JPWO2014020781A1 - 無線通信システム、通信制御方法、制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

各無線端末（４）が各接続先候補に接続した場合の各データレートと各接続先候補における各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する。

Description

本発明は、無線通信システム、通信制御方法、制御装置、制御方法、制御プログラム及び無線端末に関する。

無線通信システムでは、無線基地局によって提供されるセルなどの複数の接続先候補から少なくとも１つの接続先が選択され、ユーザ装置（ＵＥ：User Equipment）としての各無線端末は、選択された接続先を介して無線基地局などと通信を行なう。なお、接続先として選択されたセルを、サービングセル（Serving Cell）と称することがある。
無線通信システムに関する既存技術として、特許文献１には、協調クラスタパタンにより隣接セクタ間で協調送信することで、セクタ境界のスループットを改善し、セクタ中央及び境界のユーザスループットのフェアネスを向上させる方法が記載されている。

また、特許文献２には、端末から報告されたセクタのチャネル品質パラメータに基づいて、所定のルールを満たさないセカンダリコンポーネントキャリアをタイムリーに削除することで、システムのスループットを向上させる方法が記載されている。
さらに、特許文献３には、基地局と複数の中継局による多重組合せパターン毎に通信可能な伝送レートが最大となる複数の端末局を選択し、それらの伝送レートの和が最大となるパターンを選択することで、周波数の利用効率を向上させる方法が記載されている。

特開２０１２−９５１０６号公報 特開２０１１−２３９３９１号公報 特開２０１０−５６６５２号公報

ユーザ装置の接続先の選択に際し、各接続先候補における無線信号の受信強度や受信品質に基づいてユーザ装置の接続先を選択する方法がある。
しかし、このような選択方法では、ユーザのロードバランスが考慮されていないため、伝搬環境が良好な接続先候補にユーザが集中してしまい、その結果、無線通信システムのスループットが低下することがある。

そこで、本発明は、無線通信システムのスループットの低下を抑制することを目的の一つとする。
なお、上記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の一つとして位置付けることができる。

（１）第１の案として、例えば、複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムにおいて、前記制御装置は、各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択する処理部をそなえ、前記の各無線端末は、前記処理部によって選択された前記接続先を介して無線通信を行なう通信部をそなえる、無線通信システムを用いることができる。

（２）また、第２の案として、例えば、複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの通信制御方法において、前記制御装置は、各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択し、前記の各無線端末は、前記制御装置によって選択された前記接続先を介して無線通信を行なう、通信制御方法を用いることができる。

（３）さらに、第３の案として、例えば、複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの前記制御装置において、各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択し、前記選択結果に基づいて、前記複数の無線端末の接続先を制御する処理部をそなえる、制御装置を用いることができる。

（４）また、第４の案として、例えば、複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの前記無線端末において、各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択し、前記選択結果に基づいて、前記複数の無線端末の接続先を制御する前記制御装置によって選択された前記接続先を介して無線通信を行なう通信部をそなえる、無線端末を用いることができる。

（５）また、第５の案として、例えば、複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの前記制御装置において、各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと、前記の各接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数と、に基づいて、前記無線端末が接続する接続先を前記複数の接続先候補から選択する処理部をそなえる、制御装置を用いることができる。

無線通信システムのスループットの低下を抑制することが可能となる。

第１実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。 図１に示す制御局の構成の一例を示す図である。 図１に示す無線基地局の構成の一例を示す図である。 図１に示す無線端末の構成の一例を示す図である。 第１実施形態に係る無線通信システムの動作の一例を示す図である。 期待レートテーブルの一例を示す図である。 最適化問題の一例を示す図である。 最適リソース割り当てテーブルの作成処理の一例を示す図である。 最適リソース割り当てテーブルの作成処理の一例を示す図である。 最適リソース割り当てテーブルの初期設定の一例を示す図である。 最適リソース割り当てテーブルの一例を示す図である。 第１変形例に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。 図１２に示す無線基地局の構成の一例を示す図である。 第１実施形態の第２変形例に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。 期間毎及びセル毎の送信電力の一例を示すタイムチャートである。 期間毎及びセル毎の送信電力の一例を示したテーブルである。 最適化問題の一例を示す図である。 期間毎及びセル毎の送受信可能時間比率の一例を示したテーブルである。 最適リソース割り当てテーブルの作成処理の一例を示す図である。 期間毎及びセル毎の送信電力の一例を示すタイムチャートである。 期間毎及びセル毎の送信電力の一例を示したテーブルである。 期間毎及びセル毎の送受信可能時間比率の一例を示したテーブルである。 期間毎及びセル毎の送信電力の一例を示すタイムチャートである。 期間毎及びセル毎の送信電力の一例を示したテーブルである。 期間毎及びセル毎の送受信可能時間比率の一例を示したテーブルである。 期間毎及びセル毎の送信電力の一例を示すタイムチャートである。 期間毎及びセル毎の送信電力の一例を示したテーブルである。 期間毎及びセル毎の送受信可能時間比率の一例を示したテーブルである。 制御局のハードウェア構成の一例を示す図である。 無線基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。 無線端末のハードウェア構成の一例を示す図である。 最適化問題の一例を示す図である。 第２実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。 図３３に示す制御局の構成の一例を示す図である。 図３３に示す無線基地局の構成の一例を示す図である。 図３３に示す無線端末の構成の一例を示す図である。 第２実施形態に係る無線通信システムの動作の一例を示す図である。 第２実施形態に係る制御局が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の第１変形例に係る制御局が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の第２変形例に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。 第２実施形態の第２変形例に係る制御局が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも例示に過ぎず、以下に示す実施形態及び変形例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、以下に示す実施形態及び変形例を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で組み合わせるなどして種々変形して実施できることはいうまでもない。

〔１〕第１実施形態
（１．１）無線通信システムの構成例
図１は第１実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。
この図１に示す無線通信システム１は、例示的に、制御局２と、無線基地局３−１，３−２と、ユーザ装置（ＵＥ）の一例としての無線端末４−１，４−２，４−３とをそなえる。

なお、以下では、無線基地局３−１，３−２を、それぞれ、基地局＃１，基地局＃２と表記することがある。また、無線基地局３−１，３−２を区別しない場合、単に無線基地局３と表記することがある。さらに、以下では、無線端末４−１，４−２，４−３を、それぞれ、ユーザ＃１，ユーザ＃２，ユーザ＃３と表記することがあり、無線端末４−１，４−２，４−３を区別しない場合、単に無線端末４と表記することがある。また、無線基地局３及び無線端末４の数は、図１に例示する数にそれぞれ限定されない。

ここで、無線基地局３は、セルやセクタなどの無線エリアを提供し、当該無線エリアを介して無線端末４と無線通信する機能を有する。
図１に示す例では、基地局＃１は、例えば、無線エリアとして、セル＃１（Cell#1）及びセル＃２（Cell#2）を提供し、セル＃１及びセル＃２の少なくともいずれかを介してユーザ＃１及びユーザ＃２と無線通信することができる。また、基地局＃２は、無線エリアとして、例えば、セル＃３（Cell#3）及びセル＃４（Cell#4）を提供し、セル＃３及びセル＃４の少なくともいずれかを介してユーザ＃１及びユーザ＃３と無線通信することができる。

つまり、図１に示す例では、ユーザ＃１の接続先候補は、セル＃１〜セル＃４であり、ユーザ＃２の接続先候補は、セル＃１及び＃２であり、ユーザ＃３の接続先候補は、セル＃３及び＃４となっている。なお、無線端末４の接続先候補は、無線端末４の移動や無線基地局３の開設、停止、廃止などに応じて変動し得る。
無線端末４は、接続先として選択されたセルを介して無線基地局３と無線通信する機能を有する。

制御局２は、無線基地局３と有線接続されて無線基地局３を制御する機能を有する。また、制御局２は、無線基地局３を介して、無線端末４を制御する機能を有していてもよい。
本例では、制御局２が、無線端末４の接続先を複数の接続先候補から決定（選択）する制御装置の一例として機能する。

具体的には例えば、制御局２は、各無線端末４が接続先候補の各セルを介して受信可能な無線信号の受信強度に関する情報に基づき、各無線端末４を接続先候補の各セルに割り当てた場合に期待されるデータレート（期待レートともいう）を算出する。
また、制御局２は、各無線端末４の各セルに関するリソース割り当て率を定義する。例えば、図１に示す例では、ユーザ＃１のセル＃１に関するリソース割り当て率ｐ_１１、ユーザ＃１のセル＃２に関するリソース割り当て率ｐ_１２、ユーザ＃１のセル＃３に関するリソース割り当て率ｐ_１３、ユーザ＃１のセル＃４に関するリソース割り当て率ｐ_１４が定義されている。

そして、制御局２は、上記のように定義したリソース割り当て率と算出した上記期待レートとを乗算することにより、各無線端末４の各セルにおけるスループットを計算する。
次に、制御局２は、算出した上記スループットを基に計算可能な評価指標に基づいて、リソース割り当て率（最適リソース割り当て率ともいう）を決定し、決定した最適リソース割り当て率に基づいて、各無線端末４の接続先としてのサービングセルを選択する。

本例によれば、無線信号の受信強度のみならず、ロードバランスまでも考慮して無線端末４の接続先を選択することができるので、無線通信システム１のスループット低下を抑制することが可能となる。
以下、制御局２，無線基地局３及び無線端末４の構成例及び無線通信システム１の動作例について説明する。なお、制御局２，無線基地局３及び無線端末４の構成例及び無線通信システム１の動作例は、あくまで一例であり、本発明は以下に示すような構成例及び動作例に限定されないことはいうまでもない。

（１．２）制御局２の構成例
図２は制御局２の構成の一例を示す図である。
この図２に示す制御局２は、例示的に、ユーザ情報取得部２１と、セル決定部２２とをそなえる。
ユーザ情報取得部２１は、各無線端末４が接続先候補の各セルを介して受信可能な無線信号の受信強度に関する情報を取得する。

具体的には例えば、ユーザ情報取得部２１は、まず、無線基地局３に対して、接続先の最適化処理を実行する旨の指示を行なう。
当該指示を受けた無線基地局３は、例えば、自局３の配下の無線端末４に対して、周辺セルの基準信号受信電力（ＲＳＲＰ：Reference Signal Received Power）の測定及びフィードバックを指示する。

無線基地局３から上記の指示を受けた各無線端末４は、周辺セルのＲＳＲＰを測定し、無線基地局３にフィードバックする。
そして、無線基地局３は、各無線端末４から収集した周辺セルのＲＳＲＰを制御局２のユーザ情報取得部２１に通知する。
以上のようにして、ユーザ情報取得部２１は、各無線端末４が測定した周辺セルのＲＳＲＰを取得することができる。

なお、各無線端末４が定期的にＲＳＲＰを測定し無線基地局３に報告しているような場合、ユーザ情報取得部２１は、無線基地局３に既に収集されたＲＳＲＰを取得してもよい。このようにすれば、新たにＲＳＲＰを取得する動作を省略できるので、無線通信システム１の通信量の増加を抑制することが可能となる。ただ、ＲＳＲＰの信頼度という観点では、上述のように、新たにＲＳＲＰを取得するのが望ましい。

セル決定部２２は、ユーザ情報取得部２１によって取得された上記受信強度に関する情報に基づき、各無線端末４を接続先候補の各セルに割り当てた（各無線端末４が接続先候補の各セルに接続した）場合に期待されるデータレート（期待レート）を算出する。
次いで、セル決定部２２は、算出した上記データレートを基に計算可能な評価指標に基づいて、リソース割り当て率（最適リソース割り当て率）を決定し、決定した最適リソース割り当て率に基づいて、各無線端末４のサービングセルを選択（決定）する。

そして、セル決定部２２は、上記選択（決定）結果を無線基地局３に通知し、無線基地局３によって、当該選択（決定）結果に基づくセル制御が行なわれることにより、無線端末４の接続するセルの変更、追加、削除などが実施される。
即ち、セル決定部２２は、各無線端末４が各接続先候補に接続した場合の各データレートと各接続先候補における各無線端末４への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように複数の無線端末４の接続先を複数の接続先候補から選択する処理部の一例として機能する。

なお、セル決定部２２の各動作の詳細については、後述する。
（１．３）無線基地局３の構成例
図３は無線基地局３の構成の一例を示す図である。
この図３に示す無線基地局３は、例示的に、アンテナ３１と、アンテナ共用部３２と、受信処理部３３と、ＵＬ（UpLink）スケジューラ３４と、ユーザ情報管理部３５と、ＤＬ（DownLink）スケジューラ３６と、送信処理部３７とをそなえる。

アンテナ３１は、自局３が提供するセルなどの無線エリア内に位置（在圏）する無線端末４との間で無線信号の送受信を行なう。なお、アンテナ３１は、自局３が提供するセルなどの無線エリアの範囲外に位置する無線端末４との間で、無線信号を中継するリピータなどを介して、間接的に無線信号の送受信を行なうこともできる。
アンテナ共用部３２は、アンテナ３１での送受信機能を切り替える装置である。なお、無線基地局３が、アンテナ３１に代えて、送信用アンテナと受信用アンテナとを個別に有する場合、アンテナ共用部３２は省略される。

受信処理部３３は、アンテナ３１で受信した無線信号について所定の無線受信処理を施す。当該無線受信処理には、例えば、受信無線信号の低雑音増幅、ベースバンド周波数への周波数変換（ダウンコンバージョン）、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換などの処理、並びに、ベースバンド処理が含まれる。
ＵＬスケジューラ３４は、上り方向（ＵＬ）の通信のスケジューリングを行なう。例えば、ＵＬスケジューラ３４は、受信処理部３３で受信したＵＬの受信データや、受信処理部３３での受信処理結果や、ＵＬの受信品質などに基づいてＵＬのスケジューリングを行なうことができる。なお、ＵＬのスケジューリング結果や、受信処理部３３で受信したＵＬの受信データや、受信処理部３３での受信処理結果や、ＵＬの受信品質などは、ユーザ情報管理部３５に通知されてもよい。

ＤＬスケジューラ３６は、下り方向（ＤＬ）の通信のスケジューリングを行なう。例えば、ＤＬスケジューラ３６は、ユーザ情報管理部３５で管理されるユーザ情報などに基づいて、ＤＬのスケジューリングを行なうことができる。
送信処理部３７は、アンテナ３１で送信する無線信号について所定の無線送信処理を施す。当該無線送信処理には、例えば、送信データのＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換、無線周波数への周波数変換（アップコンバージョン）、電力増幅などの処理、並びに、ベースバンド処理が含まれる。

ユーザ情報管理部３５は、ＵＬスケジューラ３４及びＤＬスケジューラ３６でのスケジューリング結果や、受信処理部３３で受信したＵＬの受信データや、受信処理部３３での受信処理結果や、ＵＬの受信品質などを取得、管理する機能を有する。
また、ユーザ情報管理部３５は、制御局２のユーザ情報取得部２１からの指示を受けて、ＵＬスケジューラ３４，ＤＬスケジューラ３６，送信処理部３７及び受信処理部３３と協働して、各無線端末４に周辺セルのＲＳＲＰを測定させ、当該測定結果をフィードバック送信させることができる。

加えて、ユーザ情報管理部３５は、上記取得した情報を集約して制御局２のユーザ情報取得部２１に通知することができる。なお、後述するように、ＵＥ４からフィードバックされる情報には、ＲＳＲＰとセルＩＤとが含まれるが、ユーザ情報管理部３５は、ＲＳＲＰ及びセルＩＤに、無線端末４（ユーザ）を識別するための情報（ユーザＩＤ）を加えて、制御局２に通知することができる。

さらに、ユーザ情報管理部３５は、制御局２のセル決定部２２から通知される前述のサービングセル選択（決定）処理の結果に基づいて、各無線端末４の接続先セルを変更、追加、削除することができる。
（１．４）無線端末４の構成例
図４は無線端末４の構成の一例を示す図である。

この図４に示す無線端末４は、例示的に、アンテナ４１と、アンテナ共用部４２と、受信処理部４３と、制御部４４と、送信処理部４５とをそなえる。
アンテナ４１は、自局４が在圏するセルなどの無線エリアを提供する無線基地局３との間で無線信号の送受信を行なう。なお、アンテナ４１は、自局４が在圏するセルなどの無線エリアを提供する無線基地局３とは異なる他の無線基地局３との間で、無線信号を中継するリピータなどを介して、間接的に無線信号の送受信を行なうこともできる。

また、アンテナ４１は、制御局２によって選択された接続先を介して無線基地局３と無線通信を行なう。
即ち、アンテナ４１は、制御局２によって選択された接続先を介して無線通信を行なう通信部の一例として機能する。
アンテナ共用部４２は、アンテナ４１での送受信機能を切り替える装置である。なお、ＵＥ４が、アンテナ４１に代えて、送信用アンテナと受信用アンテナとを個別に有する場合、アンテナ共用部４２は省略される。

受信処理部４３は、アンテナ４１で受信した無線信号について所定の無線受信処理を施す。当該無線受信処理には、例えば、受信無線信号の低雑音増幅、ベースバンド周波数への周波数変換（ダウンコンバージョン）、Ａ／Ｄ変換などの処理が含まれる。
送信処理部４５は、アンテナ４１で送信する無線信号について所定の無線送信処理を施す。当該無線送信処理には、例えば、送信データのＤ／Ａ変換、無線周波数への周波数変換（アップコンバージョン）、電力増幅などの処理が含まれる。

制御部４４は、アンテナ共用部４２，受信処理部４３及び送信処理部４５の各動作を制御する。また、制御部４４は、アンテナ４１から送信するＵＬ送信データを生成したり、アンテナ４１及び受信処理部４３で受信したＤＬ受信データを各種のアプリケーション処理部（図示省略）に提供したりすることができる。
また、制御部４４は、無線基地局３からのＲＳＲＰの測定及びフィードバック指示を受信処理部４３で受信した場合、自局４の周辺セルにおいて受信される無線信号の受信電力を測定することにより、各セルについてのＲＳＲＰを取得する。

そして、制御部４４は、取得したＲＳＲＰと当該ＲＳＲＰ値に対応するセルを識別するための情報（セルＩＤ）とを対応付けて、無線基地局３にフィードバック送信する。
（１．５）無線通信システム１の動作例
図５は無線通信システム１の動作の一例を示すフローチャートである。
この図５に例示するように、無線端末４の接続先選択（決定）処理が実施されると、まず、制御局２は、無線基地局３に対して、ＲＳＲＰの収集を指示する（ステップＳ１０）。

制御局２からＲＳＲＰの収集を指示された無線基地局３は、自局３配下の各無線端末４に対して、周辺セルについてのＲＳＲＰの測定及び当該測定結果のフィードバックを指示する（ステップＳ１１）。
無線基地局３からＲＳＲＰの測定及び当該測定結果のフィードバックを指示された無線端末４は、周辺セルから受信される無線信号についてのＲＳＲＰを測定するとともに、測定したＲＳＲＰと対応するセルＩＤとを無線基地局３に報告する（ステップＳ１２）。

ＲＳＲＰとセルＩＤとを無線端末４から受信した無線基地局３は、報告元の無線端末４を識別するユーザＩＤとともに、無線端末４から報告されたＲＳＲＰとセルＩＤとを制御局２へ通知する（ステップＳ１３）。
そして、制御局２のユーザ情報取得部２１がユーザＩＤ，セルＩＤ及びＲＳＲＰの報告を無線基地局３から受けると、セル決定部２２は、ユーザ情報取得部２１が取得した各ＲＳＲＰを用いて、以下の式（１）により、各無線端末４が各セルに接続した場合の信号対雑音比（ＳＩＮＲ：Signal-to-Interference plus Noise power Ratio）を算出する。
なお、セル決定部２２は、ＲＳＲＰに代えて、送信電力をパスロス値により除した値を用いてもよい。制御局２は、各基地局３の送信電力を予め記憶する。なお、制御局２は、各基地局３から送信電力を通知されてもよい。また、制御局２は、ＲＳＲＰと基準信号の送信電力とに基づいてパスロス値を算出する。なお、本例では、送信電力、パスロス値、及び、ＲＳＲＰは、真値である。

