WO2024023923A1 - 分散アンテナシステム、無線通信方法及び無線通信装置 - Google Patents

分散アンテナシステム、無線通信方法及び無線通信装置 Download PDF

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wireless communication
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拓人 新井
大誠 内田
辰彦 岩國
秀樹 和井
直樹 北
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/022—Site diversity; Macro-diversity
    • H04B7/024—Co-operative use of antennas of several sites, e.g. in co-ordinated multipoint or co-operative multiple-input multiple-output [MIMO] systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0452—Multi-user MIMO systems

Definitions

  • the present invention relates to a distributed antenna system, a wireless communication method, and a wireless communication device.
  • MIMO Multiple-Input Multiple-Output
  • MIMO technology is widely used as a technology that can improve frequency usage efficiency and greatly improve capacity and throughput.
  • MIMO technology multiple antennas are provided on the transmitting side and the receiving side, and spatial multiplex transmission is performed at the same time and at the same frequency.
  • MINO includes SU-MIMO (Single User MIMO), which uses multiple antennas in one-to-one communication, and one-to-many or many-to-many communication, such as between a base station (BS) and a terminal (UE: user equipment).
  • BS base station
  • UE terminal
  • MU-MIMO Multi-User MIMO
  • MIMO Multiple-Input and Multiple-Output
  • CSI channel state information
  • MIMO using a distributed antenna system in which base station antennas are distributed in a distributed manner is also widely considered as a configuration that is expected to reduce the spatial correlation between the base station antenna and the terminal antenna (for example, Non-Patent Document 1 reference).
  • clustering methods are also being considered to reduce the processing load by limiting the range of distributed antennas used by each terminal.
  • an object of the present invention is to provide a technology that can reduce spatial correlation when performing spatial multiplex transmission and improve communication efficiency without acquiring CSI between all antennas. It is said that
  • One aspect of the present invention is a distributed antenna system including a first communication device and a plurality of antennas that communicate with a plurality of second communication devices by spatial multiplexing according to control of the first communication device
  • the first communication device includes an extraction unit that extracts a plurality of candidate second communication devices that are candidates for performing spatial multiplexing from among the plurality of second communication devices; , the distance between the candidate second communication devices is equal to or greater than the first threshold, and the duplication rate of each antenna assigned to each candidate second communication device is less than the second threshold.
  • an allocation unit that allocates a communication opportunity to a candidate second communication device as a target for communication by spatial multiplexing, the two or more candidate second communication devices to which a communication opportunity is allocated among the plurality of antennas.
  • Each antenna assigned to is a distributed antenna system that performs spatial multiplexing transmission to the two or more candidate second communication devices.
  • One aspect of the present invention is a wireless communication method in a distributed antenna system including a first communication device and a plurality of antennas that communicate with a plurality of second communication devices by spatial multiplexing according to control of the first communication device.
  • the first communication device extracts a plurality of candidate second communication devices that are candidates for spatial multiplexing from among the plurality of second communication devices, and extracts a plurality of candidate second communication devices that are candidates for performing spatial multiplexing.
  • a communication opportunity is allocated to the two or more candidate second communication devices as targets for communication by spatial multiplexing, and the communication opportunity is allocated to the two or more candidate second communication devices to which the communication opportunity is allocated among the plurality of antennas.
  • each antenna performs spatial multiplex transmission to the two or more candidate second communication devices.
  • One aspect of the present invention includes a plurality of antennas that perform spatial multiplexing transmission to a plurality of communication devices, and an extraction unit that extracts a plurality of candidate communication devices that are candidates for spatial multiplexing from among the plurality of communication devices. , from among the plurality of extracted candidate communication devices, the distance between the candidate communication devices is greater than or equal to a first threshold, and the overlap rate of each antenna assigned to each candidate communication device is less than a second threshold; an allocation unit that allocates a communication opportunity as a target for communication by spatial multiplexing to two or more candidate communication devices that satisfy a condition, the two or more of the plurality of antennas to which the communication opportunity is allocated.
  • Each antenna assigned to the candidate second communication device is a wireless communication device that performs spatial multiplex transmission to the two or more candidate communication devices.
  • the present invention it is possible to reduce spatial correlation when performing spatial multiplex transmission without acquiring CSI between all antennas, and it is possible to improve communication efficiency.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a distributed antenna system in this embodiment. It is a diagram showing an example of the configuration of a base station in this embodiment. It is a figure showing an example of composition of a control part in this embodiment. It is a flowchart which shows the flow of processing of a base station in this embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a distributed antenna system 100 in this embodiment.
  • Distributed antenna system 100 includes a base station 10 and a plurality of antennas 20-1 to 20-4.
  • the base station 10 and the plurality of antennas 20-1 to 20-4 are connected by optical transmission lines. Communication between the base station 10 and the plurality of antennas 20-1 to 20-4 is performed, for example, by RoF (Radio over Fiber).
  • the base station 10 and the plurality of antennas 20-1 to 20-4 are one aspect of a wireless communication device.
  • the plurality of antennas 20-1 to 20-4 are installed on the ceiling in the building BL, and are connected to the plurality of wireless communication terminals 30-1 to 30-6 located in the building BL. communicate.
  • the plurality of antennas 20-1 to 20-4 are arranged apart from each other as shown in FIG.
  • Each antenna 20 is configured to include a plurality of subarrays 21. Note that the numbers of antennas 20, wireless communication terminals 30, and subarrays 21 are not limited to the numbers shown in FIG. In the following description, unless the antennas 20-1 to 20-4 are particularly distinguished, they will simply be referred to as antennas 20.
  • the base station 10 controls each of the distributed antennas 20 through centralized control.
  • the base station 10 simultaneously realizes communication with a plurality of wireless communication terminals 30 through spatial multiplexing by controlling each antenna 20.
  • the base station 10 performs MU-MIMO by simultaneously transmitting multiple streams from multiple antennas 20 to multiple wireless communication terminals 30.
  • Each antenna 20 communicates with each wireless communication terminal 30.
  • Each antenna 20 is configured to include a plurality of subarrays 21.
  • Each sub-array 21 emits radio waves under control from the base station 10.
  • the antenna 20 communicates with the wireless communication terminal 30 with which it communicates by performing beamforming using a plurality of array elements to ensure gain in a high frequency band. Note that a portion of each antenna 20 may not include the subarray 21.
  • Each wireless communication terminal 30 includes one or more antennas and communicates with each antenna 20.
  • the wireless communication terminal 30 equipped with a plurality of antennas can also perform SU-MIMO communication with the antenna 20.
  • the wireless communication terminal 30 may perform beamforming.
  • Each wireless communication terminal 30 has a function of acquiring its own location information, and acquires its own location information upon request from the base station 10 or at a predetermined timing.
  • Each wireless communication terminal 30 notifies the base station 10 of the acquired position information via the antenna 20.
  • Methods for each wireless communication terminal 30 to acquire location information include GNSS (Global Navigation Satellite System) such as GPS (Global Positioning System), three-point positioning or single-point positioning using communication radio waves, sonic positioning, visible light positioning, etc. Either method may be used.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • GPS Global Positioning System
  • three-point positioning or single-point positioning using communication radio waves sonic positioning, visible light positioning, etc. Either method may be used.
