JPWO2011043475A1 - 通信システム、無線基地局及び通信制御方法 - Google Patents

通信システム、無線基地局及び通信制御方法 Download PDF

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Abstract

無線基地局１Ａは、リソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けを生成、保持しておき、当該対応付けに基づいて、セル３Ａ内の無線端末２Ａ及び２Ｃに対してリソースブロックを割り当てる。また、無線基地局１Ａは、セル３Ａ内の無線端末２Ａ及び２Ｃが他の無線基地局１Ｂと当該他の無線基地局１Ｂにおけるセル３Ｂ内の無線端末２Ｂとの通信によって受ける干渉が、所定レベル以上である場合に、リソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けの何れかを選択し、当該対応付けに基づいて、セル３Ａ内の無線端末２Ａ及び２Ｃに対してリソースブロックを割り当てる。

Description

本発明は、無線基地局と無線端末との間の通信に用いられる、少なくとも周波数によって特定される無線リソースの割り当てを行う通信システム、無線端末との間の通信に用いられる、少なくとも周波数によって特定される無線リソースの割り当てを行う無線基地局、及び、通信システムにおける通信制御方法に関する。
ＬＴＥ（Long Term Evolution）や、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）等の無線通信システムでは、無線基地局は、無線端末に対して、個別のＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式及び送信ウェイトを適用することが可能である。また、無線基地局は、ＰＦ（Propotional Fair）等の規範に基づいて、無線端末に対して、無線リソースであるサブフレームを割り当てることが可能である。
基本的に、無線端末は、ある時刻における電波環境をＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise power Ratio）で表し、自身にとってＳＩＮＲが最良となると想定されるＭＩＭＯ方式及び送信ウェイトについて、無線基地局へフィードバックを行う。これにより、ＭＯＭＯとしての空間のキャパシティの有効活用が実現される。
また、無線端末は、フィードバックの対象となったＭＩＭＯ方式及び送信ウェイトが反映された場合のＳＩＮＲについて無線基地局へフィードバックを行う。一方、無線基地局は、当該ＳＩＮＲに基づいて、無線端末に対するリソースブロックの割り当ての優先度や、変調方式、符号化率等の決定を行う。
上述した無線通信システムにおいて、無線基地局間の距離が短い等の理由によって、所望波の電力に対する干渉波の電力の比率が大きいような環境が存在すると仮定する。このような環境下において、各無線基地局のそれぞれが、自身に接続されている無線端末に対して、当該無線端末からのフィードバック情報に基づくリソースブロックの割り当てを行うと、当該リソースブロックに対応するＭＩＭＯ方式及び送信ウェイトは、当該リソースブロックが割り当てられる無線端末における通信状況に依存し、頻繁に変動することが想定される。
このように、ＭＩＭＯ方式及び送信ウェイトが頻繁に変動すると、これらＭＩＭＯ方式及び送信ウェイトによって一意に特定される、無線信号の到達範囲である放射パターンも頻繁に変動することが想定される。更に、放射パターンが大きく変動することにより、他の無線基地局に接続されている他の無線端末が受ける干渉も頻繁に変動し、他の無線基地局における放射パターンが頻繁に変動する。
このように、１の無線基地局に接続される無線端末と、他の無線基地局に接続される他の無線端末とが、相互に頻繁に変動する干渉を受けると、無線端末からのフィードバック情報に基づいて、当該無線端末にリソースブロックが割り当てられていても、当該リソースブロックを用いた通信が所定の品質を満たす期間はわずかであり、短期間に通信が困難となる可能性がある。
そこで、本発明は、頻繁な干渉の変動を抑制した無線リソースの割り当てを適切に行うことが可能な通信システム、無線基地局及び通信制御方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、無線基地局（無線基地局１Ａ）と無線端末（無線端末２Ａ、２Ｃ）との間の通信に用いられる、少なくとも周波数によって特定される無線リソース（リソースブロック）の割り当てを行う通信システム（無線通信システム１０）であって、前記無線基地局及び前記無線端末の少なくとも一方は、無線信号の到達範囲である放射パターンを変更可能な複数のアンテナを備えており、前記無線リソースと前記放射パターンとの対応付けを保持する保持部（記憶部１０３）と、前記保持部に保持された前記対応付けに基づいて、前記無線端末に対して前記無線リソースを割り当てる割当部（割当部１６６）とを備えることを要旨とする。
このような通信システムは、無線リソースと放射パターンとを対応付けておき、当該対応付けに基づいて無線リソースを無線端末に割り当てる。つまり、周波数によって特定される無線リソースと放射パターンとの関係が固定的である、換言すれば、周波数と放射パターンとの関係が固定的であるため、ある無線基地局において、所定の周波数についての放射パターンが頻繁に変動することがない。従って、他の無線基地局と接続されている他の無線端末が受ける干渉が頻繁に変動することが抑制され、当該他の無線端末は、一度割り当てられた無線リソースを継続的に使用することが可能となる。
本発明の第２の特徴は、前記割当部は、所定の無線端末によって要求される無線リソースを特定し、特定した前記無線リソースに対応付けられた前記無線リソースを、前記所定の無線端末に対して、前記所定の無線端末以外の無線端末よりも優先して割り当てることを要旨とする。
