JP7279786B2 - スケジューリング装置、スケジューリング方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、複数の送信ポイントを有する無線ネットワークシステムにおいて、無線ネットワークシステムが有する無線リソースを、送信ポイントとユーザ端末との間の無線通信に割当てるためのスケジューリング装置、スケジューリング方法およびプログラムに関するものである。

スマートフォンの普及に伴って、通信速度の向上や利用帯域の増大など、無線ネットワークに対する社会的要請が大きくなっている。このような状況を背景として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）と呼ばれる移動通信方式の無線インタフェース仕様を適用した無線ネットワークシステムが普及しつつある。このＬＴＥでは、無線アクセス技術の１つとして、複数の基地局（送信ポイント：Transmission Point、以下ＴＰと略する）が協調して移動端末（ユーザ端末：User Equipment、以下ＵＥと略する）と信号を送受信するセル間協調送受信（Coordinated Multi-point transmission/reception、以下ＣｏＭＰと略する）が採用されている（非特許文献１参照）。

ＣｏＭＰ技術は、周波数利用効率やセル端ユーザスループットを向上させる重要な技術の１つである。例えば、下り方向の通信（ＴＰからＵＥへの送信）において、同時に複数のＴＰが同一周波数帯を用いて、各ＵＥに送信することで無線リソースの利用効率を高めることができる。しかし、各ＴＰが異なるＵＥに対して送信した場合、複数のＴＰから信号を受信可能なＵＥにとっては、他のＴＰからの信号が所望の受信信号の干渉となって、かえってスループットの低下を招く恐れがある。したがって、このような干渉を抑制しつつ通信速度を向上させるためにＣｏＭＰは必要不可欠な技術となっている。

さらに、ＬＴＥを発展させた次世代移動通信方式の研究開発が行われており、ＣｏＭＰを拡張した概念として協調無線リソース制御方式、およびその処理を高速化するための専用回路構成が提案されている（非特許文献２参照）。同様に、特許文献１において、協調無線リソース制御方式の処理の高速化のために、行列計算を並列処理する回路構成が開示されている。

図１５は特許文献１に開示された従来のスケジューリング装置の構成を示すブロック図である。スケジューリング装置１００のチャネル情報保持部１０１は、ＴＰとＵＥとの間の無線の電波状態を表すチャネル情報を記憶している。組合せ生成部１０２は、ＴＰとＵＥの組合せの候補パターンを生成する。組合せ評価部１０３は、チャネル情報に基づいて、ＴＰとＵＥの組合せの候補パターンの評価値を計算する。最適組合せ保持部１０４は、候補パターンのうち評価値が最も高いパターンを、無線リソースを割り当てる際の最適組合せパターンとして保持する。

しかしながら、非特許文献２、特許文献１に開示された技術では、協調無線リソース制御方式を適用できるエリアが、スケジューリング装置が対象とするＴＰの数により制限され、複数のエリアを跨いだ協調無線リソース制御方式の適用が困難であった。

また、特許文献２によると、スケジューリング装置が対象とするＴＰを複数のエリアに分割し、各々のエリアについて評価値の計算およびＴＰとＵＥの最適組合せの特定を行い、最終的に各々のエリアについて特定した最適組合せを合わせることで、全体の最適組合せパターンとする技術が開示されている。しかしながら、特許文献２には、各々のエリア間が協調して制御する技術は開示されておらず、分割したエリア間における電波干渉をＴＰとＵＥの最適組合せ特定のための計算の考慮に加味して、エリア間の電波干渉を抑制する技術は開示されていない。

無線ネットワークシステムにおいてＴＰは面的に配置されるため、より多くのＴＰを対象として協調無線リソース制御方式を用いて一括して制御することにより、ＴＰ間の電波干渉が低減され、システム全体の無線スループット向上が可能となる。ただし、協調するＴＰの数が増えると協調無線リソース制御方式において扱う行列サイズ等が大きくなり、ＴＰとＵＥの候補組合せパターンの数も多くなる。このため、最適組合せパターンの特定に要する処理時間が増加し、無線ネットワークシステムが定めるスケジューリング周期内（例えば、ＬＴＥの場合、最小で１ミリ秒）に協調無線リソース制御方式のための処理を完了することが困難となる。特許文献１、特許文献２、非特許文献２に開示された技術のみを用いた場合、協調範囲外のＴＰからの電波干渉を考慮した上で最適組合せパターンを特定することが困難なため、結果として協調するＴＰの数を増やすことができないという課題があった。

特開２０１８－０８５６８２号公報 特開２０１７－２１６５５０号公報

田岡他，「LTE-AdvancedにおけるMIMOおよびセル間協調送受信技術」，NTT DOCOMO テクニカル・ジャーナル，Vol.18，No.2，pp.22-30，Jul.2010，＜https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol18_2/vol18_2_022jp.pdf＞ Y.Arikawa，T.Sakamoto and S.Kimura，"Hardware accelerator for coordinated radio-resource scheduling in 5G ultra-high-density distributed antenna systems"，2017 27th International Telecommunication Networks and Applications Conference (ITNAC)，Melbourne，pp.1-6，November 2017

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、無線ネットワークシステムにおける協調無線リソース制御方式の処理において、協調制御を行う送信ポイントの数を増やすことを可能とするスケジューリング装置、スケジューリング方法およびプログラムを提供することを目的としている。

本発明のスケジューリング装置は、複数の送信ポイントが受け持つ通信可能エリア全体を複数のエリアに分割するように構成された分割制御部と、前記送信ポイントとユーザ端末との組合せの候補パターンを分割エリア毎に生成するように構成された組合せ生成部と、前記送信ポイントと前記ユーザ端末との間の無線の電波状態を表すチャネル情報に基づいて、前記候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算するように構成された組合せ評価部と、前記候補パターンのうち前記評価値が最も高いパターンを、無線リソースを割り当てる際の最適組合せパターンとして保持することを分割エリア毎に行うように構成された最適組合せ保持部と、所定の第１のタイミングになったときに、前記最適組合せ保持部が分割エリア毎に保持している最適組合せパターンの評価値を第１の共有情報として各分割エリアで共有するように前記組合せ評価部へ出力するように構成された計算結果共有部と、前記第１のタイミング後の所定の第２のタイミングになったときに、各分割エリアの前記最適組合せパターンを結合した結果に基づいて、前記通信可能エリア全体の送信ウェイト行列を計算するように構成された全体送信ウェイト行列計算部とを備え、前記第１のタイミング後、前記組合せ評価部は、前記チャネル情報と共に前記第１の共有情報を用いて前記候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算することを特徴とするものである。

また、本発明のスケジューリング装置の１構成例において、前記組合せ評価部は、前記チャネル情報に基づいて送信ウェイト行列を分割エリア毎に計算するように構成された送信ウェイト行列計算部と、この送信ウェイト行列計算部によって計算された送信ウェイト行列に基づいて前記候補パターンの評価値を候補パターン毎および分割エリア毎に計算するように構成された評価値計算部と、前記評価値計算部によって計算された評価値の和を分割エリア毎に計算するように構成された全体評価値計算部とから構成され、前記計算結果共有部は、前記第１のタイミングになったときに、前記最適組合せ保持部が保持している最適組合せパターンの評価値と共に、前記組合せ評価部の送信ウェイト行列計算部によって計算された送信ウェイト行列を前記第１の共有情報として各分割エリアで共有するように前記組合せ評価部へ出力し、前記第１のタイミング後、前記組合せ評価部の送信ウェイト行列計算部は、前記チャネル情報と共に前記第１の共有情報を用いて前記送信ウェイト行列を計算することを特徴とするものである。
また、本発明のスケジューリング装置の１構成例において、前記計算結果共有部は、前記分割エリア毎の評価値の計算が完了した送信ポイントとユーザ端末の組合せの数が所定数に達したときを前記第１のタイミングとして、前記第１の共有情報を前記組合せ評価部へ出力することを特徴とするものである。

