JPWO2017073711A1 - 無線装置、制御装置および無線通信システム - Google Patents

無線装置、制御装置および無線通信システム Download PDF

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Abstract

Ｃ−ＲＡＮ構成におけるＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の特性を改善し、無線システムのネットワーク容量を拡大する。無線装置は、無線端末と前記無線装置との間の伝搬路応答を推定する伝搬路応答推定部と、推定した前記伝搬路応答から伝搬路情報を生成する伝搬路情報生成部と、生成した前記伝搬路情報を制御装置に送信する送信部と、を備えている。

Description

［関連出願についての記載］
本発明は、日本国特許出願：特願２０１５−２１２５２０号（２０１５年１０月２９日出願）に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、無線基地局の機能を無線装置と制御装置とに分割した無線通信システム構成における、無線装置、制御装置および無線通信システムに関する。
無線通信システムにおける周波数利用効率を改善する技術として、複数端末の信号を空間的に多重するマルチユーザーＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ：Multi User Multiple Input Multiple Output）伝送が検討されている。非特許文献１には、各端末の伝搬路応答を用いて端末の組合せの候補ごとにチャネル容量を推定し、チャネル容量が最大となる端末の組合せを多重する端末として選択する方法が記載されている。
また、特許文献１では、ＭＵ−ＭＩＭＯのスケジューリング方法は、空間軸（ＭＩＭＯ多重レイヤ）のみのスケジューリングであり、周波数軸では１キャリアを想定しているとし、各ユーザの射影チャネル電力に基づく信号電力基準であるため、干渉電力が考慮されていないという問題があるとしている。そこで特許文献１には、受信ＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise power Ratio）を用いた周波数スケジューリング方法に整合したＭＵ−ＭＩＭＯのスケジューリング方法として、システム帯域内で周波数分割されたＲＢ（Resource Block）を、周波数軸と空間軸の２次元で表される受信品質（ＳＩＮＲ）を同時に考慮して最適なユーザに割り当てるスケジューリング方法が記載されている。
一方、無線通信システムのネットワーク容量拡大に向けて、低送信電力でセルカバレッジ範囲の狭いスモールセルの導入が進んでいる。非特許文献２では、スモールセルを効率的に運用するＣ−ＲＡＮ（Cloud/Centralized Radio Access Network）構成が検討されている。Ｃ−ＲＡＮでは、スモールセルのベースバンド処理機能をアンテナ側の無線装置とコアネットワーク側の制御装置とに分割し、制御装置が複数スモールセルのベースバンド処理機能の一部を集約する構成がとられる。非特許文献２には、ベースバンド処理機能の分割方法に応じて複数種類のＣ−ＲＡＮ構成が記載されており、各構成によって無線装置と制御装置間の伝送路（フロントホール）に必要な伝送容量やセル間協調制御の容易さなどが記載されている。
特許第５２０６９４５号公報
J.Liu, X.She, L.Chen, "A low complexity capacity-greedy user selection scheme for zero-forcing beamforming," VTC Spring 2009, Apr. 2009. Small Cell Forum, "Small cell virtualization functional splits and use cases," ver.159.05.1.01, June 2015.
しかしながら、以上述べたように先行技術文献には、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を、Ｃ−ＲＡＮ構成で用いることが考慮されていない。そのため、Ｃ−ＲＡＮ構成の場合に空間多重する端末を適切に選ぶことができず、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の適用効果を十分に得ることができない。本発明の目的は、Ｃ−ＲＡＮ構成においてＭＵ―ＭＩＭＯ伝送の適用効果を十分に得ることができないという問題を解決する無線装置、制御装置および無線通信システムを提供することにある。
本発明の第１の態様に係る無線装置は、無線端末と自装置との間の伝搬路応答を推定する伝搬路応答推定部を備えている。また、無線装置は推定した前記伝搬路応答から伝搬路情報を生成する伝搬路情報生成部を備えている。さらに、無線装置は生成した前記伝搬路情報を制御装置に送信する送信部を備えている。
本発明の第２の態様に係る制御装置は、無線端末と無線装置との間の推定された伝搬路応答に基づいて前記無線装置が生成した伝搬路情報を受信する受信部を備えている。また、制御装置は前記伝搬路情報からスケジューリング情報を生成するスケジューリング部を備えている。さらに、制御装置は前記スケジューリング情報を前記無線装置に送信する送信部を備えている。
本発明の第３の態様に係る無線通信システムは、無線装置および制御装置を備えている。前記無線装置は、無線端末と前記無線装置との間の伝搬路応答を推定する伝搬路応答推定部を有する。また、前記無線装置は前記伝搬路応答から伝搬路情報を生成する伝搬路情報生成部を有する。さらに、前記無線装置は前記伝搬路情報を前記制御装置に送信する送信部を有する。前記制御装置は、前記伝搬路情報からスケジューリング情報を生成するスケジューリング部を有する。また、前記制御装置は前記スケジューリング情報を前記無線装置に送信する送信部を有する。
本発明によれば、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送をＣ−ＲＡＮ構成において用いることができるため、無線システムのネットワーク容量が拡大される。
本発明における無線通信システムの構成を示すブロック図である。 第１の実施形態におけるセンター無線信号処理部およびリモート無線信号処理部の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態における制御装置および無線装置の動作例を示すシーケンス図である。 第１の実施形態におけるスケジューリング部の動作例を示すフローチャートである。 第１の実施形態におけるスケジューリング部の端末選択の動作例を示すフローチャートである。 第１の実施形態におけるスケジューリング部のレイヤ数選択の動作例を示すフローチャートである。 第１の実施形態におけるスケジューリング部のＭＣＳ選択の動作例を示すフローチャートである。 第２の実施形態におけるセンター無線信号処理部およびリモート無線信号処理部の構成例を示すブロック図である。 第２の実施形態における制御装置および無線装置の動作例を示すシーケンス図である。 第３の実施形態におけるセンター無線信号処理部およびリモート無線信号処理部の構成例を示すブロック図である。 第３の実施形態における制御装置および無線装置の動作例を示すシーケンス図である。 第４の実施形態におけるセンター無線信号処理部およびリモート無線信号処理部の構成例を示すブロック図である。 第４の実施形態における制御装置および無線装置の動作例を示すシーケンス図である。 その他の実施形態における制御装置および無線装置の構成例を示すブロック図である。 一実施形態に係る無線通信システムの構成を例示するブロック図である。
ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送において、セルカバレッジ範囲の狭いスモールセルを運用するために、無線装置と制御装置を物理的に離したＣ−ＲＡＮ構成を取る場合、推定した伝搬路状態を無線装置が制御装置に通知する手段がなく、制御装置によるスケジューリングはＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の適用効果を得るには適さないものであった。
はじめに、一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記する図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。図１５は、一実施形態に係る無線通信システムの構成を例示するブロック図である。図１５を参照すると、無線通信システムは、無線装置３および制御装置２００を備えている。無線装置３は、無線端末４と自装置３との間の伝搬路応答を推定する伝搬路応答推定部３２７と、推定した伝搬路応答から伝搬路情報を生成する伝搬路情報生成部３３と、生成した伝搬路情報を制御装置２００に送信する送信部３４と、を備えている。一方、制御装置２００は、無線端末４と無線装置３との間の推定された伝搬路応答に基づいて無線装置３が生成した伝搬路情報を受信する受信部２２と、伝搬路情報からスケジューリング情報を生成するスケジューリング部２１４と、スケジューリング情報を無線装置３に送信する送信部２３と、を備えている。
本発明の一実施形態の構成では、無線装置３において、無線端末４からの参照信号（ＳＲＳ：Sounding Reference Signal）を基に、無線端末４との間の伝搬路応答（Channel Response）を推定する伝搬路応答推定部３２７と、推定した伝搬路情報を制御装置２００に送信する送信部３４とを備え、制御装置２００において、無線装置３から受信した伝搬路情報を用いてスケジューリングを行うスケジューリング部２１４を備えている。
以上のように、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送をＣ−ＲＡＮ構成で用いる際に、無線装置３に伝搬路応答推定部３２７を備え、制御装置２００が無線装置３から受信した伝搬路応答推定を用いてスケジューリングを行う構成を取っている。そのため、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送をＣ−ＲＡＮ構成で用いた場合において伝搬路の状態に即したリソースの割り当てができないという問題を解消することができ、無線システムのネットワーク容量を拡大することができる。なお本発明はＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に限定されるものではなく、その他の伝送方法にも応用できる。以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。当業者は、以下に具体的に説明される実施の形態から把握される原理及び思想を、様々な方式の無線システムに適用することができる。
＜実施形態１＞
図１は、本実施形態における無線通信システムの構成を示すブロック図である。無線通信システムは、コアネットワーク１００、制御装置２００、無線装置３００−１（無線装置＃１）、無線装置３００−２（無線装置＃２）、無線端末４００−１（無線端末＃１）、無線端末４００−２（無線端末＃２）、および、無線端末４００−３（無線端末＃３）を備えている。なお、無線装置３００−１、３００−２の区別が不要な場合には、単に無線装置３と表記することとする。無線端末４００−１、４００−２、４００−３に関しても同様に、区別が不要な場合には無線端末４と表記する。また、図１に示す無線通信システムでは無線装置３を２つ備えているが、無線装置３の数はこれに限定されない。無線端末４についても同様にその数は限定されない。また、ここでは一つの例として無線端末としているが、中継能力を持った無線装置でもよい。
制御装置２００と無線装置３は物理的に離れた位置に設けられ、伝送路３０を介して接続される。伝送路３０は、光ファイバ、メタルケーブル、無線伝搬路といった情報伝送に使用される媒体である。無線装置３と無線端末４は無線伝搬路を介して接続される。
制御装置２００は、センター無線信号処理部２１０、および、伝送路インターフェース２２０（伝送路ＩＦ）を備えている。伝送路インターフェース２２０は、伝送路３０を介して無線装置３と通信するために、伝送路３０の規格に対応した処理を行う。
無線装置３は、伝送路インターフェース３１０（伝送路ＩＦ（Interface））、リモート無線信号処理部３２０、無線送受信部３３０、および、アンテナ３４０を備えている。
無線端末４は、アンテナ、および、無線送受信部を備えている。
図２に示すように、本実施形態におけるリモート無線信号処理部３２０は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部３２６、伝搬路応答推定部３２７、符号化部３２１、変調部３２２、アンテナマッピング部３２３、リソースマッピング部３２４、および、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部３２５を備えている。
センター無線信号処理部２１０は、スケジューリング部２１４、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）層処理部２１１、ＲＬＣ（Radio Link Control）層処理部２１２、および、ＭＡＣ（Media Access Control）層処理部２１３を備えている。なお、ここでは一例として、各層の処理部をセンター無線信号処理部２１０内に記載しているが、リモート無線信号処理部３２０内に存在してもよい。
無線装置３の無線送受信部３３０は、アンテナ３４０を介して無線端末から受信した、参照信号等を含む無線信号をベースバンド信号に変換し、ＦＦＴ部３２６へと出力する。
ＦＦＴ部３２６は、無線送受信部３３０から入力されたベースバンド信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）し、伝搬路応答推定部３２７に出力する。なお、ＦＦＴ部３２６と無線送受信部３３０の間では、サイクリック・プレフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）の除去を行う（図示せず）。
伝搬路応答推定部３２７は、ＦＦＴ部３２６から入力された信号と無線端末４が送信した無線装置３側で既知の参照信号とを用いて、無線端末４と無線装置３との間の伝搬路応答を推定し、推定値を伝送路インターフェース３１０、伝送路３０、伝送路インターフェース２２０を介してセンター無線信号処理部２１０のスケジューリング部２１４とアンテナマッピング部３２３に出力する。ただし、伝搬路応答の推定の対象となる無線端末４は無線装置３と通信する無線端末に限定されず、他の無線装置と通信する無線端末に対する伝搬路応答を推定してもよい。また、出力する推定値は時間方向や周波数方向に平均化したものでもよい。なお、端末が参照信号を用いて伝搬路応答を推定し、無線装置に伝搬路応答を送信してもよい。
