(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局との間で無線通信を行う複数の移動局と、
前記複数の移動局のうちの自局に接続している移動局の中から無線信号の送信先の移動局を伝送タイミングごとに選択し、選択した移動局と、前記選択した移動局を前記送信先とする伝送タイミングと、を対応付ける前記伝送タイミングごとの選択情報を生成する複数の基地局と、
前記複数の基地局によって生成された選択情報において同一の伝送タイミングと対応付けられた各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の基地局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する制御装置と、
を含み、前記複数の基地局は、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が選択した移動局へ無線信号を送信することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記基地局は、前記伝送タイミングのそれぞれについて、前記自局に接続している移動局との間の通信品質を予測し、予測した通信品質に基づいて、前記送信先の移動局を選択することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記基地局は、前記伝送タイミングのそれぞれについて、前記自局に接続している移動局へ送信すべきデータの有無を予測し、前記自局に接続している移動局のうちの前記伝送タイミングにおいて前記送信すべきデータが有ると予測した移動局の中から前記送信先の移動局を選択することを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記パラメータは、前記基地局からの無線信号の送信電力を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の通信システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記複数の基地局のうちのいずれかに設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の通信システム。
【請求項６】
基地局との間で無線通信を行う複数の移動局と、
前記複数の移動局のうちの自局に接続している移動局の中から自局へ無線信号を送信させる移動局を伝送タイミングごとに選択し、選択した移動局と、前記選択した移動局に前記無線信号を送信させる伝送タイミングと、を対応付ける前記伝送タイミングごとの選択情報を生成する複数の基地局と、
前記複数の基地局によって生成された選択情報において同一の伝送タイミングと対応付けられた各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の移動局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する制御装置と、
を含み、前記複数の移動局は、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が接続している基地局へ無線信号を送信することを特徴とする通信システム。
【請求項７】
複数の基地局が、自局に接続している移動局の中から無線信号の送信先の移動局を伝送タイミングごとに選択し、選択した移動局と、前記選択した移動局を前記送信先とする伝送タイミングと、を対応付ける前記伝送タイミングごとの選択情報を生成し、
制御装置が、前記複数の基地局によって生成された選択情報において同一の伝送タイミングと対応付けられた各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の基地局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出し、
前記複数の基地局が、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が選択した移動局へ無線信号を送信することを特徴とする通信方法。
【請求項８】
複数の基地局が、自局に接続している移動局の中から自局へ無線信号を送信させる移動局を伝送タイミングごとに選択し、選択した移動局と、前記選択した移動局に前記無線信号を送信させる伝送タイミングと、を対応付ける前記伝送タイミングごとの選択情報を生成し、
制御装置が、前記複数の基地局によって生成された選択情報において同一の伝送タイミングと対応付けられた各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の移動局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出し、
前記複数の移動局が、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が接続している基地局へ無線信号を送信することを特徴とする通信方法。
【請求項９】
複数の基地局が、複数の移動局のうちの自局に接続している移動局の中から無線信号の送信先の移動局を伝送タイミングごとに選択した結果を示す選択情報であって、選択された移動局と、前記選択された移動局を前記送信先とする伝送タイミングと、を対応付ける前記伝送タイミングごとの選択情報を前記複数の基地局から取得する取得部と、
前記取得部によって取得された選択情報において同一の伝送タイミングと対応付けられた各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の基地局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する算出部と、
前記複数の基地局に対して、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記算出部によって算出されたパラメータによって移動局へ無線信号を送信させる制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項１０】
複数の基地局が、複数の移動局のうちの自局に接続している移動局の中から自局へ無線信号を送信させる移動局を伝送タイミングごとに選択した結果を示す選択情報であって、選択された移動局と、前記選択された移動局に前記無線信号を送信させる伝送タイミングと、を対応付ける前記伝送タイミングごとの選択情報を前記複数の基地局から取得する取得部と、
前記取得部によって取得された選択情報において同一の伝送タイミングと対応付けられた各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の移動局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する算出部と、
前記複数の移動局に対して、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記算出部によって算出されたパラメータによって無線信号を送信させる制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、通信方法、制御装置および基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
基地局と移動局との間で無線通信を行う移動通信システム（たとえば、下記特許文献１，２参照。）には、たとえば、各基地局と接続することでシステム全体の状態を把握するコントローラが設けられる集中管理型の移動通信システムがある。また、移動通信システムには、コントローラのない自律制御型の移動通信システムがある。
【０００３】
自律制御型の移動通信システムにおいては、各基地局が個々に干渉制御などを行うため、各基地局におけるスループットの向上効果が得られるが、基地局間のトラフィックの偏りや隣接基地局に対する干渉量を考慮することは難しい。このため、自律制御型の移動通信システムにおいては、システム内の一部のスループットが向上するが、システム全体としてはスループットが劣化する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７２１５７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１４５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術では、基地局に接続している移動局の数が多くなると、各基地局に接続している各移動局においてスループットを向上させるパラメータが存在する可能性が低くなる。このため、パラメータの変更によるスループットの向上効果を得ることができない場合がある。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、スループットを向上させることができる通信システム、通信方法、制御装置および基地局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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一側面によれば、複数の基地局が、自局に接続している移動局の中から無線信号の送信先の移動局を伝送タイミングごとに選択し、制御装置が、前記複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の基地局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出し、前記複数の基地局が、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が選択した移動局へ無線信号を送信する通信システム、通信方法、制御装置および基地局が提案される。
