(57)【要約】【課題】送信アンテナ毎の最大出力値の制約を考慮しつつ、各サブチャネル及び各送信アンテナに対する送信電力割り当てを簡易に決定できる無線基地局を得る。【解決手段】スケジューリング部１２は、ＱｏＳ検出部１１からのユーザデータ、ＱｏＳ情報、チャネル品質情報・伝送路情報取得部１５からのチャネル品質情報、送信アンテナウェイト計算部１６からの送信アンテナのサブチャネルを構成するサブキャリアに対する送信電力、サブキャリアに割り当てる総送信電力に基づき、複数の移動機のそれぞれに割り当てた送信電力の合計である、送信アンテナ毎に割り当てる送信電力量が、各送信アンテナの最大送信電力を超えないよう、かつ複数の送信アンテナのそれぞれに割り当てた送信電力の合計の送信電力量が、基地局の最大総送信電力を超えないよう、移動機及び送信サブチャネル数を割り当てたマッピング制御情報を生成してリソースマッピング部１３に出力する。【選択図】図２
2010232847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身が生成するセルの圏内にある複数の移動機と、複数の送信アンテナ、及び複数の受信アンテナを通じて、周波数方向に並列チャネルを形成するマルチキャリア方式、及びＭＩＭＯ通信方式により多元接続を行う無線基地局であって、
ネットワーク側から受信するＩＰパケットから、各移動機に対するＱｏＳクラスを抽出し、ユーザデータ、及びＱｏＳ情報を出力するＱｏＳ検出部と、
前記ＱｏＳ検出部からの前記ユーザデータ、及び前記ＱｏＳ情報、チャネル品質情報、並びに送信アンテナのサブチャネルを構成するサブキャリアに対する送信電力、及びサブキャリアに割り当てる総送信電力を用いて、マッピング指示を行うスケジューリング部と、
前記スケジューリング部からのマッピング指示に従い、ユーザデータを下り論理無線フレームへマッピングするリソースマッピング部と、
前記リソースマッピング部からの前記下り論理無線フレーム、及び複数の移動機の各サブチャネルの送信アンテナウェイト行列を用いて無線信号処理を行い、下り物理無線フレームを生成するベースバンド処理部と、
前記ベースバンド処理部により復調された上り無線フレームから、前記チャネル品質情報、及び伝送路情報を取得し、前記チャネル品質情報を前記スケジューリング部へ出力するチャネル品質情報・伝送路情報取得部と、
前記チャネル品質情報・伝送路情報取得部からの前記伝送路情報に基づき、前記総送信電力、前記送信アンテナウェイト行列、及び前記送信電力を計算する送信アンテナウェイト計算部とを備え、
前記スケジューリング部は、前記ユーザデータ、及び前記ＱｏＳ情報、前記チャネル品質情報、並びに前記送信電力、及び前記総送信電力に基づいて、複数の移動機のそれぞれに割り当てた送信電力の合計である、送信アンテナ毎に割り当てる送信電力量が、各送信アンテナの最大送信電力を超えないよう、かつ複数の送信アンテナのそれぞれに割り当てた送信電力の合計である送信電力量が、基地局全体の最大総送信電力を超えないよう制御された前記送信アンテナウェイト行列を含む、移動機及び送信サブチャネル数を割り当てたマッピング制御情報を生成して前記リソースマッピング部に出力する
ことを特徴とする無線基地局。
【請求項２】
前記スケジューリング部は、固有ビーム伝送のための送信電力割り当てを実施した際に発生する余剰送信電力を、使用する送信アンテナ本数を減らした上で、他チャネルのＭＩＭＯ通信方式又はＳＩＳＯ通信方式に利用する
ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局。
【請求項３】
前記スケジューリング部は、固有ビーム伝送のための送信電力割り当てを実施する際に、送信アンテナウェイト制御を実施しない方が良いと判断した時は、送信アンテナウェイト制御を実施しない
ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局。
【請求項４】
前記スケジューリング部は、各サブキャリアに割り当てる送信アンテナ合計送信電力を、前記ＱｏＳ情報、及び前記チャネル品質情報に従い増減させる
ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局。
【請求項５】
前記送信アンテナウェイト計算部は、マルチサイト環境で固有ビーム伝送する移動機に対しては、送信アンテナ数を無線基地局数倍で、前記総送信電力、前記送信アンテナウェイト行列、及び前記送信電力を計算し、
前記スケジューリング部は、前記送信アンテナウェイト計算部の計算結果を各無線基地局の割り当て送信電力に反映する
ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各送信アンテナの最大送信電力、基地局全体の最大総送信電力を超えない範囲で送信アンテナウェイト制御を行い、固有ビーム伝送を行う無線基地局に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信における電波資源不足は深刻なものとなっており、一方で、ワイヤレスブロードバンド高速大容量化の要求は日増しに大きくなっている。こういった状況から、伝送容量を飛躍的に向上させる手法として、移動体通信、無線ＬＡＮ等に多重入力多重出力（ＭＩＭＯ：Multiple-Input Multiple-Output）通信方式が導入されている。また、移動体通信等において、アップリンクサウンディング、高速フィードバックチャネル等を用いて送信側でチャネル情報を取得し、その情報に基づいてサブストリーム毎に送信アンテナウェイト制御を行い、固有ビーム伝送を行うＣｌｏｓｅｄ−Ｌｏｏｐ−ＭＩＭＯについても、実用化に向けた研究開発が急速に進められている。
【０００３】
一方で、ＭＩＭＯ技術が導入されることにより、アンテナ数に応じた送信アンプを用意する必要がある。一般的には、最大出力が高い送信アンプほど価格が高いため、送信アンプの最大出力は、各国の法律等で規定される装置全体の最大送信出力を送信アンテナ数で割った値とすることが多い。従って、送信アンテナウェイト制御を行う場合、アンテナ（送信アンプ）毎の最大出力値の制約のもと、ウェイト値を調整する必要がある。
【０００４】
このような背景の中、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式を用いたマルチチャネル通信システムにおいて、各チャネルの電力割り当てを効果的かつ効率的に判断するための技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。アンテナ毎の最大出力値の制約を考慮しつつ、サブチャネル及びアンテナ毎に電力（送信アンテナウェイト値）を割り当てる方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５２７１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。上記の従来のアンテナ間電力割り当て方法では、複雑な計算式を反復して実行することにより、各サブチャネル及び各アンテナに対する電力割り当ての最適化を図っており、回路規模及び処理の遅延が増大してしまうという問題点があった。
【０００７】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、送信アンテナ毎の最大出力値の制約を考慮しつつ、各サブチャネル及び各送信アンテナに対する送信電力割り当てを簡易に決定することができる無線基地局を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る無線基地局は、自身が生成するセルの圏内にある複数の移動機と、複数の送信アンテナ、及び複数の受信アンテナを通じて、周波数方向に並列チャネルを形成するマルチキャリア方式、及びＭＩＭＯ通信方式により多元接続を行う無線基地局であって、ネットワーク側から受信するＩＰパケットから、各移動機に対するＱｏＳクラスを抽出し、ユーザデータ、及びＱｏＳ情報を出力するＱｏＳ検出部と、前記ＱｏＳ検出部からの前記ユーザデータ、及び前記ＱｏＳ情報、チャネル品質情報、並びに送信アンテナのサブチャネルを構成するサブキャリアに対する送信電力、及びサブキャリアに割り当てる総送信電力を用いて、マッピング指示を行うスケジューリング部と、前記スケジューリング部からのマッピング指示に従い、ユーザデータを下り論理無線フレームへマッピングするリソースマッピング部と、前記リソースマッピング部からの前記下り論理無線フレーム、及び複数の移動機の各サブチャネルの送信アンテナウェイト行列を用いて無線信号処理を行い、下り物理無線フレームを生成するベースバンド処理部と、前記ベースバンド処理部により復調された上り無線フレームから、前記チャネル品質情報、及び伝送路情報を取得し、前記チャネル品質情報を前記スケジューリング部へ出力するチャネル品質情報・伝送路情報取得部と、前記チャネル品質情報・伝送路情報取得部からの前記伝送路情報に基づき、前記総送信電力、前記送信アンテナウェイト行列、及び前記送信電力を計算する送信アンテナウェイト計算部とを備え、前記スケジューリング部は、前記ユーザデータ、及び前記ＱｏＳ情報、前記チャネル品質情報、並びに前記送信電力、及び前記総送信電力に基づいて、複数の移動機のそれぞれに割り当てた送信電力の合計である、送信アンテナ毎に割り当てる送信電力量が、各送信アンテナの最大送信電力を超えないよう、かつ複数の送信アンテナのそれぞれに割り当てた送信電力の合計である送信電力量が、基地局全体の最大総送信電力を超えないよう、前記送信アンテナウェイト行列を含む、移動機及び送信サブチャネル数を割り当てたマッピング制御情報を生成して前記リソースマッピング部に出力するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る無線基地局によれば、送信アンテナ毎の最大出力値の制約を考慮しつつ、各サブチャネル及び各送信アンテナに対する送信電力割り当てを簡易に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る無線基地局を含む無線システムの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る無線基地局の下り無線フレーム送信に関連する機能の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る無線基地局のスケジューリング部の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る無線基地局の下り論理無線フレームへのマッピングを示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る無線基地局のスケジューリング部のリソース割り当て決定部の動作を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１に係る無線基地局が４本の送信アンテナに対応している場合の送信アンテナ毎の割り当て電力量を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る無線基地局の割り当て電力量を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態４に係る無線基地局を含むマルチサイト環境の無線システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の無線基地局の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１２】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る無線基地局について図１から図７までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る無線基地局を含む無線システムの構成を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１３】
図１において、無線基地局１０は、自身が生成するセル１の圏内にある移動機Ａ２１−移動機Ｄ２４と、複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナを通じて、ＯＦＤＭ／直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）などの周波数方向に並列チャネルを形成するマルチキャリア方式及びＭＩＭＯ通信方式により多元接続を行う。なお、図１では多元接続を行う移動機を４台記載しているが、本発明では台数の制約を考慮する必要は無い。