本発明の第３の特徴は、前記割当部は、所定の無線端末に対する割り当ての候補となる無線リソースの割り当ての優先度を、前記対応付けに基づいて補正し、補正後の前記割り当ての優先度に基づいて、前記所定の無線端末に対して、前記無線リソースを割り当てることを要旨とする。
本発明の第４の特徴は、無線端末との間の通信に用いられる、少なくとも周波数によって特定される無線リソースの割り当てを行う無線基地局であって、前記無線基地局及び前記無線端末の少なくとも一方は、無線信号の到達範囲である放射パターンを変更可能な複数のアンテナを備えており、前記無線リソースと前記放射パターンとの対応付けを保持する保持部と、前記保持部に保持された前記対応付けに基づいて、前記無線端末に対して前記無線リソースを割り当てる割当部とを備えることを要旨とする。
本発明の第５の特徴は、無線基地局と無線端末との間の通信に用いられる、少なくとも周波数によって特定される無線リソースの割り当てを行う通信システムにおける通信制御方法であって、前記無線基地局及び前記無線端末の少なくとも一方は、無線信号の到達範囲である放射パターンを変更可能な複数のアンテナを備えており、前記通信システムが、前記無線リソースと前記放射パターンとの対応付けを保持するステップと、前記通信システムが、保持された前記対応付けに基づいて、前記無線端末に対して前記無線リソースを割り当てるステップとを備えることを要旨とする。
本発明の第６の特徴は、無線基地局と無線端末との間の通信に用いられる、少なくとも周波数によって特定される無線リソースの割り当てを行う通信システムにおける通信制御方法であって、前記無線基地局及び前記無線端末の少なくとも一方は、無線信号の到達範囲である放射パターンを変更可能な複数のアンテナを備えており、前記無線端末から前記無線基地局へ情報を送信するステップと、前記情報は、前記無線基地局が、前記無線端末に対応したＭＩＭＯ方式を選択し、当該ＭＩＭＯ方式に対応した前記放射パターンを形成するために必要な情報であって、前記無線基地局が、前記無線リソースと前記情報に基づいて形成される前記放射パターンとの対応付けを保持するステップと、前記無線基地局が、保持された前記対応付けに基づいて、前記無線端末に対して前記無線リソースを割り当てるステップとを備えることを要旨とする。
本発明によれば、頻繁な干渉の変動を抑制することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係る無線基地局の構成図である。 図３は、本発明の実施形態に係るＲＢ−ＭＩＭＯ情報対応付け部の構成図である。 図４は、本発明の実施形態に係る無線基地局における放射ビームの一例を示す図である。 図５は、本発明の実施形態に係るＲＢ−ＭＩＭＯ情報の対応付けの一例を示す図である。 図６は、本発明の実施形態に係る無線基地局によるリソースブロック割り当ての第１の動作を示すフローチャートである。 図７は、本発明の実施形態に係るリソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けの生成の第１の動作を示すフローチャートである。 図８は、本発明の実施形態に係るリソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けの生成の第２の動作を示すフローチャートである。 図９は、本発明の実施形態に係る無線基地局によるリソースブロック割り当ての第２の動作を示すフローチャートである。 図１０は、従来と本実施形態のＳＩＮＲを示す図である。
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの構成、（２）無線基地局の動作、（３）作用・効果、（４）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
（１）無線通信システムの構成
（１．１）無線通信システムの全体概略構成
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１０の全体概略構成図である。
図１に示す無線通信システム１０は、３ＧＰＰで策定された規格であるＬＴＥ（Long Term Evolution）に基づく構成を有する。無線通信システム１０は、２本のアンテナを有する無線基地局１Ａ及び１Ｂと、２本のアンテナを有する無線端末２Ａ、２Ｂ及び２Ｃとを含む。
図１において、無線端末２Ａ及び２Ｃは、無線基地局１Ａによって形成されるセル３Ａ内に存在する。また、無線端末２Ｂは、無線基地局１Ｂによって形成されるセル３Ｂ内に存在する。無線基地局１Ａは、セル３Ａ内に存在する無線端末２Ａ及び２Ｃとの間で通信を行う。この際、無線基地局１Ａは、無線信号の到達範囲である放射パターン４Ａ及び４Ｃを形成する。また、無線基地局１Ｂは、セル３Ｂ内に存在する無線端末２Ｂとの間で通信を行う。
（１．２）無線基地局の構成
図２は、無線基地局１Ａの構成を示す図である。図２に示す無線基地局１Ａは、制御部１０２、記憶部１０３、有線通信部１０４、無線通信部１０５、アンテナ１０７Ａ及び１０７Ｂを含む。なお、無線基地局１Ｂも同様の構成を有する。
制御部１０２は、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局１Ａが具備する各種機能を制御する。記憶部１０３は、例えばメモリによって構成され、無線基地局１における制御などに用いられる各種情報を記憶する。有線通信部１０４は、図示しないルータ等を介して図示しないバックボーンネットワークに接続される。無線通信部１０５は、アンテナ１０７Ａ及び１０７Ｂを介して、ＭＩＭＯ方式により、無線端末２Ａ及び２Ｃからの無線信号を受信するとともに、無線端末２Ａ及び２Ｃに対して無線信号を送信する。
次に、制御部１０２の具体的な制御について説明する。制御部１０２は、無線端末２Ａ及び２Ｃに対して無線リソースであるリソースブロック（ＲＢ）を割り当てる。図２に示すように、制御部１０２は、スケジューリング方式決定部１６０、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報対応付け部１６２、割当候補・ＭＣＳ・ＭＩＭＯ方式決定部１６４及び割当部１６６を含む。