【０００８】
また、本発明の別の側面によれば、複数の基地局が、自局に接続している移動局の中から自局へ無線信号を送信させる移動局を伝送タイミングごとに選択し、制御装置が、前記複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の移動局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出し、前記複数の移動局が、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が接続している基地局へ無線信号を送信する通信システム、通信方法、制御装置および基地局が提案される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一側面によれば、スループットを向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態にかかる通信システムの構成例を示す図である。
【図２−１】図２−１は、下りリンクにおける送信電力の制御前の状態の一例を示す図である。
【図２−２】図２−２は、下りリンクにおける送信電力の制御例１を示す図である。
【図２−３】図２−３は、下りリンクにおける送信電力の制御例２を示す図である。
【図３−１】図３−１は、基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３−２】図３−２は、制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態にかかる通信システムの適用例を示す図である。
【図５】図５は、基地局の構成の一例を示す図である。
【図６】図６は、コントローラの構成の一例を示す図である。
【図７】図７は、通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。
【図８】図８は、時間差を考慮したスケジューリングの例１を示す図である。
【図９】図９は、時間差を考慮したスケジューリングの例２を示す図である。
【図１０】図１０は、コントローラによる最適化計算の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、通信システムにおけるセル配置の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、各基地局と各移動局との間の伝搬ロスの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、各基地局における送信電力パターンの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる通信システム、通信方法、制御装置および基地局の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる通信システムの構成例を示す図である。図１に示すように、実施の形態にかかる通信システム１００は、基地局１１０，１２０と、移動局１３１〜１３８と、制御装置１４０と、を含んでいる。基地局１１０，１２０は、たとえば互いにセルが隣接する基地局である。
【００１３】
移動局１３１〜１３８のそれぞれは、基地局１１０，１２０のうちの接続している基地局によって割り当てられた伝送タイミングによって、基地局１１０，１２０のうちの接続している基地局との間で無線信号を送受信する。伝送タイミングは、たとえばＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：時分割多元接続）における時分割の各タイミング（共有チャネル）であり、たとえばサブフレームである。
【００１４】
制御装置１４０は、基地局１１０，１２０における移動局１３１〜１３８との無線通信のパラメータを制御する制御装置である。制御装置１４０は、たとえば、基地局１１０，１２０との間で通信可能な装置である。
【００１５】
ここでは、制御装置１４０が、基地局１１０，１２０から移動局１３１〜１３８への下りリンクにおけるパラメータを制御する例について説明する。ただし、制御装置１４０は、移動局１３１〜１３８から基地局１１０，１２０への上りリンクにおけるパラメータを制御してもよい（後述）。
【００１６】
＜基地局の構成＞
基地局１１０は、選択部１１１と、送信部１１２と、受信部１１３と、通信部１１４と、を備えている。選択部１１１は、移動局１３１〜１３８のうちの自局に接続している移動局の中から、無線信号の送信先の移動局を未来の伝送タイミングごとに選択する。選択部１１１は、伝送タイミングごとに選択した移動局を示す選択情報を生成する。
【００１７】
選択部１１１が生成する選択情報は、たとえば、選択した移動局と、選択した移動局を送信先とする伝送タイミングと、を対応付ける伝送タイミングごとの選択情報であってもよい。たとえば、選択情報には、選択された移動局を示す情報と、選択された移動局を送信先とするサブフレームを示す情報（たとえばサブフレーム番号）が含まれる。
【００１８】
選択部１１１は、生成した選択情報を送信部１１２および通信部１１４へ出力する。送信部１１２は、選択部１１１から出力された選択情報を制御装置１４０へ送信する。受信部１１３は、送信部１１２によって送信された選択情報に基づいて制御装置１４０が伝送タイミングごとに算出した自局のパラメータを制御装置１４０から受信する。受信部１１３は、受信したパラメータを通信部１１４へ出力する。
【００１９】
通信部１１４は、伝送タイミングのそれぞれにおいて、受信部１１３から出力されたパラメータによって、選択部１１１から出力された選択情報が示す移動局へ無線信号を送信する。これにより、伝送タイミングのそれぞれにおいてパラメータを更新しながら移動局へ無線信号を送信することができる。
【００２０】
基地局１２０は、選択部１２１と、送信部１２２と、受信部１２３と、通信部１２４と、を備えている。基地局１２０の選択部１２１、送信部１２２、受信部１２３および通信部１２４は、それぞれ基地局１１０の選択部１１１、送信部１１２、受信部１１３および通信部１１４と同様である。
【００２１】
＜制御装置の構成＞
制御装置１４０は、取得部１４１と、算出部１４２と、制御部１４３と、を備えている。取得部１４１は、基地局１１０，１２０のそれぞれから選択情報を取得する。取得部１４１が取得する選択情報は、たとえば、基地局１１０，１２０が、移動局１３１〜１３８のうちの自局に接続している移動局の中から無線信号の送信先の移動局を伝送タイミングごとに選択した結果を示す選択情報である。取得部１４１は、取得した各基地局の選択情報を算出部１４２へ出力する。
【００２２】
算出部１４２は、取得部１４１から出力された選択情報に基づいて、下りリンクの無線信号の送信における基地局１１０，１２０のパラメータを伝送タイミングごとに算出する。算出部１４２によって算出されるパラメータは、たとえば、基地局１１０，１２０によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たすパラメータである。
【００２３】
所定の条件は、たとえば、各移動局の通信品質の最小値（最も低い品質）が最大となる旨の条件である。または、所定の条件は、各移動局の通信品質の平均値が最大となる旨の条件などであってもよい。算出部１４２は、算出した基地局１１０，１２０のパラメータを制御部１４３へ通知する。
【００２４】
パラメータには、たとえば、無線信号の送信電力が含まれていてもよい。また、パラメータには、無線信号のビームパターンが含まれていてもよい。また、パラメータには無線信号の送信周波数帯域が含まれていてもよい。また、パラメータには、基地局１１０，１２０による基地局間協調送信に関するパラメータが含まれていてもよい。
【００２５】
制御部１４３は、基地局１１０に対して、伝送タイミングのそれぞれにおいて、算出部１４２から通知された基地局１１０のパラメータによって、基地局１１０が選択した移動局へ無線信号を送信させる制御を行う。また、基地局１２０に対して、伝送タイミングのそれぞれにおいて、算出部１４２から通知された基地局１２０のパラメータによって、基地局１２０が選択した移動局へ無線信号を送信させるパラメータ制御を行う。たとえば、制御部１４３は、算出部１４２から通知された基地局１１０，１２０のパラメータをそれぞれ基地局１１０，１２０へ送信することによってパラメータ制御を行う。
【００２６】