ここで、

は、無線端末４−ｎ（ユーザ＃ｎ）（ｎは自然数）がセル＃ｉ（ｉは自然数）に接続したと仮定した場合のＳＩＮＲを表しており、

は、ユーザ＃ｎにおけるセル＃ｉからの受信電力を表しており、

は、雑音電力を表している。

次に、セル決定部２２は、無線端末４−ｎがセル＃ｉに接続したと仮定した場合の無線端末４−ｎのセル＃ｉに対するデータレート（期待レート）を、次式（２）を用いて算出することにより、期待レートテーブルを作成する（図５のステップＳ１４）。

ここで、

は、ユーザ＃ｎがセル＃ｉに接続したと仮定した場合の期待レートを表しており、

は、通信帯域幅を表しており、

は、帯域幅効率を表しており、

は、ＳＩＮＲ効率を表している。

ここで、期待レートテーブルの一例を図６に示す。この図６に示す例では、ユーザ＃１〜ユーザ＃１６がセル＃１〜セル＃９にそれぞれ接続したと仮定した場合の期待レートｔ_１，１〜ｔ_１６，９［Mbps］がテーブル形式で示されている。
また、セル決定部２２は、各ユーザ＃ｎの各セル＃ｉに関するリソース割り当て率ｐ_ｎ，ｉを定義し、定義したリソース割り当て率ｐ_ｎ，ｉと算出した期待レート

とを乗算することにより、各無線端末４の各セルにおけるスループット（ユーザスループット）を見積もることができる。
即ち、各無線端末４が各セルに接続したと仮定した場合の各スループットの、セルについて合計した値である合計スループット

は、次式（３）で表される。

ここで、例えば、合計スループット

の対数平均値（本例では、合計スループットＴ_ｎの、無線端末４についての相乗平均の対数）を評価指標（評価値）として最大化することを考えると、図７に例示するような問題を定義することができる。
なお、図７において、

は、サービングセル選択（決定）処理の対象である全ユーザ数（図６に示す例では、Ｎ_ＵＥ＝１６）を表しており、

は、サービングセル選択（決定）処理に関係する全セル数（図６に示す例では、Ｎ_Ｃｅｌｌ＝９）を表している。
ここで、図７に例示した問題の解は、ＫＫＴ（Karush-Kuhn-Tucker）条件を変形することによって、次式（４）及び次式（５）で表すことができる。

ここで、

は、式（４）により表される制約条件を満足するように決定されるパラメータであり、

は、あるセル＃ｉに着目した場合の他のセル＃ｑ（ｑ＝１，・・・，Ｎ_Ｃｅｌｌ，ｑ≠ｉ）において期待されるユーザ＃ｎのスループットの合計値を表している。
即ち、

と表すことができる。

これは、あるセル＃ｉに着目した場合の他セル＃ｑ（ｑ＝１，・・・，Ｎ_Ｃｅｌｌ，ｑ≠ｉ）において期待されるユーザ＃ｎのスループットの合計値

が既知であれば、図８に例示する手順に従って図７の問題に対する解を求めることができることを示している。
即ち、図８に例示するように、セル決定部２２は、まず、図７の問題に対する解を求める処理が開始されると（図８のステップＳ２０）、ユーザ＃ｎに関するセル＃ｉの期待レートＡ（ｎ）を期待レートテーブルから取得する（図８のステップＳ２１）。

次に、セル決定部２２は、ユーザ＃ｎに関するセル＃ｉ以外のセル＃ｑのスループットの合計値Ｂ（ｎ）を算出する（図８のステップＳ２２）。
そして、セル決定部２２は、図８のステップＳ２１で取得したＡ（ｎ）と、図８のステップＳ２２で算出したＢ（ｎ）とから、全てのセル＃ｉについて、

を算出し（図８のステップＳ２３）、算出したＣ（ｎ）を小さい順（昇順）にソートする（図８のステップＳ２４）。
次に、セル決定部２２は、パラメータｋを初期値「１」に設定し（図８のステップＳ２５）、パラメータｋが全ユーザ数Ｎ_ＵＥ以下であるか否かを判定する（図８のステップＳ２５ａ）。パラメータｋが全ユーザ数Ｎ_ＵＥよりも大きい場合、セル決定部２２は、図８の処理を終了する（図８のステップＳ２５ａのＮｏルート）。一方、パラメータｋが全ユーザ数Ｎ_ＵＥ以下である場合、セル決定部２２は、ステップＳ２６へ進み（図８のステップＳ２５ａのＹｅｓルート）、図８のステップＳ２４でしたソート順に、次式（６）を用いて、パラメータ

を算出する（図８のステップＳ２６）。

そして、セル決定部２２は、図８のステップＳ２６で算出した

について、次式（７）が成立するかどうかを判定する（図８のステップＳ２７）。

ここで、上記式（７）が成立しないと判定した場合（図８のステップＳ２７のＮｏルート）、セル決定部２２は、図７の問題に対する解を求める処理を終了する（図８のステップＳ２９）。
一方、上記式（７）が成立すると判定した場合（図８のステップＳ２７のＹｅｓルート）、セル決定部２２は、上記式（５）を用いて、セル＃ｉにおける各無線端末４に対するリソース割り当て率（即ち、ｊ＝，・・・，Ｎ_ＵＥ）

を更新するとともに、パラメータｋを１だけ増加させて（インクリメントし）（図８のステップＳ２８）、図８のステップＳ２５ａ〜Ｓ２８の処理を繰り返す。
これにより、セル決定部２２は、図１１に例示するような最適リソース割り当て率テーブルを作成する（図５のステップＳ１５）。

なお、あるセル＃ｉに着目した場合の他セル＃ｑにおける過去のスケジューリングから期待されるユーザスループットが既知である場合には、当該ユーザスループットを用いて

を求め、図８に例示した処理を行なうようにしてもよい。また、他セル＃ｑにおけるリソース割り当て率が既知である場合には、当該リソース割り当て率を用いて

を求め、図１１に例示するような最適リソース割り当て率テーブルを作成してもよい。なお、あるセル＃ｉに着目した場合の他セル＃ｑにおける過去のスケジューリング状況，あるセル＃ｉに着目した場合の他セル＃ｑにおけるユーザスループット及び他セル＃ｑにおけるリソース割り当て率などについては、ユーザ情報取得部２１によって、無線基地局３などから取得することができる。

一方、リソース割り当て率

が不明又は未定である場合には、例えば、図１０に例示するように、各セル＃ｉのリソース割り当て率の初期値を仮定し、図９に例示する処理フローを用いて逐次的にリソース割り当て率を更新することにより、最適リソース割り当て率テーブルを作成することが可能である。
具体的には例えば、図９に示すように、セル決定部２２は、処理が開始されると（図９のステップＳ３０）、図１０に例示するような値で各リソース割り当て率を初期化する（図９のステップＳ３１）。

次に、セル決定部２２は、図８に例示した処理を適用することにより、セル＃ｉに関する全ての無線端末４のリソース割り当て率を更新する処理を、ｉを１からＮ_Ｃｅｌｌまでインクリメントさせつつ繰り返す（図９のステップＳ３２）。
そして、セル決定部２２は、図９のステップＳ３２によって更新した各リソース割り当て率が収束したかどうかを判定する（図９のステップＳ３３）。具体的には例えば、セル決定部２２は、図９のステップＳ３２によって今回更新した各リソース割り当て率の値と、図９のステップＳ３２によって前回更新した各リソース割り当て率の値との差が所定の変動幅以下である場合に、図９のステップＳ３２によって更新した各リソース割り当て率が収束したと判定することができる。あるいは、単に、図９のステップＳ３２のループ処理を所定の回数繰り返した場合に、セル決定部２２は、図９のステップＳ３２によって更新した各リソース割り当て率が収束したと判定してもよい。

ここで、更新した各リソース割り当て率が収束したと判定した場合（図９のステップＳ３３のＹｅｓルート）、セル決定部２２は、処理を終了する（図９のステップＳ３４）。
一方、更新した各リソース割り当て率が収束していないと判定した場合（図９のステップＳ３３のＮｏルート）、セル決定部２２は、更新した各リソース割り当て率が収束したと判定できるまで、図９のステップＳ３２，Ｓ３３の処理を繰り返す。

以上のように、逐次的に最適リソース割り当て率を算出した場合であっても、図１１に例示するような最適リソース割り当て率テーブルを作成することが可能である。
そして、セル決定部２２は、以上のようにして作成した最適リソース割り当て率テーブルを参照することにより、各ユーザのサービングセルを選択（決定）する（図５のステップＳ１６）。

例えば、セル決定部２２は、最適リソース割り当て率テーブルを基に、ユーザ毎に最適リソース割り当て率が最も大きいセルをサービングセルに選択（決定）してもよい。
つまり、セル決定部２２は、例えば、ユーザ＃１については、セル＃７をサービングセルとして選択し、ユーザ＃２については、セル＃４をサービングセルとして選択し、ユーザ＃３については、セル＃１をサービングセルとして選択することができる。同様に、セル決定部２２は、例えば、ユーザ＃４〜＃１６について、セル＃７，セル＃４，セル＃８，セル＃１，セル＃２，セル＃５，セル＃８，セル＃６，セル＃３，セル＃９，セル＃９，セル＃６，セル＃３をサービングセルとしてそれぞれ選択することができる。

また、セル決定部２２は、算出したリソース割り当て率が所定の閾値よりも小さい場合、当該リソース割り当て率に対応する接続先候補を無線端末４の接続先から除外するようにしてもよい。
ところで、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、ＬＴＥ-Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥ−Ａ）の標準化が進められており、ＬＴＥ−Ａでは、１Ｇｂｐｓを超えるピークデータレートを実現すべく、複数のコンポーネントキャリア（Component Carrier）を用いて広帯域伝送を行なうキャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation）技術が採用される。

キャリアアグリゲーションに対応可能な無線端末４は、キャリアアグリゲーションの能力に応じて、１つ以上の選択されたコンポーネントキャリアをサービングセルとして無線基地局３と無線通信を行なうことができる。これにより、最大で、２０［ＭＨｚ］×５コンポーネントキャリア＝１００［ＭＨｚ］の広帯域通信を行なうことが可能となる。
従って、キャリアアグリゲーションに対応可能な無線端末４に対しては、セル決定部２２は、例えば、ユーザ毎に最適リソース割り当て率が大きい順にサービングセルを選択（決定）してもよい。

つまり、各無線端末４がキャリアアグリゲーションに対応可能である場合、セル決定部２２は、例えば、ユーザ＃１〜＃５，＃７〜＃９，＃１１〜＃１６については、最適リソース割り当て率が最も大きいセルをサービングセルとして選択する一方、ユーザ＃６については、セル＃２，＃８をサービングセルとして選択し、ユーザ＃１０については、セル＃５，＃８をサービングセルとして選択することができる。

また、セル決定部２２は、ユーザ毎に最適リソース割り当て率が大きい順に所定の個数のセルをサービングセルとして選択（決定）してもよい。例えば、無線端末４が対応可能なコンポーネントキャリア数による制限がある場合や、スケジューリング処理量の削減を図る場合などにこのような選択方法を実施してもよい。
さらに、サービングセルとして選択しなかったセルに関する最適リソース割り当て率が所定値以上である場合には、当該セルの期待レートをゼロに設定し、再度、前述した方法により、最適リソース割り当て率を求めてもよい。これにより、他のセルに関する最適リソース割り当て率を向上させることができる。

また、あるユーザのサービングセルとして選択したセルのスループットが、当該ユーザの要求するスループットよりも大きい場合には、当該セルにおけるリソース割り当て率を当該ユーザの要求するスループットに対応する値まで低減させて、再度、前述した方法により、最適リソース割り当て率を求めてもよい。
具体的には例えば、このときのユーザ＃ａ（ａ＝１，・・・，Ｎ_ＵＥ）のリソース割り当て率の低減量をｘ（＞０）とすると、上記式（４）は次式（４）´に変形できる。

セル決定部２２は、上記変形後の式（４）´及び上記式（５）に基づいて、最適リソース割り当て率テーブルを作成し、作成した最適リソース割り当て率テーブルに応じて、各ユーザのサービングセルを選択（決定）してもよい。
上記選択（決定）されたサービングセルについての情報は、セル決定部２２によって無線基地局３に通知され（図５のステップＳ１７）、無線基地局３は、当該通知に基づき、各ユーザのサービングセルを変更、追加、削除する（ステップＳ１８）。

以上のように、本例によれば、ユーザのロードバランスを考慮してサービングセルの選択を実施するので、無線通信システム１のスループット低下を抑制することが可能となる。
〔２〕第１変形例
また、制御局２の機能及び構成を無線基地局３が有していてもよく、このような場合は、制御局２を省略することができる。

本例に係る無線通信システム１´の構成の一例を図１２に示す。
この図１２に示す無線通信システム１´は、例示的に、無線基地局３´−１，３´−２と、ユーザ装置（ＵＥ）の一例としての無線端末４−１，４−２，４−３とをそなえる。なお、図１２中、無線端末４−１，４−２，４−３については、図１に例示した無線端末４−１，４−２，４−３と同様の機能及び構成を有するため、その説明を省略する。また、以下では、無線基地局３´−１，３´−２を区別しない場合、単に無線基地局３´と表記することがある。さらに、無線基地局３´及び無線端末４の数は、図１２に例示する数にそれぞれ限定されない。

図１３に無線基地局３´の構成の一例を示す。
この図１３に例示するように、無線基地局３´は、アンテナ３１´と、アンテナ共用部３２´と、受信処理部３３´と、ＵＬスケジューラ３４´と、ユーザ情報管理部３５´と、ＤＬスケジューラ３６´と、送信処理部３７´と、ユーザ情報取得部２１´と、セル決定部２２´とをそなえる。

なお、アンテナ３１´，アンテナ共用部３２´，受信処理部３３´，ＵＬスケジューラ３４´，ユーザ情報管理部３５´，ＤＬスケジューラ３６´及び送信処理部３７´については、図３に例示したアンテナ３１，アンテナ共用部３２，受信処理部３３，ＵＬスケジューラ３４，ユーザ情報管理部３５，ＤＬスケジューラ３６及び送信処理部３７と同様の機能を有するため、その説明を省略する。

ユーザ情報取得部２１´は、自局３´配下の無線端末４からセルＩＤ及びＲＳＲＰを取得するとともに、他の無線基地局３´配下の無線端末４からセルＩＤ及びＲＳＲＰを取得する。
このため、ユーザ情報取得部２１´は、いわゆるバックホールネットワークを介して、他の無線基地局３´と通信可能となっている。

また、セル決定部２２´は、図２に例示したセル決定部２２と同様に、ユーザ情報取得部２１´によって取得した各種のユーザ情報に基づいて、最適リソース割り当て率テーブルを作成し、作成した最適リソース割り当て率テーブルを基に、各ユーザのサービングセルを選択（決定）する。
そして、セル決定部２２´は、他の無線基地局３´配下の無線端末４についてのサービングセル選択（決定）結果を、バックホールネットワークを介して、他の無線基地局３´に通知する。

また、セル決定部２２´は、自局３´配下の無線端末４についてのサービングセル選択（決定）結果を、ユーザ情報管理部３５´に通知する。
即ち、本例では、無線基地局３´が、無線端末４の接続先を複数の接続先候補から決定（選択）する制御装置の一例として機能し、セル決定部２２´が、各無線端末４が各接続先候補に接続した場合の各データレートと各接続先候補における各無線端末４への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように複数の無線端末４の接続先を複数の接続先候補から選択する処理部の一例として機能する。

また、本例では、無線端末４のアンテナ４１は、無線基地局３´によって選択された接続先を介して無線通信を行なう通信部の一例として機能する。
各無線基地局３´は、上記の各通知に基づき、各ユーザのサービングセルを変更、追加、削除することができるので、本例によれば、無線通信システム１´の構成をより単純化しつつも、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

〔３〕第２変形例
（３．１）無線通信システム１Ａの構成例
次に、本発明の第１実施形態の第２変形例に係る無線通信システムについて説明する。第２変形例に係る無線通信システムは、上記第１実施形態に係る無線通信システムに対して、データレートが異なる期間毎のデータレート及びリソース割り当て率に基づいて接続先候補を選択する点において相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。

図１４に示したように、第２変形例に係る無線通信システム１Ａは、ＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）を構成している。図１４に示す無線通信システム１Ａは、例示的に、制御局２Ａと、無線基地局３Ａ−１，３Ａ−２，３Ａ−３，３Ａ−４と、ユーザ装置（ＵＥ）の一例としての無線端末４−１と、をそなえる。

なお、図１４中、無線端末４−１については、図１に例示した無線端末４−１，４−２，４−３と同様の機能及び構成を有するため、その説明を省略する。また、以下では、無線基地局３Ａ−１，３Ａ−２，３Ａ−３，３Ａ−４を、それぞれ、基地局＃１，基地局＃２，基地局＃３，基地局＃４と表記することがある。また、以下では、無線基地局３Ａ−１，３Ａ−２，３Ａ−３，３Ａ−４を区別しない場合、単に無線基地局３Ａ又は基地局３Ａと表記することがある。さらに、無線基地局３Ａの数及び無線端末４の数は、図１４に例示する数にそれぞれ限定されない。

無線通信システム１Ａは、マクロセル、ミクロセル、ピコセル、及び、フェムトセル等の種類が異なる複数のセルを有する。
無線基地局３Ａは、図１に例示した無線基地局３と同様の機能及び構成を有する。本例では、無線基地局３Ａ−１，３Ａ−３は、マクロセルとしての無線エリアを提供し、当該無線エリアを介して無線端末４と無線通信する機能を有する。また、本例では、無線基地局３Ａ−２，３Ａ−４は、ピコセルとしての無線エリアを提供し、当該無線エリアを介して無線端末４と無線通信する機能を有する。

本例では、基地局＃２が提供するピコセル（セル（Cell）＃２）は、基地局＃１が提供するマクロセル（セル（Cell）＃１）に収容されている。同様に、基地局＃４が提供するピコセル（セル（Cell）＃４）は、基地局＃３が提供するマクロセル（セル（Cell）＃３）に収容されている。

即ち、本例では、無線端末４の接続先候補は、セル＃１〜セル＃４である。なお、無線端末４の接続先候補は、無線端末４の移動、又は、無線基地局３Ａの開設、停止、及び、廃止などに応じて変動し得る。

なお、複数のセルが提供されている領域においては、各セルにおける無線信号が相互に干渉する。そこで、本例では、無線通信システム１Ａは、セル間の干渉を低減するために、eICIC（Enhanced Inter Cell Interference Coordination）を用いる。

具体的には、無線通信システム１Ａは、eICICの制御法の一種である「Time domain resource partitioning」を用いる。即ち、本例では、無線通信システム１Ａは、マクロセルにおいて、所定の周期の一部の期間において通信を行なわない（即ち、フレームを構成する複数のサブフレームの一部におけるデータの送受信を停止する）。なお、データの送受信が停止されるサブフレームは、ABS(Almost Blank Subframe)と呼ばれることがある。

図１５に示したように、無線通信システム１Ａは、時間について連続する４つのサブフレームからなるフレームを有する。各サブフレームは、等しい時間長を有する。
具体的には、第１のサブフレームには、時間ｔ_１から時間ｔ_２までの期間が割り当てられ、第２のサブフレームには、時間ｔ_２から時間ｔ_３までの期間が割り当てられ、第３のサブフレームには、時間ｔ_３から時間ｔ_４までの期間が割り当てられ、第４のサブフレームには、時間ｔ_４から時間ｔ_５までの期間が割り当てられる。
なお、複数のサブフレームは、異なる時間長を有していてもよい。

基地局＃１及び基地局＃３のそれぞれは、第１のサブフレーム及び第２のサブフレームにおいてデータの送受信を行なう。一方、基地局＃１及び基地局＃３のそれぞれは、第３のサブフレーム及び第４のサブフレームにおけるデータの送受信を停止する。即ち、基地局＃１及び基地局＃３のそれぞれは、第３のサブフレーム及び第４のサブフレームをABSとして設定している。また、基地局＃２及び基地局＃４のそれぞれは、すべてのサブフレームにおいてデータの送受信を行なう。