ＬＴＥのＲｅｌｅａｓｅ８における一般的なＭＩＭＯ構成では、無線基地局１Ａは２本の送信アンテナ１０７Ａ及び１０７Ｂを備え、無線端末２Ａ及び２Ｃは２本の受信アンテナを備える。このような２×２の構成では、無線基地局１Ａは、無線端末２Ａ及び２ＣについてのＭＩＭＯ方式を決定する。具体的には、無線基地局１Ａ内の制御部１０２は、空間多重の情報であるＲＩ（Rank Indicator）のみが無線端末２Ａ及び２ＣからフィードバックされたＭＩＭＯ情報となるＯｐｅｎ Ｌｏｏｐ ＭＩＭＯと、ＲＩと、送信ウェイトのインデックス情報であるＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）とが無線端末２Ａ及び２ＣからフィードバックされたＭＩＭＯ情報となるＣｌｏｓｅｄ Ｌｏｏｐ ＭＩＭＯのいずれかのＭＩＭＯ方式を決定する。
また、無線基地局１Ａ内の制御部１０２は、Ｏｐｅｎ Ｌｏｏｐ ＭＩＭＯでは、ＲＩによってＳＦＢＣとＬＣＤＤと称される２種類のＭＩＭＯ方式を選択可能であり、Ｃｌｏｓｅｄ Ｌｏｏｐ ＭＩＭＯでは、ＲＩ＝１の場合には４種類のＰＭＩ、ＲＩ＝２では２種類のＰＭＩが選択可能である。これらを全て考慮すると、２×２構成における無線端末２Ａ及び２Ｃに対応するＭＩＭＯ方式は、８種類が選択可能である。
これらのＭＩＭＯ方式では、無線基地局１Ａ内のアンテナ１０７Ａ及び１０７Ｂは、所定の規則に基づいて信号を送信する。これにより、対応する放射パターンが形成される。無線基地局１Ａによって形成される放射パターンは、セル３Ａ内の無線端末２Ａ及び２Ｃにおいてゲインが得られるものが選択される。この場合、放射パターンは、他の無線基地局１Ｂにおけるセル３Ｂ内の無線端末２Ｂにとっては、干渉が強まるものであったり、逆に干渉が弱まるものであったりする。
無線端末２Ａ及び２Ｃからフィードバックされる情報には、上述したＭＩＭＯ情報の他に、当該無線端末２Ａ及び２Ｃにおける通信状況に関する情報も含まれる。その１つが、ＳＩＮＲをビット情報に置き換えたＣＱＩ（Channel Quality Indicator）である。このＣＱＩは、フィードバックされたＭＩＭＯ情報に対応しており、当該ＭＩＭＯ情報に含まれる、無線端末２Ａ及び２Ｃが希望するＭＩＭＯ方式及び送信ウェイトが選択された場合のＣＱＩである。
無線基地局１Ａ内の制御部１０２は、これらのＭＩＭＯ情報及びＣＱＩに基づいて、目標の誤り率を達成できるように、無線端末２Ａに対するリソースブロックの割り当てや変調方式（ＭＣＳ）の決定等のスケジューリングを実行する。
このスケジューリングの結果、無線端末２Ａ及び２Ｃに割り当てられたリソースブロックの周波数におけるＳＩＮＲが、通信時と、フィードバック時と比較して変動が小さいならば、無線基地局１Ａから無線端末２Ａ及び２Ｃへの下り方向の通信において、目標誤り率を達成する通信が可能となる。
しかし、他の無線基地局１Ｂにおけるセル３Ｂ内の無線端末２Ｂに、無線端末２Ａ及び２Ｃの何れかに割り当てられたリソースブロックと同一周波数のリソースブロックが割り当てられている場合、当該リソースブロックに対応する放射パターンが変動することにより、無線端末２Ａ及び２Ｃが受ける干渉も変動する可能性がある。更に、当該無線端末２Ａが受ける干渉は、サブフレーム毎に変動する。
このような場合、無線基地局１Ａ内の制御部１０２が無線端末２Ａ及び２ＣからのＣＱＩに基づくスケジューリングを行っても、フィードバックの時点のＣＱＩに対応するＳＩＮＲと、実際に通信が行われる時点のＳＩＮＲとが大きく変動しているとき、特に実際に通信が行われる時点でＳＩＮＲが劣化しているときには、スケジューリングによって設定されたＳＩＮＲに対応する所要ＳＩＮＲを満たせなくなり、通信不能となる。
このような問題に対して、無線基地局１Ａ内の制御部１０２におけるＲＢ−ＭＩＭＯ情報対応付け部１６２は、無線端末２Ａ及び２Ｃに対するスケジューリングに先立って、各リソースブロックに対して、放射パターンを一意に特定する情報であるＭＩＭＯ方式及び送信ウェイトからなるＭＩＭＯ情報を対応付ける。この対応付けの情報は、記憶部１０３に記憶される。
図３は、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報対応付け部１６２の構成図である。図３に示すＲＢ−ＭＩＭＯ情報対応付け部１６２は、仮割当決定部１６９、ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報カウント部１７０、カウンタリセット信号生成判定部１７２、ＲＢ毎最多ＭＩＭＯ情報決定・更新部１７４及びＲＢ毎ＭＩＭＯ情報優先度決定部１７６とを含む。
仮割当決定部１６９は、後述する割当候補ＲＢ・ＭＣＳ・ＭＩＭＯ方式決定部１６４が、無線端末２Ａ及び２Ｃ毎に、当該無線端末２Ａ及び２ＣからのＭＩＭＯ情報に基づいて、ＭＩＭＯ方式及び送信ウェイトを決定するとともに、無線端末２Ａ及び２Ｃ毎に、当該無線端末２Ａ及び２Ｃからのリソースブロック毎のＣＱＩに基づいて、１又は複数の割当候補となるリソースブロック（割当候補リソースブロック）及びＭＣＳを決定した場合、当該決定に基づいて、無線端末２Ａ及び２Ｃに対して、リソースブロックを仮想的に割り当てる。更に、仮割当決定部１６９は、仮想的に割り当てられたリソースブロックに対応するＭＩＭＯ情報をＲＢ毎ＭＩＭＯ情報カウント部１７０へ出力する。
ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報カウント部１７０は、セル３Ａ内の各無線端末２Ａ及び２Ｃからのリソースブロック毎（周波数毎）のＭＩＭＯ情報を入力する。入力されるＭＩＭＯ情報は、その時点で無線端末２Ａ及び２Ｃが要求する放射パターンに対応するＭＩＭＯ情報、あるいは、その時点で無線端末２Ａ及び２Ｃに割り当てられているリソースブロックにおける放射パターンに対応するＭＩＭＯ情報である。
あるいは、ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報カウント部１７０は、仮割当決定部１６９からのＭＩＭＯ情報を入力する。