なお、制御装置１４０が基地局１１０，１２０とは別の装置である場合について説明したが、制御装置１４０は、たとえば、基地局１１０に設けられ、基地局１２０との間で通信可能な装置であってもよい。この場合は、基地局１１０の送信部１１２を省いた構成とし、選択部１１１は、選択情報を制御装置１４０の取得部１４１へ出力してもよい。また、基地局１１０の受信部１１３を省いた構成とし、制御装置１４０の制御部１４３は、パラメータを基地局１１０の通信部１１４へ出力してもよい。
【００２７】
以下、伝送タイミングがサブフレームである場合について説明する。
【００２８】
（下りリンクにおける送信電力の制御例）
図２−１は、下りリンクにおける送信電力の制御前の状態の一例を示す図である。図２−１において、図１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。セル１１０ａは、各移動局が基地局１１０との間で無線通信を行うことができる基地局１１０のセル（カバーエリア）である。セル１２０ａは、各移動局が基地局１２０との間で無線通信を行うことができる基地局１２０のセルである。セル境界２０１は、セル１１０ａとセル１２０ａとの境界を示している。
【００２９】
移動局１３１〜１３３は、セル１１０ａに位置している。移動局１３４，１３５は、セル１１０ａ，１２０ａの重複部分、すなわちセル境界２０１に位置している。移動局１３６〜１３８は、セル１２０ａに位置している。図２−１に示す例では、移動局１３１〜１３４は基地局１１０に接続しており、移動局１３５〜１３８は基地局１２０に接続しているとする。セル境界２０１に位置する移動局１３４，１３５は、接続していない基地局からの干渉を受けやすく、スループットが低下しやすい。
【００３０】
図２−２は、下りリンクにおける送信電力の制御例１を示す図である。図２−２において、図２−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２−２は、あるサブフレームにおける下りリンクの送信電力の制御例を示している。図２−２のサブフレームにおいては、基地局１１０に接続している移動局１３１〜１３４のうちの移動局１３２，１３３（実線）が基地局１１０によってスケジューリングされており、移動局１３１，１３４（点線）はスケジューリングされていない。
【００３１】
また、図２−２のサブフレームにおいては、基地局１２０に接続している移動局１３５〜１３８のうちの移動局１３５，１３８（実線）が基地局１２０によってスケジューリングされており、移動局１３６，１３７（点線）はスケジューリングされていない。このように、図２−２のサブフレームにおいては、スループットが低下しやすい移動局１３４，１３５のうちの移動局１３５がスケジューリングされ、移動局１３４はスケジューリングされていない。
【００３２】
これに対して、制御装置１４０（図１参照）は、図２−２に示すように、基地局１１０の送信電力を「小」に設定し、基地局１２０の送信電力を「大」に設定することで、セル１１０ａを相対的に小さくし、セル１２０ａを相対的に大きくする。これにより、セル境界２０１を基地局１１０の方へずらすことができる。このため、移動局１３５のＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：信号対干渉雑音比）を向上させ、スループットを向上させることができる。
【００３３】
また、セル１１０ａを相対的に小さくしたことによって、たとえば基地局１１０からの電波が移動局１３１へ届きにくくなるが、図２−２のサブフレームにおいては移動局１３１はスケジューリングされていない。このため、セル１１０ａを相対的に小さくすることによる移動局１３１のスループットへの影響を回避することができる。
【００３４】
図２−３は、下りリンクにおける送信電力の制御例２を示す図である。図２−３において、図２−１に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図２−３は、図２−２とは異なるサブフレームにおける下りリンクにおける送信電力の制御例を示している。図２−３のサブフレームにおいては、基地局１１０に接続している移動局１３１〜１３４のうちの移動局１３１，１３４が基地局１１０によってスケジューリングされており、移動局１３２，１３３はスケジューリングされていない。
【００３５】
また、図２−３のサブフレームにおいては、基地局１２０に接続している移動局１３５〜１３８のうちの移動局１３６，１３７が基地局１２０によってスケジューリングされており、移動局１３５，１３８はスケジューリングされていない。このように、図２−３のサブフレームにおいては、スループットが低下しやすい移動局１３４，１３５のうちの移動局１３４がスケジューリングされ、移動局１３５はスケジューリングされていない。
【００３６】
これに対して、制御装置１４０（図１参照）は、図２−３に示すように、基地局１１０の送信電力を「大」に設定し、基地局１２０の送信電力を「小」に設定することで、セル１１０ａを相対的に大きくし、セル１２０ａを相対的に小さくする。これにより、セル境界２０１を基地局１２０の方へずらすことができる。このため、移動局１３４のＳＩＮＲを向上させ、スループットを向上させることができる。
【００３７】
また、セル１２０ａを相対的に小さくしたことによって、たとえば基地局１２０からの電波が移動局１３８へ届きにくくなるが、図２−３のサブフレームにおいては移動局１３８はスケジューリングされていない。このため、セル１２０ａを相対的に小さくすることによる移動局１３８のスループットへの影響を回避することができる。
【００３８】
図２−１〜図２−３に示したように、制御装置１４０は、サブフレームごとに、対象サブフレームに割り当てられた移動局に絞って送信電力などのパラメータを最適化する。これにより、最適化の対象の移動局が少なくなるため、スループットを向上させるパラメータが存在する確率が高くなる。このため、通信システム１００の全体のスループットの向上や、移動局間のスループットの均一化などを容易に実現することができる。
【００３９】
（ハードウェア構成）
図３−１は、基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。図１に示した基地局１１０，１２０のそれぞれは、たとえば図３−１に示す通信装置３１０によって実現することができる。通信装置３１０は、ＣＰＵ３１１と、メモリ３１２と、ユーザインタフェース３１３と、無線通信インタフェース３１４と、有線通信インタフェース３１５と、を備えている。ＣＰＵ３１１、メモリ３１２、ユーザインタフェース３１３、無線通信インタフェース３１４および有線通信インタフェース３１５は、バス３１９によって接続されている。
【００４０】
ＣＰＵ３１１（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）は、通信装置３１０の全体の制御を司る。また、通信装置３１０はＣＰＵ３１１を複数備えていてもよい。メモリ３１２には、たとえばメインメモリおよび補助メモリが含まれる。メインメモリは、たとえばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）であり、ＣＰＵ３１１のワークエリアとして使用される。補助メモリは、たとえば、ハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリなどの不揮発メモリである。補助メモリには、通信装置３１０を動作させる各種のプログラムが記憶されている。補助メモリに記憶されたプログラムは、メインメモリにロードされてＣＰＵ３１１によって実行される。
【００４１】
ユーザインタフェース３１３は、たとえば、ユーザからの操作入力を受け付ける入力デバイスや、ユーザへ情報を出力する出力デバイスなどを含む。入力デバイスは、たとえばキー（たとえばキーボード）やリモコンなどによって実現することができる。出力デバイスは、たとえばディスプレイやスピーカなどによって実現することができる。また、タッチパネルなどによって入力デバイスおよび出力デバイスを実現してもよい。ユーザインタフェース３１３は、ＣＰＵ３１１によって制御される。
【００４２】
無線通信インタフェース３１４は、無線によって通信装置３１０の外部（たとえば移動局１３１〜１３８）との間で通信を行う通信インタフェースである。無線通信インタフェース３１４は、ＣＰＵ３１１によって制御される。
【００４３】
有線通信インタフェース３１５は、有線によって通信装置３１０の外部（たとえば制御装置１４０）との間で通信を行う通信インタフェースである。有線通信インタフェース３１５は、ＣＰＵ３１１によって制御される。
【００４４】
図１に示した選択部１１１，１２１は、たとえばＣＰＵ３１１によって実現することができる。図１に示した送信部１１２，１２２および受信部１１３，１２３は、たとえば有線通信インタフェース３１５によって実現することができる。図１に示した通信部１１４，１２４は、たとえば無線通信インタフェース３１４によって実現することができる。
【００４５】
図３−２は、制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図１に示した制御装置１４０は、たとえば図３−２に示す通信装置３２０によって実現することができる。通信装置３２０は、ＣＰＵ３２１と、メモリ３２２と、ユーザインタフェース３２３と、通信インタフェース３２４と、を備えている。ＣＰＵ３２１、メモリ３２２、ユーザインタフェース３２３および通信インタフェース３２４はバス３２９によって接続されている。