即ち、無線通信システム１Ａは、所定の周期（本例では、１つのフレームの期間）において、データレートが異なる複数の期間を有する。具体的には、第１の期間（期間＃１）は、第１のサブフレーム及び第２のサブフレームを併せた期間であり、第２の期間（期間＃２）は、第３のサブフレーム及び第４のサブフレームを併せた期間である。

本例では、停止時間比率αは、０．５である。ここで、停止時間比率αは、eICICを用いない場合におけるデータを送受信可能な時間（即ち、１つのフレームの時間長）に対する、eICICを用いることによりデータの送受信を停止する時間（即ち、第３のサブフレームの時間長と第４のサブフレームの時間長の和）の比である。なお、停止時間比率αは、０以上であり且つ１以下である任意の値に設定されていてもよい。

また、第２変形例に係るセル決定部２２は、ユーザ情報取得部２１によって取得された上記受信強度に関する情報に基づき、各期間にて各無線端末４を接続先候補の各セルに割り当てた（各無線端末４が接続先候補の各セルに接続した）場合に期待されるデータレート（期待レート）を算出する。
次いで、セル決定部２２は、算出した上記データレートを基に計算可能な評価指標に基づいて、各期間におけるリソース割り当て率（最適リソース割り当て率）を決定し、決定した最適リソース割り当て率に基づいて、各期間における各無線端末４のサービングセルを選択（決定）する。

そして、セル決定部２２は、上記選択（決定）結果を無線基地局３Ａに通知し、無線基地局３Ａによって、当該選択（決定）結果に基づくセル制御が行なわれることにより、無線端末４の接続するセルの変更、追加、削除などが実施される。
即ち、セル決定部２２は、各期間において各無線端末４が各接続先候補に接続した場合の各データレートと、各期間における各接続先候補における各無線端末４への各リソース割り当て率と、に基づく評価値を最大化するように、各期間における複数の無線端末４の接続先を複数の接続先候補から選択する処理部の一例として機能する。
なお、セル決定部２２の各動作の詳細については、後述する。

（３．２）無線通信システム１Ａの動作例
第２変形例に係る無線通信システム１Ａは、無線通信システム１と同様に、図５に例示される処理を実行する。このとき、無線通信システム１Ａは、無線通信システム１と異なり、以下の式（８）により、各期間にて各無線端末４が各セルに接続した場合の信号対雑音比（ＳＩＮＲ）を算出する。

ここで、

は、ｋ（ｋは自然数）番目の期間（期間＃ｋ）にて無線端末４−ｎ（ユーザ＃ｎ）（ｎは自然数）がセル＃ｉ（ｉは自然数）に接続したと仮定した場合のＳＩＮＲを表しており、

は、期間＃ｋにおけるセル＃ｉの送信電力を表しており、

は、ユーザ＃ｎとセル＃ｉとの間のパスロス値（即ち、セル＃ｉにおけるユーザ＃ｎに対する伝搬損失）を表しており、

は、雑音電力を表している。

本例では、制御局２Ａは、各基地局３Ａの送信電力を予め記憶する。具体的には、送信電力Ｐ_ｉ，ｋは、図１６に例示したように、記憶されている。ここで、Ｐ_Ｍは、マクロセルにおける送信電力の基本値であり、Ｐ_ｐは、ピコセルにおける送信電力の基本値である。
なお、制御局２Ａは、各基地局３Ａから送信電力を通知されてもよい。また、制御局２Ａは、ＲＳＲＰと基準信号の送信電力とに基づいてパスロス値を算出する。

次に、セル決定部２２は、期間＃ｋにて無線端末４−ｎがセル＃ｉに接続したと仮定した場合の無線端末４−ｎのセル＃ｉに対するデータレート（期待レート）を、次式（９）を用いて算出することにより、期待レートテーブルを作成する。

ここで、

は、期間＃ｋにてユーザ＃ｎがセル＃ｉに接続したと仮定した場合の期待レートを表しており、

は、通信帯域幅を表しており、

は、帯域幅効率を表しており、

は、ＳＩＮＲ効率を表している。

セル決定部２２は、各期間＃ｋにおける各ユーザ＃ｎの各セル＃ｉに関するリソース割り当て率ｐ_{ｎ，ｉ，ｋ}を定義し、定義したリソース割り当て率ｐ_{ｎ，ｉ，ｋ}と算出した期待レート

とを乗算することにより、各期間の各無線端末４の各セルにおけるスループット（ユーザスループット）を見積もることができる。
即ち、各期間にて各無線端末４が各セルに接続したと仮定した場合の各スループットの、セルについて合計するとともに期間について合計した値である合計スループット

は、次式（１０）で表される。

ここで、例えば、合計スループット

の対数平均値（本例では、合計スループットＴ_ｎの、無線端末４についての相乗平均の対数）を評価指標（評価値）として最大化することを考えると、図１７に例示するような問題を定義することができる。
なお、図１７において、

は、期間の数（本例では、２）を表している。
ここで、図１７に例示した問題の解は、ＫＫＴ（Karush-Kuhn-Tucker）条件を変形することによって、次式（１１）及び次式（１２）で表すことができる。

ここで、

は、式（１１）により表される制約条件を満足するように決定されるパラメータであり、

は、送受信可能時間比率である。送受信可能時間比率は、セル＃ｉにおける、周期の長さ（本例では、１つのフレームの時間長）に対する、期間＃ｋのうちのデータを送受信可能な時間の長さの比である。また、送受信可能時間比率は、セル＃ｉ、及び、期間＃ｋにおけるリソース割り当て率ｐ_{ｎ，ｉ，ｋ}を、無線端末４について合計した値である、と言うこともできる。

本例では、制御局２Ａは、各基地局３Ａの送受信可能時間比率を予め記憶する。具体的には、送受信可能時間比率β_ｉ，ｋは、図１８に例示したように、記憶されている。ここで、αは、停止時間比率（本例では、０．５）である。なお、制御局２Ａは、各基地局３Ａから送受信可能時間比率を通知されてもよい。

また、

は、ある期間＃ｋに着目した場合の他の期間＃ｍ（ｍ＝１，・・・，Ｎ_ｋ，ｍ≠ｋ）における、あるセル＃ｉに着目した場合の他のセル＃ｌ（ｌ＝１，・・・，Ｎ_Ｃｅｌｌ，ｌ≠ｉ）において期待されるユーザ＃ｎのスループットの合計値を表している。
即ち、

と表すことができる。

ある期間＃ｋに着目した場合の他の期間＃ｍ（ｍ＝１，・・・，Ｎ_ｋ，ｍ≠ｋ）における、あるセル＃ｉに着目した場合の他のセル＃ｌ（ｌ＝１，・・・，Ｎ_Ｃｅｌｌ，ｌ≠ｉ）において期待されるユーザ＃ｎのスループットの合計値

が既知であれば、図１９に例示する手順に従って図１７の問題に対する解を求めることができることを示している。
即ち、図１９に例示するように、セル決定部２２は、まず、図１７の問題に対する解を求める処理が開始されると（図１９のステップＳ４０）、ユーザ＃ｎに関する、セル＃ｉ及び期間＃ｋの期待レートＡ（ｎ）を期待レートテーブルから取得する（図１９のステップＳ４１）。

次に、セル決定部２２は、ユーザ＃ｎに関する、セル＃ｉ以外のセル＃ｌ、及び、期間＃ｋ以外の期間＃ｍのスループットの合計値Ｂ（ｎ）を算出する（図１９のステップＳ４２）。
そして、セル決定部２２は、図１９のステップＳ４１で取得したＡ（ｎ）と、図１９のステップＳ４２で算出したＢ（ｎ）とから、すべてのセル＃ｉ、及び、すべての期間＃ｋの組について、

を算出し（図１９のステップＳ４３）、算出したＣ（ｎ）を小さい順（昇順）にソートする（図１９のステップＳ４４）。
次に、セル決定部２２は、パラメータｓを初期値「１」に設定し（図１９のステップＳ４５）、パラメータｓが全ユーザ数Ｎ_ＵＥ以下であるか否かを判定する（図１９のステップＳ４５ａ）。パラメータｓが全ユーザ数Ｎ_ＵＥよりも大きい場合、セル決定部２２は、図１９の処理を終了する（図１９のステップＳ４５ａのＮｏルート）。一方、パラメータｓが全ユーザ数Ｎ_ＵＥ以下である場合、セル決定部２２は、ステップＳ４６へ進み（図１９のステップＳ４５ａのＹｅｓルート）、図１９のステップＳ４４でしたソート順に、次式（１３）を用いて、パラメータ

を算出する（図１９のステップＳ４６）。

そして、セル決定部２２は、図１９のステップＳ４６で算出した

について、次式（１４）が成立するかどうかを判定する（図１９のステップＳ４７）。

ここで、上記式（１４）が成立しないと判定した場合（図１９のステップＳ４７のＮｏルート）、セル決定部２２は、図１７の問題に対する解を求める処理を終了する（図１９のステップＳ４９）。
一方、上記式（１４）が成立すると判定した場合（図１９のステップＳ４７のＹｅｓルート）、セル決定部２２は、上記式（１２）を用いて、期間＃ｋのセル＃ｉにおける各無線端末４に対するリソース割り当て率（即ち、ｊ＝１，・・・，Ｎ_ＵＥ）

を更新するとともに、パラメータｓを１だけ増加させて（インクリメントし）（図１９のステップＳ４８）、図１９のステップＳ４５ａ〜Ｓ４８の処理を繰り返す。
これにより、セル決定部２２は、最適リソース割り当て率テーブルを作成する。

なお、あるセル＃ｉに着目した場合の他のセル、及び、ある期間＃ｋに着目した場合の他の期間における、過去のスケジューリングから期待されるユーザスループットが既知である場合には、当該ユーザスループットを用いて

を求め、図１９に例示した処理を行なうようにしてもよい。また、あるセル＃ｉに着目した場合の他のセル、及び、ある期間＃ｋに着目した場合の他の期間における、リソース割り当て率が既知である場合には、当該リソース割り当て率を用いて

を求め、最適リソース割り当て率テーブルを作成してもよい。なお、あるセル＃ｉに着目した場合の他のセル、及び、ある期間＃ｋに着目した場合の他の期間における、過去のスケジューリング状況、ユーザスループット及びリソース割り当て率などは、ユーザ情報取得部２１によって、無線基地局３Ａなどから取得され得る。

一方、リソース割り当て率

が不明又は未定である場合には、各期間＃ｋにおける各セル＃ｉのリソース割り当て率の初期値を仮定し、第１実施形態に係る無線通信システム１と同様に、図９に例示する処理フローを用いて逐次的にリソース割り当て率を更新することにより、最適リソース割り当て率テーブルを作成することが可能である。

そして、セル決定部２２は、以上のようにして作成した最適リソース割り当て率テーブルを参照することにより、各期間における各ユーザ（各無線端末４）のサービングセルを選択（決定）する。

例えば、セル決定部２２は、最適リソース割り当て率テーブルを基に、ユーザ毎に最適リソース割り当て率が最も大きいセルをサービングセルに選択（決定）してもよい。
また、セル決定部２２は、算出したリソース割り当て率が所定の閾値よりも小さい場合、当該リソース割り当て率に対応する接続先候補を無線端末４の接続先から除外するようにしてもよい。

また、キャリアアグリゲーションに対応可能な無線端末４に対しては、セル決定部２２は、例えば、ユーザ毎に最適リソース割り当て率が大きい順にサービングセルを選択（決定）してもよい。

また、セル決定部２２は、ユーザ毎に最適リソース割り当て率が大きい順に所定の個数のセルをサービングセルとして選択（決定）してもよい。例えば、無線端末４が対応可能なコンポーネントキャリア数による制限がある場合や、スケジューリング処理量の削減を図る場合などにこのような選択方法を実施してもよい。
さらに、サービングセルとして選択しなかったセルに関する最適リソース割り当て率が所定値以上である場合には、当該セルの期待レートをゼロに設定し、再度、前述した方法により、最適リソース割り当て率を求めてもよい。これにより、他のセルに関する最適リソース割り当て率を向上させることができる。

また、あるユーザのサービングセルとして選択したセルのスループットが、当該ユーザの要求するスループットよりも大きい場合には、当該セルにおけるリソース割り当て率を当該ユーザの要求するスループットに対応する値まで低減させて、再度、前述した方法により、最適リソース割り当て率を求めてもよい。

上記選択（決定）されたサービングセルについての情報は、セル決定部２２によって無線基地局３Ａに通知され、無線基地局３Ａは、当該通知に基づき、各ユーザのサービングセルを変更、追加、削除する。
以上のように、本例によれば、ユーザのロードバランスを考慮してサービングセルの選択を実施するので、無線通信システム１Ａのスループット低下を抑制することが可能となる。

なお、第２変形例に係る無線通信システム１Ａは、第１実施形態に対する第１変形例と同様に、制御局２Ａの機能及び構成を無線基地局３Ａが有していてもよく、このような場合、制御局２Ａを省略することができる。なお、この変形例によっても、第２変形例と同様の効果を得ることが可能である。

上述した例において、基地局＃１及び基地局＃３のそれぞれは、第３のサブフレーム及び第４のサブフレームにおけるデータの送受信を停止する（即ち、マクロセル（セル＃１及びセル＃３）の第３のサブフレーム及び第４のサブフレームにおけるデータの送受信を停止する）ように構成されていた。
ところで、基地局＃１及び基地局＃３のそれぞれは、図２０に例示されるように、第３のサブフレーム及び第４のサブフレームにおける送信電力を、他のサブフレームにおける送信電力よりも小さくするように構成されていてもよい。

本例では、基地局＃１及び基地局＃３のそれぞれは、第１のサブフレーム及び第２のサブフレームにおける送信電力を、マクロセルにおける送信電力の基本値Ｐ_ｍに設定する。更に、基地局＃１及び基地局＃３のそれぞれは、第３のサブフレーム及び第４のサブフレームにおける送信電力を、上記基本値Ｐ_ｍから低減量δだけ減じた値Ｐ_ｍ−δに設定する。また、基地局＃２及び基地局＃４のそれぞれは、各サブフレームにおける送信電力を、ピコセルにおける送信電力の基本値Ｐ_ｐに設定する。

従って、制御局２Ａは、送信電力Ｐ_ｉ，ｋを、図２１に例示したように、記憶している。なお、制御局２Ａは、各基地局３Ａから送信電力を通知されてもよい。
また、制御局２Ａは、送受信可能時間比率β_ｉ，ｋを、図２２に例示したように、記憶している。ここで、αは、低減時間比率（本例では、０．５）である。低減時間比率αは、データを送受信可能な時間（即ち、１つのフレームの時間長）に対する、送信電力を低減する時間（即ち、第３のサブフレームの時間長と第４のサブフレームの時間長の和）の比である。なお、低減時間比率αは、０以上であり且つ１以下である任意の値に設定されていてもよい。なお、制御局２Ａは、各基地局３Ａから送受信可能時間比率を通知されてもよい。

本例においても、無線通信システム１Ａは、上述した場合と同様に作動することにより、無線通信システム１Ａのスループット低下を抑制することができる。

また、図２３に例示されるように、基地局＃１と基地局＃３とは、異なるサブフレームにてデータの送受信を停止するように構成されていてもよい。具体的には、基地局＃１は、第２のサブフレーム及び第３のサブフレームにおけるデータの送受信を停止するように構成され、且つ、基地局＃３は、第２のサブフレーム及び第４のサブフレームにおけるデータの送受信を停止するように構成されていてもよい。

本例では、基地局＃１は、第１のサブフレーム及び第４のサブフレームにおける送信電力を、マクロセルにおける送信電力の基本値Ｐ_ｍに設定する。更に、基地局＃３は、第１のサブフレーム及び第３のサブフレームにおける送信電力を上記基本値Ｐ_ｍに設定する。また、基地局＃２及び基地局＃４のそれぞれは、各サブフレームにおける送信電力を、ピコセルにおける送信電力の基本値Ｐ_ｐに設定する。

従って、制御局２Ａは、送信電力Ｐ_ｉ，ｋを、図２４に例示したように、記憶している。なお、制御局２Ａは、各基地局３Ａから送信電力を通知されてもよい。
また、制御局２Ａは、送受信可能時間比率β_ｉ，ｋを、図２５に例示したように、記憶している。ここで、α_０は、第１のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_１から時点ｔ_２までの時間）であり、α_１は、第２のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_２から時点ｔ_３までの時間）であり、α_２は、第３のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_３から時点ｔ_４までの時間）であり、α_３は、第４のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_４から時点ｔ_５までの時間）である。なお、制御局２Ａは、各基地局３Ａから送受信可能時間比率を通知されてもよい。

本例においても、無線通信システム１Ａは、上述した場合と同様に作動することにより、無線通信システム１Ａのスループット低下を抑制することができる。

また、図２６に例示されるように、基地局＃１と基地局＃３とは、異なるサブフレームにて送信電力を、他のサブフレームにおける送信電力よりも小さくするように構成されていてもよい。

本例では、基地局＃１は、第１のサブフレーム及び第４のサブフレームにおける送信電力を、マクロセルにおける送信電力の基本値Ｐ_ｍに設定する。更に、基地局＃１は、第２のサブフレーム及び第３のサブフレームにおける送信電力を、上記基本値Ｐ_ｍから低減量δだけ減じた値Ｐ_ｍ−δに設定する。また、基地局＃３は、第１のサブフレーム及び第３のサブフレームにおける送信電力を上記基本値Ｐ_ｍに設定する。更に、基地局＃３は、第２のサブフレーム及び第４のサブフレームにおける送信電力を、上記基本値Ｐ_ｍから低減量δだけ減じた値Ｐ_ｍ−δに設定する。また、基地局＃２及び基地局＃４のそれぞれは、各サブフレームにおける送信電力を、ピコセルにおける送信電力の基本値Ｐ_ｐに設定する。

従って、制御局２Ａは、送信電力Ｐ_ｉ，ｋを、図２７に例示したように、記憶している。なお、制御局２Ａは、各基地局３Ａから送信電力を通知されてもよい。
また、制御局２Ａは、送受信可能時間比率β_ｉ，ｋを、図２８に例示したように、記憶している。ここで、α_０は、第１のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_１から時点ｔ_２までの時間）であり、α_１は、第２のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_２から時点ｔ_３までの時間）であり、α_２は、第３のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_３から時点ｔ_４までの時間）であり、α_３は、第４のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_４から時点ｔ_５までの時間）である。なお、制御局２Ａは、各基地局３Ａから送受信可能時間比率を通知されてもよい。

本例においても、無線通信システム１Ａは、上述した場合と同様に作動することにより、無線通信システム１Ａのスループット低下を抑制することができる。

〔４〕ハードウェア構成例
ここで、図２９に制御局２，２Ａのハードウェア構成の一例を示す。
この図２９に示すように、制御局２，２Ａは、例示的に、プロセッサ２０１と、記憶装置２０２と、有線インタフェース（ＩＦ）２０３とをそなえる。
プロセッサ２０１は、データを処理する装置であり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit），ＤＳＰ（Digital Signal Processor），ＬＳＩ（Large Scale Integration），ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を含む。

記憶装置２０２は、データを記憶する装置であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory），磁気ディスク，光ディスク，フラッシュメモリ等を含む。
有線ＩＦ２０３は、コアネットワークや無線基地局３，３Ａなどと通信を行なうためのインタフェース装置である。

なお、図２に例示する制御局２の各構成と図２９に例示する制御局２の各構成との対応関係は、例えば次の通りである。
有線ＩＦ２０３は、例えば、ユーザ情報取得部２１に対応し、プロセッサ２０１及び記憶装置２０２は、例えば、セル決定部２２に対応する。
即ち、プロセッサ２０１及び記憶装置２０２は、各無線端末４が各接続先候補に接続した場合の各データレートと各接続先候補における各無線端末４への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように複数の無線端末４の接続先を複数の接続先候補から選択する処理部の一例として機能し得る。

