に無線端末の移動方向を考慮した計算を行う点で相違している。また、第４の実施形態の基地局装置は、実際の無線端末の移動方向に応じて、適切な予測スループットを選択し、切替処理の要否を判定する点を除いて第１の実施形態と同様であるので、以下、その相違点を中心に説明する。
図１４は、第４の実施形態の基地局装置が保持する第１のテーブルの一例を示す図である。図４に示した第１の実施形態の第１のテーブルと比較すると、１つの前の伝送方式というフィールドが追加されている。そして、特定の伝送方式による実測スループットを、１つ前の伝送方式によってＣＸ＿Ｚと添え字ｚによって区別している。例えば、ビーム７でＳＩＳＯ接続している無線端末４００について、一律にその実測スループットを記録するのではなく、その１つ前に選択していたビームに応じて、実測スループットを別々に記録している。この１つ前に選択していたビームが、ビーム７に対してどちらにあるかが、無線端末４００が移動してきた方向を表している。
図１５は、第４の実施形態における第２のテーブルの一例を示す図である。図１５の例では、上記第１のテーブルのうち、ＴＲＰ＃２の第１のテーブルから作成した予測スループットが１つ前の伝送方式別に管理されている。この予測スループットは、第１のテーブルの実測スループットフィールドの値の平均値、最頻値、中央値などの統計値が設定される点では、第１の実施形態と同様であるが、一つ前の伝送方式毎に、即ち、無線端末の移動方向別に集計されている点で相違している。
第４の実施形態の基本的な動作は第１実施形態と同様であるが、以下の点で相違している。具体的には、図８のステップＳ００２の無線端末４００の接続先候補となるＴＲＰ＃２のスループットを予測する際に、第２のテーブルのうち、無線端末４００が現在接続している伝送方式が、１つ前の伝送方式と一致するエントリを用いて予測が行われる。例えば、ＴＲＰ＃２のビーム２４が接続先候補である場合、基地局装置１００は、図１５の第２のテーブルのビーム２４のＳＩＳＯのエントリのうち、現在の伝送方式（選択中のビームを含む）に適合するエントリを更新し、読み出すことになる。
本実施形態によれば、同一ビームでも移動方向によりＬＯＳ／ＮＬＯＳが変わることを考慮した予測スループットにてＴＲＰの切替判断を行うことが可能となる。
［第５の実施形態］
続いて、上記第１の実施形態のＴＲＰの切替判定処理に変更を加えた第５の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。第５の実施形態は、第１の実施形態の基地局装置１００における実測スループットＡ１との比較対象に、他のＴＲＰの接続先候補のほか、接続中のＴＲＰの接続先候補も含めて比較を行う点で第１の実施形態と相違している。その他は、第１の実施形態と同様であるので、以下、その相違点を中心に説明する。
図１６は、本発明の第５の実施形態の基地局装置の動作を表した流れ図である。まず、基地局装置１００は、ＴＲＰ切替判定対象の無線端末４００が接続中のＴＲＰ＃１のスループットＡ１を実測する（ステップＳ００１）。この処理は第１の実施形態と同様である。
次に、基地局装置１００は、無線端末４００の接続先候補となるＴＲＰ＃２のスループットＡ２を予測する（ステップＳ００２）。この処理は第１の実施形態と同様である。
次に、基地局装置１００は、無線端末４００の接続中のＴＲＰ＃１の接続先候補のスループットＡ４（第２の予測スループット）を予測する（ステップＳ３０３）。このＴＲＰ＃１の接続先候補のスループットＡ４（第２の予測スループット）は、ＴＲＰ＃２の予測スループットと同様の方法で計算することができる。なお、ＴＲＰ＃１の接続先候補は、事前に設定されたビームレイアウト情報や無線端末４００から報告された各ビームの受信電力から特定することが可能である。
次に、基地局装置１００は、ステップＳ００１で測定したスループットＡ１、ステップＳ００２、Ｓ３０３で予測したスループットＡ２、Ａ４を比較する（ステップＳ３０４）。この比較の結果、スループットＡ１が最大である場合（ステップＳ３０４のＹｅｓ）、十分なスループットが得られているので、基地局装置１００は、切替処理は行わず、判定処理を終了する。
