(57)【要約】【課題】  トラヒック、干渉条件を勘案し、適切にセルを再構成する。【解決手段】  ＤＳＰ２１５は、各端末向けに送信される制御チャネルのトラヒックをチェックし、リモート無線ユニットｉ毎の制御チャネルのトラヒックの総計Ｔｉを求める。ＤＳＰ２１５は、分析部２１８で求められた相関行列Ｒを、部分直交化させた部分直行行列Ｒ’に変換する。ＤＳＰ２１５は、グループ内のひとつ又は複数のリモート無線ユニットのトラヒックの総計を加算したグループ毎の総トラヒックが、予め定められた閾値以下になるように、部分直行行列Ｒ’の行又は列の順に従いひとつ又は複数のリモート無線ユニットをグループに分割し、グループ毎のリモート無線ユニットの識別番号をメモリ２２０に記憶する。【選択図】  図１２
2010268192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ひとつ又は複数のアンテナを持つ複数のリモート無線ユニットの一部あるいは全体からなるひとつ又は複数のグループを構成し、上記複数のリモート無線ユニットを介して、任意の無線端末に、上記グループ毎に同一の制御情報と、無線端末を特定するリファレンス信号と、ユーザデータとを含む下りチャネル信号を送信し、任意の無線端末からの上りチャネル信号を上記複数のリモート無線ユニットを介して受信する無線基地局であって、
受信信号に基づき、各々の２つのリモート無線ユニット間の干渉する度合いを表した相関行列Ｒを求める分析部と、
グループ分けを行う処理部と
を備え、
前記処理部は、各端末向けに送信される制御チャネルのトラヒックをチェックし、リモート無線ユニットｉ毎の制御チャネルのトラヒックの総計Ｔｉを求め、
前記処理部は、前記分析部で求められた相関行列Ｒを、部分直交化させた部分直交行列Ｒ’に変換し、
前記処理部は、グループ内のひとつ又は複数のリモート無線ユニットのトラヒックの総計を加算したグループ毎の総トラヒックが、予め定められた閾値以下になるように、部分直交行列Ｒ’の行又は列の順に従い前記ひとつ又は複数のリモート無線ユニットを含むグループに分割し、
前記処理部は、グループ毎のひとつ又は複数のリモート無線ユニットの識別番号をメモリに記憶する
ことによりグループ分けを実行することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線基地局装置において、
前記処理部は、部分直交行列Ｒ’の対角成分に基づき複数のグループ候補に分割し、分割された各グループ候補に含まれるひとつ又は複数のリモート無線ユニットの制御チャネルのトラヒックの総計を加算して、グループ候補毎の総トラヒックを求め、
前記処理部は、求められたグループ候補毎の総トラヒックを予め定められた閾値と比較し、
前記処理部は、閾値以上になった場合は、グループ候補を閾値より小さくなるようにさらに分割してグループ分けを実行することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項３】
請求項１記載の無線基地局装置において、
前記処理部は、部分直交行列Ｒ’の対角成分に基づき複数のグループに分割し、分割された各グループに含まれるひとつ又は複数のリモート無線ユニットの制御チャネルのトラヒックの総計を加算して、グループ毎の総トラヒックを求め、
前記処理部は、求められたグループ毎の総トラヒックを予め定められた閾値と比較し、
あるグループの総トラヒックが閾値以上になった場合は、前記処理部は、該グループを閾値より小さくなるようにさらに分割してグループを形成し、
あるグループの総トラヒックが閾値より小さくなった場合は、前記処理部は、さらに他のひとつ若しくは複数のグループ、又は、ひとつ若しくは複数のリモート無線ユニットを、該グループに加えて、新たなグループとし、該新たなグループの総トラヒックが閾値より小さくなるようにグループ分けを実行することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項４】
請求項１記載の無線基地局装置において、
前記処理部は、部分直交行列Ｒ’の行又は列の順に従いひとつずつリモート無線ユニットを選択して順次グループに加え、該グループ内のひとつ又は複数のリモート無線ユニットのトラヒックの総計を加算してグループ毎の総トラヒックを求め、該総トラヒックが予め定められた閾値を越えない範囲までひとつ又は複数のリモート無線ユニットをグループに加えることでグループ分けを実行することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の無線基地局装置において、
前記処理部は、相関行列Ｒに基づいて、対角要素が最大値となるものが、左上にくるように変換する第１処理を実行し、
前記処理部は、第ｉ列を考え、第ｉ＋１行以降が、降順に並ぶように行の変換を行う第２処理を実行し、
前記処理部は、第ｉ行を考え、第ｉ＋１列以降が、降順に並ぶように列の変換を行う第３処理を実行し、
前記処理部は、リモート無線ユニットの行及び／又は列の対応づけを示す入れ替え情報をメモリに記憶する第４処理を実行し、
前記処理部は、前記第１から第４処理を、全てのｉ列及びｉ行について実行することで、部分直交行列Ｒ’を求める
ことを特徴とする無線基地局装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の無線基地局装置において、
上記グループ分けの実行は、時間又は日又は曜日又は週又は月単位での更新を行い、更新時期は該当するリモート無線ユニットのトラヒックがゼロになったときに行うことを特徴とする無線基地局装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の無線基地局装置において、
相関行列Ｒ及び／又は制御チャネルのトラヒックの総計Ｔｉは、さらに、忘却平均による時間平均化を行うことを特徴とする無線基地局装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の無線基地局装置において、
前記分析部は、
周波数領域での受信信号ｘｉ，ｋ（ｆ）にリファレンス信号又はＳＲＳ  ｃｋ（ｆ）の複素共役を掛けて（ここで、ｉはリモート無線ユニットの識別子、ｋは無線端末の識別子）、伝搬路推定情報を求め、
得られた伝搬路推定情報を逆フーリエ変換して周波数領域から時間領域に戻し、伝搬路の遅延プロファイルＸｉ，ｋ（τ）を求め、
得られた遅延プロファイルＸｉ，ｋ（τ）から、閾値Ｔｈｉ，ｋを越えるパスを選択してその電力の総和Ｓｉ（ｋ）を求め、
電力の総和に基づき、１つの端末をターゲットにして、一方のリモート無線ユニットに接続する端末が、他方のリモート無線ユニットに与える干渉電力を示す正規化指標を求めることを特徴とする無線基地局装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の無線基地局装置において、
前記分析部は、
リモート無線ユニットｉに接続する無線端末ｋｉの送信した信号が他のリモート無線ユニットｊに受信されたときの受信電力Ｓｊ（ｋｉ）を、
無線端末ｋｉの送信した信号がリモート無線ユニットｉに受信されたときの受信電力Ｓｉ（ｋｉ）で、
割ることで、他のリモート無線ユニットに大きな干渉を与える端末の指標は１に近くなり、干渉を与えない端末の指標は０に近い値となるように、正規化を行い、前記干渉電力を示す正規化指標を求めることを特徴とする無線基地局装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の無線基地局装置において、
前記分析部は、
前記干渉電力を示す正規化指標に基づき、
片側のリモート無線ユニットに接続する全端末ｋｉについて前記干渉電力を示す正規化指標の総和と、
他のリモート無線ユニットに接続する端末ｋｊについて片側のリモート無線ユニットに与える干渉電力を示す正規化指標の総和と、
の和によって、２つのリモート無線ユニット間の干渉する度合いを表した指標Δｉ，ｊを計算し、
複数のリモート無線ユニット間で計算した各指標Δｉ，ｊを要素とする相関行列Ｒを求め、
求められた相関行列Ｒを前記処理部に送ることを特徴とする無線基地局装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の無線基地局装置において、
前記分析部は、前記閾値Ｔｈｉ，ｋを、全受信電力の総和に予め定められた固定の係数を掛けて計算することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の無線基地局装置において、
グループが同じリモート無線ユニットの下りフレーム構成では、制御チャネルには、異なるリモート無線ユニットであっても同一の制御情報が配置され、シェアードチャネルにはそれぞれが異なる端末に向けたユーザデータと端末レファレンス信号が配置され、
