(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＩＭＯ方式に対応した移動局に、複数の無線チャネルの少なくとも一部を通信チャネルとして割り当てる基地局であって、
前記移動局との間に形成可能な空間ストリームの数のそれぞれについて、該数の空間ストリームを形成可能な無線チャネルを通信チャネル候補として選出するとともに、該数の空間ストリームを形成した場合における前記通信チャネル候補の総伝送容量を推定する伝送容量推定手段と、
前記伝送容量推定手段により前記空間ストリームの数のそれぞれについて推定される前記通信チャネル候補の総伝送容量を比較し、前記通信チャネル候補の総伝送容量それぞれの差が所定値以下である場合、前記通信チャネル候補の占有率が最小となるように、前記移動局との間に形成する空間ストリームの数を決定するストリーム数決定手段と、
前記ストリーム数決定手段により決定される空間ストリームの数について選出された前記通信チャネル候補の全部または一部を通信チャネルとして前記移動局に割り当てるチャネル割当手段と、
前記ストリーム数決定手段により決定される空間ストリームの数と、前記チャネル割当手段により割り当てられる通信チャネルと、を前記移動局に通知する手段と、
を含むことを特徴とする基地局。
【請求項２】
請求項１に記載の基地局において、
前記複数の無線チャネルそれぞれの回線品質を表す回線品質値を検出する検出手段と、
複数の空間ストリーム数のそれぞれに関連づけて、該数の空間ストリームを形成するために要する回線品質の閾値を記憶する記憶手段と、
をさらに含み、
前記伝送容量推定手段は、前記検出手段により検出される前記複数の無線チャネルそれぞれの回線品質値と、前記記憶手段に記憶される閾値と、の比較結果に基づき、前記空間ストリームの数のそれぞれについて、前記通信チャネル候補を選出する、
ことを特徴とする基地局。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基地局において、
前記伝送容量推定手段は、前記移動局との間に形成可能な空間ストリームの数のそれぞれについて、該数の空間ストリームを形成した場合に前記通信チャネル候補のそれぞれに適用可能な変調方式を判定するとともに、該判定結果にさらに基づいて、該数の空間ストリームを形成した場合における前記通信チャネル候補の総伝送容量を推定する、
ことを特徴とする基地局。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の基地局において、
前記複数の無線チャネルのそれぞれは、所定の周波数帯域内に規定された複数のサブチャネルのいずれかと、所定時間幅のフレーム内に規定された複数のタイムスロットのいずれかと、に属し、
前記伝送容量推定手段による通信チャネル候補の選出および通信チャネル候補の総伝送容量の推定と、前記ストリーム数決定手段による空間ストリームの数の決定と、前記チャネル割当手段による通信チャネルの割当てと、をタイムスロットごとに行う、
ことを特徴とする基地局。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の基地局において、
前記ＭＩＭＯ方式の種別は、ＳＭまたはＳＤＭである、
ことを特徴とする基地局。
【請求項６】
ＭＩＭＯ方式に対応した移動局に、複数の無線チャネルの少なくとも一部を通信チャネルとして割り当てる基地局のチャネル割当方法であって、
前記移動局との間に形成可能な空間ストリームの数のそれぞれについて、該数の空間ストリームを形成可能な無線チャネルを通信チャネル候補として選出するとともに、該数の空間ストリームを形成した場合における前記通信チャネル候補の総伝送容量を推定する伝送容量推定ステップと、
前記伝送容量推定ステップで前記空間ストリームの数のそれぞれについて推定される前記通信チャネル候補の総伝送容量を比較し、前記通信チャネル候補の総伝送容量それぞれの差が所定値以下である場合、前記通信チャネル候補の占有率が最小となるように、前記移動局との間に形成する空間ストリームの数を決定するストリーム数決定ステップと、
前記ストリーム数決定ステップで決定される空間ストリームの数について選出された前記通信チャネル候補の全部または一部を通信チャネルとして前記移動局に割り当てるチャネル割当ステップと、
前記ストリーム数決定ステップで決定される空間ストリームの数と、前記チャネル割当ステップで割り当てられる通信チャネルと、を前記移動局に通知するステップと、
を含むことを特徴とするチャネル割当方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局およびチャネル割当方法に関し、特に、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）方式を採用した移動通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電波状況などに応じて基地局が移動局に割り当てる無線チャネルの位置（周波数帯域、タイムスロットなど）や数を決定または変更することにより、通信品質の維持向上を図る移動通信システムが知られている。
