(57)【要約】【課題】最適な組合せの決定に必要な処理時間を短縮する。【解決手段】端末選択部１１が、データ送信タイミングＴＴごとに、ＵＥの一部を、データ送信タイミングＴＴで送信対象とする対象ＵＥとして選択する。より具体的には、端末選択部１１が、複数のデータ送信タイミングＴＴに１回の割合で、ＵＥを複数の端末グループに分類し、これら端末グループのうちからデータ送信タイミングＴＴごとに、いずれかの端末グループを順次選択し、選択した端末グループに含まれるＵＥを対象ＵＥとして選択する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワークに設けられた複数のアンテナと、これらアンテナと無線通信すべき無線端末との組み合わせを示す最適組合せパターンを、前記アンテナから前記無線端末へのデータ送信タイミングごとに決定するスケジューリング装置であって、
前記データ送信タイミングごとに、前記無線端末の一部を、前記データ送信タイミングで送信対象とする対象無線端末として選択する端末選択部と、
前記対象無線端末と前記アンテナとの組み合わせを示す組合せパターンの候補を順次生成する組合せ生成部と、
前記組合せパターンごとに、前記対象無線端末と前記アンテナとの組み合わせに関する評価値を計算する組合せ評価部と、
前記組合せパターンのうち、前記評価値が最大である組合せパターンを前記最適組合せパターンとして保持する最適組合せ保持部と
を備えることを特徴とするスケジューリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスケジューリング装置であって、
前記端末選択部は、複数の前記データ送信タイミングに１回の割合で、前記無線端末を複数の端末グループに分類し、これら端末グループのうちから前記データ送信タイミングごとにいずれかの端末グループを順次選択し、選択した前記端末グループに含まれる無線端末を前記対象無線端末として選択することを特徴とするスケジューリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載のスケジューリング装置であって、
前記端末選択部は、前記無線端末を分類する際、前記無線端末のうち、前記アンテナに関する電波状態を示すチャネル情報の類似性が低い無線端末同士を、同一の端末グループに分類することを特徴とするスケジューリング装置。
【請求項４】
請求項２に記載のスケジューリング装置であって、
前記端末選択部は、前記無線端末を分類する際、前記アンテナに関する電波状態を示すチャネル情報の時間的な変動量の大小に基づいて、前記無線端末を前記端末グループに分類し、これら端末グループのうち前記変動量の大きい端末グループから順に選択することを特徴とするスケジューリング装置。
【請求項５】
請求項２に記載のスケジューリング装置であって、
前記端末選択部は、前記無線端末を分類する際、前記無線端末へ送信する送信データ量の大小に基づいて前記無線端末を前記端末グループに分類し、これら端末グループのうち前記送信データ量の大きい端末グループから順に選択することを特徴とするスケジューリング装置。
【請求項６】
無線ネットワークに設けられた複数のアンテナと、これらアンテナと無線通信すべき無線端末との組み合わせを示す最適組合せパターンを、前記アンテナから前記無線端末へのデータ送信タイミングごとに決定するスケジューリング装置で用いられるスケジューリング方法であって、
端末選択部が、前記無線端末のうちから、前記データ送信タイミングで送信対象とする複数の対象無線端末を、前記データ送信タイミングごとに順次選択する端末選択ステップと、
組合せ生成部が、前記対象無線端末と前記アンテナとの組み合わせを示す組合せパターンの候補を複数生成する組合せ生成ステップと、
組合せ評価部が、前記組合せパターンごとに、前記対象無線端末と前記アンテナとの組み合わせに関する評価値を計算する組合せ評価ステップと、
最適組合せ保持部が、前記組合せパターンのうち、前記評価値が最大である組合せパターンを前記最適組合せパターンとして保持する最適組合せ保持ステップと