次に、ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報カウント部１７０は、リソースブロック毎、且つ、異なるＭＩＭＯ情報毎に、当該ＭＩＭＯ情報の入力数をカウントする。更に、ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報カウント部１７０は、カウント値と、対応するリソースブロックの識別情報（リソースブロックＩＤ）と、対応するＭＩＭＯ情報の識別情報（ＭＩＭＯ情報ＩＤ）との組を、ＲＢ毎最多ＭＩＭＯ情報決定・更新部１７４へ出力する。
カウンタリセット信号生成判定部１７２には、所定の時間周期で信号（時間周期信号）が入力される。ここで、所定の時間周期は、干渉の変動周期である１つのサブフレームに対応する時間よりも長い時間周期である。
カウンタリセット信号生成判定部１７２は、時間周期信号を入力した場合、ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報カウント部１７０に対して、リセット信号を出力する。ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報カウント部１７０は、リセット信号を入力した場合、ＭＩＭＯ情報のカウント値を確定する。更に、ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報カウント部１７０は、確定したカウント値と、対応するリソースブロックのリソースブロックＩＤと、対応するＭＩＭＯ情報のＭＩＭＯ情報ＩＤとの組を、記憶部１０３に保持させる。その後、ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報カウント部１７０は、カウント値をリセットする。
ＲＢ毎最多ＭＩＭＯ情報決定・更新部１７４は、カウント値、リソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組を記憶部１０３から読み出す。更に、ＲＢ毎最多ＭＩＭＯ情報決定・更新部１７４には、所定の時間周期で時間周期信号が入力される。ＲＢ毎最多ＭＩＭＯ情報決定・更新部１７４は、時間周期信号を入力した場合、リソースブロック毎に、リソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組のうち、対応するカウント値が最多のものを特定する。更に、ＲＢ毎最多ＭＩＭＯ情報決定・更新部１７４は、リソースブロック毎に、対応するカウント値が最多のリソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組と、対応するカウント値が最多でないリソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組とを、ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報優先度決定部１７６へ出力する。
ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報優先度決定部１７６は、リソースブロック毎に、対応するカウント値が最多のリソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組と、対応するカウント値が最多でないリソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組とを入力する。次に、ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報優先度決定部１７６は、対応するカウント値が最多のリソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組における、当該ＭＩＭＯ情報ＩＤに対応するＭＩＭＯ情報によって一意に特定される放射パターン（第１の放射パターン）を特定するとともに、対応するカウント値が最多でないリソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組における、当該ＭＩＭＯ情報ＩＤに対応するＭＩＭＯ情報によって一意に特定される放射パターン（第２の放射パターン）とを特定する。
更に、ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報優先度決定部１７６は、リソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組について、重み付けを設定する。具体的には、ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報優先度決定部１７６は、第１の放射パターンに対応するリソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組について、重み付けの最大値を設定し、第２の放射パターンに対応するリソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組について、対応する第２の放射パターンの形状及び放射方向が第１の放射パターンの形状及び放射方向と近いほど、大きな値（但し、最大値よりも小さい）となるように、重み付けの値を設定する。
例えば、図４に示すように、放射パターン４Ａ乃至４Ｄが存在し、第１放射パターンが４Ａ、第２放射パターンが４Ｂ、４Ｃ、４Ｄである場合を考える。この場合、第２放射パターンに対応する応するリソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組については、第２の放射パターンの形状及び放射方向が、第１放射パターン４Ａの形状及び放射方向に近い順に大きな重み付けの値が設定される。
更に、ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報優先度決定部１７６は、リソースブロック毎に、対応するカウント値が最多のリソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組を含んだ最上位とし、対応するカウント値が最多でないリソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組については、対応する重み付け値の順に２番目以降に配列したＲＢ−ＭＩＭＯ情報の対応付けを生成する。このＲＢ−ＭＩＭＯ情報の対応付けは、時間周期信号の入力周期で生成、更新されることになる。