伝送路インターフェース３１０は、伝送路３０を介して制御装置２００と通信するために、伝送路３０の規格に対応した処理を行う。
スケジューリング部２１４は、リモート無線信号処理部３２０の伝搬路応答推定部３２７から入力された伝搬路応答の推定値を用いて、無線端末４に無線リソースや変調符号化方式（ＭＣＳ：Modulation Coding Scheme）を割り当て、その割り当て情報をＲＬＣ層処理部２１２、ＭＡＣ層処理部２１３、符号化部３２１、変調部３２２、アンテナマッピング部３２３、リソースマッピング部３２４に出力する。
ＰＤＣＰ層処理部２１１は、コアネットワーク１００から送られたユーザデータに圧縮、暗号化などの処理を施してＲＬＣ層処理部２１２に出力する。
ＲＬＣ層処理部２１２は、ＰＤＣＰ層処理部２１１から入力されたデータをバッファリングし、スケジューリング部２１４からの要求に合わせてバッファリングされたデータを分割・結合してＭＡＣ層処理部２１３に出力する。
ＭＡＣ層処理部２１３は、ＲＬＣ層処理部２１２から送られたデータや制御情報などをスケジューリング部２１４からの要求に合わせて多重し、伝送路インターフェース２２０、伝送路３０、伝送路インターフェース３１０を介してリモート無線信号処理部３２０の符号化部３２１に出力する。
符号化部３２１は、伝送路インターフェース２２０、伝送路３０、伝送路インターフェース３１０を介してＭＡＣ層処理部２１３から入力されたデータを、スケジューリング部２１４から送られた情報に基づいて符号化し、変調部３２２に出力する。
変調部３２２は、符号化部３２１から入力されたデータを、スケジューリング部２１４から送られた情報に基づいて変調信号に変換し、アンテナマッピング部３２３に出力する。
アンテナマッピング部３２３は、スケジューリング部２１４から入力された情報と伝搬路応答推定部３２７から入力された伝搬路応答の推定値を用いて、変調信号に乗算する重み係数を計算する。アンテナマッピング部３２３は、算出された重み係数を変調部３２２から入力された変調信号に乗算し、空間多重する信号を重み係数の乗算後に加算して、リソースマッピング部３２４に出力する。
リソースマッピング部３２４は、スケジューリング部２１４から入力された情報に基づいて、アンテナマッピング部３２３から入力された信号を無線リソースにマッピングし、ＩＦＦＴ部３２５に出力する。
ＩＦＦＴ部３２５は、リソースマッピング部３２４から入力された信号に対して逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）を施し、無線送受信部３３０に出力する。なお、ＩＦＦＴ部３２５と無線送受信部３３０の間ではサイクリック・プレフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）の付加を行う（図示せず）。
無線送受信部３３０は、ＩＦＦＴ部３２５から伝送されたベースバンド信号をキャリア周波数帯の無線信号に変換し、アンテナ３４０を介して無線信号を送信する。
図３に示すように、本実施形態における無線装置３は、以下の動作Ｓ１０１〜動作Ｓ１１０を行う。
まず、無線装置３が無線端末４に参照信号要求を送信する（動作Ｓ１０１）。無線装置３は無線端末４から参照信号を受信する（動作Ｓ１０２）。無線装置３は、伝搬路応答推定部３２７が無線装置３と無線端末４との間の伝搬路の伝搬路応答（伝達関数またはインパルス応答など）を推定する（動作Ｓ１０３）。無線装置３は、伝搬路応答の推定値を制御装置２００に送る（動作Ｓ１０４）。ただし、伝送する伝搬路応答の推定値は推定したすべての無線端末に対するものでなくてもよい。例えば、無線装置３の通信相手でない無線端末に対しては、伝搬路応答の利得が大きい無線端末に限定してもよい。また、伝搬路応答の推定値を伝送すべき無線端末を制御装置２００が指示し、その指示に基づいて伝搬路応答の推定値を伝送する無線端末を限定してもよい。
制御装置２００のスケジューリング部２１４は、無線装置３から送られた伝搬路応答の推定値を用いて、端末の組み合わせ、空間多重、変調符号化方式などの無線リソース割り当てを行う（動作Ｓ１０５）。制御装置２００のセンター無線信号処理部２１０は、ユーザデータに圧縮、暗号化などの処理を施したデータをバッファリングし、動作Ｓ１０５のスケジューリング結果に基づいて、スケジューリング部２１４からの要求に合わせてバッファリングされたデータを分割・結合し、送信データを生成する（動作Ｓ１０６）。制御装置２００は、動作Ｓ１０５のスケジューリング結果（端末の組み合わせ、レイヤ数、ＭＣＳなど）を無線装置３に送る（動作Ｓ１０７）。また、動作Ｓ１０６で生成した送信データや制御情報などをスケジューリング部２１４からの要求に合わせて多重し無線装置３に送る（動作Ｓ１０８）。
無線装置３のリモート無線信号処理部３２０は、動作Ｓ１０７で送られたスケジューリング情報に基づいて、動作Ｓ１０８で送られた送信データに対して符号化、変調、ウェイトの生成、マッピング等を行い、ベースバンド信号を生成する（動作Ｓ１０９）。無線装置３の無線送受信部３３０は、動作Ｓ１０９で生成されたベースバンド信号から無線信号を生成し、アンテナ３４０を介して送信する（動作Ｓ１１０）。
図４〜図７に示すように、本実施形態における前記動作Ｓ１０５のスケジューリングの詳細な動作を説明する。
本実施形態におけるスケジューリング部２１４は、まず、複数の無線端末の中から通信する無線端末を選択する（動作Ｓ５０１〜Ｓ５０４）。図５に示すように、端末の選択について説明する。
まず、選択可能なＲＢＧ（Resource Block Group）からあるＲＢＧを選択する（動作Ｓ５０１）。なお、ＲＢ（Resource Block）について、ＬＴＥ（Long Term Evolution）では、１５ｋＨｚ間隔で隣接する１２個のサブキャリア（１８０ｋＨｚ）を１つのブロックとして分け、これをＲＢと呼んでいるがこれに限定されない。
続いて、すべての端末組み合わせにおいて優先度を算出する（動作Ｓ５０２）。なお、選択済み無線端末との伝搬路の相関を計算し、相関の低いいくつかの無線端末に対してのみ優先度を算出してもよい。また、各無線端末の選択頻度を計算し、選択頻度の低いいくつかの無線端末に対してのみ優先度を算出してもよい。優先度の算出方法は後述する。
優先度が規定に達している端末の組み合わせを、選択したＲＢＧに割り当てる（動作Ｓ５０３）。ここで規定に達しているとは、例えば優先度が最大になる端末組み合わせでもよいし、各端末が最低レートを満たすという条件下において全体の優先度が最大となる組み合わせでもよい。また、事前に設定した閾値などと比較してもよい。
すべてのＲＢＧに端末を割り当てたら、次のステップへ進む（動作Ｓ５０４）。
動作Ｓ５０１〜Ｓ５０４で選択された無線端末の各々に対してレイヤ数を選択する（動作Ｓ６０１〜Ｓ６０４）。ここで、レイヤ数はアンテナマッピング３２３において異なる重み係数を乗算する変調信号の数、つまり空間多重される変調信号の数を意味する。なお、以下の説明を簡単化するために、レイヤ数と符号化の単位であるコードワードの数とが同一であるものとする。なお、端末の選択とレイヤ数の選択は同時に行ってもよい。
図６に示すように、レイヤ数の選択について説明する。
まず、あるＲＢＧに割り当てられた端末を選択する（動作Ｓ６０１）。選択した端末において、選択可能なすべてのレイヤ数で優先度を計算する（動作Ｓ６０２）。算出した優先度が規定に達しているレイヤ数を、選択した端末に割り当てる（動作Ｓ６０３）。ここで、規定に達しているとは、例えば、優先度が最大になるレイヤ数でもよいし、各端末が最低レートを満たすという条件下において優先度が最大となるレイヤ数としてもよい。また事前に設定した閾値などと比較してもよい。