また、本発明のスケジューリング装置の１構成例において、前記計算結果共有部は、前記第２のタイミング後の所定の第３のタイミングになったときに、前記最適組合せ保持部が保持している最適組合せパターンの評価値を第２の共有情報として、自装置と受持ちの通信可能エリアが異なる他のスケジューリング装置へ送信し、前記第３のタイミング後の所定の第４のタイミングになったときに、各分割エリアの前記最適組合せパターンを結合した結果を第３の共有情報として前記他のスケジューリング装置へ送信し、前記第３のタイミング後、前記組合せ評価部は、前記チャネル情報と共に前記第１、第２の共有情報を用いて前記候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算し、前記全体送信ウェイト行列計算部は、前記最適組合せ保持部が保持している最適組合せパターンと前記他のスケジューリング装置から送信された前記第３の共有情報によって得られた最適組合せパターンとを結合した結果に基づいて、自装置が受け持つ通信可能エリアと前記他のスケジューリング装置が受け持つ通信可能エリアとを合わせた全エリアの送信ウェイト行列を計算することを特徴とするものである。

また、本発明のスケジューリング装置は、送信ポイントとユーザ端末との組合せの候補パターンを生成するように構成された組合せ生成部と、前記送信ポイントと前記ユーザ端末との間の無線の電波状態を表すチャネル情報に基づいて、前記候補パターンの評価値を計算するように構成された組合せ評価部と、前記候補パターンのうち前記評価値が最も高いパターンを、無線リソースを割り当てる際の最適組合せパターンとして保持するように構成された最適組合せ保持部と、所定の第１のタイミングになったときに、前記最適組合せ保持部が保持している最適組合せパターンの評価値を第１の共有情報として、自装置と受持ちの通信可能エリアが異なる他のスケジューリング装置との間で共有するように前記他のスケジューリング装置へ送信し、前記第１のタイミング後の所定の第２のタイミングになったときに、前記最適組合せ保持部が保持している最適組合せパターンを第２の共有情報として前記他のスケジューリング装置へ送信するように構成された計算結果共有部と、前記最適組合せ保持部が保持している最適組合せパターンと前記他のスケジューリング装置から送信された前記第２の共有情報によって得られた最適組合せパターンとを結合した結果に基づいて、自装置が受け持つ通信可能エリアと前記他のスケジューリング装置が受け持つ通信可能エリアとを合わせた全エリアの送信ウェイト行列を計算するように構成された全体送信ウェイト行列計算部とを備え、前記第１のタイミング後、前記組合せ評価部は、前記チャネル情報と共に前記第１の共有情報を用いて前記候補パターンの評価値を計算することを特徴とするものである。

また、本発明のスケジューリング方法は、複数の送信ポイントが受け持つ通信可能エリア全体を複数のエリアに分割する第１のステップと、前記送信ポイントとユーザ端末との組合せの候補パターンを分割エリア毎に生成する第２のステップと、前記送信ポイントと前記ユーザ端末との間の無線の電波状態を表すチャネル情報に基づいて、前記候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算する第３のステップと、前記候補パターンのうち前記評価値が最も高いパターンを、無線リソースを割り当てる際の最適組合せパターンとして保持することを分割エリア毎に行う第４のステップと、所定の第１のタイミングになったときに、前記第４のステップで分割エリア毎に保持した最適組合せパターンの評価値を共有情報として各分割エリアで共有するように出力する第５のステップと、前記第１のタイミング後の所定の第２のタイミングになったときに、各分割エリアの前記最適組合せパターンを結合した結果に基づいて、前記複数の送信ポイントを含む全エリアの送信ウェイト行列を計算する第６のステップとを含み、前記第１のタイミング後、前記第３のステップは、前記チャネル情報と共に前記共有情報を用いて前記候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算するステップを含むことを特徴とするものである。

また、本発明のスケジューリングプログラムは、複数の送信ポイントが受け持つ通信可能エリア全体を複数のエリアに分割する第１のステップと、前記送信ポイントとユーザ端末との組合せの候補パターンを分割エリア毎に生成する第２のステップと、前記送信ポイントと前記ユーザ端末との間の無線の電波状態を表すチャネル情報に基づいて、前記候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算する第３のステップと、前記候補パターンのうち前記評価値が最も高いパターンを、無線リソースを割り当てる際の最適組合せパターンとして保持することを分割エリア毎に行う第４のステップと、所定の第１のタイミングになったときに、前記第４のステップで分割エリア毎に保持した最適組合せパターンの評価値を共有情報として各分割エリアで共有するように出力する第５のステップと、前記第１のタイミング後の所定の第２のタイミングになったときに、各分割エリアの前記最適組合せパターンを結合した結果に基づいて、前記複数の送信ポイントを含む全エリアの送信ウェイト行列を計算する第６のステップとを、コンピュータに実行させ、前記第１のタイミング後、前記第３のステップは、前記チャネル情報と共に前記共有情報を用いて前記候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算するステップを含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、スケジューリング装置が対象とする全送信ポイントを複数のエリアに分割し、分割エリア毎に送信ポイントとユーザ端末の組合せの候補パターンを生成し、候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算して最適組合せパターンを分割エリア毎に決定し、各分割エリアについての最適組合せパターンの評価値を各分割エリアで共有する。そして、各分割エリアの最適組合せパターンを結合して、スケジューリング装置が対象とする全エリアの送信ウェイト行列を計算する。これにより、本発明では、複数のエリアを連携させたスケジューリングの処理が可能となるため、従来のスケジューリング装置と比較して、送信ポイント間が協調して無線送信を行う協調範囲を拡張することが可能となる。また、本発明では、協調範囲を拡張することが可能となるため、エリアの境界における電波干渉の影響を低減できるため、無線スループットの向上が期待できる。

図１は、本発明の第１の実施例に係るスケジューリング装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１の実施例におけるエリア分割の方法を説明する図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係るスケジューリング装置の組合せ評価部の構成を示すブロック図である。 図４は、本発明の第１の実施例においてエリアの評価値の計算に周囲のエリアの計算結果を利用する動作を説明する図である。 図５は、本発明の第１の実施例に係るスケジューリング装置における計算結果の共有タイミングを説明するタイミングチャートである。 図６は、本発明の第１の実施例に係るスケジューリング装置の動作を説明するフローチャートである。 図７は、本発明の第２の実施の形態に係るスケジューリング装置間の連携を説明する図である。 図８は、本発明の第２の実施例に係るスケジューリング装置の構成を示すブロック図である。 図９は、本発明の第２の実施例に係るスケジューリング装置間の接続を説明する図である。 図１０は、本発明の第２の実施例に係るスケジューリング装置間の接続を説明する図である。 図１１は、本発明の第２の実施例に係るスケジューリング装置間の接続を説明する図である。 図１２は、本発明の第２の実施例に係るスケジューリング装置間の接続を説明する図である。 図１３は、本発明の第３の実施例に係るスケジューリング装置における計算結果の共有タイミングを説明するタイミングチャートである。 図１４は、本発明の第１～第３の実施例に係るスケジューリング装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。 図１５は、従来のスケジューリング装置の構成を示すブロック図である。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

［第１の実施例の構成］
まず、図１～５を参照して、本発明の第１の実施例に係るスケジューリング装置の構成について説明する。図１は、第１の実施例に係るスケジューリング装置の構成を示すブロック図である。スケジューリング装置１は、複数のＴＰを有する無線ネットワークに対して、これらＴＰと各ＵＥとの間で無線通信を行うための無線リソースを割り当てる際に用いる最適組合せパターンを、ＴＰと当該ＴＰの送信状態（送信停止またはＵＥ）との組合せパターン（ＴＰとＵＥの組合せ）のうちから探索する。

スケジューリング装置１は、各ＴＰのデータの送信先となるＵＥを決めるために、ＴＰとＵＥの接続の候補となる組合せパターンの評価値を計算する。スケジューリング装置１は、この評価値を計算する試行をスケジューリング時間内繰り返し、スケジューリング時間が経過した時点で評価値が最大である最適組合せパターンを実際に送信に用いる組合せパターンとする。なお、スケジューリング時間とは、ＴＰとＵＥの組合せパターンを特定するための処理に費やすことができる時間であり、システムにより定められる。例えば、ＬＴＥの場合、スケジューリング時間は最小１ミリ秒であり、１ミリ秒周期でＴＰとＵＥの組合せパターンを特定する。