【００４６】
ＣＰＵ３２１、メモリ３２２およびユーザインタフェース３２３は、それぞれ図３−１に示したＣＰＵ３１１、メモリ３１２およびユーザインタフェース３１３と同様である。通信インタフェース３２４は、有線によって通信装置３２０の外部（たとえば基地局１１０，１２０）との間で通信を行う通信インタフェースである。通信インタフェース３２４は、ＣＰＵ３２１によって制御される。
【００４７】
図１に示した取得部１４１および制御部１４３は、たとえば通信インタフェース３２４によって実現することができる。図１に示した算出部１４２は、たとえばＣＰＵ３２１によって実現することができる。
【００４８】
なお、制御装置１４０を基地局１１０または基地局１２０に設ける場合は、制御装置１４０は、図３−１に示す通信装置３１０によって実現してもよい。この場合は、図１に示した取得部１４１および制御部１４３を図３−１に示した有線通信インタフェース３１５によって実現してもよい。また、この場合は、図１に示した算出部１４２を図３−１に示したＣＰＵ３１１によって実現してもよい。
【００４９】
（実施の形態にかかる通信システムの適用例）
図４は、実施の形態にかかる通信システムの適用例を示す図である。図４に示す通信システム４００は、図１に示した通信システム１００を適用したＬＴＥまたはＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄなどのＬＴＥシステムである。図４に示すように、通信システム４００は、基地局４１１〜４１３と、移動局４３１〜４３７と、コントローラ４６０と、を含んでいる。セル４２１〜４２３は、それぞれ基地局４１１〜４１３のセルである。
【００５０】
図１に示した基地局１１０，１２０のそれぞれは、基地局４１１〜４１３のいずれかに適用することができる。図１に示した移動局１３１〜１３８のそれぞれは、移動局４３１〜４３７のいずれかに適用することができる。図１に示した制御装置１４０は、コントローラ４６０に適用することができる。
【００５１】
移動局４３１〜４３３は、セル４２１に位置し、基地局４１１に接続しているＵＥ（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：ユーザ端末）である。ただし、移動局４３３は、セル４２１とセル４２２との重複部分に位置している。移動局４３４，４３５は、セル４２２に位置し、基地局４１２に接続しているＵＥである。移動局４３６，４３７は、セル４２３に位置し、基地局４１３に接続しているＵＥである。ただし、移動局４３６は、セル４２２とセル４２３との重複部分に位置している。
【００５２】
基地局４１１〜４１３のそれぞれは、たとえば有線によってコアネットワーク４７０などの上位レイヤに接続されたｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｎｏｄｅ  Ｂ）である。また、基地局４１１〜４１３のそれぞれは、コントローラ４６０にも接続されている。コントローラ４６０は、基地局４１１〜４１３と、基地局４１１〜４１３に接続している移動局４３１〜４３７と、に関する情報を基地局４１１〜４１３から取得する。また、コントローラ４６０は、基地局４１１〜４１３のいずれかに設けられていてもよい。
【００５３】
（基地局の構成）
図５は、基地局の構成の一例を示す図である。基地局４１１〜４１３のそれぞれは、たとえば図５に示す基地局５００によって実現することができる。基地局５００は、ＲＦ部５１０と、復調・復号化部５２０と、干渉受信部５３０と、スケジューラ動作部５４０と、コントローラ通信部５５０と、パラメータ変更部５６０と、ネットワーク通信部５７０と、データ処理部５８０と、符号化・変調部５９０と、を備えている。
【００５４】
図１に示した選択部１１１，１２１は、たとえばスケジューラ動作部５４０によって実現することができる。図１に示した送信部１１２，１２２および受信部１１３，１２３は、たとえばコントローラ通信部５５０によって実現することができる。図１に示した通信部１１４，１２４は、たとえばＲＦ部５１０によって実現することができる。
【００５５】
ＲＦ部５１０は、基地局５００に接続している移動局から受信したＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：高周波）帯の無線信号をベースバンド帯に変換する。ＲＦ部５１０は、変換した信号を復調・復号化部５２０へ出力する。また、ＲＦ部５１０は、符号化・変調部５９０から出力されたベースバンド帯の信号をＲＦ帯の無線信号に変換する。ＲＦ部５１０は、変換した無線信号を、基地局５００に接続している移動局へ送信する。
【００５６】
復調・復号化部５２０は、ＲＦ部５１０から出力された信号を復調し、復調した信号を復号化する。復調・復号化部５２０は、復号化により得られたデータを干渉受信部５３０およびデータ処理部５８０へ出力する。干渉受信部５３０は、復調・復号化部５２０から出力されたデータに含まれる干渉情報を受信する。干渉情報は、たとえば、移動局によって測定されたチャネル品質などを示す情報である。干渉受信部５３０は、受信した干渉情報をスケジューラ動作部５４０へ出力する。
【００５７】
スケジューラ動作部５４０は、干渉受信部５３０から出力された干渉情報に基づいて、基地局５００が無線信号を送信する宛先の移動局をサブフレームごとに選択するスケジューリングを行う。スケジューラ動作部５４０は、スケジューリングの結果を示すスケジューリング情報をコントローラ通信部５５０およびデータ処理部５８０へ出力する。スケジューリング情報は、上記の選択情報に対応する情報である。また、スケジューラ動作部５４０は、出力するスケジューリング情報に、対応するサブフレームを示すサブフレーム番号を格納してもよい。
【００５８】
また、スケジューラ動作部５４０は、基地局５００に接続中の移動局の数や、基地局５００に接続中の各移動局における伝搬ロスなどの情報もコントローラ通信部５５０へ出力してもよい。基地局５００に接続中の各移動局における伝搬ロスの情報は、たとえば、基地局５００に接続中の各移動局から取得することができる。
【００５９】
コントローラ通信部５５０は、スケジューラ動作部５４０から出力されたスケジューリング情報をコントローラ４６０（図４参照）へ送信する。また、コントローラ通信部５５０は、スケジューラ動作部５４０から出力された移動局の数や伝搬ロスなどの情報をコントローラ４６０へ送信する。また、コントローラ通信部５５０は、コントローラ４６０から送信されたパラメータを受信する。そして、コントローラ通信部５５０は、受信したパラメータをパラメータ変更部５６０へ出力する。
【００６０】
パラメータ変更部５６０は、コントローラ通信部５５０から出力されたパラメータをデータ処理部５８０へ通知することによって、基地局５００による無線信号の送信におけるパラメータを変更する。
【００６１】
ネットワーク通信部５７０は、コアネットワーク４７０（図４参照）から送信された下りリンクのデータを受信する。そして、ネットワーク通信部５７０は、受信したデータをデータ処理部５８０へ出力する。また、ネットワーク通信部５７０は、データ処理部５８０から出力された上りリンクのデータをコアネットワーク４７０へ送信する。
【００６２】
データ処理部５８０は、復調・復号化部５２０から出力された上りリンクのデータをネットワーク通信部５７０へ出力する。また、データ処理部５８０は、ネットワーク通信部５７０から出力された下りリンクのデータを、スケジューラ動作部５４０から出力されたスケジューリング情報が示すサブフレームによって送信するように符号化・変調部５９０へ出力する。また、データ処理部５８０は、パラメータ変更部５６０から出力されたパラメータによって、基地局５００による無線信号の送信におけるパラメータを変更する。
【００６３】
符号化・変調部５９０は、データ処理部５８０から出力されたデータを符号化し、符号化した信号を変調する。そして、符号化・変調部５９０は、変調により得られた信号をＲＦ部５１０へ出力する。また、基地局５００は、コントローラ４６０から通知されたパラメータを適用した後に、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｒｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）を算出してもよい。
【００６４】
（コントローラの構成）
図６は、コントローラの構成の一例を示す図である。コントローラ４６０は、たとえば、図６に示すように、通信部６１０と、最適化処理部６２０と、を備えている。図１に示した取得部１４１および制御部１４３は、たとえば通信部６１０によって実現することができる。図１に示した算出部１４２は、たとえば最適化処理部６２０によって実現することができる。
【００６５】
通信部６１０は、各基地局から送信された情報を受信する。各基地局から送信された情報には、たとえば、スケジューリング情報や、接続中の移動局の数や伝搬ロスなどの情報が含まれる。通信部６１０は、受信した情報を最適化処理部６２０へ出力する。また、通信部６１０は、最適化処理部６２０から出力された各基地局のパラメータを、それぞれ対象の基地局へ送信する。