【００１４】
図２は、この発明の実施の形態１に係る無線基地局の下り無線フレーム送信に関連する機能の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図２において、無線基地局１０は、ＱｏＳ検出部１１と、スケジューリング部１２と、リソースマッピング部１３と、ベースバンド処理部１４と、チャネル品質情報・伝送路情報取得部１５と、送信アンテナウェイト計算部１６とが設けられている。
【００１６】
図３は、この発明の実施の形態１に係る無線基地局のスケジューリング部の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図３において、スケジューリング部１２は、ユーザデータ蓄積部１２１と、品質保証処理部１２２と、リソース割り当て決定部１２３とが設けられている。
【００１８】
つぎに、この実施の形態１に係る無線基地局の動作について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図４は、この発明の実施の形態１に係る無線基地局の下り論理無線フレームへのマッピングを示す図である。また、図５は、この発明の実施の形態１に係る無線基地局のスケジューリング部のリソース割り当て決定部の動作を示すフローチャートである。さらに、図６は、この発明の実施の形態１に係る無線基地局が４本の送信アンテナに対応している場合の送信アンテナ毎の割り当て電力量を示す図である。図７は、この発明の実施の形態１に係る無線基地局の割り当て電力量を示す図である。
【００２０】
まず、ＱｏＳ検出部１１は、ネットワーク側から受信するＩＰパケットから、各移動機に対するＱｏＳ（Quality of Service）クラスを抽出し、ユーザデータ（User Data）と、ＱｏＳ情報をスケジューリング部１２に渡す。このＩＰパケットは、制御メッセージとユーザデータが分離されていても構わない。
【００２１】
次に、スケジューリング部１２は、ＱｏＳ検出部１１から渡されたユーザデータとＱｏＳ情報、チャネル品質情報・伝送路情報取得部１５から渡されたチャネル品質情報、送信アンテナウェイト計算部１６から渡された送信電力Ｐ（ｉ）ｋ、総送信電力Ｐｓｃ、移動機２１−２４の各サブチャネルの送信アンテナウェイト行列を用いて、リソースマッピング部１３にマッピング指示を行う。詳細な動作については後述する。
【００２２】
次に、リソースマッピング部１３は、スケジューリング部１２からのマッピング指示に従い、ユーザデータを下り論理無線フレームへマッピングし、ベースバンド処理部１４に渡す。この下り論理無線フレームへのマッピングは、図４に示すように、周波数方向のサブチャネルを分割して、移動機２１に最上段に示すダウンリンクバースト（DL Burst）領域を、移動機２２に中段に示すダウンリンクバースト（DL Burst）領域を、移動機２３に最下段に示すダウンリンクバースト（DL Burst）領域をそれぞれ割り当てるような形態でも構わない。
【００２３】
次に、ベースバンド処理部１４は、リソースマッピング部１３により渡された下り論理無線フレームと、送信アンテナウェイト行列を用いて無線信号処理を行い、下り物理無線フレームを生成する。そして、複数の送信アンテナから下り物理無線フレームを送信する。また、ベースバンド処理部１４は、移動機２１−２４から送信され、複数の受信アンテナにより受信される上り無線フレームに対し、復調処理等の無線信号処理を行い、チャネル品質情報・伝送路情報取得部１５に処理結果を渡す。
【００２４】
