(57)【要約】 本願発明の課題は、MU-MIMOの適用により基地局のシステム容量又は移動局のスループットを向上させるシステム帯域を設定する技術を提供することにある。本願発明は、システム帯域を複数使用する無線通信システムにおいて、基地局が複数の移動局と無線通信するために使用可能なシステム帯域を設定する発明であって、同一基地局に属している移動局に対して、各移動局が通信に用いるシステム帯域を設定し、前記設定されたシステム帯域の通信品質情報を取得し、前記取得した通信品質情報に基づいて、端末間の干渉が低くなるように、前記各移動局に設定したシステム帯域を再設定することを特徴とする。
2013146320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システム帯域を複数使用する無線通信システムにおいて、基地局が複数の移動局と無線通信するために使用可能なシステム帯域の設定方法であって、
同一基地局に属している移動局に対して、各移動局が通信に用いるシステム帯域を設定する設定ステップと、
前記設定されたシステム帯域の通信品質情報を取得する取得ステップと、
前記取得した通信品質情報に基づいて、端末間の干渉が低くなるように、前記各移動局に設定したシステム帯域を再設定する再設定ステップと
を有することを特徴とする設定方法。
【請求項２】
前記再設定ステップは、前記取得した通信品質情報に基づいて生成される送信ビームの直交性が互いに高い移動局が同一のシステム帯域になるように再設定することを特徴とする請求項1に記載の設定方法。
【請求項３】
前記再設定ステップは、前記移動局が生成する送信ビームの直交性が高くなるようにPMI（Precoding Matrix Indicator）、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値をグループ化し、前記移動局が報告するPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値に応じて前記各移動局をグループ分けし、同一グループの移動局に対して同一のシステム帯域を再設定することを特徴とする請求項２に記載の設定方法。
【請求項４】
前記基地局が使用できる各システム帯域の負荷を推定し、前記負荷に基づいて前記移動局に設定できるシステム帯域を限定するステップを有することを特徴とする請求項３に記載の設定方法。
【請求項５】
前記再設定ステップは、前記グループ分けの後の各グループの負荷が均一になるように、前記移動局にシステム帯域を再設定することを特徴とする請求項３に記載の設定方法。
【請求項６】
前記負荷を移動局数とすることを特徴とする請求項４又は〜請求項５に記載の設定方法。
【請求項７】
前記負荷をバッファサイズとすることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の設定方法。
【請求項８】
システム帯域を複数使用する無線通信システムにおいて、基地局が複数の移動局と無線通信するために使用可能なシステム帯域を設定する無線通信システムであって、
同一基地局に属している移動局に対して、各移動局が通信に用いるシステム帯域を設定する設定手段と、
前記設定されたシステム帯域の通信品質情報を取得する取得手段と、
前記取得した通信品質情報に基づいて、端末間の干渉が低くなるように、前記各移動局に設定したシステム帯域を再設定する再設定手段と
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
システム帯域を複数使用する無線通信システムにおいて、基地局が複数の移動局と無線通信するために使用可能なシステム帯域を設定する基地局であって、
同一基地局に属している移動局に対して、各移動局が通信に用いるシステム帯域を設定する設定手段と、
前記設定されたシステム帯域の通信品質情報を取得する取得手段と、
前記取得した通信品質情報に基づいて、端末間の干渉が低くなるように、前記各移動局に設定したシステム帯域を再設定する再設定手段と
を有することを特徴とする基地局。
【請求項１０】
システム帯域を複数使用する無線通信システムにおいて、基地局が複数の移動局と無線通信するために使用可能なシステム帯域を設定する基地局のプログラムであって、前記プログラムは前記基地局を、
同一基地局に属している移動局に対して、各移動局が通信に用いるシステム帯域を設定する設定手段と、
前記設定されたシステム帯域の通信品質情報を取得する取得手段と、
前記取得した通信品質情報に基づいて、端末間の干渉が低くなるように、前記各移動局に設定したシステム帯域を再設定する再設定手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、システム帯域の設定方法、無線通信システム、基地局及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
３ｒｄ Generation Partnership Project（３GPP）におけるLong Term Evolution(LTE）では、大容量化を背景に、高速なデータレートを実現するため、Release 8からSingle User - Multiple Input Multiple Output (SU-MIMO)技術とMulti User -MIMO
(MU-MIMO)技術を適用できる。MIMOとは、送受信アンテナを複数用意することで同一時刻に同一周波数を用いて送信できる信号の数を増やし、周波数利用効率を高める技術である。SU-MIMOは、単一の移動局に異なる信号を送信するのに対して、MU-MIMIOでは複数の移動局に異なる信号を送信できる。MU-MIMOはマルチユーザダイバーシチ効果が高いため、移動局間のビームの直交性を確保できれば、SU-MIMOと比べ大容量化を期待できる。更に、3GPPでは Release10からCarrier Aggregation(CA)による広帯域化の技術が仕様化された。CAとは、CC（コンポーネントキャリア：Component Carrier)と呼ばれるLTEのシステム帯域を複数同時に用いて通信を行うことで、広帯域伝送を実現する技術である。CAが導入された場合、Release10に対応していない移動局には、単一のCCを送信可能な帯域として設定することになるが、CCの設定方法は仕様化されていない（非特許文献１）。システム帯域とは、LTEシステムにおいて使用される搬送波である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】NTT DOCOMOテクニカル・ジャーナル Vol.18, No2, p13