【０００３】
たとえば非特許文献１に記載された規格に準拠するＸＧＰ（eXtended Global Platform）では、基地局が、複数の無線チャネルの少なくとも一部を通信チャネルとして移動局に割り当てた後、割り当てた無線チャネルを１フレームごとに変更することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】“ARIB STD-T95 Version 1.2「OFDMA/TDMA TDD Broadband Wireless Access System (Next GenerationPHS)」”、平成２１年３月１８日、社団法人電波産業会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳＭ（Spatial Multiplexing：空間多重）やＳＤＭ（Space Division Multiplexing：空間分割多重）などのＭＩＭＯ方式を用いて、基地局と移動局との間の無線区間に複数の空間ストリームを形成すれば、無線チャネル当たりの伝送容量を増やすことできる。
【０００６】
しかしながら、上記ＸＧＰなどの移動通信システムでは、ＭＩＭＯ方式に対応した移動局への無線チャネルの割当方法が未だ確立されていない。特に、ＳＭやＳＤＭでは、基地局と移動局との間で同時に異なる数の空間ストリームを形成することができない、同じ無線チャネルに形成される空間ストリームの特性は全て同じになる、などの特徴を考慮して無線チャネルを割り当てることが望ましい。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ＭＩＭＯ方式に適した無線チャネルの割当てを行うことができる基地局およびチャネル割当方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る基地局は、ＭＩＭＯ方式に対応した移動局に、複数の無線チャネルの少なくとも一部を通信チャネルとして割り当てる基地局であって、前記移動局との間に形成可能な空間ストリームの数のそれぞれについて、該数の空間ストリームを形成可能な無線チャネルを通信チャネル候補として選出するとともに、該数の空間ストリームを形成した場合における前記通信チャネル候補の総伝送容量を推定する伝送容量推定手段と、前記伝送容量推定手段により前記空間ストリームの数のそれぞれについて推定される前記通信チャネル候補の総伝送容量を比較し、該比較結果に基づいて、前記移動局との間に形成する空間ストリームの数を決定するストリーム数決定手段と、前記ストリーム数決定手段により決定される空間ストリームの数について選出された前記通信チャネル候補の全部または一部を通信チャネルとして前記移動局に割り当てるチャネル割当手段と、前記ストリーム数決定手段により決定される空間ストリームの数と、前記チャネル割当手段により割り当てられる通信チャネルと、を前記移動局に通知する手段と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ＭＩＭＯ方式により形成される空間ストリームの数に応じて増加する伝送容量を考慮して、無線チャネルを割り当てることができる。このため、ＭＩＭＯ方式に適した無線チャネルの割当てが可能となる。
【００１０】
また、本発明の一態様では、前記基地局は、前記複数の無線チャネルそれぞれの回線品質を表す回線品質値を検出する検出手段と、複数の空間ストリーム数のそれぞれに関連づけて、該数の空間ストリームを形成するために要する回線品質の閾値を記憶する記憶手段と、をさらに含み、前記伝送容量推定手段は、前記検出手段により検出される前記複数の無線チャネルそれぞれの回線品質値と、前記記憶手段に記憶される閾値と、の比較結果に基づき、前記空間ストリームの数のそれぞれについて、前記通信チャネル候補を選出してもよい。
【００１１】
また、本発明の一態様では、前記伝送容量推定手段は、前記移動局との間に形成可能な空間ストリームの数のそれぞれについて、該数の空間ストリームを形成した場合に前記通信チャネル候補のそれぞれに適用可能な変調方式を判定するとともに、該判定結果にさらに基づいて、該数の空間ストリームを形成した場合における前記通信チャネル候補の総伝送容量を推定してもよい。
【００１２】
この態様によれば、ＭＩＭＯ方式により形成される空間ストリームの数に応じて増加する伝送容量をより正確に推定することができる。
【００１３】
また、本発明の一態様では、前記複数の無線チャネルのそれぞれは、所定の周波数帯域内に規定された複数のサブチャネルのいずれかと、所定時間幅のフレーム内に規定された複数のタイムスロットのいずれかと、に属し、前記伝送容量推定手段による通信チャネル候補の選出および通信チャネル候補の総伝送容量の推定と、前記ストリーム数決定手段による空間ストリームの数の決定と、前記チャネル割当手段による通信チャネルの割当てと、をタイムスロットごとに行ってもよい。