本実施例のスケジューリング装置１は、ＴＰから取得したＴＰとＵＥとの間の無線の電波状態を表すチャネル情報ＤＩを記憶するチャネル情報保持部１０と、チャネル情報保持部１０から読み出したチャネル情報ＤＩを用いて、スケジューリング装置１の対象となる各ＴＰが受け持つ通信可能エリア全体を複数のエリアに分割する分割制御部１１と、分割エリア毎に設けられ、ＴＰとＵＥとの組合せの候補パターンを分割エリア毎に生成する複数の組合せ生成部１２－１～１２－Ｎ（Ｎは２以上の整数）と、分割エリア毎に設けられ、ＴＰとＵＥとの組合せの候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算する複数の組合せ評価部１３－１～１３－Ｎと、分割エリア毎に設けられ、候補パターンのうち評価値が最も高いパターンを、無線リソースを割り当てる際の最適組合せパターンとして保持することを分割エリア毎に行う複数の最適組合せ保持部１５－１～１５－Ｎと、所定の第１のタイミングになったときに、最適組合せ保持部１５－１～１５－Ｎが保持している最適組合せパターンの評価値を共有情報として各分割エリアで共有するように組合せ評価部１３－１～１３－Ｎへ出力する計算結果共有部１４と、第１のタイミング後の所定の第２のタイミングになったときに、各分割エリアの最適組合せパターンを結合した結果に基づいて、通信可能エリア全体の送信ウェイト行列を計算する全体送信ウェイト行列計算部１６とを備えている。

なお、例えば文献「侯他，“高速移動環境に対応した拡張２次元ＤＦＴ補間によるチャネル推定”，NTT DOCOMO テクニカル・ジャーナル，Vol.16，No.4，pp.20-26，2009年1月，＜https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol16_4/vol16_4_020jp.pdf＞」に示されるように、チャネル情報ＤＩを取得するためには、予めＴＰとＵＥとの間で定められたパターン信号を用いて、ＵＥからパターン信号をＴＰへ送信する。ＴＰは、受信したパターン信号からチャネル（減衰量と位相回転量）を推定することで、チャネル情報ＤＩを取得することができる。

分割制御部１１は、チャネル情報保持部１０から読み出したチャネル情報ＤＩを用いて、スケジューリング装置１の対象となる各ＴＰが受け持つ通信可能エリア全体を複数のエリアに分割する。具体的には、分割制御部１１は、チャネル情報ＤＩに基づいて相関性の強いＴＰとＵＥの組合せをグループ化する。そして、分割制御部１１は、分割したエリアに割り当てたＴＰの識別情報（ＴＰＩＤ）とＵＥの識別情報（ＵＥＩＤ）とを含む組合せ生成条件情報ＧＩ（ＴＰＩＤ，ＵＥＩＤ）をエリア毎に、対応する組合せ生成部１２－１～１２－Ｎに出力する。

エリアの分割数の最大数は、スケジューリング装置１が備える組合せ評価部１３－１～３２－Ｎの数、すなわちＮ（Ｎは２以上の整数）となる。また、各エリアに割り当て可能なＴＰの数と、評価値の計算の際に用いる周囲のＴＰの数との和の最大数は、各組合せ評価部１３－１～１３－Ｎにおいて計算可能な送信ウェイト行列のサイズを上限とする。各エリアに割り当て可能なＴＰの数が各組合せ評価部１３－１～１３－Ｎにおいて計算可能な送信ウェイト行列のサイズに等しい場合、エリア外の周囲のＴＰの数が０となり、他のエリアの計算結果を考慮に入れることができなくなる。エリア外の周囲のＴＰの評価値は、後述する第１の共有情報によって得られる。

なお、上記の例では、ＴＰとＵＥ間のチャネル情報ＤＩに基づいてエリアを分割する例を示したが、エリア分割の方法は別の方法でも構わない。
例えば、分割制御部１１は、各ＴＰ２の位置情報を取得し、任意に選択したＴＰ２からの距離が所定の範囲に含まれるＴＰ２を、前記の選択したＴＰ２と同一エリアに属するものとするなどの、ＴＰの位置情報に基づくエリア分割を行うようにしてもよい。このとき、分割制御部１１は、１つのエリアに属する１つのＴＰからの距離が所定の範囲内であるＵＥを、当該エリアに属するＵＥとして選択すればよい。

図２の例では、エリアＡ－１は、組合せ生成部１２－１と組合せ評価部１３－１と最適組合せ保持部１５－１とによってＴＰとＵＥの最適組合せパターンが決定される。エリアＡ－２は、組合せ生成部１２－２と組合せ評価部１３－２と最適組合せ保持部１５－２とによってＴＰとＵＥの最適組合せパターンが決定される。エリアＡ－３は、組合せ生成部１２－３と組合せ評価部１３－３と最適組合せ保持部１５－３とによってＴＰとＵＥの最適組合せパターンが決定される。

また、分割制御部１１は、各ＵＥの位置情報を取得し、任意に選択したＵＥからの距離が所定の範囲に含まれる複数のＴＰを同一エリアに属するものとするなどの、ＵＥの位置情報に基づくエリア分割を行うようにしてもよい。このとき、分割制御部１１は、１つのエリアに属する１つのＴＰからの距離が所定の範囲内であるＵＥを、当該エリアに属する別のＵＥとして選択すればよい。
また、分割制御部１１は、特許文献２に開示されているエリア分割方法を用いてもよい。

各組合せ生成部１２－１～１２－Ｎは、対応するエリアについての組合せ生成条件情報ＧＩ（ＴＰＩＤ，ＵＥＩＤ）が示すＴＰとＵＥの組合せの範囲内で、所定の探索アルゴリズムに従ってＴＰとＵＥの組合せの候補パターンを生成する。例えば、各組合せ生成部１２－１～１２－Ｎは、一般に知られる組合せ最適化問題の近似的解法（例えば、山登り法、貪欲法など）により、組合せの候補パターンを生成する。候補パターンは、対応するエリアに属するＴＰ毎に生成される。そして、各組合せ生成部１２－１～１２－Ｎは、組合せの候補パターン情報ＰＩ（ＴＰＩＤ，ＵＥＩＤ）を、対応する組合せ評価部１３－１～１３－Ｎに出力する。
なお、上記の例では、一般に知られる組合せ最適化問題の近似的解法を用いる例を示したが、組合せ生成方法は別の方法でも構わない。
例えば、特開２０１７－２１６５４９号公報に開示されているように、ＴＰＩＤと接続候補となるＵＥＩＤとの組合せを記憶しておき、設定されている読み出し範囲に基づいてＴＰＩＤとＵＥＩＤとの組合せを読み出す際に、予め用意された基準組み合わせを用いることで任意の組合せを生成してもよい。

組合せ評価部１３－１は、図３に示すように、対応する組合せ生成部１２－１から出力された候補パターン情報ＰＩと、チャネル情報保持部１０から取得したチャネル情報ＤＩと、後述する第１の共有情報とに基づいて、対応するエリアに属するＴＰについての送信ウェイト行列Ｗ、または対応するエリアに属するＴＰと対応するエリア外のＴＰとについての送信ウェイト行列Ｗを計算する送信ウェイト行列計算部１３０と、送信ウェイト行列Ｗに基づいて、対応するエリアに属するＴＰの無線スループットやＰＦ（Proportional Fairness）メトリック値等の評価値を、このＴＰを含む候補パターンの評価値ＰＥＶ_k（ｋは１～Ｍの整数、Ｍは２以上の整数）として計算する評価値計算部１３１－１～１３１－Ｍと、評価値計算部１３１－１～１３１－Ｍによって計算された評価値ＰＥＶ_kの和を、対応するエリアについてのＴＰとＵＥの組合せの候補パターンの評価値ＥＶ_i（ｉは１～Ｎの整数）として計算する全体評価値計算部１３２とを備えている。他の組合せ評価部１３－２～１３－Ｎの構成も組合せ評価部１３－１と同じである。

ＰＦメトリック値は、候補パターンのＴＰのスループット値を、所定の期間積算した平均スループット値で除した値である。
なお、各組合せ評価部１３－１～１３－Ｎは、それぞれ対応するエリアに属する最大Ｍ個のＴＰについて評価値ＰＥＶ_kを評価値計算部１３１－１～１３１－Ｍを用いて計算する。対応するエリアに含まれるＴＰの数がＭより少ない場合、評価値計算部１３１－１～１３１－Ｍのうち一部を用いる。

