(57)【要約】【課題】複数の送信局から複数のユーザ端末へ同時に信号を送信する際に、処理量の増大を抑制して効率的に干渉を低減すること。【解決手段】送信制御装置は、複数の端末装置と複数の送信局との間の伝搬路ごとの伝搬遅延時間を取得する取得部と、前記取得部によって取得された伝搬遅延時間に基づいて、複数の送信局からの伝搬遅延差が類似する端末装置の組み合わせを選択する選択部と、前記選択部によって選択された組み合わせの端末装置に対して信号を送信する複数の送信局の送信タイミングを制御する制御部とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端末装置と複数の送信局との間の伝搬路ごとの伝搬遅延時間を取得する取得部
と、
前記取得部によって取得された伝搬遅延時間に基づいて、複数の送信局からの伝搬遅延差が類似する端末装置の組み合わせを選択する選択部と、
前記選択部によって選択された組み合わせの端末装置に対して信号を送信する複数の送信局の送信タイミングを制御する制御部と
を有することを特徴とする送信制御装置。
【請求項２】
前記選択部は、
前記複数の端末装置から１つの基準端末装置を選択する基準端末選択部と、
前記基準端末選択部によって選択された基準端末装置についての２つの送信局からの伝搬遅延差と、他の端末装置それぞれについての前記２つの送信局からの伝搬遅延差との差分に対応するメトリックを端末装置ごとに算出するメトリック算出部と、
前記メトリック算出部によって算出されたメトリックに基づいて、伝搬遅延差が前記基準端末装置と類似する端末装置を選択する端末選択部と
を有することを特徴とする請求項１記載の送信制御装置。
【請求項３】
前記選択部は、
前記複数の端末装置から１つの基準端末装置を選択する基準端末選択部と、
前記基準端末選択部によって選択された基準端末装置と１つの送信局との間の伝搬遅延時間と、他の端末装置それぞれと前記１つの送信局との間の伝搬遅延時間との差分に対応するメトリックを端末装置ごとに算出するメトリック算出部と、
前記メトリック算出部によって算出されたメトリックに基づいて、伝搬遅延差が前記基準端末装置と類似する端末装置を選択する端末選択部と
を有することを特徴とする請求項１記載の送信制御装置。
【請求項４】
前記端末選択部は、
算出されたメトリックが小さい端末装置から順に所定数の端末装置を選択することを特徴とする請求項２又は３記載の送信制御装置。
【請求項５】
前記端末選択部は、
算出されたメトリックが所定の閾値未満の端末装置を選択することを特徴とする請求項２又は３記載の送信制御装置。
【請求項６】
前記メトリック算出部は、
算出されたメトリックが所定の閾値未満の端末装置をカウントし、
カウントされた端末装置数が所定数に到達した時点でメトリックの算出を中止し、
前記端末選択部は、
前記メトリック算出部によってカウントされた端末装置を選択する
ことを特徴とする請求項２又は３記載の送信制御装置。
【請求項７】
複数の端末装置と複数の送信局との間の伝搬路ごとの伝搬遅延時間を取得し、
取得された伝搬遅延時間に基づいて、複数の送信局からの伝搬遅延差が類似する端末装置の組み合わせを選択し、
選択された組み合わせの端末装置に対して信号を送信する複数の送信局の送信タイミングを制御する
処理を有することを特徴とする送信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信制御装置及び送信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の送信アンテナを備える基地局から複数のユーザ端末へ同時にデータを送信するマルチユーザＭＩＭＯ（Multi  Input  Multi  Output）技術が注目されている。マルチユーザＭＩＭＯ（以下「ＭＵ−ＭＩＭＯ」と略記する）においては、複数のユーザ端末宛てのデータが互いに干渉しないように、送信信号に送信ウェイトを乗算するゼロフォーシング（Zero  Forcing：ＺＦ）やブロック対角化等の対策が採られることがある。送信ウェイトは、送信信号の位相と振幅を調整するウェイトであり、基地局とユーザ端末の間のチャネルに応じて送信ウェイトを決定することにより、複数のユーザ端末宛ての送信信号を互いに直交させて干渉を低減することができる。
【０００３】
一方、１つのユーザ端末に対して複数のセルが協調して信号を送受信するセル間協調送受信（Coordinated  Multi-Point  transmission  and  reception：ＣｏＭＰ）に関する検討も盛んに行われている。そして、無線通信システムを大容量化するために、ＣｏＭＰを実行する複数の送信局がＭＵ−ＭＩＭＯによって複数のユーザ端末へ同時に信号を送信することが考えられている。
【０００４】
このような無線通信システムでは、それぞれの送信局とユーザ端末との間の伝搬距離が異なるため、伝搬遅延差が生じる。例えば、ある送信局からユーザ端末へ信号が送信されるのと同時に、他の送信局から同じユーザ端末へ信号が送信されると、ユーザ端末からの距離が遠い送信局から送信された信号が遅延して受信される。このため、一方の送信局から送信された信号の受信位相を基準とすると、他方の送信局から送信された信号の受信位相が周波数領域で回転する。すなわち、２つの送信局から送信された信号が周波数ごとに異なる位相差で受信され、周波数によっては、２つの送信局からの受信信号が互いに干渉する。そこで、伝搬遅延差の影響によって追加で干渉が発生することを前提として、最適な送信ウェイトを決定することなどが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−３９４００号公報
【特許文献２】国際公開第２０１３／１０８９０６号
【特許文献３】特表２０１４−５１４８４１号公報
【特許文献４】国際公開第２０１２／１０８２８１号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】S.  B.  Gee,  Z.  Lei  and  Y.  H.  Chew,  “Cooperative  Multiuser  MIMO  Precoding  Design  for  Asynchronous  Interference  Mitigation”,  2011  IEEE  GLOBECOM  Workshops  (GC  wkshps),  5-9  Dec.  2011
【非特許文献２】瀬山  崇志  他  「５Ｇ超高密度分散アンテナシステムにおける強調ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の基礎検討」  電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集  ２０１５年＿通信（１）、３２６、２０１５年８月２５日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、送信局とユーザ端末の間の伝搬遅延時間に差がある場合には、ユーザ端末において、各送信局からの受信信号の位相差が周波数ごとに異なる。このため、送信信号の位相と振幅を調整する送信ウェイトの最適値は、周波数ごとに異なる。したがって、伝搬遅延差がある場合には、たとえ伝搬遅延差の影響を考慮して送信ウェイトを決定しても、十分な干渉低減は困難である。すなわち、伝搬遅延差の影響を考慮した送信ウェイトであっても、この送信ウェイトを送信信号の全帯域に一律に乗算するのでは、一部の周波数成分における干渉が低減されるに過ぎない。
【０００８】
そこで、最適な送信ウェイトが周波数によって異なるため、送信信号の帯域を分割し、それぞれの周波数区間について最適な送信ウェイトを算出することも考えられる。しかしながら、十分に干渉を低減するためには、送信信号が多数の狭帯域な周波数区間に分割され、周波数区間ごとに送信ウェイトが算出されるため、処理量が増大するという問題がある。換言すれば、高い周波数分解能で送信ウェイトを算出することにより、周波数分解能に比例して処理量が増大してしまう。
【０００９】
