(57)【要約】【課題】無線局間の干渉の増大を抑制すること。【解決手段】送信制御装置は、メモリと、それぞれ信号を無線送信する複数の無線局に接続された送受信インタフェースと、前記メモリ及び前記送受信インタフェースに接続されたプロセッサとを有し、前記プロセッサは、前記複数の無線局それぞれから無線送信される信号が他の無線局から無線送信される信号から受ける干渉の大きさを示す指標を無線局ごとに算出し、算出された無線局ごとの指標に応じて前記複数の無線局それぞれに割り当てるリソースを決定し、決定されたリソースを用いて前記複数の無線局それぞれに対して送信データを送信する処理を実行する。【選択図】図２
2018042184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メモリと、
それぞれ信号を無線送信する複数の無線局に接続された送受信インタフェースと、
前記メモリ及び前記送受信インタフェースに接続されたプロセッサとを有し、
前記プロセッサは、
前記複数の無線局それぞれから無線送信される信号が他の無線局から無線送信される信号から受ける干渉の大きさを示す指標を無線局ごとに算出し、
算出された無線局ごとの指標に応じて前記複数の無線局それぞれに割り当てるリソースを決定し、
決定されたリソースを用いて前記複数の無線局それぞれに対して送信データを送信する
処理を実行することを特徴とする送信制御装置。
【請求項２】
前記算出する処理は、
前記複数の無線局それぞれに接続する端末装置の数に基づいて前記指標を算出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】
前記算出する処理は、
前記複数の無線局それぞれに接続する端末装置が、前記複数の無線局それぞれから受信する信号の受信品質の平均に基づいて前記指標を算出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】
前記算出する処理は、
前記複数の無線局それぞれから無線送信される信号に干渉を与える干渉局の数を計数し、
計数された干渉局のうち前記送受信インタフェースに接続されていない無線局の数に基づいて前記指標を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の送信制御装置。
【請求項５】
前記決定する処理は、
算出された指標によって示される干渉が大きい無線局ほど、より多くのリソースを割り当て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６】
前記決定する処理は、
算出された指標によって示される干渉が大きい無線局ほど、前記送受信インタフェースと前記複数の無線局とを接続する複数の信号線のうち、より多くの信号線を割り当てることを特徴とする請求項５記載の送信制御装置。
【請求項７】
前記決定する処理は、
算出された指標によって示される干渉が大きい無線局ほど、前記送受信インタフェースから前記複数の無線局へ送信される信号の周波数帯域のうち、より大きい周波数帯域を割り当てることを特徴とする請求項５記載の送信制御装置。
【請求項８】
それぞれ信号を無線送信する複数の無線局と、前記複数の無線局に接続された送信制御装置とを有する無線通信システムであって、
前記送信制御装置は、
メモリと、
前記複数の無線局に接続された送受信インタフェースと、
前記メモリ及び前記送受信インタフェースに接続されたプロセッサとを有し、
前記プロセッサは、
前記複数の無線局それぞれから無線送信される信号が他の無線局から無線送信される信号から受ける干渉の大きさを示す指標を無線局ごとに算出し、
算出された無線局ごとの指標に応じて前記複数の無線局それぞれに割り当てるリソースを決定し、
決定されたリソースを用いて前記複数の無線局それぞれに対して送信データを送信する
処理を実行することを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
それぞれ信号を無線送信する複数の無線局に接続された送信制御装置が実行するリソース割当方法であって、
前記複数の無線局それぞれから無線送信される信号が他の無線局から無線送信される信号から受ける干渉の大きさを示す指標を無線局ごとに算出し、
算出された無線局ごとの指標に応じて前記複数の無線局それぞれに割り当てるリソースを決定し、
決定されたリソースを用いて前記複数の無線局それぞれに対して送信データを送信する