グループが異なるリモート無線ユニットの下りフレーム構成では、制御チャネルには、異なる制御情報が配置され、シェアードチャネルにはそれぞれが異なる端末に向けたユーザデータと端末レファレンス信号が配置されることを特徴とする無線基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局装置に係り、特に、無線通信において、複数のアンテナ群を終端し、そのリソース割当てを自動的に最適化する手段を具現化した無線基地局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラ型の無線通信システムは、複数組のアンテナがサービスエリアに分散して配置される。端末は最も電波状況の良好な１組のアンテナに接続する。そして、端末の移動に伴い、接続するアンテナを変更しながら、良好な通信状態を保つことで、上記のサービスエリア内を自由に移動しながら最適な通信を行うことができる。１組のアンテナがカバーするエリアをセルと呼ぶ。無線通信システムで、伝送される情報は、ユーザデータと制御情報に分かれる。ユーザデータとは、無線回線で送受したい情報そのものである。制御情報とは、ユーザデータを送受信するための管理情報などであり、例えば、無線リソースを割当てるためのスケジューリング結果などが含まれる。端末はそのスケジューリング情報を見て、自身に送られるパケットを判断する。あるいは自身が基地局と通信するために使用が許可されたリソースを把握する。
従来技術では、各セルは、１組のアンテナと括り付けられて定義されていた。すなわち、同一場所に設置された、１つあるいは複数のアンテナの集合体から、同一の制御情報が送られ、そこから離れた場所に設置されたアンテナ、あるいはアンテナの集合体からは、異なる制御情報が送られ、各アンテナがサポートする端末は別であった。無線システムを初期設置する際には、ターゲットエリアのトラヒック予測に基づき、アンテナの配置設計していた。トラヒックの増加により、アンテナ配置の再設計を行う場合には、その後のトラヒックの増減をアセスメントし、その情報に基づいて新規追加基地局（新たなセルを構築するためのアンテナ）の配置を設計してきた。
複数組のアンテナから構成される集合型の基地局装置については、特許文献１あるいは特許文献２に、複数の子局を光ファイバで接続し、アンテナと比べて数が少ない通信装置を使いまわすことで、負荷分散に対応した経済的な基地局の技術が開示されている。しかし、上記で示す通り、同一場所に設置されたアンテナと、別の場所に設置されたアンテナからは異なる制御情報が送られる別のセルを構成していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３５６４７号公報
【特許文献２】特開平８−２０５２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のアンテナが分散的に配置されるような、システムにおいて、同一の制御情報が送信されるセルは、アンテナと括り付けられて定義されていた。
図１３は、従来例からなる無線システムのセル構成の１例を示す図である。例えば図１３に示す従来例からなるネットワーク構成では、ネットワークの集線装置（あるいはスイッチなど）９００には複数の基地局（９０１〜９０５）が繋がり、それぞれの基地局が固定、あるいは半固定の無線可能エリアとなるセル（９１１〜９１５）を構成する。こうした従来例では、トラヒックおよび干渉の予測に基づきセル設計を行いアンテナ（すなわち基地局装置）を配置する。一旦配置してしまうと、送信電力を制御することで、セル半径を多少変更することは可能であるが、高い柔軟性は持ち合わせていなかった。
このようなネットワーク構成では、ユーザ数の増加や新規のアプリケーションなどの登場によってトラヒック分布が大きく変化したとき、対応は困難であった。そのため、トラヒックに応じた基地局の増減や配置転換など無線設計のやり直しが必要となり、多大な運用コストが掛かる場合があった。
【０００５】
また、複数のアンテナを終端する集中基地局が３ｇｐｐ（Ｔｈｅ  ｔｈｉｒｄ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  ｐｒｏｊｅｃｔ）などの標準化で提案されている。しかし各アンテナからは異なる制御チャネルが送信され、異なるセルとして動作する。この構成では、複数のアンテナをあたかも１つのセルのように動作させることができない。また、複数のアンテナを統合してあたかも１つのセルのように動作させる場合と、複数のセルとして動作させる場合の得失を把握し、自動的に判断して、最適なセル構成を常に保とうとする自立制御の仕組みはなかった。
また、アンテナを配置後、ネイバーリストなどの作成作業が必要で、アンテナ配置から決まる各種設定を人手で設定する必要があった。こうした人的作業は工事コストを上昇させるだけでなく、人的ミスも発生する原因にもなっていた。
本発明は、以上の点に鑑み、複数組のリモート無線ユニットと接続する基地局装置にて、カバーするエリアの制御情報のトラヒック、ユーザデータのトラヒック、及び／又は、干渉条件等を勘案し、適切にセルを再構成する仕組みを持った無線基地局装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、複数のアンテナを持つリモート無線ユニットの一部あるいは全体からなるグループを構成し、上記グループに同一の制御情報を送信する制御情報送信部と、各リモート無線ユニットに対して特定ユーザへのユーザ情報を送信するユーザ情報送信部と、任意のユーザが送信してくる既知情報を上記の複数のリモート無線ユニットで受信し、その受信分析結果と制御情報のトラヒックに関する統計量から上記グループ分けを定期的に更新する管理手段をもつことを特徴とする無線基地局装置によって解決される。
上記課題は、上記の無線基地局装置において、上記管理手段は各リモート無線ユニットが送信している制御情報のトラヒックの統計量と、無線方式から決まる閾値とを比較し、比較結果に基づいて、上記のグループ分けを定期的に更新することを特徴とする無線基地局装置によって解決される。
上記課題は、上記の無線基地局装置において、上記管理手段は、同一のユーザが送信した既知情報を上記の複数のリモート無線ユニットで受信し、受信した情報から上記の複数のリモート無線ユニット間の相関を求め、その相関を基準にグループ分けを決定する手順を持つことを特徴とする無線基地局装置によって解決される。
上記課題は、上記の無線基地局装置において、同一グループ内の複数のリモート無線ユニットから、協調して同一のユーザデータを送信する統合スケジューリングを行う無線基地局装置によって解決される。
上記課題は、上記の無線基地局装置において、統合スケジューリングを行い、同一グループ内の特定のリモート無線ユニットから、他のリモート無線ユニットに協調して干渉を低減するために特定のリソースでの送信を行わない無線基地局装置によって解決される。
上記課題は、上記の無線基地局装置において、上記グループ決めは時間あるいは日単位での更新を行い、更新時期は該当するアンテナのトラヒックがゼロになったときに行うことを特徴とする無線基地局装置によって解決される。
上記課題は、上記の無線基地局装置において、上記管理手段が作成した相関情報を用いて、端末との通信に使うリソースの候補を選択することを特徴とする無線基地局装置によって解決される。
上記課題は、上記の無線基地局装置において、上記管理手段が作成した相関情報を用いて、端末からの既知情報を検知するリモート無線ユニットの範囲を限定する端末検出手段を持つ無線基地局装置によって解決される。
上記課題は、上記の無線基地局装置において、上記管理手段は、同一のユーザが送信した既知情報を上記の複数のリモート無線ユニットで受信して、受信した情報からそれぞれの受信電力を求め、リソース割当てを決めるスケジューラは、上記の受信電力を基準にユーザの多重の可否を判断し、リソース割り当てを行うことを特徴とする無線基地局装置によって解決される。
【０００７】
本発明の解決手段によると、
ひとつ又は複数のアンテナを持つ複数のリモート無線ユニットの一部あるいは全体からなるひとつ又は複数のグループを構成し、上記複数のリモート無線ユニットを介して、任意の無線端末に、上記グループ毎に同一の制御情報と、無線端末を特定するリファレンス信号と、ユーザデータとを含む下りチャネル信号を送信し、任意の無線端末からの上りチャネル信号を上記複数のリモート無線ユニットを介して受信する無線基地局であって、
受信信号に基づき、各々の２つのリモート無線ユニット間の干渉する度合いを表した相関行列Ｒを求める分析部と、
グループ分けを行う処理部と
を備え、
前記処理部は、各端末向けに送信される制御チャネルのトラヒックをチェックし、リモート無線ユニットｉ毎の制御チャネルのトラヒックの総計Ｔｉを求め、
前記処理部は、前記分析部で求められた相関行列Ｒを、部分直交化させた部分直交行列Ｒ’に変換し、
前記処理部は、グループ内のひとつ又は複数のリモート無線ユニットのトラヒックの総計を加算したグループ毎の総トラヒックが、予め定められた閾値以下になるように、部分直交行列Ｒ’の行又は列の順に従い前記ひとつ又は複数のリモート無線ユニットを含むグループに分割し、
前記処理部は、グループ毎のひとつ又は複数のリモート無線ユニットの識別番号をメモリに記憶する
ことによりグループ分けを実行することを特徴とする無線基地局装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数組のリモート無線ユニットと接続する基地局装置にて、カバーするエリアの制御情報のトラヒック、ユーザデータのトラヒック、及び／又は、干渉条件等を勘案し、適切にセルを再構成する仕組みを持った無線基地局装置が提供される。これにより、柔軟性が高く、効率のよいセル設計を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態の無線システムのセル構成の１例を示す図。