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Release10に対応していない移動局へのCC（LTEのシステム帯域）の設定方法として、各CCの負荷を均一化するため、基地局が移動局にCCをランダムに設定する方法が一般的に考えられる。【０００５】
この時、移動局間の送信ビームの直交性が高い移動局に同一のCCを送信可能な帯域として設定した場合、移動局間の干渉が小さいため、MU-MIMOで送信することで高い送信レートを実現できる。しかし、移動局間の送信ビームの直交性が低い移動局に同一のCCを設定した場合、移動局間の干渉が大きいために、MU-MIMOで送信しても高い送信レートを実現することができない。【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、上記問題点を解消する技術を提供することであり、MU-MIMOの適用により基地局のシステム容量又は移動局のスループットを向上させるシステム帯域設定技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明は、システム帯域を複数使用する無線通信システムにおいて、基地局が複数の移動局と無線通信するために使用可能なシステム帯域の設定方法であって、同一基地局に属している移動局に対して、各移動局が通信に用いるシステム帯域を設定する設定ステップと、前記設定されたシステム帯域の通信品質情報を取得する取得ステップと、前記取得した通信品質情報に基づいて、端末間の干渉が低くなるように、前記各移動局に設定したシステム帯域を再設定する再設定ステップとを有することを特徴とする。【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、システム帯域を複数使用する無線通信システムにおいて、基地局が複数の移動局と無線通信するために使用可能なシステム帯域を設定する無線通信システムであって、同一基地局に属している移動局に対して、各移動局が通信に用いるシステム帯域を設定する設定手段と、前記設定されたシステム帯域の通信品質情報を取得する取得手段と、前記取得した通信品質情報に基づいて、端末間の干渉が低くなるように、前記各移動局に設定したシステム帯域を再設定する再設定手段とを有することを特徴とする。【０００９】
上記課題を解決するための本発明は、システム帯域を複数使用する無線通信システムにおいて、基地局が複数の移動局と無線通信するために使用可能なシステム帯域を設定する基地局であって、同一基地局に属している移動局に対して、各移動局が通信に用いるシステム帯域を設定する設定手段と、前記設定されたシステム帯域の通信品質情報を取得する取得手段と、前記取得した通信品質情報に基づいて、端末間の干渉が低くなるように、前記各移動局に設定したシステム帯域を再設定する再設定手段とを有することを特徴とする。【００１０】
上記課題を解決するための本発明は、システム帯域を複数使用する無線通信システムにおいて、基地局が複数の移動局と無線通信するために使用可能なシステム帯域を設定する基地局のプログラムであって、前記プログラムは前記基地局を、同一基地局に属している移動局に対して、各移動局が通信に用いるシステム帯域を設定する設定手段と、前記設定されたシステム帯域の通信品質情報を取得する取得手段と、前記取得した通信品質情報に基づいて、端末間の干渉が低くなるように、前記各移動局に設定したシステム帯域を再設定する再設定手段として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、基地局のシステム容量又は移動局のスループットを向上させることができる。【００１２】
その理由は、送信ビームの直交性が高い移動局が同一のシステム帯域を用いて送信できるようにシステム帯域を設定するからである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の無線通信システムのブロック図の一例である。
【図２】第１の実施の形態におけるＣＣ設定のフロー図である。
【図３】第１の実施の形態におけるＣＣ再設定のフロー図である。
【図４】第１の実施の形態におけるＣＣ設定の一例を説明するための図である。
【図５】第１の実施の形態における移動局毎のPMIの一例を説明するための図である。
【図６】第１の実施の形態におけるＣＣ再設定の結果例を説明するための図である。
【図７】第２の実施の形態におけるＣＣ再設定のフロー図である。
【図８】第２の実施の形態におけるＰＭＩを報告した移動局のグループ分けを説明するための図である。
【図９】第２の実施の形態におけるＣＣ再設定の結果例を説明するための図である。
【図１０】第３の実施の形態におけるＣＣ再設定のフロー図である。
【図１１】第３の実施の形態におけるＰＭＩを報告した移動局のグループ分けを説明するための図である。
【図１２】第３の実施の形態におけるＣＣ再設定の結果例を説明するための図である。
【図１３】第４の実施の形態におけるＣＣ再設定のフロー図である。
【図１４】第４の実施の形態におけるＰＭＩの実測値と推定値を説明するための図である。
【図１５】第４の実施の形態におけるＰＭＩＩｎｄｅｘのグループ化を説明するための図である。
【図１６】第４の実施の形態における、行列直行グループとＣＣに対する移動局の対応表である。
【図１７】第４の実施の形態における、行列直行グループとＣＣに対する移動局の対応表の一例である。
【図１８】第４の実施の形態における、行列直行グループとＣＣに対する移動局の対応表の一例である。
【図１９】第４の実施の形態における、行列直行グループとＣＣに対する移動局の対応表の一例である。
【図２０】第４の実施の形態における、行列直行グループとＣＣに対する移動局の対応表の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、システム帯域を複数使用する無線通信システムにおいて、基地局が複数の移動局と無線通信するために使用可能なシステム帯域を移動局に設定するにあたって、まず、同一基地局に属している移動局に対して、各移動局が通信に用いるシステム帯域を設定する。そして、この設定されたシステム帯域の通信制御情報を取得し、この通信制御情報に基づいて、端末間の干渉が低くなるように、各移動局に設定したシステム帯域を再設定することを特徴とする。