【００６６】
最適化処理部６２０は、通信部６１０から出力されたスケジューリング情報に基づいて、各基地局におけるパラメータを算出する最適化計算を行う。最適化計算には、たとえば、通信部６１０から出力された、接続中の移動局の数や伝搬ロスなどの情報も用いてもよい。最適化処理部６２０は、最適化計算により算出した各基地局のパラメータを通信部６１０へ出力する。
【００６７】
（通信システムの動作）
図７は、通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。図４に示した通信システム４００においては、たとえば、各サブフレームについて以下の各ステップが実行される。ここでは基地局４１１，４１２に関する動作について説明する。
【００６８】
図７に示すように、まず、基地局４１１が、基地局４１１に接続中の移動局を対象のサブフレームに割り当てるスケジューリングを行う（ステップＳ７０１）。つぎに、基地局４１１が、ステップＳ７０１によるスケジューリングの結果を示すスケジューリング情報をコントローラ４６０へ送信する（ステップＳ７０２）。
【００６９】
また、基地局４１２が、基地局４１２に接続中の移動局を対象のサブフレームに割り当てるスケジューリングを行う（ステップＳ７０３）。つぎに、基地局４１２が、ステップＳ７０３によるスケジューリングの結果を示すスケジューリング情報をコントローラ４６０へ送信する（ステップＳ７０４）。
【００７０】
つぎに、コントローラ４６０が、ステップＳ７０２，Ｓ７０４によって送信されたスケジューリング情報に基づく最適化計算を行うことで、対象のサブフレームに割り当てられた各移動局のスループットを最適化するパラメータを算出する（ステップＳ７０５）。ステップＳ７０５における最適化計算については後述する（たとえば図１０参照）。
【００７１】
つぎに、コントローラ４６０が、ステップＳ７０５の最適化計算によって得られた基地局４１１のパラメータを基地局４１１へ送信する（ステップＳ７０６）。また、コントローラ４６０が、ステップＳ７０５の最適化計算によって得られた基地局４１２のパラメータを基地局４１２へ送信する（ステップＳ７０７）。
【００７２】
つぎに、基地局４１１が、ステップＳ７０１のスケジューリングによって対象のサブフレームに割り当てた移動局へ、ステップＳ７０６においてコントローラ４６０から送信されたパラメータを用いて無線信号を送信する（ステップＳ７０８）。
【００７３】
また、基地局４１２が、ステップＳ７０３のスケジューリングによって対象のサブフレームに割り当てた移動局へ、ステップＳ７０７においてコントローラ４６０から送信されたパラメータを用いて無線信号を送信する（ステップＳ７０９）。
【００７４】
以上の各ステップにより、基地局４１１，４１２によって対象のサブフレームに割り当てられた各移動局のスループットを最適化するパラメータによって、対象のサブフレームにおける無線信号の送信を行うことができる。
【００７５】
また、以上の各ステップはサブフレームごとに行われるため、コントローラ４６０には各サブフレームのスケジューリング情報が送信される。コントローラ４６０は、受信したスケジューリング情報に含まれるサブフレーム番号を取得し、同一のサブフレームに関する基地局４１１，４１２からの各スケジューリング情報を特定する。
【００７６】
そして、コントローラ４６０は、特定した各スケジューリング情報に基づいて最適化計算を行う。これにより、基地局４１１，４１２からスケジューリング情報が非同期に送信されても、同一のサブフレームに割り当てられた各移動局のスループットを最適化するパラメータを算出することができる。
【００７７】
（各基地局におけるスケジューリング）
基地局５００のスケジューラ動作部５４０におけるスケジューリングには、たとえばＰＦ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｆａｉｒ：プロポーショナルフェア）方式を用いることができる。ＰＦ方式においては、一定区間にて時間平均したデータレートに対して、期待される瞬時データレートの割合により移動局が選択される。したがって、期待される瞬時データレートの高い移動局を選択することになる。このために、基地局５００は、接続中の移動局から送信されるチャネル品質指標（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）やプレコーディング行列指標（ＰＭＩ：Ｐｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）などの干渉情報を用いる。
【００７８】
また、スケジューラ動作部５４０におけるスケジューリングには、移動局ごとに割り当てる周波数リソース量を均一にするために、順番に割り当て移動局を選択するＲＲ（Ｒｏｕｎｄ  Ｒｏｂｉｎ：ラウンドロビン）方式を用いてもよい。
【００７９】
スケジューラ動作部５４０は、スケジューリング情報のコントローラ４６０への送信、コントローラ４６０における最適化計算、コントローラ４６０から各基地局へパラメータの送信が行われた後の未来のサブフレームについてのスケジューリングを行う。たとえばスケジューラ動作部５４０は、スケジューリングの対象のサブフレームにおける、各移動局との間の通信品質などを予測し、予測結果に基づいてスケジューリングを行う。
【００８０】
（時間差を考慮したスケジューリングの例）
図８は、時間差を考慮したスケジューリングの例１を示す図である。図８の横軸は時間を示している。図８の縦軸は、基地局５００と移動局との間の無線通信におけるＣＱＩを示している。時刻ｔ１は現在時刻を示し、時刻ｔ２はスケジューリングの対象のサブフレームの時刻を示している。ＣＱＩ８００は、各時刻におけるＣＱＩを示している。
【００８１】
たとえば、スケジューラ動作部５４０は、時刻ｔ１以前の各時刻におけるＣＱＩを取得し、ＣＱＩの変化量（たとえばグラフの傾き）を算出する。そして、スケジューラ動作部５４０は、算出した変化量に、時刻ｔ１と時刻ｔ２の間の期間（ｔ２−ｔ１）を乗算し、乗算結果と時刻ｔ１のＣＱＩとを加算することで、時刻ｔ２におけるおよそのＣＱＩを予測することができる。
【００８２】
また、スケジューラ動作部５４０は、時刻ｔ１の直前の所定期間におけるＣＱＩの平均値を算出し、算出した平均値を時刻ｔ２におけるＣＱＩとして予測してもよい。また、ＣＱＩを用いる場合について説明したが、ＣＱＩに替えてＰＭＩなどを用いてもよい。
【００８３】
このように、基地局５００は、過去の各時刻における移動局との間の通信品質を取得し、取得した通信品質に基づいて各サブフレームにおける移動局との間の通信品質を予測する。これにより、スケジューリング情報の送信、最適化計算、パラメータの送信などにかかる時間を考慮した未来のサブフレームについて、予測した通信品質に基づくスケジューリングを行うことができる。
【００８４】
図９は、時間差を考慮したスケジューリングの例２を示す図である。図９の横軸は時間を示している。図９の縦軸は、対象の移動局へ送信すべきデータの残量を示している。横軸において、時刻ｔ１は現在時刻を示し、時刻ｔ２はスケジューリングの対象のサブフレームの時刻を示している。データ残量９００は、各時刻における、対象の移動局へ送信すべきデータの残量を示している。
【００８５】
スケジューラ動作部５４０は、基地局５００に接続中の各移動局ごとに、時刻ｔ１以前の各時刻におけるデータ残量（残量情報）を取得し、データ残量の変化量を算出する。そして、スケジューラ動作部５４０は、算出した変化量に、時刻ｔ１と時刻ｔ２の間の期間（ｔ２−ｔ１）を乗算し、乗算結果と時刻ｔ１のデータ残量とを加算することで、時刻ｔ２におけるおよそのデータ残量を予測することができる。
【００８６】
また、スケジューラ動作部５４０は、時刻ｔ１の直前の所定期間におけるデータ残量の平均値を算出し、算出したデータ残量を時刻ｔ２におけるデータ残量として予測してもよい。これにより、スケジューラ動作部５４０は、時刻ｔ２における、対象の移動局へ送信すべきデータの有無を予測することができる。
【００８７】
スケジューラ動作部５４０は、スケジューリングを行う際に、基地局５００に接続中の各移動局のうちの、対象のサブフレームにおいて送信すべきデータが有ると予測した移動局の中から移動局を選択する。
【００８８】
これにより、スケジューリング情報の送信、最適化計算、パラメータの送信などにかかる時間を考慮した未来のサブフレームについて、送信すべきデータが残っている移動局のみをスケジューリングの対象とすることができる。これにより、移動局に割り当てたサブフレームにおいて、移動局へ送信すべきデータが残っておらず、時間リソースが無駄になることを回避することができる。
【００８９】
（コントローラによる最適化計算）
図１０は、コントローラによる最適化計算の一例を示すフローチャートである。コントローラ４６０は、図７に示したステップＳ７０５の最適化計算として、たとえば以下の各ステップを実行する。まず、コントローラ４６０は、各基地局（基地局４１１，４１２）および各移動局（移動局４３１〜４３７）の情報を基地局４１１，４１２から取得する（ステップＳ１００１）。ステップＳ１００１によって取得される情報には、たとえば、各基地局に接続している移動局の数や、各基地局に接続している移動局の伝搬ロスなどの情報が含まれる。