【００１４】
この態様によれば、複数のタイムスロットに一律に同数の空間ストリームを形成する場合に比べて、無線リソースの利用効率を高めることができる。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記ＭＩＭＯ方式の種別は、ＳＭまたはＳＤＭであってもよい。
【００１６】
また、本発明に係るチャネル割当方法は、ＭＩＭＯ方式に対応した移動局に、複数の無線チャネルの少なくとも一部を通信チャネルとして割り当てる基地局のチャネル割当方法であって、前記移動局との間に形成可能な空間ストリームの数のそれぞれについて、該数の空間ストリームを形成可能な無線チャネルを通信チャネル候補として選出するとともに、該数の空間ストリームを形成した場合における前記通信チャネル候補の総伝送容量を推定する伝送容量推定ステップと、前記伝送容量推定ステップで前記空間ストリームの数のそれぞれについて推定される前記通信チャネル候補の総伝送容量を比較し、該比較結果に基づいて、前記移動局との間に形成する空間ストリームの数を決定するストリーム数決定ステップと、前記ストリーム数決定ステップで決定される空間ストリームの数について選出された前記通信チャネル候補の全部または一部を通信チャネルとして前記移動局に割り当てるチャネル割当ステップと、前記ストリーム数決定ステップで決定される空間ストリームの数と、前記チャネル割当ステップで割り当てられる通信チャネルと、を前記移動局に通知するステップと、を含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る移動通信システムにおける無線チャネル構成を示す図である。
【図３】本実施形態に係る基地局の機能ブロック図である。
【図４】空間ストリーム数と回線品質の閾値との対応関係を示すテーブルの一例である。
【図５Ａ】空間ストリーム数１について選出された通信チャネル候補およびその総伝送容量（延べＰＲＵ数）の一例を示す図である。
【図５Ｂ】空間ストリーム数２について選出された通信チャネル候補およびその総伝送容量（延べＰＲＵ数）の一例を示す図である。
【図５Ｃ】空間ストリーム数４について選出された通信チャネル候補およびその総伝送容量（延べＰＲＵ数）の一例を示す図である。
【図６Ａ】空間ストリーム数１についてタイムスロットごとに選出された通信チャネル候補およびその総伝送容量（延べＰＲＵ数）の一例を示す図である。
【図６Ｂ】空間ストリーム数２についてタイムスロットごとに選出された通信チャネル候補およびその総伝送容量（延べＰＲＵ数）の一例を示す図である。
【図６Ｃ】空間ストリーム数４についてタイムスロットごとに選出された通信チャネル候補およびその総伝送容量（延べＰＲＵ数）の一例を示す図である。
【図７】図６Ａ〜図６Ｃに示す例において、移動局に割り当てられる通信チャネルを示す図である。
【図８Ａ】空間ストリームの数１について選出された通信チャネル候補およびその総伝送容量（延べＰＲＵ数）の一例を示す図である。
【図８Ｂ】空間ストリームの数２について選出された通信チャネル候補およびその総伝送容量（延べＰＲＵ数）の一例を示す図である。
【図９】図８Ａ、図８Ｂに示す例において、各通信チャネル候補に適用可能な変調方式を考慮した通信チャネル候補の総伝送容量（合計伝送レート）を示す図である。
【図１０】本実施形態に係るチャネル割当処理の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る移動通信システム１０の構成を示す図である。図１に示すように、移動通信システム１０は、基地局１２と、複数の移動局１４（ここでは移動局１４−１〜１４−３のみを示す）と、を含んで構成される。
【００２０】
基地局１２は、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）方式およびＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Time Division Multiple Access/Time Division Duplex：時分割多元接続／時分割複信）方式により、複数の移動局１４と多重通信を行う。
【００２１】
図２は、移動通信システム１０における無線チャネル構成を示す図である。同図に示すように、移動通信システム１０では、所定時間幅のＴＤＭＡフレーム（ここでは５ｍｓ）が上りサブフレーム（２．５ｍｓ）と下りサブフレーム（２．５ｍｓ）とに区分され、さらに各サブフレームがそれぞれ複数のタイムスロット（ここではＳｌｏｔ１〜Ｓｌｏｔ４）に均等に区分されている。また、所定の周波数帯域に複数のＯＦＤＭＡサブチャネル（ここではＳｃｈ１〜Ｓｃｈ１８）が規定されている。基地局１２が移動局１４に割り当てる無線チャネルの最小単位はＰＲＵ（Physical Resource Unit）と呼ばれ、各ＰＲＵは、タイムスロット（Ｓｌｏｔ１〜Ｓｌｏｔ４）のいずれかと、サブチャネル（Ｓｃｈ１〜Ｓｃｈ１８）のいずれかと、に属する。そして、全７２のＰＲＵは、１から始まる連続するＰＲＵ番号（１，２，３，・・・，７２）で識別されるよう定められている。