【図２】本実施の形態の無線システムのセル構成の１例を示す図。
【図３】本実施の形態の無線システムのセル構成の１例を示す図。
【図４】本実施の形態の無線システムのベースバンドユニット１００の構成図。
【図５】本実施の形態の無線システムのリモート無線ユニット１０１の構成図。
【図６】本実施の形態の無線システムのリモート無線ユニットの接続図。
【図７】本実施の形態のリソース割り当ての１案（１）を示す図。
【図８】本実施の形態のリソース割り当ての１案（２）を示す図。
【図９】本実施の形態のリソース割り当ての１案（３）を示す図。
【図１０】本実施の形態のベースバンドユニットの分析部２１８の構成図。
【図１１（Ａ）】リモート無線ユニットの構成例を示す図。
【図１１（Ｂ）】各アンテナ間の距離の関係を示す図。
【図１１（Ｃ）】相関行列（変換前、変換後）を示す説明図。
【図１２】本実施の形態のグループ分けのフロー図。
【図１３】従来例からなる無線システムのセル構成の１例を示す図。
【図１４】グループ化を実施するために目標とする相関行列の変換結果についての説明図。
【図１５】ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）におけるハンドオーバの手順を示すシーケンス図。
【図１６】ハンドオーバでヒステリシスによる無駄（オーバヘッド）が発生することを説明する図。
【図１７】相関行列の部分直交化の説明図。
【図１８】相関行列の部分直交化のフローチャート。
【図１９】リソース割当ての１案（４）を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
１．無線システム
１−１．システム概要
セルラ型の無線通信のセルを設計するに当って、従来技術では、各セルは、１組のアンテナと括り付けられて定義されていた。すなわち、１つあるいは同一場所に設置された複数のアンテナの集合体から、同一の制御情報が送られ、そこから離れた場所に設置されたアンテナ、あるいはアンテナの集合体からは、異なる制御情報が送られ、各アンテナがサポートする端末は別であった。無線システムを初期設置する際には、ターゲットエリアのトラヒック予測に基づき、アンテナの配置設計していた。トラヒックの増加により、アンテナ配置の再設計を行う場合には、その後のトラヒックの増減をアセスメントし、そのアセスメントに基づいて新規追加基地局（新たなセルを構築するためのアンテナ）の配置を設計してきた。
例えば図１３に示す従来例からなるネットワーク構成では、ネットワークの集線装置（あるいはスイッチなど）９００には複数の基地局（９０１〜９０５）が繋がり、それぞれの基地局が固定、あるいは半固定の無線可能エリアであるセル（９１１〜９１５）を構成していた。こうした従来例では、既に述べた通り、トラヒックおよび干渉の予測に基づきセル設計を行いアンテナ（図１３では基地局９０１〜９０５）を配置する。送信電力を制御することで、セル半径を多少変更することは可能であるが、高い柔軟性を持ち合わせていなかった。そのため、トラヒックに応じた基地局の増減や配置転換など無線設計のやり直しが必要となり、多大な運用コストが掛かる場合があった。
また、アンテナを配置後、ネイバーリストなどの作成作業が必要で、アンテナ配置から決まる各種設定を人手で設定する必要があった。こうした人的作業は工事コストを上昇させるだけでなく、人的ミスも発生する原因にもなっていた。本発明及び本実施の形態では、こうした課題を解決する手段を提供する。
【００１１】
本発明の実施の形態を図１、２、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１４、１５、１６を用いて詳細に説明する。
図１および図２は、第１の実施の形態により構成されたセルの１例を示している。ここで、装置１０１〜１０５はリモート無線ユニット（あるいはＲＲＨ：Ｒｅｍｏｔｅ  ｒａｄｉｏ  ｈｅａｄ、あるいはＲＲＥ：Ｒｅｍｏｔｅ  ｒａｄｉｏ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）と呼ばれるものであり、図５（詳細は後述）に機能概略が示されている。本ユニットは光ファイバー等でベースバンドユニット１００（あるいはＢＢＵ：Ｂａｓｅ−ｂａｎｄ  ｕｎｉｔ）と繋がっている。信号処理の主体は図４（詳細は後述）に機能ブロックを示すように、ベースバンドユニット１００に置かれている。図１０（詳細は後述）は、分析部（ＳＲＤ）２１８の機能を説明したものである。
図１の例では、５つのリモート無線ユニット１０１〜１０５が１つのベースバンドユニット１００に繋がっている。各リモート無線ユニットは電波を発信し、あるいは電波を受信して、その周辺にカバーエリア（図では楕円にて表現）を構築している。各リモートユニットは、１つあるいは複数のアンテナを持ち、ＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）、ＳＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）、ＭＩＳＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）などの信号送受信が可能である。
各アンテナが送信する情報は、制御情報とユーザデータに分けることができる。ユーザデータは、無線回線で送受信したい情報そのものである。制御情報は、ユーザデータを送受信するための管理情報などであり、例えば、無線リソースを割当てるためのスケジューリング結果などが含まれる。端末はそのスケジューリング情報を見て、該当端末に送られてきたパケットを判断することができる。あるいは該当端末が基地局と通信するために使用が許可されたリソースを把握することができる。
図２の例でも、図１と同様に、５つのリモート無線ユニット１０１〜１０５が１つのベースバンドユニットに繋がっている。各リモート無線ユニットは電波を発信し、あるいは電波を受信して、その周辺にカバーエリア（図では楕円にて表現）を構築している。但し、図２では、楕円で示すカバーエリアは、２種類に色分け（白色と灰色（ハッチのかかった部分））されている。ここで、同色のエリアは、同一の制御チャネルが送信されているエリアを示している。つまり、図１の構成では、全５つのエリアはすべて同色で表されており、同一の制御チャネルが全エリアに送信されている。他方、図２の構成では、グループ１（１０１、１０２、１０５）およびグループ２（１０３、１０４）の２つグループに分割されている。同一グループ内の各アンテナからは同一の制御情報が送信されており、異なるグループ間のアンテナからは異なる制御情報が送信されている。ここで言う、同一の制御情報の送信とは、ＣＤＤ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｄｅｌａｙ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）やＳＴＣ（Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）を用いて、同一の情報をダイバーシチ送信する場合も含むことができる。
【００１２】
以下に、全エリアで同一の制御チャネルを送信している場合（図１）と、異なる制御チャネルを送信している場合（図２）の違いに注目する。
【００１３】
１−２．全エリアで同一の制御チャネルを送信している場合：図１のケース
図１に示すように、全カバーエリアで同一の制御チャネルを送信している場合は、端末がカバーエリア内のどこにいる場合でも、共通の制御情報を受信することができる。したがって、端末が例えば図１に示すような５つのカバーエリア内を自由に移動したとしても、ハンドオーバは発生しない。
異なるリモート無線ユニット（例えば１０１と１０４）から送信されるセル識別用のリファレンス信号（あるいはセル・スペシフィック・リファレンス信号）も共通である。そのため、端末はリモート無線ユニット１０１と１０４を識別することができない。
異なるリモート無線ユニットから送信される制御信号およびセル・スペシフィック・リファレンス信号は空間で合成されて端末に受信される。端末は上記のセル・スペシフィック・リファレンス信号を用いて制御信号の経験してきた伝搬路を推定して検波を実施し、制御信号の復調・復号を行う。異なるリモート無線ユニットから送信された情報は、異なる伝搬路と伝搬遅延を経験して受信されるため、パスダイバーシチ効果（あるいは送信ダイバーシチ効果）が期待できる。したがって、リモート無線ユニット間の境界にある端末であっても、複数のリモート無線ユニットから送信された信号を空間合成して受信でき、感度の高い受信が可能である。
【００１４】
ユーザデータの送信方法には、３つの送信方法があり、第１の送信方法と第２の送信方法、第３の送信方法として説明する。