開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、複数の送信局から複数のユーザ端末へ同時に信号を送信する際に、処理量の増大を抑制して効率的に干渉を低減することができる送信制御装置及び送信制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願が開示する送信制御装置は、１つの態様において、複数の端末装置と複数の送信局との間の伝搬路ごとの伝搬遅延時間を取得する取得部と、前記取得部によって取得された伝搬遅延時間に基づいて、複数の送信局からの伝搬遅延差が類似する端末装置の組み合わせを選択する選択部と、前記選択部によって選択された組み合わせの端末装置に対して信号を送信する複数の送信局の送信タイミングを制御する制御部とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本願が開示する送信制御装置及び送信制御方法の１つの態様によれば、複数の送信局から複数のユーザ端末へ同時に信号を送信する際に、処理量の増大を抑制して効率的に干渉を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係るベースバンド処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、ユーザデータ生成部の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、送信処理部の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、スケジューラ部の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係るＵＥの選択を説明する図である。
【図７】図７は、実施の形態１に係る送信制御方法を示すフロー図である。
【図８】図８は、周波数分解能とチャネル容量の関係を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態２に係るＵＥの選択を説明する図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２に係る送信制御方法を示すフロー図である。
【図１１】図１１は、実施の形態３に係る送信制御方法を示すフロー図である。
【図１２】図１２は、実施の形態４に係る送信制御方法を示すフロー図である。
【図１３】図１３は、実施の形態５に係る送信制御方法を示すフロー図である。
【図１４】図１４は、無線通信システムのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本願が開示する送信制御装置及び送信制御方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示す図である。図１に示す無線通信システムは、ベースバンド処理装置１００、複数の送信局１１０及び複数のユーザ端末１２０を有する。
【００１５】
ベースバンド処理装置１００は、信号のベースバンド処理を実行する。具体的には、ベースバンド処理装置１００は、各ユーザ端末１２０宛てのユーザデータを生成し、送信処理を施して各送信局１１０へ送出する。このとき、ベースバンド処理装置１００は、同時にユーザデータの送信先となるユーザ端末１２０の組み合わせを決定するスケジューリングを行い、これらの組み合わせのユーザ端末１２０宛ての信号を生成する。そして、ベースバンド処理装置１００は、それぞれのユーザ端末１２０宛ての信号の送信タイミングを調整した上で、複数の送信局１１０へ送出する。また、ベースバンド処理装置１００は、各ユーザ端末１２０が送信した信号を各送信局１１０から受信する。なお、ベースバンド処理装置１００については、後に詳述する。
【００１６】
送信局１１０は、例えば光ファイバを介してベースバンド処理装置１００と接続され、ベースバンド処理装置１００から送出された信号を受信し、ユーザ端末１２０に対して無線送信する。このとき、送信局１１０は、ユーザ端末１２０宛ての信号に対して、例えばＤ／Ａ（Digital/Analog）変換及びアップコンバートなどの無線送信処理を施し、得られた無線信号をアンテナを介して送信する。また、送信局１１０は、各ユーザ端末１２０が送信した信号を受信し、例えばダウンコンバート及びＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換などの無線受信処理を施し、得られたベースバンド信号をベースバンド処理装置１００へ送出する。
【００１７】
なお、送信局１１０は、複数のユーザ端末１２０に対して同時に信号を送信するＭＵ−ＭＩＭＯを実行する。また、複数の送信局１１０が協調して同時に１つのユーザ端末１２０に対して信号を送信するＣｏＭＰを実行する。ただし、それぞれの送信局１１０は、ベースバンド処理装置１００によって調整された送信タイミングで信号を送信するため、各送信局１１０が同一のユーザ端末１２０宛ての信号を送信するタイミングは、完全に一致しなくても良い。
【００１８】
ユーザ端末１２０は、複数の送信局１１０から送信された信号を受信する。ユーザ端末１２０が受信する受信信号には、自端末宛てのユーザデータが含まれており、ベースバンド処理装置１００によるスケジューリングの結果、自端末と同時に送信先となった他のユーザ端末１２０宛てのユーザデータによる干渉が十分に低減されている。また、ユーザ端末１２０は、自端末に対して信号を送信する送信局１１０に対して信号を送信する。ユーザ端末１２０が送信するアップリンクの信号には、例えばダウンリンクの信号の受信成否を示すＡＣＫ／ＮＡＣＫやダウンリンクのチャネル状態を示すチャネル状態情報などが含まれる。
【００１９】
図２は、実施の形態１に係るベースバンド処理装置１００の構成を示すブロック図である。図２に示すベースバンド処理装置１００は、ユーザデータ生成部２１０−１〜２１０−Ｍ（Ｍは２以上の整数）、ウェイト乗算部２２０、制御データ生成部２３０、送信処理部２４０−１〜２４０−Ｎ（Ｎは２以上の整数）、送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎ、チャネル推定部２６０、受信処理部２７０及びスケジューラ部２８０を有する。
【００２０】
ユーザデータ生成部２１０−１〜２１０Ｍは、スケジューラ部２８０からの指示に従って、それぞれ異なるユーザ端末１２０宛てのユーザデータを生成する。すなわち、ユーザデータ生成部２１０−１〜２１０−Ｍは、スケジューラ部２８０によって同時に送信先になると決定された、最大でＭ個のユーザ端末１２０宛てのユーザデータを生成する。具体的には、ユーザデータ生成部２１０−１〜２１０−Ｍは、例えば図３に示すように、それぞれ誤り訂正符号化部２１１及び変調部２１２を有する。
【００２１】
誤り訂正符号化部２１１は、ユーザ端末１２０宛ての個別のデータを誤り訂正符号化し、得られた符号化データを変調部２１２へ出力する。
【００２２】
変調部２１２は、誤り訂正符号化部２１１から出力される符号化データを変調し、得られたユーザデータをウェイト乗算部２２０へ出力する。
【００２３】
誤り訂正符号化部２１１における符号化率や変調部２１２における変調方式は、スケジューラ部２８０から指示される。すなわち、ユーザデータに適用されるＭＣＳ（Modulation  and  Coding  Scheme）がスケジューラ部２８０によって指定される。
【００２４】
図２に戻って、ウェイト乗算部２２０は、ユーザデータ生成部２１０−１〜２１０−Ｍによって生成された最大でＭ個のユーザ端末１２０宛てのユーザデータに送信ウェイトを乗算する。具体的には、ウェイト乗算部２２０は、スケジューラ部２８０によって決定されたビームに対応するウェイト情報を取得し、取得したウェイト情報に従って、各ユーザ端末１２０宛てのユーザデータに送信ウェイトを乗算する。
【００２５】
ウェイト乗算部２２０によって乗算される送信ウェイトは、周波数ごとに異なっていても良い。すなわち、ユーザデータの全帯域を分割し、それぞれの周波数区間ごとに異なる送信ウェイトが乗算されても良い。ただし、後述するように、本実施の形態においては、伝搬遅延差が同程度のユーザ端末１２０の組み合わせをスケジューラ部２８０が決定し、この組み合わせのユーザ端末１２０に対して同時にユーザデータが送信されるため、周波数分解能は低くても良い。換言すれば、伝搬遅延差が類似するユーザ端末１２０が選択され、選択されたユーザ端末１２０に対する各送信局１１０からの送信タイミングが、伝搬遅延差に応じて調整されるため、各ユーザ端末１２０における実際の伝搬遅延差が共通して小さくなる。結果として、伝搬遅延差に起因する周波数ごとの位相関係の変動が小さくなり、比較的広帯域のユーザデータに対して共通の送信ウェイトを乗算すれば、特性劣化を改善することができる。