【００１５】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態１では、LTE Release１０の無線通信システムにおける例を説明するが、本無線通信システムのみに限定されるわけではなく、他の無線通信システムにおいて実施しても良い。また、本実施形態１では、複数のCC（LTEのシステム帯域）間の周波数間隔が近接し、CC間でPMIの値が大きく変化しないシステム帯域を前提とする。
【００１６】
［構成の説明］
図１は、本発明の実施形態１における、基地局１０と移動局２０の構成を示している。基地局１０は図示せぬネットワークと接続されている。
【００１７】
基地局１０は、受信部１１と、CSI情報抽出部１２と、CC設定部１３と、バッファリング部１４と、スケジューリング部１５と、送信部１６とから構成されている。
【００１８】
受信部１１は、移動局からの信号を受信し復調処理を行い、復調信号から上り制御信号を抽出する。
【００１９】
CSI抽出部１２は、上り制御信号から移動局が送信したCSI (Channel  State  Information)情報を抽出し、CSIに含まれるPMI（Precoding Matrix Indicator）情報を保持する。CSIとは、移動局が測定した基地局と移動局間における下りリンクのチャネル品質情報である。PMIとは、CSIのひとつであり、LTEにおいて仕様化されている複数のプリコーディング行列から成るコードブックの中で移動局における受信品質が高くなるプリコーディング行列の番号である。
【００２０】
CC設定部１３は、CSI情報抽出部１２が保持するPMIを読み込んで、移動局にCCの設定を行い、移動局に設定したCC番号をCC設定情報としてスケジューリング部に通知する。
【００２１】
バッファリング部１４は、ネットワークから移動局に対し送信するデータを受信し、下りデータとして保持する。
【００２２】
スケジューリング部１５は、移動局毎のCC設定情報に対応するCCにおいて、CSI情報に基づいてスケジューリングを行ってリソース割り当てを行う。また、スケジューリング部１５は、移動局データをバッファリング１４から読み込み、リソース割り当て結果に従って下りデータを多重し下りデータ多重信号を生成し、下りデータ多重信号と下りリファレンス信号をベースバンド信号として生成する。リソースとは、無線周波数の割り当て単位であるPRB（Physical Resouce Block）を指す。PRBとは、帯域幅が１５kＨｚのサブキャリアが１２連続した１８０kＨｚの周波数帯域である。
【００２３】
送信部１６は、ベースバンド信号を搬送波周波数に変調して搬送波周波数信号を生成し、搬送波周波数信号を移動局に送信する。
【００２４】
移動局２０は、受信部２１と、PMI測定部２２と、送信部２３とから構成されている。
受信部２１は、基地局が送信した信号を受信し復調処理を行って、復調信号を生成する。
【００２５】
PMI測定部２２は、復調信号からリファレンス信号を抽出し、リファレンス信号から受信品質が最大となるPMIを計算し、計算結果をPMI測定値として保持する。
【００２６】
送信部２３は、PMI測定値を上り制御信号として生成し、上り制御信号を基地局に送信する。
【００２７】
［動作の説明］ 
図２および図３は、CC設定の動作を示すフローチャートである。図２は、新たに接続した移動局に対して、CCを設定するためのフローチャートである。図３は、接続中の移動局に対して、ユーザ間干渉を考慮してCCを再設定するためのフローチャートである。図２および図３を参照してCC設定の動作について説明する。
【００２８】
図２を用いて、CC設定部１３が、新たに接続した移動局にCCを設定するフローチャートを説明する。
【００２９】
処理１では、CC設定部１３が、負荷が最小のCCを選択する。本実施形態では、負荷を、CCの設定が決まった移動局数とする。
【００３０】
次に、処理２では、CC設定部１３が、処理１で選択したCCが複数あるか確認する。処理１で選択したCCが複数あれば処理３に進み、処理１で選択したCCが一つであれば処理４に進む。
【００３１】
次に、処理３では、CC設定部１３が、移動局に処理１で選択したCCの中で周波数が最も低いCCを設定する。
【００３２】
次に、処理４では、CC設定部１３が、移動局に処理１で選択したCCを設定する。
【００３３】
図３を用いて、MU-MIMOを適用した際のユーザ間干渉が低い移動局を同一のCCに設定するフローチャートを説明する。図３のフローチャートは、一定時間毎に実施される。
【００３４】
処理１では、CC設定部１３が、互いに直交するプリコーディング行列をグループ化して行列直交グループを生成する。LTEでは、４送信アンテナの場合、合計１６種類のPMIが仕様化されており（非特許文献２）、PMIが０〜３のグループ、４〜７のグループ、８〜１１のグループおよび１２〜１５のグループにおいて、グループ内のプリコーディング行列はそれぞれが直交する行列になっている。本実施形態１では、次のような４つの行列直交グループを生成する。
行列直交グループ１：PMI０ ,PMI１,PMI２,PMI３
行列直交グループ２：PMI４ ,PMI５,PMI６,PMI７
行列直交グループ３：PMI８ ,PMI９,PMI１０,PMI１１
行列直交グループ４：PMI１２ ,PMI1３,PMI１４,PMI１５
【００３５】
次に、処理２では、CC設定部１３は、移動局からの信号を受信し復調処理を行って上り制御信号を抽出し、上り制御信号からCSI情報を抽出する。基地局１０は移動局毎のCSI情報から処理２で設定したCCのPMIを取得する。
【００３６】
次に、処理３では、CC設定部１３は、図２の処理２で移動局に設定したCC以外のPMIを推定する。本実施形態１では、処理２で取得したPMIを推定値として用いる。
【００３７】
次に、処理４では、CC設定部１３はCC毎に、各行列直行グループに属する移動局数を測定し、移動局数が最も多い行列直行グループを、そのCCを代表する行列直交グループとして選択する。
【００３８】
次に、処理５では、CC設定部１３は、処理４で選択された行列直交グループのPMIを報告した移動局に、今までと同じCCを再設定する。
【００３９】
次に、処理６では、CC設定部１３は、全ての移動局のCC設定が完了したか確認し、完了していれば処理８に進み、完了していなければ、若番の移動局を選択して処置７に進む。
【００４０】
次に、処理７では、CC設定部１３は、CC再設定が完了していない移動局で、代表となる行列直交グループに属していない移動局において、他のCCで自分のPMIが代表となる行列直交グループに属しているか検索し、自分のPMIが代表となる行列直交グループに属しているCCが存在すればそのCCを再設定し、存在しなければ今の割り当てCCを再設定する。次に、処理６に戻り、上記の処理を繰り返す。
【００４１】