を備えることを特徴とするスケジューリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ネットワーク制御技術に関し、特に無線ネットワーク内の各アンテナの動作内容（送信状態）を指定することにより、無線ネットワークが有する無線リソースの割り当てを行うためのスケジューリング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンの普及に伴って、通信速度の向上や利用帯域の増大など、無線ネットワークに対する社会的要請が大きくなっている。このような状況を背景として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）と呼ばれる次世代移動通信方式の無線インタフェース仕様を適用した無線ネットワークシステムが普及しつつある。このＬＴＥでは、無線アクセス技術の１つとして、複数のアンテナ（ＴＰ：基地局）が協調して無線端末（ＵＥ：ユーザ無線端末）と信号を送受信するＣｏＭＰ（Coordinated Multi-point transmission/reception：セル間協調送受信）が採用されている（非特許文献１を参照）。
【０００３】
ＣｏＭＰ技術は、周波数利用効率やセル端ユーザスループットを向上させる重要な技術の１つである。例えば、下り方向の通信（ＴＰからＵＥへの送信）において、同時に複数のアンテナが同一周波数帯を用いて、各ＵＥに送信することで無線リソースの利用効率を高めることができる。しかし、各アンテナが異なるＵＥに対して送信した場合、複数のアンテナから信号を受信可能なＵＥにとっては、他のアンテナからの信号が所望の受信信号の干渉となって、かえってスループットの低下を招く恐れがある。したがって、このような干渉を抑制しつつ通信速度を向上させるためにＣｏＭＰは必要不可欠な技術となっている。
【０００４】
また、無線ネットワークにＣｏＭＰを適用するにあたって、システムスループットの最大化を目的とすると、受信状態のよいユーザへのリソース割り当てが優先されることでユーザ間の公平性に問題が生じるため、各ＵＥのこれまでの平均レートを考慮したスケジューリングが望ましいとされている（非特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】田岡他，「LTE-AdvancedにおけるMIMOおよびセル間協調送受信技術」，NTT DOCOMO テクニカル・ジャーナル，Vol. 18，No. 2，pp.22-30，2010年7月，https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol18_2/vol18_2_022jp.pdf
【非特許文献２】T. Girici，C. Zhu，J. R. Agre，and A. Ephremides，"Proportional Fair Scheduling Algorithm in OFDMA-Based Wireless Systems with QoS Constraints"，Journal of Communications and Networks，Vol.12，No.1，pp.30-42，February 2010
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無線ネットワークシステムにおいて、このようなスケジューリングを行う場合、スケジューリング装置は、評価値が最大となるＴＰとＵＥの組合せとして、ＴＰごとの送信状態、すなわちＴＰごとに送信先となるＵＥあるいは送信停止を指定する情報を決定する。この組合せを決定するために、多数のＴＰとＵＥの組合せの評価値を計算し、評価値が最良の組合せを見つける処理を行い、スケジューリング周期内（例えば１ミリ秒の時間内）に組合せの決定を完了する必要がある。
【０００７】
最適な組合せを取得する確実な方法は、可能性のあるすべての組合せの各々について評価値を計算し評価値が最大となる組合せを見つけ出す、つまり総当りで探索を行うことである。したがって、無線ネットワークの規模（含まれるＴＰ数やＵＥ数）が大きくなると、探索空間（可能性のある組合せ数）が膨大になる。このため、前述した従来技術では、無線ネットワークの規模が大きくなると、最適な組合せを見つけ出すまでの時間が長くなり、スケジューリング周期以内で最適な組合せを決定することができない、という問題があった。