図５は、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報の対応付けの一例を示す図である。図５では、リソースブロックＩＤ＃１に対応するＭＩＭＯ情報ＩＤについて、ＭＩＭＯ情報ＩＤ＃５、＃２、＃４、＃７の順に配列されている。また、リソースブロックＩＤ＃２に対応するＭＩＭＯ情報ＩＤについて、ＭＩＭＯ情報ＩＤ＃２、＃１、＃６、＃７の順に配列されている。
なお、ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報優先度決定部１７６は、第１の放射パターンに対応するリソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組のみを、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報の対応付けとして生成してもよい。
再び、図２に戻って説明する。スケジューリング方式決定部１６０は、無線端末２Ａ及び２Ｃが他の無線基地局１Ｂと当該無線基地局２Ｂにおけるセル３Ｂ内の無線端末２Ｂとの通信によって受ける干渉の情報を取得する。ここで干渉情報は、無線端末２Ａ及び２ＣがＳＩＮＲを測定し、更に当該ＳＩＮＲに対応するＣＱＩを生成して無線基地局１Ａに向けて送信した場合の当該ＣＱＩでもよく、無線基地局１Ａから他の無線基地局１Ｂまでの距離と無線基地局１Ｂの送信電力との組み合わせでもよい。
次に、スケジューリング方式決定部１６０は、干渉が所定レベル以上であるか否かを判定する。例えば、干渉情報が無線端末２Ａ及び２ＣからのＣＱＩである場合には、スケジューリング方式決定部１６０は、そのＣＱＩが所定値以下である場合には干渉が所定レベル以上であると判定し、所定値を超える場合には干渉が所定レベル未満であると判定する。
また、干渉情報が無線基地局１Ａから他の無線基地局１Ｂまでの距離と、無線基地局１Ａから他の無線基地局１Ｂまでの距離と無線基地局１Ｂの送信電力との組み合わせである場合には、スケジューリング方式決定部１６０は、距離と送信電力の組み合わせが所定の条件（例えば、距離が短いほど送信電力が低くなるような、距離と送信電力との対応関係を示す条件）を満たす場合には、干渉が所定レベル以上であると判断し、所定の条件を満たさない場合には干渉が所定レベル未満であると判定する。
更に、スケジューリング方式決定部１６０は、干渉が所定レベル以上である場合には、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報の対応付けを考慮したリソースブロックの割り当てを決定する。一方、スケジューリング方式決定部１６０は、干渉が所定レベル未満である場合には、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報の対応付けを考慮しない通常のリソースブロックの割り当てを決定する。
割当候補ＲＢ・ＭＣＳ・ＭＩＭＯ方式決定部１６４は、無線端末２Ａ及び２Ｃ毎に、当該無線端末２Ａ及び２ＣからのＭＩＭＯ情報に基づいて、ＭＩＭＯ方式及び送信ウェイトを決定するとともに、無線端末２Ａ及び２Ｃ毎に、当該無線端末２Ａ及び２Ｃからのリソースブロック毎のＣＱＩに基づいて、１又は複数の割当候補となるリソースブロック（割当候補リソースブロック）及びＭＣＳを決定する。
割当部１６６は、無線端末２Ａ及び２Ｃ毎に、リソースブロックを割り当てる。具体的には、割当部１６６は、無線端末２Ａ及び２Ｃ毎に、決定された割当候補リソースブロックについて割り当ての優先度を設定する。ここでは、割当部１６６は、対応するＣＱＩが大きいリソースブロックほど、割り当ての優先度が高くなるように、当該割り当ての優先度を設定する。
次に、スケジューリング方式決定部１６０によって、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報の対応付けを考慮したリソースブロックの割り当てが決定された場合には、割当部１６６は、記憶部１０３からＲＢ−ＭＩＭＯ情報の対応付けを読み出す。更に、割当部１６６は、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報の対応付けに基づいて、割当候補リソースブロックについて割り当ての優先度を変更する。
具体的には、割当部１６６は、割当候補リソースブロックについて、対応するＭＩＭＯ方式及び送信ウェイトが、当該割当候補リソースブロックに対応するリソースブロックＩＤを含んだＲＢ−ＭＩＭＯ情報の対応付けにおける、ＭＩＭＯ情報ＩＤに対応するＭＩＭＯ情報に含まれるＭＩＭＯ方式及び送信ウェイトと一致する場合には、割り当ての優先度を最上位とする。
更に、割当部１６６は、割当候補リソースブロックのうち、未使用、且つ、対応する割り当て優先度が最も高い割当候補リソースブロックを割り当て対象の無線端末に割り当てる。なお、割当部１６６は、未使用、且つ、対応する割り当て優先度が最も高い割当候補リソースブロックが複数存在する場合には、何れかの割当候補リソースブロックを割り当て対象の無線端末に割り当てる。
一方、スケジューリング方式決定部１６０によって、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報の対応付けを考慮しない通常のリソースブロックの割り当てが決定された場合には、割当部１６６は、割当候補リソースブロックのうち、未使用、且つ、対応する割り当て優先度が最も高いリソースブロックを割り当て対象の無線端末に割り当てる。
（２）無線基地局の動作
図６は、無線基地局１Ａによるリソースブロック割り当ての第１の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１において、無線基地局１Ａ内の制御部１０２は、自セル（図１ではセル３Ａ）内の各無線端末（図１では無線端末２Ａ及び２Ｃ）のそれぞれからのリソースブロック毎のＣＱＩを取得する。