また、制御局２Ａの各構成と図２９に例示する制御局２Ａの各構成との対応関係は、例えば次の通りである。
有線ＩＦ２０３は、例えば、ユーザ情報取得部２１に対応し、プロセッサ２０１及び記憶装置２０２は、例えば、セル決定部２２に対応する。
即ち、プロセッサ２０１及び記憶装置２０２は、各期間において各無線端末４が各接続先候補に接続した場合の各データレートと各期間の各接続先候補における各無線端末４への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように各期間における複数の無線端末４の接続先を複数の接続先候補から選択する処理部の一例として機能し得る。

また、図３０に無線基地局３，３´，３Ａのハードウェア構成の一例を示す。
この図３０に示すように、無線基地局３，３´，３Ａは、例示的に、プロセッサ３０１と、記憶装置３０２と、有線ＩＦ３０３と、無線インタフェース（ＩＦ）３０４と、無線処理回路３０５と、ベースバンド（ＢＢ）処理回路３０６とをそなえる。
プロセッサ３０１は、データを処理する装置であり、例えば、ＣＰＵ，ＤＳＰ，ＬＳＩ，ＦＰＧＡ等を含む。

記憶装置３０２は、データを記憶する装置であり、例えば、ＲＯＭ，ＲＡＭ，磁気ディスク，光ディスク，フラッシュメモリ等を含む。
有線ＩＦ３０３は、制御局２，２Ａやコア網側のネットワーク（いわゆるバックホールネットワーク）と有線通信を行なうためのインタフェース装置である。
無線ＩＦ３０４は、無線端末４と無線通信を行なうためのインタフェース装置である。

無線処理回路３０５は、無線ＩＦ３０４で受信した無線信号について、低雑音増幅、ベースバンド周波数への周波数変換（ダウンコンバージョン）、Ａ／Ｄ変換などの処理を行なう一方、無線ＩＦ３０４で送信する無線信号について、送信データのＤ／Ａ変換、無線周波数への周波数変換（アップコンバージョン）、電力増幅などの処理を行なう回路である。

ＢＢ処理回路３０６は、無線ＩＦ３０４で受信した無線信号について、所定のベースバンド処理を施すとともに、無線ＩＦ３０４を介して送信する信号について、所定のベースバンド処理を施す回路であり、例えば、ＬＳＩやＦＰＧＡ等を含む。
なお、図３に例示する無線基地局３の各構成と図３０に例示する無線基地局３の各構成との対応関係は、例えば次の通りである。

無線ＩＦ３０４は、例えば、アンテナ３１及びアンテナ共用部３２に対応し、無線処理回路３０５及びＢＢ処理回路３０６は、例えば、送信処理部３７及び受信処理部３３に対応する。
さらに、プロセッサ３０１及び記憶装置３０２は、例えば、ＵＬスケジューラ３４，ユーザ情報管理部３５及びＤＬスケジューラ３６に対応し、有線ＩＦ３０３は、例えば、ユーザ情報管理部３５に対応する。

また、図１３に例示する無線基地局３´の各構成と図３０に例示する無線基地局３´の各構成との対応関係は、例えば次の通りである。
無線ＩＦ３０４は、例えば、アンテナ３１´及びアンテナ共用部３２´に対応し、無線処理回路３０５及びＢＢ処理回路３０６は、例えば、送信処理部３７´及び受信処理部３３´に対応する。

さらに、プロセッサ３０１及び記憶装置３０２は、例えば、ＵＬスケジューラ３４´，ユーザ情報管理部３５´，ＤＬスケジューラ３６´及びセル決定部２２´に対応し、有線ＩＦ３０３は、例えば、ユーザ情報取得部２１´に対応する。
即ち、プロセッサ３０１及び記憶装置３０２は、各無線端末４が各接続先候補に接続した場合の各データレートと各接続先候補における各無線端末４への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように複数の無線端末４の接続先を複数の接続先候補から選択する処理部の一例として機能し得る。

また、無線基地局３Ａの各構成と図３０に例示する無線基地局３Ａの各構成との対応関係は、例えば次の通りである。

無線ＩＦ３０４は、例えば、アンテナ３１及びアンテナ共用部３２に対応し、無線処理回路３０５及びＢＢ処理回路３０６は、例えば、送信処理部３７及び受信処理部３３に対応する。
さらに、プロセッサ３０１及び記憶装置３０２は、例えば、ＵＬスケジューラ３４，ユーザ情報管理部３５及びＤＬスケジューラ３６に対応し、有線ＩＦ３０３は、例えば、ユーザ情報管理部３５に対応する。

また、図３１に無線端末４のハードウェア構成の一例を示す。
この図３１に示すように、無線端末４は、例示的に、プロセッサ４０１と、記憶装置４０２と、無線ＩＦ４０３と、無線処理回路４０４とをそなえる。
プロセッサ４０１は、データを処理する装置であり、例えば、ＣＰＵ，ＤＳＰ，ＬＳＩ，ＦＰＧＡ等を含む。

記憶装置４０２は、データを記憶する装置であり、例えば、ＲＯＭ，ＲＡＭ，磁気ディスク，光ディスク，フラッシュメモリ等を含む。
無線ＩＦ４０３は、無線基地局３，３´，３Ａと無線通信を行なうためのインタフェース装置である。
無線処理回路４０４は、無線ＩＦ４０３で受信した無線信号について、低雑音増幅、ベースバンド周波数への周波数変換（ダウンコンバージョン）、Ａ／Ｄ変換などの処理を行なう一方、無線ＩＦ４０３で送信する無線信号について、送信データのＤ／Ａ変換、無線周波数への周波数変換（アップコンバージョン）、電力増幅などの処理を行なう回路である。

なお、図４に例示する無線端末４の各構成と図３１に例示する無線端末４の各構成との対応関係は、例えば次の通りである。
無線ＩＦ４０３は、例えば、アンテナ４１及びアンテナ共用部４２に対応し、無線処理回路４０４は、例えば、送信処理部４５及び受信処理部４３に対応し、プロセッサ４０１及び記憶装置４０２は、例えば、制御部４４に対応する。

即ち、無線ＩＦ４０３は、制御局２，２Ａあるいは無線基地局３´によって選択された接続先を介して無線通信を行なう通信部の一例として機能する。
〔５〕その他
上述した無線通信システム１，１´，１Ａ，制御局２，２Ａ，無線基地局３，３´，３Ａ及び無線端末４の各構成，各手段及び各機能は、必要に応じて取捨選択されてもよいし、適宜組み合わせられてもよい。即ち、上述した本発明の機能を発揮できるように、上記の各構成及び各機能は取捨選択されたり、適宜組み合わせて用いられたりしてもよい。

また、上述したサービングセルの選択（決定）処理の実施対象を、例えば、無線通信システム１，１´，１Ａに接続中の全ての無線端末４としてもよいし、あるいは、実際に通信中の無線端末４に限定してもよい。
さらに、上述したサービングセルの選択（決定）処理の実施対象を、例えば、所定の時間以上通信を継続している無線端末４としてもよいし、移動速度が所定の速度よりも小さい無線端末４に限定してもよい。

また、上述したサービングセルの選択（決定）処理では各無線端末４に対してそれぞれサービングセルを決定したが、例えば、複数の無線端末４がある範囲に集中して存在するような場合には、当該複数の無線端末４からなるグループを一つのユーザとみなして、上述したサービングセルの選択（決定）処理を行なってもよい。このとき、ＲＳＲＰ、期待レート、リソース割り当て率及びスループットなどについては、当該グループ内の平均値を用いることができる。

つまり、この場合、セル＃ｉにおけるユーザグループ＃ｎの平均スループット

は、次式（３）´で表される。

なお、

は、ユーザグループ＃ｎのセル＃ｉに関するリソース割り当て率を表しており、

は、ユーザグループ＃ｎのセルｉに関する平均期待レートを表している。
ここで、例えば、平均スループット

の対数平均値（本例では、平均スループットを、ユーザグループ内のユーザ数だけ乗じた値の、ユーザグループについての相乗平均の対数）を評価指標として最大化することを考えると、図３２に例示するような問題を定義することができる。

なお、図３２において、

は、サービングセル選択（決定）処理の対象である全ユーザグループ数を表しており、

は、ユーザグループ＃ｎ内のユーザ数を表している。
ここで、図３２に例示した問題の解は、ＫＫＴ（Karush-Kuhn-Tucker）条件を変形することによって、次式（１５）及び次式（１６）で表すことができる。

ここで、

は、あるセル＃ｉに着目した場合の他のセル＃ｑ（ｑ＝１，・・・，Ｎ_Ｃｅｌｌ，ｑ≠ｉ）において期待されるユーザグループ＃ｎの平均スループットの合計値を表している。
これは、あるセル＃ｉに着目した場合の他セル＃ｑ（ｑ＝１，・・・，Ｎ_Ｃｅｌｌ，ｑ≠ｉ）において期待されるユーザグループ＃ｎの平均スループットの合計値

が既知であれば、図８に例示する手順に従って図３２の問題に対する解を求めることができることを示している。
以降については、図８〜図１１を用いて上述したようにして、図３２の問題に対する解を求めることが可能であり、セル決定部２２，２２´は、求めた解に基づいて、各ユーザグループ＃ｎのサービングセルを選択（決定）することができる。

また、制御局２，２Ａ又は無線基地局３´は、上記の評価指標に基づいて、無線パラメータを変更するか否かを決定するように構成されていてもよい。例えば、無線パラメータは、送信電力、キャリアのオンオフパターン、ＦＦＲ（Fractional Frequency Reuse）セル端帯域パターン、接続バイアス、及び、アンテナビームの少なくとも１つを含む。
具体的には、制御局２，２Ａ又は無線基地局３´は、無線パラメータを実際に変更する前に、変更後の無線パラメータを仮に用いた場合における上記最適リソース割り当て率を算出し、当該算出した最適リソース割り当て率に基づく上記の評価指標（変更後評価指標）と、現時点の評価指標（変更前評価指標、即ち、変更前の無線パラメータを用いた場合における上記最適リソース割り当て率に基づく評価指標）と、に基づいて上記決定を行なう。
例えば、制御局２，２Ａ又は無線基地局３´は、変更前評価指標よりも変更後評価指標が向上する（本例では、増加する）場合に、無線パラメータを実際に変更し、変更前評価指標よりも変更後評価指標が向上しない（本例では、減少する）場合に、無線パラメータの変更を中止する。

さらに、制御局２，２Ａ又は無線基地局３´は、上記算出した最適リソース割り当て率に基づいて、各無線端末４についてのスケジューリングに関するリソース（例えば、時間領域（通信タイミング）、及び、周波数領域（割り当て周波数）の少なくとも１つ）を制御してもよい。具体的には、制御局２，２Ａ又は無線基地局３´は、実際の各無線端末４へのリソース割り当て率が、上記算出した最適リソース割り当て率に一致するように、各無線端末４についてのスケジューリングに関するリソースを設定又は変更する。

〔６〕第２実施形態
（６．１）無線通信システムの構成例
図３３は第２実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。
この図３３に示す無線通信システム１０１は、例示的に、制御局１０２と、無線基地局１０３−１，１０３−２と、ユーザ装置（ＵＥ）の一例としての無線端末１０４−１，１０４−２，１０４−３とをそなえる。

なお、以下では、無線基地局１０３−１，１０３−２を、それぞれ、基地局＃１，基地局＃２と表記することがある。また、無線基地局１０３−１，１０３−２を区別しない場合、単に無線基地局１０３又は基地局１０３と表記することがある。さらに、以下では、無線端末１０４−１，１０４−２，１０４−３を、それぞれ、ユーザ＃１，ユーザ＃２，ユーザ＃３と表記することがあり、無線端末１０４−１，１０４−２，１０４−３を区別しない場合、単に無線端末１０４と表記することがある。また、無線基地局１０３の数及び無線端末１０４の数は、図３３に例示する数にそれぞれ限定されない。

ここで、無線基地局１０３は、セル又はセクタなどの無線エリアを提供し、当該無線エリアを介して無線端末１０４と無線通信する機能を有する。
図３３に示す例では、基地局＃１は、例えば、無線エリアとして、セル＃１（Cell#1）及びセル＃２（Cell#2）を提供し、セル＃１及びセル＃２の少なくともいずれかを介してユーザ＃１及びユーザ＃２と無線通信することができる。また、基地局＃２は、無線エリアとして、例えば、セル＃３（Cell#3）及びセル＃４（Cell#4）を提供し、セル＃３及びセル＃４の少なくともいずれかを介してユーザ＃１及びユーザ＃３と無線通信することができる。

つまり、図３３に示す例では、ユーザ＃１の接続先候補は、セル＃１〜セル＃４であり、ユーザ＃２の接続先候補は、セル＃１及び＃２であり、ユーザ＃３の接続先候補は、セル＃３及び＃４となっている。なお、無線端末１０４の接続先候補は、無線端末１０４の移動又は無線基地局１０３の開設、停止、及び、廃止などに応じて変動し得る。
無線端末１０４は、接続先として選択されたセルを介して無線基地局１０３と無線通信する機能を有する。

制御局１０２は、無線基地局１０３と有線接続されて無線基地局１０３を制御する機能を有する。また、制御局１０２は、無線基地局１０３を介して、無線端末１０４を制御する機能を有していてもよい。
本例では、制御局１０２が、無線端末１０４の接続先を複数の接続先候補から決定（選択）する制御装置の一例として機能する。

具体的には例えば、制御局１０２は、各無線端末１０４が接続先候補の各セルを介して受信可能な無線信号の受信強度に関する情報に基づき、各無線端末１０４を接続先候補の各セルに割り当てた場合に期待されるデータレート（期待レートともいう）を算出する。
そして、制御局１０２は、算出した上記期待レートと、各接続先候補に接続される無線端末１０４の数である接続端末数と、に基づいてメトリック値を算出する。
次に、制御局１０２は、算出した上記メトリック値に基づいて、各無線端末１０４の接続先としてのサービングセルを選択する。

本例によれば、無線信号の受信強度のみならず、ロードバランスまでも考慮して無線端末１０４の接続先を選択することができるので、無線通信システム１０１のスループット低下を抑制することが可能となる。
以下、制御局１０２，無線基地局１０３及び無線端末１０４の構成例及び無線通信システム１０１の動作例について説明する。なお、制御局１０２，無線基地局１０３及び無線端末１０４の構成例及び無線通信システム１０１の動作例は、あくまで一例であり、本発明は以下に示すような構成例及び動作例に限定されないことはいうまでもない。

（６．２）制御局１０２の構成例
図３４は制御局１０２の構成の一例を示す図である。
この図３４に示す制御局１０２は、例示的に、ユーザ情報取得部１２１と、セル決定部１２２とをそなえる。
ユーザ情報取得部１２１は、各無線端末１０４が接続先候補の各セルを介して受信可能な無線信号の受信強度に関する情報を取得する。

具体的には例えば、ユーザ情報取得部１２１は、まず、無線基地局１０３に対して、接続先の最適化処理を実行する旨の指示を行なう。
当該指示を受けた無線基地局１０３は、例えば、自局１０３の配下の無線端末１０４に対して、周辺セルの基準信号受信電力（ＲＳＲＰ：Reference Signal Received Power）の測定及びフィードバックを指示する。

無線基地局１０３から上記の指示を受けた各無線端末１０４は、周辺セルのＲＳＲＰを測定し、無線基地局１０３にフィードバックする。
そして、無線基地局１０３は、各無線端末１０４から収集した周辺セルのＲＳＲＰを制御局１０２のユーザ情報取得部１２１に通知する。
以上のようにして、ユーザ情報取得部１２１は、各無線端末１０４が測定した周辺セルのＲＳＲＰを取得することができる。

なお、各無線端末１０４が定期的にＲＳＲＰを測定し無線基地局１０３に報告しているような場合、ユーザ情報取得部１２１は、無線基地局１０３に既に収集されたＲＳＲＰを取得してもよい。このようにすれば、新たにＲＳＲＰを取得する動作を省略できるので、無線通信システム１０１の通信量の増加を抑制することが可能となる。ただ、ＲＳＲＰの信頼度という観点では、上述のように、新たにＲＳＲＰを取得するのが望ましい。

セル決定部１２２は、ユーザ情報取得部１２１によって取得された上記受信強度に関する情報に基づき、各無線端末１０４を接続先候補の各セルに割り当てた（各無線端末１０４が接続先候補の各セルに接続した）場合に期待されるデータレート（期待レート）を算出する。
次いで、セル決定部１２２は、算出した上記データレートと、各接続先候補に接続される無線端末１０４の数である接続端末数と、に基づいてメトリック値を算出する。そして、セル決定部１２２は、算出した上記メトリック値に基づいて、各無線端末１０４の接続先としてのサービングセルを選択（決定）する。

その後、セル決定部１２２は、上記選択（決定）結果を無線基地局１０３に通知し、無線基地局１０３によって、当該選択（決定）結果に基づくセル制御が行なわれることにより、無線端末１０４が接続するセルの変更、追加、削除などが実施される。
即ち、セル決定部１２２は、各無線端末１０４が各接続先候補に接続した場合の各データレートと、各接続先候補に接続される無線端末１０４の数である接続端末数と、に基づいて、無線端末１０４が接続する接続先を複数の接続先候補から選択する処理部の一例として機能する。

なお、セル決定部１２２の各動作の詳細については、後述する。
（６．３）無線基地局１０３の構成例
図３５は無線基地局１０３の構成の一例を示す図である。
この図３５に示す無線基地局１０３は、例示的に、アンテナ１３１と、アンテナ共用部１３２と、受信処理部１３３と、ＵＬ（UpLink）スケジューラ１３４と、ユーザ情報管理部１３５と、ＤＬ（DownLink）スケジューラ１３６と、送信処理部１３７とをそなえる。

アンテナ１３１は、自局１０３が提供するセルなどの無線エリア内に位置（在圏）する無線端末１０４との間で無線信号の送受信を行なう。なお、アンテナ１３１は、自局１０３が提供するセルなどの無線エリアの範囲外に位置する無線端末１０４との間で、無線信号を中継するリピータなどを介して、間接的に無線信号の送受信を行なうこともできる。
アンテナ共用部１３２は、アンテナ１３１での送受信機能を切り替える装置である。なお、無線基地局１０３が、アンテナ１３１に代えて、送信用アンテナと受信用アンテナとを個別に有する場合、アンテナ共用部１３２は省略される。

受信処理部１３３は、アンテナ１３１で受信した無線信号について所定の無線受信処理を施す。当該無線受信処理には、例えば、受信無線信号の低雑音増幅、ベースバンド周波数への周波数変換（ダウンコンバージョン）、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換などの処理、並びに、ベースバンド処理が含まれる。
ＵＬスケジューラ１３４は、上り方向（ＵＬ）の通信のスケジューリングを行なう。例えば、ＵＬスケジューラ１３４は、受信処理部１３３で受信したＵＬの受信データや、受信処理部１３３での受信処理結果や、ＵＬの受信品質などに基づいてＵＬのスケジューリングを行なうことができる。なお、ＵＬのスケジューリング結果や、受信処理部１３３で受信したＵＬの受信データや、受信処理部１３３での受信処理結果や、ＵＬの受信品質などは、ユーザ情報管理部１３５に通知されてもよい。

ＤＬスケジューラ１３６は、下り方向（ＤＬ）の通信のスケジューリングを行なう。例えば、ＤＬスケジューラ１３６は、ユーザ情報管理部１３５で管理されるユーザ情報などに基づいて、ＤＬのスケジューリングを行なうことができる。
送信処理部１３７は、アンテナ１３１で送信する無線信号について所定の無線送信処理を施す。当該無線送信処理には、例えば、送信データのＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換、無線周波数への周波数変換（アップコンバージョン）、電力増幅などの処理、並びに、ベースバンド処理が含まれる。