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、最適な組合せの決定に必要な処理時間を短縮できるスケジューリング技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、本発明にかかるスケジューリング装置は、無線ネットワークに設けられた複数のアンテナと、これらアンテナと無線通信すべき無線端末との組み合わせを示す最適組合せパターンを、前記アンテナから前記無線端末へのデータ送信タイミングごとに決定するスケジューリング装置であって、前記データ送信タイミングごとに、前記無線端末の一部を、前記データ送信タイミングで送信対象とする対象無線端末として選択する端末選択部と、前記対象無線端末と前記アンテナとの組み合わせを示す組合せパターンの候補を順次生成する組合せ生成部と、前記組合せパターンごとに、前記対象無線端末と前記アンテナとの組み合わせに関する評価値を計算する組合せ評価部と、前記組合せパターンのうち、前記評価値が最大である組合せパターンを前記最適組合せパターンとして保持する最適組合せ保持部とを備えている。
【００１０】
また、本発明にかかる上記スケジューリング装置の一構成例は、前記端末選択部が、複数の前記データ送信タイミングに１回の割合で、前記無線端末を複数の端末グループに分類し、これら端末グループのうちから前記データ送信タイミングごとにいずれかの端末グループを順次選択し、選択した前記端末グループに含まれる無線端末を前記対象無線端末として選択するようにしたものである。
【００１１】
また、本発明にかかる上記スケジューリング装置の一構成例は、前記端末選択部が、前記無線端末を分類する際、前記無線端末のうち、前記アンテナに関する電波状態を示すチャネル情報の類似性が低い無線端末同士を、同一の端末グループに分類するようにしたものである。
【００１２】
また、本発明にかかる上記スケジューリング装置の一構成例は、前記端末選択部が、前記無線端末を分類する際、前記アンテナに関する電波状態を示すチャネル情報の時間的な変動量の大小に基づいて、前記無線端末を前記端末グループに分類し、これら端末グループのうち前記変動量の大きい端末グループから順に選択するようにしたものである。
【００１３】
また、本発明にかかる上記スケジューリング装置の一構成例は、前記端末選択部が、前記無線端末を分類する際、前記無線端末へ送信する送信データ量の大小に基づいて前記無線端末を前記端末グループに分類し、これら端末グループのうち前記送信データ量の大きい端末グループから順に選択するようにしたものである。
【００１４】
また、本発明にかかるスケジューリング方法は、無線ネットワークに設けられた複数のアンテナと、これらアンテナと無線通信すべき無線端末との組み合わせを示す最適組合せパターンを、前記アンテナから前記無線端末へのデータ送信タイミングごとに決定するスケジューリング装置で用いられるスケジューリング方法であって、端末選択部が、前記無線端末のうちから、前記データ送信タイミングで送信対象とする複数の対象無線端末を、前記データ送信タイミングごとに順次選択する端末選択ステップと、組合せ生成部が、前記対象無線端末と前記アンテナとの組み合わせを示す組合せパターンの候補を複数生成する組合せ生成ステップと、組合せ評価部が、前記組合せパターンごとに、前記対象無線端末と前記アンテナとの組み合わせに関する評価値を計算する組合せ評価ステップと、最適組合せ保持部が、前記組合せパターンのうち、前記評価値が最大である組合せパターンを前記最適組合せパターンとして保持する最適組合せ保持ステップとを備えている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、１つの組合せパターンで用いられる無線端末数を削減できるため、最適組合せパターンの探索処理において、候補として用いる組合せパターン数が大幅に削減される。したがって、組合せパターンの評価値を計算する処理に要する時間、さらには最適組合せパターンに到達するまでに要する時間を大幅に短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】スケジューリング装置の構成を示すブロック図である。
【図２】端末グループとスケジューリング処理との関係を示すシーケンス図である。
【図３】スケジューリング処理を示すフローチャートである。
【図４】端末グループ分類処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