すべてのＲＢＧにレイヤ数を割り当てたら、次のステップへ進む（動作Ｓ６０４）。
最後に、図７に示すように、各ＲＢＧにおける各端末の各レイヤに対応するＭＣＳを選択する（動作Ｓ７０１〜Ｓ７０４）。まず、あるＲＢＧに設定されたある端末の各レイヤから、あるレイヤを選択する（動作Ｓ７０１）。
選択したレイヤにおける受信ＳＩＮＲを計算する（動作Ｓ７０２）。ただし、計算するＳＩＮＲを１つに限定する必要はなく、ＲＢＧに含まれる複数のＲＢごとにＳＩＮＲを計算してもよい。なお、ＳＩＮＲの計算方法は後述する。
算出したＳＩＮＲに基づき、ＭＣＳを選択する（動作Ｓ７０３）。ＭＣＳごとに所定の品質（例えば、パケット誤り率が０．１）を満たすＳＩＮＲの値を設定しておき、計算した平均ＳＩＮＲが所定の品質を満たすＳＩＮＲの値よりも大きいという条件下で最大のＭＣＳを選択すればよい。なお、平均ＳＩＮＲと所定の品質を満たすＳＩＮＲとを比較する際には、平均ＳＩＮＲにオフセット値を付加してもよい。オフセット値は、一定の値でもよいし、例えば、通信の成否に応じて逐次変更してもよい。
すべてのＲＢＧにおいて、設定された端末のすべてのレイヤにＭＣＳを設定したら次のステップへ進む（動作Ｓ７０４）。
リソースの割り当てを行うために、優先順位を表す値を用いる方法が一般的である。優先度が高いということは、その集合の中で最適な組み合わせとなることを示す。優先度Mkは、例えばＭａｘ−Ｃ／Ｉ規範やＰＦ（Proportional Fairness）規範などにより計算される。
Ｍａｘ−Ｃ／Ｉ規範の場合には、選択端末の集合Ｕｓ（ｎ）に含まれる無線端末と端末番号ｋの無線端末に対して、受信ＳＩＮＲを推定し、推定したＳＩＮＲをシャノン容量の理論式により瞬時レートに変換し、その瞬時レートの和をＭｋとする。
ＰＦ規範は、対象となる移動局の平均スループットに対する瞬時スループットの比率で無線リソースの割当が行われる。ＰＦ規範の場合には、瞬時レートの和ではなく、瞬時レートを平均レートで割った値の和をＭｋとする。
なお、Ｍｋの計算規範はステージごとに変更してもよい。また、相関の低い端末の組合せを優先的に選択するために、端末間の伝搬路の相関値の逆数をＭｋとしてもよい。
先に述べた、優先度を算出するために用いるパラメータ、受信ＳＩＮＲの算出方法として３つの例を挙げる。
第１の例では、無線装置３から入力された、伝搬路応答を用いて送信ウェイト（Transmit Weight/Transmission Weight）（変調信号に乗算する重み係数）と受信ウェイト（受信信号に乗算する重み係数）とを生成し、それらを用いてＳＩＮＲを推定する。
第２の例では、無線装置３から入力された、伝搬路応答に行列演算処理を施して生成されるレイヤごとの伝搬路応答ベクトルを用いてＳＩＮＲを推定する。
第３の例では、無線装置３から入力された、レイヤごとの伝搬路応答ベクトルから算出される端末間の伝搬路の相関を用いてＳＩＮＲを推定する。それぞれ次に示す（１）、（３）、（６）のような式で表される。
まず、受信ＳＩＮＲの算出方法の第１の例である、ウェイトを用いる方法を説明する。例として、第ｋ無線端末の第ｌレイヤのＳＩＮＲを推定する場合を考える。ＮＲを無線端末４が備えるアンテナ数、ＮＴ（≧ＮＲ）を無線装置３が備えるアンテナ数とする。無線装置３から入力された、無線装置３と第ｋ無線端末間の伝搬路応答の推定値を要素とするＮＲ×ＮＴ伝搬路応答行列をＨｋとする。第ｋ無線端末の第ｌレイヤに対するＮＴ次元送信ウェイトベクトルをｗＴｘ，ｋ，ｌ、ＮＲ次元受信ウェイトベクトルをｗＲｘ，ｋ，ｌとする。送信電力をＰｋ，ｌ、他セル干渉電力をσＩ ２（ｋ，ｌ）とする。無線装置が選択した端末の集合をＵｓ、雑音電力をσｎ ２とする。第ｋ無線端末の第ｌレイヤの受信ＳＩＮＲγｋ，ｌは、次式（１）で推定される。ただし、Ｈはエルミート転置を表す。
Figure 2017073711
次に、式（１）で用いられているパラメータ送信ウェイトベクトルｗＴｘ，ｋ，ｌの算出方法を説明する。送信ウェイトベクトルｗＴｘ，ｋ，ｌはスケジューリング部２１４がＨｋを用いて所定の規範により生成する。例えば、ＭＲＴ（Maximum Ratio Transmission）、ＺＦ（Zero Forcing）、ＳＬＮＲ（Signal to Leakage plus Noise Ratio）といった規範が用いられる。
ここでは例として、ＺＦ規範による生成方法について説明する。ＳＩＮＲの推定の対象となるＲＢＧに端末番号１からＫ’までのＫ’個の無線端末４が選択されているとし、Ｋ’個の無線端末４に対する伝搬路応答行列を結合した（Ｋ’ＮＲ）×ＮＴ伝搬路応答行列ＨをＨＨ＝（Ｈ１ Ｈ・・・ＨＫ’ Ｈ）とする。各無線端末の送信ウェイトベクトルを結合したＮＴ×（Ｋ’ＮＲ）送信ウェイト行列ＷＴｘがＷＴｘ＝ＨＨ（Ｈ・ＨＨ）−１により生成される。
このＷＴｘの中にはＫ’個の無線端末の各々に対してＮＲ個の送信ウェイトベクトルが含まれている。第ｋ無線端末の第ｌレイヤの送信ウェイトベクトルｗＴｘ，ｋ，ｌは、ＷＴｘに含まれる第ｋ無線端末の送信ウェイトベクトルの中で送信ウェイトベクトルと伝搬路応答行列Ｈｋとの積の大きさがｌ番目に大きい送信ウェイトベクトルを選択すればよい。
続いて、式（１）で用いられているパラメータ、受信ウェイトベクトルｗＲｘ，ｋ，ｌの算出方法を説明する。受信ウェイトベクトルｗＲｘ，ｋ，ｌはＨｋとｗＴｘ，ｋ，ｌを用いて所定の規範により生成される。例として、ＭＲＣ（Maximum Ratio Combining）規範を用いた場合には以下の式（２）により生成される。
Figure 2017073711
式（１）で用いられているパラメータ、送信電力Ｐｋ，ｌの算出方法を説明する。送信電力Ｐｋ，ｌの設定には、例えば、選択したＫ’個の無線端末の各レイヤに等電力を割り当てる方法や、全レイヤの合計電力が一定という条件の下で送信ウェイトベクトルと伝搬路応答行列との積の大きさに応じた値を割り当てる方法等が用いられる。
なお、式（１）における右辺の分母の第１項は、第ｋ無線端末の第ｌレイヤ宛を除く信号が第ｋ無線端末に与える干渉電力である。この干渉電力の大きさは送信ウェイトベクトルの生成規範に依存する。例えば、ＺＦ規範で生成する場合には干渉電力は０となり、式（１）の計算において右辺の分母の第１項を無視することができる。
次に受信ＳＩＮＲの算出方法の第２の例として、レイヤごとの伝搬路応答ベクトルを用いる方法を説明する。例として、第ｋ無線端末の第ｌレイヤの受信ＳＩＮＲγｋ，ｌは、第ｋ無線端末の第ｌレイヤの伝搬路応答ベクトルｇｋ，ｌを用いて次式（３）により推定される。ただし、Ｔは転置を表す。
Figure 2017073711
式（３）で用いられているパラメータ、各レイヤの伝搬路応答ベクトルｇｋ，ｌの算出方法を説明する。ｋ無線端末の第ｌレイヤのＮＴ次元伝搬路応答ベクトルｇｋ，ｌは次式(４)により表される。
Figure 2017073711
ただし、＊は複素共役を表す。ｖｋ，ｌは正規直交基底を成すため、式(４)により生成されたｇｋ，ｌはレイヤ間で互いに直交する。つまり、ｇｋ，ｌとｇｋ，ｌ’（ｌ≠ｌ’）の内積は０となる。各レイヤの伝搬路応答ベクトルを求めるために、伝搬路応答行列に対して特異値分解または固有値分解を施してλ及びvが生成される。
式（４）で用いられているパラメータλ及びvについて特異値分解を用いて算出する方法を説明する。無線装置と第ｋ無線端末間の伝搬路応答の推定値を要素とするＮＲ×ＮＴ伝搬路応答行列Ｈｋは次式(５)のように表せる。