  • wireless communication using another frequency band may be used.
  • the distributed antenna system 100 When performing spatial multiplexing transmission simultaneously with a plurality of wireless communication terminals 30 using distributed antennas 20 as in the distributed antenna system 100, the spatial correlation of the propagation path may vary depending on how the wireless communication terminals 30 are selected. changes. Therefore, the communicable capacity and throughput also change depending on the selection of the wireless communication terminal 30. Therefore, in the distributed antenna system 100 in this embodiment, based on the position information of each wireless communication terminal 30, wireless communication terminals 30 that are not expected to have high spatial correlation are spatially multiplexed simultaneously. Select as. That is, in the distributed antenna system 100 according to the present embodiment, communication opportunities are allocated to wireless communication terminals 30 that are not expected to have a high spatial correlation as targets for spatial multiplexing.
  • the distributed antenna system 100 uses the position information of one selected wireless communication terminal 30 as a reference to communicate with other wireless communication terminals 30 located within a predetermined distance from the selected wireless communication terminal 30. By removing them from opportunity allocation targets, nearby wireless communication terminals 30 that are likely to have a high spatial correlation are excluded from selection candidates.
  • wireless communication terminals 30-1 to 30-6 are located in a building BL, and wireless communication terminals 30-5 and 30-6 are assigned wireless communication opportunities. Assume that the terminal is 30.
  • the area 31-1 shown in FIG. 1 represents a range that is a predetermined distance away from the wireless communication terminal 30-5, based on the position of the wireless communication terminal 30-5.
  • the area 31-2 shown in FIG. 1 represents a range that is a predetermined distance away from the wireless communication terminal 30-6, with the position of the wireless communication terminal 30-6 as a reference.
  • the base station 10 excludes other wireless communication terminals 30-3 and 30-4 located within these areas 31-1 and 31-2 from being allocated communication opportunities. This makes it possible to avoid combinations of wireless communication terminals 30 that result in high spatial correlation. As a result, it is possible to reduce spatial correlation between wireless communication terminals 30 that are targets of simultaneous communication through spatial multiplexing.
  • the antennas 20 allocated to each wireless communication terminal 30 are spatially multiplexed.
  • a wireless communication terminal 30 with a low duplication rate is selected.
  • the duplication rate is, for example, the number of identical antennas 20 allocated to different wireless communication terminals 30 out of the total number of antennas allocated to each of a plurality of wireless communication terminals 30 (for example, two wireless communication terminals 30).
  • the duplication rate refers to, for example, the number of identical subarrays allocated to different wireless communication terminals 30 out of the total number of subarrays allocated to each of two wireless communication terminals 30. It is determined by the ratio of the number of subarrays 21. As a result, it is possible to expect an increase in the number of streams allocated per device.
  • the base station 10 excludes nearby wireless communication terminals 30 that are likely to have a high spatial correlation from selection candidates, and adjusts the duplication rate of the antennas 20 assigned to each wireless communication terminal 30 to be spatially multiplexed.
  • a communication opportunity is assigned to a plurality of wireless communication terminals 30 with a low value as a combination of wireless communication terminals 30 that perform spatial multiplex transmission.
  • the base station 10 allocates communication opportunities to the wireless communication terminals 30-1, 30-2, 30-5, and 30-6 as a combination of wireless communication terminals 30 that perform spatial multiplex transmission. .
  • the distributed antenna system 100 can reduce spatial correlation when performing spatial multiplex transmission without acquiring CSI between all antennas, and can improve communication efficiency. .
  • a specific configuration for realizing the above processing will be described below.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the base station 10 in this embodiment.
  • the base station 10 includes a transmission section 11 , a control section 12 , a signal processing section 13 , a MIMO processing section 14 , a plurality of transmitting/receiving sections 15 , and a plurality of antennas 20 .
  • the transmission unit 11 performs signal transmission with higher-level devices on the network, other wireless communication devices, and the like.
  • the control unit 12 controls the operation of the base station 10 as a whole. For example, the control unit 12 performs scheduling such as allocation of each antenna 20 and each wireless communication terminal 30 for performing spatial multiplex transmission.
  • the signal processing unit 13 performs signal processing related to wireless communication.
  • the MIMO processing unit 14 performs MIMO processing such as precoding and postcoding. Note that the MIMO processing unit 14 may be controlled to perform analog beamforming or hybrid beamforming instead of precoding or postcoding.
  • the transmitting/receiving unit 15 performs processing related to transmitting and receiving wireless signals. Specifically, the transmitter/receiver 15 controls each antenna 20 to communicate with each wireless communication terminal 30. For example, the transmitting/receiving unit 15 controls the antenna 20 assigned to a wireless communication terminal 30 (hereinafter referred to as a "candidate terminal station") that is a candidate for spatial multiplexing by MU-MIMO, and performs communication between the candidate terminal station and the candidate terminal station. communicate.
  • a wireless communication terminal 30 hereinafter referred to as a "candidate terminal station”
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the control section 12 in this embodiment.
  • the control unit 12 includes a location information acquisition unit 121, a terminal station extraction unit 122, and an allocation unit 123.
  • the location information acquisition unit 121 acquires location information from each of the plurality of wireless communication terminals 30.
  • the terminal station extraction unit 122 extracts a plurality of candidate terminal stations from among the plurality of wireless communication terminals 30.
  • Methods for extracting candidate terminal stations include methods of selecting candidate terminal stations based on indicators such as RI (Rank Indicator) through various types of scheduling, methods of selecting candidate terminal stations based on PF (Proportional Fair) norms, and methods of selecting candidate terminal stations based on the PF (Proportional Fair) norm. Any of the following methods may be used: a method of selecting candidate terminal stations based on , or a method of selecting wireless communication terminals 30 such that interference between the wireless communication terminals 30 is reduced based on positional relationships or the like.
  • Methods of selecting candidate terminal stations based on received power include a method of checking the received power of each wireless communication terminal 30 and selecting wireless communication terminals 30 in order from the highest received power, and a method of selecting wireless communication terminals 30 with similar received power. For example, there is a method of selecting the same.
  • the terminal station extraction unit 122 is one aspect of an extraction unit.
  • the allocation unit 123 allocates the antenna 20 to each wireless communication terminal 30 based on reception quality, terminal accommodation status, etc. in the phase in which the wireless communication terminal 30 entering the area (for example, the building BL) connects to the base station 10. .
  • the allocation unit 123 allocates the sub-arrays 21 of the antenna 20 based on reception quality, terminal accommodation status, etc. in the phase in which the wireless communication terminal 30 connects to the base station 10. Allocated to each wireless communication terminal 30.
  • the allocation unit 123 may allocate, for each candidate terminal station extracted by the terminal station extraction unit 122, the antenna 20 that communicates with the candidate terminal station.
  • a plurality of antennas 20 or a sub-array 21 of antennas 20 may be allocated to the wireless communication terminal 30.
  • the allocation unit 123 allocates, for each candidate terminal station extracted by the terminal station extraction unit 122, the sub-array 21 that communicates with the candidate terminal station. good.