［スケジューリング装置］
まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態にかかるスケジューリング装置１０について説明する。図１は、スケジューリング装置の構成を示すブロック図である。
【００１８】
このスケジューリング装置１０は、無線ネットワークに設けられた複数のアンテナ（以下、ＴＰという）と、これらＴＰと無線通信すべき無線端末（以下、ＵＥという）との組み合わせを示す最適組合せパターンを、ＴＰからＵＥへのデータ送信タイミングごとに決定する機能を有している。
【００１９】
［発明の原理］
通常、各ＴＰから送信するデータの送信先となるＵＥを決める際、ＴＰとＵＥとの組合せパターンを候補として順次生成して、これら組合せパターンの評価値をそれぞれ計算する。この試行を、予め設定されている探索アルゴリズムに基づいて、データ送信タイミングに合わせて繰り返し実行し、データ送信タイミングが到来した時点で、それまでに得られた評価値が最大である組合せパターンを、実際のデータ送信に用いる最適組合せパターンとして決定する。
【００２０】
ここで、このようなスケジューリング処理では、１回のデータ送信タイミングですべてのＵＥをいずれかのＴＰに割り当てる必要はない。これはデータ送信タイミングが、例えば１ミリ秒などの極めて短い周期で繰り返し到来するため、あるデータ送信タイミングにおいて任意のＵＥがいずれのＴＰに割り当てられなかったとしても、後続するデータ送信タイミングで割り当てれば、データ送信に関して大きな影響はないからである。
【００２１】
一方、組合せパターン数は、組合せパターンで割り当てるＵＥの数に応じて、大きく変化する。例えば、ＵＥおよびＴＰの数をそれぞれＸおよびＹとした場合、ＵＥとＴＰのすべての組み合わせを網羅するには、（Ｘ＋１）Y個の組合せパターンが必要となる。なお、この試算では、ＴＰに対していずれのＵＥも割り当てない場合の数も考慮されている。
【００２２】
本発明は、このようなデータ送信タイミングとＴＰに対するＵＥの割り当てとの関係に着目し、すべてのＵＥのうちから、次のデータ送信タイミングで送信対象とする複数の対象ＵＥを、データ送信タイミングごとに選択するようにしたものである。
これにより、組合せパターンで用いるＵＥ数、すなわち上記Ｍの値を削減できるため、ＴＰのべき乗単位で組合せパターン数を大幅に削減できる。したがって、組合せパターンの評価値を計算する処理に要する時間、さらには最適組合せパターンに到達するまでに要する時間を大幅に短縮できる。
【００２３】
［本実施の形態の詳細構成］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかるスケジューリング装置１０の構成について詳細に説明する。
図１に示したスケジューリング装置１０には、主な機能部として、端末選択部１１、組合せ生成部１２、組合せ評価部１３、および最適組合せ保持部１４が設けられており、これら機能部は、専用の回路で実現してもよく、予め登録されているプログラムをＣＰＵで実行することにより実現してもよい。
【００２４】
端末選択部１１は、データ送信タイミングごとに、スケジューリング対象となる全ＵＥのうちの一部ＵＥを当該データ送信タイミングで送信対象とする対象ＵＥとして選択し、組合せ生成条件として組合せ生成部１２へ通知する機能を有している。
対象ＵＥの選択方法としては、複数のデータ送信タイミングに１回の割合で、ＵＥを複数の端末グループに分類し、これら端末グループのうちからデータ送信タイミングごとにいずれかの端末グループを順次選択し、選択した端末グループに含まれるＵＥを対象ＵＥとして選択する方法がある。
【００２５】
図２は、端末グループとスケジューリング処理との関係を示すシーケンス図である。
この例では、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの長さの更新周期ＴＣごとに更新されるチャネル情報ＣＨに基づいて、全ＵＥが２つの端末グループＧａ，Ｇｂに分類されている。チャネル情報ＣＨは、各ＵＥで定期的に計測されて通知される、あるいは定期的に推定される、それぞれのＵＥにおける周囲のＴＰからの無線電波の受信強度を示すデータである。
【００２６】
