(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを介して複数の基地局にリンクし、前記複数の基地局に対して動的クラスタリングを行い、クラスタリングされた複数の基地局が協調してモバイル端末にサービスを提供する通信制御装置であって、
複数の基地局にリンクし、前記各基地局からのモバイル端末に関するチャネル状態情報を受信するインターフェースと、
前記インターフェースから受信したモバイル端末のチャネル状態情報を記憶するメモリと、
前記メモリに記憶されたモバイル端末のチャネル状態情報に基づいて、前記各基地局に対して動的クラスタリングを行う制御部と、を含み、
前記通信制御装置が動的基地局クラスタリングを行う際に、
前記メモリから関連モバイル端末とすべての基地局とのチャネル状態情報を取り出してチャネル状態情報行列を構成し、
チャネル状態情報行列の中の各要素に基づいてそれぞれの二つの前記基地局間の干渉係数を計算して動的基地局クラスタリング図を構成し、
配置された前記各基地局のクラスタ内の基地局の数に基づいて、すべてのクラスタリング可能性のクラスタリングパラメータを得、
すべての前記基地局がある基地局クラスタリングに属するまで、絶えずに最小クラスタリングパラメータを有するクラスタリングを行い、それを有効クラスタリングとする可能性を判断し、
クラスタリングの結果をすべての前記基地局に送信することを特徴とする通信制御装置。
【請求項２】
ネットワークを介して複数の基地局にリンクし、前記複数の基地局に対して動的クラスタリングを行い、クラスタリングされた複数の基地局が協調してモバイル端末にサービスを提供する通信制御装置であって、
複数の基地局にリンクし、前記各基地局からのモバイル端末に関するチャネル状態情報を受信するインターフェースと、
前記インターフェースから受信したモバイル端末のチャネル状態情報を記憶するメモリと、
前記メモリに記憶されたモバイル端末のチャネル状態情報に基づいて、前記各基地局に対して動的クラスタリングを行う制御部と、を含み、
前記チャネル状態情報は各モバイル端末が各基地局からのパイロット情報を受信して計算することにより生成されることを特徴とする通信制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の通信制御装置であって、
前記モバイル端末は各基地局との通信状態情報をチャネル状態情報ベクトルの方式でサービス提供基地局に送信されることを特徴とする通信制御装置。
【請求項４】
ネットワークを介して複数の基地局にリンクし、前記複数の基地局に対して動的クラスタリングを行い、クラスタリングされた複数の基地局が協調してモバイル端末にサービスを提供する通信制御装置であって、
複数の基地局にリンクし、前記各基地局からのモバイル端末に関するチャネル状態情報を受信するインターフェースと、
前記インターフェースから受信したモバイル端末のチャネル状態情報を記憶するメモリと、
前記メモリに記憶されたモバイル端末のチャネル状態情報に基づいて、前記各基地局に対して動的クラスタリングを行う制御部と、を含み、
前記メモリには、モバイル端末番号と、当該モバイル端末とすべての前記モバイル通信基地局との間のチャネル状態情報と、当該モバイル端末とすべての前記基地局との間のサービス提供情報と、を含むチャネル状態情報テーブルが記憶され、
前記制御部は、メモリに記憶されているモバイル端末のチャネル状態情報テーブルに基づいて、各モバイル端末の最適な基地局クラスタリングを決定することを特徴とする通信制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の通信制御装置であって、
前記チャネル状態情報テーブルに記憶されているチャネル状態情報は最初のチャネル状態情報であるか、あるいは最初のチャネル状態情報の絶対値を取った簡単なチャネル状態情報であることを特徴とする通信制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の通信制御装置であって、
前記通信制御装置のインターフェースは前記基地局からのチャネル状態情報を受信すると、当該情報で前記チャネル状態情報テーブルを更新することを特徴とする通信制御装置。
【請求項７】
請求項４に記載の通信制御装置であって、
動的クラスタリング操作の周期を決定するタイマーをさらに有し、
前記タイマーが時間切れになるごとに、前記通信制御装置の制御部は動的基地局クラスタリングスケジューリングを行うことを特徴とする通信制御装置。
【請求項８】
請求項２に記載の通信制御装置であって、
前記基地局は一つあるいは複数の物理アンテナを有し、前記モバイル端末は前記基地局の一つあるいは複数の物理アンテナを介してパイロット情報を受信することを特徴とする通信制御装置。
【請求項９】
ネットワークを介して複数の基地局にリンクし、前記複数の基地局に対して動的クラスタリングを行い、クラスタリングされた複数の基地局が協調してモバイル端末にサービスを提供する通信制御装置であって、
複数の基地局にリンクし、前記各基地局からのモバイル端末に関するチャネル状態情報を受信するインターフェースと、
前記インターフェースから受信したモバイル端末のチャネル状態情報を記憶するメモリと、
前記メモリに記憶されたモバイル端末のチャネル状態情報に基づいて、前記各基地局に対して動的クラスタリングを行う制御部と、を含み、
前記基地局と通信接続を確立し、前記制御部が前記各基地局に対して動的クラスタリングを完了した後に、クラスタリング結果をすべての基地局に通知するシグナリングモジュールをさらに有することを特徴とする通信制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の通信制御装置であって、
前記基地局が前記クラスタリング結果を前記モバイル端末に送信すると、前記モバイル端末は対応するサービス提供基地局にメッセージを送信して複数基地局協調サービスをトリガーすることを特徴とする通信制御装置。
【請求項１１】
ネットワークを介して複数の基地局にリンクし、前記複数の基地局に対して動的クラスタリングを行い、クラスタリングされた複数の基地局が協調してモバイル端末にサービスを提供する通信制御装置であって、
複数の基地局にリンクし、前記各基地局からのモバイル端末に関するチャネル状態情報を受信するインターフェースと、
前記インターフェースから受信したモバイル端末のチャネル状態情報を記憶するメモリと、
前記メモリに記憶されたモバイル端末のチャネル状態情報に基づいて、前記各基地局に対して動的クラスタリングを行う制御部と、を含み、
各基地局クラスタリングの基地局の数は静的あるいは動的に設定されることを特徴とする通信制御装置。
【請求項１２】
複数のモバイル端末と、各モバイル端末にサービスを提供する複数の基地局と、チャネル状態情報テーブルを記憶するメモリを有し、基地局に対して制御を行う通信制御装置と、を含む通信システムの通信方法であって、
前記通信制御装置はすべての前記基地局から報告されたチャネル状態情報を受信し、当該情報で前記チャネル状態情報テーブルを更新するステップと、
動的クラスタリング操作タイマーが時間切れになると、前記通信制御装置は動的基地局クラスタリングスケジューリングをトリガーするステップと、
前記通信制御装置は前記チャネル状態情報テーブルから前記モバイル端末と前記基地局とのチャネル状態情報を取り出し、当該チャネル状態情報に基づいて各端末に対する最適な基地局クラスタリングを決定するステップと、