第１の送信方法を説明する。第１の送信方法では、各リモート無線ユニットから異なる端末向けに異なるユーザデータの情報を送信する方法であり、端末がリモート無線ユニット付近にある場合に有効である。例えば図１では、リモート無線ユニット１０３に近接して端末（無線端末）２００１がある。また、リモート無線ユニット１０４に近接して端末（無線端末）２００２がある。この２つの端末に対して、同一周波数の同一時間のリソースを割当てる。リモート無線ユニット１０３から送信されるユーザデータは端末２００１向けであり、リモート無線ユニット１０４から送信されるユーザデータは端末２００２向けとなる。それぞれのリモート無線ユニットから送信された信号は、近傍のリモート無線ユニットからの信号が支配項であり、他のリモート無線ユニットが送信する信号による干渉は小さい。このように、分散配置されたリモート無線ユニットから送信される電波が、互いに干渉しなければ、ユーザデータに関しては、同時に異なる端末に対して、異なる情報を送信する空間多重化が可能である。
各端末に対して個別に送信されるユーザデータの検波には、先に説明したセル・スペシフィック・リファレンス信号を用いた伝搬路推定は利用することができない。上記リファレンス信号は、各リモート無線ユニットが共通の信号を送信しており、空間で合成されてしまうと、二度と分離することができない。そのため、端末が各リモート無線ユニットの送信したリファレンス信号を分離できず、ユーザデータの経験した伝搬路を正しく推定することができないからである。そのため、各リモート無線ユニットからユーザデータに対応した個別の端末スペシフィック・リファレンス信号が送信される。先ほどのセル・スペシフィック・リファレンス信号と異なり、各リモート無線ユニットが、独自の端末スペシフィック・リファレンス信号を付加してユーザデータを送信する。このため、端末が個別のリファレンス信号を分離することができ、ユーザデータと同じ伝搬路推定を行うことが可能となる。
【００１５】
第２の送信方法について説明する。第２の送信方法は、端末が図１の端末２００３のように２つのリモート無線ユニットがつくるカバーエリアの境界にある場合に有効である。第２の送信方法によるユーザデータの送信では、制御情報の送信の場合と同じように、２つのリモート無線ユニット１０１と１０２が、端末（無線端末）２００３に向けて共通のユーザデータ情報を送信する送信ダイバーシチとして動作する。複数のリモート無線ユニットから信号を送信するため、無線リソースを複数同時に消費することから、効率は低下する。
ユーザデータの検波には、先に説明した端末スペシフィック・リファレンス信号を利用する。第２の送信方法においては、端末スペシフィック・リファレンス信号もユーザデータと同じ送信方法で送信される。すなわち、２つのリモート無線ユニット１０１と１０２から、ユーザデータが送信される周波数および時間のリソースの一部にリファレンス信号が配置される。リファレンス信号は、ユーザデータと同じく空間で合成される。そのため、リファレンス信号はユーザデータと同じ伝搬路を経験することができ、ユーザデータの検波に必要な伝搬路推定を行うことができる。
第３の送信方法について説明する。第３の送信方法は、第２の送信方法と同じくは、端末が図１の端末２００３のように２つのリモート無線ユニットがつくるカバーエリアの境界にある場合に有効である。第３の送信方法によるユーザデータの送信では、どちらか一方のリモート無線ユニットだけが信号を送信し、他のリモート無線ユニットは、片側がカバーエリア境界の端末に対して割当てた同一時間の同一周波数のリソースは信号を送信しないようにして、上記の通信への干渉をなくす方法である。他のリモート無線ユニットは該当するリソースで信号を送信できないため、複数のリソースを消費した通信と等価である。そのため、第１の送信方法と比べ効率が低下してしまう。
【００１６】
ユーザデータの検波には、先に説明した端末スペシフィック・リファレンス信号を利用する。第３の送信方法においては、端末スペシフィック・リファレンス信号もユーザデータと同じ送信方法で送信される。すなわち、リモート無線ユニット１０１と１０２の２つのリモート無線ユニットがあると、どちらか一方のリモート無線ユニットからのみ、ユーザデータが送信され、そのユーザデータと同じリソースの一部にリファレンス信号が配置される。リファレンス信号は、ユーザデータと同じ伝搬路を経験するため、ユーザデータの検波に必要な伝搬路推定を行うことができる。
第２の送信方法や第３の送信方法のように、複数のリモート無線ユニットが協調してユーザデータを送信することにより、カバーエリアの境界であっても高いスループットを提供することができる。協調送信は、ベースバンドユニット１００が複数のリモート無線ユニット１０１〜１０５の信号処理を一括して行っていること、図１のように複数のエリアが同じ制御情報を流す統合エリアとなっていることから、本実施の形態では実施が容易である。また、複数のカバーエリアを統合した統合カバーエリア（図１の５つのカバーエリアの和）の中で、共通の制御チャネルおよび共通のセル・スペシフィック・リファレンス信号を受信することができるため、端末はカバーエリアの境界を意識することなく、複数のリモート無線ユニットの配下で高いスループットを得ることができる。
但し、図１の構成にも課題がある。それは、制御チャネルの容量である。端末と通信パケットをやり取りする際には、どのリソースをどの端末に割当てるかを決めるスケジューリングが必要となる。ベースバンドユニット１００にはスケジューリングを行うためのＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が内蔵されている。ＤＳＰが実施したスケジューリングの結果は、制御チャネルを通じて、制御情報として端末に通知される。図１のように５つものエリアがあり、それぞれが別のユーザデータを送信できる空間多重を実現した構成では、１つのエリアしかない通常の構成と比べ、５倍近いリソースのスケジューリング情報が生成される。そのため、スケジューリング結果を端末に通知する制御情報も５倍に近い容量が必要となる。しかしながら、先にも説明した通り、制御情報は、リモート無線ユニット個別ではなく、全リモート無線ユニットが、複数エリアに関して共通の制御情報を送信する。したがって、空間多重の効果はなく、制御情報の容量は大きくは改善できないかもしれない。そのため、ユーザデータ用のリソースには余裕があっても、スケジューリング結果を送信するための制御チャネル容量が不足するために、ユーザデータの容量を上げることができなくなってしまう場合がある。
【００１７】
１−３．異なる制御チャネルを送信している場合、図２のケース
複数のアンテナが、その一部でしか同一の制御チャネルを送信していない場合には、同一の制御情報を送信しているカバーエリア（あるいはリモート無線ユニットのグループ。図２では、ハッチの掛かったカバーエリア、あるいは白色のカバーエリア）で管理している端末に関連するスケジューリング情報だけを送信すればよい。したがって、空間多重の多重数が制限される。その結果、端末に通知すべきスケジューリング結果の量が大きくならず、制御チャネルの容量がボトルネックになる可能性は低下する。
他方、同一の制御情報を流すエリアが限定されるため、端末は頻繁にハンドオーバしなければならない。
【００１８】
図１５は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）におけるハンドオーバの手順を示す図である。図１５は、標準化団体３ｇｐｐで議論されているＬＴＥのハンドオーバ手順を示すシーケンス図である。ここで、ＵＥは端末、ｅＮＢは基地局装置、ＭＭＥは移動管理のエンティティ、Ｓ−ＧＷはサービングゲートウェイを示す。矢印は各ノードが別のノードに対して送信するメッセージを示している。図１５からも判るように、サービング基地局（Ｓｅｒｖｉｎｇ  ｅＮＢ）がハンドオーバを決定してから、ターゲット基地局に移管されるまでの間に、※印で示した手順が必要となる。現状では、処理時間は、例えば数ｍｓ〜数１（式１）０ｍｓ程度必要となること、新たな基地局に接続するためのランダムアクセス手順など、ハンドオーバのための無線リソースも必要となることから、極力ハンドオーバを発生させたくない。そのため、ハンドオーバを決定する際の閾値にヒステリシスを持たせるのが通常である。
【００１９】
図１６は、ハンドオーバでヒステリシスによる無駄（オーバヘッド）が発生することを説明する図である。図１６は、ヒステリシスがある場合のハンドオーバ時のリファレンス信号の受信電力の概念を示す。２つの実線の曲線は接続元の基地局とハンドオーバ候補の基地局からのリファレンス信号の受信電力である。ヒステリシスを設けるために、接続元基地局のリファレンス信号の受信電力に対してはオフセットを明示したのが破線で示す曲線である。理想的にはハンドオーバ時間は０で、接続元とハンドオーバ候補の基地局からのリファレンス信号の受信電力がクロスする点でハンドオーバを実施することが望ましいが、先に述べたようにハンドオーバには手順があり、時間が掛かるため、ヒステリシスがないと、接続元と接続先とのハンドオーバを繰り返し、通信に支障をきたす場合がある。したがって、図に示す、ヒステリシスがある場合のハンドオーバタイミングまで、ハンドオーバが発生しないようにオフセットが設けてある。理想的なハンドオーバタイミングとヒステリシスありのハンドオーバタイミングの間の時間（図１６のΛ）では、ハンドオーバ先のリファレンス信号の方が、ハンドオーバ元のリファレンス信号よりも受信電力が高いため、ハンドオーバした方が良好な通信ができると期待されるにも関わらず、接続元との通信を維持することとなってしまう。そのため、Λに関わる劣化要因が発生する場合がある。図１に示す構成では、接続するアンテナは変化するが、同一のセル内でのアンテナのスイッチに過ぎないため、上位レイヤに関わるハンドオーバ手順を実施する必要には至らない。そのため、こうした効率劣化の課題は発生しない。