なお、ベースバンド処理部１４が行う無線信号処理には、誤り訂正符復号、インタリーブ・デインタリーブ、ＭＩＭＯエンコード・デコード、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ：Quadrature Phase Shift Keying）等の変復調、送信アンテナウェイト乗算処理、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Inverse Discreat Fourier Transfer）、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Descreat Fourier Transfer）によるＯＦＤＭ処理などが含まれる。
【００２５】
ここで、上記の送信アンテナウェイト乗算処理は、送信アンテナウェイト行列Ｔｋを送信サブストリームベクトルｓｋに乗算する処理を指す。なお、ｋは複数のサブキャリアからなるサブチャネルの番号を示し、サブチャネルは１サブキャリアで構成しても良い。
【００２６】
チャネル品質情報・伝送路情報取得部１５は、復調後の上り無線フレームから、下り無線フレーム送信に必要となる搬送波対干渉及び雑音比（ＣＩＮＲ：Carrier to Interference plus Noise Ratio）、受信信号強度表示（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）等のチャネル品質情報と、伝送路情報（伝送路行列）を抽出し、前者はスケジューリング部１２に、後者は送信アンテナウェイト計算部１６にそれぞれ渡される。チャネル品質情報は、移動機２１−２４から報告される値を元に、平均化等の処理を加えたものとする。また、伝送路情報は、移動機２１−２４から報告される情報を用いても良いし、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Dupulexing）の場合、上り無線フレームで送信されるパイロットサブキャリア、または、サウンディング用サブキャリアを使用して、無線基地局１０側で下り伝送路を推定し、伝送路情報を抽出しても良い。
【００２７】
送信アンテナウェイト計算部１６は、サブチャネル平均伝送路行列Ｈｋ（受信アンテナ数×送信アンテナ数の行列）に対し、次の式（１）に示す固有値分解（特異値分解）を行い、ユニタリ行列Ｖｋを得る。
【００２８】
【数１】
2010232847.tif 000003
【００２９】
そして、当該サブチャネルに含まれる各データサブキャリアに対して、送信アンテナ合計での総送信電力Ｐｓｃを割り当てる。ここで、無線基地局１０が送信可能な総送信電力をＰｔｏｔａｌ、パイロット信号等データサブキャリア以外に必要とする送信電力をＰｐｉｌｏｔ、データサブキャリア数をｎとすると、次の式（２）とする。つまり、各サブキャリアに対する割り当て電力は一定とする。
【００３０】
【数２】
2010232847.tif 000004
【００３１】
次に、各サブキャリアに割り当てられた電力Ｐｓｃを注水（Water Filling）アルゴリズム等の電力割り当てアルゴリズムに従いサブストリーム間で分配し、各サブストリームに対する割り当て電力を次の式（３）のように決定する。
【００３２】
【数３】
2010232847.tif 000005
【００３３】
ここで、ｍはサブストリーム数であり、送信アンテナ数と一致した値である。ただし、電力割り当て“０”のサブストリームについては、実際には送信処理を行わない。（後述するスケジューリング部１２でその決定を行う。）以上により、送信アンテナウェイト行列を次の式（４）で求める。
【００３４】
【数４】
2010232847.tif 000006
【００３５】
この送信アンテナウェイト行列Ｔｋのｉ行目をＴ（ｉ）ｋとすると、送信アンテナ番号ｉのサブチャネルｋを構成するサブキャリアに対する送信電力Ｐ（ｉ）ｋは、次の式（５）で求める。
【００３６】
【数５】
2010232847.tif 000007
【００３７】
なお、送信アンテナウェイト行列の計算を簡略化するため、送信アンテナウェイト行列Ｔｋを求める際には、複数サブチャネル平均の伝送路行列から求めても良い。その場合は平均化処理を行った複数サブチャネル間で同じ値の送信アンテナウェイト行列Ｔｋが用いられる。
【００３８】