前記通信制御装置はクラスタリングの結果をすべての前記基地局に送信し、前記基地局から前記モバイル端末に転送するステップと、
各基地局は前記クラスタリング結果に基づいて前記モバイル端末にサービスを行うステップと、を含むことを特徴とする通信方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の通信方法であって、
前記通信制御装置が動的基地局クラスタリングを行う際に、
前記チャネル状態情報テーブルから関連モバイル端末とすべての基地局とのチャネル状態情報を取り出してチャネル状態情報行列を構成するステップと、
チャネル状態情報行列の中の各要素に基づいてそれぞれの二つの前記モバイル通信基地局間の干渉係数を計算して動的基地局クラスタリング図を構成するステップと、
配置された前記各基地局クラスタ内の基地局の数に基づいて、すべてのクラスタリング可能性のクラスタリングパラメータを得るステップと、
すべての前記基地局がある基地局クラスタリングに属するまで、絶えずに最小クラスタリングパラメータを有するクラスタリングを行い、それを有効クラスタリングとする可能性を判断するステップと、
クラスタリングの結果をすべての前記基地局に送信するステップと、を含むことを特徴とする通信方法。
【請求項１４】
複数のモバイル端末と、各モバイル端末にサービスを提供する複数の基地局と、基地局に対して制御を行う通信制御装置と、を含む通信システムであって、
前記モバイル端末は各基地局との通信状態情報を周期的に前記基地局に送信し、
前記通信制御装置は、
複数の基地局にリンクし、前記各基地局からのモバイル端末に関するチャネル状態情報を受信するインターフェースと、
前記インターフェースから受信したモバイル端末のチャネル状態情報を記憶するメモリと、
前記メモリに記憶されているモバイル端末のチャネル状態情報に基づいて、前記各基地局に対して動的クラスタリングを行う制御部と、を含み、
前記チャネル状態情報は各モバイル端末が各基地局からのパイロット情報を受信して計算することにより生成されることを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモバイル通信ネットワークにおいてサービスを提供する設備と方法に関し、特にモバイル通信システムにおいて、集中クラスタサーバを利用して基地局の動的クラスタリングを行い、高効率な複数基地局協調サービスをサポートする設備と方法に関する。ここで言うモバイル通信ネットワークとは複数基地局協調サービスをサポートするモバイル通信システムである。
【背景技術】
【０００２】
マルチポイント協調伝送／受信（Coordinated multi−point transmission／reception（ＣｏＭＰ））はモバイルネットワークにおいて高速データサービスのカバー範囲を拡張し、セル周辺のスループットを向上し、システムの平均スループットを向上するための非常に有効な方法であることがすでに認められている。マルチポイント協調伝送／受信において、協力に参加するすべてのネットワークノードに対してクラスタリングを行う必要があり、各クラスタの中のネットワークノードはいくつかの端末にマルチポイント協調サービスを提供する。図１は従来のモバイルネットワークにおける簡単な複数基地局協調サービスシーンである。図１において、二つの基地局１と基地局２が協調して端末１と端末２に対して同時にサービスを行う。実際の応用においては、二つ以上の基地局が二つ以上の端末に対して同時にサービスを行うこともある。
【０００３】
３ＧＰＰは国際標準化組織で、第二世代および第三世代モバイル通信ネットワークのシステムアーキテクチャーと規格を開発し、これらの規格は現在すでにエアインターフェースが配置されているネットワークに応用されている。現在、３ＧＰＰは第四世代モバイル通信ネットワークに向けたロングタームエボリューションアドバンスド（Long Term Evolution−Advanced, ＬＴＥ−advanced）の制定に取りかかっている。ＬＴＥ−advancedの規格制定過程において、マルチポイント協調伝送と受信はすでに複数基地局協調サービスに採用されている。
【０００４】
図２は従来の技術における集中制御する複数基地局協調サービスシステムフレームである。ここでは３ＧＰＰ標準化組織によって制定されたＬＴＥ−advancedネットワークを応用例とする。ここに関わる設備と方法はその他の複数基地局協調サービスをサポートするモバイルネットワークに応用することができる。この代表的なフレームにおいて、モバイルセルラーネットワークは少なくとも複数の基地局から構成される。複数の基地局が一つ（実際の応用においては複数でもよい）の基地局制御サーバに接続し、基地局制御サーバは複数基地局協調サービスのキーパラメータの協議を行う。アクセス網は基地局制御サーバおよび基地局をモバイルネットワークゲートウェイに接続する。モバイルネットワークゲートウェイはインターネットまたはその他のサーバに接続し、モバイルアクセスネットワーク全体のエンドノードとして、少なくともその他のサーバとインターネットからの情報をすべてのモバイル端末に提供するとともに、少なくともすべてのモバイル端末のネットワークの登録、セキュリティ、費用計算などを行う。
【０００５】
複数基地局協調サービスは多くの長所があるが、各基地局がそれぞれ各自で動的に最適な基地局クラスタを選択すると、すべての基地局の間で多くのデータおよびチャネル状態情報を共有する必要がある。その結果、基地局間の通信負担が非常に重くなり、同時に最適なクラスタを選択するために基地局において複雑なアルゴリズムを実現しなければならない。また、最適な基地局クラスタを選択するために、基地局の間および基地局と端末との間で多くの情報を共有し、これはシグナリングとリソースを大量に消耗することになり、モバイルネットワークの効率を低下させる。
【０００６】
他の観点から見ると、図３に示すような複数基地局協調サービスにおいて静的基地局クラスタを設置すると、シグナリングとリソースの消耗を節約することができる。しかし、モバイルネットワークにおけるモバイル端末の位置とサービスチャネル状況は常に変化しているため、静的な最適基地局クラスタを選択してすべての複数基地局協調伝送の需要を満たすことは難しい。ただ簡単な静的基地局クラスタを設置すると、複数基地局協調サービスを利用してエアインターフェースの利用率を向上させることができなくなり、複数基地局協調サービスは何の意味もなくなってしまう。
【０００７】
図３は従来の複数基地局協調サービスにおける静的クラスタリングの例示である。図において、ネットワークに複数の基地局１〜３０が配置され、静的に複数の基地局クラスタに分けられ、それぞれのクラスタ内に三つの基地局がある。複数基地局協調サービスを行う場合、あるクラスタ内の三つの基地局のみが協調することができ、クラスタを跨った協調サービスは行うことができない。このようにする利点は基地局の動的クラスタリングによる消耗を軽減することができる。しかし、その性能は最適に達することができない。あるモバイル端末が同一の基地局クラスタ内のいくつかの基地局間のセル周辺に位置する場合、複数基地局協調サービスから恩恵を受けることができる。そして、あるモバイル端末が二つの基地局の結合する周辺、例えば図３における基地局２と基地局４の隣接するセル周辺に位置する場合、静的クラスタリング規則により、基地局２と基地局４は複数基地局協調サービスを行うことができないため、この二つの基地局に充分なリソースと良好なチャネル品質があったとしても、モバイル端末はこのようなサービスを受けることができない。これらはいずれも基地局の無線エアインターフェースリソースを最適に利用することには不利である。