【００９０】
つぎに、コントローラ４６０は、各基地局の送信電力の未選択の組み合わせを選択する（ステップＳ１００２）。つぎに、コントローラ４６０は、選択中の各基地局の送信電力と、ステップＳ１００１によって取得した各移動局の伝搬ロスと、に基づいて、各移動局のＳＩＮＲを算出する（ステップＳ１００３）。
【００９１】
つぎに、コントローラ４６０は、ステップＳ１００３によって算出した各移動局のＳＩＮＲと、ステップＳ１００１によって取得した接続移動局数と、に基づいて、各移動局のスループットを算出する（ステップＳ１００４）。つぎに、コントローラ４６０は、ステップＳ１００４によって算出した各移動局のスループットに基づいて、最適化指標を算出する（ステップＳ１００５）。最適化指標は、たとえば各移動局の平均スループットや最小スループットなどである。
【００９２】
つぎに、コントローラ４６０は、ステップＳ１００５によって算出した最適化指標が、過去のステップＳ１００７によって最適解として記憶した最適化指標より増加したか否かを判断する（ステップＳ１００６）。ただし、初回のステップＳ１００６においては、コントローラ４６０は、最適化指標が増加したと判断する。
【００９３】
ステップＳ１００６において、最適化指標が増加していない場合（ステップＳ１００６：Ｎｏ）は、コントローラ４６０は、ステップＳ１００８へ移行する。最適化指標が増加した場合（ステップＳ１００６：Ｙｅｓ）は、コントローラ４６０は、選択中の各基地局の送信電力の組み合わせを最適解としてメモリに記憶する（ステップＳ１００７）。つぎに、コントローラ４６０は、ステップＳ１００２によって各基地局の未選択の送信電力の組み合わせがあるか否かを判断する（ステップＳ１００８）。
【００９４】
ステップＳ１００８において、未選択の組み合わせがある場合（ステップＳ１００８：Ｙｅｓ）は、コントローラ４６０は、ステップＳ１００２へ戻る。未選択の組み合わせがない場合（ステップＳ１００８：Ｎｏ）は、コントローラ４６０は、ステップＳ１００７によって最後に記憶した各基地局の送信電力の組み合わせを最適解として取得し（ステップＳ１００９）、一連の最適化計算を終了する。
【００９５】
このように、コントローラ４６０は、最適化を行うパラメータについて全ての組み合わせについてＳＩＮＲおよびスループットを算出し、最適化指標が最大となるパターンを最適解として選択する。コントローラ４６０は、図７に示したステップＳ７０６，Ｓ７０７において、図１０のステップＳ１００９によって取得した各送信電力をパラメータとして基地局４１１，４１２へ送信する。
【００９６】
（パラメータの最適化）
つぎに、パラメータの最適化について説明する。
【００９７】
図１１は、通信システムにおけるセル配置の一例を示す図である。図１１において、図４に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１１に示すように、通信システム４００において、移動局４３１，４３２がセル４２１に位置しているとする。また、移動局４３３がセル４２１とセル４２２との重複部分に位置しているとする。また、移動局４３４がセル４２２に位置しているとする。基地局４１１には移動局４３１，４３２が接続し、基地局４１２には移動局４３３，４３４が接続している。
【００９８】
ここで、基地局４１１，４１２をそれぞれ＃ｘ，＃ｙと図示し、移動局４３１〜４３４をそれぞれ＃ａ〜＃ｄと図示する。また、基地局４１１（＃ｘ）と移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）との間の無線通信における伝搬ロスをそれぞれＰＬｘａ〜ＰＬｘｄ［ｄＢ］とする。基地局４１２（＃ｙ）と移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）との間の無線通信における伝搬ロスをそれぞれＰＬｙａ〜ＰＬｙｄ［ｄＢ］とする。
【００９９】
移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）におけるＳＩＮＲをそれぞれＳＩＮＲａ〜ＳＩＮＲｄ［ｄＢ］とする。移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）におけるスループットをそれぞれＴａ〜Ｔｄとする。
【０１００】
＜送信電力の最適化＞
コントローラ４６０は、基地局４１１，４１２（＃ｘ，＃ｙ）のパラメータとして、たとえば基地局４１１，４１２の送信電力を最適化する。基地局４１１，４１２（＃ｘ，＃ｙ）における送信電力をそれぞれＰｘ，Ｐｙ［ｄＢｍ］とすると、移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）のＳＩＮＲａ〜ＳＩＮＲｄは、たとえば下記（１）式によって示すことができる。なお、Ｎ［ｄＢ］は熱雑音電力を示している。
【０１０１】
【数１】
0005867111.tif 000002
【０１０２】
基地局４１１（＃ｘ）および基地局４１２（＃ｙ）に接続する移動局の数はそれぞれ２であるため、ここでは２つの移動局に対してサブフレームを等分割するものとする。移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）におけるスループットＴａ〜Ｔｄは、たとえば下記（２）式によって示すことができる。なお、ＢＷ［Ｈｚ］は送信帯域幅を示す。
【０１０３】
【数２】
0005867111.tif 000003
【０１０４】
そして、スループット均一化の観点から、たとえば下記（３）式のようにして、最適化指標Ｚ（Ｐｘ，Ｐｙ）が最大となるＰｘおよびＰｙの組み合わせを最適解として算出することができる。これにより、移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）におけるスループットＴａ〜Ｔｄの最小値を最大化する基地局４１１，４１２（＃ｘ，＃ｙ）における送信電力Ｐｘ，Ｐｙを最適解として算出することができる。
【０１０５】
【数３】
0005867111.tif 000004
【０１０６】
＜ビームパターンの最適化＞
コントローラ４６０は、基地局４１１，４１２（＃ｘ，＃ｙ）のパラメータとして、たとえば基地局４１１，４１２のビームパターン（ビームフォーミングの重み係数）を最適化してもよい。ビームフォーミングの重み係数をそれぞれｗｘおよびｗｙとしたときの基地局４１１（＃ｘ）から移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）への等価的な平均送信電力をＰｘａ（ｗｘ）〜Ｐｘｄ（ｗｘ）、基地局４１２（＃ｙ）から移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）への等価的な平均送信電力をＰｙａ（ｗｙ）〜Ｐｙｄ（ｗｙ）とすると、移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）のＳＩＮＲａ〜ＳＩＮＲｄは、たとえば下記（４）式によって示すことができる。
【０１０７】
【数４】
0005867111.tif 000005
【０１０８】
上記（４）式、（２）式および（３）式を用いて移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）におけるスループットＴａ〜Ｔｄを算出し、上記（３）式により最適化指標Ｚ（ｗｘ，ｗｙ）が最大となる重み係数ｗｘ，ｗｙの組み合わせをビームパターンの最適解として算出する。
【０１０９】
＜送信周波数帯域幅の最適化＞
コントローラ４６０は、基地局４１１，４１２（＃ｘ，＃ｙ）のパラメータとして、たとえば基地局４１１，４１２の送信周波数帯域幅（たとえばリソースブロック）を最適化してもよい。移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）における送信帯域幅の使用比率をそれぞれＲａ〜Ｒｄとすると、上記（２）式は下記（５）式のようになる。ただし、使用比率Ｒａ〜Ｒｄは下記（６）式を満たす。
【０１１０】
【数５】
0005867111.tif 000006
【０１１１】
【数６】
0005867111.tif 000007
【０１１２】
上記（５）式を用いて移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）におけるスループットＴａ〜Ｔｄを算出し、上記（３）式により最適化指標Ｚ（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ）が最大となるＲａ〜Ｒｄの組み合わせを最適解として算出する。これにより、移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）におけるスループットＴａ〜Ｔｄの最小値を最大化する移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）における送信帯域幅の使用比率Ｒａ〜Ｒｄを最適解として算出することができる。
【０１１３】
＜基地局間協調送信の最適化＞