ユーザ情報管理部１３５は、ＵＬスケジューラ１３４及びＤＬスケジューラ１３６でのスケジューリング結果や、受信処理部１３３で受信したＵＬの受信データや、受信処理部１３３での受信処理結果や、ＵＬの受信品質などを取得、管理する機能を有する。
また、ユーザ情報管理部１３５は、制御局１０２のユーザ情報取得部１２１からの指示を受けて、ＵＬスケジューラ１３４，ＤＬスケジューラ１３６，送信処理部１３７及び受信処理部１３３と協働して、各無線端末１０４に周辺セルのＲＳＲＰを測定させ、当該測定結果をフィードバック送信させることができる。

加えて、ユーザ情報管理部１３５は、上記取得した情報を集約して制御局１０２のユーザ情報取得部１２１に通知することができる。なお、後述するように、ＵＥ１０４からフィードバックされる情報には、ＲＳＲＰとセルＩＤとが含まれるが、ユーザ情報管理部１３５は、ＲＳＲＰ及びセルＩＤに、無線端末１０４（ユーザ）を識別するための情報（ユーザＩＤ）を加えて、制御局１０２に通知することができる。

さらに、ユーザ情報管理部１３５は、制御局１０２のセル決定部１２２から通知される前述のサービングセル選択（決定）処理の結果に基づいて、各無線端末１０４の接続先セルを変更、追加、削除することができる。
（６．４）無線端末１０４の構成例
図３６は無線端末１０４の構成の一例を示す図である。

この図３６に示す無線端末１０４は、例示的に、アンテナ１４１と、アンテナ共用部１４２と、受信処理部１４３と、制御部１４４と、送信処理部１４５とをそなえる。
アンテナ１４１は、自局１０４が在圏するセルなどの無線エリアを提供する無線基地局１０３との間で無線信号の送受信を行なう。なお、アンテナ１４１は、自局１０４が在圏するセルなどの無線エリアを提供する無線基地局１０３とは異なる他の無線基地局１０３との間で、無線信号を中継するリピータなどを介して、間接的に無線信号の送受信を行なうこともできる。

また、アンテナ１４１は、制御局１０２によって選択された接続先を介して無線基地局１０３と無線通信を行なう。
即ち、アンテナ１４１は、制御局１０２によって選択された接続先を介して無線通信を行なう通信部の一例として機能する。
アンテナ共用部１４２は、アンテナ１４１での送受信機能を切り替える装置である。なお、ＵＥ１０４が、アンテナ１４１に代えて、送信用アンテナと受信用アンテナとを個別に有する場合、アンテナ共用部１４２は省略される。

受信処理部１４３は、アンテナ１４１で受信した無線信号について所定の無線受信処理を施す。当該無線受信処理には、例えば、受信無線信号の低雑音増幅、ベースバンド周波数への周波数変換（ダウンコンバージョン）、Ａ／Ｄ変換などの処理が含まれる。
送信処理部１４５は、アンテナ１４１で送信する無線信号について所定の無線送信処理を施す。当該無線送信処理には、例えば、送信データのＤ／Ａ変換、無線周波数への周波数変換（アップコンバージョン）、電力増幅などの処理が含まれる。

制御部１４４は、アンテナ共用部１４２，受信処理部１４３及び送信処理部１４５の各動作を制御する。また、制御部１４４は、アンテナ１４１から送信するＵＬ送信データを生成したり、アンテナ１４１及び受信処理部１４３で受信したＤＬ受信データを各種のアプリケーション処理部（図示省略）に提供したりすることができる。
また、制御部１４４は、無線基地局１０３からのＲＳＲＰの測定及びフィードバック指示を受信処理部１４３で受信した場合、自局１０４の周辺セルにおいて受信される無線信号の受信電力を測定することにより、各セルについてのＲＳＲＰを取得する。

そして、制御部１４４は、取得したＲＳＲＰと当該ＲＳＲＰ値に対応するセルを識別するための情報（セルＩＤ）とを対応付けて、無線基地局１０３にフィードバック送信する。
（６．５）無線通信システム１０１の動作例
図３７は無線通信システム１０１の動作の一例を示すフローチャートである。無線通信システム１０１は、図３７に示した動作を、所定の実行周期が経過する毎に実行するように構成される。なお、無線通信システム１０１は、図３７に示した動作を、ユーザにより入力された指示に応じて、又は、所定の条件が成立した場合に、実行するように構成されていてもよい。

この図３７に例示するように、無線端末１０４の接続先選択（決定）処理が実施されると、まず、制御局１０２は、無線基地局１０３に対して、ＲＳＲＰの収集を指示する（ステップＳ１１０）。

制御局１０２からＲＳＲＰの収集を指示された無線基地局１０３は、自局１０３配下の各無線端末１０４に対して、周辺セルについてのＲＳＲＰの測定及び当該測定結果のフィードバックを指示する（ステップＳ１１１）。
無線基地局１０３からＲＳＲＰの測定及び当該測定結果のフィードバックを指示された無線端末１０４は、周辺セルから受信される無線信号についてのＲＳＲＰを測定するとともに、測定したＲＳＲＰと対応するセルＩＤとを無線基地局１０３に報告する（ステップＳ１１２）。

ＲＳＲＰとセルＩＤとを無線端末１０４から受信した無線基地局１０３は、報告元の無線端末１０４を識別するユーザＩＤとともに、無線端末１０４から報告されたＲＳＲＰとセルＩＤとを制御局１０２へ通知する（ステップＳ１１３）。
そして、制御局１０２のユーザ情報取得部１２１がユーザＩＤ，セルＩＤ及びＲＳＲＰの報告を無線基地局１０３から受けると、セル決定部１２２は、ユーザ情報取得部１２１が取得した各ＲＳＲＰを用いて、以下の式（１７）により、各無線端末１０４が各セルに接続した場合の信号対雑音比（ＳＩＮＲ：Signal-to-Interference plus Noise power Ratio）を算出する。

ここで、

は、無線端末４−ｎ（ユーザ＃ｎ）（ｎは自然数）がセル＃ｉ（ｉは自然数）に接続したと仮定した場合のＳＩＮＲを表しており、

は、セル＃ｉの送信電力を表しており、

は、ユーザ＃ｎとセル＃ｉとの間のパスロス値（即ち、セル＃ｉにおけるユーザ＃ｎに対する伝搬損失）を表しており、

は、雑音電力を表している。

本例では、制御局１０２は、各基地局１０３の送信電力を予め記憶する。なお、制御局１０２は、各基地局１０３から送信電力を通知されてもよい。また、制御局１０２は、ＲＳＲＰと基準信号の送信電力とに基づいてパスロス値を算出する。なお、制御局１０２は、送信電力をパスロス値により除した値に代えて、ＲＳＲＰを用いるように構成されていてもよい。

次に、セル決定部１２２は、無線端末４−ｎがセル＃ｉに接続したと仮定した場合の無線端末４−ｎのセル＃ｉに対するデータレート（期待レート）を、次式（１８）を用いて算出することにより、期待レートテーブルを作成する（図３７のステップＳ１１４）。

ここで、

は、ユーザ＃ｎがセル＃ｉに接続したと仮定した場合の期待レートを表しており、

は、通信帯域幅を表しており、

は、帯域幅効率を表しており、

は、ＳＩＮＲ効率を表している。

そして、セル決定部１２２は、以上のようにして作成した期待レートテーブルを参照することにより、各ユーザのサービングセルを選択（決定）するセル決定処理を実行する（図３７のステップＳ１１６）。

ところで、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、ＬＴＥ-Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥ−Ａ）の標準化が進められており、ＬＴＥ−Ａでは、１Ｇｂｐｓを超えるピークデータレートを実現すべく、複数のコンポーネントキャリア（Component Carrier）を用いて広帯域伝送を行なうキャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation）技術が採用される。

本例では、無線端末１０４は、キャリアアグリゲーションに対応可能な端末である。従って、無線端末１０４は、キャリアアグリゲーションの能力に応じて、１つ以上の選択されたコンポーネントキャリアをサービングセルとして無線基地局１０３と無線通信を行なうことができる。これにより、例えば、最大で、２０［ＭＨｚ］×５コンポーネントキャリア＝１００［ＭＨｚ］の広帯域通信を行なうことが可能となる。

従って、セル決定部１２２は、各無線端末１０４に対して、予め設定された上限セル数（１つ、又は、複数、例えば、５つ）のサービングセルを選択（決定）する。例えば、上限セル数は、無線端末１０４が対応可能なコンポーネントキャリア数による制限、又は、スケジューリング処理量による制限等に基づいて設定され得る。本例では、上限セル数は、無線端末１０４毎に設定される。

具体的には、セル決定部１２２は、図３８に例示したフローチャートに従った処理をセル決定処理として実行する。
先ず、セル決定部１２２は、各接続先候補（本例では、セル）に対する接続端末数Ｎｕｅ_ｉ（ここで、ｉ＝１，…，Ｎ_Ｃｅｌｌ）を初期化する（初期値としての「０」に設定する）（図３８のステップＳ１２１）。ここで、Ｎ_Ｃｅｌｌは、セル選択（決定）処理に関係する、すべてのセルの数（即ち、接続先候補の総数）を表している。

次いで、セル決定部１２２は、下記の式（１９）に基づいて、値が０以外のメトリック値Ａ_ｎ，ｉを更新する（図３８のステップＳ１２２）。ここで、ｎは、ｎ番目の無線端末１０４のインデックス（ｎ番目の無線端末１０４を識別するための番号）である。無線端末１０４のインデックスｎは、１からＮ_ＵＥまでのいずれかの自然数を表す（即ち、ｎ＝１，…，Ｎ_ＵＥ）。また、ｉは、ｉ番目のセルのインデックス（ｉ番目のセルを識別するための番号）である。セルのインデックスｉは、１からＮ_Ｃｅｌｌまでのいずれかの自然数を表す（即ち、ｉ＝１，…，Ｎ_Ｃｅｌｌ）。なお、Ｎ_ＵＥは、無線端末１０４の総数を表す。また、本例では、メトリック値Ａ_ｎ，ｉの初期値は０以外の値（例えば、負の値等）に設定されている。

即ち、メトリック値Ａ_ｎ，ｉは、算出される対象となる組の無線端末＃ｎが当該組の接続先候補＃ｉに接続した場合のデータレートｔ_ｎ，ｉを、当該組の接続先候補＃ｉに接続される無線端末１０４の数である接続端末数（Ｎｕｅ_ｉ＋１）により除した値を分子とする値である。更に、メトリック値Ａ_ｎ，ｉは、算出される対象となる組の無線端末＃ｎがある接続先候補＃ｍに接続した場合のデータレートｔ_ｎ，ｍを、当該接続先候補＃ｍに接続される無線端末１０４の数である接続端末数（Ｎｕｅ_ｍ＋１）により除した値を、複数の接続先候補のすべてについて合計した値を分母とする値である。

なお、セル決定部１２２は、下記の式（１９）’に基づいて、メトリック値Ａ_ｎ，ｉを更新してもよい。

即ち、この場合、メトリック値Ａ_ｎ，ｉは、算出される対象となる組の無線端末＃ｎが当該組の接続先候補＃ｉに接続した場合のデータレートｔ_ｎ，ｉを、当該組の接続先候補＃ｉに接続される無線端末１０４の数である接続端末数（Ｎｕｅ_ｉ＋１）により除した値を分子とする値である。更に、この場合、メトリック値Ａ_ｎ，ｉは、算出される対象となる組の無線端末＃ｎがある接続先候補＃ｍに接続した場合のデータレートｔ_ｎ，ｍを、当該接続先候補＃ｍに接続される無線端末１０４の数である接続端末数（Ｎｕｅ_ｍ＋１）により除した値を、複数の接続先候補のうちの当該組の接続先候補＃ｉ以外の接続先候補のすべてについて合計した値を分母とする値である。

また、メトリック値Ａ_ｎ，ｉは、式（１９）及び式（１９）’以外の式により算出されてもよい。なお、メトリック値Ａ_ｎ，ｉは、式（１９）又は式（１９）’における分子の値が大きくなるほど大きくなり、且つ、式（１９）又は式（１９）’における分母の値が小さくなるほど大きくなる値であることが好適である。

そして、セル決定部１２２は、ステップＳ１２２にて更新されたメトリック値Ａ_ｎ，ｉが最大であるメトリック値に対応する、無線端末１０４のインデックスｎｍａｘ、及び、セルのインデックスｉｍａｘを検索することにより取得する（図３８のステップＳ１２３）。

次いで、セル決定部１２２は、無線端末＃ｎｍａｘ（インデックスｎｍａｘにより識別される無線端末１０４）に対して選択されたセルの数が、当該無線端末＃ｎｍａｘに対して予め設定された上限セル数よりも小さいか否かを判定する（図３８のステップＳ１２４）。

無線端末＃ｎｍａｘに対して選択されたセルの数が上限セル数よりも小さい場合（図３８のステップＳ１２４のＹｅｓルート）、セル決定部１２２は、無線端末＃ｎｍａｘに対してセル＃ｉｍａｘ（インデックスｉｍａｘにより識別されるセル）を選択する（即ち、無線端末＃ｎｍａｘが接続する接続先としてセル＃ｉｍａｘを選択する）（図３８のステップＳ１２５）。

そして、セル決定部１２２は、セル＃ｉｍａｘに対する接続端末数Ｎｕｅ_ｉｍａｘに１を加算する（図３８のステップＳ１２６）。次いで、セル決定部１２２は、すべてのメトリック値Ａ_ｎ，ｉが「０」であるか否かを判定する（図３８のステップＳ１２７）。
すべてのメトリック値Ａ_ｎ，ｉが「０」である場合（図３８のステップＳ１２７のＹｅｓルート）、セル決定部１２２は、図３８に示した処理を終了する。

一方、いずれかのメトリック値Ａ_ｎ，ｉが０でない場合（図３８のステップＳ１２７のＮｏルート）、セル決定部１２２は、メトリック値Ａ_{ｎｍａｘ，ｉｍａｘ}を「０」に設定し（図３８のステップＳ１２８）、その後、図３８のステップＳ１２２へ戻る。そして、セル決定部１２２は、ステップＳ１２２〜ステップＳ１２９の処理を繰り返し実行する。

従って、セル決定部１２２は、図３８のステップＳ１２２にて、上記ステップＳ１２５における選択に伴う変化後の接続端末数に基づいてメトリック値を更新（算出）する。そして、セル決定部１２２は、図３８のステップＳ１２５に再び進んだとき、更新されたメトリック値Ａ_ｎ，ｉが最大である無線端末＃ｎｍａｘが接続する接続先としてセル＃ｉｍａｘを選択する。即ち、図３８のステップＳ１２２〜ステップＳ１２９の処理は、選択処理の一例である。

また、セル決定部１２２は、図３８のステップＳ１２４に進んだ場合において、無線端末＃ｎｍａｘに対して選択されたセルの数が上限セル数以上であるとき（図３８のステップＳ１２４のＮｏルート）、メトリック値Ａ_{ｎｍａｘ，ｉｍａｘ}を「０」に設定し（図３８のステップＳ１２９）、その後、図３８のステップＳ１２３へ戻る。

このようにして、セル決定部１２２は、セル決定処理を実行する。これにより、セル決定部１２２は、各無線端末１０４が接続する接続先（本例では、サービングセル）を、複数の接続先候補から選択している。

なお、セル決定部１２２は、算出したメトリック値が所定の閾値よりも小さい場合、当該メトリック値に対応する接続先候補を無線端末１０４の接続先から除外してもよい。

上記選択（決定）されたサービングセルについての情報は、セル決定部１２２によって無線基地局１０３に通知され（図３７のステップＳ１１７）、無線基地局１０３は、当該通知に基づき、各ユーザのサービングセルを変更、追加、削除する（図３７のステップＳ１１８）。

以上のように、本例によれば、ユーザのロードバランスを考慮してサービングセルの選択を実施するので、無線通信システム１０１のスループット低下を抑制することが可能となる。

なお、無線通信システム１０１において、無線端末１０４は、キャリアアグリゲーションに対応不能な端末であってもよい。この場合、無線通信システム１０１は、各無線端末１０４が接続する接続先として１つの接続先候補のみを選択するように構成されることが好適である。

また、無線通信システム１０１は、制御局１０２の機能及び構成を無線基地局１０３が有するように構成されていてもよい。この場合、無線通信システム１０１は、制御局１０２を備えていなくてもよい。

〔７〕第１変形例
次に、本発明の第２実施形態の第１変形例に係る無線通信システムについて説明する。第２実施形態の第１変形例に係る無線通信システムは、上記第２実施形態に係る無線通信システムに対して、無線端末が既に接続しているセルをメトリック値に基づいて変更する点において相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。

第１変形例に係るセル決定部１２２は、無線通信システム１０１が図３７に示した動作を実行した後、所定の変更周期が経過する毎に、図３９に例示したフローチャートに従った処理（セル変更処理）を実行する。なお、無線通信システム１０１は、セル変更処理を実行する前に、図３７のステップＳ１１０〜ステップＳ１１４の動作を実行することにより、期待レートテーブルを更新するように構成されることが好適である。

具体的には、セル決定部１２２は、各接続先候補（本例では、セル）に対する接続端末数Ｎｕｅ_ｉ（ここで、ｉ＝１，…，Ｎ_Ｃｅｌｌ）として、現在の接続端末数（即ち、現在、各セルに既に接続されている無線端末１０４の数）を取得する（図３９のステップＳ１３１）。

次に、セル決定部１２２は、セル変更数Ｎ_{ｃｈａｎｇｅ}を初期化する（初期値としての「０」に設定する）（図３９のステップＳ１３２）。ここで、セル変更数Ｎ_{ｃｈａｎｇｅ}は、今回の図３９に例示した処理により接続先が変更される無線端末１０４の数を表す。

次いで、セル決定部１２２は、下記の式（２０）及び式（２１）に基づいて、値が０以外のメトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｃ（ｎ）}を更新する（図３９のステップＳ１３３）。
ここで、ｃ（ｎ）は、ｎ番目の無線端末１０４が既に（現在）接続しているセルのうちの、受信品質が最低であるセルのインデックス（接続中セルのインデックス）である。なお、ｃ（ｎ）は、ｎ番目の無線端末１０４が既に（現在）接続しているセルのうちの、受信品質が所定の閾値以下であるセルのインデックスであってもよい。このインデックスｃ（ｎ）は、１からＮ_Ｃｅｌｌまでのいずれかの自然数を表す（即ち、ｉ＝１，…，Ｎ_Ｃｅｌｌ）。

なお、セル決定部１２２は、ｉ≠ｃ（ｎ）である場合に、式（２０）を用いてメトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｃ（ｎ）}を更新し、一方、ｉ＝ｃ（ｎ）である場合に、式（２１）を用いてメトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｃ（ｎ）}を更新する。

なお、セル決定部１２２は、式（２０）に対応する下記の式（２０）’と、式（２１）に対応する下記の式（２１）’と、に基づいて、メトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｃ（ｎ）}を更新してもよい。

即ち、本例では、メトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｃ（ｎ）}は、算出される対象となる組の無線端末１０４が当該組の接続先候補に既に接続されているか否かに基づいて算出される値である、と言うことができる。

また、メトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｃ（ｎ）}は、式（２０）、式（２１）、式（２０）’及び式（２１）’以外の式により算出されてもよい。なお、メトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｃ（ｎ）}は、式（２０）、式（２１）、式（２０）’又は式（２１）’における分子の値が大きくなるほど大きくなり、且つ、式（２０）、式（２１）、式（２０）’又は式（２１）’における分母の値が小さくなるほど大きくなる値であることが好適である。

そして、セル決定部１２２は、ステップＳ１２２にて更新されたメトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｃ（ｎ）}が最大であるメトリック値に対応する、無線端末１０４のインデックスｎｍａｘ、セルのインデックスｉｍａｘ、及び、接続中セルのインデックスｃｍａｘ（ｎ）を検索することにより取得する（図３９のステップＳ１３４）。