Figure 2017073711
ただし、Ｕｋは左特異ベクトルｕｋ，ｌ（ｌ＝１，．．．，ＮＲ）を列ベクトルに持つＮＲ×ＮＲユニタリ行列である。Ｖｋは右特異ベクトルｖｋ，ｌ（ｌ＝１，．．．，ＮＴ）を列ベクトルに持つＮＴ×ＮＴユニタリ行列である。Σは対角成分にＨｋの特異値（固有値λｋ，ｌ（ｌ＝１，．．．，ＮＲ）の平方根）を持ち、非対角成分が０のＮＲ×ＮＴ行列である。なお、特異値（および固有値）の添え字の番号は値の大きい順に付けられているものとする。
続いて、固有値分解を用いる場合を説明する。ＮＴ×ＮＴ行列Ｈｋ ＨＨｋに固有値分解を適用して固有値λｋ，ｌと固有ベクトルｖｋ，ｌを算出する。なお、特異値分解または固有値分解を行う前に、ＨｋまたはＨｋ ＨＨｋに対して時間・周波数方向の平均化処理を行ってもよい。
受信ＳＩＮＲの算出方法の第３の例として、伝搬路の利得と相関（Channel Gain/Channel Correlation）を用いる方法を説明する。例として、第ｋ無線端末の第ｌレイヤの受信ＳＩＮＲγｋ，ｌは、第ｋ無線端末の第ｌレイヤの伝搬路応答ベクトルｇｋ，ｌと、伝搬路の利得を示す係数αｋ，ｌを用いて次式(６)で推定される。各レイヤの伝搬路応答ベクトルｇｋ，ｌの生成方法については、式（５）に記載の方法同様のため省略する。
Figure 2017073711
式（６）で用いられているパラメータ、伝搬路の利得を示す係数αｋ，ｌを生成する方法について、説明する。例としてＺＦ規範の場合と、空間的に多重するレイヤ数の多い場合の２種類の算出方法を示す。
まず、ＺＦ規範の場合には空間的に多重された複数無線端末宛の信号が互いに干渉しないように送信ウェイトベクトルを生成するので、その分だけ所望信号の利得は劣化する。αｋ，ｌはその影響を加味した正規化された利得であり、次式（７）により計算される。
Figure 2017073711
式（６）を導出するために用いられるパラメータ、第ｋ無線端末の第ｌレイヤと第ｋ’無線端末の第ｌ’レイヤとの間の伝搬路の相関ρ（ｋ，ｌ）（ｋ’，ｌ’）を算出する方法を説明する。第ｋ無線端末の第ｌレイヤの伝搬路応答ベクトルｇｋ，ｌと第ｋ’無線端末の第ｌ’レイヤの伝搬路応答ベクトルｇｋ’，ｌ’とを用いて、次式（８）により計算される。
Figure 2017073711
式（７）のαｋ，ｌの導出方法について説明する。端末番号１からＫ’までのＫ’個の無線端末４が選択されているとき、各無線端末の伝搬路応答行列を結合したＬ×ＮＴ伝搬路応答行列Ｇは次式（９）のように表せる。
Figure 2017073711
式（９）のようにＧは、対角成分が各レイヤの伝搬路応答ベクトルのノルムで非対角成分が０のＬ×Ｌ行列Ｄと、正規化された各レイヤの伝搬路応答ベクトルから構成されるＬ×ＮＴ行列Ｇ’との積で表される。ＺＦ規範適用時のＮＴ×Ｌ送信ウェイト行列ＷＴｘは次式（１０）のように表せる。
Figure 2017073711
式（１０）におけるＧ’とＧ’Ｈの積は対角成分が１で非対角成分が式（８）から計算される２つのレイヤ間の伝搬路の相関となる。Ｇ’とＧ’Ｈの積の逆行列は余因子行列を用いて求めることができ、その逆行列の要素はレイヤ間の伝搬路の相関を用いて表せる。式（１０）から導出される送信ウェイトベクトルを用いて式（３）の右辺の分子を計算し、式（６）の右辺の分子と比較することで、式（７）のαｋ，ｌを導出することができる。
ただし、式（７）においてはレイヤ間の伝搬路の相関の４次以上の項を無視している。αｋ，ｌの計算式は式（７）に限定されず、レイヤ間の伝搬路の相関の４次以上の項を考慮してもよいし、３次の項を無視する形でもよい。
続いて、空間的に多重するレイヤ数（信号数）が多い場合には、レイヤ間の伝搬路の相関の高次の項を無視することで式（７）を用いたαｋ，ｌの推定精度は劣化する。特に式（７）の右辺第２項の分母の値が小さいときにαｋ，ｌの値が真値から大きくずれ得る。そこで、次式（１１）によりαｋ，ｌを導出してもよい。
Figure 2017073711
式（７）を用いた場合に比べて、レイヤ数が少ないときには推定精度が落ちるものの、レイヤ数が多いときの大きな推定精度の劣化を回避することができる。
なお、各項の係数を１としているがこれには限定されない。また、レイヤ間の伝搬路の相関の３次以上の項を考慮してもよい。
受信ＳＩＮＲを算出する方法の第１の例のウェイトを用いる場合における、他セル干渉電力を示すσＩ ２（ｋ，ｌ）を算出する方法として３つの例を挙げる。
第１の例では、干渉源となる無線装置と第ｋ無線端末との間の伝搬路応答、干渉源となる無線装置が適用する送信ウェイトベクトル（行列）を用いる。
第２の例では、無線端末４から無線装置３を介してスケジューリング部２１４に報告されるチャネル品質指標（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）を用いる。
第３の例では、無線端末４から無線装置３を介して制御装置２に報告される各セルに対する参照信号の受信電力（ＲＳＲＰ：Reference Signal Received Power）を用いる。それぞれ次に示す式（１２）〜（１４）で表される。
まず、第１の例である、送信ウェイトベクトルを用いてセル干渉電力を示すσＩ ２（ｋ，ｌ）を算出する方法について説明する。第ｋ端末が通信する無線装置の番号をｊ、干渉源となる他の無線装置の番号をｊ’、第ｊ’無線装置が選択した無線端末の集合をＵｓ，ｊ’とし、第ｊ’無線装置と第ｋ無線装置との間の伝搬路応答行列をＨｊ’，ｋ、第ｊ’無線装置と通信する第ｋ’無線端末の第ｌ’レイヤに対応する送信ウェイトベクトルをｗＴｘ，ｊ’，ｋ’，ｌ’、送信電力をＰｊ’，ｋ’，ｌ’とすると、σＩ ２（ｋ，ｌ）は次式（１２）により計算される。
Figure 2017073711
続いて第２の例としてＣＱＩを用いてセル干渉電力を示すσＩ ２（ｋ，ｌ）を算出する方法を説明する。無線端末４は無線装置３が送信した既知の信号（参照信号）を用いてＳＩＮＲを測定し、それとＣＱＩ番号ごとに設定されたＳＩＮＲのしきい値とを比較してＣＱＩ番号を決定し、無線装置３を介してスケジューリング部２１４にその番号を報告する。第ｋ無線端末が報告するＣＱＩをＣＱＩｋ、ＣＱＩをＳＩＮＲに変換する関数をｆ（）、他セル干渉電力の補正係数をμとすると、σＩ ２（ｋ，ｌ）は次式（１３）により計算される。なお、補正係数μの値は一定でもよいし、通信の成否に応じて適応的に変更してもよい。
Figure 2017073711
第３の例として、ＲＳＲＰを用いてセル干渉電力を示すσＩ ２（ｋ，ｌ）を算出する方法を説明する。第ｋ無線端末が通信する無線装置の番号をｊ、第ｋ無線端末における第ｊ無線装置のＲＳＲＰをＲＳＲＰｊ、とすると、σＩ ２（ｋ，ｌ）は次式（１４）、（１５）により計算される。
Figure 2017073711
Figure 2017073711
その他のＳＩＮＲ算出方法を用いた場合の他セル干渉電力を示すσＩ ２（ｋ，ｌ）を算出する方法を説明する。式（１２）、（１３）、（１４）に示されている干渉電力を計算する式は、ＳＩＮＲを算出する方法によって適宜構成を変えることができる。例えば、以下の計算式(１６)、(１７)、(１８)、(１９)、(２３)、(２４)のように変形することができる。
まず、ＳＩＮＲを推定する際に、レイヤごとの直交した伝搬路応答を用いる場合の、他セル干渉電力を示すσＩ ２（ｋ，ｌ）を算出する方法を説明する。