送信アンテナウェイト計算部１６は、計算結果として、送信アンテナ番号ｉのサブチャネルｋを構成するサブキャリアに対する送信電力Ｐ（ｉ）ｋ、送信アンテナウェイト行列、また、アンテナ毎、サブキャリア毎に使用される送信電力割り当てが“０”であるサブストリーム数、送信アンテナウェイト処理後に推定されるチャネル品質情報等をスケジューリング部１２に渡す。なお、送信アンテナ番号ｉのサブチャネルｋを構成するサブキャリアに対する送信電力Ｐ（ｉ）ｋは、スケジューリング部１２で送信アンテナウェイト行列から求めても良い。また、送信アンテナウェイト行列Ｔｋは、ベースバンド処理部１４と共有のメモリに確保しておき、リソースマッピング部１３経由でベースバンド処理部１４に渡す情報はアドレス情報のみとしても良い。また、上記計算処理は、スケジューリング部１２の指示により、必要な移動機、サブキャリアに対して求めても良いし、全ての移動機２１−２４、サブチャネルに対して、事前に計算をしておいても良い。
【００３９】
最後に、スケジューリング部１２の詳細動作について、図３に示す詳細構成図（ブロック図）を用いて説明する。
【００４０】
図３に示すように、スケジューリング部１２のユーザデータ蓄積部１２１は、ＱｏＳ検出部１１からのユーザデータ（User Data）を、キュー（Queue）に蓄積し、リソース割り当て決定部１２３の指示に従い、蓄積されたユーザデータをリソースマッピング部１３に出力する。
【００４１】
また、品質保証処理部１２２は、ＱｏＳ検出部１１からのＱｏＳ情報に基づき、ユーザデータの優先度を決定して、その優先度情報をその他のＱｏＳ情報と共にリソース割り当て決定部１２３に通知する。
【００４２】
さらに、リソース割り当て決定部１２３は、キューのユーザデータ量、及び優先度情報、ＱｏＳ情報、チャネル品質情報、並びに送信アンテナ番号ｉのサブチャネルｋを構成するサブキャリアに対する送信電力Ｐ（ｉ）ｋ、及びサブキャリアに割り当てる総送信電力Ｐｓｃに基づいて、複数の移動機のそれぞれに割り当てた送信電力の合計である、送信アンテナ毎に割り当てる送信電力量が、各送信アンテナの最大送信電力を超えないよう、かつ複数の送信アンテナのそれぞれに割り当てた送信電力の合計である送信電力量が、基地局全体の最大総送信電力を超えないよう、送信アンテナウェイト行列を含む、移動機及び送信サブチャネル数を割り当てたマッピング制御情報を生成してリソースマッピング部１３に出力する。
【００４３】
すなわち、リソース割り当て決定部１２３は、図５に示すフローチャートに基づいて動作する。
【００４４】
最初に、ステップＳ１０１において、リソース割り当て決定部１２３は、各送信アンテナの残り送信電力量Ｐ（ｉ）ｒｅｓｔを、次の式（６）に示すように、各送信アンテナの最大送信電力Ｐ（ｉ）ａｎｔに初期化するとともに、無線基地局１０の残り総送信電力量Ｐｒｅｓｔを、次の式（７）に示すように、基地局最大総送信電力Ｐｔｏｔａｌに初期化する。
【００４５】
【数６】
2010232847.tif 000008
【００４６】
次に、ステップＳ１０２において、品質保証処理部１２２から通知される優先度情報及びその他ＱｏＳ情報、ユーザデータ蓄積部１２１のキューに蓄積されているユーザデータ（User Data）量、送信アンテナウェイト処理後のチャネル品質情報及びサブストリーム数等の送信アンテナウェイト計算結果により、リソース割り当て予定の移動機及び送信サブチャネル量（最小送信サブチャネル数と最大送信サブチャネル数）をそれぞれ決定する。
【００４７】
次に、ステップＳ１０３において、上記の決定の際（ステップＳ１０２）に、割り当て可能な移動機が有るかを確認し、無い場合（ＮＯ）は、ステップＳ１０６−Ｓ１０９で示すリソース割り当て処理に移行する。割り当て可能な移動機が有る場合（ＹＥＳ）は、次のステップＳ１０４に移行する。
【００４８】
次に、ステップＳ１０４において、全送信アンテナに対して電力割り当てが可能かを判定するために、送信アンテナウェイト計算部１６が計算した、送信アンテナ番号ｉのサブチャネルｋを構成するサブキャリアに対する送信電力Ｐ（ｉ）ｋを用いて、以下の式（８）が成立する割当可能サブチャネル数ＳｕｂＣｈ＿Ｎｕｍが、ステップＳ１０２で決定した最小送信サブチャネル数以上であることを確認する。ここで、１サブチャネルを構成するサブキャリア数をＣａｒｒｉｅｒ＿Ｎｕｍとする。
【００４９】