【００２６】
制御データ生成部２３０は、スケジューラ部２８０からの指示に従って、ユーザ端末１２０宛ての制御データを生成する。すなわち、制御データ生成部２３０は、スケジューラ部２８０によるスケジューリングの結果やＭＣＳの情報などを含む制御データを生成する。
【００２７】
送信処理部２４０−１〜２４０−Ｎは、それぞれ異なる送信局１１０へ送出される送信データを生成する。すなわち、送信処理部２４０−１〜２４０−Ｎは、協調して同時に信号を送信する最大でＮ個の送信局１１０から送信される送信データを生成する。具体的には、送信処理部２４０−１〜２４０−Ｎは、例えば図４に示すように、それぞれチャネル多重部２４１、ＩＦＦＴ（Inverse  Fast  Fourier  Transform）部２４２及びＣＰ（Cyclic  Prefix）付加部２４３を有する。
【００２８】
チャネル多重部２４１は、ユーザ端末１２０ごとのユーザデータと制御データとを多重し、得られた多重データをＩＦＦＴ部２４２へ出力する。
【００２９】
ＩＦＦＴ部２４２は、チャネル多重部２４１から出力される多重データを逆高速フーリエ変換し、周波数が異なる複数のサブキャリアそれぞれに多重データが重畳された有効シンボルを生成する。
【００３０】
ＣＰ付加部２４３は、ＩＦＦＴ部２４２から出力される有効シンボルの末尾部分をＣＰとして有効シンボルの先頭に付加し、ＯＦＤＭシンボルを生成する。ＣＰ付加部２４３がＣＰを付加して得られるＯＦＤＭシンボルは、それぞれの送信局１１０から送信される送信データとなる。
【００３１】
図２に戻って、送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎは、スケジューラ部２８０からの指示に従って、各送信局１１０から信号が送信される送信タイミングを調整する。すなわち、送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎは、それぞれ送信データを送信局１１０へ送出するタイミングを制御することにより、それぞれ異なる送信タイミングで送信局１１０から信号が送信されるようにする。送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎが各送信局１１０からの送信タイミングを制御することにより、ユーザ端末１２０においては、異なる送信局１１０からの信号の伝搬遅延差が小さくなる。換言すれば、伝搬距離が異なる複数の送信局１１０からそれぞれ信号が送信されても、これらの信号がユーザ端末１２０において受信されるタイミングが近くなる。
【００３２】
チャネル推定部２６０は、各送信局１１０がユーザ端末１２０から受信して送出した受信データを取得し、ユーザ端末１２０と送信局１１０の間のチャネル推定を実行する。具体的には、チャネル推定部２６０は、受信データに含まれる例えばＳＲＳ（Sounding  Reference  Signal）及びＤＲＳ（Demodulation  Reference  Signal）などの参照信号を用いて、ユーザ端末１２０から送信局１１０へ向かうアップリンクのチャネル推定を実行する。
【００３３】
また、チャネル推定部２６０は、例えばＳＲＳ及びＤＲＳなどの参照信号を用いて、ユーザ端末１２０から送信された信号の送信局１１０における受信タイミングを検出する。このとき、チャネル推定部２６０は、ユーザ端末１２０及び送信局１１０の組み合わせごとに受信タイミングを検出する。チャネル推定部２６０が検出する受信タイミングは、ユーザ端末１２０と送信局１１０の間における伝搬遅延時間に対応する。すなわち、例えばユーザ端末１２０と送信局１１０の間の伝搬距離が大きく伝搬遅延時間が大きい場合には、このユーザ端末１２０及び送信局１１０の組み合わせに関しては、遅い受信タイミングが検出される。チャネル推定部２６０は、ユーザ端末１２０及び送信局１１０の組み合わせごとの受信タイミングをスケジューラ部２８０へ通知する。
【００３４】
受信処理部２７０は、チャネル推定部２６０によるチャネル推定結果を用いて受信データを復調し、受信データに含まれるＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びチャネル状態情報を取得する。そして、受信処理部２７０は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びチャネル状態情報をスケジューラ部２８０へ出力する。
【００３５】
スケジューラ部２８０は、ユーザ端末１２０それぞれに関する受信タイミング及びチャネル状態情報などに基づいて、同時にユーザデータの送信先となるユーザ端末１２０を決定するスケジューリングを実行する。すなわち、スケジューラ部２８０は、同時にユーザデータの送信先となる複数のユーザ端末１２０を決定し、これらのユーザ端末１２０へ信号を同時に送信する際のビームと各送信局１１０における送信タイミングとを決定する。
【００３６】
具体的には、スケジューラ部２８０は、図５に示すように、基準ＵＥ（User  Equipment）選択部２８１、メトリック算出部２８２、ＵＥ選択部２８３、ビーム決定部２８４及び送信タイミング決定部２８５を有する。
【００３７】
基準ＵＥ選択部２８１は、ユーザデータの送信先となるユーザ端末１２０であって、基準となる１つのユーザ端末１２０（以下「基準ＵＥ」という）を選択する。このとき、基準ＵＥ選択部２８１は、例えば受信処理部２７０から出力されるチャネル状態情報からＰＦ（Proportional  Fair）メトリックを求め、ＰＦメトリックが最大のユーザ端末１２０を基準ＵＥに選択しても良い。また、基準ＵＥ選択部２８１は、例えばラウンドロビン方式で順番に基準ＵＥを選択しても良い。さらに、基準ＵＥ選択部２８１は、例えば受信処理部２７０から出力されるＡＣＫ／ＮＡＣＫに基づいて、再送を要求するユーザ端末１２０を優先的に基準ＵＥに選択しても良い。
【００３８】
メトリック算出部２８２は、基準ＵＥからの信号の受信タイミングと他のユーザ端末１２０からの信号の受信タイミングとに基づいて、基準ＵＥと同時にユーザデータの送信先となるユーザ端末１２０を選択するためのメトリックを算出する。具体的には、メトリック算出部２８２は、各送信局１１０からの伝搬遅延差が各送信局１１０から基準ＵＥへの伝搬遅延差に近いユーザ端末１２０を選択するためのメトリックを算出する。したがって、メトリック算出部２８２は、例えば以下の式（１）によってユーザ端末１２０それぞれに関するメトリックMetric(k)を算出する。
【数１】
2018007118.tif 000003
【００３９】
上式（１）において、T(a,b)は、ユーザ端末（ＵＥ＃ｂ）から送信された信号の送信局（ＴＰ＃ａ）における受信タイミングを示す。したがって、式（１）は、送信局（ＴＰ＃１）を基準とした各送信局（ＴＰ＃ｎ）からユーザ端末（ＵＥ＃ｋ）への伝搬遅延差と各送信局（ＴＰ＃ｎ）から基準ＵＥ（ＵＥ＃１）への伝搬遅延差との差の合計をユーザ端末（ＵＥ＃ｋ）のメトリックMetric(k)とすることを示す。ユーザ端末１２０のメトリックが小さければ小さいほど、このユーザ端末１２０に対する複数の送信局１１０からの伝搬遅延差と基準ＵＥに対する複数の送信局１１０からの伝搬遅延差とが類似することになる。
【００４０】
ＵＥ選択部２８３は、メトリック算出部２８２によって算出されたメトリックに基づいて、基準ＵＥと同時にユーザデータの送信先となるユーザ端末１２０を選択する。すなわち、ＵＥ選択部２８３は、同時にユーザデータの送信先となる複数のユーザ端末１２０の組み合わせを選択する。このとき、ＵＥ選択部２８３は、メトリック算出部２８２によって算出されたメトリックが小さいユーザ端末１２０から順に所定数のユーザ端末１２０を選択する。ＵＥ選択部２８３が選択するユーザ端末１２０の数としては、例えばＭＵ−ＭＩＭＯの最大多重数を用いることができる。そして、ＵＥ選択部２８３は、選択したユーザ端末１２０と基準ＵＥとに対して同時にユーザデータを送信することを決定し、これらのユーザ端末１２０宛てのユーザデータ及び制御データを生成するようにユーザデータ生成部２１０−１〜２１０−Ｍ及び制御データ生成部２３０へ指示する。
【００４１】
ここで、ＵＥ選択部２８３によって選択されるユーザ端末１２０について、図６を参照して説明する。
【００４２】
図６に示すように、無線通信システム内に送信局（ＴＰ＃１）及び送信局（ＴＰ＃２）が配置され、これらの送信局とユーザ端末（ＵＥ＃１）及びユーザ端末（ＵＥ＃２）が無線通信するものとする。このとき、送信局（ＴＰ＃２）とユーザ端末（ＵＥ＃１）の間の伝搬路ｈ２１は、送信局（ＴＰ＃１）とユーザ端末（ＵＥ＃１）の間の伝搬路ｈ１１よりも長いため、ユーザ端末（ＵＥ＃１）においては、送信局（ＴＰ＃２）からの信号の方が伝搬遅延時間が大きくなる。そして、各送信局からユーザ端末（ＵＥ＃１）への伝搬遅延差は、図中太線で示したｈ２１とｈ１１の差分に相当する時間となる。
【００４３】
同様に、送信局（ＴＰ＃２）とユーザ端末（ＵＥ＃２）の間の伝搬路ｈ２２は、送信局（ＴＰ＃１）とユーザ端末（ＵＥ＃２）の間の伝搬路ｈ１２よりも長いため、ユーザ端末（ＵＥ＃２）においては、送信局（ＴＰ＃２）からの信号の方が伝搬遅延時間が大きくなる。そして、各送信局からユーザ端末（ＵＥ＃２）への伝搬遅延差は、図中太線で示したｈ２２とｈ１２の差分に相当する時間となる。
【００４４】
いま、ユーザ端末（ＵＥ＃１）を基準ＵＥとすると、基準ＵＥに関する各送信局からの伝搬遅延差（ここでは、ｈ２１の太線部分に相当）とユーザ端末（ＵＥ＃２）に関する各送信局からの伝搬遅延差（ここでは、ｈ２２の太線部分に相当）とが同程度であれば、ＵＥ選択部２８３は、ユーザ端末（ＵＥ＃２）を選択する。このように、ＵＥ選択部２８３が各送信局からの伝搬遅延差が類似するユーザ端末１２０の組み合わせを選択するため、伝搬遅延差に応じて送信局１１０からの送信タイミングを調整することにより、各送信局１１０からの信号がほぼ同時にそれぞれのユーザ端末１２０によって受信される。
【００４５】
すなわち、図６に示した例では、送信局（ＴＰ＃２）からの送信タイミングを図中の太線に対応する伝搬遅延差の分だけ遅延させることで、送信局（ＴＰ＃１）及び送信局（ＴＰ＃２）から送信される信号がユーザ端末（ＵＥ＃１）及びユーザ端末（ＵＥ＃２）の双方によってほぼ同時に受信され、実際の伝搬遅延差を共通して小さくすることができる。
【００４６】
図５に戻って、ビーム決定部２８４は、ＵＥ選択部２８３によって選択された組み合わせのユーザ端末１２０に対して同時に信号を送信するためのビームを決定し、このビームを形成するための送信ウェイトを求める。すなわち、ビーム決定部２８４は、例えば信号の到来方向推定によって、ＵＥ選択部２８３によって選択されたそれぞれのユーザ端末１２０の方向を推定し、これらのユーザ端末１２０の方向の利得が大きくなるビームを決定する。
【００４７】
そして、ビーム決定部２８４は、決定したビームを形成するためのユーザ端末１２０ごとの送信ウェイトを算出する。このとき、ビーム決定部２８４は、ユーザデータの周波数ごとに送信ウェイトを算出しても良い。ただし、ＵＥ選択部２８３によって、伝搬遅延差が類似するユーザ端末１２０の組み合わせが選択されているため、ビーム決定部２８４は、比較的低い周波数分解能で送信ウェイトを算出すれば良い。ビーム決定部２８４は、算出した送信ウェイトを示すウェイト情報をウェイト乗算部２２０へ出力する。
【００４８】
送信タイミング決定部２８５は、ＵＥ選択部２８３によって選択された組み合わせのユーザ端末１２０に対して同時に信号を送信するために、これらのユーザ端末１２０へ信号を送信する送信局１１０それぞれの送信タイミングを決定する。すなわち、送信タイミング決定部２８５は、各送信局１１０について、ユーザ端末１２０までの伝搬遅延差に対応する時間だけ送信タイミングを調整し、ユーザ端末１２０においてほぼ同時に信号が受信されるように各送信局１１０からの送信タイミングを決定する。送信タイミング決定部２８５は、決定した送信タイミングを示すタイミング情報をそれぞれの送信局１１０に対応する送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎへ出力する。
【００４９】
次いで、上記のように構成されたベースバンド処理装置１００による送信制御方法について、図７に示すフロー図を参照しながら説明する。
【００５０】
ベースバンド処理装置１００に接続する送信局１１０は、無線通信相手のユーザ端末１２０から送信された信号を受信し、受信データをベースバンド処理装置１００へ送出する。この受信データは、チャネル推定部２６０へ入力され、受信データに含まれるＳＲＳ及びＤＲＳなどの参照信号が用いられることにより、それぞれのユーザ端末１２０及び送信局１１０の間の伝搬遅延時間に相当する受信タイミングが検出される。検出された受信タイミングは、スケジューラ部２８０へ通知される。
【００５１】
また、受信処理部２７０によって受信データが復調されることにより、ユーザ端末１２０が報告するダウンリンクのチャネル状態情報が取得される。チャネル状態情報は、スケジューラ部２８０へ出力される。
【００５２】
そして、スケジューラ部２８０の基準ＵＥ選択部２８１によって、チャネル状態情報が用いられることにより、基準ＵＥが選択される（ステップＳ１０１）。すなわち、送信局１１０及びユーザ端末１２０の組み合わせごとのダウンリンクのチャネル状態から、例えばＰＦメトリックがユーザ端末１２０ごとに求められ、ＰＦメトリックが最大のユーザ端末１２０が基準ＵＥに選択される。ＰＦメトリックによって基準ＵＥを選択することにより、ユーザ端末１２０それぞれに対して公平にユーザデータが送信される。
【００５３】
なお、基準ＵＥの選択にあたっては、例えばラウンドロビン方式で順番に基準ＵＥが選択されても良いし、ＡＣＫ／ＮＡＣＫに基づいて、再送を要求するユーザ端末１２０を優先的に基準ＵＥとしても良い。
【００５４】
基準ＵＥが選択されると、メトリック算出部２８２によって、各ユーザ端末１２０における複数の送信局１１０からの伝搬遅延差と基準ＵＥにおける複数の送信局１１０からの伝搬遅延差とに基づくメトリックが算出される（ステップＳ１０２）。すなわち、ユーザ端末１２０ごとに、複数の送信局１１０からの伝搬遅延差が基準ＵＥと類似するか否かを判定するためのメトリックが算出される。
【００５５】
具体的には、ユーザ端末１２０から送信された信号の送信局１１０における受信タイミングは、アップリンクとダウンリンクの伝搬路の対称性により、送信局１１０からユーザ端末１２０への伝搬遅延時間に対応する。そこで、チャネル推定部２６０によって検出された受信タイミングを用いて、上式（１）のメトリックがユーザ端末１２０ごとに算出される。メトリックが１つのユーザ端末１２０について算出されると、メトリック算出部２８２によって、すべてのユーザ端末１２０についてメトリックの算出が完了したか否かが判断される（ステップＳ１０３）。この判断の結果、メトリックが算出されていないユーザ端末１２０がある間は（ステップＳ１０３Ｎｏ）、メトリックの算出が繰り返される。
【００５６】
そして、すべてのユーザ端末１２０についてメトリックの算出が完了すると（ステップＳ１０３Ｙｅｓ）、ＵＥ選択部２８３によって、メトリックが小さい方から所定数のユーザ端末１２０が選択される（ステップＳ１０４）。上式（１）のメトリックは、それぞれのユーザ端末１２０について、伝搬遅延差が基準ＵＥと類似しているほど小さい値となるため、メトリックが小さいユーザ端末１２０を選択することにより、伝搬遅延差が基準ＵＥと類似するユーザ端末１２０が選択されることになる。
【００５７】
そして、ＵＥ選択部２８３からユーザデータ生成部２１０−１〜２１０−Ｍに対して、選択されたユーザ端末１２０及び基準ＵＥ宛てのユーザデータを生成するように指示が出される（ステップＳ１０５）。同様に、ＵＥ選択部２８３から制御データ生成部２３０に対して、選択されたユーザ端末１２０及び基準ＵＥ宛ての制御データを生成するように指示が出される。
【００５８】
また、ビーム決定部２８４によって、ＵＥ選択部２８３によって選択された組み合わせのユーザ端末１２０の方向の利得が大きいビームが決定され、決定されたビームを形成するための送信ウェイトが算出される。算出された送信ウェイトを示すウェイト情報は、ウェイト乗算部２２０へ出力され、ビームを生成するように指示される（ステップＳ１０６）。そして、ウェイト乗算部２２０によって、ユーザデータ生成部２１０−１〜２１０−Ｍによって生成されたユーザデータそれぞれに送信ウェイトが乗算され、ユーザデータが送信局１１０ごとの送信処理部２４０−１〜２４０−Ｎによって送信処理される。