第１の例として、他セル干渉電力を示すσＩ ２（ｋ，ｌ）の推定に、送信ウェイトベクトルを用いた場合を説明する。第ｋ端末が通信する無線装置の番号をｊ、干渉源となる他の無線装置の番号をｊ’、第ｊ’無線装置が選択した無線端末の集合をＵｓ，ｊ’とし、第ｊ’無線装置と第ｋ無線装置の第ｌレイヤとの間の伝搬路応答ベクトルをｇｊ’，ｋ，ｌ、第ｊ’無線装置と通信する第ｋ’無線端末の第ｌ’レイヤに対応する送信ウェイトベクトルをｗＴｘ，ｊ’，ｋ’，ｌ’、送信電力をＰｊ’，ｋ’，ｌ’とすると、σＩ ２（ｋ，ｌ）は次式（１６）により計算される。
Figure 2017073711
第２の例として、他セル干渉電力を示すσＩ ２（ｋ，ｌ）の推定に、CQIを用いた場合を説明する。第ｋ無線端末が報告するＣＱＩをＣＱＩｋ、ＣＱＩをＳＩＮＲに変換する関数をｆ（）、他セル干渉電力の補正係数をμとすると、σＩ ２（ｋ，ｌ）は次式（１７）により計算される。
Figure 2017073711
なお、補正係数μの値は一定でもよいし、通信の成否に応じて適応的に変更してもよい。
第３の例として、他セル干渉電力を示すσＩ ２（ｋ，ｌ）の推定に、ＲＳＲＰを用いた場合を説明する。第ｋ無線端末が通信する無線装置の番号をｊ、第ｋ無線端末における第ｊ無線装置のＲＳＲＰをＲＳＲＰｊ、とすると、σＩ ２（ｋ，ｌ）は次式（１８）により計算される。
Figure 2017073711
ＳＩＮＲを推定する際に、伝搬路の利得と相関を用いる場合の、他セル干渉電力を示すσＩ ２（ｋ，ｌ）を算出する方法を説明する。
第１の例として、他セル干渉電力を示すσＩ ２（ｋ，ｌ）の推定に、送信ウェイトベクトルを用いる場合を説明する。第ｋ端末が通信する無線装置の番号をｊ、干渉源となる他の無線装置の番号をｊ’、第ｊ’無線装置が選択した無線端末の集合をＵｓ，ｊ’とし、第ｊ’無線装置と第ｋ無線装置の第ｌレイヤとの間の伝搬路応答ベクトルをｇｊ’，ｋ，ｌ、第ｊ’無線装置と通信する第ｋ’無線端末の第ｌ’レイヤに対する送信電力をＰｊ’，ｋ’，ｌ’とすると、σＩ ２（ｋ，ｌ）は次式（１９）により計算される。
Figure 2017073711
前記式に含まれているパラメータβｊ’，（ｋ，ｌ）（ｋ’，ｌ’）は次式（２０）により計算される。
Figure 2017073711
なお、式（２０）においてはレイヤ間の伝搬路の相関の４次以上の項を無視している。βｊ’，（ｋ，ｌ）（ｋ’，ｌ’）の計算式は式（２０）に限定されず、レイヤ間の伝搬路の相関の４次以上の項を考慮してもよいし、３次の項を無視する形でもよい。
また、第ｊ’無線装置における第ｋ無線端末の第ｌレイヤと第ｋ’無線端末の第ｌ’レイヤとの間の伝搬路の相関ρｊ’，（ｋ，ｌ）（ｋ’，ｌ’）は、第ｋ無線端末の第ｌレイヤの伝搬路応答ベクトルｇｊ’，ｋ，ｌと第ｋ’無線端末の第ｌ’レイヤの伝搬路応答ベクトルｇｊ’，ｋ’，ｌ’とを用いて、次式（２１）により計算される。
Figure 2017073711
空間的に多重するレイヤ数（信号数）が多い場合には、レイヤ間の伝搬路の相関の高次の項を無視することで、式（２０）で導出したβｊ’，（ｋ，ｌ）（ｋ’，ｌ’）の値は真値から大きくずれ得る。そこで、βｊ’，（ｋ，ｌ）（ｋ’，ｌ’）は次式（２２）により導出してもよい。
Figure 2017073711
なお、各項の係数を１としているがこれには限定されない。また、レイヤ間の伝搬路の相関の３次以上の項を考慮してもよい。
第２の例として、他セル干渉電力を示すσＩ ２（ｋ，ｌ）の推定に、CQIを用いる場合を説明する。第ｋ無線端末が報告するＣＱＩをＣＱＩｋ、ＣＱＩをＳＩＮＲに変換する関数をｆ（）、他セル干渉電力の補正係数をμとすると、σＩ ２（ｋ，ｌ）は次式（２３）により計算される。
Figure 2017073711
なお、補正係数μの値は一定でもよいし、通信の成否に応じて適応的に変更してもよい。
第３の例として、他セル干渉電力を示すσＩ ２（ｋ，ｌ）の推定に、ＲＳＲＰを用いる場合を説明する。第ｋ無線端末が通信する無線装置の番号をｊ、第ｋ無線端末における第ｊ無線装置のＲＳＲＰをＲＳＲＰｊ、とすると、σＩ ２（ｋ，ｌ）は次式（２４）により計算される。
Figure 2017073711
ＳＩＮＲ算出に用いられるパラメータ、雑音電力σｎ ２の算出方法を説明する。雑音電力σｎ ２は、ボルツマン定数をｋＢ、絶対温度をＴ、雑音指数をＦ、帯域幅をＷとすると、次式（２５）により計算される。各パラメータの値としては、例えば、Ｔ＝２９０Ｋ、Ｆ＝９ｄＢといった値が用いられる。ＳＩＮＲの計算はサブキャリア単位で行うので、Ｗの値はサブキャリア間隔（ＬＴＥでは１５ｋＨｚ）であればよい。
Figure 2017073711
＜実施形態２＞
本実施形態では、無線装置３が伝搬路応答の推定値を用いてレイヤごとの直交した伝搬路応答（Orthogonal Channel Response）を生成し、それを制御装置２００に送る。
図８に示すように、本実施形態におけるリモート無線信号処理部３２０は、図２に示す第１の実施形態におけるリモート無線信号処理部３２０と比較して、直交伝搬路応答生成部３５１を備えている点が異なる。
直交伝搬路応答生成部３５１は、伝搬路応答推定部３２７から入力された無線装置３と無線端末４との間の伝搬路応答の推定値を用いて、レイヤごとの直交した伝搬路応答を生成し、それをセンター無線信号処理部２１０のスケジューリング部２１４とアンテナマッピング部３２３に出力する。なお、レイヤごとの直交した伝搬路応答を生成する対象となる無線端末は無線装置３が通信する無線端末に限定されず、他の無線装置が通信する無線端末に対してレイヤごとの伝搬路応答を生成してもよい。
その他の構成は、他の実施形態と同様である。
図９に示すように、本実施形態における無線装置３は、図３に示す第１の実施形態における無線装置３と比較して、直交伝搬路応答生成部３５１が伝搬路応答の推定値を用いてレイヤごとの直交した伝搬路応答を生成し（動作Ｓ９０１）、生成したレイヤごとの直交した伝搬路応答を制御装置２００に伝送する（動作Ｓ９０２）。
動作Ｓ９０１におけるレイヤごとの直交した伝搬路応答の生成方法は、第１の実施形態の式（４）を用いた方法と同様である。つまり、伝搬路応答の推定値を要素とする伝搬路応答行列の特異値分解により生成される特異値と右特異ベクトル、または伝搬路応答行列のエルミート転置と伝搬路応答行列との積の固有値分解により生成される固有値と固有ベクトルを用いて、式（４）によりレイヤごとの直交した伝搬路応答を生成する。なお、特異値分解または固有値分解を行う前に、伝搬路応答行列または伝搬路応答行列のエルミート転置と伝搬路応答行列との積に対して時間・周波数方向の平均化処理を行ってもよい。
動作Ｓ９０２では、レイヤごとの直交した伝搬路応答ベクトルそのものでなく、そのベクトルノルムとノルムで正規化した伝搬路応答ベクトルとに分けた形で制御装置２００に伝送してもよい。また、動作Ｓ９０１で生成したすべての直交した伝搬路応答を伝送しなくてもよく、伝搬路応答ベクトルのノルムに基づいて伝送する伝搬路応答を限定してもよい。また、制御装置２００からの指示に基づいて伝送する伝搬路応答を限定してもよい。
動作Ｓ９０１、Ｓ９０２以外の動作は第１の実施形態と同様である。ただし、動作Ｓ１０５のスケジューリングにおけるＳＩＮＲの推定方法としては、第１の実施形態で示した第２または第３の例が用いられる。
以上のように本実施形態では、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送をＣ−ＲＡＮ構成で用いる際に、無線装置に参照信号を基に直交伝搬路応答を生成する直交伝搬路応答生成部を備え、制御装置が無線装置から受信した直交伝搬路応答を用いてスケジューリングを行う構成をとっている。そのため、無線装置から伝搬路応答推定を制御装置に送信する構成に比べ、フロントホールの通信量を削減することができる。