【数７】
2010232847.tif 000009
【００５０】
さらに、無線基地局１０の最大総送信電力の規定を守るため、以下の式（９）を満たしているかを確認する。
【００５１】
【数８】
2010232847.tif 000010
【００５２】
割当可能サブチャネル数ＳｕｂＣｈ＿Ｎｕｍが、ステップＳ１０２で決定した最大送信サブチャネル数以上の場合は、ＳｕｂＣｈ＿Ｎｕｍ＝最大送信サブチャネル数とする。上記の式（８）及び式（９）を満たさない場合は、当該移動機をリソース割り当て済みとし、ステップＳ１０２の処理に戻る。
【００５３】
なお、移動機の移動速度等の条件に従い、送信アンテナウェイト制御を動的にオフしても良い。その場合は、送信アンテナ数をｍとすると、次の式（１０）となる。
【００５４】
【数９】
2010232847.tif 000011
【００５５】
ステップＳ１０４の判定式である式（８）及び式（９）を満たす場合は、当該移動機に対するリソース割り当てを決定し、各送信アンテナの残り送信電力量、無線基地局１０の残り総送信電力量を以下の式（１１）、式（１２）により更新し、ステップＳ１０２に戻る。
【００５６】
【数１０】
2010232847.tif 000012
【００５７】
図６は、無線基地局１０が４本の送信アンテナに対応している場合の送信アンテナ毎の割り当て電力量を示す図であり、図７は、無線基地局１０の割り当て電力量を示す図である。図６に示すように、移動機Ａ−Ｃのそれぞれに割り当てた送信電力の合計である、送信アンテナ（♯１−４）毎に割り当てる送信電力量が、各送信アンテナの最大送信電力を超えないよう、かつ図７に示すように、送信アンテナ♯１−４のそれぞれに割り当てた送信電力の合計である送信電力量が、基地局全体の最大総送信電力を超えないよう、移動機及び送信サブチャネル数を割り当てる必要がある。なお、各送信アンテナの最大送信電力は、基地局全体の最大総送信電力を送信アンテナ数で割った値とする必要は無く、送信アンプの制約に応じて自由に設定することができる。
【００５８】
次に、ステップＳ１０１−Ｓ１０５の処理が終わった後、残りの送信アンテナ、送信電力を使用してリソース割り当てを行う。固有ビーム伝送のための送信電力割り当てを実施した際に発生する余剰送信電力を、使用する送信アンテナ本数を減らした上で、他チャネルのＭＩＭＯ通信方式又は１入力１出力（ＳＩＳＯ：Single-Input Single-Output）通信方式に利用する。なお、送信アンテナ本数を減らした上で、ステップＳ１０１−Ｓ１０５の処理を再度行っても良いが、本実施の形態１では簡単のため、送信アンテナウェイト制御を行わないリソース割り当てを行う。最も簡単な例として、残り電力の割り当てを１送信アンテナ毎とした例について説明する。
【００５９】
まず、ステップＳ１０６において、移動機２１−２４に対するリソース割り当て済み情報をリセットし、再度、品質保証処理部１２２から通知された優先度情報及びその他ＱｏＳ情報、キューに蓄積されているユーザデータ量、各送信アンテナのチャネル品質情報等により、リソース割り当て予定の移動機及び送信サブチャネル量（最小送信サブチャネル数と最大送信サブチャネル数）をそれぞれ決定する。なお、この際にステップＳ１０５でリソースを割り当てた移動機はスケジューリングの候補から外しても良い。
【００６０】
次に、ステップＳ１０７おいて、割り当て可能な移動機があるかを確認し、無い場合（ＮＯ）は、リソース割り当て処理を終了する。割り当て可能な移動機が有る場合（ＹＥＳ）は、次のステップＳ１０８に移行する。
【００６１】
次に、ステップＳ１０８おいて、サブキャリアに割り当てる総送信電力Ｐｓｃを用いて、下記の式（１３）が成立する割当可能サブチャネル数ＳｕｂＣｈ＿Ｎｕｍが、ステップＳ１０６で決定した最小送信サブチャネル数以上であることを確認する。
【００６２】
【数１１】
2010232847.tif 000013
【００６３】
さらに、無線基地局１０の最大総送信電力の規定を守るため、下記の式（１４）を満たしているかを確認する。
【００６４】
【数１２】
2010232847.tif 000014
【００６５】