【００２０】
１−４．図１と図２の比較
以上を纏めると、図１のシステム構成と図２のシステム構成を比べると、図１の構成では、ハンドオーバをできるだけ発生させない構成であることから、無線の利用効率は高いが、多重数を上げていくと、送信できる制御情報の限界から、利用効率には上限が発生する。他方、図２の構成は、同一の制御情報を送信するカバーエリアを制限できることから図１のような制御情報による限界は発生しにくいが、セルの境界が発生し、ハンドオーバに伴う利用効率の低下が見られる。
このように、２つのシステム構成は、それぞれに得失があるため、無線ネットワークを構築する際には、「制御チャネルのトラヒック」と「ユーザトラヒック」、「干渉」などの条件を加味して設計することが要求される。しかし、一般にこれらの予測は難しい、また、端末で使われるアプリケーションの進展などにより、状況は日々変わっていく。それに対応するシステムを構築することは、従来の技術では困難であった。例えば音声通話をＩＰパケットで伝送する場合には、遅延の影響も考え、パケットのペイロードは小さくしなければならない。このため、小さいパケットを大量に流す必要がある。そうするとスケジューリングに関する制御情報もトラヒックが増加する。他方、パケットのペイロードが大きいものを定期的に流す場合には、スケジューリングの情報は小さくて済む。このようにアプリケーションによって制御情報のトラヒックも変化するため、その予測は難しい。したがって、トラヒックの変化に対応しながら最適な構成を構築する必要がある。再設計を自動的に実現する手段を与えることが本発明及び本実施の形態の目的のひとつである。
また、グループ化ではリモート無線ユニット間の位置を考える必要がある。図２に示す例では、リモート無線ユニット１０１、１０２、１０５は同一グループではあるが、それと装置の接続順序（１０１→１０２→１０３→１０４→１０５）とは関係が全くない。すなわち、装置の接続順序やＩＤと、装置のロケーションから決まるグループ化とは関連性が殆どないと考えられる。そのため、リモート無線ユニット（アンテナ）の配置後にＩＤの割り振りを装置に設定するといった人が行う作業が必要となり、設置工事の工数が掛かっていた。自動的にリモート無線ユニット（アンテナ）のロケーションや相関を把握し、適切なグループ分けを行う仕組みがあれば、工事の工数を削減することができる。こうした課題を解決することが本発明及び本実施の形態の他の目的である。
【００２１】
２．ベースバンドユニット（無線基地局装置）
図４に、第１の実施の形態のベースバンドユニット１００の構成図を示す。以下では、説明を簡単にするためＯＦＤＭＡを例にとって説明するが、ＣＤＭＡや他の無線方式であっても、本発明及び本実施の形態の特徴である自動調整は有効に働くことは明白であり、本発明の範疇といえる。また、ＳＩＳＯ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）での動作を中心に説明しているが、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）に関しても本発明及び本実施の形態の特徴は変わらないことは明白であり、本発明の範疇である。
ベースバンドユニット１００は、送信系及び受信系について共通に、ＣＰＲＩインターフェース部２０１、ＤＳＰ２１５、ネットワークインタフェース２１６、メモリー２１７、メモリー２２０を備える。受信系については、ＣＰ除去部２０２、ＦＦＴ部２０３、デマルチプレクサ２０４、チャネル推定部２０５、ＭＬＤ部２０６、復号部２０７、制御チャネル復調部２０８、分析部２１８を備える。また、送信系については、符号化部２０９、リファレンス生成部２１０、マルチプレクサ部２１１、空間信号処理部２１２、ＩＦＦＴ部２１３、ＣＰ付加部２１４、制御チャネル用の符号化部２１９、制御チャネル用の符号化部２１９を備える。
図４で、ベースバンドユニット１００は、ＣＰＲＩ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｐｕｂｌｉｃ  Ｒａｄｉｏ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）あるいはＯＢＳＡＩ（Ｏｐｅｎ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ）等のインターフェースにより、光ファイバー等を用いて図５（詳細は後述）に示すリモート無線ユニット１０１と接続されている。
以下に、まず、リモート無線ユニットが受信した信号を復号する受信系について説明する。
各リモート無線ユニットからのデータは、ＣＰＲＩインターフェース部２０１にて、有効なベースバンド信号に変換される。この際に、複数のリモート無線ユニットからの信号は、順次ベースバンド信号への変換が行われる。変換されたデータはＣＰ除去部２０２において、適当なタイミングにおいてＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）が取り除かれる。ＣＰが取り除かれた信号はＦＦＴ部２０３において、周波数領域の信号に変換される。周波数領域に変換された信号は、デマルチプレクサ部２０４によって、「制御チャネル」、「ユーザデータチャネル（あるいはシェアードチャネル）」、「リファレンス信号」などの機能チャネルに分別される。
【００２２】
図７は無線リソースを説明する図である。上図が下り回線、下図が上り回線を示す。縦軸が周波数、横軸が時間となっている。下り回線で、ハッチの掛かった部分（４０１）で制御情報が送信される。白色の部分（４０２）でユーザデータを伝送することを示すイメージである。
機能チャネルは、図７で示すような、周波数軸×時間軸  の２次元のリソースに決まったルールに基づいて配置されている。デマルチプレクサ部はそのルールに基づいて機能チャネルを分解する。上りの情報４０３は、全てシェアードチャネルによって構成され、ユーザデータあるいは制御情報が基地局（ベースバンドユニット）のスケジューラの指示に従って配置される。デマルチプレクサ部２０４は、スケジューラの情報に従い、シェアードチャネル上の情報から、端末毎の情報を取り出す。さらに取り出した端末毎の情報を分割して、「制御情報」「ユーザデータ」「リファレンス信号」に分割する。チャネル推定部２０５は、上記で分別されたリファレンス信号を使い、受信信号が経験してきた伝搬路の推定を行う。制御チャネル復調部２０８では、チャネル推定部２０５が推定した伝搬路推定結果を用い、制御チャネルの復調・復号を行う。復号結果は、ＤＳＰ２１５に結果が伝えられる。ＭＬＤ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）部２０６は、リモート無線ユニット毎の伝搬路推定結果とユーザデータチャネルを用いて、受信したユーザデータのＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）の結果を得る。ＭＭＳＥにより、複数のリモート無線ユニットで受信された情報は適切に合成される。さらに合成された情報から対数尤度比（ＬＬＲ）が計算される。計算された結果は、復号部２０７に送られる。復号部２０７ではユーザデータの復号処理が行われる。復号されたユーザデータは、ＤＳＰ２１５に取り込まれ、暗号解読などの上位レイヤの処理を行った後にネットワークインターフェース２１６を介してネットワークに伝送される。デマルチプレクサ部２０４の出力には、ＳＲＳ（Ｓｏｕｎｄｉｎｇ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）の分析部２１８が繋がり、端末から送信されたリファレンス信号あるいはＳＲＳの分析が行われる。分析結果はＤＳＰ２１５に送られ、スケジューリングやアンテナのグループ分け決定のための判断材料として使われる。分析部２１８の動作は、後ほど詳細に説明する。
【００２３】
引き続き、送信系を説明する。ネットワークから伝送されたユーザデータは、ＤＳＰ２１５にて、暗号化等の上位レイヤの処理を実施後、符号化部２０９に送られ、例えばＴＵＲＢＯ符号などの誤り訂正符号化（あるいは伝送路符号化）処理が実施される。また、各リモート無線ユニットから送信されるための制御情報もＤＳＰ２１５で生成され、制御チャネル用の符号化部２１９で符号化処理が行われる。また、リファレンス生成部２１０にて、セル・スペシフィック・リファレンス信号、端末スペシフィック・リファレンス信号が生成される。生成されたリファレンス信号、ユーザデータの符号化データ、制御情報の符号化データはマルチプレクサ部２１１にて、周波数×時間×アンテナ  のリソースに配置される。
図７には配置の例が記載されているが、例えば上図のように、制御チャネルのリソース４０１に制御情報が配置され、下りシェアードチャネルのリソース４０１に、ＤＳＰ２１５内に内蔵されたスケジューラに従ってユーザデータが配置される。セル・スペシフィック・リファレンス信号は、制御チャネル及び／又はシェアードチャネルの一部のシンボルに分散して配置される。また、端末スペシフィックリファレンス信号は、シェアードチャネルに配置されるユーザデータの一部のシンボルに分散して配置される。