【００２２】
これら７２のＰＲＵのうち、特定のサブチャネル（ここではＳｃｈ１）に属する４つのＰＲＵ（ＰＲＵ１〜ＰＲＵ４）については、１以上の移動局１４に共用されるＣＣＨ（Common Channel：共通チャネル）として用いられる。一方、他の６８のＰＲＵ（ＰＲＵ５〜ＰＲＵ７２）については、各移動局１４に個別に割り当てられるＩＣＨ（Individual Channel：個別チャネル）として用いられる。ＩＣＨには、各移動局１４に原則１つ割り当てられ主に制御情報の伝送に用いられるＡＮＣＨ（Anchor Channel）、各移動局１４に通信チャネルとして１つ以上割り当てられ主に通信データの伝送に用いられるＥＸＣＨ（Extra Channel）などが含まれる。なお、基地局１２は、移動局１４にＩＣＨとして割り当てるＰＲＵ（特にＥＸＣＨ）を１フレームごとに変更することができる。
【００２３】
また、移動局１４の少なくとも一部および基地局１２は、それぞれ、複数のアンテナ素子を備えており、ＭＩＭＯ方式（ＳＭまたはＳＤＭ）を用いてＰＲＵごとに複数の空間ストリームを形成することにより、ＰＲＵ当たりの伝送容量を増やすことができる。このＳＭやＳＤＭには、基地局１２と移動局１４との間で同時に異なる数の空間ストリームを形成することができない、同じ無線チャネルに形成される空間ストリームの特性は全て同じになる、などの特徴がある。
【００２４】
移動通信システム１０では、基地局１２がＭＩＭＯ方式に対応した移動局１４に通信チャネルを割り当てる際に、基地局１２と移動局１４との間に形成される空間ストリームの数に応じて増加する伝送容量が考慮される。
【００２５】
たとえば、基地局１２は、ＭＩＭＯ方式（空間ストリーム数４まで）に対応した移動局１４に通信チャネルを割り当てる際、その移動局１４との間に形成可能な空間ストリームの数（１，２，４）のそれぞれについて、その数の空間ストリームを形成可能なＰＲＵを通信チャネル候補として選出する。具体的には、ＰＲＵの空き状況、移動局１４との間で送受されるデータの量、各ＰＲＵの無線品質などに基づいて、空間ストリーム数を１とした場合に移動局１４に割り当て可能な通信チャネル候補Ａと、空間ストリーム数を２とした場合に移動局１４に割り当て可能な通信チャネル候補Ｂと、空間ストリーム数を４とした場合に移動局１４に割り当て可能な通信チャネル候補Ｃと、を選出する。
【００２６】
次に、基地局１２は、選出された通信チャネル候補Ａ〜Ｃの総伝送容量を推定する。たとえば、通信チャネル候補Ａに含まれるＰＲＵの数に空間ストリーム数１を乗じた値を通信チャネル候補Ａの総伝送容量として推定する。同様に、通信チャネル候補Ｂに含まれるＰＲＵの数に空間ストリーム数２を乗じた値を通信チャネル候補Ｂの総伝送容量として、通信チャネル候補Ｃに含まれるＰＲＵの数に空間ストリーム数４を乗じた値を通信チャネル候補Ｃの総伝送容量として、それぞれ推定する。
【００２７】
そして、基地局１２は、推定された通信チャネル候補Ａ〜Ｃの総伝送容量を比較し、その比較結果に基づいて、移動局１４との間に形成する空間ストリームの数を決定する。たとえば、３つの通信チャネル候補の中で通信チャネル候補Ｂの総伝送容量が最も大きければ、移動局１４との間に形成する空間ストリームの数を２とする。また、基地局１２は、決定された空間ストリーム数２に対応する通信チャネル候補Ｂ（またはその一部）を通信チャネルとして移動局１４に割り当てる。
【００２８】
このように、移動通信システム１０では、基地局１２が、空間ストリームの数に応じて増加する伝送容量を考慮して、移動局１４に通信チャネルを割り当てる。
【００２９】
以下では、上記処理を実現するために基地局１２が備える構成を具体的に説明する。
【００３０】
図３は、基地局１２の機能ブロック図である。図３に示すように、基地局１２は、複数のアンテナ素子２０（ここではアンテナ素子２０−１〜２０−４）、無線通信部２２、ベースバンド部２４、信号処理部２６、制御部２８（回線品質検出部３０、伝送容量推定部３２、ストリーム数決定部３４、チャネル割当部３６、チャネル通知部３８）、および記憶部４０を含んで構成される。
【００３１】
アンテナ素子２０−１〜２０−４は、移動局１４から無線信号を受信し、受信された無線信号を無線通信部２２に出力する。また、アンテナ素子２０−１〜２０−４は、無線通信部２２から供給される無線信号を移動局１４に対して送信する。
【００３２】