【０００８】
要するに、複数基地局協調伝送をサポートするモバイルネットワークにおいて、より簡単で消耗の少ない動的基地局クラスタリング選択の解決方法が必要である。当該解決方法は最適な基地局クラスタリング結果をより速く見つける必要があるとともに、基地局クラスタリングを計算するためのシグナリングとリソースの消耗を減少する必要がある。
【０００９】
特許文献１および特許文献２において、複数の無線ノードから構成されたクラスタが通信相手ノードと通信を行う前にお互いに通信してマルチノード協調通信について協議するが、これらのノードはいずれも端末ノードであり、モバイル通信基地局はクラスタリングに参加しない。
【００１０】
特許文献３において、二つあるいは複数の基地局からのアンテナユニットはマルチアンテナのアレイを構成するが、当該特許において、基地局クラスタはすでに確立されており、具体的なクラスタリング方法については言及されていない。
【００１１】
特許文献４において、二つの送信ノードが協調して一つの受信ノードと通信を行うが、クラスタリングアルゴリズムの具体的な内容については言及されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許ＷＯ２００８／１５７１４７Ａ１
【特許文献２】特許ＵＳ２００８／００１４８８４Ａ１
【特許文献３】特許ＵＳ２００８／０２０６００６４Ａ１
【特許文献４】特許ＵＳ２００８／００３０２２Ａ３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は通信制御装置、通信制御方法およびシステムを提供し、モバイル通信システムにおいて、動的クラスタリングを利用して高効率な複数基地局協調サービスを提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は端末と各基地局との通信状態に基づいて最適な基地局クラスタリングを選択し、基地局クラスタリングを計算するためのシグナリングとリソースの消耗を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の簡単な複数基地局協調サービスシーンである。
【図２】従来の集中制御する複数基地局協調サービスシステムフレームである。
【図３】従来の複数基地局協調サービスにおける静的クラスタリングの例示である。
【図４】本発明における集中動的クラスタリングをサポートする複数基地局協調サービスシステムである。
【図５】チャネル状態情報の推定に用いられるパイロット情報のパケットフォーマットである。
【図６】動的クラスタリングのシグナリングフローチャートである。
【図７】本発明の集中クラスタリングサーバにおける動的クラスタリングのフローチャートである。
【図８】本発明における動的クラスタリング後に、端末からトリガーされた複数基地局協調サービスの代表的なシグナリングフローチャートである。
【図９】本発明における動的クラスタリング後に、基地局からトリガーされた複数基地局協調サービスの代表的なシグナリングフローチャートである。
【図１０】本発明における基地局間のシグナリングの基本フォーマットである。
【図１１】本発明における基地局の間で協調伝送を協議するリクエストシグナリングのＸ２ＡＰフィールドの実現例である。
【図１２】本発明における基地局の間で協調伝送を協議する応答シグナリングのＸ２ＡＰフィールド実現例である。
【図１３】本発明におけるシングルアンテナ基地局の内部構造である。
【図１４】本発明におけるマルチアンテナ基地局の内部構造の例示である（二本のアンテナ）。
【図１５】本発明における集中クラスタリングサーバの内部の代表的な構造である。
【図１６】本発明における集中クラスタリングサーバの内部の情報フローチャートである。
【図１７】本発明の集中クラスタリングサーバにおけるチャネル状態情報テーブルの代表的な構造である。
【図１８】本発明の集中クラスタリングサーバにおけるチャネル状態情報テーブルの一つの実現例である。
【図１９】本発明における動的クラスタリングアルゴリズムに用いられる干渉関係図の一つの実現例である。
【図２０】本発明の通信制御システムにおける一部のモバイル端末の移動後の実現例である。
【図２１】本発明の通信制御システムにおける一部のモバイル端末の移動後のチャネル状態情報テーブルである。
【図２２】本発明における動的クラスタリングアルゴリズムの優越性対比図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａ通信システムに基づいて実施例について説明する。本発明はその他の複数基地局協調サービスをサポートするモバイル通信ネットワークにも応用可能である。
【００１７】
図４は本発明における集中動的クラスタリングをサポートする複数基地局協調サービスシステムのフレーム図である。図２における３ＧＰＰ標準化組織によって制定されたＬＴＥ−advancedネットワークに基づいた応用例であり、本発明の集中クラスタリングサーバはネットワークの中に独立設置された集中クラスタリングサーバ９でもよく、あるいは既存の基地局制御サーバに追加設置された動的クラスタリング機能を有する基地局制御サーバ８でもよい。本発明の後述に言及される集中クラスタリングサーバはこのような二つの設置状況を含む。本発明において、従来の基地局に対するアップグレードは、いずれも基本的なシングル基地局無線サービスあるいは複数基地局協調無線サービスをサポートする必要がある。図４に示すように、基地局は各端末からのチャネル状態情報ベクトルを受信し、それを集中クラスタリングサーバに送信するか、またはチャネル状態情報を簡単なチャネル状態情報に転換して集中クラスタリングサーバに送信する。集中クラスタリングサーバは各基地局からの各端末のチャネル状態情報を利用して各基地局に対してクラスタリングを行い、クラスタリング結果を各基地局に送信する。また、基地局は当該動的クラスタリング結果に基づいて現在の基地局クラスタ内のその他の基地局と協議し、複数基地局協調無線サービスを実現する。
【００１８】
図５はチャネル状態情報の推定に用いられるパイロット情報のパケットフォーマットである。シングルアンテナ基地局（図における基地局１）に対しては、下り制御チャネルリンクに既知の予め定義されたパイロット_１５０１を周期的に加える必要があり、端末はパイロット_１５０１の中の情報を利用して当該基地局との間のチャネル状態情報を計算することができる。その他のエアインターフェースリソースは下りデータ５０２の伝送に用いられる。マルチアンテナ基地局（図における実例は二本のアンテナ基地局１と２である）に対しては、選択可能な汎用パイロット番号５０３を加えるとともに、アンテナポート情報５０４、汎用パイロット情報５０５を加えることができる。また、それぞれのアンテナのパイロット_２_１５０６およびパイロット_２_２５０６に対しては別々に伝送し、端末はパイロット_２_１５０６およびパイロット_２_２５０６における情報を利用して当該マルチアンテナ基地局の各アンテナ間のチャネル状態情報を計算することができる。
【００１９】
パイロット情報の内容は予めすべての端末と基地局に共有する既知のトレーニングシーケンスである。端末がある基地局から送信されたチャネル推定に用いられるパイロット情報を受信すると、受信したパイロット情報とすでに共有しているパイロットを比較する。無線チャネルを経由して伝送されたパイロット内容と端末ローカルの既知のパイロット内容は一般的に差があり、端末はその差を比較することによりチャネル状態情報を推定する。得られたチャネル状態情報には少なくとも端末から基地局までの間のチャネル減衰状況と位相偏位状況が含まれている。