次に、基地局装置１００は、スループットＡ２とスループットＡ４のうち、いずれか大きい方を選択し、そのスループットに対応するＴＲＰ、ビーム及び伝送方式への切替処理を実施する（ステップＳ３０５）。
以上のように、本実施形態によれば、他のＴＲＰに切り替えるよりも、自ＴＲＰに止まった方がスループットが高い場合に、適切な切替処理を行うことができる。図１０に示すような、無線端末ＭＴが、ＴＲＰ＃１から直線状に遠ざかるケースではこのようなケースは起こりにくい。しかしながら、例えば、無線端末ＭＴを搭載した車両が、ＴＲＰの境界付近で進行方向を変えた場合などに、本実施形態の方法の方がスループットが改善すると考えられる。
［第６の実施形態］
続いて、上記第１の実施形態のＴＲＰの予測スループットの計算方法に変更を加えた第６の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１７は、本発明の第６の実施形態の基地局装置の構成を示す図である。図３に示した第１の実施形態の基地局装置１００との相違点は、基地局装置１００ａが端末情報データベース（端末情報ＤＢ）３０５を備えている点である。
端末情報ＤＢ３０５には、例えば、各無線端末のアンテナ本数やサポートする伝送方式等の仕様情報が格納される。また、端末情報ＤＢとして、ＴＲＰ切替判定用に専用に設けたものでなく、モバイルエッジコンピューティングで基地局側に配置される端末情報や、端末の仕様や機能と紐づいたアプリケーション情報を用いることができる。
その他基本的な動作は第１〜第５の実施形態と同様であるが、本実施形態では、基地局装置１００ａは、無線端末４００の仕様を考慮して実測スループットや、予測スループットを計算する。例えば、アンテナが２本でＭＩＭＯ伝送を行う無線端末４００のスループットをＸとするとき、アンテナが４本の無線端末４００のスループットをＸ×γと計算する。ここで、γは、アンテナの本数の増によるスループットの補正係数である。
以上のようにスループットを計算する本実施形態によれば、無線端末の仕様を考慮したＴＲＰの切替タイミングを決定することができる。例えば、第１の実施形態では、原点から２９０ｍの地点でＭＩＭＯへの切替を行っていたが、本実施形態では、アンテナが４本の無線端末については、２９０ｍより前に、ＭＩＭＯに切り替えるといったことが可能となる。
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したネットワーク構成、各要素の構成、メッセージの表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。また、以下の説明において、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａ及びＢの少なくともいずれかという意味で用いる。
また、上記した第１〜第６の実施形態に示した手順は、基地局装置１００／１００ａの制御部３００／３００ａとして機能するコンピュータ（図２５の９０００）に、基地局装置１００／１００ａとしての機能を実現させるプログラムにより実現可能である。このようなコンピュータは、図２５のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９０１０、通信インタフェース９０２０、メモリ９０３０、補助記憶装置９０４０を備える構成に例示される。すなわち、図２５のＣＰＵ９０１０にて、領域分割プログラムや位置推定プログラムを実行し、その補助記憶装置９０４０等に保持された各計算パラメーターの更新処理を実施させればよい。
即ち、上記した第１〜第６の実施形態に示した基地局装置１００／１００ａの各部（処理手段、機能）は、これらの装置に搭載されたプロセッサに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することができる。
最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
［第１の形態］
（上記第１の視点による基地局装置参照）
［第２の形態］
上記した基地局装置の計算部は、