無線通信部２２は、低雑音増幅器、電力増幅器、周波数変換器、帯域通過フィルタ、Ａ／Ｄ変換器、およびＤ／Ａ変換器を含んで構成される。無線通信部２２は、アンテナ素子２０−１〜２０−４から入力される無線信号を低雑音増幅器で増幅した後、中間周波数信号にダウンコンバートし、さらにディジタル信号に変換してから、ベースバンド部２４に出力する。また、無線通信部２２は、ベースバンド部２４から入力されるディジタル信号をアナログ信号に変換した後、無線信号にアップコンバートし、電力増幅器で送信出力レベルまで増幅してから、アンテナ素子２０−１〜２０−４に供給する。
【００３３】
ベースバンド部２４は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部、直並列変換器、および並直列変換器を含んで構成される。ベースバンド部２４は、無線通信部２２から入力されるディジタル信号に、ＧＩ（Guard Interval）の除去、直並列変換、離散フーリエ変換などを施し、得られた複素シンボル列を信号処理部２６に出力する。また、ベースバンド部２４は、信号処理部２６から入力される複素シンボル列に、逆離散フーリエ変換、並直列変換、ＧＩの付加などを施し、得られたディジタル信号を無線通信部２２に出力する。
【００３４】
信号処理部２６は、ベースバンド部２４から入力される複素シンボル列に対して、各空間ストリームに対応する信号成分への分離、復調、復号、誤り検出などを施し、得られた受信データを制御部２８に出力する。また、信号処理部２６は、制御部２８から入力される移動局１４への送信データに対して、誤り検出符号の付加、符号化、変調、各空間ストリームへの信号分配などを施し、得られた複素シンボル列をベースバンド部２４に出力する。
【００３５】
制御部２８は、たとえばＣＰＵおよびＣＰＵの動作を制御するプログラムで構成され、基地局１２の各部を制御する。特に、制御部２８は、回線品質検出部３０、伝送容量推定部３２、ストリーム数決定部３４、チャネル割当部３６、およびチャネル通知部３８を機能的に含み、移動局１４との間に形成する空間ストリームの数の決定、移動局１４に割り当てるＰＲＵの決定、決定された空間ストリーム数およびＰＲＵの通知などを行う。
【００３６】
回線品質検出部３０は、各ＰＲＵの回線品質を表す回線品質値を検出する。各ＰＲＵの回線品質値としては、たとえば、キャリアセンス（妨害波測定）により検出されるＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication：受信信号強度）やＳＮＲ（Signal to Noise Ratio：信号対雑音電力比）を用いることができる。
【００３７】
伝送容量推定部３２は、移動局１４がＭＩＭＯ方式に対応したものである場合、その移動局１４との間に形成可能な空間ストリームの数のそれぞれについて、その数の空間ストリームを形成可能なＰＲＵを通信チャネル候補として選出するとともに、その数の空間ストリームを形成した場合における通信チャネル候補の総伝送容量を推定する。移動局１４が何ストリームまでのＭＩＭＯ方式に対応したものであるかは、たとえば通信開始時に移動局１４から通知されるプロトコルバージョン番号によって識別される。なお、ＳＭやＳＤＭでは、基地局１２と移動局１４との間に形成可能な空間ストリームの数の上限は、それぞれが備えるアンテナ素子の本数に依存する。
【００３８】
ここで、移動局１４との間に形成可能な空間ストリームの数が１，２または４であるものとすると、伝送容量推定部３２は、空間ストリーム数を１，２，４とした場合に移動局１４に割り当て可能なＰＲＵを通信チャネル候補としてそれぞれ選出する。これらの通信チャネル候補の選出は、たとえばＰＲＵチャネルの空き状況、移動局１４との間で送受されるデータの量、通信種別（音声通信、データ通信など）、移動局１４の契約情報（その移動局１４に割当て可能な無線チャネルの上限数に関連する情報）、各ＰＲＵの無線品質などの少なくとも１つに基づいて、行われる。
【００３９】
特に、空間ストリーム数を２以上とした場合の通信チャネル候補の選出は、回線品質検出部３０により検出される各ＰＲＵの回線品質値と、記憶部４０に記憶される回線品質の閾値（図４参照）と、の比較結果に基づいて行われる。もちろん、空間ストリーム数を２以上とした場合の通信チャネル候補の選出は、その他の指標にさらに基づいて行ってもよい。
【００４０】
図４は、複数の空間ストリーム数（ここでは１，２，４）と、それら各数の空間ストリームを形成するために要する回線品質の閾値と、の対応関係を示すテーブルの一例である。ここで、回線品質検出部３０により検出される各ＰＲＵの回線品質値がＲＳＳＩである場合（ＲＳＳＩが低いほど回線品質が高い）、伝送容量推定部３２は、ＲＳＳＩがγ未満であるＰＲＵを４つの空間ストリームを形成可能なＰＲＵであると判定し、ＲＳＳＩがγ以上β未満であるＰＲＵを２つの空間ストリームを形成可能なＰＲＵであると判定し、ＲＳＳＩがβ以上α未満であるＰＲＵを１つの空間ストリームを形成可能な（つまりＭＩＭＯ方式を適用できない）ＰＲＵであると判定する（この場合、α＞β＞γ）。一方、回線品質検出部３０により検出される各ＰＲＵの回線品質値がＳＮＲである場合（ＳＮＲが高いほど回線品質が高い）、伝送容量推定部３２は、ＳＮＲがγ以上であるＰＲＵを４つの空間ストリームを形成可能なＰＲＵであると判定し、ＳＮＲがβ以上γ未満であるＰＲＵを２つの空間ストリームを形成可能なＰＲＵであると判定し、ＳＮＲがα以上β未満であるＰＲＵを１つの空間ストリームを形成可能な（つまりＭＩＭＯ方式を適用できない）ＰＲＵであると判定する（この場合、α＜β＜γ）。