【００２０】
図６は動的クラスタリングのシグナリングフローチャートである。先ず、すべての端末１−ｍは各自のサービス提供基地局１−ｎからのパイロット情報を周期的に受信する（ステップ６０１）。その後、端末は各基地局に対応するチャネル状態情報ｈｉｊ（ｈｉｊは基地局ｉと端末ｊの間のチャネル状態情報を表す）の計算を始める（ステップ６０２）。ここでのチャネル状態情報は一般的に複素数形に表れるが、パイロット情報に基づいてチャネル状態情報を計算することは本分野の技術者の周知の技術であるため、ここでは詳細な説明を省略する。続いて、各端末ｊは自分のチャネル状態情報ベクトル[ｈ１ｊ、ｈ２ｊ、…ｈｎｊ]を生成し、各自のサービス提供基地局に報告する（ステップ６０３）。その中、いくつかのチャネル状態情報ｈｉｊは０である。そして、すべての基地局は集中クラスタリングサーバにそれぞれのチャネル状態情報を報告し（ステップ６０４）、報告されたチャネル状態情報は最初のチャネル状態情報であってもよく、簡単なチャネル状態情報であってもよい。ここでの簡単なチャネル状態情報は最初のチャネル状態情報に対して絶対値を取った後の状態情報である。報告されたチャネル状態情報を受信した後に、集中クラスタリングサーバは先ずチャネル状態情報テーブルを更新する（ステップ６０５）。動的クラスタリングのタイマーが時間切れになると、動的クラスタリングスケジューリングを行う（ステップ６０６）。スケジューリング終了後に、集中クラスタリングサーバはスケジューリングの結果をすべての基地局に送信する（ステップ６０７）。基地局は現在のクラスタの状況を自セル内のすべての端末にブロードキャストする（ステップ６０８）。端末あるいは基地局が複数基地局協調サービスの利用をトリガーするとき、現在のクラスタリング状況に従う（ステップ６０９）。その後、端末は各基地局の周期的にブロードキャストするパイロット情報に基づいてチャネル状態情報を計算し、引き続き次回のクラスタリングのためにチャネル状態情報を提供する。
【００２１】
図７は本発明の集中クラスタリングサーバにおける動的クラスタリングのフローチャートである。集中クラスタリングサーバ（通信制御装置）は基地局からのすべての簡単なチャネル状態情報を受信し、チャネル状態情報テーブルを更新する（ステップ７０１）。クラスタリングスケジューリングを行う必要がある場合、集中クラスタリングサーバはチャネル状態情報テーブルに基づいて数式（１）のようなチャネル状態情報行列を構成する（ステップ７０２）。
【数１】
0005411985.tif 000002
式において、Ｈ＊ｘｙは基地局ｙからサービスを受けるすべてのモバイル端末と基地局ｘとの間の簡単なチャネル状態情報のまとめである。
【００２２】
当該まとめの方法はいろいろある。例えば、それぞれの複数基地局サービスタイムスロットに対して動的クラスタリングスケジューリングを行う場合、
Ｈ＊ｘｙ＝｜ｈｘｊ｜
になり、ｈｘｊは現在の基地局ｙからサービスを受けるモバイル端末ｊと基地局ｘとの間のチャネル状態情報である。
【００２３】
動的クラスタリングスケジューリングの周期が複数の複数基地局サービスタイムスロットである場合、Ｈ＊ｘｙはこの周期内の基地局ｙからサービスを受けるすべてのモバイル端末と基地局ｘとの間のチャネル状態情報の絶対値の平均値あるいは重み付き平均値を取ることができる。
【００２４】
集中クラスタリングサーバはチャネル状態情報行列に基づいて各基地局間の相手基地局がサービス提供を行う端末に対する干渉係数ｗｘｙを数式（２）によって計算し、
【数２】
0005411985.tif 000003
基地局干渉関係図を構成する（ステップ７０３）。当該干渉関係図は無向グラフであり、グラフの中のノードの数は動的クラスタリングスケジューリングに参加する基地局の数と一致し、各ノードはその中の一つの基地局に対応する。ノード間の辺の重みは対応する二つの基地局間の干渉係数ｗｘｙである。
【００２５】
各クラスタの基地局の数に基づいてすべてのクラスタリングパラメータＬｉを計算し、すべてのクラスタリング可能性をクラスタリングパラメータによって大から小の順で未スケジューリングリストに配列する（ステップ７０４）。ある基地局クラスタリング可能性に対応するクラスタリングパラメータＬｉの計算は数式（３）の原則にしたがう。
【数３】
0005411985.tif 000004
式において、ｗabは数式（２）で定義された基地局間の干渉係数であり、その中の一つの基地局（aあるいはｂ）は現在の基地局クラスタに属し、他方の基地局は現在の基地局クラスタに属しない。
【００２６】
各基地局クラスタ内の基地局の数は集中クラスタリングサーバにおいて予め設定してもよく、ある原則にしたがって動的に決定をしてもよい。
【００２７】
そして、動的クラスタリングスケジューリングを開始する。当該スケジューリングの基準は、同一基地局クラスタ内のすべての基地局間の干渉係数ｗｘｙは複数基地局協調サービスのチャネルゲインに貢献する。しかし、二つの基地局が同一の基地局クラスタ内にない場合、その二つの基地局間の干渉係数ｗｘｙは複数基地局協調サービスのチャネル干渉に貢献することになる。例えば、あるｈ＊xyに対して、基地局ｙと基地局ｘが同一の基地局クラスタ内にある場合、基地局ｙと基地局ｘは複数基地局協調サービスを行うことが可能であり、基地局ｙがサービス提供を行うすべてのモバイル端末と基地局ｘとの間のすべてのチャネルゲインはいずれも協調サービスのチャネルゲインとすることができる。基地局ｙと基地局ｘが同一の基地局クラスタ内にない場合、基地局ｙと基地局ｘは複数基地局協調サービスを行うことができず、基地局ｙがサービス提供を行うすべてのモバイル端末と基地局ｘとの間のすべてのチャネルゲインはこの二つの基地局の各自に行われる協調サービスに対してはいずれもチャネル干渉になる。そのため、動的基地局クラスタリングの目標は最適なクラスタリング方法を見つけて、各基地局クラスタ間のチャネル干渉を最低にし、チャネルゲインを最大にすることである。
【００２８】
基本的なスケジューリングプロセスは下記の通りである。
【００２９】
第一のステップ７０５：未クラスタリング集合Ｅをすべての基地局ノードに初期化し、クラスタリング済み基地局集合Ｕを空集合Φに初期化する。
【００３０】
第二のステップ７０６：現在最小クラスタリングパラメータＬｉを有するクラスタリング集合θを選択し、
【数４】
0005411985.tif 000005
であるかをチェックし、結果が「はい」の場合は第三のステップ７０７に進み、結果が「いいえ」の場合は第五のステップに進む。
【００３１】
第三のステップ７０７：Ｅ＝Ｅ−θ、Ｕ＝Ｕ＋θ。
【００３２】
第四のステップ７０８：現在最小クラスタリングパラメータを有するクラスタリング集合θを有効クラスタリングとする。
【００３３】
第五のステップ７０９：最初の未スケジューリングリストから現在最小クラスタリングパラメータを有するクラスタリング集合θを削除する。
【００３４】
第六のステップ７１０：Ｅ＝Φあるいは未クラスタリング集合Ｅの中の残りの基地局の数が現在設定された基地局クラスタ内の基地局の数より小さいかを判断し、結果が「はい」の場合は第七のステップに進み、結果が「いいえ」の場合は第二のステップ７０６に戻る。
【００３５】
第七のステップ７１１：クラスタリングスケジューリングを終了し、クラスタリング結果をすべての基地局に送信する。
【００３６】