送信ウェイト行列計算部１３０は、後述する第１の共有情報が得られていない段階では、対応する組合せ生成部１２－１から出力された候補パターン情報ＰＩと、チャネル情報保持部１０から取得したチャネル情報ＤＩとに基づいて、対応するエリアに属する最大Ｍ個のＴＰについて、最大でＭ行Ｍ列の送信ウェイト行列Ｗを計算する。対応するエリアに属するＴＰの数がＭ個未満の場合、送信ウェイト行列計算部１３０の一部の回路を用いて送信ウェイト行列Ｗを計算するか、もしくは対応するＴＰが存在しない行列要素の値をゼロにするなどして、行列サイズを縮小して計算する。

また、送信ウェイト行列計算部１３０は、第１の共有情報が得られた後では、候補パターン情報ＰＩとチャネル情報ＤＩと第１の共有情報とを用いて送信ウェイト行列Ｗを計算する。第１の共有情報は、各エリアについての送信ウェイト行列Ｗと、各エリアの最適組合せパターンの評価値ＯＥＶとからなる。後述のように、第１の共有情報は計算結果共有部１４から出力される。そして、送信ウェイト行列計算部１３０は、候補パターン情報ＰＩと、チャネル情報ＤＩと、第１の共有情報のうち対応するエリアの隣接エリアについての送信ウェイト行列Ｗと対応するエリアに含まれない周囲のＴＰについての評価値ＯＥＶとに基づいて、対応するエリアに属する最大Ｍ個のＴＰと対応するエリアに含まれない周囲の最大Ｌ個のＴＰとについて、最大で（Ｍ＋Ｌ）行（Ｍ＋Ｌ）列の送信ウェイト行列Ｗを計算する。

対応するエリアに属するＴＰの数がＭ個未満の場合または周囲のＴＰの数がＬ個未満の場合、送信ウェイト行列計算部１３０の一部の回路を用いて送信ウェイト行列Ｗを計算するか、もしくは対応するＴＰが存在しない行列要素の値をゼロにするなどして、行列サイズを縮小して計算する。

最適組合せ保持部１５－１～１５－Ｎは、それぞれ対応する組合せ評価部１３－１～１３－Ｎによって計算された評価値ＥＶ_iが最大となるＴＰとＵＥの組合せの候補パターンを最適組合せパターンとする処理をエリア毎（組合せ評価部毎）に行う。そして、最適組合せ保持部１５－１～１５－Ｎは、最適組合せパターンのＴＰＩＤとＵＥＩＤとを含む最適組合せパターン情報ＯＰＩ（ＴＰＩＤ，ＵＥＩＤ）と、最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ_iとを保持する。

図４は、エリアＡ－３の評価値ＯＥＶの計算において、計算対象のＴＰを拡張する例を示している。図４の例では、エリアＡ－３について送信ウェイト行列Ｗおよび評価値ＯＥＶを計算する際に、隣接するエリアＡ－１，Ａ－２についての送信ウェイト行列Ｗと、隣接するエリアＡ－１，Ａ－２に属するＴＰのうちエリアＡ－３の周囲の領域Ｂに含まれるＴＰについての評価値ＯＥＶが利用される。

計算結果共有部１４は、組合せ評価部１３－１～１３－Ｎによって計算された送信ウェイト行列Ｗと最適組合せ保持部１５－１～１５－Ｎによって得られた最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ_iなどの計算結果を一時的に保持するか否かを判定し、保持する場合は計算結果をメモリやレジスタ等の記憶素子に格納すると共に、組合せ評価部１３－１～１３－Ｎへ出力する。

計算結果共有部１４において、送信ウェイト行列Ｗと最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ_iとを一時的に保持するか否かを判定するための判定条件には、評価値ＥＶの計算が完了したＴＰとＵＥの組合せの数が所定数に達しているか否かを用いる。具体的には、計算結果共有部１４は、各組合せ評価部１３－１～１３－Ｎにおいて評価値ＥＶの計算が完了したＴＰとＵＥの組合せの数をエリア毎（組合せ評価部毎）にカウントする。

計算結果共有部１４は、評価値ＥＶの計算が完了した組合せの数が所定数に達したエリアについての計算結果を保持し、評価値ＥＶの計算が完了した組合せの数が全てのエリアで所定数に達したときに、保持している計算結果を組合せ評価部１３－１～１３－Ｎへ出力する。上記所定数はスケジューリング装置１の外部から設定可能である。また、計算結果共有部１４は、カウントの数が所定数に達した時点で、カウンタの値をクリアした後、計算が完了した組合せの数のカウントを再度開始する。

評価値ＥＶの計算結果を複数のエリアで共有するためには、計算結果を共有する時点で、それぞれのエリアにおける最適組合せパターンおよび最適組合せパターンの評価値等の組合せ探索の途中経過を保持しておく必要がある。本実施例のように、所定の周期で計算結果を保持することを可能とすることで、全ての候補パターンについて計算結果を保持しなくとも済み、メモリ量を削減することができる。

図５は、本実施例における計算結果の共有タイミングを説明するタイミングチャートである。図５の例では、スケジューリング周期が開始された時点から、各組合せ評価部１３－１～１３－３は、第１の共有情報を利用せずにエリアＡ－１～Ａ－３についての評価値ＥＶ₁～ＥＶ₃を計算する。

計算結果共有部１４は、評価値ＥＶ₁～ＥＶ₃の計算が完了したＴＰとＵＥの組合せの数が所定数に達した時刻ｔ１の時点（第１のタイミング）で、組合せ評価部１３－１～１３－３によって得られた送信ウェイト行列Ｗと最適組合せ保持部１５－１～１５－３によって得られた最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₃の計算結果を保持し、保持した計算結果を組合せ評価部１３－１～１３－３へ出力する。これにより、エリアＡ－１～Ａ－３についての送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₃の計算結果の共有が時刻ｔ２で完了する。

計算結果の共有完了後は、各組合せ評価部１３－１～１３－３は、計算結果の共有によって得られた第１の共有情報（送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₃）を利用して、エリアＡ－１～Ａ－３についての評価値ＥＶ₁～ＥＶ₃を計算する。計算結果共有部１４は、評価値ＥＶ₁～ＥＶ₃の計算が完了したＴＰとＵＥの組合せの数が所定数に達した時刻ｔ３の時点で、組合せ評価部１３－１～１３－３によって得られた送信ウェイト行列Ｗと最適組合せ保持部１５－１～１５－３によって得られた最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₃の計算結果を保持し、保持した計算結果を組合せ評価部１３－１～１３－３へ出力する。これにより、エリアＡ－１～Ａ－３についての送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₃の計算結果の共有が時刻ｔ４で完了する。図５の例の場合、１スケジューリング周期内で、２回のみ共有情報を利用した評価値の計算が実行される。

なお、上記の例では、ＴＰとＵＥの組合せの数が所定数に達したタイミングで送信ウェイト行列Ｗを保持しているが、最適組合せ保持部１５－１～１５－３で最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₃が更新されたときに、この評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₃の計算のために組合せ評価部１３－１～１３－３で計算された送信ウェイト行列Ｗを保持できれば、より好ましい。具体的には、各最適組合せ保持部１５－１～１５－３は、最適組合せパターンが得られたときに計算結果共有部１４に通知を行えばよい。これにより、計算結果共有部１４は、最適組合せパターンが得られたエリアについて、この最適組合せパターンの評価値ＯＥＶのために当該エリアの組合せ評価部で計算された送信ウェイト行列Ｗを保持すればよい。

また、図５のタイミングチャートでは、計算結果共有部１４がエリアＡ－１～Ａ－３についての送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₃の計算結果を組合せ評価部１３－１～１３－３に出力している間、各エリアＡ－１～Ａ－３の評価値ＥＶ₁～ＥＶ₃の計算が一時的に停止しているが、必ずしも評価値計算を停止しなくともよい。