【００４１】
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、空間ストリームの数（１，２，４）のそれぞれについて選出されたユーザＡの移動局１４に対する通信チャネル候補およびその総伝送容量（延べＰＲＵ数）の一例を示す図である。同図に示す例では、空間ストリーム数を１，２，４とした場合の通信チャネル候補のＰＲＵ数が、それぞれ１７ＰＲＵ，９ＰＲＵ，４ＰＲＵとなっている（太線枠内参照）。ＰＲＵ数で比較すると、３つの通信チャネル候補の中では、空間ストリーム数を１とした場合の通信チャネル候補のＰＲＵ数（１７ＰＲＵ）が最も多い。
【００４２】
しかし、伝送容量推定部３２は、単にＰＲＵ数だけで各通信チャネル候補の総伝送容量を推定するのではなく、各ＰＲＵに形成される空間ストリームの数に応じて増加する伝送容量を踏まえて、各通信チャネル候補の総伝送容量を推定する。
【００４３】
たとえば、伝送容量推定部３２は、図５Ａ〜図５Ｃに示すように、ＰＲＵ数に空間ストリーム数を乗じた値（延べＰＲＵ数）を通信チャネル候補の総伝送容量として推定する。同図に示す例では、空間ストリーム数を１，２，４とした場合の通信チャネル候補の総伝送容量は、それぞれ１７ＰＲＵ（１７ＰＲＵ×１），１８ＰＲＵ（９ＰＲＵ×２），１６ＰＲＵ（４ＰＲＵ×４）となる。このため、延べＰＲＵ数で比較すると、３つの通信チャネル候補の中では、空間ストリーム数を２とした場合の通信チャネル候補の総伝送容量（１８ＰＲＵ）が最大となる。
【００４４】
ストリーム数決定部３４は、伝送容量推定部３２により空間ストリームの数のそれぞれについて推定される通信チャネル候補の総伝送容量を比較し、その比較結果に基づいて、移動局１４との間に形成する空間ストリームの数を決定する。
【００４５】
たとえば図５Ａ〜図５Ｃに示す例では、ストリーム数決定部３４は、総伝送容量（延べＰＲＵ数）が最大となる空間ストリーム数２を移動局１４との間に形成する空間ストリームの数としてもよい。ただし、同図に示す例のように、各通信チャネル候補の総伝送容量にあまり差がない場合（たとえば総伝送容量の差が所定値以下である場合）には、ＰＲＵ占有率が最小となる空間ストリーム数４を移動局１４に割り当てる空間ストリーム数としてもよい。こうすれば、移動局１４の通信スループットの向上と、基地局１２のユーザ収容数の向上と、を両立させることができる。
【００４６】
チャネル割当部３６は、ストリーム数決定部３４により決定される空間ストリームの数について選出された通信チャネル候補の全部または一部を移動局１４に割り当てる。
【００４７】
たとえば図５Ａ〜図５Ｃに示す例において、ストリーム数決定部３４が空間ストリーム数２を移動局１４に割り当てる空間ストリーム数として決定したとすると、チャネル割当部３６は、空間ストリーム数を２とした場合の通信チャネル候補（図５Ｂの太線枠内参照）を移動局１４に割り当てるＰＲＵとして決定する。
【００４８】
チャネル通知部３８は、ストリーム数決定部３４により決定される空間ストリームの数と、チャネル割当部３６により移動局１４に割り当てられる通信チャネルと、を移動局１４に通知する。すなわち、チャネル通知部３８は、ストリーム数決定部３４により決定される空間ストリームの数と、チャネル割当部３６により通信チャネルとして移動局１４に割り当てられるＰＲＵと、を含む所定フォーマットのチャネル通知メッセージを生成し、信号処理部２６に出力することにより、このチャネル通知メッセージを移動局１４に通知する。
【００４９】
なお、図５Ａ〜図５Ｃでは、基地局１２が移動局１４との間に形成する空間ストリームの数をタイムスロットの区別なく一律に決定する例を示したが、基地局１２は、通信チャネル候補の選出、通信チャネル候補の総伝送容量の推定、空間ストリーム数の決定、および通信チャネルの割当てを、タイムスロットごとに行ってもよい。ＳＭやＳＤＭを採用した移動通信システム１０では、基地局１２と移動局１４との間で同時に異なる数の空間ストリームを形成することができないが、タイムスロットごとに空間ストリームの数を変えることは可能だからである（たとえば、Ｓｌｏｔ１の空間ストリーム数を２、Ｓｌｏｔ２の空間ストリーム数を４にすることは可能）。
【００５０】