【００５９】
さらに、送信タイミング決定部２８５によって、ＵＥ選択部２８３によって選択された組み合わせのユーザ端末１２０に対して同時に信号を送信するために、送信局１１０それぞれの送信タイミングが決定される。決定された送信タイミングを示すタイミング情報は、送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎへ出力され、各送信局１１０からの送信タイミングを調整するように指示される（ステップＳ１０７）。この指示を受け、送信処理された送信データの送信タイミングが送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎによって制御され、それぞれの送信局１１０へ送出される。
【００６０】
このようにして送出された送信データは、各送信局１１０から調整された送信タイミングで無線送信され、各ユーザ端末１２０によって受信される。このとき、送信局１１０ごとの送信タイミングが調整されているため、各ユーザ端末１２０においては、複数の送信局１１０からの送信データがほぼ同時に受信される。
【００６１】
また、本実施の形態においては、伝搬遅延差が類似するユーザ端末１２０宛てのユーザデータも各送信局１１０から同時に送信されている。しかしながら、本実施の形態においては、伝搬遅延差が類似するユーザ端末１２０が同時に送信先として選択されているため、送信ウェイトによる位相調整によって、他のユーザ端末１２０宛てのユーザデータによる干渉が十分に低減される。すなわち、伝搬遅延差が類似するユーザ端末１２０が同時に送信先として選択されるため、類似する伝搬遅延差に応じて送信タイミングを調整することにより、各ユーザ端末１２０における実際の伝搬遅延差を共通して小さくすることができる。この結果、伝搬遅延差に起因する周波数領域での受信位相差の変動が小さく、例えばユーザデータの全帯域などのように、比較的広帯域の部分に対して共通の送信ウェイトが乗算されても、他のユーザ端末１２０宛てのユーザデータによる干渉が十分に低減される。
【００６２】
言い換えれば、例えば図８に実線で示すように、伝搬遅延差が類似するユーザ端末１２０に対して同時にユーザデータを送信する場合には、送信ウェイトを乗算する際の周波数分解能を低くしても、通信効率を示すチャネル容量の低下は小さくて済む。これに対して、例えば図８に破線で示すように、伝搬遅延差が類似しないユーザ端末１２０に対して同時にユーザデータを送信する場合には、周波数分解能を高くすればチャネル容量も高くなるものの、周波数分解能を低くするとチャネル容量も大きく低下する。したがって、所望のチャネル容量を達成するためには、本実施の形態のように、伝搬遅延差が類似するユーザ端末１２０に対して同時にユーザデータを送信する方が、低い周波数分解能で送信ウェイトを算出すれば済み、処理量の増大を抑制することができる。
【００６３】
以上のように、本実施の形態によれば、各ユーザ端末における複数の送信局からの伝搬遅延差に着目したメトリックを用いて、伝搬遅延差が同程度のユーザ端末の組み合わせを選択する。そして、選択された組み合わせのユーザ端末に対して、送信タイミングを調整した上で複数の送信局から信号を送信させる。このため、送信タイミングの調整により、選択されたすべてのユーザ端末における実際の伝搬遅延差を共通して小さくすることができ、伝搬遅延差に起因する周波数領域での受信位相差の変動を小さくすることができる。この結果、低い周波数分解能で送信ウェイトを生成してもユーザ端末間の干渉を低減することができ、処理量の増大を抑制して効率的に干渉を低減することができる。
【００６４】
（実施の形態２）
実施の形態２の特徴は、同一の送信局から各ユーザ端末までの伝搬遅延時間の差に着目したメトリックを用いて、伝搬遅延差が同程度のユーザ端末の組み合わせを選択する点である。
【００６５】
実施の形態２に係る無線通信システムの構成は、実施の形態１（図１）と同じであるため、その説明を省略する。また、実施の形態２に係るベースバンド処理装置１００の構成は、実施の形態１（図２）と同じであるため、その説明を省略する。実施の形態２においては、スケジューラ部２８０のメトリック算出部２８２が算出するメトリックが実施の形態１とは異なる。
【００６６】
実施の形態２においては、メトリック算出部２８２は、それぞれの送信局１１０からの伝搬遅延時間が、同じ送信局１１０から基準ＵＥへの伝搬遅延時間と同程度のユーザ端末１２０を選択するためのメトリックを算出する。したがって、メトリック算出部２８２は、例えば以下の式（２）によってユーザ端末１２０それぞれに関するメトリックMetric(k)を算出する。
【数２】
2018007118.tif 000004
【００６７】
上式（２）において、T(a,b)は、ユーザ端末（ＵＥ＃ｂ）から送信された信号の送信局（ＴＰ＃ａ）における受信タイミングを示す。したがって、式（２）は、各送信局（ＴＰ＃ｎ）からユーザ端末（ＵＥ＃ｋ）への伝搬遅延時間と各送信局（ＴＰ＃ｎ）から基準ＵＥ（ＵＥ＃１）への伝搬遅延時間との差の合計をユーザ端末（ＵＥ＃ｋ）のメトリックMetric(k)とすることを示す。ユーザ端末１２０のメトリックが小さければ小さいほど、このユーザ端末１２０に対する各送信局１１０からの伝搬遅延時間が基準ＵＥに対する伝搬遅延時間と類似し、結果として、このユーザ端末１２０に関する伝搬遅延差と基準ＵＥに関する伝搬遅延差とが類似することになる。
【００６８】
ここで、実施の形態２に係るメトリックを用いて選択されるユーザ端末１２０について、図９を参照して説明する。
【００６９】
図９に示すように、無線通信システム内に送信局（ＴＰ＃１）及び送信局（ＴＰ＃２）が配置され、これらの送信局とユーザ端末（ＵＥ＃１）及びユーザ端末（ＵＥ＃２）が無線通信するものとする。このとき、上述した式（２）のメトリックは、送信局（ＴＰ＃１）からユーザ端末（ＵＥ＃１）及びユーザ端末（ＵＥ＃２）までの間の伝搬路ｈ１１及びｈ１２における伝搬遅延時間の差のように、１つの送信局１１０から各ユーザ端末１２０までの伝搬遅延時間の差を合計するものである。
【００７０】
いま、ユーザ端末（ＵＥ＃１）を基準ＵＥとすると、上式（２）のメトリックが小さいということは、以下のことを意味する。すなわち、送信局（ＴＰ＃１）から基準ＵＥ及びユーザ端末（ＵＥ＃２）までの伝搬遅延時間の差（ここでは、ｈ１１とｈ１２の差に相当）が小さく、かつ、送信局（ＴＰ＃２）から基準ＵＥ及びユーザ端末（ＵＥ＃２）までの伝搬遅延時間の差（ここでは、ｈ２１とｈ２２の差に相当）が小さい。したがって、上式（２）のメトリックが小さいユーザ端末（ＵＥ＃２）であれば、その各送信局からの伝搬遅延差（ここでは、ｈ１２とｈ２２の差に相当）が基準ＵＥに関する伝搬遅延差（ここでは、ｈ１１とｈ２１の差に相当）と同程度になる。そこで、実施の形態２においては、ＵＥ選択部２８３は、上式（２）のメトリックが小さいユーザ端末１２０から順に所定数のユーザ端末１２０を選択する。
【００７１】
次いで、実施の形態２に係る送信制御方法について、図１０に示すフロー図を参照しながら説明する。図１０において、図７と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【００７２】
実施の形態１と同様に、各送信局１１０からベースバンド処理装置１００へ送出された受信データから、それぞれのユーザ端末１２０及び送信局１１０の間の伝搬遅延時間に相当する受信タイミングが検出され、スケジューラ部２８０へ通知される。また、受信処理部２７０によって受信データが復調されることにより、ユーザ端末１２０が報告するダウンリンクのチャネル状態情報が取得され、スケジューラ部２８０へ出力される。
【００７３】
そして、スケジューラ部２８０の基準ＵＥ選択部２８１によって、チャネル状態情報が用いられることにより、基準ＵＥが選択される（ステップＳ１０１）。基準ＵＥが選択されると、メトリック算出部２８２によって、それぞれの送信局１１０を基準とした、各ユーザ端末１２０に関する受信タイミングと基準ＵＥに関する受信タイミングとに基づくメトリックが算出される（ステップＳ２０１）。すなわち、ユーザ端末１２０ごとに、それぞれの送信局１１０からの伝搬遅延時間が基準ＵＥと同程度であり、複数の送信局１１０からの伝搬遅延差が基準ＵＥと類似するか否かを判定するためのメトリックが算出される。
【００７４】
具体的には、チャネル推定部２６０によって検出された受信タイミングを用いて、上式（２）のメトリックがユーザ端末１２０ごとに算出される。メトリックが１つのユーザ端末１２０について算出されると、メトリック算出部２８２によって、すべてのユーザ端末１２０についてメトリックの算出が完了したか否かが判断される（ステップＳ１０３）。この判断の結果、メトリックが算出されていないユーザ端末１２０がある間は（ステップＳ１０３Ｎｏ）、メトリックの算出が繰り返される。
【００７５】
そして、すべてのユーザ端末１２０についてメトリックの算出が完了すると（ステップＳ１０３Ｙｅｓ）、ＵＥ選択部２８３によって、メトリックが小さい方から所定数のユーザ端末１２０が選択される（ステップＳ１０４）。上式（２）のメトリックは、それぞれのユーザ端末１２０について、伝搬遅延差が基準ＵＥと類似しているほど小さい値となるため、メトリックが小さいユーザ端末１２０を選択することにより、伝搬遅延差が基準ＵＥと類似するユーザ端末１２０が選択されることになる。
【００７６】
そして、ＵＥ選択部２８３からユーザデータ生成部２１０−１〜２１０−Ｍ及び制御データ生成部２３０に対して、選択されたユーザ端末１２０及び基準ＵＥ宛てのユーザデータ及び制御データを生成するように指示が出される（ステップＳ１０５）。また、ビーム決定部２８４からウェイト乗算部２２０に対して、ＵＥ選択部２８３によって選択された組み合わせのユーザ端末１２０の方向の利得が大きいビームを生成するように指示される（ステップＳ１０６）。さらに、送信タイミング決定部２８５から送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎに対して、各送信局１１０からの送信タイミングを調整するように指示される（ステップＳ１０７）。この指示を受け、送信処理された送信データの送信タイミングが送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎによって制御され、それぞれの送信局１１０へ送出される。
【００７７】
このようにして送出された送信データは、各送信局１１０から調整された送信タイミングで無線送信され、各ユーザ端末１２０によって受信される。このとき、送信局１１０ごとの送信タイミングが調整されているため、各ユーザ端末１２０においては、複数の送信局１１０からの送信データがほぼ同時に受信される。
【００７８】
また、本実施の形態においては、伝搬遅延差が類似するユーザ端末１２０宛てのユーザデータも各送信局１１０から同時に送信されている。しかしながら、本実施の形態においては、伝搬遅延差が類似するユーザ端末１２０が同時に送信先として選択されているため、送信ウェイトによる位相調整によって、他のユーザ端末１２０宛てのユーザデータによる干渉が十分に低減される。すなわち、伝搬遅延差が類似するユーザ端末１２０が同時に送信先として選択されるため、類似する伝搬遅延差に応じて送信タイミングを調整することにより、各ユーザ端末１２０における実際の伝搬遅延差を共通して小さくすることができる。この結果、伝搬遅延差に起因する周波数領域での受信位相差の変動が小さく、例えばユーザデータの全帯域などのように、比較的広帯域の部分に対して共通の送信ウェイトが乗算されても、他のユーザ端末１２０宛てのユーザデータによる干渉が十分に低減される。
【００７９】
以上のように、本実施の形態によれば、同一の送信局から各ユーザ端末までの伝搬遅延時間の差に着目したメトリックを用いて、伝搬遅延差が同程度のユーザ端末の組み合わせを選択する。そして、選択された組み合わせのユーザ端末に対して、送信タイミングを調整した上で複数の送信局から信号を送信させる。このため、送信タイミングの調整により、選択されたすべてのユーザ端末における実際の伝搬遅延差を共通して小さくすることができ、伝搬遅延差に起因する周波数領域での受信位相差の変動を小さくすることができる。この結果、低い周波数分解能で送信ウェイトを生成してもユーザ端末間の干渉を低減することができ、処理量の増大を抑制して効率的に干渉を低減することができる。
【００８０】
なお、上記実施の形態１、２においては、式（１）、（２）に示したメトリック以外のメトリックを用いることも可能である。例えば、式（１）の代わりに、以下の式（３）のメトリックを用いても良い。
【数３】
2018007118.tif 000005
【００８１】
式（３）において、αは所定の整数であり、伝搬遅延差の差の絶対値を累乗したものを合計してユーザ端末（ＵＥ＃ｋ）のメトリックMetric(k)とする。このように累乗することにより、伝搬遅延差の差が大きくなる送信局１１０の影響を強調することができる。
【００８２】
（実施の形態３）
実施の形態３の特徴は、メトリックと所定の閾値とを比較し、メトリックが所定の基準を満たすユーザ端末の組み合わせを選択する点である。
【００８３】
実施の形態３に係る無線通信システムの構成は、実施の形態１（図１）と同じであるため、その説明を省略する。また、実施の形態３に係るベースバンド処理装置１００の構成は、実施の形態１（図２）と同じであるため、その説明を省略する。実施の形態３においては、スケジューラ部２８０のＵＥ選択部２８３がユーザ端末１２０を選択する基準が実施の形態１とは異なる。
【００８４】
実施の形態３においては、ＵＥ選択部２８３は、メトリック算出部２８２によって算出されたメトリックを所定の閾値と比較し、メトリックが所定の閾値未満のユーザ端末１２０を抽出する。そして、ＵＥ選択部２８３は、抽出されたユーザ端末１２０から、メトリックが小さい順に所定数のユーザ端末１２０を選択する。
【００８５】
次いで、実施の形態３に係る送信制御方法について、図１１に示すフロー図を参照しながら説明する。図１１において、図７と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【００８６】
実施の形態１と同様に、各送信局１１０からベースバンド処理装置１００へ送出された受信データから、それぞれのユーザ端末１２０及び送信局１１０の間の伝搬遅延時間に相当する受信タイミングが検出され、スケジューラ部２８０へ通知される。また、受信処理部２７０によって受信データが復調されることにより、ユーザ端末１２０が報告するダウンリンクのチャネル状態情報が取得され、スケジューラ部２８０へ出力される。
【００８７】
そして、スケジューラ部２８０の基準ＵＥ選択部２８１によって、チャネル状態情報が用いられることにより、基準ＵＥが選択される（ステップＳ１０１）。基準ＵＥが選択されると、メトリック算出部２８２によって、各ユーザ端末１２０における複数の送信局１１０からの伝搬遅延差と基準ＵＥにおける複数の送信局１１０からの伝搬遅延差とに基づくメトリックが算出される（ステップＳ１０２）。メトリックが１つのユーザ端末１２０について算出されると、メトリック算出部２８２によって、すべてのユーザ端末１２０についてメトリックの算出が完了したか否かが判断される（ステップＳ１０３）。この判断の結果、メトリックが算出されていないユーザ端末１２０がある間は（ステップＳ１０３Ｎｏ）、メトリックの算出が繰り返される。
【００８８】
そして、すべてのユーザ端末１２０についてメトリックの算出が完了すると（ステップＳ１０３Ｙｅｓ）、ＵＥ選択部２８３によって、各ユーザ端末１２０のメトリックと所定の閾値とが比較され、メトリックが所定の閾値未満のユーザ端末１２０が抽出される（ステップＳ３０１）。その後、抽出されたユーザ端末１２０の中から、メトリックが小さい順に所定数のユーザ端末１２０が選択される（ステップＳ１０４）。このように、メトリックと所定の閾値との比較により、選択されるユーザ端末１２０のメトリックに絶対的な基準を設けることにより、確実に基準ＵＥと伝搬遅延差が類似するユーザ端末１２０を選択することができる。
【００８９】