  • the allocation unit 123 allocates communication opportunities to two or more candidate terminal stations as targets for communication by spatial multiplexing. More specifically, from among the plurality of candidate terminal stations extracted by the terminal station extraction unit 122, the allocation unit 123 selects a candidate terminal station whose distance between the candidate terminal stations is equal to or greater than a first threshold, and for each candidate terminal station. A communication opportunity is assigned to two or more candidate terminal stations that satisfy the condition that the duplication rate of each antenna assigned to the antenna is less than a second threshold value as targets for communication by spatial multiplexing.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the process flow of the base station 10 in this embodiment. It is assumed that the base station 10 has acquired the position information of each wireless communication terminal 30 when the process in FIG. 4 is started. For example, the base station 10 may acquire the location information of each wireless communication terminal 30 by each wireless communication terminal 30 including the location information in a connection request signal and transmitting it to the base station 10. Further, at the start of the process in FIG. 4, the antenna 20 is allocated to each wireless communication terminal 30, and the allocation unit 123 assigns one or more antennas 20 or one or more subarrays 21 to each wireless communication terminal 30. It is assumed that information regarding the sets is held as clustering information.
  • the terminal station extraction unit 122 extracts candidate terminal stations from among the plurality of wireless communication terminals 30 (step S101).
  • the allocation unit 123 allocates a number to each extracted candidate terminal station. For example, the allocation unit 123 sequentially allocates a number starting from 1 as a candidate terminal station number to each candidate terminal station.
  • the allocation unit 123 assigns 1 to the candidate terminal station number i (step S102).
  • the allocation unit 123 determines whether the position of the i-th candidate terminal station is allocated to the communication opportunity based on the position information of the i-th candidate terminal station and the position information of the candidate terminal station to which the communication opportunity has been allocated. It is determined whether the distance is a distance equal to or more than a first threshold value from the position of the candidate terminal station that has been completed (step S103). At the start of the process, since i is 1, there is no candidate terminal station to which a communication opportunity has been allocated. Therefore, here, the allocation unit 123 determines that the position of the i-th candidate terminal station is separated by a distance equal to or more than the first threshold value from the position of the candidate terminal station to which the communication opportunity has been allocated.
  • the allocation unit 123 determines the overlap rate. It is determined whether or not is less than a second threshold (step S104). Specifically, first, the allocation unit 123 refers to the clustering information held for each candidate terminal station and assigns the clustering information of the i-th candidate terminal station and the clustering information of the candidate terminal stations to which communication opportunities have been allocated. Read out. Next, the allocation unit 123 compares the pieces of read clustering information and calculates the duplication rate. Here, since i is 1, there is no candidate terminal station to which a communication opportunity has been allocated. Therefore, the allocation unit 123 determines that the duplication rate is less than the second threshold.
  • the allocation unit 123 determines whether the number of candidate terminal stations to which communication opportunities have been allocated is less than the maximum allocatable number (step S107).
  • the maximum allocatable number is determined depending on, for example, the number of antennas 20 and sub-arrays 21, the processing capacity of the base station 10, or the corresponding maximum number of MIMO layers.
  • the allocation unit 123 determines whether the value of i is greater than the number of candidate terminal stations. (Step S108). That is, the allocation unit 123 determines whether allocation determination has been made for all of the candidate terminal stations extracted in step S101.
  • step S108-NO allocation determination is not made for all of the candidate terminal stations extracted in step S101. Therefore, the allocation unit 123 executes the process of step S103.
  • the allocation unit 123 determines whether the position of the second candidate terminal station is a candidate to which a communication opportunity has been allocated, based on the position information of the second candidate terminal station and the position information of the candidate terminal station to which the communication opportunity has been allocated. It is determined whether the distance from the terminal station is greater than or equal to a first threshold (step S103).
  • the allocation unit 123 determines that the location of the second candidate terminal station is the location of the first candidate terminal station based on the location information of the second candidate terminal station and the location information of the first candidate terminal station. It is determined whether the distance is greater than or equal to a first threshold value from the position.
  • step S103-NO If the allocation unit 123 determines that the position of the second candidate terminal station is not more than the first threshold distance from the position of the first candidate terminal station (step S103-NO), the allocation unit 123 performs the process of step S106. After adding 1 to i, the process of step S107 is executed.
  • step S104 if the allocation unit 123 determines that the position of the second candidate terminal station is away from the position of the first candidate terminal station by a distance equal to or more than the first threshold value (step S103-YES) ), it is determined whether the duplication rate is less than a second threshold (step S104). Specifically, first, the allocation unit 123 refers to the clustering information held for each candidate terminal station and assigns the clustering information of the second candidate terminal station and the candidate terminal station to which the communication opportunity has been allocated (for example, The clustering information of the first candidate terminal station) is read out. Next, the allocation unit 123 compares each piece of read clustering information and calculates an overlap rate.
  • the allocation unit 123 determines that the overlap rate is less than the second threshold (step S104-YES)
  • the allocation unit 123 allocates a communication opportunity to the i-th candidate terminal station (for example, the second candidate terminal station) (step S105). ). That is, the allocation unit 123 adds the i-th candidate terminal station to the targets for spatial multiplexing. If the allocation unit 123 determines that the duplication rate is equal to or higher than the second threshold (step S104-NO), or after the process in step S105, it adds 1 to i (step S106).
  • the allocation unit 123 assigns the position of the third candidate terminal station in the process of step S103. However, it is determined whether the distance is a distance equal to or more than a first threshold value from the positions of candidate terminal stations to which communication opportunities have been allocated (for example, the first candidate terminal station and the second candidate terminal station).
  • the allocation unit 123 determines that the position of the third candidate terminal station in the process of step S103 is the position of the candidate terminal stations (for example, the first candidate terminal station and the second candidate terminal station) to which the communication opportunity has been allocated. If it is determined that the distance is greater than or equal to the first threshold, it is determined in step S104 whether the overlap rate is less than the second threshold. Specifically, first, the allocation unit 123 refers to the clustering information held for each candidate terminal station, and selects the clustering information of the third candidate terminal station and the candidate terminal station to which communication opportunities have been allocated (for example, The clustering information of the first candidate terminal station and the second candidate terminal station) is read out. Next, the allocation unit 123 compares the pieces of read clustering information and calculates the duplication rate. In this way, as the number of candidate terminal stations to which communication opportunities have been allocated increases, the number of objects to be compared increases.
  • step S107 if the allocation unit 123 determines that the number of candidate terminal stations to which communication opportunities have been allocated is greater than or equal to the maximum allocatable number (step S107-NO), the base station 10 Spatial multiplex transmission is performed with the added candidate terminal station (step S109).
  • step S108 if the allocation unit 123 determines that the value of i is greater than the number of candidate terminal stations (step S108-YES), the allocation determination has been made for all the candidate terminal stations extracted in step S101. Become. In this case, the base station 10 performs spatial multiplexing transmission with the candidate terminal station added as a target for spatial multiplexing (step S109). In this way, the base station 10 repeatedly performs the process shown in FIG. 4 until the maximum number of candidate terminal stations that can be allocated is reached or there are no more candidate terminal stations that are candidates for spatial multiplexing. Note that when the base station 10 runs out of candidate terminal stations that are candidates for spatial multiplexing, if the maximum allocatable number is not satisfied, even if a new candidate terminal station that is a candidate for spatial multiplexing is added. good.