図８は本発明における動的クラスタリング後に、端末からトリガーされた複数基地局協調サービスの代表的なシグナリングフローチャートである。ある時刻に基地局の動的クラスタリング結果がすでに集中クラスタリングサーバを経由してすべての基地局に送信されると（ステップ８０１）、基地局は動的基地局クラスタリング結果を対応する端末に送信する（ステップ８０２）。端末が現在のクラスタの複数基地局協調サービスの使用を決定すると（ステップ８０３）、端末は対応するサービス提供基地局にメッセージを送信して複数基地局協調サービスをトリガーする（ステップ８０４）。サービス提供基地局は関連する認可などを行うステップを選択することができる（ステップ８０５）。このステップにおいて、端末は周期的に現在の基地局クラスタ内のすべての基地局との間のチャネル状態情報をサービス提供基地局に報告する（ステップ８０６）。サービス提供基地局は当該端末に対して複数基地局協調サービスを行うことができると判断すると、現在の基地局クラスタ内のその他の基地局と協調伝送を協議する（ステップ８０７）。協議が成功すると、サービス提供基地局は協調伝送のキーパラメータを当該端末に通知し（ステップ８０８）、現在の基地局クラスタ内のすべての基地局は協議結果に基づいてリソースの配分と関連設定を行う（ステップ８０９）。このようにして複数基地局協調サービスは現在の基地局クラスタ内のすべての基地局と対応する端末との間で行われる（ステップ８１０）。また、基地局はさらに次回の動的クラスタリングスケジューリングのために集中クラスタリングサーバに簡単なチャネル状態情報を周期的に報告する必要がある（ステップ８１１）。
【００３７】
図９は本発明における動的クラスタリング後に、基地局からトリガーされた複数基地局協調サービスの代表的なシグナリングフローチャートである。ある時刻に基地局の動的クラスタリング結果がすでに集中クラスタリングサーバを経由してすべての基地局に送信されると（ステップ９０１）、基地局は動的基地局クラスタリング結果を対応する端末に送信することを選択する（ステップ９０２）。サービス提供基地局が現在のクラスタの複数基地局協調サービスの使用を決定すると（ステップ９０３）、サービス提供基地局は対応する端末にメッセージを送信して複数基地局協調サービスをトリガーする（ステップ９０４）。このステップにおいて、端末は周期的に対応するサービス提供基地局に現在の基地局クラスタ内のすべての基地局との間のチャネル状態情報を報告する（ステップ９０５）。サービス提供基地局は当該端末に対して複数基地局協調サービスを行うことができると判断すると、現在の基地局クラスタ内のその他の基地局と協調伝送を協議する（ステップ９０６）。協議が成功すると、サービス提供基地局は協調伝送のキーパラメータを当該端末に通知し（ステップ９０７）、現在の基地局クラスタ内のすべての基地局は協議結果に基づいてリソースの配分と関連設定を行う（ステップ９０８）。このようにして複数基地局協調サービスが現在の基地局クラスタ内のすべての基地局と対応する端末との間で行われる（ステップ９０９）。また、基地局はさらに次回の動的クラスタリングスケジューリングのために集中クラスタリングサーバに簡単なチャネル状態情報を周期的に報告する必要がある（ステップ９１０）。
【００３８】
図１０は本発明における基地局間のシグナリングの基本フォーマットである。当該シグナリングはＳＣＴＰ／ＩＰデータパケットであり、ＩＰｖ４でもよく、ＩＰｖ６でもよい。汎用ＩＰパケットヘッド１００１において、送信先アドレスは送信先基地局のＩＰｖ４／ＩＰｖ６アドレス１００２であり、送信元アドレスは送信元基地局のＩＰｖ４／ＩＰｖ６アドレス１００３である。汎用ＩＰパケットヘッド１００１の後ろは汎用ＳＣＴＰパケットヘッドである。最後は３ＧＰＰ  Ｘ２ＡＰプロトコルに適合するメッセージ本体１００５である。
【００３９】
図１１は本発明における基地局の間で協調伝送を協議するリクエストシグナリングのＸ２ＡＰフィールド１００５の実現例である。備えるべき情報ユニットは以下のようなものが含まれる。１）メッセージ種別ユニット１１０１。当該ユニットの値は３ＧＰＰなど標準化組織によって定義され、複数基地局協調リクエスト機能を識別できる必要がある。２）サービス提供基地局の端末に対応するＸ２ＡＰプロトコル番号１１０２。当該番号はサービス提供基地局から送信先基地局の方向へ唯一に一つの端末を識別することができる。３）送信先基地局番号１１０３。４）送信先基地局の関連セルＩＤ１１０４。５）複数基地局協調サービスリクエスト種別１１０５（開始、終了など）。６）リクエスト報告の内容１１０６。当該フィールドは３２ビットのビットシーケンスで、各ビットは一つの情報内容に対応し、ビットの数値が１である場合、送信先基地局が応答メッセージに対応情報を加える必要があることを示す（例えば、第一のビットはプリコーディングオプションに対応し、第二のビットは協調サービスの出力パワーに対応し、第三のビットは変調速度に対応するなど）。７）送信先基地局と対応する端末との間のチャネル状態情報１１０８。オプション情報は以下のようなものが含まれる。１）送信先基地局とサービス提供基地局間の情報報告周期１１０７。２）その他のいくつかのオプション情報１１０９。
【００４０】
図１２は本発明における基地局の間で協調伝送を協議する応答シグナリングのＸ２ＡＰフィールド実現例である。備えるべき情報ユニットは以下のようなものが含まれる。１）メッセージ種別ユニット１２０１。当該ユニットの値は３ＧＰＰなど標準化組織によって定義され、複数基地局協調リクエスト機能を識別できる必要がある。２）サービス提供基地局の端末に対応するＸ２ＡＰプロトコル番号１２０２。当該番号はサービス提供基地局から送信先基地局の方向へ唯一に一つの端末を識別することができる。３）送信先基地局の端末に対応するＸ２ＡＰプロトコル番号１２０３。当該番号は送信先基地局からサービス提供基地局の方向へ唯一に一つの端末を識別することができる。４）送信先基地局の関連セルＩＤ１２０４。５）複数基地局協調サービスリクエスト種別１２０５（開始、終了など）は、Ｘ２ＡＰリクエストメッセージの中の対応する情報ユニットの内容と同じである必要がある。６）応答報告の内容１２０６。当該フィールドは３２ビットのビットシーケンスで、各ビットは一つの情報内容に対応し、ビットの数値が１である場合、送信先基地局が応答メッセージに対応情報を加えたことを示し、Ｘ２ＡＰリクエストメッセージの中の対応する情報ユニットの内容と同じである必要がある。オプション情報は以下のようなものが含まれる。１）送信先基地局と送信元基地局間の情報報告周期１２０７。２）プリコーディングオプション１２０８。３）協調伝送のパワー１２０９。４）変調速度１２１０。５）その他のいくつかのオプション情報１２１１。
【００４１】
図１３は本発明におけるシングルアンテナ基地局の内部構造である。基地局の内部構造は主に、高周波モジュール１３２２と、ベースバンドモジュール１３０７と、上位レイヤシグナリングおよび制御部１３０８と、アクセス網に接続しているネットワークインターフェースモジュール１３０９と、複数基地局サービスおよび集中クラスタリングサーバとの通信を制御する複数基地局サービス制御ユニット１３１１と、集中クラスタリングサーバと通信を行うネットワークモジュール１３１０と、チャネル状態情報行列１３２５と、プリコーディングオプション１３２６と、チャネル推定ユニット１３１８と、を含む。高周波モジュール１３２２には少なくとも一本の物理アンテナ１３０１と、一つあるいは複数の高周波多重化部１３０２と、一つあるいは複数のＲＦ部１３０３と、が含まれる。高周波モジュール１３２２の下り部分は、協調プリコーディングユニット１３０４と、下りパイロット生成ユニット１３０５と、少なくとも一つのマルチレイヤマッピングユニット１３０６と、下り時分割制御ユニット１３１９と、送信周波数制御部分１３１４と、を含む。高周波モジュール１３２２の下り部分は協調デコーディングユニット１３２１と、上りトレーニングシーケンス分析ユニット１３０５と、少なくとも一つのマルチレイヤデマッピングユニット１３１６と、上り時分割制御ユニット１３２０と、を含む。ベースバンド部分は少なくとも一つのチャネルコーディングと変調モジュール１３１２と少なくとも一つのチャネルデコーディングと復調モジュール１３１３を含む。