そして、ＵＥ選択部２８３からユーザデータ生成部２１０−１〜２１０−Ｍ及び制御データ生成部２３０に対して、選択されたユーザ端末１２０及び基準ＵＥ宛てのユーザデータ及び制御データを生成するように指示が出される（ステップＳ１０５）。また、ビーム決定部２８４からウェイト乗算部２２０に対して、ＵＥ選択部２８３によって選択された組み合わせのユーザ端末１２０の方向の利得が大きいビームを生成するように指示される（ステップＳ１０６）。さらに、送信タイミング決定部２８５から送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎに対して、各送信局１１０からの送信タイミングを調整するように指示される（ステップＳ１０７）。この指示を受け、送信処理された送信データの送信タイミングが送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎによって制御され、それぞれの送信局１１０へ送出される。
【００９０】
以上のように、本実施の形態によれば、メトリックと所定の閾値との比較により、基準を満たすメトリックに対応するユーザ端末を抽出した上で、抽出されたユーザ端末の中から同時に送信先となるユーザ端末の組み合わせを選択する。このため、確実に伝搬遅延差が類似するユーザ端末の組み合わせを選択することができ、各送信局からの実際の伝搬遅延差を共通して小さくして、伝搬遅延差に起因する周波数領域での受信位相差の変動を小さくすることができる。この結果、低い周波数分解能で送信ウェイトを生成してもユーザ端末間の干渉を低減することができ、処理量の増大を抑制して効率的に干渉を低減することができる。
【００９１】
（実施の形態４）
実施の形態４の特徴は、メトリックが所定の基準を満たすユーザ端末の数をカウントしていき、カウント数が所定数に到達した時点でメトリックの算出を中止する点である。
【００９２】
実施の形態４に係る無線通信システムの構成は、実施の形態１（図１）と同じであるため、その説明を省略する。また、実施の形態４に係るベースバンド処理装置１００の構成は、実施の形態１（図２）と同じであるため、その説明を省略する。実施の形態４においては、スケジューラ部２８０のメトリック算出部２８２がメトリックの算出を繰り返す条件が実施の形態１とは異なる。
【００９３】
実施の形態４においては、メトリック算出部２８２は、例えば実施の形態１及び実施の形態２において説明したメトリックをユーザ端末１２０ごとに算出し、メトリックが所定の閾値未満となるユーザ端末１２０の数をカウントする。そして、メトリック算出部２８２は、カウントされたユーザ端末の数が所定数に到達すると、その時点でメトリックの算出を中止し、カウントされたユーザ端末を選択するようにＵＥ選択部２８３へ指示する。
【００９４】
次いで、実施の形態４に係る送信制御方法について、図１２に示すフロー図を参照しながら説明する。図１２において、図７と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【００９５】
実施の形態１と同様に、各送信局１１０からベースバンド処理装置１００へ送出された受信データから、それぞれのユーザ端末１２０及び送信局１１０の間の伝搬遅延時間に相当する受信タイミングが検出され、スケジューラ部２８０へ通知される。また、受信処理部２７０によって受信データが復調されることにより、ユーザ端末１２０が報告するダウンリンクのチャネル状態情報が取得され、スケジューラ部２８０へ出力される。
【００９６】
そして、スケジューラ部２８０の基準ＵＥ選択部２８１によって、チャネル状態情報が用いられることにより、基準ＵＥが選択される（ステップＳ１０１）。基準ＵＥが選択されると、メトリック算出部２８２によって、各ユーザ端末１２０における複数の送信局１１０からの伝搬遅延差と基準ＵＥにおける複数の送信局１１０からの伝搬遅延差とに基づくメトリックが算出される（ステップＳ１０２）。メトリックが１つのユーザ端末１２０について算出されると、このユーザ端末１２０に関するメトリックが所定の閾値と比較され、メトリックが所定の閾値未満のユーザ端末１２０の数がカウントされる（ステップＳ４０１）。
【００９７】
すなわち、実施の形態４においては、ユーザ端末１２０についてのメトリックが算出される度に、メトリックが所定の閾値未満であるか否かが判定され、メトリックが所定の閾値未満であり、基準ＵＥと伝搬遅延差が類似するユーザ端末１２０の数がカウントされる。そして、メトリック算出部２８２によって、カウントされたユーザ端末１２０の数が所定数に到達したか否かが判定される（ステップＳ４０２）。この判定の結果、メトリックが所定の閾値未満のユーザ端末数が所定数に到達していない間は（ステップＳ４０２Ｎｏ）、メトリックの算出が繰り返される。
【００９８】
一方、メトリックが所定の閾値未満のユーザ端末数が所定数に到達すると（ステップＳ４０２Ｙｅｓ）、メトリックが所定の閾値未満のユーザ端末１２０がＵＥ選択部２８３へ通知され、通知されたユーザ端末１２０がＵＥ選択部２８３によって選択される。このように、メトリックが所定の閾値未満のユーザ端末数が所定数に到達した時点で、これらのユーザ端末１２０が選択される。このため、すべてのユーザ端末１２０についてメトリックが算出されることがなく、メトリックを算出する処理量を削減できるとともに、短時間で基準ＵＥと伝搬遅延差が類似するユーザ端末１２０を選択することができる。
【００９９】
そして、ＵＥ選択部２８３からユーザデータ生成部２１０−１〜２１０−Ｍ及び制御データ生成部２３０に対して、選択されたユーザ端末１２０及び基準ＵＥ宛てのユーザデータ及び制御データを生成するように指示が出される（ステップＳ１０５）。また、ビーム決定部２８４からウェイト乗算部２２０に対して、ＵＥ選択部２８３によって選択された組み合わせのユーザ端末１２０の方向の利得が大きいビームを生成するように指示される（ステップＳ１０６）。さらに、送信タイミング決定部２８５から送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎに対して、各送信局１１０からの送信タイミングを調整するように指示される（ステップＳ１０７）。この指示を受け、送信処理された送信データの送信タイミングが送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎによって制御され、それぞれの送信局１１０へ送出される。
【０１００】
以上のように、本実施の形態によれば、ユーザ端末ごとにメトリックを算出し、メトリックが所定の閾値未満のユーザ端末数が所定数に到達した時点で、メトリックの算出を中止して、同時に送信先となるユーザ端末の組み合わせを選択する。このため、早期に伝搬遅延差が類似するユーザ端末の組み合わせを選択することができ、メトリック算出に係る処理量を削減することができる。
【０１０１】
（実施の形態５）
実施の形態５の特徴は、メトリックに基づいて所定数のユーザ端末を選択した後、スループットが高くなるように、同時に送信先となるユーザ端末の組み合わせを決定する点である。
【０１０２】
実施の形態５に係る無線通信システムの構成は、実施の形態１（図１）と同じであるため、その説明を省略する。また、実施の形態５に係るベースバンド処理装置１００の構成は、実施の形態１（図２）と同じであるため、その説明を省略する。実施の形態５においては、スケジューラ部２８０のＵＥ選択部２８３がユーザ端末１２０を選択する基準が実施の形態１とは異なる。
【０１０３】
実施の形態５においては、ＵＥ選択部２８３は、メトリック算出部２８２によって算出されたメトリックが小さいユーザ端末１２０から順に所定数のユーザ端末１２０を選択する。そして、ＵＥ選択部２８３は、選択したユーザ端末１２０の組み合わせのうち、期待されるスループットが最も高くなる組み合わせを決定する。すなわち、ＵＥ選択部２８３は、メトリックに基づいて選択されたユーザ端末１２０の組み合わせのうち所望の数のユーザ端末１２０の組み合わせそれぞれについて、同時に送信先とする場合のスループットを算出する。そして、ＵＥ選択部２８３は、期待されるスループットが最も高くなるユーザ端末１２０の組み合わせを決定し、この組み合わせに対してユーザデータを同時に送信することを決定する。
【０１０４】
次いで、実施の形態５に係る送信制御方法について、図１３に示すフロー図を参照しながら説明する。図１３において、図７と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【０１０５】