次いで、セル決定部１２２は、セルのインデックスｉｍａｘと、接続中セルのインデックスｃｍａｘ（ｎ）と、が異なるか否かを判定する（図３９のステップＳ１３５）。

セルのインデックスｉｍａｘと、接続中セルのインデックスｃｍａｘ（ｎ）と、が異なる場合（図３９のステップＳ１３５のＹｅｓルート）、セル決定部１２２は、無線端末＃ｎｍａｘ（インデックスｎｍａｘにより識別される無線端末１０４）に対して選択されたセルの数が、当該無線端末＃ｎｍａｘに対して予め設定された上限セル数よりも小さいか否かを判定する（図３９のステップＳ１３６）。

無線端末＃ｎｍａｘに対して選択されたセルの数が上限セル数よりも小さい場合（図３９のステップＳ１３６のＹｅｓルート）、セル決定部１２２は、無線端末＃ｎｍａｘが既に接続しているセルを、セル＃ｃｍａｘ（ｎ）（インデックスｃｍａｘ（ｎ）により識別されるセル）からセル＃ｉｍａｘ（インデックスｉｍａｘにより識別されるセル）へ変更する（即ち、無線端末＃ｎｍａｘが接続する接続先としてセル＃ｉｍａｘを選択する）（図３９のステップＳ１３７）。

そして、セル決定部１２２は、セル＃ｉｍａｘに対する接続端末数Ｎｕｅ_ｉｍａｘに１を加算する。更に、セル決定部１２２は、セル＃ｃｍａｘ（ｎ）に対する接続端末数Ｎｕｅ_{ｃｍａｘ（ｎ）}に１を加算する。加えて、セル決定部１２２は、セル変更数Ｎ_{ｃｈａｎｇｅ}に１を加算する（図３９のステップＳ１３８）。

次いで、セル決定部１２２は、第１の条件、及び、第２の条件の少なくとも一方が成立しているか否かを判定する（図３９のステップＳ１３９）。ここで、第１の条件は、セル変更数Ｎ_{ｃｈａｎｇｅ}が所定の変更数閾値以上である、という条件である。第２の条件は、すべてのメトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｃ（ｎ）}が「０」である、という条件である。
第１の条件、及び、第２の条件の少なくとも一方が成立している場合（図３９のステップＳ１３９のＹｅｓルート）、セル決定部１２２は、図３９に示した処理を終了する。

一方、第１の条件、及び、第２の条件の両方が成立していない場合（図３９のステップＳ１３９のＮｏルート）、セル決定部１２２は、メトリック値Ａ_{ｎｍａｘ，ｉｍａｘ，ｃｍａｘ（ｎ）}を「０」に設定し（図３９のステップＳ１４０）、その後、図３９のステップＳ１３３へ戻る。そして、セル決定部１２２は、ステップＳ１３３〜ステップＳ１４１の処理を繰り返し実行する。

従って、セル決定部１２２は、図３９のステップＳ１３３にて、上記ステップＳ１３８における選択（変更）に伴う変化後の接続端末数に基づいてメトリック値を更新（算出）する。そして、セル決定部１２２は、図３９のステップＳ１３７に再び進んだとき、更新されたメトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｃ（ｎ）}が最大である無線端末＃ｎｍａｘが接続する接続先としてセル＃ｉｍａｘを選択する。即ち、図３９のステップＳ１３３〜ステップＳ１４１の処理は、選択処理の一例である。

また、セル決定部１２２は、図３９のステップＳ１３５に進んだ場合において、セルのインデックスｉｍａｘと、接続中セルのインデックスｃｍａｘ（ｎ）と、が一致するとき（図３９のステップＳ１３５のＮｏルート）、メトリック値Ａ_{ｎｍａｘ，ｉｍａｘ，ｃｍａｘ（ｎ）}を「０」に設定し（図３９のステップＳ１４１）、その後、図３９のステップＳ１３４へ戻る。

また、セル決定部１２２は、図３９のステップＳ１３６に進んだ場合において、無線端末＃ｎｍａｘに対して選択されたセルの数が上限セル数以上であるとき（図３９のステップＳ１３６のＮｏルート）、メトリック値Ａ_{ｎｍａｘ，ｉｍａｘ，ｃｍａｘ（ｎ）}を「０」に設定し（図３９のステップＳ１４１）、その後、図３９のステップＳ１３４へ戻る。

このように、セル決定部１２２は、無線端末１０４が既に接続している接続先と異なる接続先候補が、当該無線端末１０４が接続する接続先として選択された回数（本例では、セル変更数Ｎ_{ｃｈａｎｇｅ}）が、所定の変更数閾値以上となるまで選択処理を繰り返し実行している。

このようにして、セル決定部１２２は、セル変更処理を実行する。これにより、セル決定部１２２は、各無線端末１０４が接続する接続先（本例では、サービングセル）を、複数の接続先候補から選択している。

上記選択（決定）されたサービングセルについての情報は、セル決定部１２２によって無線基地局１０３に通知され、無線基地局１０３は、当該通知に基づき、各ユーザのサービングセルを変更、追加、削除する。

以上のように、本例によれば、ユーザのロードバランスを考慮してサービングセルの選択及び変更を実施するので、無線通信システム１０１のスループット低下を抑制することが可能となる。

〔８〕第２変形例
（８．１）無線通信システム１０１Ａの構成例
次に、本発明の第２実施形態の第２変形例に係る無線通信システムについて説明する。第２変形例に係る無線通信システムは、上記第２実施形態に係る無線通信システムに対して、データレートが異なる期間毎のデータレート及び接続端末数に基づいて接続先候補を選択する点において相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。

図４０に例示したように、第２変形例に係る無線通信システム１０１Ａは、ＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）を構成している。図４０に示す無線通信システム１０１Ａは、例示的に、制御局１０２Ａと、無線基地局１０３Ａ−１，１０３Ａ−２，１０３Ａ−３，１０３Ａ−４と、ユーザ装置（ＵＥ）の一例としての無線端末１０４−１と、をそなえる。

なお、図４０中、無線端末１０４−１については、図３３に例示した無線端末１０４−１，１０４−２，１０４−３と同様の機能及び構成を有するため、その説明を省略する。また、以下では、無線基地局１０３Ａ−１，１０３Ａ−２，１０３Ａ−３，１０３Ａ−４を、それぞれ、基地局＃１，基地局＃２，基地局＃３，基地局＃４と表記することがある。また、以下では、無線基地局１０３Ａ−１，１０３Ａ−２，１０３Ａ−３，１０３Ａ−４を区別しない場合、単に無線基地局１０３Ａ又は基地局１０３Ａと表記することがある。さらに、無線基地局１０３Ａの数及び無線端末１０４の数は、図４０に例示する数にそれぞれ限定されない。

無線通信システム１０１Ａは、マクロセル、ミクロセル、ピコセル、及び、フェムトセル等の種類が異なる複数のセルを有する。
無線基地局１０３Ａは、図３３に例示した無線基地局１０３と同様の機能及び構成を有する。本例では、無線基地局１０３Ａ−１，１０３Ａ−３は、マクロセルとしての無線エリアを提供し、当該無線エリアを介して無線端末１０４と無線通信する機能を有する。また、本例では、無線基地局１０３Ａ−２，１０３Ａ−４は、ピコセルとしての無線エリアを提供し、当該無線エリアを介して無線端末１０４と無線通信する機能を有する。

本例では、基地局＃２が提供するピコセル（セル（Cell）＃２）は、基地局＃１が提供するマクロセル（セル（Cell）＃１）に収容されている。同様に、基地局＃４が提供するピコセル（セル（Cell）＃４）は、基地局＃３が提供するマクロセル（セル（Cell）＃３）に収容されている。

即ち、本例では、無線端末１０４の接続先候補は、セル＃１〜セル＃４である。なお、無線端末１０４の接続先候補は、無線端末１０４の移動、又は、無線基地局１０３Ａの開設、停止、及び、廃止などに応じて変動し得る。

なお、複数のセルが提供されている領域においては、各セルにおける無線信号が相互に干渉する。そこで、本例では、無線通信システム１０１Ａは、セル間の干渉を低減するために、eICIC（Enhanced Inter Cell Interference Coordination）を用いる。

具体的には、無線通信システム１０１Ａは、eICICの制御法の一種である「Time domain resource partitioning」を用いる。即ち、本例では、無線通信システム１０１Ａは、マクロセルにおいて、所定の周期の一部の期間において通信を行なわない（即ち、フレームを構成する複数のサブフレームの一部におけるデータの送受信を停止する）。なお、データの送受信が停止されるサブフレームは、ABS(Almost Blank Subframe)と呼ばれることがある。

図１５に示したように、無線通信システム１０１Ａは、時間について連続する４つのサブフレームからなるフレームを有する。各サブフレームは、等しい時間長を有する。
具体的には、第１のサブフレームには、時間ｔ_１から時間ｔ_２までの期間が割り当てられ、第２のサブフレームには、時間ｔ_２から時間ｔ_３までの期間が割り当てられ、第３のサブフレームには、時間ｔ_３から時間ｔ_４までの期間が割り当てられ、第４のサブフレームには、時間ｔ_４から時間ｔ_５までの期間が割り当てられる。
なお、複数のサブフレームは、異なる時間長を有していてもよい。

基地局＃１及び基地局＃３のそれぞれは、第１のサブフレーム及び第２のサブフレームにおいてデータの送受信を行なう。一方、基地局＃１及び基地局＃３のそれぞれは、第３のサブフレーム及び第４のサブフレームにおけるデータの送受信を停止する。即ち、基地局＃１及び基地局＃３のそれぞれは、第３のサブフレーム及び第４のサブフレームをABSとして設定している。また、基地局＃２及び基地局＃４のそれぞれは、すべてのサブフレームにおいてデータの送受信を行なう。

即ち、無線通信システム１０１Ａは、所定の周期（本例では、１つのフレームの期間）において、データレートが異なる複数の期間を有する。具体的には、第１の期間（期間＃１）は、第１のサブフレーム及び第２のサブフレームを併せた期間であり、第２の期間（期間＃２）は、第３のサブフレーム及び第４のサブフレームを併せた期間である。

本例では、停止時間比率αは、０．５である。ここで、停止時間比率αは、eICICを用いない場合におけるデータを送受信可能な時間（即ち、１つのフレームの時間長）に対する、eICICを用いることによりデータの送受信を停止する時間（即ち、第３のサブフレームの時間長と第４のサブフレームの時間長の和）の比である。なお、停止時間比率αは、０以上であり且つ１以下である任意の値に設定されていてもよい。

また、第２変形例に係るセル決定部１２２は、ユーザ情報取得部１２１によって取得された上記受信強度に関する情報に基づき、各期間にて各無線端末１０４を接続先候補の各セルに割り当てた（各無線端末１０４が接続先候補の各セルに接続した）場合に期待されるデータレート（期待レート）を算出する。
次いで、セル決定部１２２は、算出した期間毎の上記データレートと、各期間にて各接続先候補に接続される無線端末１０４の数である接続端末数と、に基づいてメトリック値を算出する。そして、セル決定部１２２は、算出した上記メトリック値に基づいて、各期間における各無線端末１０４の接続先としてのサービングセルを選択（決定）する。

その後、セル決定部１２２は、上記選択（決定）結果を無線基地局１０３Ａに通知し、無線基地局１０３Ａによって、当該選択（決定）結果に基づくセル制御が行なわれることにより、無線端末１０４が各期間にて接続するセルの変更、追加、削除などが実施される。
即ち、セル決定部１２２は、各無線端末１０４が各期間にて各接続先候補に接続した場合の各データレートと、各期間にて各接続先候補に接続される無線端末１０４の数である接続端末数と、に基づいて、各期間にて無線端末１０４が接続する接続先を複数の接続先候補から選択する処理部の一例として機能する。
なお、セル決定部１２２の各動作の詳細については、後述する。

（８．２）無線通信システム１０１Ａの動作例
第２変形例に係る無線通信システム１０１Ａは、無線通信システム１０１と同様に、図３７に例示される処理を実行する。このとき、無線通信システム１０１Ａは、無線通信システム１０１と異なり、以下の式（２２）により、各期間にて各無線端末１０４が各セルに接続した場合の信号対雑音比（ＳＩＮＲ）を算出する。

ここで、

は、ｋ（ｋは自然数）番目の期間（期間＃ｋ）にて無線端末１０４−ｎ（ユーザ＃ｎ）（ｎは自然数）がセル＃ｉ（ｉは自然数）に接続したと仮定した場合のＳＩＮＲを表しており、

は、期間＃ｋにおけるセル＃ｉの送信電力を表しており、

は、ユーザ＃ｎとセル＃ｉとの間のパスロス値（即ち、セル＃ｉにおけるユーザ＃ｎに対する伝搬損失）を表しており、

は、雑音電力を表している。

本例では、制御局１０２Ａは、各基地局１０３Ａの送信電力を予め記憶する。具体的には、送信電力Ｐ_ｉ，ｋは、図１６に例示したように、記憶されている。ここで、Ｐ_Ｍは、マクロセルにおける送信電力の基本値であり、Ｐ_ｐは、ピコセルにおける送信電力の基本値である。
なお、制御局１０２Ａは、各基地局１０３Ａから送信電力を通知されてもよい。また、制御局１０２Ａは、ＲＳＲＰと基準信号の送信電力とに基づいてパスロス値を算出する。

次に、セル決定部１２２は、期間＃ｋにて無線端末１０４−ｎがセル＃ｉに接続したと仮定した場合の無線端末１０４−ｎのセル＃ｉに対するデータレート（期待レート）を、次式（２３）を用いて算出することにより、期待レートテーブルを作成する。

ここで、

は、期間＃ｋにてユーザ＃ｎがセル＃ｉに接続したと仮定した場合の期待レートを表しており、

は、通信帯域幅を表しており、

は、帯域幅効率を表しており、

は、ＳＩＮＲ効率を表している。

そして、セル決定部１２２は、以上のようにして作成した期待レートテーブルを参照することにより、各期間における各ユーザのサービングセルを選択（決定）するセル決定処理を実行する（図３７のステップＳ１１６）。

本例では、セル決定部１２２は、各無線端末１０４に対して、予め設定された上限セル数（１つ、又は、複数、例えば、５つ）のサービングセルを選択（決定）する。例えば、上限セル数は、無線端末１０４が対応可能なコンポーネントキャリア数による制限、又は、スケジューリング処理量による制限等に基づいて設定され得る。本例では、上限セル数は、期間毎に、且つ、無線端末１０４毎に、設定される。

具体的には、セル決定部１２２は、図４１に例示したフローチャートに従った処理をセル決定処理として実行する。
先ず、セル決定部１２２は、各期間における各接続先候補（本例では、セル）に対する接続端末数Ｎｕｅ_ｉ，ｋ（ここで、ｉ＝１，…，Ｎ_Ｃｅｌｌ、また、ｋ＝１，…，Ｎ_ｋ）を初期化する（初期値としての「０」に設定する）（図４１のステップＳ２２１）。ここで、Ｎ_Ｃｅｌｌは、セル選択（決定）処理に関係する、すべてのセルの数（即ち、接続先候補の総数）を表している。また、Ｎ_ｋは、期間の数（本例では、２）を表している。

次いで、セル決定部１２２は、下記の式（２４）に基づいて、値が０以外のメトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｋ}を更新する（図４１のステップＳ２２２）。ここで、ｎは、ｎ番目の無線端末１０４のインデックス（ｎ番目の無線端末１０４を識別するための番号）である。無線端末１０４のインデックスｎは、１からＮ_ＵＥまでのいずれかの自然数を表す（即ち、ｎ＝１，…，Ｎ_ＵＥ）。また、ｉは、ｉ番目のセルのインデックス（ｉ番目のセルを識別するための番号）である。セルのインデックスｉは、１からＮ_Ｃｅｌｌまでのいずれかの自然数を表す（即ち、ｉ＝１，…，Ｎ_Ｃｅｌｌ）。また、ｋは、ｋ番目の期間のインデックス（ｋ番目の期間を識別するための番号）である。期間のインデックスｋは、１からＮ_ｋまでのいずれかの自然数を表す（即ち、ｋ＝１，…，Ｎ_ｋ）。なお、Ｎ_ＵＥは、無線端末１０４の総数を表す。また、本例では、メトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｋ}の初期値は０以外の値（例えば、負の値等）に設定されている。

ここで、β_ｉ，ｋは、送受信可能時間比率である。送受信可能時間比率は、セル＃ｉにおける、周期の長さ（本例では、１つのフレームの時間長）に対する、期間＃ｋのうちのデータを送受信可能な時間の長さの比である。

本例では、制御局１０２Ａは、各基地局１０３Ａの送受信可能時間比率を予め記憶する。具体的には、送受信可能時間比率β_ｉ，ｋは、図１８に例示したように、記憶されている。ここで、αは、停止時間比率（本例では、０．５）である。なお、制御局１０２Ａは、各基地局１０３Ａから送受信可能時間比率を通知されてもよい。

即ち、メトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｋ}は、算出される対象となる組の無線端末＃ｎが当該組の期間＃ｋにて当該組の接続先候補＃ｉに接続した場合のデータレートｔ_{ｎ，ｉ，ｋ}に、当該期間＃ｋ及び当該接続先候補＃ｉに対応する送受信可能時間比率β_ｉ，ｋを乗じた値を、当該組の期間＃ｋにて当該組の接続先候補＃ｉに接続される無線端末１０４の数である接続端末数（Ｎｕｅ_ｉ，ｋ＋１）により除した値を分子とする値である。更に、メトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｋ}は、算出される対象となる組の無線端末＃ｎがある期間＃ｓにて、ある接続先候補＃ｍに接続した場合のデータレートｔ_{ｎ，ｍ，ｓ}に、当該期間＃ｓ及び当該接続先候補＃ｍに対応する送受信可能時間比率β_ｍ，ｓを乗じた値を、当該期間＃ｓにて当該接続先候補＃ｍに接続される無線端末１０４の数である接続端末数（Ｎｕｅ_ｍ，ｓ＋１）により除した値を、複数の接続先候補のすべてについて合計するとともに複数の期間のすべてについて合計した値を分母とする値である。

なお、セル決定部１２２は、下記の式（２４）’に基づいて、メトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｋ}を更新してもよい。

即ち、この場合、メトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｋ}は、算出される対象となる組の無線端末＃ｎが当該組の期間＃ｋにて当該組の接続先候補＃ｉに接続した場合のデータレートｔ_{ｎ，ｉ，ｋ}に、当該期間＃ｋ及び当該接続先候補＃ｉに対応する送受信可能時間比率β_ｉ，ｋを乗じた値を、当該組の期間＃ｋにて当該組の接続先候補＃ｉに接続される無線端末１０４の数である接続端末数（Ｎｕｅ_ｉ，ｋ＋１）により除した値を分子とする値である。更に、メトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｋ}は、算出される対象となる組の無線端末＃ｎがある期間＃ｓにて、ある接続先候補＃ｍに接続した場合のデータレートｔ_{ｎ，ｍ，ｓ}に、当該期間＃ｓ及び当該接続先候補＃ｍに対応する送受信可能時間比率β_ｍ，ｓを乗じた値を、当該期間＃ｓにて当該接続先候補＃ｍに接続される無線端末１０４の数である接続端末数（Ｎｕｅ_ｍ，ｓ＋１）により除した値を、複数の接続先候補のうちの当該組の接続先候補＃ｉ以外の接続先候補のすべてについて合計するとともに複数の期間のすべてについて合計した値を分母とする値である。

また、メトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｋ}は、式（２４）及び式（２４）’以外の式により算出されてもよい。なお、メトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｋ}は、式（２４）又は式（２４）’における分子の値が大きくなるほど大きくなり、且つ、式（２４）又は式（２４）’における分母の値が小さくなるほど大きくなる値であることが好適である。

そして、セル決定部１２２は、ステップＳ２２２にて更新されたメトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｋ}が最大であるメトリック値に対応する、無線端末１０４のインデックスｎｍａｘ、セルのインデックスｉｍａｘ、及び、期間のインデックスｋｍａｘを検索することにより取得する（図４１のステップＳ２２３）。