次に、処理８では、CC設定部１３は、上記の処理７でCCを変更する移動局に対して、CC間のハンドオーバを実施し、変更後のCCにおいてデータ送信ができる状態にする。
【００４２】
次に、CC数を２個とし、移動局数を６台とした例における本実施形態の例を説明する。
【００４３】
はじめに、図２のフローチャートに基づき、移動局にCCの設定を行い、図４のように移動局にCCが設定されるとする。
【００４４】
次に、図３のフローチャートに基づき、移動局にCCの再設定を行う。処理２では、図５のような移動局毎のPMIが取得されたとする。その結果、処理４では、CC1において行列直交グループ1が、CC２において行列直交グループ３が、CCを代表する行列直交グループとして選択される。そして、処理５では、移動局２と移動局４とにCC1を再設定し、移動局１と移動局３と移動局５にCC２を再設定する。次に、処理６では、全ての移動局のCC再設定が完了したか確認し、完了していないため処理７に進む。次に、処理７では、基地局１０は、CC1において代表となる行列直交グループに属していない移動局０のPMIが、CC２で代表となる行列直交グループに属しているため、移動局０にCC２を再設定する。
【００４５】
次に、処理６に戻り、基地局１０は、全ての移動局のCC再設定が完了しているため、処置８に進む。
【００４６】
この結果、図６のようにCCの再設定が行われることになる。
【００４７】
本実施形態１により、同一のCCにおけるユーザ間干渉が低い移動局数が増加するため、MU-MIMOでの送信機会が増加し、基地局容量や移動局のスループットが改善する。
【００４８】
本実施形態では、処理５において、移動局のCCを再設定していたが、本発明はこれに限るものではなく、今までと同じCCの場合は再設定せず、CCの設定を継続してもよい。これにより、基地局と移動局間のシグナリング処理を低減できる。
【非特許文献２】３GPP  TS３６．２１１、V１０．３．６．０、６．３．４．２．３、ｐ６０
【００４９】
<実施形態２>
本発明の実施形態２について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態２では、CC間の負荷が均一になるように、グループ化した移動局単位でCC設定を行う。
【００５０】
本実施形態２における基地局と移動局の構成は、実施形態１の基地局および移動局と同一であるため説明を省略する。本実施形態２では、無線通信システム帯域内のCC数を３個とし、基地局と通信中の移動局数を９０台とした例を用いて以下説明する。また、実施形態１と同様、複数のCC間の周波数間隔が近接し、CC間でPMIの値が大きく変化しないシステム帯域を前提とする。
【００５１】
［動作の説明］ 
本実施形態２では、はじめに、実施形態１の図２で説明した方法で新たに接続した移動局に対してCCの設定を行う。次に、図７のフローチャートを用いて、MU-MIMOを適用した際のユーザ間干渉が低い移動局に同一のCCを再設定する。図７における処理1から３は、実施形態１と同一であり、処理４以降が実施形態１と異なる。図７を参照してCC再設定の動作について実施形態１と異なる処理４以降のみを説明する。
【００５２】
処理４では、CC設定部１３は、移動局から報告されたPMIを基に移動局を行列直交グループに振り分ける。
【００５３】
処理５では、CC設定部１３は、CCを再設定していない行列直交グループの中で、移動局数が最大の行列直交グループを選択する。
【００５４】
処理６では、CC設定部１３は、処理５で設定にした行列直交グループに、負荷が最小のCCを再設定する。最小の負荷となるCCが複数ある場合は、CC番号の若番を選択する。本実施形態では、負荷をCCの再設定が決まった移動局数とする。
【００５５】
処理７では、CC設定部１３は、全ての行列直交グループへのCC再設定の完了を確認し、完了していなければ処理５に戻り、完了していれば処理８に進む。
【００５６】
上記処理５と処理６の動作例を図８を用いて説明する。図８は、行列直交グループ１、２、３、４に対応するPMIを報告した移動局数が、それぞれ、４０台、２５台、２０台、５台となった例を示している。
【００５７】
まず、１回目の処理５において、移動局数が４０台と最も多い行列直交グループ１を選択する。次に、処理６では、移動局数が０と最小でかつ、最も若番なCC1を選択し、選択したCC1を行列直交グループ１のCCに再設定する。次に、処理７では、全ての行列直交グループのCC設定が完了したか確認し、行列直交グループ２〜４が残っているため処理５に戻る。
【００５８】
次に、２回目の処理５において、移動局数が２５台と２番目に多い行列直交グループ２を選択する。次に、処理６では、移動局数が０と最小でかつ、最も若番なCC２を選択し、選択したCC２を行列直交グループ２のCCに再設定する。次に、処理７では、全ての行列直交グループのCC再設定が完了したか確認し、行列直交グループ３〜４が残っているため処理５に戻る。
【００５９】
次に、３回目の処理５において、移動局数が２０台と３番目に多い行列直交グループ３を選択する。次に、処理６では、移動局数が０台と最小であるCC3を選択し、選択したCC３を行列直交グループ３のCCに再設定する。次に、処理７では、全ての行列直交グループのCC再設定が完了したか確認し、行列直交グループ４が残っているため処理５に戻る。
【００６０】
次に、４回目の処理５において、移動局数が５台と最も少ない行列直交グループ４を選択する。次に、処理６では、移動局数が２０と最小であるCC3を選択し、選択したCC３を行列直交グループ４のCCに再設定する。次に、処理７では、全ての行列直交グループのCC再設定が完了したか確認し、CC再設定が完了したため、処理８に進む。
【００６１】
上記の処理により、図９のような、CC１には４０台の移動局数が、CC2には２５台の移動局数が、CC３には２０＋５＝２５台の移動局数が割り当てられるという結果が得られる。
【００６２】
処理８では、CC設定部１３は、上記の処理６でCCを変更する移動局（５台）のCCを変更するため、CC間のハンドオーバを実施する。
【００６３】
本実施形態２によりCC毎に独立した行列直交グループを設定し、行列直交グループ単位でCCを再設定できるため、少ない処理でCCの再設定を行うことができる。
【００６４】
<実施形態３>
本発明の実施形態３について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態３では、負荷の許容量として、行列直交グループあたりの移動局の許容数を決めて、行列直交グループに対応する移動局数が許容数以下になるように、行列直交グループを決定する。