前記無線端末の選択候補となる前記第２の送受信局の１以上のビームを用いてサービスを受けた他の無線端末の実測スループットを用いて、前記予測スループットを計算することができる。
［第３の形態］
上記した基地局装置の計算部は、
前記予測スループットとして、前記第２の送受信局が送信するビームと、伝送方式との組み合わせを変えたスループットを複数種計算し、
送受信局選択部は、前記スループットのうち、最大のものを予測スループットとして用いることもできる。
［第４の形態］
上記した基地局装置の計算部は、
前記無線端末の選択候補となる前記第２の送受信局の１以上のビームを用いてサービスを受けた他の無線端末の実測スループットに加え、前記無線端末の受信電力及び前記第２の送受信局の接続ユーザ数から、スループットを計算する所定の予測式を用いて、前記予測スループットを計算することもできる。
［第５の形態］
上記した基地局装置の送受信局選択部は、
前記予測スループットが所定の保証スループットを超えていない場合、前記実測スループットとの比較結果に拘わらず、前記第１の送受信局によるサービスを継続することも好ましい。
［第６の形態］
上記した基地局装置の履歴記録部は、
前記無線端末が選択したビームと伝送方式の組み合わせによる実測スループットに加え、無線端末が選択した一のビームと伝送方式の組み合わせから、他のビームと伝送方式の組み合わせが選択された確率情報を保持し、
前記計算部は、前記確率情報を用いて、前記予測スループットを計算することもできる。
［第７の形態］
上記した基地局装置の計算部は、さらに、
前記無線端末の選択候補となる前記第２の送受信局の１以上のビームを用いてサービスを受けた他の無線端末の実測スループットを用いて、第２の予測スループットを計算し、
前記第２の予測スループットが、所定の条件を満たす場合、前記第２の予測スループットに対応するビームと伝送方式にて前記第１の送受信局から前記無線端末にサービスを提供することもできる。
［第８の形態］
上記した基地局装置において、
前記受信環境は、見通し環境（ＬＯＳ）か否かを含み、
前記基地局装置は、見通し環境（ＬＯＳ）である場合にＭＩＭＯ伝送を選択し、非見通し環境（ＮＬＯＳ）である場合にＭＩＭＯ伝送以外の伝送方式を選択するものであってもよい。
［第９の形態］
上記した基地局装置の送受信局選択部は、さらに、
前記無線端末の能力情報に基づいて、前記第２のスループットを補正することもできる。
［第１０の形態］
（上記第２の視点によるサービス提供方法参照）
［第１１の形態］
（上記第３の視点によるプログラム参照）
なお、上記第１０〜第１１の形態は、第１の形態と同様に、第２〜第９の形態に展開することが可能である。
なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択（部分的削除を含む）が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
１０、１００、１００ａ 基地局装置
１１ 計算部
１２ 送受信局選択部
１３ 履歴記録部
２００ ＴＲＰ
２０１ ＲＦ送受信部
２０２ デジタル信号処理部
２０３ チャネル推定部
３００、３００ａ 制御部
３０１ スケジューリング部（リソース割当部）
３０２ 伝送方式履歴データベース（伝送方式履歴ＤＢ）
３０３ ＴＲＰ選択部
３０４ 基地局有線送受信部
３０５ 端末情報データベース（端末情報ＤＢ）
４００ 無線端末
４０１ ＲＦ送受信部
４０２ 無線品質測定部
４０３ ビーム切替判定部
９０００ コンピュータ
９０１０ ＣＰＵ
９０２０ 通信インタフェース
９０３０ メモリ
９０４０ 補助記憶装置

Claims (10)

  1. 無線端末に対して、受信環境に応じて伝送方式を切り替えてサービスを提供する複数の送受信局と接続され、
    前記送受信局毎に、前記無線端末が選択したビームと伝送方式の組み合わせによる実測スループットを記録する履歴記録部と、
    前記無線端末が接続している第１の送受信局とは異なる、第２の送受信局から所定のビームと伝送方式の組み合わせによるサービスを受けた場合の予測スループットを計算する計算部と、