ステップＳ１０２において、制御部１０２は、自セル内の各無線端末のそれぞれからのリソースブロック毎のＭＩＭＯ情報を取得する。
ステップＳ１０３において、制御部１０２は、リソースブロックとＭＩＭＯ情報とを対応付ける。
図７は、リソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けの生成の第１の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１５１において、制御部１０２内のＲＢ−ＭＩＭＯ情報対応付け部１６２は、カウンタ（ＲＢ毎ＭＩＭＯ情報カウント部１７０）のリセットタイミングであるか否か、具体的には、時間周期信号が入力されたか否かを判定する。
カウンタのリセットタイミングでない場合には、ステップＳ１５２において、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報対応付け部１６２は、リソースブロック毎、且つ、異なるＭＩＭＯ情報毎に、当該ＭＩＭＯ情報の数（入力数）をカウントする。その後、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報対応付け部１６２は、カウンタのリセットタイミングであるか否かの判定（ステップＳ１５１）以降の動作を繰り返す。
一方、カウンタのリセットタイミングである場合には、ステップＳ１５３において、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報対応付け部１６２は、リソースブロック毎のＭＩＭＯ情報の数を確定し、記憶部１０３に保持させる。更に、ステップＳ１５４において、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報対応付け部１６２は、カウンタのカウント値をリセットする。
次に、ステップＳ１５５において、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報対応付け部１６２は、カウンタ値のリセット直前のカウント値に基づいて、対応するカウント値が最大のリソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組を特定する。
ステップＳ１５６において、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報対応付け部１６２は、カウンタ値のリセット直前のカウント値に基づいて、最多のカウント値に対応するリソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組については、重み付けの最大値を設定し、最多でないカウント値に対応するリソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組については、対応する第２の放射パターンの形状及び放射方向が第１の放射パターンの形状及び放射方向と近いほど、大きな値（但し、最大値よりも小さい）となるように、重み付けの値を設定する。
ステップＳ１５７において、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報対応付け部１６２は、リソースブロック毎に、対応する重み付けの値の大きい順に、リソースブロックＩＤ及びＭＩＭＯ情報ＩＤの組を配列したＲＢ−ＭＩＭＯ情報の対応付けを生成する。
図８は、リソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けの生成の第２の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１６０において、制御部１０２内のＲＢ−ＭＩＭＯ情報対応付け部１６２は、割り当て対象の無線端末に対して、割当候補リソースブロックを仮想的に割り当てる。その後は、図７のステップＳ１５１乃至ステップＳ１５７と同様の動作が行われる。
再び、図６に戻って説明する。ステップＳ１０４において、制御部１０２は、全てのリソースブロックの割り当てが完了したか否か、又は、リソースブロックが未割り当ての無線端末が存在しないか否かを判定する。
全てのリソースブロックの割り当てが完了した、又は、リソースブロックが未割り当ての無線端末が存在しない場合には、一連の動作が終了する。
一方、全てのリソースブロックの割り当てが完了しておらず、且つ、リソースブロックが未割り当ての無線端末が存在する場合には、ステップＳ１０５において、制御部１０２は、未割り当ての無線端末毎に、割当候補リソースブロックの割り当て優先度を設定する。
ステップＳ１０６において、制御部１０２は、未割り当ての無線端末毎に、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報の対応付けに基づいて、割当候補リソースブロックの割り当て優先度を変更する。
ステップＳ１０７において、制御部１０２は、ＰＦ規範に基づいて、リソースブロックが未割り当ての無線端末の中からリソースブロックの割り当て対象の無線端末を特定する。更に、制御部１０２は、変更後の割当候補リソースブロックの割り当て優先度に基づいて、リソースブロックの割り当て対象の無線端末に対して、割当候補リソースブロックの何れかを割り当てる。
ステップＳ１０８において、制御部１０２は、ステップＳ１０７においてリソースブロックが割り当てられた無線端末を割り当て対象から除外するとともに、ステップＳ１０７において割り当てられたリソースブロックを割り当て対象から除外する。
その後は、ステップＳ１０４における、全てのリソースブロックの割り当てが完了したか否か、又は、リソースブロックが未割り当ての無線端末が存在しないか否かの判定以降の動作が繰り返される。
図９は、無線基地局１Ａによるリソースブロック割り当ての第２の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ２０１及びステップＳ２０２の動作は、図６のステップＳ１０１及びステップＳ１０２の動作と同様であるので、その説明は省略する。