＜実施形態３＞
本実施形態では、無線装置３が各無線端末の各レイヤの伝搬路の利得と異なる端末のレイヤ間の伝搬路の相関とを計算し、それらを制御装置２００に送る。
図１０に示すように、本実施形態におけるリモート無線信号処理部３２０は、図８に示す第２の実施形態におけるリモート無線信号処理部３２０と比較して、伝搬路利得・相関計算部３５２を備えている点が異なる。
伝搬路利得・相関計算部３５２は、直交伝搬路応答生成部３５１から入力された、無線装置３と無線端末４との間のレイヤごとの直交した伝搬路応答を用いて、各レイヤの伝搬路の利得と異なる端末のレイヤ間の伝搬路の相関とを計算し、それらをセンター無線信号処理部２１０のスケジューリング部２１４に出力する。なお、各レイヤの伝搬路の利得と異なる端末のレイヤ間の伝搬路の相関とを計算する対象となる無線端末は、無線装置３が通信する無線端末に限定されず、他の無線装置が通信する無線端末に対して各レイヤの伝搬路の利得と異なる端末のレイヤ間の伝搬路の相関とを計算してもよい。また、伝搬路利得・相関計算部３５２が計算する利得と相関は、各レイヤの伝搬路の利得と異なる端末のレイヤ間の伝搬路の相関とに限定されず、伝搬路応答推定部３２７が出力する伝搬路応答の推定値を用いて、各無線端末の伝搬路の利得と異なる端末間の伝搬路の相関とであってもよい。
その他の構成は他の実施形態と同様である。
図１１に示すように、本実施形態における無線装置３は、図９に示す第２の実施形態における無線装置３と比較して、伝搬路利得・相関計算部３５２がレイヤごとの直交した伝搬路応答を用いて各レイヤの伝搬路の利得と異なる端末のレイヤ間の伝搬路の相関とを計算し（動作Ｓ１１０１）、算出した各レイヤの伝搬路の利得とレイヤ間の伝搬路の相関とを制御装置２００に伝送する（動作Ｓ１１０２）。動作Ｓ１１０１において、各レイヤの伝搬路の利得は、レイヤごとの直交した伝搬路応答ベクトルのノルムとして計算される。レイヤ間の伝搬路の相関は、レイヤごとの直交した伝搬路応答を用いて第１の実施形態における式（７）から計算される。
動作Ｓ１１０２において、動作Ｓ１１０１で計算されたすべての伝搬路の利得と端末間の伝搬路の相関とを伝送しなくてもよく、伝搬路の利得や端末間の伝搬路の相関の値に基づいて伝送するものを限定してもよい。また、制御装置２００からの指示に基づいて伝送する伝搬路の利得と端末間の伝搬路の相関とを限定してもよい。
動作Ｓ１１０１、Ｓ１１０２以外の動作は第２の実施形態と同様である。ただし、動作Ｓ１０５のスケジューリングにおけるＳＩＮＲの推定方法としては、第１の実施形態で示した第３の例が用いられる。
以上のように本実施形態では、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送をＣ−ＲＡＮ構成で用いる際に、無線装置に参照信号を基に各無線端末の各レイヤの伝搬路利得と、異なる端末のレイヤ間の伝搬路相関を計算する、伝搬路利得・相関生成部を備え、制御装置が無線装置から受信した伝搬路利得と相関を用いてスケジューリングを行う構成をとっている。そのため、無線装置から直交伝搬路応答を制御装置に送信する構成に比べ、フロントホールの通信量を削減することができる。
＜実施形態４＞
本実施形態では、無線装置３が伝搬路応答の推定値を用いて送信ウェイト行列を生成し、制御装置２００に送る。
図１２に示すように、本実施形態におけるリモート無線信号処理部３２０は、図２に示す第１の実施形態におけるリモート無線信号処理部３２０と比較して、送信ウェイト生成部３６１を備える点が異なる。送信ウェイト生成部３６１は、伝搬路応答推定部３２７から入力された無線装置３と無線端末４との間の伝搬路応答の推定値を用いて、送信ウェイト行列を生成し、それをセンター無線信号処理部２１０のスケジューリング部２１４に出力する。
なお、第２の実施形態における直交伝搬路応答部３５１をリモート無線信号処理部３２０に備え、レイヤごとの直交した伝搬路応答を用いて送信ウェイト行列を生成してもよい。
その他の構成は他の実施形態と同様である。
図１３に示すように、本実施形態における無線装置３は、図３に示す第１の実施形態における無線装置３と比較して、送信ウェイト生成部３６１が伝搬路応答の推定値を用いて送信ウェイトを生成し（動作Ｓ１３０１）、生成した送信ウェイトを制御装置２００に伝送する（動作Ｓ１３０２）。
動作Ｓ１３０１において、送信ウェイト行列は、端末間の伝搬路の相関や各無線端末の通信頻度などに基づいて選択した、いくつかの無線端末の組合せごとに生成される。送信ウェイトの生成規範としてはＭＲＴ、ＺＦ、ＳＬＮＲなどが用いられる。
動作Ｓ１３０１、Ｓ１３０２以外の動作は第１の実施形態と同様である。
以上のように本実施形態では、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送をＣ−ＲＡＮ構成で用いる際に、無線装置に送信ウェイト生成部を備え、制御装置が無線装置から受信した伝搬路応答推定と送信ウェイトを用いてスケジューリングを行う構成をとっている。そのため、制御装置に送信ウェイトの生成機能を設ける必要がなく、制御装置のコストを削減することができる。
＜その他の実施形態＞
なお、以上に述べた各実施形態における無線装置および制御装置に内包される各機能は図１４に記載しているように装置１０００に含まれるマイクロプロセッサ、回路、トランスミッタ、レシーバ等のうちのコンピュータ装置（プロセッサ）１００１に１又は複数のプログラムを実行させることによって実現してもよい。このプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ媒体は、様々なタイプの実態のある記録媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc）、半導体メモリ、を含む。またプログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、または無線通信路を介してプログラムをコンピュータに供給できる。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
なお、本発明において、下記の形態が可能である。
［形態１］
上記第１の態様に係る無線装置のとおりである。
［形態２］
前記無線装置は、前記無線端末から参照信号を受信する受信部を備え、前記伝搬路応答推定部は、前記参照信号に基づいて伝搬路応答を推定する、形態１に記載の無線装置。
［形態３］
前記伝搬路情報は、前記伝搬路応答よりも情報量が少ない、形態１または２に記載の無線装置。
［形態４］
前記伝搬路情報は、伝搬路応答、直交伝搬路応答、伝搬路利得、伝搬路相関、および、送信ウェイトの少なくともいずれか一つである、形態１ないし３のいずれか一に記載の無線装置。
［形態５］
前記制御装置と物理的に分離され、伝送路を介して前記制御装置に接続される、形態１ないし４のいずれか一に記載の無線装置。
［形態６］
前記無線端末は、前記無線装置またはその他の無線装置と通信する無線端末である、形態１ないし５のいずれか一に記載の無線装置。
［形態７］
前記無線装置は、前記制御装置からスケジューリング情報を受信する受信部を備え、前記スケジューリング情報は、複数の端末へ割り当てられたリソースを空間多重させる情報を含む、形態１ないし６のいずれか一に記載の無線装置。
［形態８］
上記第２の態様に係る制御装置のとおりである。