図７に示す下りのフレーム構成は、リモート無線ユニット単位で１つのフレーム構成をもつ。つまり、例えば２つのリモート無線ユニットがある場合、２つの下りフレーム構成が必要となる。送信系はこのようにリモート無線ユニットの数に相当する下りフレーム構成を生成する。
図８は、本実施の形態のリソース割り当ての１案（２）を示す図である。図８は、先に説明した図１のケースの下りフレーム構成を示していて、ハッチが掛かる部分（５０１、５０３）には異なるリモート無線ユニットであっても、同一の制御情報が配置され、白色の部分（５０２、５０４）にはそれぞれが異なる端末に向けたユーザデータが配置される。
また、図９は、本実施の形態のリソース割り当ての１案（３）を示す図である。同様に図９には、図２のケースでグループが異なるリモート無線ユニットの下りフレーム構成を示していて、ハッチが掛かる部分（６０１、６０３）には異なるグループのリモート無線ユニットであるため、異なる制御情報が配置されている。本実施の形態では、ＤＳＰ２１５において自動設定されたパラメータにより、どのリモート無線ユニットがグループ化されているかが決まっており、そのグループ化されたリモート無線ユニットには、同じ制御情報が設定される。
【００２４】
空間信号処理部２１２では、マルチプレクサ部２１１が配置した送信情報に対して空間重みを掛けるプリコーディング等の処理が加えられる。プリコーディングでは、端末が推定した結果を用いてプリコーディングの重みを決定する。空間信号処理部２１２では、プリコーディング処理の他に、リモート無線ユニットの選択を行うための信号処理も行われる。すなわち、スケジューラが決定した送信リモート無線ユニットの選択に従い、送信信号に重みベクトルが掛けられ、特定のアンテナからだけ信号を送信するリモート無線ユニットの選択が実現される。また、空間的に離れた複数の端末に対して、同時に同じリソースを使ってユーザ情報を送信する空間多重も、空間信号処理部２１２での重み付けによって実現される。したがって、先に説明した、ユーザデータの送信方法である、第１の送信方法、第２の送信方法、第３の送信方法は、空間信号処理部２１２によって実施される。空間信号処理部２１２は、周波数×時間  で分割されるリソースの機能チャネル配置により、チャネル毎に自由に重みを設定することできる。例えば、既に述べているように、制御情報を通知する制御チャネルは、セル内の全リモート無線ユニットから送信され、個別となるユーザデータチャネルはリモート無線ユニット毎に重みが異なる。ユーザデータチャネルについても、各端末でリソースの割当てが異なり、それに対応して個別の重みを掛けることができる。
空間信号処理部２１２に続きＩＦＦＴ部２１３では、空間信号処理後の送信情報を周波数領域から時間領域に変換する。更にＣＰ付加部２１４では、マルチパス対策としてＣＰが付け加えられる。ＣＰが付けられた信号は、ＣＰＲＩインターフェース部２０１を介してリモート無線ユニット１０１〜１０５に伝送され、無線信号として送信される。
【００２５】
３．リモート無線ユニット
図５は、リモート無線ユニット１０１の機能ブロック図である。なお、他のリモート無線ユニット１０２〜１０５も同様の構成である。リモート無線ユニット１０１は、アンテナ３０１、デュプレクサ３０２、受信ユニット３０３、ＣＰＲＩインターフェース３０４、送信ユニット３０５を備える。ＣＰＲＩ等のインターフェース部３０４は、この例では、ベースバンド側には２つのポートを持ち、無線部の受信ユニット３０３、送信ユニット３０５と接続している。
まず、送信系を説明する。送信ユニット３０５は、ベースバンドユニット１００からインターフェース部３０４を介して受け取った情報を無線周波数に変換し、デュプレクサ３０２を介してアンテナ３０１から送信する。次に、受信系を説明する。アンテナ３０１が受信した信号は、逆にデュプレクサ３０２を介して受信ユニット３０３に入力され、周波数変換によりベースバンド信号に変換される。さらにデジタル信号に変換された後、インターフェース部３０４を介して光ファイバー等の伝送路を介してベースバンドユニット１００に伝送される。
【００２６】
ここで、図６に、本実施の形態の無線システムのリモート無線ユニットの接続図を示す。図５でベースバンド側のポートが０と１の２つあるのは、図６のように、複数のリモート無線ユニットをデイジーチェーンで接続できることを想定しているためである。しかし、構成として、図３に示すように、１つのベースバンドユニットと、複数のリモート無線ユニットが繋がる構成でも、本実施の形態は実現でき、この場合には、デイジーチェーン構成は不要である。つまり、ベースバンド側に２つのポートがあることが本発明及び本実施の形態の必須条件ではない。
【００２７】
４．分析部による相関行列の計算
図１０に、分析部２１８の機能図を示す。図４では、図面の都合でＦＦＴ部２０３及びデマルチプレクサ部２０４等の受信系は１つしか示していないが、ベースバンドユニット１００は複数のリモート無線ユニット１０１〜１０５と繋がっていて、複数のリモート無線ユニットに関する処理が必要である。したがってＦＦＴ部２０３、デマルチプレクサ部２０４等の受信系の機能は、そのリモート無線ユニット数分だけ必要である。実際の処理は１つＦＦＴ部２０３を時多重で動作させて、等価的に複数のリモート無線ユニットに相当する処理を行うことができるため、必ずしもリモート無線ユニット数分のハードウェアが必要なわけではないが、図１０では、説明の都合上、リモート無線ユニット数分のＦＦＴ部（２０３−１〜２０３−ｎ）があるように記載している。ＦＦＴ部２０３の出力は周波数領域での受信信号であり、その特定のリソースにリファレンス信号、あるいはＳＲＳが配置されている。デマルチプレクサ部２０４が分散配置された、その情報を取り出し、分析部２１８に取り出した情報を送る。
【００２８】
以下に、分析部２１８での動作を説明する。ベースバンドユニット１００が受信した情報は、
【数１】
2010268192.tif 000003
で示される。ここで、ｘ（ｆ）は周波数領域での受信信号であり、ｈ（ｆ）は周波数領域での伝搬路、ｃ（ｆ）はリファレンス信号あるいはＳＲＳといった既知の情報、ｎ（ｆ）は周波数領域での付加雑音である。サフィックスのｋはユーザの識別子を、ｉはリモート無線ユニット（アンテナ）の識別子を表す。デコード部７０１−１〜７０１−ｎは、受信信号ｘ（ｆ）にｃ（ｆ）の複素共役を掛けて、伝搬路推定情報ｈｉ，ｋ（ｆ）（  ＝  ｃｋ＊（ｆ）・ｘｉ，ｋ（ｆ）  ）を取り出す（なお、付加雑音成分は、受信信号に比べて十分低い場合を想定する。）。ＩＦＦＴ部７０２−１〜７０２−ｎでは、得られた伝搬路推定情報をＩＦＦＴ処理して周波数領域から時間領域に戻す。ＩＦＦＴ部７０２の出力は、伝搬路の遅延プロファイル(Ｘi, k(τ))となっている。電力計算部７０３−１〜７０３−ｎでは、得られた遅延プロファイルから、閾値Ｔｈi, kを越えるパスを選択してその電力の総和を求める。
【数２】
2010268192.tif 000004
閾値Ｔｈi, kは、閾値計算部７０４−１〜７０４−ｎで計算され、
【数３】
2010268192.tif 000005
から得られる。ここでαはパスの存在を決めるパラメータであり、予め定められた固定の値である。閾値は全受信電力に固定の係数を掛けて計算したものである。数２（式２）を正規化すると
【数４】
2010268192.tif 000006
が得られる。数４（式４）は、リモート無線ユニットｉに接続するユーザｋｉの送信した信号が、他のリモート無線ユニットｊに受信されたときの受信電力Ｓｊ（ｋｉ）を分子とし、それを、ユーザｋｉの送信した信号が、リモート無線ユニットｉに受信されたときの受信電力Ｓｉ（ｋｉ）で割ることで正規化を行う。正規化により、他のリモート無線ユニットに大きな干渉を与える端末の指標は１に近くなり、干渉を与えない端末の指標は０に近い値となる。以上のような正規化の作業までが、電力計算部７０３−１〜７０３−ｎで行われる。
【００２９】
なお、同一の制御情報を送信するリモート無線ユニットのグループ内で、接続するリモート無線ユニットをどのリモート無線ユニットとするかの判断は、分析部２１８にて行われる。分析部２１８では、各ユーザｋの送信するリファレンス信号の各リモート無線ユニットｉでの受信電力Ｓｉ（ｋ）を測定している。ＤＳＰ２１５には、端末毎にどのリモート無線ユニットでの受信電力が最大であるかが報告されており、ＤＳＰ２１５はその情報から、選択するリモート無線ユニットを判定している。また、この受信電力の結果は、図１の説明で行った統合スケジューラの動作にも利用することができる。統合スケジューラを実現するには、どの該当する端末の送信するリファレンス信号を複数のリモート無線ユニットで受信し、その受信電力を把握している必要がある。しかるに、この動作に必要な受信電力は既に上記の説明の中に含まれており、ベースバンドユニットはその値を知ることができる。ＤＳＰ２１５に搭載されるスケジューラはそうした情報を使い、統合スケジューリングを行い、第１の送信方法、第２の送信方法、第３の送信方法を実施することができる。
【００３０】
数４（式４）を様々な場所に分散する全ユーザに関する統計量を示す指標は
【数５】
2010268192.tif 000007