  • the base station 10 includes a terminal station extraction unit 122 that extracts a plurality of candidate terminal stations from among the plurality of wireless communication terminals 30, and a , two or more candidates that satisfy the conditions that the distance between the candidate terminal stations is equal to or greater than the first threshold, and the duplication rate of each antenna assigned to each candidate second communication device is less than the second threshold.
  • an allocation unit 123 that allocates a communication opportunity to a second communication device as a target for communication by spatial multiplexing, and the communication opportunity is allocated to two or more candidate terminal stations among the plurality of antennas 20;
  • Each antenna 20 performs spatial multiplex transmission to two or more candidate terminal stations.
  • the number can be increased. Therefore, it is possible to reduce spatial correlation when performing spatial multiplex transmission without acquiring CSI between all antennas, and it is possible to improve communication efficiency.
  • the distributed antenna system 100 is expected to reduce the processing load by avoiding interference between wireless communication terminals using only analog beamforming without performing precoding or postcoding processing in high frequency bands. Can be done.
  • Each functional unit included in the base station 10 may be divided and arranged into a CU (Centralized Unit), a DU (Distributed Unit), and an RU (Radio Unit) in 5G NR.
  • the transmission section 11 is arranged in the CU
  • the control section 12 the signal processing section 13, and the MIMO processing section 14 are arranged in the DU
  • the transmitting/receiving section 15 and the antenna 20 are arranged in the RU. be done.
  • Modification 2 In the above embodiment, the configuration in the downlink from the base station 10 to the wireless communication terminal 30 was shown, but the above processing in the distributed antenna system 100 is also applicable to the uplink from the wireless communication terminal 30 to the base station 10. It is possible.
  • the distributed antenna system 100 may perform MU-MIMO by simultaneously transmitting multiple streams from multiple wireless communication terminals 30 to multiple antennas 20.
  • the base station 10 may consider not only spatial correlation but also other factors such as fairness of communication opportunities and traffic volume, and performs scheduling control that takes into account location information and/or clustering information of wireless communication terminals. Good too.
  • the base station 10 is one aspect of a first communication device, a second communication device, and a wireless communication device.
  • the wireless communication terminal 30 is one aspect of a first communication device, a second communication device, and a wireless communication device.
  • the wireless communication terminal 30 is the second communication device, and when the base station 10 is the second communication device, the wireless communication terminal 30 is the first communication device.
  • some or all of the functional units of the base station 10 and the wireless communication terminal 30 are configured such that one or more processors such as a CPU (Central Processing Unit) It is realized as software by executing a program stored in a storage device having a storage medium (media) and a memory.
  • the program may be recorded on a computer-readable non-transitory recording medium.
  • Computer-readable non-temporary recording media include, for example, portable media such as flexible disks, magneto-optical disks, ROM (Read Only Memory), and CD-ROM (Compact Disc-ROM), and storage such as hard disks built into computer systems. It is a non-temporary recording medium such as a device.
  • Some or all of the functional units of the base station 10 and the wireless communication terminal 30 are, for example, LSI (Large Scale Integrated circuit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), PLD (Programmable Logic Device), or FPGA (Field Programmable Gate Array). ), etc., may be realized using hardware including an electronic circuit or circuitry.
  • LSI Large Scale Integrated circuit
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • PLD Programmable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the present invention can be applied to a wireless communication system using MIMO.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

第１通信装置と、第１通信装置の制御に応じて空間多重により複数の第２通信装置と通信を行う複数のアンテナとを備える分散アンテナシステムであって、第１通信装置は、複数の第２通信装置のうち、空間多重を行う候補となる複数の候補第２通信装置を抽出する抽出部と、抽出された複数の候補第２通信装置の中から、候補第２通信装置間の距離が第１の閾値以上であり、かつ、候補第２通信装置毎に割り当てられた各アンテナの重複率が第２の閾値未満である条件を満たす２台以上の候補第２通信装置に対して空間多重により通信を行う対象として通信機会を割り当てる割当部と、を備え、複数のアンテナのうち通信機会が割り当てられた２台以上の候補第２通信装置に割り当てられた各アンテナは、２台以上の候補第２通信装置に対して空間多重伝送を行う、分散アンテナシステム。

Description

分散アンテナシステム、無線通信方法及び無線通信装置
　本発明は、分散アンテナシステム、無線通信方法及び無線通信装置に関する。
　無線通信システムにおいて、周波数利用効率を向上させ、容量及びスループットを大きく改善可能な技術として、ＭＩＭＯ(Multiple-Input Multiple-Output）技術が広く用いられている。ＭＩＭＯ技術では、送信側と受信側に複数のアンテナを設け、同一時間及び同一周波数で空間多重伝送を行う。ＭＩＮＯには、１対１の通信において複数アンテナを用いるＳＵ－ＭＩＭＯ（Single User MIMO）と、基地局（ＢＳ：Base Station）と端末（ＵＥ：User Equipment）のような１対多又は多対多の通信が行われる場合に、複数の端末間でＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）制御を行うＭＵ－ＭＩＭＯ（Multi-User MIMO）とがある。
　ＭＩＭＯを行う場合、複数の送受信アンテナ間のチャネル情報（ＣＳＩ：Channel State Information）を取得して、送信側におけるプリコーディングや受信側におけるポストコーディングを行い、ストリーム間干渉の低減を図る。基地局のアンテナと、端末のアンテナとの間の空間相関を低減させることが期待できる構成として基地局のアンテナを分散配置する分散アンテナシステムによるＭＩＭＯも広く検討されている（例えば、非特許文献１参照）。分散アンテナシステムでは、端末毎に使用する分散アンテナの範囲を制限することで処理負荷を軽減するクラスタリング手法も検討されている。
NTT DOCOMO, INC., "White Paper 5G Evolution and 6G", 2020 NTT DOCOMO, INC. All Rights Reserved.