図２に示すように、１つの更新周期ＴＣ内には、Ｎ個のデータ送信タイミングＴＴ＃１，ＴＴ＃２，…，ＴＴ＃Ｎが設けられており、これらデータ送信タイミングＴＴごとに、最適組合せＰ＃１，Ｐ＃２，…，Ｐ＃Ｎをそれぞれ決定するためのスケジューリング処理ＳＣ＃１，ＳＣ＃２，…，ＳＣ＃Ｎが実行される。
なお、データ送信タイミングＴＴ＃ｎ（ｎは１〜Ｎの整数）のスケジューリング処理ＳＣ＃ｎで決定された最適組合せＰ＃ｎは、次のデータ送信タイミングＴＴ＃ｎ＋１におけるデータ送信処理ＴＲ＃ｎで用いられる。
【００２７】
したがって、更新周期ＴＣ内に設けられたＮ個のデータ送信タイミングＴＴのうち、前半のスケジューリング処理ＳＣでは端末グループＧａに属するＵＥが対象ＵＥとして選択されて、これら端末グループＧａの対象ＵＥだけを用いた組合せパターンが生成される。また、後半のスケジューリング処理ＳＣでは端末グループＧｂに属するＵＥが対象ＵＥとして選択されて、これら端末グループＧａの対象ＵＥだけを用いた組合せパターンが生成される。
【００２８】
なお、図２では、チャネル情報に基づいて各ＵＥを端末グループに分類する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、各ＵＥの送信データ量など、他のデータに基づいて各ＵＥを端末グループに分類してもよい。また、端末グループ数は、図２のように２つに限定されるものではなく、３つ以上の端末グループに分類してもよい。
【００２９】
また、端末グループに対するデータ送信タイミングの割り当てについては、各端末グループに対して等しく割り当ててもよく、端末グループに属するＵＥ数やこれらＵＥの送信データ量に基づいて割り当ててもよい。例えば、図２の例では、端末グループＧａに分類されたＵＥの数がＮ／２個のデータ送信タイミングで送信可能なＵＥ数の上限より少ない場合、Ｇａに割当てるデータ送信タイミング数を減らし、端末グループＧｂに割当てるデータ送信タイミング数を増やすようにしてもよい。
【００３０】
組合せ生成部１２は、端末選択部１１から通知された組合せ生成条件に基づいて、組合せ生成条件で指定された対象ＵＥとＴＰとの組み合わせを示す組合せパターンの候補を順次生成する機能を有している。組合せ生成部１２では、組合せパターンの生成を開始した時点から所定の時間が経過した時点、または、所定の組合せパターン数の生成を終了した時点、で組合せパターンの生成を止めることもある。パターン組合せの生成方法は、一般に知られる探索アルゴリズムを用いる。例えば、全ての組合せを網羅的に生成する総当り法のほか、山登り法や貪欲法など、公知の組合せ最適化問題の近似解法を適用することができる。また、組合せパターンを生成する際は、ＴＰが送信停止状態となる組合せも含めて生成する。
【００３１】
組合せ評価部１３は、組合せ生成部１２で生成された組合せパターンごとに、対象ＵＥとＴＰとの組み合わせに関する評価値を計算する機能を有している。評価値は、予め設定されている評価式に基づき計算される。評価式で用いるパラメータとしては、各ＴＰの無線スループットの和、つまりシステム全体の無線スループットや、無線ネットワークシステムにおいて一般に用いられる、それぞれのＴＰとＵＥの組合せで送信を行う場合に得られるスループット値を、所定の期間積算した平均スループット値で除した値（Proportional Fairness、ＰＦメトリック）を用いることもある。
【００３２】
最適組合せ保持部１４は、組合せ評価部１３で計算された評価値が最大である組合せパターンを最適組合せパターンとして保持する機能を有している。具体的には、組合せ生成部１２、組合せ評価部１３、および最適組合せ保持部１４が、パイプライン処理で連動して動作し、組合せ生成部１２で新たな組合せパターンが生成されるごとに、組合せ評価部１３が新たな組合せパターンの評価値を計算し、最適組合せ保持部１４が、新たな組合せパターンの評価値がこれまで保持していた最適組合せパターンの評価値よりも大きい場合のみ、新たな組合せパターンとその評価値を最適組合せパターンとして保持する。
【００３３】
［端末グループ分け（チャネル情報の類似性）］
次に、端末選択部１１におけるＵＥの端末グループ分けについて詳細に説明する。
まず、ＵＥのチャネル情報に基づき端末グループ分けを行う場合について説明する。
チャネル情報は、各ＵＥで定期的に計測されて通知される、あるいは定期的に推定される、それぞれのＵＥにおける周囲のＴＰからの無線電波の受信強度を示すデータである。