ステップＳ２０３において、制御部１０２は、自セル（図１ではセル３Ａ）内の各無線端末（図１では無線端末２Ａ及び２Ｃ）が他の無線基地局（図１では無線基地局１Ｂ）と当該他の無線基地局におけるセル（図１ではセル３Ｂ）内の無線端末（図１では無線端末２Ｂ）との通信によって受ける干渉の情報を取得する。
ステップＳ２０４において、制御部１０２は、取得した干渉情報に対応する干渉が所定レベル以上であるか否かを判定する。
干渉が所定レベル以上でない場合、ステップＳ２０５において、制御部１０２は、全てのリソースブロックの割り当てが完了したか否か、又は、リソースブロックが未割り当ての無線端末が存在しないか否かを判定する。
全てのリソースブロックの割り当てが完了した、又は、リソースブロックが未割り当ての無線端末が存在しない場合には、一連の動作が終了する。
一方、全てのリソースブロックの割り当てが完了しておらず、且つ、リソースブロックが未割り当ての無線端末が存在する場合には、ステップＳ２０６において、制御部１０２は、未割り当ての無線端末毎に、割当候補リソースブロックの割り当て優先度を設定する。
ステップＳ２０７において、制御部１０２は、ＰＦ規範に基づいて、リソースブロックが未割り当ての無線端末の中からリソースブロックの割り当て対象の無線端末を特定する。更に、制御部１０２は、割当候補リソースブロックの割り当て優先度に基づいて、リソースブロックの割り当て対象の無線端末に対して、割当候補リソースブロックの何れかを割り当てる。
ステップＳ２０８において、制御部１０２は、ステップＳ２０７においてリソースブロックが割り当てられた無線端末を割り当て対象から除外するとともに、ステップＳ２０７において割り当てられたリソースブロックを割り当て対象から除外する。
その後は、ステップＳ２０５における、全てのリソースブロックの割り当てが完了したか否か、又は、リソースブロックが未割り当ての無線端末が存在しないか否かの判定以降の動作が繰り返される。
一方、ステップＳ２０４において、干渉が所定レベル以上であると判定された場合、ステップＳ２１１において、制御部１０２は、リソースブロックとＭＩＭＯ情報とを対応付ける。具体的なリソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けの生成の動作は、図７に示す動作と同様である。
ステップＳ２１２において、制御部１０２は、全てのリソースブロックの割り当てが完了したか否か、又は、リソースブロックが未割り当ての無線端末が存在しないか否かを判定する。
全てのリソースブロックの割り当てが完了した、又は、リソースブロックが未割り当ての無線端末が存在しない場合には、一連の動作が終了する。
一方、全てのリソースブロックの割り当てが完了しておらず、且つ、リソースブロックが未割り当ての無線端末が存在する場合には、ステップＳ２１３において、制御部１０２は、未割り当ての無線端末毎に、割当候補リソースブロックの割り当て優先度を設定する。
ステップＳ２１４において、制御部１０２は、未割り当ての無線端末毎に、ＲＢ−ＭＩＭＯ情報の対応付けに基づいて、割当候補リソースブロックの割り当て優先度を変更する。
ステップＳ２１５において、制御部１０２は、ＰＦ規範に基づいて、リソースブロックが未割り当ての無線端末の中からリソースブロックの割り当て対象の無線端末を特定する。更に、制御部１０２は、変更後の割当候補リソースブロックの割り当て優先度に基づいて、リソースブロックの割り当て対象の無線端末に対して、割当候補リソースブロックの何れかを割り当てる。
ステップＳ２１６において、制御部１０２は、ステップＳ２１５においてリソースブロックが割り当てられた無線端末を割り当て対象から除外するとともに、ステップＳ２１５において割り当てられたリソースブロックを割り当て対象から除外する。
その後は、ステップＳ２１２における、全てのリソースブロックの割り当てが完了したか否か、又は、リソースブロックが未割り当ての無線端末が存在しないか否かの判定以降の動作が繰り返される。
（３）作用・効果
本実施形態では、無線基地局１Ａは、リソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けを生成、保持しておき、当該対応付けに基づいて、セル３Ａ内の無線端末２Ａ及び２Ｃに対してリソースブロックを割り当てる。
つまり、周波数によって特定されるリソースブロックと、ＭＩＭＯ情報によって特定される放射パターンとの対応関係が固定的である。従って、無線基地局１Ａにおいて、所定の周波数についての放射パターンが頻繁に変動することがない。このため、他の無線基地局１Ｂに接続されている他の無線端末２Ｂが受ける干渉が頻繁に変動することが抑制され、当該他の無線端末２Ｂは、一度割り当てられたリソースブロックを継続的に使用することが可能となる。更には、他の無線基地局１Ｂが無線基地局１Ａと同様の制御を行うことによって、無線端末２Ａ及び２Ｃが受ける干渉が頻繁に変動することも防止され、無線通信システム１０の全体で、頻繁な干渉の変動が抑制される。
図１０は、従来と本実施形態のそれぞれにおけるＳＩＮＲの変動を示す図である。図１０に示すように、本実施形態では、ＳＩＮＲの変動が少なくなっている。
また、無線基地局１Ａは、割当候補のリソースブロックについての割り当ての優先度を、リソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けに基づいて変更し、変更後の割り当ての優先度に基づいて、割当候補のリソースブロックの何れかを無線端末２Ａ及び２Ｃに割り当てる。
従って、リソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けを考慮した適切なリソースブロックの割り当てが可能となる。
また、本実施形態では、無線基地局１Ａは、セル３Ａ内の無線端末２Ａ及び２Ｃが他の無線基地局１Ｂと当該他の無線基地局１Ｂにおけるセル３Ｂ内の無線端末２Ｂとの通信によって受ける干渉が、所定レベル以上である場合に、リソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けの何れかを選択し、当該対応付けに基づいて、セル３Ａ内の無線端末２Ａ及び２Ｃに対してリソースブロックを割り当てる。