　空間多重伝送を行う際に送受信アンテナ間の空間相関が高い場合、プリコーディングやポストコーディングによる雑音強調の影響が大きくなり、十分な通信性能を実現することが困難となる。基地局のアンテナが多数展開される分散アンテナシステムのような構成において、プリコーディングやポストコーディングによりストリーム間の干渉抑圧を行うためや空間相関の低い端末をスケジューリングするために、全分散アンテナと各端末との間のＣＳＩを全て収集することは、分散アンテナと基地局との間の帯域や処理負荷の増大につながり、通信効率の観点で望ましくない。
　上記事情に鑑み、本発明は、全てのアンテナ間のＣＳＩを取得することなく、空間多重伝送を行う際の空間相関を低減することができ、通信効率を向上することができる技術の提供を目的としている。
　本発明の一態様は、第１通信装置と、前記第１通信装置の制御に応じて空間多重により複数の第２通信装置と通信を行う複数のアンテナとを備える分散アンテナシステムであって、前記第１通信装置は、前記複数の第２通信装置のうち、空間多重を行う候補となる複数の候補第２通信装置を抽出する抽出部と、抽出された前記複数の候補第２通信装置の中から、候補第２通信装置間の距離が第１の閾値以上であり、かつ、候補第２通信装置毎に割り当てられた各アンテナの重複率が第２の閾値未満である条件を満たす２台以上の候補第２通信装置に対して空間多重により通信を行う対象として通信機会を割り当てる割当部と、を備え、前記複数のアンテナのうち通信機会が割り当てられた前記２台以上の候補第２通信装置に割り当てられた各アンテナは、前記２台以上の候補第２通信装置に対して空間多重伝送を行う、分散アンテナシステムである。
　本発明の一態様は、第１通信装置と、前記第１通信装置の制御に応じて空間多重により複数の第２通信装置と通信を行う複数のアンテナとを備える分散アンテナシステムにおける、無線通信方法であって、前記第１通信装置が、前記複数の第２通信装置のうち、空間多重を行う候補となる複数の候補第２通信装置を抽出し、抽出された前記複数の候補第２通信装置の中から、候補第２通信装置間の距離が第１の閾値以上であり、かつ、候補第２通信装置毎に割り当てられた各アンテナの重複率が第２の閾値未満である条件を満たす２台以上の候補第２通信装置に対して空間多重により通信を行う対象として通信機会を割り当て、前記複数のアンテナのうち通信機会が割り当てられた前記２台以上の候補第２通信装置に割り当てられた各アンテナが、前記２台以上の候補第２通信装置に対して空間多重伝送を行う、無線通信方法である。
　本発明の一態様は、複数の通信装置に対して空間多重伝送を行う複数のアンテナと、前記複数の通信装置のうち、空間多重を行う候補となる複数の候補通信装置を抽出する抽出部と、抽出された前記複数の候補通信装置の中から、候補通信装置間の距離が第１の閾値以上であり、かつ、候補通信装置毎に割り当てられた各アンテナの重複率が第２の閾値未満である条件を満たす２台以上の候補通信装置に対して空間多重により通信を行う対象として通信機会を割り当てる割当部と、を備え、前記複数のアンテナのうち通信機会が割り当てられた前記２台以上の候補第２通信装置に割り当てられた各アンテナは、前記２台以上の候補通信装置に対して空間多重伝送を行う、無線通信装置である。
　本発明により、全てのアンテナ間のＣＳＩを取得することなく、空間多重伝送を行う際の空間相関を低減することができ、通信効率を向上することが可能となる。
本実施形態における分散アンテナシステムの一例を示す図である。 本実施形態における基地局の構成例を示す図である。 本実施形態における制御部の構成例を示す図である。 本実施形態における基地局の処理の流れを示すフローチャートである。
　以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
　図１は、本実施形態における分散アンテナシステム１００の一例を示す図である。分散アンテナシステム１００は、基地局１０と、複数のアンテナ２０－１～２０－４とを備える。基地局１０と、複数のアンテナ２０－１～２０－４とは、光伝送路により接続される。基地局１０と、複数のアンテナ２０－１～２０－４との間の通信は、例えばＲｏＦ（Radio over Fiber）により行われる。基地局１０及び複数のアンテナ２０－１～２０－４は、無線通信装置の一態様である。
　図１に示す例では、複数のアンテナ２０－１～２０－４は、建物ＢＬ内の天井に設置され、建物ＢＬ内に位置する複数の無線通信端末３０－１～３０－６との間で通信を行う。複数のアンテナ２０－１～２０－４は、図１に示すように互いに離間して配置される。各アンテナ２０は、複数のサブアレー２１を含んで構成される。なお、アンテナ２０、無線通信端末３０及びサブアレー２１の数は図１に示す数に限定されない。以下の説明では、アンテナ２０－１～２０－４を特に区別しない場合には、単にアンテナ２０と記載する。
　基地局１０は、集中制御により、分散配置された各アンテナ２０の制御を行う。基地局１０は、各アンテナ２０を制御することにより空間多重により同時に複数の無線通信端末３０との間の通信を実現する。具体的には、基地局１０は、複数のアンテナ２０から同時に複数ストリームを複数の無線通信端末３０に送信することでＭＵ－ＭＩＭＯを行う。
　各アンテナ２０は、各無線通信端末３０との間で通信を行う。各アンテナ２０は、複数のサブアレー２１を含んで構成される。各サブアレー２１は、基地局１０からの制御に従って電波を照射する。アンテナ２０は、高周波数帯における利得確保のために複数のアレー素子によるビームフォーミングを行うことによって、通信対象となっている無線通信端末３０との間で通信を行う。なお、各アンテナ２０の一部は、サブアレー２１を含まなくてもよい。
　各無線通信端末３０は、１以上のアンテナを備え、各アンテナ２０との間で通信を行う。複数のアンテナを備える無線通信端末３０は、アンテナ２０との間でＳＵ－ＭＩＭＯによる通信も行うことができる。無線通信端末３０は、ビームフォーミングを行なってもよい。各無線通信端末３０は、自装置の位置情報を取得する機能を備え、基地局１０からの要求、又は、予め定められたタイミングで、自装置の位置情報を取得する。各無線通信端末３０は、取得した位置情報を、アンテナ２０を介して基地局１０に通知する。
　各無線通信端末３０が位置情報を取得する方法としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）等のＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System）、通信電波を用いた三点測位又は一点測位、音波測位、可視光測位等のいずれかの方法が用いられてもよい。各無線通信端末３０の位置情報を基地局１０に通知するために、別の周波数帯を使った無線通信を活用しても構わない。
　次に、図１を用いて、基地局１０から無線通信端末３０への向かう通信（ダウンリンク）を例に、分散アンテナシステム１００の処理の概要について説明する。分散アンテナシステム１００のように分散配置された各アンテナ２０を用いて、複数の無線通信端末３０との間で同時に空間多重伝送を行う場合、無線通信端末３０の選択の仕方によって伝搬路の空間相関が変わる。したがって、通信可能な容量及びスループットも無線通信端末３０の選択に依存して変化する。そこで、本実施形態における分散アンテナシステム１００では、各無線通信端末３０の位置情報に基づいて、空間相関が高くならないことが期待される無線通信端末３０同士を、同時に空間多重を行う無線通信端末３０として選択する。すなわち、本実施形態における分散アンテナシステム１００では、空間相関が高くならないことが期待される無線通信端末３０同士を、空間多重を行う対象として通信機会を割り当てる。