［形態９］
前記伝搬路応答は、前記無線端末から送信された参照信号に基づいて推定される伝搬路応答である、形態８に記載の制御装置。
［形態１０］
前記伝搬路情報は、前記伝搬路応答よりも情報量が少ない、形態８または９に記載の制御装置。
［形態１１］
前記伝搬路情報は、伝搬路応答、直交伝搬路応答、伝搬路利得、伝搬路相関、および、送信ウェイトのうちの少なくともいずれか一つである、形態８ないし１０のいずれか一に記載の制御装置。
［形態１２］
前記無線装置と物理的に分離され、前記無線装置に伝送路を介して接続される、形態８ないし１１のいずれか一に記載の制御装置。
［形態１３］
前記無線端末は、前記無線装置またはその他の無線装置と通信する無線端末である、形態８ないし１２のいずれか一に記載の制御装置。
［形態１４］
前記スケジューリング情報は、複数の端末に割り当てられたリソースを空間多重させる情報を含む、形態８ないし１３のいずれか一に記載の制御装置。
［形態１５］
上記第３の態様に係る無線通信システムのとおりである。
［形態１６］
前記伝搬路応答は、前記無線端末から受信した参照信号に基づいて推定した伝搬路応答である、形態１５に記載の無線通信システム。
［形態１７］
前記伝搬路情報は、前記伝搬路応答よりも情報量が少ない、形態１５または１６に記載の無線通信システム。
［形態１８］
前記無線装置と前記制御装置は、物理的に分離され、伝送路を介して接続される、形態１５ないし１７のいずれか一に記載の無線通信システム。
［形態１９］
前記無線端末は、前記無線装置またはその他の無線装置と通信する無線端末である、形態１５ないし１８のいずれか一に記載の無線通信システム。
［形態２０］
前記スケジューリング情報は、複数の端末に割り当てられたリソースを空間多重させる情報を含む、形態１５ないし１９のいずれか一に記載の無線通信システム。
３０：伝送路
＜ネットワーク＞
１００：コアネットワーク
＜制御装置＞
２００：制御装置
２２：受信部
２３：送信部
２１０：センター無線信号処理部
２１１：ＰＤＣＰ層処理部
２１２：ＲＬＣ層処理部
２１３：ＭＡＣ層処理部
２１４：スケジューリング部
２２０：伝送路ＩＦ
＜無線装置＞
３、３００−１、３００−２：無線装置
３３：伝搬路情報生成部
３４：送信部
３１０：伝送路ＩＦ
３２０：リモート無線信号処理部
３２１：符号化部
３２２：変調部
３２３：アンテナマッピング部
３２４：リソースマッピング部
３２５：ＩＦＦＴ部
３２６：ＦＦＴ部
３２７：伝搬路応答推定部
３３０：無線送受信部
３４０：アンテナ
３５１：直交伝搬路応答生成部
３５２：伝搬路利得・相関計算部
３６１：送信ウェイト生成部
＜無線端末＞
４、４００−１〜４００−３：無線端末
＜装置＞
１０００：装置
１００１：プロセッサ

Claims (20)

  1. 無線端末と自装置との間の伝搬路応答を推定する伝搬路応答推定部と、
    推定した前記伝搬路応答から伝搬路情報を生成する伝搬路情報生成部と、
    生成した前記伝搬路情報を制御装置に送信する送信部と、を備える、
    ことを特徴とする無線装置。
  2. 前記無線装置は、前記無線端末から参照信号を受信する受信部を備え、
    前記伝搬路応答推定部は、前記参照信号に基づいて伝搬路応答を推定する、
    請求項１に記載の無線装置。
  3. 前記伝搬路情報は、前記伝搬路応答よりも情報量が少ない、
    請求項１または２に記載の無線装置。
  4. 前記伝搬路情報は、伝搬路応答、直交伝搬路応答、伝搬路利得、伝搬路相関、および、送信ウェイトの少なくともいずれか一つである、
    請求項１ないし３のいずれか１項に記載の無線装置。
  5. 前記制御装置と物理的に分離され、伝送路を介して前記制御装置に接続される、
    請求項１ないし４のいずれか１項に記載の無線装置。
  6. 前記無線端末は、前記無線装置またはその他の無線装置と通信する無線端末である、
    請求項１ないし５のいずれか１項に記載の無線装置。
  7. 前記無線装置は、前記制御装置からスケジューリング情報を受信する受信部を備え、
    前記スケジューリング情報は、複数の端末へ割り当てられたリソースを空間多重させる情報を含む、
    請求項１ないし６のいずれか１項に記載の無線装置。
  8. 無線端末と無線装置との間の推定された伝搬路応答に基づいて前記無線装置が生成した伝搬路情報を受信する受信部と、
    前記伝搬路情報からスケジューリング情報を生成するスケジューリング部と、
    前記スケジューリング情報を前記無線装置に送信する送信部と、を備える、
    ことを特徴とする制御装置。
  9. 前記伝搬路応答は、前記無線端末から送信された参照信号に基づいて推定される伝搬路応答である、
    請求項８に記載の制御装置。
  10. 前記伝搬路情報は、前記伝搬路応答よりも情報量が少ない、
    請求項８または９に記載の制御装置。
  11. 前記伝搬路情報は、伝搬路応答、直交伝搬路応答、伝搬路利得、伝搬路相関、および、送信ウェイトのうちの少なくともいずれか一つである、
    請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の制御装置。
  12. 前記無線装置と物理的に分離され、前記無線装置に伝送路を介して接続される、
    請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の制御装置。
  13. 前記無線端末は、前記無線装置またはその他の無線装置と通信する無線端末である、
    請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の制御装置。
  14. 前記スケジューリング情報は、複数の端末に割り当てられたリソースを空間多重させる情報を含む、
    請求項８ないし１３のいずれか１項に記載の制御装置。
  15. 無線装置および制御装置を備え、
    前記無線装置は、無線端末と前記無線装置との間の伝搬路応答を推定する伝搬路応答推定部と、
    前記伝搬路応答から伝搬路情報を生成する伝搬路情報生成部と、
    前記伝搬路情報を前記制御装置に送信する送信部と、を有し、
    前記制御装置は、前記伝搬路情報からスケジューリング情報を生成するスケジューリング部と、
    前記スケジューリング情報を前記無線装置に送信する送信部と、を有する、
    ことを特徴とする無線通信システム。
  16. 前記伝搬路応答は、前記無線端末から受信した参照信号に基づいて推定した伝搬路応答である、
    請求項１５に記載の無線通信システム。
  17. 前記伝搬路情報は、前記伝搬路応答よりも情報量が少ない、
    請求項１５または１６に記載の無線通信システム。
  18. 前記無線装置と前記制御装置は、物理的に分離され、伝送路を介して接続される、
    請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の無線通信システム。
  19. 前記無線端末は、前記無線装置またはその他の無線装置と通信する無線端末である、
    請求項１５ないし１８のいずれか１項に記載の無線通信システム。
  20. 前記スケジューリング情報は、複数の端末に割り当てられたリソースを空間多重させる情報を含む、
    請求項１５ないし１９のいずれか１項に記載の無線通信システム。
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