実施の形態１と同様に、各送信局１１０からベースバンド処理装置１００へ送出された受信データから、それぞれのユーザ端末１２０及び送信局１１０の間の伝搬遅延時間に相当する受信タイミングが検出され、スケジューラ部２８０へ通知される。また、受信処理部２７０によって受信データが復調されることにより、ユーザ端末１２０が報告するダウンリンクのチャネル状態情報が取得され、スケジューラ部２８０へ出力される。
【０１０６】
そして、スケジューラ部２８０の基準ＵＥ選択部２８１によって、チャネル状態情報が用いられることにより、基準ＵＥが選択される（ステップＳ１０１）。基準ＵＥが選択されると、メトリック算出部２８２によって、各ユーザ端末１２０における複数の送信局１１０からの伝搬遅延差と基準ＵＥにおける複数の送信局１１０からの伝搬遅延差とに基づくメトリックが算出される（ステップＳ１０２）。メトリックが１つのユーザ端末１２０について算出されると、メトリック算出部２８２によって、すべてのユーザ端末１２０についてメトリックの算出が完了したか否かが判断される（ステップＳ１０３）。この判断の結果、メトリックが算出されていないユーザ端末１２０がある間は（ステップＳ１０３Ｎｏ）、メトリックの算出が繰り返される。
【０１０７】
そして、すべてのユーザ端末１２０についてメトリックの算出が完了すると（ステップＳ１０３Ｙｅｓ）、ＵＥ選択部２８３によって、メトリックが小さい順に所定数のユーザ端末１２０が選択される（ステップＳ１０４）。さらに、ＵＥ選択部２８３によって、選択されたユーザ端末１２０の組み合わせそれぞれについて、同時にユーザデータの送信先とした場合に期待されるスループットが算出され、スループットが最も高くなる組み合わせが決定される（ステップＳ５０１）。このように、スループットに基づいてユーザ端末１２０の組み合わせが決定されることにより、干渉を低減すると同時に、スループットを向上することが可能となる。
【０１０８】
そして、ＵＥ選択部２８３からユーザデータ生成部２１０−１〜２１０−Ｍ及び制御データ生成部２３０に対して、決定された組み合わせのユーザ端末１２０及び基準ＵＥ宛てのユーザデータ及び制御データを生成するように指示が出される（ステップＳ１０５）。また、ビーム決定部２８４からウェイト乗算部２２０に対して、ＵＥ選択部２８３によって決定された組み合わせのユーザ端末１２０の方向の利得が大きいビームを生成するように指示される（ステップＳ１０６）。さらに、送信タイミング決定部２８５から送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎに対して、各送信局１１０からの送信タイミングを調整するように指示される（ステップＳ１０７）。この指示を受け、送信処理された送信データの送信タイミングが送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎによって制御され、それぞれの送信局１１０へ送出される。
【０１０９】
以上のように、本実施の形態によれば、メトリックに基づいて選択されたユーザ端末の組み合わせのうち期待されるスループットを最も高くする組み合わせを決定する。このため、干渉を低減すると同時に、スループットを向上することができる。
【０１１０】
なお、上記実施の形態１〜５に係るベースバンド処理装置１００、送信局１１０及びユーザ端末１２０は、例えば図１４に示すハードウェア構成を有する。
【０１１１】
ベースバンド処理装置１００は、ネットワークインタフェース（Network  Interface：ＮＩＦ）回路１０１、プロセッサ１０２、メモリ１０３及び送受信回路１０４を有する。ＮＩＦ回路１０１は、例えば基幹ネットワークのゲートウェイ装置など上位装置に接続するインタフェース回路である。
【０１１２】
プロセッサ１０２は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）又はＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）などを備え、メモリ１０３を利用して種々の処理を実行する。プロセッサ１０２は、例えば図２に示したユーザデータ生成部２１０−１〜２１０−Ｍ、ウェイト乗算部２２０、制御データ生成部２３０及びスケジューラ部２８０などの処理部に対応する。
【０１１３】
メモリ１０３は、例えばＲＡＭ（Random  Access  Memory）又はＲＯＭ（Read  Only  Memory）などを備え、プロセッサ１０２による処理に用いられる種々の情報を記憶する。
【０１１４】
送受信回路１０４は、例えば光ファイバを介して送信局１１０と接続するインタフェース回路であり、送信局１１０との間でベースバンド信号を送受信する。送受信回路１０４は、例えば図２に示した送信処理部２４０−１〜２４０−Ｎ、送信タイミング制御部２５０−１〜２５０−Ｎ、チャネル推定部２６０及び受信処理部２７０などの処理部に対応する。
【０１１５】
送信局１１０は、送受信回路１１１及び無線処理回路１１２を有する。送受信回路１１１は、例えば光ファイバを介してベースバンド処理装置１００と接続するインタフェース回路であり、ベースバンド処理装置１００との間でベースバンド信号を送受信する。
【０１１６】
無線処理回路１１２は、送受信回路１１１によって受信されたベースバンド信号に対して、例えばＤ／Ａ変換及びアップコンバートなどの無線送信処理を施し、アンテナを介してユーザ端末１２０へ送信する。また、無線処理回路１１２は、アンテナを介してユーザ端末１２０から受信された受信信号に対して、例えばダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換などの無線受信処理を施し、送受信回路１１１へ出力する。
【０１１７】
ユーザ端末１２０は、無線処理回路１２１、プロセッサ１２２及びメモリ１２３を有する。無線処理回路１２１は、アンテナを介して送信局１１０から受信された受信信号に対して、例えばダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換などの無線受信処理を施し、プロセッサ１２２へ出力する。また、無線処理回路１２１は、プロセッサ１２２によって生成されるベースバンド信号に対して、例えばＤ／Ａ変換及びアップコンバートなどの無線送信処理を施し、アンテナを介して送信局１１０へ送信する。
【０１１８】
プロセッサ１２２は、例えばＣＰＵ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰなどを備え、メモリ１２３を利用して種々の処理を実行する。すなわち、プロセッサ１２２は、例えば無線処理回路１２１によって受信された受信信号を復調及び復号したり、アップリンクの送信データを含むベースバンド信号を生成したりする。
【０１１９】
メモリ１２３は、例えばＲＡＭ又はＲＯＭなどを備え、プロセッサ１２２による処理に用いられる種々の情報を記憶する。
【０１２０】
なお、図１４に示したハードウェア構成は一例に過ぎず、ベースバンド処理装置１００、送信局１１０及びユーザ端末１２０は、他の物理的構成を有していても良い。例えば、送信局１１０は、送受信回路１１１及び無線処理回路１１２に加えてプロセッサを有し、プロセッサがプリディストーション方式の歪み補償を実行する構成などとしても良い。また、図１４においては、ベースバンド処理装置１００と送信局１１０を別体として示したが、ベースバンド処理装置１００と送信局１１０を一体化して基地局装置を構成することも可能である。このような基地局装置においても、上記各実施の形態と同様の送信制御方法を実行することが可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
２１０−１〜２１０−Ｍ  ユーザデータ生成部
２１１  誤り訂正符号化部
２１２  変調部
２２０  ウェイト乗算部
２３０  制御データ生成部
２４０−１〜２４０−Ｎ  送信処理部
２４１  チャネル多重部
２４２  ＩＦＦＴ部
２４３  ＣＰ付加部
２５０−１〜２５０−Ｎ  送信タイミング制御部
２６０  チャネル推定部
２７０  受信処理部
２８０  スケジューラ部
２８１  基準ＵＥ選択部
２８２  メトリック算出部
２８３  ＵＥ選択部
２８４  ビーム決定部
２８５  送信タイミング決定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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