【００３４】
ここで、異なるＵＥに関するチャネル情報が、同じＴＰからの無線電波について同様の受信強度を示す場合、これらＵＥの存在位置が近いと考えられる。したがって、これらＵＥに対して同一データ送信タイミングで送信データを送信する場合、これらＵＥが同一ＴＰに割り当てられる可能性が高く、このような場合には当該ＴＰに対するトラヒックの集中が発生するとともに、電波干渉による通信障害が発生する可能性も高くなる。
【００３５】
このため、本実施の形態において、端末選択部１１が、各ＵＥを分類する際、ＵＥのうち、ＴＰに関する電波状態を示すチャネル情報の類似性が低いＵＥ同士を、同一の端末グループに分類するようにしてもよい。これにより、存在位置が近いＵＥは異なるグループに分類されるため、これらＵＥが異なる組合せパターンに含まれることになる。したがって、同一データ送信タイミングでこれらＵＥが同一ＴＰに割り当てられる可能性を回避されて、ＴＰに対するトラヒックの集中や、電波干渉による通信障害の発生を抑止でき、良好な無線サービスを提供することが可能となる。
【００３６】
［端末グループ分け（チャネル情報の変動量）］
一方、ＵＥで得られる受信強度の単位時間あたりの変動量は、ＵＥの移動速度に大きく影響される。これは、ＵＥの移動速度が大きいほど、ＴＰとの距離の変化が大きいため、ＴＰから送信された無線電波の変化も多くなるからである。
したがって、チャネル情報の変動量が大きい場合、チャネル情報が得られた時点から短い時間でＵＥの無線環境が変わる可能性が高く、チャネル情報の精度が劣化しやすい。一方、チャネル情報の変動量が小さい場合、チャネル情報が得られた時点からある程度時間が経過してもＵＥの無線環境が変わる可能性が低く、チャネル情報の精度は劣化しにくい。
【００３７】
このため、本実施の形態において、端末選択部１１が、各ＵＥを分類する際、ＴＰに関する電波状態を示すチャネル情報の時間的な変動量の大小に基づいて、ＵＥを端末グループに分類し、これら端末グループのうち変動量の大きい端末グループから順に選択するようにしてもよい。これにより、チャネル情報の精度が劣化しやすいＵＥから先に選択されて組合せパターンが生成され、更新期間の先頭に位置するデータ送信タイミングから優先してこれらＵＥにＴＰが割り当てられることになる。したがって、チャネル情報の精度の劣化により発生する、ＵＥとＴＰとの割り当て誤差を最小限に抑制でき、これによる送信エラーを低減して、良好な無線サービスを提供することが可能となる。
【００３８】
［端末グループ分け（データ送信量）］
また、ＵＥから送信すべき送信データ量が大きい場合、これら送信データの送信を完了するまでの所要時間が比較的長くなるため、送信完了までにＵＥの無線環境が変わる可能性が高く、チャネル情報の精度が劣化しやすい。一方、送信データ量が小さい場合、これら送信データの送信を完了するまでの所要時間が比較的短くなるため、送信完了までにＵＥの無線環境が変わる可能性が低く、チャネル情報の精度は劣化しにくい。
【００３９】
このため、本実施の形態において、端末選択部１１が、各ＵＥを分類する際、それぞれのＵＥの送信データ量の大小に基づいて、ＵＥを端末グループに分類し、これら端末グループのうち送信データ量の大きい端末グループから順に選択するようにしてもよい。これにより、チャネル情報の精度が劣化しやすいＵＥから先に選択されて組合せパターンが生成され、更新期間の先頭に位置するデータ送信タイミングから優先してこれらＵＥにＴＰが割り当てられることになる。したがって、チャネル情報の精度の劣化により発生する、ＵＥとＴＰとの割り当て誤差を最小限に抑制でき、これによる送信エラーを低減して、良好な無線サービスを提供することが可能となる。
【００４０】
これらＵＥのグループ分けについては、それぞれ単独で適用してもよく、これらを組み合わせて適用してもよい。例えば、チャネル情報の変動量が高くて送信データ量も大きいＵＥを第１の端末グループに分類し、その他を第２の端末グループに分類し、第１の端末グループに属するＵＥから順にＴＰを割り当るようにしてもよい。これにより、無線環境が変わる可能性が高いＵＥを優先して対象ＵＥとして選択でき、全体として良好な無線サービスを提供することが可能となる。
【００４１】
［本実施の形態の動作］