例えば、計算結果共有部１４から組合せ評価部１３－１～１３－３への計算結果の出力と、組合せ評価部１３－１～１３－３と最適組合せ保持部１５－１～１５－Ｎとによる評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₃の計算とがオーバラップしてもよい。つまり、組合せ評価部１３－１～１３－３と最適組合せ保持部１５－１～１５－Ｎとは、評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₃の計算を継続して実行し、計算結果共有部１４から計算結果の出力が完了した時点で、組合せ評価部１３－１～１３－３が評価値計算に用いる共有情報を更新するようにしてもよい。

また、図５のように、サイクル的に処理を行う場合、過去のスケジューリング周期（例えば１周期前）で得られた送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₃の計算結果を用いて、次のスケジューリング周期で評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₃の計算を行うことにより、評価値計算を止めることなく実行することができる。このように、評価値計算を止めることなく継続することで、計算結果共有を行う場合にもスケジューリング周期内に計算できる組み合わせの数が減少せずに済む。

また、上記の例では、評価値ＥＶの計算が完了したＴＰとＵＥの組合せの数と所定数とを比較することにより、送信ウェイト行列Ｗと最適組合せパターンの評価値ＯＥＶとを保持するか否かを判定する例を示したが、判定方法はこれに限らない。例えば、最適組合せパターンの評価値ＯＥＶをモニタリングして評価値ＯＥＶが収束したか否かを判定する回路を設け、評価値ＯＥＶが収束した時点で送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶとを保持するようにしてもよい。なお、評価値ＯＥＶが収束したか否かを判定する回路としては、例えば国際公開第２０１７／０３８６８３号公報に開示された回路を用いればよい。

また、上記の例では、計算結果を保持する間隔は一定であるが、保持する間隔は必ずしも一定でなくともよい。例えば、組合せ評価の進行に合わせて保持する間隔を段階的に短くすることもある。探索初期は各エリアの評価値計算を長く行い、より早く評価値を収束値に近い値まで到達させる。その後は、計算結果を共有する周期を短くする。このように、計算結果共有により、評価値が発散することを防ぎ、スケジューリング周期が満了した時点で、確実に収束値が得られるようにする。

また、上記の例では、計算結果を保持するか否かを判定することで、共有する計算結果を判断していたが、計算結果共有の判断方法はこれに限らない。例えば、計算結果を常に保持・更新するようにして、計算結果を共有するタイミングで更新を制御してもよい。

全体送信ウェイト行列計算部１６は、所定のタイミングで最適組合せ保持部１５－１～１５－Ｎが保持する各エリアの最適組合せパターンを結合し、この結合した結果に基づいて、スケジューリング装置１が対象とする全てのＴＰを含む全エリアの送信ウェイト行列ＴＷを計算する。

そして、全体送信ウェイト行列計算部１６は、全エリアの最適組合せパターン情報ＴＯＰＩ（ＴＰＩＤ，ＵＥＩＤ）と、全エリアの送信ウェイト行列ＴＷと、全エリアの最適組合せパターンの評価値ＴＯＥＶ（エリアＡ－１～Ａ－３の評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₃）とを出力する。スケジューリング周期内で、全体送信ウェイト行列計算部１６が送信ウェイト行列ＴＷを計算するタイミングは予め定められている。図５の例では、時刻ｔ５（第２のタイミング）で送信ウェイト行列ＴＷを計算する。

なお、上記の例では、分割制御部１１と、組合せ評価部１３－１～１３－Ｎと、全体送信ウェイト行列計算部１６とがそれぞれ、チャネル情報保持部１０へアクセスすることでチャネル情報ＤＩを取得する例を示したが、チャネル情報ＤＩの取得方法はこれに限らない。例えば、分割制御部１１が取得したチャネル情報ＤＩを、後段の組合せ評価部１３－１～１３－Ｎへ渡す構成とすることもある。この場合、複数の組合せ評価部１３－１～１３－Ｎがチャネル情報ＤＩを取得するためのメモリアクセスを削減することができるので、低電力化を実現することができ、また各組合せ評価部１３－１～１３－Ｎのメモリアクセスが競合した場合の制御を省略することができる。

［第１の実施例の動作］
次に、図６を参照して、本実施例のスケジューリング装置１の動作について説明する。図６は、スケジューリング装置１の動作を説明するフローチャートである。

［分割制御部１１］
まず、分割制御部１１は、チャネル情報保持部１０から読み出したチャネル情報ＤＩを用いて、スケジューリング装置１の対象となる各ＴＰが受け持つ通信可能エリア全体を複数のエリアに分割する（図６ステップＳ１００）。分割制御部１１は、分割したエリアに割り当てたＴＰのＩＤとＵＥのＩＤとを含む組合せ生成条件情報ＧＩ（ＴＰＩＤ，ＵＥＩＤ）をエリア毎に、対応する組合せ生成部１２－１～１２－Ｎに出力する。

［組合せ生成部１２－１～１２－Ｎ］
次に、各組合せ生成部１２－１～１２－Ｎは、それぞれ対応するエリアについての組合せ生成条件情報ＧＩ（ＴＰＩＤ，ＵＥＩＤ）が示すＴＰとＵＥの組合せの範囲内で、所定の探索アルゴリズムに従ってＴＰとＵＥの組合せの候補パターンを生成する（図６ステップＳ１０１）。そして、各組合せ生成部１２－１～１２－Ｎは、組合せの候補パターン情報ＰＩ（ＴＰＩＤ，ＵＥＩＤ）をエリア毎に、対応する組合せ評価部１３－１～１３－Ｎに出力する。

［組合せ評価部１３－１～１３－Ｎ］
次に、各組合せ評価部１３－１～１３－Ｎは、それぞれ対応する組合せ生成部１２－１から出力された候補パターン情報ＰＩ（ＴＰＩＤ，ＵＥＩＤ）とチャネル情報保持部１０から取得したチャネル情報ＤＩとに基づいて、対応するエリアについてのＴＰとＵＥの組合せの候補パターンの評価値ＥＶ_i（ｉは１～Ｎの整数）を計算する（図６ステップＳ１０２）。また、各組合せ評価部１３－１～１３－Ｎは、計算結果共有部１４から共有情報が得られた後では、候補パターン情報ＰＩ（ＴＰＩＤ，ＵＥＩＤ）とチャネル情報ＤＩと共有情報とに基づいて、対応するエリアについてのＴＰとＵＥの組合せの候補パターンの評価値ＥＶ_iを計算する（ステップＳ１０２）。
組合せ評価部１３－１～１３－Ｎの構成と動作は上記で説明したとおりである。

［最適組合せ保持部１５－１～１５－Ｎ］
次に、各最適組合せ保持部１５－１～１５－Ｎは、評価値ＥＶ_iが最大となるＴＰとＵＥの組合せの候補パターンを最適組合せパターンとする処理をエリア毎（組合せ評価部毎）に行う（図６ステップＳ１０３）。そして、各最適組合せ保持部１５－１～１５－Ｎは、最適組合せパターン情報ＯＰＩ（ＴＰＩＤ，ＵＥＩＤ）と、最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ_iとを保持する。
［計算結果共有部１４］
次に、計算結果共有部１４は、組合せ評価部１３－１～１３－Ｎによって計算された送信ウェイト行列Ｗと最適組合せ保持部１５－１～１５－Ｎによって得られた最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ_iなどの計算結果を一時的に保持するか否かを判定する（図６ステップＳ１０４）。計算結果共有部１４は、評価値ＥＶ_iの計算が完了したＴＰとＵＥの組合せの数が所定数に達したエリアについての送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶ_iの計算結果を保持する（図６ステップＳ１０５）。

そして、計算結果共有部１４は、評価値ＥＶ_iの計算が完了したＴＰとＵＥの組合せの数が全てのエリア（全ての組合せ評価部１３－１～１３－Ｎ）で所定数に達したときに（図６ステップＳ１０６においてＹｅｓ）、保持している計算結果を各組合せ評価部１３－１～１３－Ｎへ出力する（図６ステップＳ１０７）。
こうして、スケジューリング周期の中でステップＳ１０１～Ｓ１０７の処理が繰り返し実行される。

なお、上記のとおり、最適組合せパターンが得られたエリアについて、この最適組合せパターンの評価値ＯＥＶのために当該エリアの組合せ評価部で計算された送信ウェイト行列Ｗを計算結果共有部１４で保持しておいて、ステップＳ１０７のタイミングで各組合せ評価部１３－１～１３－Ｎに出力すれば、より好ましい結果が得られる。