で得られる。数４（式４）では、１つのユーザ（無線端末）をターゲットにして、片側のリモート無線ユニットに接続する端末が、他方のリモート無線ユニットに与える干渉電力を示す指標であった。これを片側のリモート無線ユニットに接続する全端末について干渉電力を調査したのが、数５（式５）の右辺の第１項である。また、他のリモート無線ユニットに接続する端末についても、片側のリモート無線ユニットに与える干渉電力の調査を行ったのが右辺の第２項であり、その和によって、２つのリモート無線ユニット間の干渉する度合いを表した指標が数５（式５）の意味である。例えば２つの隣接するリモート無線ユニットの境界に５台の端末が集中していたとすると、数５（式５）の値は５に近い値となる。逆にその５台が、それぞれのリモート無線ユニット付近に移動したとすると数５（式５）の値は０に近くなる。また、対象となるリモート無線ユニットがはなれていて、その間に別のリモート無線ユニットがある場合、端末が境界に集中していたとしても、干渉が他のリモート無線ユニットに与える影響は小さくなるため、数５（式５）の値は０に近い値となる。
【００３１】
統計処理部７００では、電力計算部７０３−１〜７０３−ｎから、数４（式４）で示された正規化された干渉電力を示す指標を受け、それに基づき数５（式５）で示された全ユーザに関する統計量を示す指標を計算する。そして、統計処理部７００は、求めた各指標を各リモート無線ユニットのマトリクスの要素とする相関行列
【数６】
2010268192.tif 000008
を計算する。ここでは、例として３つのリモート無線ユニットの場合で例を示した。統計処理部７００は、計算された相関行列ＲをＤＳＰ２１５に送る。
【００３２】
ここで、図１４に、グループ化を実施するために目標とする相関行列の変換結果についての説明図を示す。ＤＳＰ２１５では、得られた相関行列を図１４に示すような部分直交化された行列に変換し、グループ１１０１とグループ１１０２の２つのグループに分けることができる。部分直交化の変換は適当に選択したｊ行とｋ行、およびｊ列とｋ列を同時に入れ替える操作を繰り返すことで変換することができる。この方法については、後ほど具体的な数値例を使い説明する。
図１４の行列の縦軸、あるいは横軸が各リモート無線ユニットを表す番号と対応する。要素ｉｊはリモート無線ユニットｉとリモート無線ユニットｊ間の相関を示す指標となっている。指標である要素が０に近い場合、２つのリモート無線ユニット配下の端末で、他方のリモート無線ユニットに影響を与えるものは殆どいないことをしている。逆にハッチで示す要素の数値が大きい部分は、２つのリモート無線ユニット配置の端末で、他方のリモート無線ユニットに影響を与えるものが少なからず存在することを示している。よって、２つのグループ１１０１と１１０２は、様々な場所に分散するユーザの統計値として、互いのグループ間が干渉しにくいことを示している。したがって、数６（式６）の形で得られる相関行列を、図１４の形に変換することで、干渉が互いに小さい２つのグループをみつけだせることを意味し、それによって、課題となっていた干渉が小さいグループに分割する手法を確立することが可能なことが明らかになった。
【００３３】
５．ＤＳＰ２１５によるグループ分け
以下に、ＤＳＰ２１５が実行するグループ分けの手順を、図１１（Ａ）〜（Ｃ）、図１２を使って具体的に説明する。
グループ分けを実施する上で重要な点が２つある。１つは、先に説明した相関行列を使って分割を最適化する点、もう１つは、制御チャネルのトラヒックを確認する点である。
制御チャネルのトラヒックについては、現在のグループの分割で、制御チャネルの容量の限界を越えないかをチェックする必要がある。先に図１と図２の違いで説明した通り、制御チャネルを送信するカバーエリアは複数のリモート無線ユニットにまたがっても問題はないが、その容量には限界がある。容量限界を越える場合には、同一の制御チャネルを送信していたカバーエリアを分割する必要がある。ただ、分割する場合には、ハンドオーバによるオーバヘッドがあり、無線の利用効率が低下する。したがって、分割数を最小限とする構成を考える必要がある。結局、分割を判断するには、制御チャネルのトラヒックをチェックする必要がある。
【００３４】
まず、図１１を用いて相関行列の具体例について説明する。
図１１（Ａ）は、リモート無線ユニットの構成例を示す図である。図１１（Ａ）には高トラヒックエリアを例として定義してある。４つのリモート無線ユニットはリモート無線ユニット１０１と１０４のトラヒックが高く、リモート無線ユニット１０２と１０３のトラヒックが低い。また、各アンテナのロケーションからリモート無線ユニット１０１と１０２、リモート無線ユニット１０１と１０４、リモート無線ユニット１０２と１０３の距離は近く、リモート無線ユニット１０１と１０３およびリモート無線ユニット１０３と１０４の距離は遠い関係にある。この関係を整理すると、図１１（Ｂ）の各アンテナ間の距離の関係を示す図のように記載できる。ここで円の大きさはトラヒックの大きさと関連し、円と円の距離は実際のアンテナ間の距離に関連している。制御チャネルのトラヒックＴはベクトルで表され、例えば、図１１（Ｂ）に記載されているような値となる。元々制御チャネルのトラヒックは、そのリモート無線ユニットのトラヒックとも関係する値となるので、ここではわかりやすいように、Ｒの対角要素と一致する例とした。図１１（Ｃ）は、相関行列（変換前、変換後）を示す説明図である。相関行列を求めると図１１（Ｃ）の左側のような相関行列Ｒが得られる。これを右側のようにハッチの掛かった部分が大きくなるような部分直交化された行列Ｒ’に変換する。
【００３５】
図１２に、本実施の形態のグループ分けのフロー図を示す。図１２で、ＤＳＰ２１５は、まずステップ８０１において、ある定期的なトリガーにより（例えば、時間、日、曜日等の単位）、分析部２１８から相関行列Ｒ（数６（式６））を取得する。また、ＤＳＰ２１５では端末が同一グループ内のどのリモート無線ユニットに接続するべきかを分析している。ＤＳＰ２１５は、各端末向けに送信される制御チャネルのトラヒックをチェックし、
【数７】
2010268192.tif 000009
で示す、リモート無線ユニット毎の制御チャネルのトラヒックの総計Ｔｉを求める。ここでｔ（ｋ）はユーザｋの制御情報のトラヒックを示す。ユーザ毎に接続するリモート無線ユニットが異なるため、接続するリモート無線ユニット毎に制御情報のトラヒックを集計する。相関行列や制御チャネルのトラヒックは状況によって激しく変化するので、
【数８】
2010268192.tif 000010
のように、あるいは
【数９】
2010268192.tif 000011
のように、忘却平均による時間平均化を行ってもよい。ＲやＴを更新するトリガーとしては、フレームタイミングやその整数倍が適当である。
次に、ＤＳＰ２１５は、相関行列を変換し、部分直交化させた行列に変換する（ステップ８０２）。変換の方法詳細については、後ほど説明するが、この変換によって、図１１（Ｃ）の左側に示すような、Ｒが得られたとすると、このＲを変換し、図１１（Ｃ）の右側に示すようなグループ分けを判定するための部分直交化された相関行列Ｒ’に変換する。
次に、ＤＳＰ２１５は、グループ内のひとつ又は複数のリモート無線ユニットのトラヒックの総計を加算したグループ毎の総トラヒックが、予め定められた閾値以下になるように、部分直行行列Ｒ’の行又は列の順に従い、ひとつ又は複数のリモート無線ユニットを含むグループに分割する（８０３）。そして、ＤＳＰ２１５は、グループ毎のリモート無線ユニットの識別番号をメモリ２２０等に記憶することによりグループ分けを実行する（８０４）。
【００３６】
ここで、ＤＳＰ２１５は、現状の分割から制御情報のトラヒックについて、グループ毎の総トラヒックを求める。この作業は、数７（式７）で求めたリモート無線ユニット毎の制御情報のトラヒックを現在採用しているリモート無線ユニットのグループ毎に集計し、グループ毎の総トラヒックを集計するものである。
ステップ８０３及び８０４については、ＤＳＰ２１５は、具体的には、例えば次の例１〜例３等のようにグループ分けを実行することができる。
【００３７】
（例１）
ＤＳＰ２１５は、部分直行行列Ｒ’の対角成分に基づき複数のグループ候補に分割し、分割された各グループ候補に含まれるひとつ又は複数のリモート無線ユニットの制御チャネルのトラヒックの総計を加算して、グループ候補毎の総トラヒックを求める。ＤＳＰ２１５は、求められたグループ候補毎の総トラヒックを予め定められた閾値と比較し、閾値以上になった場合は、グループ候補を閾値より小さくなるようにさらに分割してグループ分けを実行する。
【００３８】
（例２）
ＤＳＰ２１５は、部分直行行列Ｒ’の対角成分に基づき複数のグループに分割し、分割された各グループに含まれるひとつ又は複数のリモート無線ユニットの制御チャネルのトラヒックの総計を加算して、グループ毎の総トラヒックを求める。次に、ＤＳＰ２１５は、求められたグループ毎の総トラヒックを予め定められた閾値と比較する。そして、ＤＳＰ２１５は、あるグループを選択し、そのグループの総トラヒックが閾値以上になった場合は、該グループを閾値より小さくなるようにさらに分割してグループを形成する。一方、ＤＳＰ２１５は、あるグループを選択し、そのグループの総トラヒックが閾値より小さくなった場合は、さらに他の一つ若しくは複数のグループ、又は、ひとつ若しくは複数のリモート無線ユニットを、選択されたグループに加えて新たなグループとし、その新たなグループの総トラヒックが閾値より小さくなるようにグループ分けを実行する。
【００３９】
（例３）