コントローラ４６０は、基地局４１１，４１２（＃ｘ，＃ｙ）のパラメータとして、たとえばＣｏＭＰに関するパラメータを最適化してもよい。ここではＣｏＭＰの一例としてＣＳ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）について説明する。ＣＳを移動局４３１（＃ａ）に適用すると仮定して移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）のＳＩＮＲａ〜ＳＩＮＲｄを算出すると下記（７）式のようになる。
【０１１４】
【数７】
0005867111.tif 000008
【０１１５】
ＣＳにより、基地局４１２（＃ｙ）が移動局４３１（＃ａ）の送信帯域は使用しないため、移動局４３３，４３４（＃ｃ，＃ｄ）に利用可能な送信帯域幅は半分になる。したがって、移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）のスループットＴａ〜Ｔｄは下記（８）式のようになる。
【０１１６】
【数８】
0005867111.tif 000009
【０１１７】
コントローラ４６０は、たとえば、下記（９）式のようにして、移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）に対してＣＳを適用した場合においてそれぞれ最適化指標Ｚを算出し、最適化指標Ｚが最大となるＣＳの適用先の移動局を最適解として算出する。これにより、スループットを均一化するＣＳのパラメータを算出することができる。
【０１１８】
【数９】
0005867111.tif 000010
【０１１９】
また、コントローラ４６０は、ＣｏＭＰを行う基地局をパラメータとして制御してもよい。このように、各基地局はＣｏＭＰを行い、コントローラ４６０は、ＣｏＭＰに関するパラメータを最適化してもよい。また、コントローラ４６０は、上記の各種のパラメータを組み合わせて最適化してもよい。
【０１２０】
（パラメータの最適化の具体例）
図１２は、各基地局と各移動局との間の伝搬ロスの一例を示す図である。図１２の伝搬ロス情報１２００は、基地局４１１，４１２（＃ｘ，＃ｙ）と移動局４３１〜４３４（＃ａ〜＃ｄ）との各組み合わせにおける伝搬ロスを示している。コントローラ４６０は、伝搬ロス情報１２００を基地局４１１，４１２から取得したとする。
【０１２１】
図１３は、各基地局における送信電力パターンの一例を示す図である。図１３の送信電力パターン情報１３００は、基地局４１１，４１２（＃ｘ，＃ｙ）における送信電力パターン（送信電力の候補）を示している。送信電力パターン情報１３００は、たとえばコントローラ４６０のメモリ３２２（図３−２参照）に記憶されている。コントローラ４６０は、パラメータとして、基地局４１１，４１２（＃ｘ，＃ｙ）の送信電力Ｐｘ，Ｐｙを最適化する場合に、送信電力パターン情報１３００が示す送信電力Ｐｘ，Ｐｙの各組み合わせの中から最適な組み合わせを算出する。
【０１２２】
あるサブフレームに対して、基地局４１１（＃ｘ）では移動局４３１（＃ａ）がスケジューリングされ、基地局４１２（＃ｙ）では移動局４３３（＃ｃ）がスケジューリングされたとする。基地局４１１，４１２（＃ｘ，＃ｙ）におけるスケジューリング情報は、サブフレーム番号とともにコントローラ４６０へ送信される。
【０１２３】
コントローラ４６０は、基地局４１１，４１２（＃ｘ，＃ｙ）から送信されたスケジューリング情報が同じサブフレーム番号を有することを確認して移動局４３１，４３３（＃ａ，＃ｃ）の最適化を行う。基地局４１１，４１２（＃ｘ，＃ｙ）の送信電力Ｐｘ，Ｐｙを２［ｄＢｍ］としたときの移動局４３１，４３３（＃ａ，＃ｃ）におけるＳＩＮＲａ，ＳＩＮＲｃは、上記（１）式より下記（１０）式のようになる。
【０１２４】
【数１０】
0005867111.tif 000011
【０１２５】
ＢＷを４．３２［ＭＨｚ］とすると、上記（１０）式および（２）式により、移動局４３１，４３３（＃ａ，＃ｃ）のスループットＴａ，Ｔｃは下記（１１）式のようになる。
【０１２６】
【数１１】
0005867111.tif 000012
【０１２７】
上記（１１）式および（３）式により、下記（１２）式のように最適化指標Ｚ（２，２）を算出することができる。
【０１２８】
【数１２】
0005867111.tif 000013
【０１２９】
同様に、他の送信電力パターンについても最適化指標Ｚを計算すると、Ｐｘ＝６［ｄＢｍ］、Ｐｙ＝１０［ｄＢｍ］のときに最適化指標Ｚ（６，１０）が下記（１３）式のようになり、最適化指標Ｚが最大となる。
【０１３０】
【数１３】
0005867111.tif 000014
【０１３１】
このため、コントローラ４６０は、基地局４１１，４１２（＃ｘ，＃ｙ）の送信電力Ｐｘ＝６［ｄＢｍ］、Ｐｙ＝１０［ｄＢｍ］を最適解として得ることができる。
【０１３２】
同様に、別のサブフレームにおいて、基地局４１１（＃ｘ）では移動局４３２（＃ｂ）がスケジューリングされ、基地局４１２（＃ｙ）では移動局４３４（＃ｄ）がスケジューリングされたとする。この場合は、下記（１４）式において最適化指標Ｚが最大となる。このため、コントローラ４６０は、基地局４１１，４１２（＃ｘ，＃ｙ）の送信電力Ｐｘ＝８［ｄＢｍ］、Ｐｙ＝１０［ｄＢｍ］を最適解として得ることができる。
【０１３３】
【数１４】
0005867111.tif 000015
【０１３４】
このように、各サブフレームについて、スケジューリングされた移動局の組み合わせによって異なる最適解となるため、各サブフレームにおいてスループットの向上効果を得ることができる。
【０１３５】
（上りリンクへの適用）
制御装置１４０（コントローラ４６０）が下りリンクにおけるパラメータを制御する場合について説明したが、制御装置１４０は上りリンクにおける移動局１３１〜１３８のパラメータを制御してもよい。この場合は、制御装置１４０は、算出した移動局１３１〜１３８のパラメータを、基地局４１１，４１２を介して移動局１３１〜１３８へ送信することで移動局１３１〜１３８のパラメータを制御する。
【０１３６】
移動局１３１〜１３８は、サブフレームのそれぞれにおいて、制御装置１４０によって算出された自局のパラメータによって、基地局４１１，４１２のうちの自局が接続している基地局へ無線信号を送信する。
【０１３７】
上りリンクにおけるパラメータとしては、たとえば、移動局１３１〜１３８から基地局１１０，１２０への無線信号の送信電力や、移動局１３１〜１３８から基地局１１０，１２０への無線信号の送信周波数帯域幅が挙げられる。
【０１３８】
この場合は、たとえば基地局４１１，４１２は、サブフレームのそれぞれについて、自局に接続している移動局から受信すべきデータの有無を予測してもよい。そして、基地局４１１，４１２は、自局に接続している移動局のうちの対象のサブフレームにおいて受信すべきデータが有ると予測した移動局の中から無線信号を送信させる移動局を選択する。
【０１３９】
これにより、スケジューリング情報の送信、最適化計算、パラメータの送信などにかかる時間を考慮した未来のサブフレームについて、受信すべきデータが残っている移動局のみをスケジューリングの対象とすることができる。これにより、移動局に割り当てたサブフレームにおいて、移動局から受信すべきデータが残っておらず、時間リソースが無駄になることを回避することができる。
【０１４０】
以上説明したように、通信システム、通信方法、制御装置および基地局によれば、移動局が多い場合においても安定してスループットを向上させることができる。
【０１４１】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１４２】
（付記１）基地局との間で無線通信を行う複数の移動局と、
前記複数の移動局のうちの自局に接続している移動局の中から無線信号の送信先の移動局を伝送タイミングごとに選択する複数の基地局と、
前記複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の基地局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する制御装置と、
を含み、前記複数の基地局は、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が選択した移動局へ無線信号を送信することを特徴とする通信システム。
【０１４３】
（付記２）前記複数の基地局は、選択した移動局と、前記選択した移動局を前記送信先とする伝送タイミングと、を対応付ける前記伝送タイミングごとの選択情報を生成し、
前記制御装置は、前記複数の基地局によって生成された選択情報において同一の伝送タイミングと対応付けられた各移動局の通信品質が前記所定の条件を満たすパラメータを算出することを特徴とする付記１に記載の通信システム。
【０１４４】
（付記３）前記基地局は、前記伝送タイミングのそれぞれについて、前記自局に接続している移動局との間の通信品質を予測し、予測した通信品質に基づいて、前記送信先の移動局を選択することを特徴とする付記１または２に記載の通信システム。
【０１４５】
（付記４）前記基地局は、前記自局に接続している移動局との間の過去の各時刻における通信品質を取得し、取得した通信品質に基づいて前記伝送タイミングのそれぞれについての前記通信品質を予測することを特徴とする付記３に記載の通信システム。