【００４２】
図１４は発明におけるマルチアンテナ基地局の内部構造の例示である（二本のアンテナ）。基地局の内部構造は主に、高周波モジュール１４２４と、ベースバンドモジュール１４１０と、上位レイヤシグナリングおよび制御部１４１１と、アクセス網に接続しているネットワークインターフェースモジュール１４１２と、複数基地局サービスおよび集中クラスタリングサーバとの通信を制御する複数基地局サービス制御ユニット１４１４と、集中クラスタリングサーバと通信を行うネットワークモジュール１４１３と、チャネル状態情報行列１４２５と、プリコーディングオプション１４２６と、チャネル推定ユニット１４２０と、を含む。高周波モジュール１４２４には、少なくとも二本の物理アンテナ１４０１および１４０２と、一つあるいは複数の高周波多重化部１４０３と、一つあるいは複数のＲＦ部１４０４と、が含まれる。高周波モジュール１４２４の下り部分は、少なくとも一つの協調プリコーディングユニット１４０５と、少なくとも二つの下りパイロット生成ユニット１４０７および１４０８と、少なくとも一つのマルチレイヤマッピングユニット１４０９と、少なくとも一つの共通パイロット生成ユニット１４０６と、少なくとも二つの下り時分割制御ユニット１４２１と、送信周波数制御部分およびマルチアンテナ制御部分１４１６と、を含む。高周波モジュール１４２４の下り部分は、少なくとも一つの協調デコーディングユニット１４２３と、少なくとも二つの上りトレーニングシーケンス分析ユニット１４１７および１４１８と、少なくとも一つのマルチレイヤデマッピングユニット１４１９と、少なくとも二つの下り時分割制御ユニット１４２２と、を含む。ベースバンド部分は少なくとも二つのチャネルコーディングと変調モジュール１４２７と少なくとも二つのチャネルデコーディングと復調モジュール１４１５を含む。
【００４３】
図１５は本発明における集中クラスタリングサーバ、即ち通信制御装置の内部の代表的な構造である。ネットワークインターフェースは、入力ラインインターフェース（input line interface）１５０１と出力ラインインターフェース（output line interface）１５０３を含む。同時に、ネットワークインターフェースは受信バッファ（receiving buffer）１５０２と送信バッファ（sending buffer）１５０４をさらに含み、各受信バッファはいずれも入力ラインインターフェース１５０１および内部バス（internal bus）１５１４に接続し、各送信バッファはいずれも出力ラインインターフェース１５０３および内部バス１５１４に接続する。内部バス１５１４はさらに少なくともプロセッサ（processor）１５０５と、プログラムメモリ（program memory）１５０６およびデータメモリ（data memory）１５１１に接続する。プログラムメモリ１５０６にはプロセッサ１５０５によって実行される機能モジュールが保存されており、少なくともパケット送受信部１５１０と、主に動的基地局クラスタリングのスケジューリングを制御するクラスタリング制御部（clustering control module）１５０７と、複数基地局協調サービス及びクラスタリング信号制御部１５０８（ＣｏＭＰ  signaling control module）と、その他のモジュールの起動を選択するための基本制御部（basic control routine）１５０９と、を含む。データメモリ１５１１には本発明において新たに加えられたチャネル状態情報テーブル１５１２（Channel Status Information Table）およびその他のいくつかのデータ情報１５１３を保存する。
【００４４】
本発明のプログラムメモリ１５０６に新たに追加されたモジュールは主にクラスタリング制御部１５０７で、クラスタリング制御部１５０７の具体的な役割は以下の通りである。
【００４５】
１．各基地局からのチャネル状態情報の報告を受信すると、報告されたチャネル状態情報でチャネル状態情報テーブル１５１２を更新する。基地局からの報告が最初のチャネル状態情報であれば、クラスタリング制御部１５０７は当該最初のチャネル状態情報を簡単なチャネル状態情報に転換し、その後チャネル状態情報テーブル１５１２に保存する。
【００４６】
２．動的クラスタリングスケジューリングタイマーを確保し、当該タイマーが時間切れになると、新たに動的クラスタリングスケジューリングを行う。
【００４７】
３．基地局クラスタ内の基地局数が設定されており、当該数の大きさはプロバイダーによる手動設定でもよく、あるいは他の方法による動的設定でもよい。
【００４８】
４．動的クラスタリングスケジューリングを行う際に、図７に示す方法に従ってスケジューリングを行う。
【００４９】
５．スケジューリング終了後に、スケジューリングの結果をすべての基地局に送信する。
【００５０】
６．クラスタリング制御部１５０７が複数基地局協調サービス及びクラスタリング信号制御部１５０８を介してその他のネットワーク設備と通信する方法は図６に示す通りである。
【００５１】
また、プログラムメモリ１５０６に新しい複数基地局協調サービス及びクラスタリング信号制御部１５０８を追加して、その他のネットワーク設備とのシグナリング通信を確保する。複数基地局協調サービス及びクラスタリング信号制御部１５０８は少なくとも各基地局からの報告をクラスタリング制御部１５０７に転送する必要があり、さらにクラスタリング制御部１５０７の動的基地局クラスタリングスケジューリング結果をすべての基地局に送信する必要がある。
【００５２】
本発明のデータメモリ１５１１に新たに追加されたモジュールは主にチャネル状態情報テーブル１５１２である。当該テーブルの詳細は図１７に示す通りであり、端末１７０１と、各基地局の情報１７０２、例えばチャネル状態情報、サービス提供基地局などを含む。クラスタリング制御部１５０７は各基地局からの報告を受信してからそれをまとめて、当該テーブルを更新する。同時に、クラスタリング制御部１５０７はテーブルの中の内容を参考にして動的基地局クラスタリングスケジューリングも行う。
【００５３】
図１６は本発明における集中クラスタリングサーバの内部の情報フローチャートである。各基地局からの周期的な簡単なチャネル状態情報１６０１は先ず入力ラインインターフェース１５０１および入力バッファ１５０２に受信され、バス１５１４を介してパケット送受信部１５１０に到達する。そして、パケット送受信部１５１０はチャネル状態情報１６０１を複数基地局協調サービス及びクラスタリング信号制御部１５０８に転送する。セッション制御後に、当該情報はクラスタリング制御部１５０７に送信され、その後チャネル状態情報テーブル１５１２に保存される。動的クラスタリングスケジューリングを行う必要がある場合、クラスタリング制御部１５０７はチャネル状態情報テーブル１５１２から現在のチャネル状態情報１６０１を取得し、動的クラスタリングスケジューリングを行い、基地局クラスタリングの結果１６０２を複数基地局協調サービス及びクラスタリング信号制御部１５０８に転送する。セッション制御後に、当該情報はパケット送受信部１５１０に送信され、出力ラインインターフェース１５０３および出力バッファ１５０４を介して、最終的にネットワークを通して基地局クラスタリングの結果１６０２をすべての基地局に送信する。集中クラスタリングサーバの中のすべてデータとシグナリングフローはいずれもプロセッサ１５０５により基本制御部１５０９を通じて制御し、データあるいは制御バス１５１４によって転送される。