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、空間ストリームの数（１，２，４）のそれぞれについてタイムスロットごとに選出されたユーザＡの移動局１４に対する通信チャネル候補およびその総伝送容量（延べＰＲＵ数）の一例を示す図である。同図に示す例では、空間ストリーム数を１，２，４とした場合のＳｌｏｔ１における通信チャネル候補のＰＲＵ数が、それぞれ６ＰＲＵ，６ＰＲＵ，４ＰＲＵとなっている（Ｓｌｏｔ１の太線枠内参照）。ＰＲＵ数で比較すると、３つの通信チャネル候補の中では、空間ストリーム数を４とした場合のＳｌｏｔ１における通信チャネル候補のＰＲＵ数（４ＰＲＵ）が最も少ない。
【００５１】
しかし、図５Ａ〜図５Ｃと同様、ＰＲＵ数に空間ストリーム数を乗じた値（延べＰＲＵ数）をＳｌｏｔ１における通信チャネル候補の総伝送容量として推定すれば、図６Ａ〜図６Ｃに示す例では、空間ストリーム数を１，２，４とした場合のＳｌｏｔ１における通信チャネル候補の総伝送容量は、それぞれ６ＰＲＵ（６ＰＲＵ×１），１２ＰＲＵ（６ＰＲＵ×２），１６ＰＲＵ（４ＰＲＵ×４）となる。このため、延べＰＲＵ数で比較すると、Ｓｌｏｔ１における３つの通信チャネル候補の中では、空間ストリーム数を４とした場合の通信チャネル候補の総伝送容量（１６ＰＲＵ）が最大となる。
【００５２】
他のタイムスロットでも同様に延べＰＲＵ数で比較すると、Ｓｌｏｔ２では空間ストリーム数を２とした場合の通信チャネル候補の総伝送容量（１２ＰＲＵ）が、Ｓｌｏｔ３では空間ストリーム数を２とした場合の通信チャネル候補の総伝送容量（６ＰＲＵ）が、Ｓｌｏｔ４では空間ストリーム数を１とした場合の通信チャネル候補の総伝送容量（４ＰＲＵ）が、それぞれ最大となる。
【００５３】
このため、図６Ａ〜図６Ｃに示す例では、Ｓｌｏｔ１，２，３，４において、ストリーム数決定部３４が移動局１４との間に形成する空間ストリームの数をそれぞれ４，２，２，１とし、チャネル割当部３６が空間ストリームの数を４，２，２，１とした場合の通信チャネル候補をそれぞれ通信チャネルとして移動局１４に割り当てれば、移動局１４に割り当てられる通信チャネルの総伝送容量は延べＰＲＵ数換算で３８ＰＲＵとなる（図７参照）。これは、基地局１２が移動局１４との間に形成する空間ストリーム数をタイムスロットの区別なく一律に２とした場合の総伝送容量３２ＰＲＵ（延べＰＲＵ数換算、図６Ｂ参照）よりも大きい。
【００５４】
このように、基地局１２が、通信チャネル候補の選出、通信チャネル候補の総伝送容量の推定、空間ストリーム数の決定、および通信チャネルの割当てを、タイムスロットごとに行えば、複数のタイムスロットに一律に同数の空間ストリームを形成する場合に比べて、無線リソースの利用効率を高めることができる。
【００５５】
なお、図５Ａ〜図５Ｃおよび図６Ａ〜図６Ｃでは、延べＰＲＵ数を通信チャネル候補の総伝送容量とみなす例を示したが、通信チャネル候補のそれぞれに適用可能な変調方式を考慮した合計伝送レートを通信チャネル候補の総伝送容量とみなしてもよい。
【００５６】
図８Ａ、図８Ｂは、空間ストリームの数（１，２）のそれぞれについて選出された通信チャネル候補およびその総伝送容量（延べＰＲＵ数）の一例を示す図である。同図に示す例では、空間ストリーム数を１，２とした場合の通信チャネル候補のＰＲＵ数がそれぞれ４ＰＲＵ，１ＰＲＵであり（太線枠内参照）、その総伝送容量は延べＰＲＵ数換算でそれぞれ４ＰＲＵ（４ＰＲＵ×１），２ＰＲＵ（１ＰＲＵ×２）である。
【００５７】
一方、図９は、図８Ａ、図８Ｂに示す例において、各通信チャネル候補に適用可能な変調方式を考慮した通信チャネル候補の総伝送容量（合計伝送レート）を示す図である。ＳＭやＳＤＭを採用した移動通信システム１０では、同じＰＲＵに形成される空間ストリームの特性は全て同じになるため、同じＰＲＵに形成される空間ストリームに適用される変調方式も通常は全て同じになる。
【００５８】
空間ストリーム数を１とした場合に各ＰＲＵに適用可能な変調方式がＢＰＳＫであり、空間ストリーム数を２とした場合に各ＰＲＵに適用可能な変調方式もＢＰＳＫであれば（図９左列参照）、空間ストリーム数を１とした場合の通信チャネル候補の総伝送容量は４（ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌ）、空間ストリーム数を２とした場合の通信チャネル候補の総伝送容量は２（ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌ）となる。この場合、空間ストリーム数を１とした方が、総伝送容量は大きくなる。
【００５９】
空間ストリーム数を１とした場合に各ＰＲＵに適用可能な変調方式がＢＰＳＫであり、空間ストリーム数を２とした場合に各ＰＲＵに適用可能な変調方式がＱＰＳＫであれば（図９中央列参照）、空間ストリーム数を１とした場合の通信チャネル候補の総伝送容量は４（ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌ）、空間ストリーム数を２とした場合の通信チャネル候補の総伝送容量も４（ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌ）となる。この場合、総伝送容量に差が出ないため、たとえばＰＲＵ占有率がより少なくなるよう、空間ストリーム数を２とする方が好ましい。