次に、図３および図４を参照して、本実施の形態にかかるスケジューリング装置１０の動作について説明する。図３は、スケジューリング処理を示すフローチャートである。図４は、端末グループ分類処理を示すフローチャートである。
【００４２】
［スケジューリング処理］
まず、図３を参照して、本実施の形態にかかるスケジューリング処理について説明する。スケジューリング装置１０は、更新周期ＴＣごとに更新されるチャネル情報に同期して、図３のスケジューリング処理を実行する。
図３のスケジューリング処理において、まず、端末選択部１１は、後述する図４の対象ＵＥ選択処理を実行することにより、スケジューリング対象となるすべてのＵＥを複数の端末グループに分類する（ステップ１００）。
【００４３】
続いて、端末選択部１１は、更新周期ＴＣ内に設けられている複数のデータ送信タイミングＴＴごとに、上記分類で得られた端末グループのうちから、任意の端末グループ、例えばチャネル情報の変動量が大きいものから順に、あるいは送信データ量が大きいものから順に１つ選択し（ステップ１０１）、選択された端末グループに属するＵＥの端末ＩＤのリストを、当該データ送信タイミングで送信対象とする対象ＵＥの組合せ生成条件として出力する（ステップ１０２）。これにより、この組合せ生成条件に基づいて、次のデータ送信タイミングで用いる最適組合せパターンの探索処理が開始される。
【００４４】
探索処理において、まず、組合せ生成部１２は、所定の探索アルゴリズムに従って、端末選択部１１からの組合せ生成条件で指定された対象ＵＥとＴＰとの組み合わせを示す新たな組合せパターンの候補を１つ生成する（ステップ１０３）。組合せパターンを生成する際は、各ＴＰが送信停止状態となる組合せも含めて生成する。
続いて、組合せ評価部１３は、組合せ生成部１２で生成された新たな組合せパターンについて、対象ＵＥとＴＰとの組み合わせに関する新たな評価値を計算する（ステップ１０４）。
【００４５】
この後、最適組合せ保持部１４は、組合せ評価部１３が計算した新たな組合せパターンの新たな評価値を、これまで保持していた保持組合せパターンの保持評価値と比較する（ステップ１０５）。ここで、新たな評価値が、保持評価値よりも高くてこれまで生成した組合せパターンの最大値を示す場合（ステップ１０５：ＹＥＳ）、新たな組合せパターンと新たな評価値とを更新保持する（ステップ１０６）。
【００４６】
次に、最適組合せ保持部１４は、現在実行している探索処理の収束が確認された場合や、次のデータ送信タイミングの到来に応じて、探索処理を終了するか否かを判定し（ステップ１０７）、終了しない場合には（ステップ１０７：ＮＯ）、ステップ１０３へ戻って、新たな組合せパターンの生成・評価を実行する。
なお、ステップ１０５において、新たな評価値が、保持評価値以下の場合（ステップ１０５：ＮＯ）、同様にしてステップ１０３へ戻って、新たな組合せパターンの生成・評価を開始する。
【００４７】
一方、探索処理を終了した場合（ステップ１０７：ＹＥＳ）、最適組合せ保持部１４は、それまでの探索処理で最終的に保持している保持組合せパターンを最適組合せパターンとして出力する（ステップ１０８）。これにより、この最適組合せパターンに基づいて、次のデータ送信タイミングにおけるＵＥとＴＰとの組み合わせが設定されることになる。
【００４８】
この後、端末選択部１１は、チャネル情報ＣＨの更新期間ＴＣが終了したか確認し（ステップ１０９）、終了していない場合には（ステップ１０９：ＮＯ）、ステップ１０１に戻って、新たなデータ送信タイミングＴＴに対する端末グループの選択および探索処理を開始する。
また、更新期間ＴＣが終了した場合には（ステップ１０９：ＹＥＳ）、ステップ１００に戻って、新たなチャネル情報に基づく端末グループの分類処理を開始する。
【００４９】
［端末グループ分類処理］
次に、図４を参照して、本実施の形態にかかる端末グループ分類処理について説明する。端末選択部１１は、図３のステップ１００において、図４に示す端末グループ分類処理を実行する。ここでは、各ＵＥのチャネル情報と送信データ量とに基づいて、これらＵＥを２つの端末グループＧａ，Ｇｂに分類する場合を例として説明する。このうちＧａはＧｂより優先して先にＴＰを割り当てるＵＥのグループである。
【００５０】