［全体送信ウェイト行列計算部１６］
次に、全体送信ウェイト行列計算部１６は、スケジューリング周期の終了タイミング、またはスケジューリング周期が終了する前の所定のタイミングになったときに（図６ステップＳ１０８においてＹｅｓ）、最適組合せ保持部１５－１～１５－Ｎが保持している各エリアの最適組合せパターンを結合して、スケジューリング装置１が対象とする全てのＴＰを含む全エリアの送信ウェイト行列ＴＷを計算する（図６ステップＳ１０９）。そして、全体送信ウェイト行列計算部１６は、全エリアの最適組合せパターン情報ＴＯＰＩ（ＴＰＩＤ，ＵＥＩＤ）と、全エリアの送信ウェイト行列ＴＷと、全エリアの最適組合せパターンの評価値ＴＯＥＶとを出力する。

［第１の実施例の効果］
以上のように、本実施例では、スケジューリング装置１が対象とする全ＴＰを複数のエリアに分割し、分割したエリア毎にＴＰとＵＥの組合せの候補パターンを生成し、候補パターンの評価値ＥＶ_iをエリア毎に計算して最適組合せパターンをエリア毎に決定し、各エリアについての送信ウェイト行列Ｗと最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ_iとを各エリアで共有する。そして、各エリアの最適組合せパターンを結合してスケジューリング装置１が対象とする全エリアの送信ウェイト行列ＴＷを計算する。これにより、本実施例では、複数のエリアを連携させたスケジューリングの処理が可能となるため、図１５に示した従来のスケジューリング装置と比較して、ＴＰ間が協調して無線送信を行う協調範囲を拡張することが可能となる。また、本実施例では、協調範囲を拡張することが可能となるため、エリアとエリアの境界における電波干渉の影響を低減できるため、無線スループットの向上が期待できる。

［第２の実施例の構成］
次に、図７～図１２を参照して、本発明の第２の実施例に係るスケジューリング装置について説明する。図７は、第２の実施例に係るスケジューリング装置間の連携を説明する概念図である。第１の実施例では、１つのスケジューリング装置で通信可能エリア全体を複数のエリアに分割し、スケジューリング装置内で計算結果の共有を行っていた。

これに対し、本実施例では、図７に示すように、複数のスケジューリング装置１ａ－１～１ａ－３間で連携を行う。具体的には、複数のスケジューリング装置１ａ－１～１ａ－３は、ネットワークによって互いに接続されており、それぞれ異なる１つのエリアについて評価値ＥＶ，ＯＥＶを計算する。例えば図７の例では、スケジューリング装置１ａ－１～１ａ－３は、それぞれエリアＡ－１～Ａ－３についての評価値ＥＶ，ＯＥＶを計算する。

図８は、本実施例のスケジューリング装置１ａ－１の構成を示すブロック図である。スケジューリング装置１ａ－１は、組合せ生成部１２と、組合せ評価部１３と、計算結果共有部１４と、最適組合せ保持部１５と、全体送信ウェイト行列計算部１６とを備えている。他のスケジューリング装置の構成もスケジューリング装置１ａ－１と同様である。

各スケジューリング装置１ａ－１～１ａ－３の組合せ生成部１２は、それぞれ対応するエリアＡ－１～Ａ－３についてＴＰとＵＥの組合せの候補パターンを生成する。
各スケジューリング装置１ａ－１～１ａ－３の組合せ評価部１３は、それぞれ自装置の組合せ生成部１２から出力された候補パターン情報ＰＩとチャネル情報保持部１０から取得したチャネル情報ＤＩとに基づいて、対応するエリアＡ－１～Ａ－３についてのＴＰとＵＥの組合せの候補パターンの評価値ＥＶ₁～ＥＶ₃を計算する。

スケジューリング装置１ａ－１の計算結果共有部１４は、評価値ＥＶ₁の計算が完了したＴＰとＵＥの組合せの数が所定数に達した時点（第１のタイミング）で、自装置の組合せ評価部１３によって得られた送信ウェイト行列Ｗと最適組合せ保持部１５によって得られた最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ₁の計算結果を他のスケジューリング装置１ａ－２～１ａ－３に送信する。スケジューリング装置１ａ－２の計算結果共有部１４は、評価値ＥＶ₂の計算が完了したＴＰとＵＥの組合せの数が所定数に達した時点（第１のタイミング）で、自装置の組合せ評価部１３によって得られた送信ウェイト行列Ｗと最適組合せ保持部１５によって得られた最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ₂の計算結果を他のスケジューリング装置１ａ－１，１ａ－３に送信する。スケジューリング装置１ａ－３の計算結果共有部１４は、評価値ＥＶ₃の計算が完了したＴＰとＵＥの組合せの数が所定数に達した時点（第１のタイミング）で、自装置の組合せ評価部１３によって得られた送信ウェイト行列Ｗと最適組合せ保持部１５によって得られた最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ₃の計算結果を他のスケジューリング装置１ａ－１，１ａ－２に送信する。こうして、エリアＡ－１～Ａ－３についての送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₃の計算結果の装置間共有が完了する。

計算結果の共有完了後、スケジューリング装置１ａ－１の組合せ評価部１３は、計算結果の共有によって得られた共有情報（送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₃）を利用して、エリアＡ－１についての評価値ＥＶ₁を計算する。他のスケジューリング装置１ａ－２，１ａ－３の組合せ評価部１３についても同様である。
所定の第２のタイミングにおいて、スケジューリング装置１ａ－２，１ａ－３の計算結果共有部１４は、それぞれ自装置の最適組合せ保持部１５によって得られた最適組合せパターン情報ＯＰＩと最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ₁，ＯＥＶ₂の計算結果とを第２の共有情報として、代表となるスケジューリング装置１ａ－１へ送信する。

スケジューリング装置１ａ－１の全体送信ウェイト行列計算部１６は、自装置の最適組合せ保持部１５が保持する最適組合せパターンとスケジューリング装置１ａ－２，１ａ－３から送信された最適組合せパターン情報ＴＯＰＩが示す最適組合せパターンとを結合し、この結合した結果に基づいて、スケジューリング装置１ａ－１～１ａ－３が対象とする全エリアの送信ウェイト行列ＴＷを計算する。

複数のスケジューリング装置１ａを接続する形態としては、イーサネット（登録商標）やインフィニバンド等のネットワークスイッチを介して接続する形態がある。例えば図９の例では、複数のスケジューリング装置１ａ－１～１ａ－Ｎがネットワークスイッチ３を介して接続されている。

また、複数のスケジューリング装置１ａを接続する別の形態としては、ネットワークスイッチを複数用いて階層的に接続する形態がある。例えば図１０の例では、複数のスケジューリング装置１ａ－１～１ａ－Ｎ，１ａ－（Ｎ＋１）～１ａ－Ｚがネットワークスイッチ３－１～３－３を介して接続されている。この図１０の構成によれば、ＴＰ間が協調して無線送信を行う協調範囲をさらに拡張することができる。

また、複数のスケジューリング装置１ａを接続する別の形態としては、リング型のネットワークを介して接続する形態がある。例えば図１１の例では、複数のスケジューリング装置１ａ－１～１ａ－Ｎがリング型のネットワーク４を介して接続されている。

また、複数のスケジューリング装置１ａを接続する別の形態としては、例えば図１２に示すように、複数のスケジューリング装置１ａ－１～１ａ－Ｎを無線ネットワーク５で接続する形態がある。

なお、必ずしも全てのスケジューリング装置が全ての計算結果を共有する必要はない。例えば、無線の電波干渉の影響が強い範囲でのみ計算結果を共有するなど、選択的に計算結果の共有範囲を決定することもある。
また、計算結果を共有する範囲は、必ずしも初期設定等による静的な設定でなくともよく、サービスの運用中などに、時刻や通信トラフィック量、気象条件などに応じて、動的に変更してもよい。

［第２の実施例の効果］
このように、本実施例は、複数のスケジューリング装置１がネットワークによって接続されており、別々のエリアの評価値計算を行い、ネットワークを介して計算結果の共有を行う。これにより、スケジューリング装置１間でも計算結果の共有が可能となり、第１の実施例よりも、より大きな範囲で計算結果を共有することが可能となる。