　具体的には、分散アンテナシステム１００では、選択した１台の無線通信端末３０の位置情報を基準として、その無線通信端末３０から所定の距離の範囲内に位置する他の無線通信端末３０を通信機会の割り当て対象から外すことにより、空間相関が高くなる可能性の高い近接した無線通信端末３０を選択候補から除外する。図１に示す例では、建物ＢＬ内に無線通信端末３０－１～３０－６が位置しており、無線通信端末３０－５と無線通信端末３０－６とが通信機会を割り当てられた無線通信端末３０であるとする。図１に示す領域３１－１は、無線通信端末３０－５の位置を基準にして、無線通信端末３０－５から所定の距離離れた範囲を表す。同様に、図１に示す領域３１－２は、無線通信端末３０－６の位置を基準にして、無線通信端末３０－６から所定の距離離れた範囲を表す。
　基地局１０は、これらの領域３１－１又は領域３１－２内に位置する他の無線通信端末３０－３，３０－４を通信機会の割り当て対象から除外する。これにより、空間相関が高くなる無線通信端末３０の組み合わせを回避することができる。その結果、空間多重により通信を同時に行う対象となる無線通信端末３０間の空間相関を低減することができる。
　さらに、分散アンテナシステム１００では、無線通信端末３０毎に割り当てられるアンテナ２０の組に関する情報（以下「クラスタリング情報」という。）を参照し、空間多重する各無線通信端末３０に割り当てられたアンテナ２０の重複率が低い無線通信端末３０を選択する。重複率とは、例えば複数の無線通信端末３０（例えば、２台の無線通信端末３０）のそれぞれに割り当てられた全アンテナ数のうち、異なる無線通信端末３０に割り当てられた同一のアンテナ２０の数の割合で求められる。なお、アンテナ２０が複数のサブアレー２１で構成される場合、重複率とは、例えば２つの無線通信端末３０のそれぞれに割り当てられた全サブアレー数のうち、異なる無線通信端末３０に割り当てられた同一のサブアレー２１の数の割合で求められる。これにより、１台当たりのストリーム割り当て数の増加を期待することができる。
　このように、基地局１０は、空間相関が高くなる可能性の高い近接した無線通信端末３０を選択候補から除外し、かつ、空間多重する各無線通信端末３０に割り当てられたアンテナ２０の重複率が低い複数の無線通信端末３０を、空間多重伝送を行う無線通信端末３０の組み合わせとして通信機会を割り当てる。例えば、図1に示す例では、基地局１０は、無線通信端末３０－１，３０－２，３０－５，３０－６を、空間多重伝送を行う無線通信端末３０の組み合わせとして通信機会を割り当てる。
　上記の処理を行うことによって、分散アンテナシステム１００では、全てのアンテナ間のＣＳＩを取得することなく、空間多重伝送を行う際の空間相関を低減することができ、通信効率を向上することができる。以下、上記の処理を実現するための具体的な構成について説明する。
　図２は、本実施形態における基地局１０の構成例を示す図である。基地局１０は、伝送部１１と、制御部１２と、信号処理部１３と、ＭＩＭＯ処理部１４と、複数の送受信部１５と、複数のアンテナ２０とを備える。
　伝送部１１は、ネットワーク上の上位装置や他の無線通信装置等との間で信号伝送を行う。
　制御部１２は、基地局１０全体の動作を制御する。例えば、制御部１２は、空間多重伝送を行うための各アンテナ２０と各無線通信端末３０との割り当て等のスケジューリングを行う。
　信号処理部１３は、無線通信に係る信号処理を行う。
　ＭＩＭＯ処理部１４は、プリコーディングやポストコーディング等のＭＩＭＯ処理を行う。なお、ＭＩＭＯ処理部１４は、プリコーディングやポストコーディングの代わりに、アナログビームフォーミングを行うように制御してもよいし、ハイブリッドビームフォーミングを行うように制御してもよい。
　送受信部１５は、無線信号の送受信に係る処理を行う。具体的には、送受信部１５は、各アンテナ２０を制御して、各無線通信端末３０との間で通信を行う。例えば、送受信部１５は、ＭＵ－ＭＩＭＯによって空間多重を行う候補となる無線通信端末３０（以下「候補端末局」という。）に割り当てられたアンテナ２０を制御して、候補端末局との間で通信を行う。
　図３は、本実施形態における制御部１２の構成例を示す図である。制御部１２は、位置情報取得部１２１と、端末局抽出部１２２と、割当部１２３とを備える。
　位置情報取得部１２１は、複数の無線通信端末３０それぞれから位置情報を取得する。
　端末局抽出部１２２は、複数の無線通信端末３０のうち、複数の候補端末局を抽出する。候補端末局を抽出する方法は、各種のスケジューリングによって、ＲＩ(Rank Indicator)等の指標に基づき候補端末局を選択する方法、ＰＦ(Proportional fair)規範に基づき候補端末局を選択する方法、受信電力に基づいて候補端末局を選択する方法、位置関係等によって無線通信端末３０間干渉が小さくなるような無線通信端末３０同士を選択する方法のいずれの方法であってもよい。受信電力に基づいて候補端末局を選択する方法としては、各無線通信端末３０の受信電力を確認し、受信電力の高い無線通信端末３０から順番に選択する方法、受信電力の近い無線通信端末３０同士を選択する方法等が挙げられる。端末局抽出部１２２は、抽出部の一態様である。
　割当部１２３は、エリア（例えば、建物ＢＬ）内に入ってきた無線通信端末３０が基地局１０と接続するフェーズにおいて受信品質や端末の収容状況などに基づきアンテナ２０を無線通信端末３０毎に割り当てる。アンテナ２０が、複数のサブアレー２１を含んで構成される場合、割当部１２３は、無線通信端末３０が基地局１０と接続するフェーズにおいて受信品質や端末の収容状況などに基づきアンテナ２０のサブアレー２１を無線通信端末３０毎に割り当てる。なお、割当部１２３は、端末局抽出部１２２によって抽出された候補端末局毎に、候補端末局と通信を行うアンテナ２０を割り当ててもよい。また、無線通信端末３０に対して複数のアンテナ２０又はアンテナ２０のサブアレー２１を割り当ててもよい。アンテナ２０が、複数のサブアレー２１を含んで構成される場合、割当部１２３は、端末局抽出部１２２によって抽出された候補端末局毎に、候補端末局と通信を行うサブアレー２１の割り当てを行えばよい。
　さらに、割当部１２３は、２台以上の候補端末局に対して空間多重により通信を行う対象として通信機会を割り当てる。より具体的には、割当部１２３は、端末局抽出部１２２によって抽出された複数の候補端末局の中から、候補端末局間の距離が第１の閾値以上であり、かつ、候補端末局毎に割り当てられた各アンテナの重複率が第２の閾値未満である条件を満たす２台以上の候補端末局に対して空間多重により通信を行う対象として通信機会を割り当てる。
　図４は、本実施形態における基地局１０の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図４の処理開始時には、基地局１０は、各無線通信端末３０の位置情報を取得しているものとする。例えば、各無線通信端末３０が接続要求信号に位置情報を含めて基地局１０に送信しておくことで、基地局１０は、各無線通信端末３０の位置情報を取得していてもよい。さらに、図４の処理開始時には、無線通信端末３０毎にアンテナ２０が割り当てられており、割当部１２３は、無線通信端末３０毎に割り当てた１以上のアンテナ２０、又は、１以上のサブアレー２１の組に関する情報をクラスタリング情報として保持しているものとする。
　端末局抽出部１２２は、複数の無線通信端末３０の中から候補端末局を抽出する（ステップＳ１０１）。割当部１２３は、抽出した各候補端末局に対して番号を割り振る。例えば、割当部１２３は、各候補端末局に対して候補端末局番号として１から順番に番号を割り振る。割当部１２３は、候補端末局番号ｉに１を代入する（ステップＳ１０２）。