次いで、セル決定部１２２は、無線端末＃ｎｍａｘ（インデックスｎｍａｘにより識別される無線端末１０４）に対して選択されたセルの数が、当該無線端末＃ｎｍａｘ及び期間＃ｋｍａｘに対して予め設定された上限セル数よりも小さいか否かを判定する（図４１のステップＳ２２４）。

無線端末＃ｎｍａｘに対して選択されたセルの数が上限セル数よりも小さい場合（図４１のステップＳ２２４のＹｅｓルート）、セル決定部１２２は、無線端末＃ｎｍａｘに対して期間＃ｋｍａｘ（インデックスｋｍａｘにより識別される期間）におけるセル＃ｉｍａｘ（インデックスｉｍａｘにより識別されるセル）を選択する（即ち、無線端末＃ｎｍａｘが期間＃ｋｍａｘにて接続する接続先としてセル＃ｉｍａｘを選択する）（図４１のステップＳ２２５）。

そして、セル決定部１２２は、期間＃ｋｍａｘにおけるセル＃ｉｍａｘに対する接続端末数Ｎｕｅ_{ｉｍａｘ，ｋｍａｘ}に１を加算する（図４１のステップＳ２２６）。次いで、セル決定部１２２は、すべてのメトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｋ}が「０」であるか否かを判定する（図４１のステップＳ２２７）。
すべてのメトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｋ}が「０」である場合（図４１のステップＳ２２７のＹｅｓルート）、セル決定部１２２は、図４１に示した処理を終了する。

一方、いずれかのメトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｋ}が０でない場合（図４１のステップＳ２２７のＮｏルート）、セル決定部１２２は、メトリック値Ａ_{ｎｍａｘ，ｉｍａｘ，ｋｍａｘ}を「０」に設定し（図４１のステップＳ２２８）、その後、図４１のステップＳ２２２へ戻る。そして、セル決定部１２２は、ステップＳ２２２〜ステップＳ２２９の処理を繰り返し実行する。

従って、セル決定部１２２は、図４１のステップＳ２２２にて、上記ステップＳ２２５における選択に伴う変化後の接続端末数に基づいてメトリック値を更新（算出）する。そして、セル決定部１２２は、図４１のステップＳ２２５に再び進んだとき、更新されたメトリック値Ａ_{ｎ，ｉ，ｋ}が最大である無線端末＃ｎｍａｘが期間＃ｋｍａｘにて接続する接続先としてセル＃ｉｍａｘを選択する。即ち、図４１のステップＳ２２２〜ステップＳ２２９の処理は、選択処理の一例である。

また、セル決定部１２２は、図４１のステップＳ２２４に進んだ場合において、無線端末＃ｎｍａｘに対して選択されたセルの数が上限セル数以上であるとき（図４１のステップＳ２２４のＮｏルート）、メトリック値Ａ_{ｎｍａｘ，ｉｍａｘ，ｋｍａｘ}を「０」に設定し（図４１のステップＳ２２９）、その後、図４１のステップＳ２２３へ戻る。

このようにして、セル決定部１２２は、セル決定処理を実行する。これにより、セル決定部１２２は、各無線端末１０４が各期間にて接続する接続先（本例では、サービングセル）を、複数の接続先候補から選択している。

なお、セル決定部１２２は、算出したメトリック値が所定の閾値よりも小さい場合、当該メトリック値に対応する接続先候補を無線端末１０４の接続先から除外してもよい。

上記選択（決定）されたサービングセルについての情報は、セル決定部１２２によって無線基地局１０３Ａに通知され（図３７のステップＳ１１７）、無線基地局１０３Ａは、当該通知に基づき、各ユーザのサービングセルを変更、追加、削除する（図３７のステップＳ１１８）。

以上のように、本例によれば、ユーザのロードバランスを考慮してサービングセルの選択を実施するので、無線通信システム１０１Ａのスループット低下を抑制することが可能となる。

なお、無線通信システム１０１Ａにおいて、無線端末１０４は、キャリアアグリゲーションに対応不能な端末であってもよい。この場合、無線通信システム１０１Ａは、各無線端末１０４が接続する接続先として１つの接続先候補のみを選択するように構成されることが好適である。

また、無線通信システム１０１Ａは、制御局１０２Ａの機能及び構成を無線基地局１０３Ａが有するように構成されていてもよい。この場合、無線通信システム１０１Ａは、制御局１０２Ａを備えていなくてもよい。

上述した例において、基地局＃１及び基地局＃３のそれぞれは、第３のサブフレーム及び第４のサブフレームにおけるデータの送受信を停止する（即ち、マクロセル（セル＃１及びセル＃３）の第３のサブフレーム及び第４のサブフレームにおけるデータの送受信を停止する）ように構成されていた。
ところで、基地局＃１及び基地局＃３のそれぞれは、図２０に例示されるように、第３のサブフレーム及び第４のサブフレームにおける送信電力を、他のサブフレームにおける送信電力よりも小さくするように構成されていてもよい。

本例では、基地局＃１及び基地局＃３のそれぞれは、第１のサブフレーム及び第２のサブフレームにおける送信電力を、マクロセルにおける送信電力の基本値Ｐ_ｍに設定する。更に、基地局＃１及び基地局＃３のそれぞれは、第３のサブフレーム及び第４のサブフレームにおける送信電力を、上記基本値Ｐ_ｍから低減量δだけ減じた値Ｐ_ｍ−δに設定する。また、基地局＃２及び基地局＃４のそれぞれは、各サブフレームにおける送信電力を、ピコセルにおける送信電力の基本値Ｐ_ｐに設定する。

従って、制御局１０２Ａは、送信電力Ｐ_ｉ，ｋを、図２１に例示したように、記憶している。なお、制御局１０２Ａは、各基地局１０３Ａから送信電力を通知されてもよい。
また、制御局１０２Ａは、送受信可能時間比率β_ｉ，ｋを、図２２に例示したように、記憶している。ここで、αは、低減時間比率（本例では、０．５）である。低減時間比率αは、データを送受信可能な時間（即ち、１つのフレームの時間長）に対する、送信電力を低減する時間（即ち、第３のサブフレームの時間長と第４のサブフレームの時間長の和）の比である。なお、低減時間比率αは、０以上であり且つ１以下である任意の値に設定されていてもよい。なお、制御局１０２Ａは、各基地局１０３Ａから送受信可能時間比率を通知されてもよい。

本例においても、無線通信システム１０１Ａは、上述した場合と同様に作動することにより、無線通信システム１０１Ａのスループット低下を抑制することができる。

また、図２３に例示されるように、基地局＃１と基地局＃３とは、異なるサブフレームにてデータの送受信を停止するように構成されていてもよい。具体的には、基地局＃１は、第２のサブフレーム及び第３のサブフレームにおけるデータの送受信を停止するように構成され、且つ、基地局＃３は、第２のサブフレーム及び第４のサブフレームにおけるデータの送受信を停止するように構成されていてもよい。

本例では、基地局＃１は、第１のサブフレーム及び第４のサブフレームにおける送信電力を、マクロセルにおける送信電力の基本値Ｐ_ｍに設定する。更に、基地局＃３は、第１のサブフレーム及び第３のサブフレームにおける送信電力を上記基本値Ｐ_ｍに設定する。また、基地局＃２及び基地局＃４のそれぞれは、各サブフレームにおける送信電力を、ピコセルにおける送信電力の基本値Ｐ_ｐに設定する。

従って、制御局１０２Ａは、送信電力Ｐ_ｉ，ｋを、図２４に例示したように、記憶している。なお、制御局１０２Ａは、各基地局１０３Ａから送信電力を通知されてもよい。
また、制御局１０２Ａは、送受信可能時間比率β_ｉ，ｋを、図２５に例示したように、記憶している。ここで、α_０は、第１のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_１から時点ｔ_２までの時間）であり、α_１は、第２のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_２から時点ｔ_３までの時間）であり、α_２は、第３のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_３から時点ｔ_４までの時間）であり、α_３は、第４のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_４から時点ｔ_５までの時間）である。なお、制御局１０２Ａは、各基地局１０３Ａから送受信可能時間比率を通知されてもよい。

本例においても、無線通信システム１０１Ａは、上述した場合と同様に作動することにより、無線通信システム１０１Ａのスループット低下を抑制することができる。

また、図２６に例示されるように、基地局＃１と基地局＃３とは、異なるサブフレームにて送信電力を、他のサブフレームにおける送信電力よりも小さくするように構成されていてもよい。

本例では、基地局＃１は、第１のサブフレーム及び第４のサブフレームにおける送信電力を、マクロセルにおける送信電力の基本値Ｐ_ｍに設定する。更に、基地局＃１は、第２のサブフレーム及び第３のサブフレームにおける送信電力を、上記基本値Ｐ_ｍから低減量δだけ減じた値Ｐ_ｍ−δに設定する。また、基地局＃３は、第１のサブフレーム及び第３のサブフレームにおける送信電力を上記基本値Ｐ_ｍに設定する。更に、基地局＃３は、第２のサブフレーム及び第４のサブフレームにおける送信電力を、上記基本値Ｐ_ｍから低減量δだけ減じた値Ｐ_ｍ−δに設定する。また、基地局＃２及び基地局＃４のそれぞれは、各サブフレームにおける送信電力を、ピコセルにおける送信電力の基本値Ｐ_ｐに設定する。

従って、制御局１０２Ａは、送信電力Ｐ_ｉ，ｋを、図２７に例示したように、記憶している。なお、制御局１０２Ａは、各基地局１０３Ａから送信電力を通知されてもよい。
また、制御局１０２Ａは、送受信可能時間比率β_ｉ，ｋを、図２８に例示したように、記憶している。ここで、α_０は、第１のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_１から時点ｔ_２までの時間）であり、α_１は、第２のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_２から時点ｔ_３までの時間）であり、α_２は、第３のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_３から時点ｔ_４までの時間）であり、α_３は、第４のサブフレームの時間長（即ち、時点ｔ_４から時点ｔ_５までの時間）である。なお、制御局１０２Ａは、各基地局１０３Ａから送受信可能時間比率を通知されてもよい。

本例においても、無線通信システム１０１Ａは、上述した場合と同様に作動することにより、無線通信システム１０１Ａのスループット低下を抑制することができる。

〔９〕ハードウェア構成例
ここで、図２９に制御局１０２，１０２Ａのハードウェア構成の一例を示す。
この図２９に示すように、制御局１０２，１０２Ａは、例示的に、プロセッサ２０１と、記憶装置２０２と、有線インタフェース（ＩＦ）２０３とをそなえる。
プロセッサ２０１は、データを処理する装置であり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit），ＤＳＰ（Digital Signal Processor），ＬＳＩ（Large Scale Integration），ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を含む。

記憶装置２０２は、データを記憶する装置であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory），磁気ディスク，光ディスク，フラッシュメモリ等を含む。
有線ＩＦ２０３は、コアネットワークや無線基地局１０３，１０３Ａなどと通信を行なうためのインタフェース装置である。

なお、図３４に例示する制御局１０２の各構成と図２９に例示する制御局１０２の各構成との対応関係は、例えば次の通りである。
有線ＩＦ２０３は、例えば、ユーザ情報取得部１２１に対応し、プロセッサ２０１及び記憶装置２０２は、例えば、セル決定部１２２に対応する。
即ち、プロセッサ２０１及び記憶装置２０２は、各無線端末１０４が各接続先候補に接続した場合の各データレートと、各接続先候補に接続される無線端末１０４の数である接続端末数と、に基づいてメトリック値を算出し、算出したメトリック値に基づいて、各無線端末１０４の接続先を複数の接続先候補から選択する処理部の一例として機能し得る。

また、制御局１０２Ａの各構成と図２９に例示する制御局１０２Ａの各構成との対応関係は、例えば次の通りである。
有線ＩＦ２０３は、例えば、ユーザ情報取得部１２１に対応し、プロセッサ２０１及び記憶装置２０２は、例えば、セル決定部１２２に対応する。
即ち、プロセッサ２０１及び記憶装置２０２は、各期間において各無線端末１０４が各接続先候補に接続した場合の各データレートと、各期間において各接続先候補に接続される無線端末１０４の数である接続端末数と、に基づいてメトリック値を算出し、算出したメトリック値に基づいて、各期間における各無線端末１０４の接続先を複数の接続先候補から選択する処理部の一例として機能し得る。

また、図３０に無線基地局１０３，１０３Ａのハードウェア構成の一例を示す。
この図３０に示すように、無線基地局１０３，１０３Ａは、例示的に、プロセッサ３０１と、記憶装置３０２と、有線ＩＦ３０３と、無線インタフェース（ＩＦ）３０４と、無線処理回路３０５と、ベースバンド（ＢＢ）処理回路３０６とをそなえる。
プロセッサ３０１は、データを処理する装置であり、例えば、ＣＰＵ，ＤＳＰ，ＬＳＩ，ＦＰＧＡ等を含む。

記憶装置３０２は、データを記憶する装置であり、例えば、ＲＯＭ，ＲＡＭ，磁気ディスク，光ディスク，フラッシュメモリ等を含む。
有線ＩＦ３０３は、制御局１０２，１０２Ａやコア網側のネットワーク（いわゆるバックホールネットワーク）と有線通信を行なうためのインタフェース装置である。
無線ＩＦ３０４は、無線端末１０４と無線通信を行なうためのインタフェース装置である。

無線処理回路３０５は、無線ＩＦ３０４で受信した無線信号について、低雑音増幅、ベースバンド周波数への周波数変換（ダウンコンバージョン）、Ａ／Ｄ変換などの処理を行なう一方、無線ＩＦ３０４で送信する無線信号について、送信データのＤ／Ａ変換、無線周波数への周波数変換（アップコンバージョン）、電力増幅などの処理を行なう回路である。

ＢＢ処理回路３０６は、無線ＩＦ３０４で受信した無線信号について、所定のベースバンド処理を施すとともに、無線ＩＦ３０４を介して送信する信号について、所定のベースバンド処理を施す回路であり、例えば、ＬＳＩやＦＰＧＡ等を含む。
なお、図３５に例示する無線基地局１０３の各構成と図３０に例示する無線基地局１０３の各構成との対応関係は、例えば次の通りである。

無線ＩＦ３０４は、例えば、アンテナ１３１及びアンテナ共用部１３２に対応し、無線処理回路３０５及びＢＢ処理回路３０６は、例えば、送信処理部１３７及び受信処理部１３３に対応する。
さらに、プロセッサ３０１及び記憶装置３０２は、例えば、ＵＬスケジューラ１３４，ユーザ情報管理部１３５及びＤＬスケジューラ１３６に対応し、有線ＩＦ３０３は、例えば、ユーザ情報管理部１３５に対応する。

また、無線基地局１０３Ａの各構成と図３０に例示する無線基地局１０３Ａの各構成との対応関係は、例えば次の通りである。

無線ＩＦ３０４は、例えば、アンテナ１３１及びアンテナ共用部１３２に対応し、無線処理回路３０５及びＢＢ処理回路３０６は、例えば、送信処理部１３７及び受信処理部１３３に対応する。
さらに、プロセッサ３０１及び記憶装置３０２は、例えば、ＵＬスケジューラ１３４，ユーザ情報管理部１３５及びＤＬスケジューラ１３６に対応し、有線ＩＦ３０３は、例えば、ユーザ情報管理部１３５に対応する。

また、図３１に無線端末１０４のハードウェア構成の一例を示す。
この図３１に示すように、無線端末１０４は、例示的に、プロセッサ４０１と、記憶装置４０２と、無線ＩＦ４０３と、無線処理回路４０４とをそなえる。
プロセッサ４０１は、データを処理する装置であり、例えば、ＣＰＵ，ＤＳＰ，ＬＳＩ，ＦＰＧＡ等を含む。

記憶装置４０２は、データを記憶する装置であり、例えば、ＲＯＭ，ＲＡＭ，磁気ディスク，光ディスク，フラッシュメモリ等を含む。
無線ＩＦ４０３は、無線基地局１０３，１０３Ａと無線通信を行なうためのインタフェース装置である。
無線処理回路４０４は、無線ＩＦ４０３で受信した無線信号について、低雑音増幅、ベースバンド周波数への周波数変換（ダウンコンバージョン）、Ａ／Ｄ変換などの処理を行なう一方、無線ＩＦ４０３で送信する無線信号について、送信データのＤ／Ａ変換、無線周波数への周波数変換（アップコンバージョン）、電力増幅などの処理を行なう回路である。

なお、図３６に例示する無線端末１０４の各構成と図３１に例示する無線端末１０４の各構成との対応関係は、例えば次の通りである。
無線ＩＦ４０３は、例えば、アンテナ１４１及びアンテナ共用部１４２に対応し、無線処理回路４０４は、例えば、送信処理部１４５及び受信処理部１４３に対応し、プロセッサ４０１及び記憶装置４０２は、例えば、制御部１４４に対応する。

即ち、無線ＩＦ４０３は、制御局１０２，１０２Ａによって選択された接続先を介して無線通信を行なう通信部の一例として機能する。
〔１０〕その他
上述した無線通信システム１０１，１０１Ａ，制御局１０２，１０２Ａ，無線基地局１０３，１０３Ａ及び無線端末１０４の各構成，各手段及び各機能は、必要に応じて取捨選択されてもよいし、適宜組み合わせられてもよい。即ち、上述した本発明の機能を発揮できるように、上記の各構成及び各機能は取捨選択されたり、適宜組み合わせて用いられたりしてもよい。

また、上述したサービングセルの選択（決定）処理の実施対象を、例えば、無線通信システム１０１，１０１Ａに接続中の全ての無線端末１０４としてもよいし、あるいは、実際に通信中の無線端末１０４に限定してもよい。
さらに、上述したサービングセルの選択（決定）処理の実施対象を、例えば、所定の時間以上通信を継続している無線端末１０４としてもよいし、移動速度が所定の速度よりも小さい無線端末１０４に限定してもよい。

以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

なお、上記各実施形態において、制御局、無線基地局、及び／又は、無線端末の各機能は、プロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現されていてもよい。この場合、プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。例えば、記録媒体は、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、及び、半導体メモリ等の可搬性を有する媒体である。

また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、上記実施形態の他の変形例として、上述した実施形態及び変形例の任意の組み合わせが採用されてもよい。

１，１´，１Ａ 無線通信システム
２，２Ａ 制御局
３，３´，３Ａ，３−１，３−２，３´−１，３´−２，３Ａ−１，３Ａ−２，３Ａ−３，３Ａ−４ 無線基地局
４，４−１，４−２，４−３ 無線端末
２１，２１´ ユーザ情報取得部
２２，２２´ セル決定部
３１，３１´ アンテナ
３２，３２´ アンテナ共用部
３３，３３´ 受信処理部
３４，３４´ ＵＬスケジューラ
３５，３５´ ユーザ情報管理部
３６，３６´ ＤＬスケジューラ
３７，３７´ 送信処理部
４１ アンテナ
４２ アンテナ共用部
４３ 受信処理部
４４ 制御部
４５ 送信処理部
１０１，１０１Ａ 無線通信システム
１０２，１０２Ａ 制御局
１０３，１０３Ａ，１０３−１，１０３−２，１０３Ａ−１，１０３Ａ−２，１０３Ａ−３，１０３Ａ−４ 無線基地局
１０４，１０４−１，１０４−２，１０４−３ 無線端末
１２１ ユーザ情報取得部
１２２ セル決定部
１３１ アンテナ
１３２ アンテナ共用部
１３３ 受信処理部
１３４ ＵＬスケジューラ
１３５ ユーザ情報管理部
１３６ ＤＬスケジューラ
１３７ 送信処理部
１４１ アンテナ
１４２ アンテナ共用部
１４３ 受信処理部
１４４ 制御部
１４５ 送信処理部
２０１ プロセッサ
２０２ 記憶装置
２０３ 有線ＩＦ
３０１ プロセッサ
３０２ 記憶装置
３０３ 有線ＩＦ
３０４ 無線ＩＦ
３０５ 無線処理回路
３０６ ＢＢ処理回路
４０１ プロセッサ
４０２ 記憶装置
４０３ 無線ＩＦ
４０４ 無線処理回路