【００６５】
本実施形態３における基地局と移動局の構成は、実施形態２の基地局および移動局と同一であるため説明を省略する。本実施形態３では、実施形態２と同様にシステム帯域内のCCを３とし、基地局と接続中の移動局数を９０台とした例を用いて以下説明する。また、本実施形態３では、実施形態１と同様、複数のCC間の周波数間隔が近接し、CC間でPMIの値が大きく変化しないシステム帯域を前提とする。
【００６６】
［動作の説明］
本実施形態３では、はじめに、実施形態１の図２で説明した方法で新たに接続した移動局に対してCCの設定を行う。次に、図１０のフローチャートを用いて、MU-MIMOを適用した際のユーザ間干渉が低い移動局に同一のCCを再設定する。図１０を参照してCC設定の動作について説明する。本実施形態３では、実施形態２における処理４の後に処理４Aが追加されている。本実施形態３では、処理４Aのみが、実施形態２と異なるため、処理４Aのみを説明する。
【００６７】
本実施形態３では、行列直交グループの移動局数が許容数を超えないようにグループ化を行う。なお、許容数は、基地局に収容している移動局数をCC数で割り余りを切り上げた値である。本実施形態３では、許容数を３０台として以下説明する。尚、許容数は下記の式にて決定する。
2013146320.tif 000003
許容数は、CC間の移動局数のバラツキが所定内に収まるように設定する。本実施形態の決め方以外には、（基地局に接続中の全移動局数/CC数＋マージン）から設定することなどが考えられる。
【００６８】
処理４Aでは、基地局１０は実施形態２で用いた図８において行列直交グループ内の移動局数が許容数（３０台）を超えるグループを選択し、グループの分割を行う。行列直交グループ１の移動局数が許容数（３０台）を超えているため、1つの行列直交グループ内の移動局数が許容数（３０台）以下となるように、行列直交グループ１をPMI０とPMI１から成る行列直交グループ１AとPMI２とPMI３から成る行列直交グループ１Bの２つに分割する。図１１は、処理４Aで得られる行列直交グループに選択された移動局数の関係を示している。
【００６９】
次に、基地局１０は実施形態２と同様に処理６および処理７を行ってCCの設定を行う。これにより、図１２のような、CC１には３０台の移動局数が、CC2には２５＋５＝３０台の移動局数が、CC３には２０＋１０＝３０台の移動局数が割り当てられるというCC設定結果となる。
【００７０】
本実施形態３により、行列直交グループあたりの許容数を設定するため、CC間の移動局数を均一化できる、即ちシステム帯域間の負荷が均一化できるので、移動局間のスループットの公平性が改善する。
【００７１】
本実施形態３では、行列直交グループ１をPMI０とPMI１の行列直交グループと、PMI２とPMI３の行列直交グループに分割したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、PMI０とPMI２の行列直交グループと、PMI１とPMI３の行列直交グループに分割してもよい。或いは、移動局数ができるだけ均衡するようにグループを分割してもよい。
【００７２】
<実施形態４>
本発明の実施形態４について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態４では、複数のCC間の周波数間隔が離れ、CC間でPMIの値が変化するシステム帯域において、移動局にCCの設定を行う。
実施形態４の基地局と移動局の構成は、実施形態１と同一であるため説明を省略する。また、本実施形態４では、実施形態２と同様にシステム帯域内のCCを３とし、2つのCCを２GHｚ帯とし、１つのCCを３GHz帯とした例を用いる。また、基地局と接続中の移動局数を３０台とした例を用いて以下説明する。
【００７３】
［動作の説明］ 
本実施形態４では、はじめに、実施形態１の図２で説明した方法で新たに接続した移動局に対してCCの設定を行う。次に、図１３のフローチャートを用いて、MU-MIMOを適用した際のユーザ間干渉が低い移動局に同一のCCを設定する。
【００７４】
処理１では、CC設定部１３は、基地局１０に接続している移動局の番号のリストを移動局リストとして作成する。
【００７５】
処理２では、CC設定部１３は、移動局からの信号を受信し復調処理を行って上り制御信号を抽出し、上り制御信号からCSI情報を抽出する。次に、基地局１０はCSI情報からPMIを取得する。
【００７６】
処理３では、CC設定部１３は、移動局に設定されたCCにおいて移動局が報告したPMIを用いて、他のCCにおけるPMIを推定する。
【００７７】
ここで、PMIの推定方法を説明する。
【００７８】
基地局は予め特定のシステム帯域（周波数帯域）におけるPMIの実測値から他の周波数帯域で予測される図１４のようなPMIの関係を保持し、２GHz帯で実測したPMIに対応する３GHｚ帯におけるPMIの予測値をデータベースとして作成する。次に図１４のデータベースの取得方法を説明する。初めに、２ＧＨz帯においてPMI毎に送信利得が最大になる方位を計算する。次に、計算したそれぞれの方位において３GHｚ帯の送信ビームの利得が最大になるPMIを計算し、２GHz帯のPMIに対応する３GHz帯のPMIを取得する。一般的に、送信利得は、送信アンテナ間隔と使用するプリコーディング行列によって計算できる。
【００７９】
処理４において、CC設定部１３は図１５に示されている行列直行グループを参照して、移動局のPMIが属する行列直交グループに対応する移動局数をCC毎に算出し、図１６のような行列直交グループとCCに対する移動局数の対応表を取得する。
【００８０】
次に、CC設定部１３は、全ての移動局のCC再設定が完了するまで処理５、処理６、処理７、処理８を繰り返す。
【００８１】
処理５では、CC設定部１３は、移動局数が許容数以下で最大の行列直交グループとCCの組み合わせを選択する。許容数の決め方は第３の実施形態と同様とする。
【００８２】
処理６では、CC設定部１３は、処理５で選択した行列直交グループとなった移動局に処理５で選択したCCを再設定し、CCの許容数を更新する。
【００８３】
処理７では、CC設定部１３は、処理６でCC再設定が終了した移動局と許容数が０となったCCを行列直交グループとCCに対する移動局数の対応表から削除し、CC再設定が終了した移動局の番号を移動局リストから削除する。
【００８４】
処理８では、CC設定部１３は、移動局リスト内の移動局を確認し、移動局リストに移動局が残っていれば処理５に戻り、移動局が残っていなければ処理を終了する。
【００８５】