【００６０】
空間ストリーム数を１とした場合に各ＰＲＵに適用可能な変調方式がＢＰＳＫであり、空間ストリーム数を２とした場合に各ＰＲＵに適用可能な変調方式が６４ＱＡＭであれば（図９右列参照）、空間ストリーム数を１とした場合の通信チャネル候補の総伝送容量は４（ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌ）、空間ストリーム数を２とした場合の通信チャネル候補の総伝送容量は１２（ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌ）となる。この場合、空間ストリーム数を２とした方が、総伝送容量は大きくなる。
【００６１】
このように、各ＰＲＵに適用可能な変調方式を踏まえて通信チャネル候補の総伝送容量を推定すれば、ＭＩＭＯ方式により形成される空間ストリームの数に応じて増加する伝送容量をより正確に推定することができる。
【００６２】
記憶部４０は、たとえば半導体メモリ素子で構成され、制御部２８により実行されるプログラムや図４に示すテーブルなどを記憶する。
【００６３】
次に、基地局１２の動作を説明する。
【００６４】
図１０は、基地局１２で実行されるチャネル割当処理の一例を示すフロー図である。本処理は、たとえば１フレームごとに実行される。なお、ここでは、移動局１４との間に形成可能な空間ストリームの数が１，２または４であるものとする。
【００６５】
図１０に示すように、基地局１２は、各ＰＲＵの回線品質値（ＲＳＳＩ、ＳＮＲなど）を検出する（Ｓ１００）。そして、基地局１２は、検出された各ＰＲＵの回線品質値と、記憶部に記憶される回線品質の閾値（図４参照）と、の比較結果に基づき、空間ストリーム数１，２，４のそれぞれについて移動局１４への通信チャネル候補を選出する（Ｓ１０２）。
【００６６】
ここで、空間ストリーム数２以上についての通信チャネル候補が存在する場合（Ｓ１０４：Ｙ）、基地局１２は、たとえば延べＰＲＵ数や合計伝送レートを総伝送容量とみなして、選出された通信チャネル候補の総伝送容量をそれぞれ推定する（Ｓ１０６）。そして、基地局１２は、推定された総伝送容量の比較結果に基づいて移動局１４との間に形成する空間ストリームの数を決定する（Ｓ１０８）。たとえば、基地局１２は、推定された総伝送容量が最大となる空間ストリームの数を、移動局１４との間に形成する空間ストリームの数としてもよい。
【００６７】
一方、空間ストリーム数２以上についての通信チャネル候補が存在しない場合（Ｓ１０４：Ｎ）、基地局１２は、移動局１４との間に形成する空間ストリームの数を１に決定する（Ｓ１１０）。すなわち、基地局１２は、移動局１４との通信にはＭＩＭＯ方式を適用しないことに決定する。
【００６８】
Ｓ１０８またはＳ１１０で空間ストリームの数が決定されると、基地局１２は、決定された空間ストリームの数について選出された通信チャネル候補の全部または一部を通信チャネルとして移動局１４に割り当てる（Ｓ１１２）。そして、基地局１２は、Ｓ１０８またはＳ１１０で決定された空間ストリームの数と、Ｓ１１２で通信チャネルとして割り当てられたＰＲＵと、を移動局１４に通知する（Ｓ１１４）。
【００６９】
なお、基地局１２は、上記Ｓ１０２〜Ｓ１１２までの処理を、複数のタイムスロット一括で行ってもよいし、タイムスロットごと別々に行ってもよい。
【００７０】
以上説明した移動通信システム１０によれば、基地局１２が、ＭＩＭＯ方式により形成される空間ストリームの数に応じて増加する伝送容量を考慮して、移動局１４に通信チャネルを割り当てることができる。
【００７１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００７２】
たとえば、本発明は、ＴＤＭＡ方式およびＯＦＤＭＡ方式を併用した基地局に限らず、複数の無線チャネルの少なくとも一部を、ＭＩＭＯ方式に対応した移動局に割り当てる基地局に広く適用可能である。ここでいうＭＩＭＯ方式は、基地局と移動局との間で同時に異なる数の空間ストリームを形成することができない、同じ無線チャネルに形成される空間ストリームの特性は全て同じになる、などＳＭやＳＤＭと類似の特徴を有する種別であればよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０  移動通信システム、１２  基地局、１４  移動局、２０  アンテナ素子、２２  無線通信部、２４  ベースバンド部、２６  信号処理部、２８  制御部、３０  回線品質検出部、３２  伝送容量推定部、３４  ストリーム数決定部、３６  チャネル割当部、３８  チャネル通知部、４０  記憶部。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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