また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、上記実施形態の他の変形例として、上述した実施形態及び変形例の任意の組み合わせが採用されてもよい。
＜付記＞
以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムにおいて、
前記制御装置は、
各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択する処理部をそなえ、
前記の各無線端末は、
前記処理部によって選択された前記接続先を介して無線通信を行なう通信部をそなえる、無線通信システム。
（付記２）
前記処理部は、
前記複数の無線端末が前記複数の接続先候補から受信可能な無線信号の受信電力強度に関する情報に基づいて、前記の各データレートを算出する、付記１記載の無線通信システム。
（付記３）
前記処理部は、
前記の各データレートと前記の各リソース割り当て率とに基づいて、前記の各無線端末が前記の各接続先候補に接続した場合の各スループットの、接続先候補について合計した値の、前記複数の無線端末についての相乗平均の対数を前記評価値として用いる、付記１又は２に記載の無線通信システム。
（付記４）
前記処理部は、
前記評価値が最大化するように、前記の各リソース割り当て率を算出し、
算出した前記の各リソース割り当て率に基づいて、前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択する、付記１〜３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
（付記５）
前記処理部は、
ある接続先候補＃ｉ（ｉは自然数）に対する他の接続先候補＃ｑ（ｑは自然数、且つ、ｑ≠ｉ）におけるｎ（ｎは自然数）番目の無線端末のスループットの合計値

と、前記ｎ番目の無線端末が前記接続先候補＃ｉに接続した場合のデータレート

と、
以下の式（４）により表される制約条件を満足するように決定されるパラメータ

と、以下の式（５）と、に基づいて、前記リソース割り当て率

を算出するように構成された、付記４に記載の無線通信システム。

（付記６）
前記無線通信システムは、所定の周期において、データレートが異なる複数の期間を有し、
前記処理部は、
各期間において各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと、各期間における前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率と、に基づいて、前記の各期間において前記の各無線端末が前記の各接続先候補に接続した場合の各スループットの、接続先候補及び期間について合計した値の、前記複数の無線端末についての相乗平均の対数を前記評価値として用いる、付記１又は２に記載の無線通信システム。
（付記７）
前記処理部は、
前記評価値が最大化するように、前記の各リソース割り当て率を算出し、
算出した前記の各リソース割り当て率に基づいて、前記複数の無線端末の各期間における接続先を前記複数の接続先候補から選択する、付記１、２又は６に記載の無線通信システム。
（付記８）
前記処理部は、
ある期間＃ｋ（ｋは自然数）の、ある接続先候補＃ｉ（ｉは自然数）に対する他の接続先候補＃ｑ（ｑは自然数、且つ、ｑ≠ｉ）におけるｎ（ｎは自然数）番目の無線端末のスループットの合計値

と、前記ｎ番目の無線端末が前記期間＃ｋにて前記接続先候補＃ｉに接続した場合のデータレート

と、
以下の式（１１）により表される制約条件を満足するように決定されるパラメータ

と、前記期間＃ｋにおいて、通信可能である場合に前記周期に対する前記期間の長さの比に設定され、一方、通信不能である場合に０に設定される割り当て可能リソース率

と、以下の式（１２）と、に基づいて、前記リソース割り当て率

を算出するように構成された、付記４に記載の無線通信システム。

（付記９）
前記処理部は、
前記算出したリソース割り当て率が大きい接続先候補から順に前記無線端末の接続先として選択する、付記４、５、７又は８に記載の無線通信システム。
（付記１０）
前記処理部は、
前記算出したリソース割り当て率が所定の閾値よりも小さい場合、当該リソース割り当て率に対応する接続先候補を前記無線端末の接続先から除外する、付記４、５、７、８又は９のいずれか１項に記載の無線通信システム。
（付記１１）
前記処理部は、
一の接続先候補における一の無線端末へのリソース割り当て率を、他の接続先候補における各データレートと、一の接続先候補における各データレートと、他の接続先候補における他の無線端末へのリソース割り当て率とに基づいて算出する、付記１乃至付記１０のいずれか一項に記載の無線通信システム。
（付記１２）
前記処理部は、
一の接続先候補における一の無線端末へのリソース割り当て率を算出する処理を、各接続先候補について逐次的に実施する、付記１１記載の無線通信システム。
（付記１３）
複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの通信制御方法において、
前記制御装置は、
各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択し、
前記の各無線端末は、
前記制御装置によって選択された前記接続先を介して無線通信を行なう、通信制御方法。
（付記１４）
付記１〜１２のいずれか１項に記載の無線通信システムの通信制御方法であって、
前記制御装置は、
各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択し、
前記の各無線端末は、
前記制御装置によって選択された前記接続先を介して無線通信を行なう、通信制御方法。
（付記１５）
複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの前記制御装置において、
各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択し、前記選択結果に基づいて、前記複数の無線端末の接続先を制御する処理部をそなえる、制御装置。
（付記１６）
付記１〜１２のいずれか１項に記載の無線通信システムに用いられる前記制御装置であって、
各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択し、前記選択結果に基づいて、前記複数の無線端末の接続先を制御する処理部をそなえる、制御装置。
（付記１７）
複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの前記無線端末において、
各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択し、前記選択結果に基づいて、前記複数の無線端末の接続先を制御する前記制御装置によって選択された前記接続先を介して無線通信を行なう通信部をそなえる、無線端末。
（付記１８）
付記１〜１２のいずれか１項に記載の無線通信システムに用いられる前記無線端末であって、
各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択し、前記選択結果に基づいて、前記複数の無線端末の接続先を制御する前記制御装置によって選択された前記接続先を介して無線通信を行なう通信部をそなえる、無線端末。
（付記１９）
複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの前記制御装置において、
各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと、前記の各接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数と、に基づいて、前記無線端末が接続する接続先を前記複数の接続先候補から選択する処理部をそなえる、制御装置。
（付記２０）
前記処理部は、
無線端末及び接続先候補の組のそれぞれに対して、当該無線端末が前記の各接続先候補に接続した場合の各データレートと、前記の各接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数と、に基づくメトリック値を算出し、当該算出されたメトリック値が最大である組の無線端末が接続する接続先として当該組の接続先候補を選択するように構成された、付記１９に記載の制御装置。
（付記２１）
前記メトリック値は、算出される対象となる組の無線端末が当該組の接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該組の接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値が大きくなるほど大きくなり、且つ、当該組の無線端末がある接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値を、前記複数の接続先候補のすべて、又は、前記複数の接続先候補のうちの当該組の接続先候補以外の接続先候補のすべて、について合計した値が小さくなるほど大きくなる値である、付記２０に記載の制御装置。
（付記２２）
前記メトリック値は、算出される対象となる組の無線端末が当該組の接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該組の接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値を分子とし、且つ、当該組の無線端末がある接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値を、前記複数の接続先候補のすべて、又は、前記複数の接続先候補のうちの当該組の接続先候補以外の接続先候補のすべて、について合計した値を分母とする値である、付記２１に記載の制御装置。
（付記２３）
前記無線通信システムは、所定の周期において、データレートが異なる複数の期間を有し、
前記処理部は、
無線端末、接続先候補、及び、期間の組のそれぞれに対して、当該期間において当該無線端末が前記の各接続先候補に接続した場合の各データレートと、当該期間において前記の各接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数と、に基づくメトリック値を算出し、当該算出されたメトリック値が最大である組の無線端末が当該組の期間において接続する接続先として当該組の接続先候補を選択するように構成された、付記１９に記載の制御装置。
（付記２４）
前記メトリック値は、算出される対象となる組の無線端末が当該組の期間にて当該組の接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該組の期間にて当該組の接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値が大きくなるほど大きくなり、且つ、当該組の無線端末がある期間にてある接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該期間にて当該接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値を、前記複数の接続先候補のすべて、又は、前記複数の接続先候補のうちの当該組の接続先候補以外の接続先候補のすべて、について合計するとともに前記複数の期間のすべてについて合計した値が小さくなるほど大きくなる値である、付記２３に記載の制御装置。
（付記２５）
前記メトリック値は、算出される対象となる組の無線端末が当該組の接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該組の接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値を分子とし、且つ、当該組の無線端末がある期間にてある接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該期間にて当該接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値を、前記複数の接続先候補のすべて、又は、前記複数の接続先候補のうちの当該組の接続先候補以外の接続先候補のすべて、について合計するとともに前記複数の期間のすべてについて合計した値を分母とする値である、付記２４に記載の制御装置。
（付記２６）
前記処理部は、
前記複数の無線端末が前記複数の接続先候補から受信可能な無線信号の受信電力強度に関する情報に基づいて、前記の各データレートを算出する、付記１９乃至付記２５のいずれか一項に記載の制御装置。
（付記２７）
前記処理部は、
前記決定に伴う変化後の接続端末数に基づいて前記メトリック値を算出し、且つ、前記決定が既に行われた組以外の組のそれぞれに対して当該算出されたメトリック値が最大である組の無線端末が接続する接続先として当該組の接続先候補を選択する選択処理を繰り返し実行するように構成された、付記１９乃至付記２６のいずれか一項に記載の制御装置。
（付記２８）
前記処理部は、
前記無線端末が既に接続している接続先と異なる接続先候補が、当該無線端末が接続する接続先として選択された回数が、所定の変更数閾値以上となるまで前記選択処理を繰り返し実行するように構成された、付記２７に記載の制御装置。
（付記２９）
前記メトリック値は、算出される対象となる組の無線端末が当該組の接続先候補に既に接続されているか否かに基づいて算出される値である、付記１９乃至付記２８のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記３０）
複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの制御方法において、
各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと、前記の各接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数と、に基づいて、前記無線端末が接続する接続先を前記複数の接続先候補から選択する、制御方法。
（付記３１）
複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの前記制御装置を制御するための制御プログラムにおいて、
各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと、前記の各接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数と、に基づいて、前記無線端末が接続する接続先を前記複数の接続先候補から選択する、処理をコンピュータに実行させるための制御プログラム。

Claims (31)

1. 複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムにおいて、
   前記制御装置は、
   各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択する処理部をそなえ、
   前記の各無線端末は、
   前記処理部によって選択された前記接続先を介して無線通信を行なう通信部をそなえる、無線通信システム。
2. 前記処理部は、
   前記複数の無線端末が前記複数の接続先候補から受信可能な無線信号の受信電力強度に関する情報に基づいて、前記の各データレートを算出する、請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記処理部は、
   前記の各データレートと前記の各リソース割り当て率とに基づいて、前記の各無線端末が前記の各接続先候補に接続した場合の各スループットの、接続先候補について合計した値の、前記複数の無線端末についての相乗平均の対数を前記評価値として用いる、請求項１又は２に記載の無線通信システム。
4. 前記処理部は、
   前記評価値が最大化するように、前記の各リソース割り当て率を算出し、
   算出した前記の各リソース割り当て率に基づいて、前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
5. 前記処理部は、
   ある接続先候補＃ｉ（ｉは自然数）に対する他の接続先候補＃ｑ（ｑは自然数、且つ、ｑ≠ｉ）におけるｎ（ｎは自然数）番目の無線端末のスループットの合計値
   

   

   と、前記ｎ番目の無線端末が前記接続先候補＃ｉに接続した場合のデータレート
   

   

   と、
   以下の式（４）により表される制約条件を満足するように決定されるパラメータ
   

   

   と、以下の式（５）と、に基づいて、前記リソース割り当て率
   

   

   を算出するように構成された、請求項４に記載の無線通信システム。
   

   

   
6. 前記無線通信システムは、所定の周期において、データレートが異なる複数の期間を有し、
   前記処理部は、
   各期間において各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと、各期間における前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率と、に基づいて、前記の各期間において前記の各無線端末が前記の各接続先候補に接続した場合の各スループットの、接続先候補及び期間について合計した値の、前記複数の無線端末についての相乗平均の対数を前記評価値として用いる、請求項１又は２に記載の無線通信システム。
7. 前記処理部は、
   前記評価値が最大化するように、前記の各リソース割り当て率を算出し、
   算出した前記の各リソース割り当て率に基づいて、前記複数の無線端末の各期間における接続先を前記複数の接続先候補から選択する、請求項１、２又は６に記載の無線通信システム。
8. 前記処理部は、
   ある期間＃ｋ（ｋは自然数）の、ある接続先候補＃ｉ（ｉは自然数）に対する他の接続先候補＃ｑ（ｑは自然数、且つ、ｑ≠ｉ）におけるｎ（ｎは自然数）番目の無線端末のスループットの合計値
   

   

   と、前記ｎ番目の無線端末が前記期間＃ｋにて前記接続先候補＃ｉに接続した場合のデータレート
   

   

   と、
   以下の式（１１）により表される制約条件を満足するように決定されるパラメータ
   

   

   と、前記期間＃ｋにおいて、通信可能である場合に前記周期に対する前記期間の長さの比に設定され、一方、通信不能である場合に０に設定される割り当て可能リソース率
   

   

   と、以下の式（１２）と、に基づいて、前記リソース割り当て率
   

   

   を算出するように構成された、請求項４に記載の無線通信システム。
   

   

   
9. 前記処理部は、
   前記算出したリソース割り当て率が大きい接続先候補から順に前記無線端末の接続先として選択する、請求項４、５、７又は８に記載の無線通信システム。
10. 前記処理部は、
    前記算出したリソース割り当て率が所定の閾値よりも小さい場合、当該リソース割り当て率に対応する接続先候補を前記無線端末の接続先から除外する、請求項４、５、７、８又は９のいずれか１項に記載の無線通信システム。
11. 前記処理部は、
    一の接続先候補における一の無線端末へのリソース割り当て率を、他の接続先候補における各データレートと、一の接続先候補における各データレートと、他の接続先候補における他の無線端末へのリソース割り当て率とに基づいて算出する、請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の無線通信システム。
12. 前記処理部は、
    一の接続先候補における一の無線端末へのリソース割り当て率を算出する処理を、各接続先候補について逐次的に実施する、請求項１１記載の無線通信システム。
13. 複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの通信制御方法において、
    前記制御装置は、
    各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択し、
    前記の各無線端末は、
    前記制御装置によって選択された前記接続先を介して無線通信を行なう、通信制御方法。
14. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の無線通信システムの通信制御方法であって、
    前記制御装置は、
    各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択し、
    前記の各無線端末は、
    前記制御装置によって選択された前記接続先を介して無線通信を行なう、通信制御方法。
15. 複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの前記制御装置において、
    各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択し、前記選択結果に基づいて、前記複数の無線端末の接続先を制御する処理部をそなえる、制御装置。
16. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の無線通信システムに用いられる前記制御装置であって、
    各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択し、前記選択結果に基づいて、前記複数の無線端末の接続先を制御する処理部をそなえる、制御装置。
17. 複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの前記無線端末において、
    各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択し、前記選択結果に基づいて、前記複数の無線端末の接続先を制御する前記制御装置によって選択された前記接続先を介して無線通信を行なう通信部をそなえる、無線端末。
18. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の無線通信システムに用いられる前記無線端末であって、
    各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと前記の各接続先候補における前記の各無線端末への各リソース割り当て率とに基づく評価値を最大化するように前記複数の無線端末の接続先を前記複数の接続先候補から選択し、前記選択結果に基づいて、前記複数の無線端末の接続先を制御する前記制御装置によって選択された前記接続先を介して無線通信を行なう通信部をそなえる、無線端末。
19. 複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの前記制御装置において、
    各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと、前記の各接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数と、に基づいて、前記無線端末が接続する接続先を前記複数の接続先候補から選択する処理部をそなえる、制御装置。
20. 前記処理部は、
    無線端末及び接続先候補の組のそれぞれに対して、当該無線端末が前記の各接続先候補に接続した場合の各データレートと、前記の各接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数と、に基づくメトリック値を算出し、当該算出されたメトリック値が最大である組の無線端末が接続する接続先として当該組の接続先候補を選択するように構成された、請求項１９に記載の制御装置。
21. 前記メトリック値は、算出される対象となる組の無線端末が当該組の接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該組の接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値が大きくなるほど大きくなり、且つ、当該組の無線端末がある接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値を、前記複数の接続先候補のすべて、又は、前記複数の接続先候補のうちの当該組の接続先候補以外の接続先候補のすべて、について合計した値が小さくなるほど大きくなる値である、請求項２０に記載の制御装置。
22. 前記メトリック値は、算出される対象となる組の無線端末が当該組の接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該組の接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値を分子とし、且つ、当該組の無線端末がある接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値を、前記複数の接続先候補のすべて、又は、前記複数の接続先候補のうちの当該組の接続先候補以外の接続先候補のすべて、について合計した値を分母とする値である、請求項２１に記載の制御装置。
23. 前記無線通信システムは、所定の周期において、データレートが異なる複数の期間を有し、
    前記処理部は、
    無線端末、接続先候補、及び、期間の組のそれぞれに対して、当該期間において当該無線端末が前記の各接続先候補に接続した場合の各データレートと、当該期間において前記の各接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数と、に基づくメトリック値を算出し、当該算出されたメトリック値が最大である組の無線端末が当該組の期間において接続する接続先として当該組の接続先候補を選択するように構成された、請求項１９に記載の制御装置。
24. 前記メトリック値は、算出される対象となる組の無線端末が当該組の期間にて当該組の接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該組の期間にて当該組の接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値が大きくなるほど大きくなり、且つ、当該組の無線端末がある期間にてある接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該期間にて当該接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値を、前記複数の接続先候補のすべて、又は、前記複数の接続先候補のうちの当該組の接続先候補以外の接続先候補のすべて、について合計するとともに前記複数の期間のすべてについて合計した値が小さくなるほど大きくなる値である、請求項２３に記載の制御装置。
25. 前記メトリック値は、算出される対象となる組の無線端末が当該組の接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該組の接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値を分子とし、且つ、当該組の無線端末がある期間にてある接続先候補に接続した場合のデータレートを、当該期間にて当該接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数により除した値を、前記複数の接続先候補のすべて、又は、前記複数の接続先候補のうちの当該組の接続先候補以外の接続先候補のすべて、について合計するとともに前記複数の期間のすべてについて合計した値を分母とする値である、請求項２４に記載の制御装置。
26. 前記処理部は、
    前記複数の無線端末が前記複数の接続先候補から受信可能な無線信号の受信電力強度に関する情報に基づいて、前記の各データレートを算出する、請求項１９乃至請求項２５のいずれか一項に記載の制御装置。
27. 前記処理部は、
    前記決定に伴う変化後の接続端末数に基づいて前記メトリック値を算出し、且つ、前記決定が既に行われた組以外の組のそれぞれに対して当該算出されたメトリック値が最大である組の無線端末が接続する接続先として当該組の接続先候補を選択する選択処理を繰り返し実行するように構成された、請求項１９乃至請求項２６のいずれか一項に記載の制御装置。
28. 前記処理部は、
    前記無線端末が既に接続している接続先と異なる接続先候補が、当該無線端末が接続する接続先として選択された回数が、所定の変更数閾値以上となるまで前記選択処理を繰り返し実行するように構成された、請求項２７に記載の制御装置。
29. 前記メトリック値は、算出される対象となる組の無線端末が当該組の接続先候補に既に接続されているか否かに基づいて算出される値である、請求項１９乃至請求項２８のいずれか１項に記載の制御装置。
30. 複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの制御方法において、
    各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと、前記の各接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数と、に基づいて、前記無線端末が接続する接続先を前記複数の接続先候補から選択する、制御方法。
31. 複数の無線端末と、前記複数の無線端末の接続先を複数の接続先候補から選択する制御装置とを有する無線通信システムの前記制御装置を制御するための制御プログラムにおいて、
    各無線端末が各接続先候補に接続した場合の各データレートと、前記の各接続先候補に接続される無線端末の数である接続端末数と、に基づいて、前記無線端末が接続する接続先を前記複数の接続先候補から選択する、処理をコンピュータに実行させるための制御プログラム。

Images