次に、処理５〜処理８の具体例を、図１７〜２０を用いて説明する。処理４では、行列直交グループとCCに対する移動局数の対応表として、図１７の表を取得するとする。
【００８６】
まず、１回目の処理５において、CC設定部１３は、図１７の表において、移動局数が許容数以下で最大の行列直交グループとCCの組み合わせ（CC1、行列直交グループ４）を選択する。次に、処理６では、CC設定部１３は、CC1において行列直交グループ４となった移動局にCC1を再設定し、CC1の許容数を０（＝１０−１０）に更新する。次に、処理７では、CC設定部１３は、処理６でCC再設定が終了した移動局と許容数が０となったCC1を図１７の表から削除し図１８の表を取得する。さらに、CC設定部１３は、CC再設定が終了した１０台の移動局を移動局リストから削除する。この結果移動局リストの移動局数は２０台になる。処理８では、CC設定部１３は、移動局リスト内の移動局を確認し、移動局が残っているため処理5に戻る。
【００８７】
同様に、２回目の処理５において、CC設定部１３は、図１８の表において、移動局数が許容数以下で最大の行列直交グループとCCの組み合わせ（CC２、行列直交グループ２）を選択する。次に、処理６では、CC設定部１３は、CC２において行列直交グループ２となった移動局にCC２を再設定し、CC２の許容数を０（＝１０−１０）に更新する。次に、処理７では、CC設定部１３は、処理６でCC再設定が終了した移動局と許容数が０となったCC２を図１８の表から削除し図１９の表を取得する。さらに、CC設定部１３は、CC再設定が終了した１０台の移動局を移動局リストから削除する。この結果移動局リストの移動局数は１０台になる。処理８では、CC設定部１３は、移動局リスト内の移動局を確認し、移動局が残っているため処理5に戻る。
【００８８】
同様に、３回目の処理５において、CC設定部１３は、図１９の表において、移動局数が許容数以下で最大の行列直交グループとCCの組み合わせ（CC３、行列直交グループ３）を選択する。次に、処理６では、CC設定部１３は、CC３において行列直交グループ３となった移動局にCC３を再設定し、CC３の許容数を４（＝１０−６）に更新する。次に、処理７では、CC設定部１３は、処理６でCC再設定が終了した移動局を図１９の表から削除し図２０の表を取得する。さらに、CC設定部１３は、CC再設定が終了した６台の移動局を移動局リストから削除する。この結果移動局リストの移動局数は４台になる。処理８では、CC設定部１３は、移動局リスト内の移動局を確認し、移動局が残っているため処理5に戻る。
【００８９】
同様に、４回目の処理５において、CC設定部１３は、図２０の表において、移動局数が許容数以下で最大の行列直交グループとCCの組み合わせ（CC３、行列直交グループ１）を選択する。次に、処理６では、CC設定部１３は、CC３において行列直交グループ１となった移動局にCC３を再設定し、CC２の許容数を０（＝４−４）に更新する。次に、処理７では、CC設定部１３は、処理６でCC再設定が終了した移動局と許容数が０となったCC３を図２０の表から削除する。さらに、基地局１０は、CC再設定が終了した４台の移動局を移動局リストから削除する。この結果移動局リストの移動局数０台になる。処理８では、CC設定部１３は、移動局リスト内の移動局を確認し、移動局が残っていないため処理９に進む。
【００９０】
処理９では、CC設定部１３は、上記の処理６でCCを変更する移動局のCCを変更するため、CC間のハンドオーバを実施する。
【００９１】
本実施形態４では、CC間の周波数帯域が離れ、同一の移動局のPMIがCC毎に異なる場合でも、単一のCCにおけるPMIを用いて他のCCのPMIを推定しているため、CC間の周波数帯域が離れているシステムにおいても本提案技術を実施できる。
【００９２】
本実施形態４における処理５では、CC設定部１３は、移動局数が許容数以下で最大の行列直交グループを選択していたが、移動局数が許容数を超える行列直交グループが存在すれば、実施形態２と同様に行列直交グループ内の移動局数が許容数以下になるように分割した後、移動局数が許容数以下で最大の行列直交グループを選択する必要がある。
【００９３】
<その他の実施形態>
実施形態１〜４ではPMIを用いて、行列直交グループを決定していたが、本発明はこれに限るものではなく、上りリンクのチャネル相関値や、下りリンクのチャネル相関値を用いて、行列直交グループを決定しても良い。
【００９４】
また、実施形態４では、処理４において、特定のCCにおけるPMIから他のCCにおけるPMIを推定していたが、移動局に設定するCCを定期的に変えてCC間のハンドオーバを実施し、移動局に全てのCCにおけるPMIを実測させても良い。
【００９５】
実施形態１〜４では、負荷として移動局数を用いていたが、本発明はこれに限るものではなく、各CCの移動局の送信バッファサイズの合計値でもよい。
【００９６】
（付記１）
システム帯域を複数使用する無線通信システムにおいて、基地局が複数の移動局と無線通信するために使用可能なシステム帯域の設定方法であって、
同一基地局に属している移動局に対して、各移動局が通信に用いるシステム帯域を設定する設定ステップと、
前記設定されたシステム帯域の通信品質情報を取得する取得ステップと、
前記取得した通信品質情報に基づいて、端末間の干渉が低くなるように、前記各移動局に設定したシステム帯域を再設定する再設定ステップと
を有することを特徴とする設定方法。
【００９７】
（付記２）
前記再設定ステップは、前記取得した通信品質情報に基づいて生成される送信ビームの直交性が互いに高い移動局が同一のシステム帯域になるように再設定することを特徴とする付記1に記載の設定方法。
【００９８】
（付記３）
前記再設定ステップは、前記移動局が生成する送信ビームの直交性が高くなるようにPMI（Precoding Matrix Indicator）、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値をグループ化し、前記移動局が報告するPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値に応じて前記各移動局をグループ分けし、同一グループの移動局に対して同一のシステム帯域を再設定することを特徴とする付記２に記載の設定方法。
【００９９】
（付記４）
前記基地局が使用できる各システム帯域の負荷を推定し、前記負荷に基づいて前記移動局に設定できるシステム帯域を限定するステップを有することを特徴とする付記３に記載の設定方法。
【０１００】
（付記５）