　次に、割当部１２３は、ｉ番目の候補端末局の位置情報と、通信機会を割当済みの候補端末局の位置情報とに基づいて、ｉ番目の候補端末局の位置が、通信機会を割当済みの候補端末局の位置から第１の閾値以上距離が離れているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。処理開始時においては、ｉが１であるため、通信機会を割当済みの候補端末局がない。そのため、ここでは、割当部１２３は、ｉ番目の候補端末局の位置が、通信機会を割当済みの候補端末局の位置から第１の閾値以上距離が離れていると判定する。
　割当部１２３は、ｉ番目の候補端末局の位置が、通信機会を割当済みの候補端末局の位置から第１の閾値以上距離が離れていると判定した場合（ステップＳ１０３－ＹＥＳ）、重複率が第２の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。具体的には、まず割当部１２３は、保持している候補端末局毎のクラスタリング情報を参照して、ｉ番目の候補端末局のクラスタリング情報と、通信機会を割り当て済みの候補端末局のクラスタリング情報とを読み出す。次に、割当部１２３は、読み出した各クラスタリング情報を比較して重複率を算出する。ここでは、ｉが１であるため、通信機会を割当済みの候補端末局がない。そのため、割当部１２３は、重複率が第２の閾値未満であると判定する。
　割当部１２３は、重複率が第２の閾値未満であると判定した場合（ステップＳ１０４－ＹＥＳ）、ｉ番目の候補端末局（例えば、１番目の候補端末局）に通信機会を割り当てる（ステップＳ１０５）。すなわち、割当部１２３は、ｉ番目の候補端末局を、空間多重を行う対象に追加する。割当部１２３は、重複率が第２の閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１０４－ＮＯ）、又は、ステップＳ１０５の処理後、ｉに１を加算する（ステップＳ１０６）。これにより、ｉ＝１である場合、ステップＳ１０６の処理によりｉ＝２となる。
　その後、割当部１２３は、通信機会を割り当てた候補端末局の数が、最大割当可能数未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。最大割当可能数は、例えばアンテナ２０、サブアレー２１の数、基地局１０の処理能力又は対応する最大ＭＩＭＯ　ｌａｙｅｒ数などに応じて定められる。
　割当部１２３は、通信機会を割り当てた候補端末局の数が、最大割当可能数未満であると判定した場合（ステップＳ１０７－ＹＥＳ）、ｉの値が候補端末局数より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０８）。すなわち、割当部１２３は、ステップＳ１０１で抽出した候補端末局全てに対して割り当て判定を行ったか否かを判定する。
　割当部１２３がｉの値が候補端末局数より大きくないと判定した場合（ステップＳ１０８－ＮＯ）、ステップＳ１０１で抽出した候補端末局全てに対して割り当て判定を行っていない。そのため、割当部１２３は、ステップＳ１０３の処理を実行する。ここで、ｉ＝２とし、１番目の候補端末局に通信機会が割り当てられているものとしてステップＳ１０３の処理を説明する。割当部１２３は、２番目の候補端末局の位置情報と、通信機会を割当済みの候補端末局の位置情報とに基づいて、２番目の候補端末局の位置が、通信機会を割当済みの候補端末局の位置から第１の閾値以上距離が離れているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ここでは、割当部１２３は、２番目の候補端末局の位置情報と、１番目の候補端末局の位置情報とに基づいて、２番目の候補端末局の位置が、１番目の候補端末局の位置から第１の閾値以上距離が離れているか否かを判定する。
　割当部１２３は、２番目の候補端末局の位置が、１番目の候補端末局の位置から第１の閾値以上距離が離れていないと判定した場合（ステップＳ１０３－ＮＯ）、ステップＳ１０６の処理でｉに１を加算した後にステップＳ１０７の処理を実行する。
　一方、ステップＳ１０３の処理において割当部１２３は、２番目の候補端末局の位置が、１番目の候補端末局の位置から第１の閾値以上距離が離れていると判定した場合（ステップＳ１０３－ＹＥＳ）、重複率が第２の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。具体的には、まず割当部１２３は、保持している候補端末局毎のクラスタリング情報を参照して、２番目の候補端末局のクラスタリング情報と、通信機会を割り当て済みの候補端末局（例えば、１番目の候補端末局）のクラスタリング情報とを読み出す。次に、割当部１２３は、読み出した各クラスタリング情報を比較して重複率を算出する。
　割当部１２３は、重複率が第２の閾値未満であると判定した場合（ステップＳ１０４－ＹＥＳ）、ｉ番目の候補端末局（例えば、２番目の候補端末局）に通信機会を割り当てる（ステップＳ１０５）。すなわち、割当部１２３は、ｉ番目の候補端末局を、空間多重を行う対象に追加する。割当部１２３は、重複率が第２の閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１０４－ＮＯ）、又は、ステップＳ１０５の処理後、ｉに１を加算する（ステップＳ１０６）。
　なお、ｉ＝３であり、１番目の候補端末局と２番目の候補端末局それぞれに通信機会が割り当てられている場合、割当部１２３は、ステップＳ１０３の処理において３番目の候補端末局の位置が、通信機会を割当済みの候補端末局（例えば、１番目の候補端末局と２番目の候補端末局）の位置から第１の閾値以上距離が離れているか否かを判定することになる。
　さらに、割当部１２３は、ステップＳ１０３の処理において３番目の候補端末局の位置が、通信機会を割当済みの候補端末局（例えば、１番目の候補端末局と２番目の候補端末局）の位置から第１の閾値以上距離が離れていると判定した場合には、ステップＳ１０４の処理において重複率が第２の閾値未満であるか否かを判定する。具体的には、まず割当部１２３は、保持している候補端末局毎のクラスタリング情報を参照して、３番目の候補端末局のクラスタリング情報と、通信機会を割り当て済みの候補端末局（例えば、１番目の候補端末局及び２番目の候補端末局）のクラスタリング情報とを読み出す。次に、割当部１２３は、読み出した各クラスタリング情報を比較して重複率を算出する。このように、通信機会を割り当て済みの候補端末局が増えるほど、比較する対象が増えることになる。
　ステップＳ１０７の処理において、割当部１２３が通信機会を割り当てた候補端末局の数が、最大割当可能数以上であると判定した場合（ステップＳ１０７－ＮＯ）、基地局１０は空間多重を行う対象として追加された候補端末局との間で空間多重伝送を実行する（ステップＳ１０９）。
　ステップＳ１０８の処理において、割当部１２３がｉの値が候補端末局数より大きいと判定した場合（ステップＳ１０８－ＹＥＳ）、ステップＳ１０１で抽出した候補端末局全てに対して割り当て判定を行ったことになる。この場合、基地局１０は、空間多重を行う対象として追加された候補端末局との間で空間多重伝送を実行する（ステップＳ１０９）。このように、基地局１０は、図４に示す処理を、候補端末局の最大割当可能数に達するか、又は、空間多重を行う候補である候補端末局がなくなるまで繰り返し行う。なお、基地局１０は、空間多重を行う候補である候補端末局がなくなった場合に、最大割当可能数を満たさない場合は、空間多重を行う候補である候補端末局を新たに追加してもよい。