［第３の実施例の構成］
次に、図１３を参照して、本発明の第３の実施例に係るスケジューリング装置について説明する。図１３は、第３の実施例に係るスケジューリング装置における計算結果共有タイミングを説明する図である。第１の実施例との違いは、複数のスケジューリング装置間で計算結果の共有を行う点である。第２の実施例との違いは、計算結果の共有を階層的に行う点である。具体的には、スケジューリング装置内での計算結果の共有タイミングと、スケジューリング装置間での計算結果の共有タイミングとを別々に実施する点である。本実施例においても、スケジューリング装置の構成は第１の実施例と同様であるので、図１の符号を用いて動作を説明する。

第１の実施例と同様に、スケジューリング装置１－１，１－２は、それぞれ対象となる各ＴＰが受け持つ通信可能エリア全体を複数のエリア（本実施例では２つのエリア）に分割する。
スケジューリング装置１－１の組合せ評価部１３－１～１３－２は、対応するエリアＡ－１，Ａ－２についてのＴＰとＵＥの組合せの候補パターンの評価値ＥＶ₁，ＥＶ₂を計算する。スケジューリング装置１－２の組合せ評価部１３－１～１３－２は、対応するエリアＡ－３，Ａ－４についてのＴＰとＵＥの組合せの候補パターンの評価値ＥＶ₁，ＥＶ₂を計算する。

スケジューリング装置１－１の計算結果共有部１４は、評価値ＥＶ₁，ＥＶ₂の計算が完了したＴＰとＵＥの組合せの数が所定数に達した時刻ｔ１１の時点で、組合せ評価部１３－１，１３－２によって得られた送信ウェイト行列Ｗと最適組合せ保持部１５－１，１５－２によって得られた最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ₁，ＯＥＶ₂の計算結果を組合せ評価部１３－１，１３－２へ出力する。これにより、エリアＡ－１，Ａ－２についての送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶ₁，ＯＥＶ₂の計算結果の共有が時刻ｔ１２で完了する。計算結果の共有完了後、スケジューリング装置１－１の組合せ評価部１３－１，１３－２は、計算結果の共有によって得られた共有情報（送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶ₁，ＯＥＶ₂）を利用して、エリアＡ－１，Ａ－２についての評価値ＥＶ₁，ＥＶ₂を計算する。

一方、スケジューリング装置１－２の計算結果共有部１４は、評価値ＥＶ₃，ＥＶ₄の計算が完了したＴＰとＵＥの組合せの数が所定数に達した時刻ｔ１３の時点で、組合せ評価部１３－１，１３－２によって得られた送信ウェイト行列Ｗと最適組合せ保持部１５－１，１５－２によって得られた最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ₃，ＯＥＶ₄の計算結果を組合せ評価部１３－１，１３－２へ出力する。これにより、エリアＡ－３，Ａ－４についての送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶ₃，ＯＥＶ₄の計算結果の共有が時刻ｔ１４で完了する。計算結果の共有完了後、スケジューリング装置１－２の組合せ評価部１３－１，１３－２は、計算結果の共有によって得られた共有情報（送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶ₃，ＯＥＶ₄）を利用して、エリアＡ－３，Ａ－４についての評価値ＥＶ₃，ＥＶ₄を計算する。

スケジューリング装置１－１の全体送信ウェイト行列計算部１６は、所定のタイミング（図１３の時刻ｔ１５）で自装置の最適組合せ保持部１５－１，１５－２が保持するエリアＡ－１，Ａ－２の最適組合せパターンを結合し、この結合した結果に基づいて、エリアＡ－１，Ａ－２を合わせた全エリアの送信ウェイト行列ＴＷを計算する。スケジューリング装置１－２の全体送信ウェイト行列計算部１６は、所定のタイミング（図１３の時刻ｔ１６）で自装置の最適組合せ保持部１５－１，１５－２が保持するエリアＡ－３，Ａ－４の最適組合せパターンを結合し、この結合した結果に基づいて、エリアＡ－３，Ａ－４を合わせた全エリアの送信ウェイト行列ＴＷを計算する。

時刻ｔ１７（第３のタイミング）において、スケジューリング装置１－１の計算結果共有部１４は、自装置の組合せ評価部１３－１，１３－２によって得られた送信ウェイト行列Ｗと最適組合せ保持部１５－１，１５－２によって得られた最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ₁，ＯＥＶ₂の計算結果（第２の共有情報）をスケジューリング装置１－２へ送信する。一方、スケジューリング装置１－２の計算結果共有部１４は、自装置の組合せ評価部１３－１，１３－２によって得られた送信ウェイト行列Ｗと最適組合せ保持部１５－１，１５－２によって得られた最適組合せパターンの評価値ＯＥＶ₃，ＯＥＶ₄の計算結果（第２の共有情報）をスケジューリング装置１－１へ送信する。これにより、エリアＡ－１～Ａ－４についての送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₄の計算結果の装置間共有が時刻ｔ１８で完了する。

計算結果の共有完了後は、スケジューリング装置１－１の組合せ評価部１３－１，１３－２は、計算結果の共有によって得られた共有情報（送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₄）を利用して、エリアＡ－１，Ａ－２についての評価値ＥＶ₁，ＥＶ₂を計算する。スケジューリング装置１－２の組合せ評価部１３－１，１３－２は、計算結果の共有によって得られた共有情報（送信ウェイト行列Ｗと評価値ＯＥＶ₁～ＯＥＶ₄）を利用して、エリアＡ－３，Ａ－４についての評価値ＥＶ₃，ＥＶ₄を計算する。

時刻ｔ１９～ｔ２４の動作は、時刻ｔ１１～ｔ１６の動作と同じである。時刻ｔ２５（第４のタイミング）において、スケジューリング装置１－１の計算結果共有部１４は、エリアＡ－１，Ａ－２を合わせた全エリアの最適組合せパターン情報ＴＯＰＩと、全エリアの送信ウェイト行列ＴＷと、全エリアの最適組合せパターンの評価値ＴＯＥＶ（エリアＡ－１，Ａ－２の評価値ＯＥＶ₁，ＯＥＶ₂）とを第３の共有情報としてスケジューリング装置１－２へ送信する。スケジューリング装置１－２の全体送信ウェイト行列計算部１６は、自装置の最適組合せ保持部１５－１～１５－Ｎが保持する最適組合せパターンとスケジューリング装置１－１から送信された最適組合せパターン情報ＴＯＰＩが示す最適組合せパターンとを結合し、この結合した結果に基づいて、スケジューリング装置１－１，１－２が対象とする全エリアの送信ウェイト行列ＴＷを計算する。
スケジューリング装置１－１とスケジューリング装置１－２との接続形態としては、第２の実施例の図９～図１２で説明した接続形態がある。

［第３の実施例の効果］
このように、本実施例では、スケジューリング装置内での計算結果の共有と、スケジューリング装置間での計算結果の共有とを別々に実施する。第２の実施例では、計算結果の共有の度にネットワークを介した通信による遅延が生じる。これに対して、本実施例では、ネットワークを介したスケジューリング装置間での計算結果の共有だけでなく、スケジューリング装置内での計算結果の共有を行うので、ネットワークを介した通信による遅延の影響を少なくすることができる。

［実施例の拡張］
以上、実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施例については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

第１～第３の実施例で説明したスケジューリング装置１，１ａの各々は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図１４に示す。コンピュータは、ＣＰＵ２００と、記憶装置２０１と、インターフェース装置（以下、Ｉ／Ｆと略する）２０２とを備えている。Ｉ／Ｆ２０２には、通信ネットワーク等が接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明のスケジューリング方法を実現させるためのスケジューリングプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供され、記憶装置２０１に格納される。また、スケジューリングプログラムをネットワークを通して提供してもよい。各スケジューリング装置１，１ａのＣＰＵ２００は、記憶装置２０１に格納されたプログラムに従って第１～第３の実施例で説明した処理を実行する。

また、スケジューリング装置１，１ａを、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）に形成したＬＳＩ（Large Scale Integration）回路で実現してもよい。