【００５４】
図１７は本発明の集中クラスタリングサーバにおけるチャネル状態情報テーブル１５１２の代表的な構造である。当該テーブルは集中クラスタリングサーバのデータメモリ１５１１のなかに存在する。チャネル状態情報テーブル１５１２の各行１７０６はいずれも端末の番号１７０１を含む一つのモバイル端末に対応し、当該端末には複数のテーブル項目１７０２が含まれており、各基地局とのチャネル状態情報およびサービス関係を表す。各テーブル項目１７０２にはいずれも簡単なチャネル状態情報１７０４、および当該端末と対応する基地局とのサービス提供関係１７０５が含まれている。
【００５５】
ここでは四つの基地局と五つのモバイル端末からなる簡単な応用実例を挙げてみる。各基地局が一本のアンテナしかないとすると、同一の時間に一つの端末にしかサービスを提供することができない。同時に、基地局と集中クラスタリングサーバとの間のネットワークが各タイムスロットまでの精確な動的基地局クラスタリングスケジューリングを十分サポートできると仮定する。
【００５６】
図１８は本発明の集中クラスタリングサーバにおけるチャネル状態情報テーブル１５１２（図１７）の一つの実現例である。各行１８０６はいずれも端末の番号１８０１を含む一つのモバイル端末に対応し、当該端末には複数のテーブル項目１８０２が含まれており、各基地局とのチャネル状態情報およびサービス提供関係を表す。各テーブル項目１８０２にはいずれも簡単なチャネル状態情報１８０４、および当該端末と対応する基地局とのサービス提供関係１８０５が含まれている。
【００５７】
ある一つのタイムスロットにおいて、基地局１７が端末１２のみにサービスを提供するとする。この場合、図１８のチャネル状態情報テーブル１５１２の中の内容に基づいて生成される簡単なチャネル状態情報行列Ｈは次の通りである。
2.0  0.4   0   0.9
0   2.4  0.7   0
0   0.9  2.2   0
0.8   0   1.6  2.5
【００５８】
この行列に基づいて、図１９に示すような干渉関係図を生成することができる。図１９は本発明にける動的クラスタリングアルゴリズムに用いられる干渉関係図の一つの実現例である。生成された干渉関係図は無向グラフであり、各ノード１９０１は一つの基地局に対応し、それぞれの二つのノード間の辺１９０２は二つの基地局の間の干渉関係に対応し、その重み（weight）は二つの基地局の干渉係数１９０３である。当該干渉関係図は集中クラスタリングサーバのクラスタリング制御部１５０７によって現在のチャネル状態情報テーブル１５１２の中の内容に基づいて生成される。図１９におけるすべての干渉係数１９０３の計算結果は次の通りである。
W12=0.16; W13=0; W14=1.45;
W23=1.3; W24=0; W12=1.45
【００５９】
各基地局クラスタ内の基地局数が２であるとする。この場合、各基地局クラスタの可能性のクラスタリングパラメータＬｉの計算結果は表１に示す通りである（小から大の順に配列する）。
【表１】
0005411985.tif 000006
【００６０】
最終的に図７に示された方法に従って、集中クラスタリングサーバは二つの基地局クラスタ（{２,３}と{１,４}）を選択して最終結果とする。
【００６１】
より多い数（ｐとする）の基地局クラスタに対するクラスタリングパラメータＬｉの計算は図７に示された方法と同じである。このように生成されたクラスタリング可能性は
0005411985.tif 000007
個あり、選択方法も図７に示された方法と同じである。
【００６２】
本発明において、図７に示すチャネル状態情報に基づいて基地局に対して動的クラスタリングを行う方法はその他の方法を採用することができる。例えば、集中クラスタリングサーバは以下の方法に基づいてクラスタリングを行うことができる。
【００６３】
ステップ１：集中クラスタリングサーバはチャネル状態情報テーブルからすべての簡単なチャネル状態情報を取り出す。
【００６４】
ステップ２：各基地局においてサービス提供を受けるすべての端末のその他の基地局に対する簡単なチャネル状態情報に対してそれぞれ和Sｘｙを求める（Sｘｙは基地局ｙの基地局ｘにおけるすべての端末に対する簡単なチャネル状態情報の和を表す）。
【００６５】
ステップ３：サービス提供を受ける端末の数に応じて、すべての基地局を並べて未クラスタリング基地局集合Ｅを構成し、クラスタリング済み基地局集合Ｕを空集合に初期化する。
【００６６】
ステップ４：現在の数（ｐとする）の基地局クラスタに対して、サービス提供を受ける端末の数が最も多い基地局からｐ−１個の最大Sｘｙの基地局を選択して有効基地局クラスタを形成し、当該基地局クラスタ内のｐ個の基地局を未クラスタリング集合Ｅから削除し、クラスタリング済み集合Ｕに追加する。
【００６７】
ステップ５：現在の未クラスタリング集合Ｅが空集合あるいは現在の未クラスタリング集合Ｅの中の残りの基地局の数が各基地局クラスタの基地局の数より小さい場合はステップ６に進み、そうでない場合はステップ４に戻る。
【００６８】
ステップ６：クラスタリングアルゴリズムを終了し、クラスタリング結果をすべての基地局に送信する。
【００６９】
また、例えば、集中クラスタリングサーバは以下の方法に基づいてクラスタリングを行うこともできる。
【００７０】
ステップ１：集中クラスタリングサーバはチャネル状態情報テーブルからすべての最初のチャネル状態情報を取り出す。
【００７１】
ステップ２：各端末に対して、端末とその他の非サービス提供基地局とのチャネル状態情報に基づいて、現在の端末に対して複数基地局協調サービスを行う無線利用率が最高であるｐ-１個の非サービス提供基地局を選択して現在の端末の一時的最適クラスタリングとする。無線利用率を計算するときに、最初のチャネル状態情報における減衰とチャネル偏位情報に基づいて、先ず複数基地局協調サービス伝送行列を推算し、その後に伝送行列に基づいて当該一時的クラスタリング内のすべての基地局が現在の端末に対してサービスを行う無線利用率を計算し、和を求める。
【００７２】
ステップ３：すべての基地局を未クラスタリング基地局集合Ｅに構成し、クラスタリング済み基地局集合Ｕを空集合に初期化し、すべての端末を端末集合Ｗに構成する。
【００７３】
ステップ４：先ず端末集合Ｗの中のすべての端末の一時的最適クラスタリングが最も多く重なるクラスタリングを取り出して現在の有効クラスタリングとし、当該基地局クラスタ内のｐ個の基地局を未クラスタリング集合Ｅから削除し、クラスタリング済み集合Ｕに追加し、最後に現在のクラスタを一時的最適クラスタリングとして選択したすべての端末を端末集合Ｗから削除する。
【００７４】
ステップ５：現在の未クラスタリング集合Ｅが空集合であるか、あるいは現在の未クラスタリング集合Ｅの中の残りの基地局の数が各基地局クラスタの基地局の数より小さい場合、あるいは端末集合Ｗが空集合である場合は、ステップ７に進み、そうでない場合はステップ６に進む。