前記再設定ステップは、前記グループ分けの後の各グループの負荷が均一になるように、前記移動局にシステム帯域を再設定することを特徴とする付記３に記載の設定方法。
【０１０１】
（付記６）
前記負荷を移動局数とすることを特徴とする付記４又は付記５に記載の設定方法。
【０１０２】
（付記７）
前記負荷をバッファサイズとすることを特徴とする付記４又は付記５に記載の設定方法。
【０１０３】
（付記８）
前記移動局に設定済みの第１のシステム帯域におけるPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を取得するステップを更に備え、
前記第１のシステム帯域以外のシステム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を第１のシステム帯域におけるPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値とすることを特徴とする付記３に記載の設定方法。
【０１０４】
（付記９）
前記移動局に設定済みの第１のシステム帯域におけるPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を取得するステップを更に備え、
前記第１のシステム帯域以外のシステム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を、第１のシステム帯域におけるPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値と、送信アンテナ間隔と、プリコーディング行列とを用いて取得することを特徴とする付記３に記載の設定方法。
【０１０５】
（付記１０）
前記移動局に設定済みの第１のシステム帯域以外の各システム帯域を使用可能なシステム帯域として設定し、前記各システム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を取得するステップを更に備え、
前記各システム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を取得することを特徴とする付記３に記載の設定方法。
【０１０６】
（付記１１）
前記負荷が低いシステム帯域から順に、使用可能なシステム帯域として設定することを特徴とする付記３〜付記１０のいずれかに記載の設定方法。
【０１０７】
（付記１２）
システム帯域を複数使用する無線通信システムにおいて、基地局が複数の移動局と無線通信するために使用可能なシステム帯域を設定する無線通信システムであって、
同一基地局に属している移動局に対して、各移動局が通信に用いるシステム帯域を設定する設定手段と、
前記設定されたシステム帯域の通信品質情報を取得する取得手段と、
前記取得した通信品質情報に基づいて、端末間の干渉が低くなるように、前記各移動局に設定したシステム帯域を再設定する再設定手段と
を有することを特徴とする無線通信システム。
【０１０８】
（付記１３）
前記再設定手段は、前記取得した通信品質情報に基づいて生成される送信ビームの直交性が互いに高い移動局が同一のシステム帯域になるように再設定することを特徴とする付記1２に記載の無線通信システム。
【０１０９】
（付記１４）
前記再設定手段は、前記移動局が生成する送信ビームの直交性が高くなるようにPMI（Precoding Matrix Indicator）、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値をグループ化し、前記移動局が報告するPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値に応じて前記各移動局をグループ分けし、同一グループの移動局に対して同一のシステム帯域を再設定することを特徴とする付記１３に記載の無線通信システム。
【０１１０】
（付記１５）
前記基地局が使用できる各システム帯域の負荷を推定し、前記負荷に基づいて前記移動局に設定できるシステム帯域を限定する手段を有することを特徴とする付記１４に記載の無線通信システム。
【０１１１】
（付記１６）
前記再設定手段は、前記グループ分けの後の各グループの負荷が均一になるように、前記移動局にシステム帯域を再設定することを特徴とする付記１４に記載の無線通信システム。
【０１１２】
（付記１７）
前記負荷を移動局数とすることを特徴とする付記１５又は付記１６に記載の無線通信システム。
【０１１３】
（付記１８）
前記負荷をバッファサイズとすることを特徴とする付記１５又は付記１６に記載の無線通信システム。
【０１１４】
（付記１９）
前記移動局に設定済みの第１のシステム帯域におけるPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を取得する手段を更に備え、
前記第１のシステム帯域以外のシステム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を第１のシステム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値とすることを特徴とする付記１４に記載の無線通信システム。
【０１１５】
（付記２０）
前記移動局に設定済みの第１のシステム帯域におけるPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を取得する手段を更に備え、
前記第１のシステム帯域以外のシステム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を、第１のシステム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値と、送信アンテナ間隔と、プリコーディング行列とを用いて取得することを特徴とする付記１４に記載の無線通信システム。
【０１１６】
（付記２１）
前記移動局に設定済みの第１のシステム帯域以外の各システム帯域を使用可能なシステム帯域として設定し、前記各システム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を取得する手段を更に備え、
前記各システム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を取得することを特徴とする付記１４に記載の無線通信システム。
【０１１７】
（付記２２）
前記負荷が低いシステム帯域から順に、使用可能なシステム帯域として設定することを特徴とする付記１４〜付記２１のいずれかに記載の無線通信システム。
【０１１８】
（付記２３）