本発明は、送信ポイントとユーザ端末の組み合わせパターンに無線リソースを割り当てる技術に適用することができる。

１，１ａ…スケジューリング装置、２…送信ポイント、３…ネットワークスイッチ、４…ネットワーク、５…無線ネットワーク、１０…チャネル情報保持部、１１…分割制御部、１２－１～１２－Ｎ…組合せ生成部、１３－１～１３－Ｎ…組合せ評価部、１４…計算結果共有部、１５－１～１５－Ｎ…最適組合せ保持部１５－１～１５－Ｎ、１６…全体送信ウェイト行列計算部、１３０…送信ウェイト行列計算部、１３１－１～１３１－Ｍ…評価値計算部、１３２…全体評価値計算部。

Claims (7)

1. 複数の送信ポイントが受け持つ通信可能エリア全体を複数のエリアに分割するように構成された分割制御部と、
   前記送信ポイントとユーザ端末との組合せの候補パターンを分割エリア毎に生成するように構成された組合せ生成部と、
   前記送信ポイントと前記ユーザ端末との間の無線の電波状態を表すチャネル情報に基づいて、前記候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算するように構成された組合せ評価部と、
   前記候補パターンのうち前記評価値が最も高いパターンを、無線リソースを割り当てる際の最適組合せパターンとして保持することを分割エリア毎に行うように構成された最適組合せ保持部と、
   所定の第１のタイミングになったときに、前記最適組合せ保持部が分割エリア毎に保持している最適組合せパターンの評価値を第１の共有情報として各分割エリアで共有するように前記組合せ評価部へ出力するように構成された計算結果共有部と、
   前記第１のタイミング後の所定の第２のタイミングになったときに、各分割エリアの前記最適組合せパターンを結合した結果に基づいて、前記通信可能エリア全体の送信ウェイト行列を計算するように構成された全体送信ウェイト行列計算部とを備え、
   前記第１のタイミング後、前記組合せ評価部は、前記チャネル情報と共に前記第１の共有情報を用いて前記候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算することを特徴とするスケジューリング装置。
2. 請求項１記載のスケジューリング装置において、
   前記組合せ評価部は、
   前記チャネル情報に基づいて送信ウェイト行列を分割エリア毎に計算するように構成された送信ウェイト行列計算部と、
   この送信ウェイト行列計算部によって計算された送信ウェイト行列に基づいて前記候補パターンの評価値を候補パターン毎および分割エリア毎に計算するように構成された評価値計算部と、
   前記評価値計算部によって計算された評価値の和を分割エリア毎に計算するように構成された全体評価値計算部とから構成され、
   前記計算結果共有部は、前記第１のタイミングになったときに、前記最適組合せ保持部が保持している最適組合せパターンの評価値と共に、前記組合せ評価部の送信ウェイト行列計算部によって計算された送信ウェイト行列を前記第１の共有情報として各分割エリアで共有するように前記組合せ評価部へ出力し、
   前記第１のタイミング後、前記組合せ評価部の送信ウェイト行列計算部は、前記チャネル情報と共に前記第１の共有情報を用いて前記送信ウェイト行列を計算することを特徴とするスケジューリング装置。
3. 請求項１または２記載のスケジューリング装置において、
   前記計算結果共有部は、前記分割エリア毎の評価値の計算が完了した送信ポイントとユーザ端末の組合せの数が所定数に達したときを前記第１のタイミングとして、前記第１の共有情報を前記組合せ評価部へ出力することを特徴とするスケジューリング装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスケジューリング装置において、
   前記計算結果共有部は、前記第２のタイミング後の所定の第３のタイミングになったときに、前記最適組合せ保持部が保持している最適組合せパターンの評価値を第２の共有情報として、自装置と受持ちの通信可能エリアが異なる他のスケジューリング装置へ送信し、前記第３のタイミング後の所定の第４のタイミングになったときに、各分割エリアの前記最適組合せパターンを結合した結果を第３の共有情報として前記他のスケジューリング装置へ送信し、
   前記第３のタイミング後、前記組合せ評価部は、前記チャネル情報と共に前記第１、第２の共有情報を用いて前記候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算し、
   前記全体送信ウェイト行列計算部は、前記最適組合せ保持部が保持している最適組合せパターンと前記他のスケジューリング装置から送信された前記第３の共有情報によって得られた最適組合せパターンとを結合した結果に基づいて、自装置が受け持つ通信可能エリアと前記他のスケジューリング装置が受け持つ通信可能エリアとを合わせた全エリアの送信ウェイト行列を計算することを特徴とするスケジューリング装置。
5. 送信ポイントとユーザ端末との組合せの候補パターンを生成するように構成された組合せ生成部と、
   前記送信ポイントと前記ユーザ端末との間の無線の電波状態を表すチャネル情報に基づいて、前記候補パターンの評価値を計算するように構成された組合せ評価部と、
   前記候補パターンのうち前記評価値が最も高いパターンを、無線リソースを割り当てる際の最適組合せパターンとして保持するように構成された最適組合せ保持部と、
   所定の第１のタイミングになったときに、前記最適組合せ保持部が保持している最適組合せパターンの評価値を第１の共有情報として、自装置と受持ちの通信可能エリアが異なる他のスケジューリング装置との間で共有するように前記他のスケジューリング装置へ送信し、前記第１のタイミング後の所定の第２のタイミングになったときに、前記最適組合せ保持部が保持している最適組合せパターンを第２の共有情報として前記他のスケジューリング装置へ送信するように構成された計算結果共有部と、
   前記最適組合せ保持部が保持している最適組合せパターンと前記他のスケジューリング装置から送信された前記第２の共有情報によって得られた最適組合せパターンとを結合した結果に基づいて、自装置が受け持つ通信可能エリアと前記他のスケジューリング装置が受け持つ通信可能エリアとを合わせた全エリアの送信ウェイト行列を計算するように構成された全体送信ウェイト行列計算部とを備え、
   前記第１のタイミング後、前記組合せ評価部は、前記チャネル情報と共に前記第１の共有情報を用いて前記候補パターンの評価値を計算することを特徴とするスケジューリング装置。
6. 複数の送信ポイントが受け持つ通信可能エリア全体を複数のエリアに分割する第１のステップと、
   前記送信ポイントとユーザ端末との組合せの候補パターンを分割エリア毎に生成する第２のステップと、
   前記送信ポイントと前記ユーザ端末との間の無線の電波状態を表すチャネル情報に基づいて、前記候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算する第３のステップと、
   前記候補パターンのうち前記評価値が最も高いパターンを、無線リソースを割り当てる際の最適組合せパターンとして保持することを分割エリア毎に行う第４のステップと、
   所定の第１のタイミングになったときに、前記第４のステップで分割エリア毎に保持した最適組合せパターンの評価値を共有情報として各分割エリアで共有するように出力する第５のステップと、
   前記第１のタイミング後の所定の第２のタイミングになったときに、各分割エリアの前記最適組合せパターンを結合した結果に基づいて、前記複数の送信ポイントを含む全エリアの送信ウェイト行列を計算する第６のステップとを含み、
   前記第１のタイミング後、前記第３のステップは、前記チャネル情報と共に前記共有情報を用いて前記候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算するステップを含むことを特徴とするスケジューリング方法。
7. 複数の送信ポイントが受け持つ通信可能エリア全体を複数のエリアに分割する第１のステップと、
   前記送信ポイントとユーザ端末との組合せの候補パターンを分割エリア毎に生成する第２のステップと、
   前記送信ポイントと前記ユーザ端末との間の無線の電波状態を表すチャネル情報に基づいて、前記候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算する第３のステップと、
   前記候補パターンのうち前記評価値が最も高いパターンを、無線リソースを割り当てる際の最適組合せパターンとして保持することを分割エリア毎に行う第４のステップと、
   所定の第１のタイミングになったときに、前記第４のステップで分割エリア毎に保持した最適組合せパターンの評価値を共有情報として各分割エリアで共有するように出力する第５のステップと、
   前記第１のタイミング後の所定の第２のタイミングになったときに、各分割エリアの前記最適組合せパターンを結合した結果に基づいて、前記複数の送信ポイントを含む全エリアの送信ウェイト行列を計算する第６のステップとを、コンピュータに実行させ、
   前記第１のタイミング後、前記第３のステップは、前記チャネル情報と共に前記共有情報を用いて前記候補パターンの評価値を分割エリア毎に計算するステップを含むことを特徴とするスケジューリングプログラム。

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