【００７５】
ステップ６：端末集合Ｗの中のすべての端末の一時的最適クラスタリングが最も多く重なるクラスタリングを取り出すことができる場合はステップ４に戻り、最も多く重なる一時的最適クラスタリング選択が二つあるいは二つ以上（Ｔ個あるとする）ある場合は、各クラスタリング選択に対応する端末の無線利用率の和を求め（Ｓｔだとし、ｔは現在のＴ個の一時的最適クラスタリング選択の中の一つである）、最大Ｓｔを有する一時的最適クラスタリング選択ｔを取り出して、現在の最も多く重なるクラスタリングとし、ステップ４に戻る。
【００７６】
ステップ７：クラスタリングアルゴリズムを終了し、クラスタリング結果をすべての基地局に送信する。
【００７７】
以下、本発明の他の状況、即ち、通信制御システムにおいて一部の端末が移動する場合について説明する。
【００７８】
図２０は本発明の通信制御システムにおける一部のモバイル端末の移動後の実現例である。図２１は本発明の通信制御システムにおける一部のモバイル端末の移動後のチャネル状態情報テーブルである。
【００７９】
あるタイムスロットにおいて、図２０に示すように、上述の実施例における端末１は移動せず、端末２と端末３および端末４がそれぞれある位置まで移動したとすると、チャネル状態情報テーブルは図２１に示す内容に変わる。基地局１７は端末１２にしかサービスを提供せず、現在の基地局クラスタリングの形式は図１８の内容に基づいて動的クラスタリングを行った結果である。この場合、現在のチャネル状態情報テーブル図２１の内容に基づいて生成される簡単なチャネル状態情報行列Ｈは次の通りである。
2.0  0.4   0   0.9
0.8  1.9  0.5  0.2
0.3   0   2.6  0.6
0.1  0.5  0.7  2.1
【００８０】
この行列に基づいて、図１９に示すような干渉関係図を生成することができる。図１９は本発明にける動的クラスタリングアルゴリズムに用いられる干渉関係図の一つの実現例である。生成された干渉関係図は無向グラフであり、各ノード１９０１は一つの基地局に対応し、それぞれの二つのノード間の辺１９０２は二つの基地局７の間の干渉関係に対応し、その重み（weight）は二つの基地局の干渉係数１９０３である。当該干渉関係図は集中クラスタリングサーバの中のクラスタリング制御部１５０７によって現在のチャネル状態情報テーブル１９１２の中の内容に基づいて生成される。図１９の中のすべての現在の干渉係数１９０３の計算結果は次の通りである。
W12＝0.80; W13＝0.09; W14＝0.82；
W23＝0.25; W24＝0.29; W34＝0.85
【００８１】
各基地局クラスタ内の基地局数が２であるとする。この場合、ある基地局クラスタの可能性のクラスタリングパラメータＬｉの計算結果は表２に示す通りである（小から大の順で配列する）。
【表２】
0005411985.tif 000008
【００８２】
最終的に図７に示された方法に従って、集中クラスタリングサーバは二つの基地局クラスタ（{１、２}と{３、４}）を選択して最終結果とする。
【００８３】
そのため、このような状況において、端末１が位置を変更せず、即ち静止状態であっても、動的基地局クラスタリングは変更されてしまう。本発明における動的基地局クラスタリング方法は現在のネットワークの中のすべての基地局と端末との間の無線リンクの干渉に基づくため、ある端末の無線チャネル状態は変化しないが、ある端末の無線チャネル状況は変化するときに、クラスタリングの結果が影響を受けることもある。すべての端末の位置が変化しなくても、周囲の環境に変化が生じた場合（例えば、いくつかの端末の周辺が一時的に現れた障害物によって関連基地局とのチャネル状況に影響が生じる）、無線チャネル状況に変化が生じ、クラスタリングの結果も多かれ少なかれ影響を受けることになる。しかし、本発明における動的基地局クラスタリング方法は常に現在のチャネル状態において最適なクラスタリング方法を見つけることができる。
【００８４】
図２２は本発明における動的クラスタリングアルゴリズムの優越性対比図である。横軸２２０２は受信信号対雑音比ＳＮＲで、単位はｄＢであり、縦軸２２０１は現在のシステムの平均容量で、単位はbit／s／Hzである。図には曲線が四本あり、理論上最適な曲線は最も上にある一本２２０３であり、当該理論値は次のシャノンチャネル式によって計算される。
チャネル容量／周波数幅＝log（１＋信号対干渉比）。
【００８５】
曲線２２０４は本発明による動的クラスタリングが行われた後に、複数基地局協調サービスを行うときの平均性能であり、曲線２２０５は静的クラスタリングを行うときの複数基地局協調サービスの平均性能であり、曲線２２０６は複数基地局協調サービスを行わないときの平均性能である。
【００８６】
本発明における動的クラスタリング方法は静的クラスタリング方法に比べて性能が明らかに向上しており、より理論的理想値に接近し、クラスタリングアルゴリズムも非常に簡単である。曲線２２０４、２２０５および２２０６は複数の基地局と複数の端末のネットワークにおいて、大量のシミュレーションを行って得られた統計分布結果である。
【００８７】
本発明のモバイル端末は携帯電話でもよく、あるいは無線オンライン機能を有するノートパソコンでもよく、その他の無線通信機能を有する通信設備でもよい。
（本発明の優位性）
【００８８】
（１）現在のネットワークにおける最適な基地局クラスタリング組み合わせを動的に探し出す。
（２）動的クラスタリングスケジューリングに用いるパラメータは各端末からネットワーク側に報告される基本的なチャネル状態情報であり、従来の端末を変更せずに本発明におけるシステムと方法をサポートすることができる。
（３）モバイル通信基地局から集中クラスタリングサーバに報告される情報は簡略化されたチャネル状態情報であるため、通信のバンド幅を節約できる。
（４）すべてのスケジューリングはいずれも簡略化された実数チャネル状態情報に基づいて行われる計算であり、計算の方法はいずれも四則演算および平方演算であり、計算量が非常に少なく、且つハードウェアの実現に非常に適合するため、通信タイムスロットの粒度ごとの動的クラスタリングスケジューリングが可能である。
（５）クラスタリングの方法は様々な基地局クラスタの大きさに適用する。
（６）従来のモバイル通信基地局と端末に対する変更が非常に小さい。
【図１９】
0005411985.tif 000009
【図１】
0005411985.tif 000010
【図２】
0005411985.tif 000011
【図３】
0005411985.tif 000012
【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】
0005411985.tif 000019
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005411985.tif 000022
【図１４】
0005411985.tif 000023
【図１５】
0005411985.tif 000024
【図１６】
0005411985.tif 000025
【図１７】
0005411985.tif 000026
【図１８】
0005411985.tif 000027
【図２０】
0005411985.tif 000028
【図２１】
0005411985.tif 000029
【図２２】
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