なお、ＳｕｂＣｈ＿ＮｕｍがステップＳ１０６で決定した最大送信サブチャネル数以上の場合は、ＳｕｂＣｈ＿Ｎｕｍ＝最大送信サブチャネル数とする。上記の式（１３）及び式（１４）を満たさない場合は、当該移動機をリソース割り当て済みとし、ステップＳ１０６の処理に戻る。
【００６６】
そして、ステップＳ１０９において、ステップＳ１０８の判定式である式（１３）及び式（１４）を満たす場合は、当該移動機に対するリソース割り当てを決定し、各送信アンテナの残り送信電力量、無線基地局１０の残り総送信電力量を下記の式（１５）、式（１６）により更新し、ステップＳ１０６に戻る。
【００６７】
【数１３】
2010232847.tif 000015
【００６８】
なお、ステップＳ１０６−Ｓ１０９に示した例では、残り電力の割り当てを１送信アンテナ毎としたが、２送信アンテナ以上の場合も同様であり、使用する送信アンテナ数をｌ（エル）とした時に、当該送信アンテナ、かつ、サブキャリア毎の割り当て電力をＰｓｃ／ｌ（エル）とすれば良い。
【００６９】
本実施の形態１により、送信アンテナウェイト決定のための繰り返し処理を必要としないため、固有ビーム伝送処理を実現する際に、回路規模及び処理の遅延を削減することができる。本実施の形態１は、送信アンプの最大出力に使用送信アンテナ数をかけた値が、無線基地局１０全体の最大総送信出力より大きい場合に特に有効であり、一方で、送信アンプの最大出力を自由に設定できるため、送信アンプの価格上昇を抑えることが可能である。
【００７０】
さらに、本実施の形態１は、各移動機に等しく送信電力密度を割り当てることで電力割り当てにおけるユーザ間フェアネスを実現しているという特徴も持つ。
【００７１】
実施の形態２．
上記の実施の形態１に対して、スケジューリング部１２のリソース割り当て決定部１２３は、各データサブキャリアに割り当てる送信アンテナ合計での電力Ｐｓｃを、品質保証処理部１２２から通知される優先度情報、送信アンテナウェイト計算結果、チャネル品質情報に応じて、移動機毎に可変に設定可能とする。
【００７２】
本実施の形態２により、上記の実施の形態１に対して、余剰となる電力を減らし、セル通信容量を上げる、または、ＱｏＳに応じたチャネル品質改善が可能となる。
【００７３】
実施の形態３．
上記の実施の形態１に対して、送信アンテナウェイト計算部１６が行う処理を、移動機２１−２４に実施させ、その結果を量子化し、コード番号として上り信号を送信させる。
【００７４】
本実施の形態３により、フィードバック量を大幅に削減することができる、または、無線基地局１０において、アップリンクとダウンリンク間のＲＦキャリブレーションが必要とならない、という効果がある。
【００７５】
実施の形態４．
図８に示すように、２つ以上のセル１、３が重なる領域に位置する（マルチサイト環境の）移動機Ｃ２３、移動機Ｅ２５に対して、無線基地局間で連携し、固有ビーム伝送を実施する際にも、各無線基地局で上記の実施の形態１と同様な送信アンテナウェイト制御及びリソース割り当て制御によるアンテナ間電力割り当てを行う。
【００７６】
上記の実施の形態１と異なる点は、図２の送信アンテナウェイト計算部１６において、移動機Ｃ２３、移動機Ｅ２５に対しては、送信アンテナ数を基地局数倍、すなわち、基地局数倍の行数の送信ウェイトベクトルを計算する必要があり、スケジューリング部１２でその結果を各無線基地局の割り当て電力に反映する必要があることである。さらに、他の無線基地局の伝送路情報を移動機からの送信、または、ネットワーク経由で取得する必要がある。
【符号の説明】
【００７７】
１  セル、１０  無線基地局、１１  ＱｏＳ検出部、１２  スケジューリング部、１３  リソースマッピング部、１４  ベースバンド処理部、１５  チャネル品質情報・伝送路情報取得部、１６  送信アンテナウェイト計算部、２１、２２、２３、２４  移動機、１２１  ユーザデータ蓄積部、１２２  品質保証処理部、１２３  リソース割り当て決定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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