【０１４６】
（付記５）前記基地局は、前記伝送タイミングのそれぞれについて、前記自局に接続している移動局へ送信すべきデータの有無を予測し、前記自局に接続している移動局のうちの前記伝送タイミングにおいて前記送信すべきデータが有ると予測した移動局の中から前記送信先の移動局を選択することを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の通信システム。
【０１４７】
（付記６）前記基地局は、過去の各時刻における前記送信すべきデータの残量を示す残量情報を取得し、取得した残量情報に基づいて前記伝送タイミングのそれぞれについての前記データの有無を予測することを特徴とする付記５に記載の通信システム。
【０１４８】
（付記７）前記パラメータは、前記基地局からの無線信号の送信電力を含むことを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の通信システム。
【０１４９】
（付記８）前記パラメータは、前記基地局からの無線信号のビームパターンを含むことを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の通信システム。
【０１５０】
（付記９）前記パラメータは、前記基地局からの無線信号の送信周波数帯域幅を含むことを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載の通信システム。
【０１５１】
（付記１０）前記複数の基地局は、基地局間協調送信を行い、
前記パラメータは、前記基地局間協調送信に関するパラメータを含むことを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の通信システム。
【０１５２】
（付記１１）前記伝送タイミングは、サブフレームであることを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載の通信システム。
【０１５３】
（付記１２）前記制御装置は、前記複数の基地局のうちのいずれかに設けられていることを特徴とする付記１〜１１のいずれか一つに記載の通信システム。
【０１５４】
（付記１３）基地局との間で無線通信を行う複数の移動局と、
前記複数の移動局のうちの自局に接続している移動局の中から自局へ無線信号を送信させる移動局を伝送タイミングごとに選択する複数の基地局と、
前記複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の移動局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する制御装置と、
を含み、前記複数の移動局は、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が接続している基地局へ無線信号を送信することを特徴とする通信システム。
【０１５５】
（付記１４）前記パラメータは、前記移動局からの無線信号の送信電力を含むことを特徴とする付記１３に記載の通信システム。
【０１５６】
（付記１５）前記パラメータは、前記移動局からの無線信号の送信周波数帯域幅を含むことを特徴とする付記１３または１４に記載の通信システム。
【０１５７】
（付記１６）前記基地局は、前記伝送タイミングのそれぞれについて、前記自局に接続している移動局から受信すべきデータの有無を予測し、前記自局に接続している移動局のうちの前記伝送タイミングにおいて前記受信すべきデータが有ると予測した移動局の中から前記無線信号を送信させる移動局を選択することを特徴とする付記１３〜１５のいずれか一つに記載の通信システム。
【０１５８】
（付記１７）複数の基地局が、自局に接続している移動局の中から無線信号の送信先の移動局を伝送タイミングごとに選択し、
制御装置が、前記複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の基地局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出し、
前記複数の基地局が、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が選択した移動局へ無線信号を送信することを特徴とする通信方法。
【０１５９】
（付記１８）複数の基地局が、自局に接続している移動局の中から自局へ無線信号を送信させる移動局を伝送タイミングごとに選択し、
制御装置が、前記複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の移動局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出し、
前記複数の移動局が、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記制御装置によって算出された自局のパラメータによって、自局が接続している基地局へ無線信号を送信することを特徴とする通信方法。
【０１６０】
（付記１９）複数の基地局が、複数の移動局のうちの自局に接続している移動局の中から無線信号の送信先の移動局を伝送タイミングごとに選択した結果を示す選択情報を前記複数の基地局から取得する取得部と、
前記取得部によって取得された選択情報に基づいて、前記複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の基地局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する算出部と、
前記複数の基地局に対して、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記算出部によって算出されたパラメータによって移動局へ無線信号を送信させる制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【０１６１】
（付記２０）複数の基地局が、複数の移動局のうちの自局に接続している移動局の中から自局へ無線信号を送信させる移動局を伝送タイミングごとに選択した結果を示す選択情報を前記複数の基地局から取得する取得部と、
前記取得部によって取得された選択情報に基づいて前記複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における前記複数の移動局のパラメータを、前記伝送タイミングごとに算出する算出部と、
前記複数の移動局に対して、前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記算出部によって算出されたパラメータによって無線信号を送信させる制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【０１６２】
（付記２１）複数の移動局のうちの自局に接続している移動局の中から無線信号の送信先の移動局を伝送タイミングごとに選択する選択部と、
前記選択部によって選択された移動局を示す選択情報を制御装置へ送信する送信部と、
前記送信部によって送信された選択情報に基づいて前記制御装置が前記伝送タイミングごとに算出した、自局を含む複数の基地局によって同一の伝送タイミングについて選択された各移動局の通信品質が所定の条件を満たす、前記無線信号の送信における自局のパラメータを前記制御装置から受信する受信部と、
前記伝送タイミングのそれぞれにおいて、前記受信部によって受信されたパラメータによって、前記選択部によって選択された移動局へ無線信号を送信する通信部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【符号の説明】
【０１６３】
１００，４００  通信システム
１１０，１２０，４１１〜４１３，５００  基地局
１１０ａ，１２０ａ，４２１〜４２３  セル
１３１〜１３８，４３１〜４３７  移動局
２０１  セル境界
３１０，３２０  通信装置
３１９，３２９  バス
８００  ＣＱＩ
９００  データ残量
１２００  伝搬ロス情報
１３００  送信電力パターン情報
【図１】
0005867111.tif 000016
【図２−１】
0005867111.tif 000017
【図２−２】
0005867111.tif 000018
【図２−３】
0005867111.tif 000019
【図３−１】
0005867111.tif 000020
【図３−２】
0005867111.tif 000021
【図４】
0005867111.tif 000022
【図５】
0005867111.tif 000023
【図６】
0005867111.tif 000024
【図７】
0005867111.tif 000025
【図８】
0005867111.tif 000026
【図９】
0005867111.tif 000027
【図１０】
0005867111.tif 000028
【図１１】
0005867111.tif 000029
【図１２】
0005867111.tif 000030
【図１３】
0005867111.tif 000031