ＤＳＰ２１５は、部分直行行列Ｒ’の行又は列の順に従いひとつずつリモート無線ユニットを選択し、順次グループに加え、グループ内のひとつ又は複数のリモート無線ユニットのトラヒックの総計Ｔｉを加算して、グループ毎の総トラヒックを求める。ＤＳＰ２１５は、総トラヒックが予め定められた閾値を越えない範囲までリモート無線ユニットをグループ加えることで、グループ分けを実行する。
図１１を参照して、例３について、以下に具体例を説明する。
ＤＳＰ２１５は、ステップ８０５では、ステップ８０２で得られた部分直交化の変換後の相関行列（図１１（Ｃ）の右図）の左上の項に該当するリモート無線ユニットを１つ選択し、そのリモート無線ユニットの制御チャネルのトラヒック量を式７から得る。図１１（Ｃ）の例では、リモート無線ユニット１０１を選択する。図１１（Ｂ）から、選択したリモート無線ユニットの制御情報のトラヒックは、１０であることが判明する。得られた制御チャネルのトラヒック量を予め決められた閾値λと比較して、閾値よりも小さいならば、部分直交化の変換後の相関行列（図１１（Ｃ）の右図）において連続する次のリモート無線ユニット１０４を選択する。ここで、例えば、閾値λは、方式から決まる制御情報のトラヒックの上限値にマージンをとった値である。合計２つのリモート無線ユニットのトラヒックの総和（図１１（Ｂ）では、１０＋１０＝２０）を求めて、閾値λと比較し、閾値よりも小さいならば更に３つめのリモート無線ユニット１０３を選択する。同様に合計３つのリモート無線ユニットの制御チャネルのトラヒックの総和（１０＋１０＋３＝２３）を求めて、閾値λと比較する。この一連のプロセスを繰り返し、総トラヒックが閾値を越えた場合に、超える直前のアンテナの選択に関してグループ化を行う。例えば、図１１（Ｃ）において、リモート無線ユニット１０１、１０４、１０３と選択し、１０３を選択したところで、初めて総トラヒックが閾値を越えたとした場合、リモート無線ユニット１０１と１０４を同一のグループ１とする。続き、リモート無線ユニット１０３から同様の操作を行うがリモート無線ユニット１０３と１０２はトラヒックが小さいので、結局閾値を越えることはなく、リモート無線ユニット１０３と１０２は同一のグループ２として選択される。
【００４０】
６．部分行列化
次に、図１７に、相関行列の部分直交化の説明図を示し、図１８に、相関行列の部分直交化のフローチャートを示す。
図１７及び図１８を使って、ＤＳＰ２１５によるステップ８０２に示した部分行列の変換方法についての例を説明する。
まず、ＤＳＰ２１５は、相関行列Ｒに基づいて、対角要素が最大値となるものが、左上にくるように変換する。適当な２つの行を選択し、入れ替え操作を行う。次に対応する列も選択して入れ替え操作を行う。この行と列の入れ替え操作を組みとして考え、対角要素で、最大となるものと、左上の要素が入れ替わるように変換する（Ｓ１０１）。図１１（Ｃ）の場合、最大の対角要素は１０であり、既に左上にあるため、この変換は必要ない。
ＤＳＰ２１５は、ｉを設定する（Ｓ１０３、Ｓ１０５）。まず、ｉ＝１となり、ＤＳＰ２１５は、第１列を考え、第２行以降が、降順に並ぶように行の変換（交換）を行う（Ｓ１０７）。図１１（Ｃ）のＲの例の場合、第２〜第４行の第１列の値が［１，１，８］と続き、８が最も大きいため、第２行と第４行の入れ替えを実施する（図１７、ステップ１）。さらに、ＤＳＰ２１５は、第１行を考え、第２列以降が、降順に並ぶように列の変換（交換）を行う（Ｓ１０９）。この例の場合、同じく、第２列と第４列の入れ替えを行う（図１７、ステップ２）。同じ要領で、ＤＳＰ２１５は、第１列及び第１行についての変換を、全ての行及び列について降順となるまで実施する。図１７の場合には、１回の変換で、［８，１，１］と降順となるため、それ以降の変換はない。
次に、ＤＳＰ２１５は、ｉをインクレメントし（Ｓ１１１、Ｓ１０５）、第２列を考え、第３行以降が、降順に並ぶように行の変換を行う。図１７の場合、第３〜第４行の第２列の値が、［２，１］と既に降順に並んでいるため、変換はない。
このように、次々と評価する列番号を上げながら、最終列までの変換を完了すると、変換は終了する。
変換の注意点として、図１１（Ｃ）の右側に示すように、行（又は列）の入れ替えによって行（又は列）に対応していたリモート無線ユニット１０１から１０４の対応が変わってしまうので、リモート無線ユニットと行（又は列、又は、行と列の両方）とが対応づけできるように入れ替え情報を記憶しておく必要がある。これらの操作により、図１１（Ｃ）の右側（図１１（Ｄ）の下段Ｒ’）の変換結果が得られた。
【００４１】
７．補足
図７で示したような無線リソースにおいて、ここでのポイントは、制御情報は、流すことができる量がシステムで決められた値があり、例え複数のリモート無線ユニットを持ち、ユーザデータに関しては空間多重化により容量を上げることができるシステムにおいても、制御チャネルについては、無線方式で定められた１本のアンテナで伝送することができる容量を越えた情報量を送ることができないということである。例えば３ｇｐｐで議論されているＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）では、各サブフレームの先頭の最大３ＯＦＤＭシンボルだけが制御チャネルを伝送できるリソースとして定義されている。また、伝搬路を推定するためのリファレンス信号（標準上はＲｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌとして定義）には、いくつかの種類があるが、共通で送信される制御信号の検波には、Ｃｅｌｌ  ｓｐｅｃｉｆｉｃなリファレンス信号だけが利用できる。Ｃｅｌｌ  ｓｐｅｃｉｆｉｃなリファレンス信号は、同じセルとして定義されるリモート無線ユニットからは、規定のアンテナ重み（あるいはプリコーディング）で送信する必要がある。このことは、制御チャネル送信では、同一セル内で空間多重することができないことを意味する。したがって、この制御情報を伝送できる領域については、空間多重化によるトラヒック増加はできない。
上述の閾値λは、方式から決まる制御情報のトラヒックの上限値にマージンをとった値であり、測定値をλと比較し、閾値を越える場合には、制御情報を送るためのリソースが不足することに他ならず、セル（同一の制御情報を送信するカバーエリア）を分割する必要がある。
【００４２】
また、図１９は、リソース割当ての１案（４）を示す図である。
図８は制御情報が周波数軸上に広く分布するように示したが、図１９に示すようにそのリソースが周波数軸上で限られていても本発明及び本実施の形態の効果は変わらない。
グループの更新をキッカケに、制御チャネルの送信方法が変わるため、その度に、グループが変わる端末が、ハンドオーバが必要になるなどの課題が発生する場合が考えられる。そのため、グループの更新は例えば夜間などトラヒックがほとんどなくなった場合などに行う日単位、あるいは数時間に１度程度の単位で行うことが望ましい。
上記説明では、各リモート無線ユニットは１つのアンテナを具備する構成として説明しているが、ＭＩＭＯ構成でも本発明及び実施の形態の効果は変わらない。
上記本発明及び実施の形態の構成では、１つのベースバンドユニットは、複数のリモート無線ユニットの通信量や、その相関を把握している。したがって、相関が大きいリモートユニット間はネイバーリストを共有するように、ブロードキャストすることは容易である。ネイバーリストを自動生成できれば、人為的ミスによる不具合の可能性はなくなる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、ＳＩＳＯ、ＳＩＭＯ、ＭＩＳＯ、ＭＩＭＯ等の様々な形式を用いた、複数のリモート無線ユニットを含むシステムに適用可能である。
また、本発明によれば、セルラ通信において、複数のアンテナを集約する集中基地局等のセルパラメータの設定を自動化し、常に効率の高い状態を保つことができる。
【符号の説明】
【００４４】
１００  ベースバンドユニット
１０１〜１０２  リモート無線ユニット
２０１  ＣＰＲＩインターフェース部
２０２  ＣＰ除去部
２０３  ＦＦＴ部
２０４  デマルチプレクサ
２０５  チャネル推定部
２０６  ＭＬＤ部
２０７  復号部
２０８  制御チャネル復調部
２０９  符号化部
２１０  パイロット生成部
２１１  マルチプレクサ部
２１２  空間信号処理部
２１３  ＩＦＦＴ部
２１４  ＣＰ付加部
２１５  ＤＳＰ
２１６  ネットワークインタフェース
２１７  メモリー
２１８  分析部、
２１９  制御チャネル用の符号化部、
２２０  メモリー、
３０１  アンテナ、
３０２  デュプレクサ、
３０３  受信ユニット、
３０４  ＣＰＲＩインターフェース、
３０５  送信ユニット
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１（Ａ）】
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【図１１（Ｂ）】
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【図１１（Ｃ）】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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