干渉が所定レベル以上である場合にのみ、リソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けが選択され、当該対応付けに基づいて、セル３Ａ内の無線端末２Ａ及び２Ｃに対してリソースブロックが割り当てられるため、対応付けに基づくリソースブロックの割り当てを必要に応じて行うことができ、処理負担の軽減を図ることが可能となる。
また、本実施形態では、無線基地局１Ａは、セル３Ａ内の各無線端末２Ａ及び２Ｃからのリソースブロック毎のＭＩＭＯ情報の数に基づいて、リソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けを生成している。
数の多いＭＩＭＯ情報ほど、当該ＭＩＭＯ情報に対応する放射パターンは、ＭＩＭＯ情報の送信元である無線端末にとって通信状況が良い放射パターンとみなすことができる。従って、ＭＩＭＯ情報の数に基づいて、リソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けを生成することで、無線端末２Ａ及び２Ｃにおける通信状況を考慮した対応付けの生成が可能となる。
（４）その他の実施形態
本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
上述した実施形態では、下り方向のリソースブロックについて、当該下り方向のリソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けを生成、保持し、更には当該対応付けに基づいて下り方向のリソースブロックを割り当てる場合について説明したが、上り方向のリソースブロックについて、当該上り方向のリソースブロックとＭＩＭＯ情報との対応付けを生成、保持し、更には当該対応付けに基づいて上り方向のリソースブロックを割り当てる場合についても、同様に本発明を適用することができる。
また、上述した実施形態では、ＬＴＥに基づく構成を有する無線通信システム１０について説明したが、他の通信規格に基づく構成を有する無線通信システムについても、同様に本発明を適用することができる。
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
なお、日本国特許出願第２００９−２３５７５３号（２００９年１０月９日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
本発明の通信システム、無線基地局及び通信制御方法は、頻繁な干渉の変動を抑制することができ、通信システム等として有用である。

Claims (6)

  1. 無線基地局と無線端末との間の通信に用いられる、少なくとも周波数によって特定される無線リソースの割り当てを行う通信システムであって、
    前記無線基地局及び前記無線端末の少なくとも一方は、無線信号の到達範囲である放射パターンを変更可能な複数のアンテナを備えており、
    前記無線リソースと前記放射パターンとの対応付けを保持する保持部と、
    前記保持部に保持された前記対応付けに基づいて、前記無線端末に対して前記無線リソースを割り当てる割当部と
    を備える通信システム。
  2. 前記割当部は、所定の無線端末によって要求される無線リソースを特定し、特定した前記無線リソースを、前記所定の無線端末に対して、前記所定の無線端末以外の無線端末よりも優先して割り当てる請求項１に記載の通信システム。
  3. 前記割当部は、所定の無線端末に対する割り当ての候補となる無線リソースの割り当ての優先度を、前記対応付けに基づいて補正し、補正後の前記割り当ての優先度に基づいて、前記所定の無線端末に対して、前記無線リソースを割り当てる請求項１又は２に記載の通信システム。
  4. 無線端末との間の通信に用いられる、少なくとも周波数によって特定される無線リソースの割り当てを行う無線基地局であって、
    前記無線基地局及び前記無線端末の少なくとも一方は、無線信号の到達範囲である放射パターンを変更可能な複数のアンテナを備えており、
    前記無線リソースと前記放射パターンとの対応付けを保持する保持部と、
    前記保持部に保持された前記対応付けに基づいて、前記無線端末に対して前記無線リソースを割り当てる割当部と
    を備える無線基地局。
  5. 無線基地局と無線端末との間の通信に用いられる、少なくとも周波数によって特定される無線リソースの割り当てを行う通信システムにおける通信制御方法であって、
    前記無線基地局及び前記無線端末の少なくとも一方は、無線信号の到達範囲である放射パターンを変更可能な複数のアンテナを備えており、
    前記通信システムが、前記無線リソースと前記放射パターンとの対応付けを保持するステップと、
    前記通信システムが、保持された前記対応付けに基づいて、前記無線端末に対して前記無線リソースを割り当てるステップと
    を備える通信制御方法。
  6. 無線基地局と無線端末との間の通信に用いられる、少なくとも周波数によって特定される無線リソースの割り当てを行う通信システムにおける通信制御方法であって、
    前記無線基地局及び前記無線端末の少なくとも一方は、無線信号の到達範囲である放射パターンを変更可能な複数のアンテナを備えており、
    前記無線端末から前記無線基地局へ情報を送信するステップと、
    前記情報は、前記無線基地局が、前記無線端末に対応したＭＩＭＯ方式を選択し、当該ＭＩＭＯ方式に対応した前記放射パターンを形成するために必要な情報であって、
    前記無線基地局が、前記無線リソースと前記情報に基づいて形成される前記放射パターンとの対応付けを保持するステップと、
    前記無線基地局が、保持された前記対応付けに基づいて、前記無線端末に対して前記無線リソースを割り当てるステップと
    を備える通信制御方法。
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