図４の端末グループ分類処理において、まず、端末選択部１１は、スケジューリング対象となる全ＵＥに関するチャネル情報を取得し（ステップ２００）、前回取得したチャネル情報からの変動量をＵＥごとに計算する（ステップ２０１）。
次に、端末選択部１１は、例えばフレームバッファ（図示せず）に蓄積されているＵＥ宛データに関するデータ量を取得することにより、各ＵＥが次のデータ送信タイミングに送信すべき送信データ量（最大値）を取得する（ステップ２０２）。
【００５１】
この後、端末選択部１１は、各ＵＥから未分類のＵＥを１つ選択し（ステップ２１０）、ステップ２０１で得られた選択ＵＥの変動量と予め設定されている変動量しきい値とを比較する（ステップ２１１）。ここで、選択ＵＥのチャネル変動量が変動量しきい値を上回っている場合（ステップ２１１：ＹＥＳ）、端末選択部１１は、ステップ２０２で得られた選択ＵＥの送信データ量と予め設定されている送信量しきい値とを比較する（ステップ２１２）。
【００５２】
ここで、選択ＵＥの送信データ量が送信量しきい値を上回っている場合（ステップ２１２：ＹＥＳ）、端末選択部１１は、選択ＵＥを端末グループＧａに分類する（ステップ２１３）。
一方、ステップ２１１において、選択ＵＥの変動量が変動量しきい値以下である場合（ステップ２１１：ＮＯ）、および、ステップ２１２において、選択ＵＥの送信データ量が送信しきい値以下の場合（ステップ２１２：ＮＯ）、端末選択部１１は、選択ＵＥを端末グループＧｂに分類する（ステップ２１４）。
【００５３】
この後、端末選択部１１は、すべてのＵＥの分類が終了したか確認し（ステップ２１５）、未分類のＵＥが存在する場合には（ステップ２１５：ＮＯ）、ステップ２１０へ戻って新たなＵＥの分類処理を開始する。
一方、すべてのＵＥについて分類終了した場合には（ステップ２１５：ＹＥＳ）、一連の端末グループ分類処理を終了する。
【００５４】
なお、図４のステップ２０２で計算する任意のＵＥの変動量については、当該ＵＥと各ＴＰからの無線電波の受信強度の変動量の平均値を用いてもよく、当該ＵＥにとって受信強度が最良のＴＰのみに関する変動量を用いてもよい。
また、図４の例では、チャネル情報と送信データ量とを用いてＵＥを分類する例を示したが、ＵＥの分類の例はこれに限定されない。例えば、チャネル情報とその変動量のみを用いて複数の端末グループに分類することもある。また、送信データ量のみを用いてＵＥを分類することもある。
【００５５】
また、チャネル情報の類似性が低いＵＥを同一端末グループに分類してもよい。この際、まず、各ＵＥで受信感度が最良であるＴＰに基づき、各ＵＥをＴＰグループに分類し、同一ＴＰグループのＵＥが選択されないよう、ＵＥをそれぞれ選択して端末グループを生成するようにしてもよい。これにより、チャネル情報の類似性が低いＵＥ同士を、同一端末グループに分類することができる。
【００５６】
［本実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、端末選択部１１が、データ送信タイミングＴＴごとに、ＵＥの一部を、データ送信タイミングＴＴで送信対象とする対象ＵＥとして選択するようにしたものである。
より具体的には、端末選択部１１が、複数のデータ送信タイミングに１回の割合で、ＵＥを複数の端末グループに分類し、これら端末グループのうちからデータ送信タイミングＴＴごとに、いずれかの端末グループを順次選択し、選択した端末グループに含まれるＵＥを対象ＵＥとして選択するようにしたものである。
【００５７】
これにより、１つの組合せパターンで用いられるＵＥ数を削減できるため、最適組合せパターンの探索処理において、候補として用いる組合せパターン数が大幅に削減される。したがって、組合せパターンの評価値を計算する処理に要する時間、さらには最適組合せパターンに到達するまでに要する時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００５８】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０…スケジューリング装置、１１…端末選択部、１２…組合せ生成部、１３…組合せ評価部、１４…最適組合せ保持部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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