　以上のように構成された分散アンテナシステム１００によれば、全てのアンテナ間のＣＳＩを取得することなく、空間多重伝送を行う際の空間相関を低減することができ、通信効率を向上することが可能となる。具体的には、分散アンテナシステム１００では、基地局１０が、複数の無線通信端末３０のうち、複数の候補端末局を抽出する端末局抽出部１２２と、抽出された複数の候補端末局の中から、候補端末局間の距離が第１の閾値以上であり、かつ、候補第２通信装置毎に割り当てられた各アンテナの重複率が第２の閾値未満である条件を満たす２台以上の候補第２通信装置に対して空間多重により通信を行う対象として通信機会を割り当てる割当部１２３と、を備え、複数のアンテナ２０のうち通信機会が割り当てられた２台以上の候補端末局に割り当てられた各アンテナ２０は、２台以上の候補端末局に対して空間多重伝送を行う。このように、空間多重により通信を同時に行う対象となる無線通信端末３０間の空間相関を低減することができるとともに、同時にストリームを割り当てるアンテナ２０が重複する確率を低減し、１台当たりのストリーム割り当て数を増加することができる。そのため、全てのアンテナ間のＣＳＩを取得することなく、空間多重伝送を行う際の空間相関を低減することができ、通信効率を向上することが可能になる。
　さらに、分散アンテナシステム１００では、高周波数帯においてプレコーディングやポストコーディング処理を行わず、アナログビームフォーミングのみで無線通信端末間の干渉を回避することで、処理負荷の軽減を図ることも期待することができる。
　以下、分散アンテナシステム１００における変形例について説明する。
（変形例１）
　基地局１０が備える各機能部は、５Ｇ　ＮＲにおけるＣＵ（Centralized Unit）、ＤＵ（Distributed Unit）及びＲＵ（Radio Unit）に分割されて配置されてもよい。このように構成される場合、例えばＣＵには伝送部１１が配置され、ＤＵには制御部１２、信号処理部１３及びＭＩＭＯ処理部１４が配置され、ＲＵには送受信部１５及びアンテナ２０が配置される。
（変形例２）
　上記の実施形態では、基地局１０から無線通信端末３０へのダウンリンクにおける構成を示したが、分散アンテナシステム１００における上記の処理は、無線通信端末３０から基地局１０へのアップリンクにおいても適用可能である。例えば、分散アンテナシステム１００は、複数の無線通信端末３０から同時に複数ストリームを複数のアンテナ２０に送信することでＭＵ－ＭＩＭＯを行ってもよい。
（変形例３）
　基地局１０は、スケジューリングにおいて空間相関だけでなく通信機会の公平性やトラヒック量など他の要素を考慮してもよく、無線通信端末の位置情報及び/又はクラスタリング情報を加味したスケジューリング制御を行ってもよい。
（請求項との対応関係について）
　基地局１０は、第１通信装置、第２通信装置及び無線通信装置の一態様である。無線通信端末３０は、第１通信装置、第２通信装置及び無線通信装置の一態様である。基地局１０が第１通信装置である場合、無線通信端末３０は第２通信装置であり、基地局１０が第２通信装置である場合、無線通信端末３０は第１通信装置である。
　上述した実施形態における基地局１０、無線通信端末３０の各機能部のうちの一部又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の１以上のプロセッサーが、不揮発性の記録媒体（非一時的記録媒体）を有する記憶装置とメモリーとに記憶されたプログラムを実行することにより、ソフトウェアとして実現される。プログラムは、コンピューター読み取り可能な非一時的記録媒体に記録されてもよい。コンピューター読み取り可能な非一時的記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭCompact Disc - ROM）等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置などの非一時的記録媒体である。
　基地局１０、無線通信端末３０の各機能部の一部又は全部は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いた電子回路（electronic circuit又はcircuitry）を含むハードウェアを用いて実現されてもよい。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
　本発明は、ＭＩＭＯを用いた無線通信システムに適用できる。
１０…基地局，　２０…アンテナ，　２１…サブアレー，　３０…無線通信端末，　１１…伝送部，　１２…制御部，　１３…信号処理部，　１４…ＭＩＭＯ処理部，　１５…送受信部，　１２１…位置情報取得部，　１２２…端末局抽出部，　１２３…割当部

Claims (5)

  1. 　第１通信装置と、前記第１通信装置の制御に応じて空間多重により複数の第２通信装置と通信を行う複数のアンテナとを備える分散アンテナシステムであって、
    　前記第１通信装置は、
    　前記複数の第２通信装置のうち、空間多重を行う候補となる複数の候補第２通信装置を抽出する抽出部と、
    　抽出された前記複数の候補第２通信装置の中から、候補第２通信装置間の距離が第１の閾値以上であり、かつ、候補第２通信装置毎に割り当てられた各アンテナの重複率が第２の閾値未満である条件を満たす２台以上の候補第２通信装置に対して空間多重により通信を行う対象として通信機会を割り当てる割当部と、
    　を備え、
    　前記複数のアンテナのうち通信機会が割り当てられた前記２台以上の候補第２通信装置に割り当てられた各アンテナは、前記２台以上の候補第２通信装置に対して空間多重伝送を行う、
    　分散アンテナシステム。
  2. 　前記第１通信装置は、
    　前記複数の第２通信装置それぞれから位置情報を取得する位置情報取得部をさらに備え、
    　前記割当部は、前記位置情報取得部によって取得された各候補第２通信装置の位置情報に基づいて候補第２通信装置間の距離が第１の閾値以上であるか否かを判定する、
    　請求項１に記載の分散アンテナシステム。
  3. 　前記割当部は、候補第２通信装置毎に割り当てられた各アンテナの総数のうち、異なる候補第２通信装置に割り当てられた同一のアンテナの数の割合を前記重複率として算出する、
    　請求項１又は２に記載の分散アンテナシステム。
  4. 　第１通信装置と、前記第１通信装置の制御に応じて空間多重により複数の第２通信装置と通信を行う複数のアンテナとを備える分散アンテナシステムにおける、無線通信方法であって、
    　前記第１通信装置が、
    　前記複数の第２通信装置のうち、空間多重を行う候補となる複数の候補第２通信装置を抽出し、
    　抽出された前記複数の候補第２通信装置の中から、候補第２通信装置間の距離が第１の閾値以上であり、かつ、候補第２通信装置毎に割り当てられた各アンテナの重複率が第２の閾値未満である条件を満たす２台以上の候補第２通信装置に対して空間多重により通信を行う対象として通信機会を割り当て、
    　前記複数のアンテナのうち通信機会が割り当てられた前記２台以上の候補第２通信装置に割り当てられた各アンテナが、前記２台以上の候補第２通信装置に対して空間多重伝送を行う、
    　無線通信方法。
  5. 　複数の通信装置に対して空間多重伝送を行う複数のアンテナと、
    　前記複数の通信装置のうち、空間多重を行う候補となる複数の候補通信装置を抽出する抽出部と、
    　抽出された前記複数の候補通信装置の中から、候補通信装置間の距離が第１の閾値以上であり、かつ、候補通信装置毎に割り当てられた各アンテナの重複率が第２の閾値未満である条件を満たす２台以上の候補通信装置に対して空間多重により通信を行う対象として通信機会を割り当てる割当部と、
    　を備え、
    　前記複数のアンテナのうち通信機会が割り当てられた前記２台以上の候補第２通信装置に割り当てられた各アンテナは、前記２台以上の候補通信装置に対して空間多重伝送を行う、
    　無線通信装置。
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