システム帯域を複数使用する無線通信システムにおいて、基地局が複数の移動局と無線通信するために使用可能なシステム帯域を設定する基地局であって、
同一基地局に属している移動局に対して、各移動局が通信に用いるシステム帯域を設定する設定手段と、
前記設定されたシステム帯域の通信品質情報を取得する取得手段と、
前記取得した通信品質情報に基づいて、端末間の干渉が低くなるように、前記各移動局に設定したシステム帯域を再設定する再設定手段と
を有することを特徴とする基地局。
【０１１９】
（付記２４）
前記再設定手段は、前記取得した通信品質情報に基づいて生成される送信ビームの直交性が互いに高い移動局が同一のシステム帯域になるように再設定することを特徴とする付記２３に記載の基地局。
【０１２０】
（付記２５）
前記再設定手段は、前記移動局が生成する送信ビームの直交性が高くなるようにPMI（Precoding Matrix Indicator）、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値をグループ化し、前記移動局が報告するPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値に応じて前記各移動局をグループ分けし、同一グループの移動局に対して同一のシステム帯域を再設定することを特徴とする付記２４に記載の基地局。
【０１２１】
（付記２６）
前記基地局が使用できる各システム帯域の負荷を推定し、前記負荷に基づいて前記移動局に設定できるシステム帯域を限定する手段を有することを特徴とする付記２５に記載の基地局。
【０１２２】
（付記２７）
前記再設定手段は、前記グループ分けの後の各グループの負荷が均一になるように、前記移動局にシステム帯域を再設定することを特徴とする付記２５に記載の基地局。
【０１２３】
（付記２８）
前記負荷を移動局数とすることを特徴とする付記２６又は付記２７に記載の基地局。
【０１２４】
（付記２９）
前記負荷をバッファサイズとすることを特徴とする付記２６又は付記２７に記載の基地局。
【０１２５】
（付記３０）
前記移動局に設定済みの第１のシステム帯域におけるPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を取得する手段を更に備え、
前記第１のシステム帯域以外のシステム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を第１のシステム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値とすることを特徴とする付記２５に記載の基地局。
【０１２６】
（付記３１）
前記移動局に設定済みの第１のシステム帯域におけるPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を取得する手段を更に備え、
前記第１のシステム帯域以外のシステム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を、第１のシステム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値と、送信アンテナ間隔と、プリコーディング行列とを用いて取得することを特徴とする付記２５に記載の基地局。
【０１２７】
（付記３２）
前記移動局に設定済みの第１のシステム帯域以外の各システム帯域を使用可能なシステム帯域として設定し、前記各システム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を取得する手段を更に備え、
前記各システム帯域のPMI、下りリンクチャネル推定値の空間相関値、又は上りリンクチャネル推定値の空間相関値を取得することを特徴とする付記２５に記載の基地局。
【０１２８】
（付記３３）
前記負荷が低いシステム帯域から順に、使用可能なシステム帯域として設定することを特徴とする付記２５〜付記３２のいずれかに記載の基地局。
【０１２９】
（付記３４）
システム帯域を複数使用する無線通信システムにおいて、基地局が複数の移動局と無線通信するために使用可能なシステム帯域を設定する基地局のプログラムであって、前記プログラムは前記基地局を、
同一基地局に属している移動局に対して、各移動局が通信に用いるシステム帯域を設定する設定手段と、
前記設定されたシステム帯域の通信品質情報を取得する取得手段と、
前記取得した通信品質情報に基づいて、端末間の干渉が低くなるように、前記各移動局に設定したシステム帯域を再設定する再設定手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。
【０１３０】
この出願は、２０１２年３月２９日に出願された日本出願特願２０１２−０７７４２７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１３１】
１０    基地局
１１    受信部
１２    CSI情報抽出部
１３    CC設定部
１４    バッファリング部
１５    スケジューリング部
１６    送信部
２０    移動局
２１    受信部
２２    PMI測定部
２３    送信部
【図１】
2013146320.tif 000004
【図２】
2013146320.tif 000005
【図３】
2013146320.tif 000006
【図４】
2013146320.tif 000007
【図５】
2013146320.tif 000008
【図６】
2013146320.tif 000009
【図７】
2013146320.tif 000010
【図８】
2013146320.tif 000011
【図９】
2013146320.tif 000012
【図１０】
2013146320.tif 000013
【図１１】
2013146320.tif 000014
【図１２】
2013146320.tif 000015
【図１３】
2013146320.tif 000016
【図１４】
2013146320.tif 000017
【図１５】
2013146320.tif 000018
【図１６】
2013146320.tif 000019
【図１７】
2013146320.tif 000020
【図１８】
2013146320.tif 000021
【図１９】
2013146320.tif 000022
【図２０】
2013146320.tif 000023
【国際調査報告】
2013146320.tif 000024
2013146320.tif 000025
2013146320.tif 000026