    前記実測スループットと、前記予測スループットとの関係が所定の切替条件を満たす場合、前記予測スループットに対応するビームと伝送方式にて前記第２の送受信局から前記無線端末にサービスを提供する送受信局選択部と、
    を含む基地局装置。
  2. 前記計算部は、
    前記無線端末の選択候補となる前記第２の送受信局の１以上のビームを用いてサービスを受けた他の無線端末の実測スループットを用いて、前記予測スループットを計算する請求項１の基地局装置。
  3. 前記計算部は、
    前記予測スループットとして、前記第２の送受信局が送信するビームと、伝送方式との組み合わせを変えたスループットを複数種計算し、
    送受信局選択部は、前記スループットのうち、最大のものを予測スループットとして用いる請求項１又は２の基地局装置。
  4. 前記計算部は、
    前記無線端末の選択候補となる前記第２の送受信局の１以上のビームを用いてサービスを受けた他の無線端末の実測スループットに加え、前記無線端末の受信電力及び前記第２の送受信局の接続ユーザ数から、スループットを計算する所定の予測式を用いて、前記予測スループットを計算する請求項１から３いずれか一の基地局装置。
  5. 前記送受信局選択部は、
    前記予測スループットが所定の保証スループットを超えていない場合、前記実測スループットとの比較結果に拘わらず、前記第１の送受信局によるサービスを継続する請求項１から４いずれか一の基地局装置。
  6. 前記履歴記録部は、前記無線端末が選択したビームと伝送方式の組み合わせによる実測スループットに加え、無線端末が選択した一のビームと伝送方式の組み合わせから、他のビームと伝送方式の組み合わせが選択された確率情報を保持し、
    前記計算部は、
    前記確率情報を用いて、前記予測スループットを計算する請求項１から５いずれか一の基地局装置。
  7. 前記計算部は、さらに、
    前記無線端末の選択候補となる前記第２の送受信局の１以上のビームを用いてサービスを受けた他の無線端末の実測スループットを用いて、第２の予測スループットを計算し、
    前記第２の予測スループットが、所定の条件を満たす場合、前記第２の予測スループットに対応するビームと伝送方式にて前記第１の送受信局から前記無線端末にサービスを提供する請求項１から６いずれか一の基地局装置。
  8. 前記受信環境は、見通し環境（ＬＯＳ）か否かを含み、
    見通し環境（ＬＯＳ）である場合にＭＩＭＯ伝送を選択し、非見通し環境（ＮＬＯＳ）である場合にＭＩＭＯ伝送以外の伝送方式を選択する、
    請求項１から６いずれか一の基地局装置。
  9. 無線端末に対して、受信環境に応じて伝送方式を切り替えてサービスを提供する複数の送受信局毎に、前記無線端末が選択したビームと伝送方式の組み合わせによる実測スループットを記録する履歴記録部を参照して、前記無線端末が接続している第１の送受信局とは異なる、第２の送受信局から所定のビームと伝送方式の組み合わせによるサービスを受けた場合の予測スループットを計算し、
    前記実測スループットと、前記予測スループットとの関係が所定の切替条件を満たす場合、前記予測スループットに対応するビームと伝送方式にて前記第２の送受信局から前記無線端末にサービスを提供する、
    サービス提供方法。
  10. 無線端末に対して、受信環境に応じて伝送方式を切り替えてサービスを提供する複数の送受信局毎に、前記無線端末が選択したビームと伝送方式の組み合わせによる実測スループットを記録する履歴記録部を参照して、前記無線端末が接続している第１の送受信局とは異なる、第２の送受信局から所定のビームと伝送方式の組み合わせによるサービスを受けた場合の予測スループットを計算する処理と、
    前記実測スループットと、前記予測スループットとの関係が所定の切替条件を満たす場合、前記予測スループットに対応するビームと伝送方式にて前記第２の送受信局から前記無線端末にサービスを提供する処理と、
    を基地局装置に搭載されたコンピュータに実行させるプログラム。
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