処理を有することを特徴とするリソース割当方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信制御装置、無線通信システム及びリソース割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン等の普及によって、モバイルトラヒックは増大の一途をたどっている。このように増大するモバイルトラヒックに対応するために、例えば多数のアンテナ素子を用いてビームフォーミングを行うMassive  ＭＩＭＯ（Multi  Input  Multi  Output）に関する検討が進められている。多数のアンテナ素子が用いられる場合には、ネットワークのキャパシティが増大するという効果に加えて、細いビームを形成することが可能となり、結果として隣接するセル間の干渉が減少するという効果が期待される。
【０００３】
一方、１つのベースバンド処理装置に接続された複数のアンテナ素子を多地点に分散配置し、ネットワークのキャパシティを増大させる高密度分散アンテナシステムについても検討されている。高密度分散アンテナシステムでは、各地点に分散配置されたアンテナ素子数が少ない場合には、各地点で細いビームを形成することが困難であり、隣接する地点間の干渉が生じる可能性がある。しかし、すべてのアンテナ素子が１つのベースバンド処理装置に接続されているため、各地点のアンテナ素子を協調制御することにより、地点間の干渉を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−８５３０号公報
【特許文献２】特表２０１２−５１０２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、複数のアンテナ素子から信号を送信してネットワークのキャパシティを増大させるためには、それぞれのアンテナ素子から互いに異なる信号が同時に送信される。すなわち、例えばMassive  ＭＩＭＯを採用する基地局装置においては、それぞれのアンテナ素子から送信される信号には位相差があり、各アンテナ素子から同時に送信される信号は同一のものではない。
【０００６】
このため、それぞれ複数のアンテナ素子を備える複数の無線局が１つのベースバンド処理装置に接続される無線通信システムにおいては、ベースバンド処理装置と各無線局との間で送受信可能なデータ量に応じて、各無線局が送信に使用可能なアンテナ素子数が制限されることがある。つまり、ベースバンド処理装置から受信されるデータ量が多ければ、無線局が同時に使用可能なアンテナ素子数が多くなるのに対し、ベースバンド処理装置から受信されるデータ量が少なければ、無線局が同時に使用可能なアンテナ素子数が少なくなる。
【０００７】
このように、ベースバンド処理装置と各無線局との間で送受信されるデータ量に応じて、無線局が使用可能なアンテナ素子数が制限されるため、各無線局に対するリソース割り当てによっては、無線局間の干渉が十分に低減されないことがあるという問題がある。具体的には、無線局に対して割り当てられるリソースが少ないと、この無線局に対して送信されるデータ量が少ないため、同時に使用可能なアンテナ素子数が少なくなる。この結果、無線局によって十分に細いビームが形成されず、例えば信号送信先の端末装置以外の端末装置における干渉レベルが増大する。
【０００８】
特に、異なるベースバンド処理装置に接続する無線局同士は、協調制御をすることが困難であるため、ベースバンド処理装置を跨ぐ境界付近では、隣接する無線局間の干渉が増大する恐れがある。
【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、無線局間の干渉の増大を抑制することができる送信制御装置、無線通信システム及びリソース割当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、メモリと、それぞれ信号を無線送信する複数の無線局に接続された送受信インタフェースと、前記メモリ及び前記送受信インタフェースに接続されたプロセッサとを有し、前記プロセッサは、前記複数の無線局それぞれから無線送信される信号が他の無線局から無線送信される信号から受ける干渉の大きさを示す指標を無線局ごとに算出し、算出された無線局ごとの指標に応じて前記複数の無線局それぞれに割り当てるリソースを決定し、決定されたリソースを用いて前記複数の無線局それぞれに対して送信データを送信する処理を実行する。
【発明の効果】
【００１１】
本願が開示する送信制御装置、無線通信システム及びリソース割当方法の１つの態様によれば、無線局間の干渉の増大を抑制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、実施の形態１に係る無線局の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係るリソース割当方法を示すフロー図である。
【図５】図５は、アンテナ最適化処理を示すフロー図である。
【図６】図６は、実施の形態２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７】図７は、実施の形態２に係る無線局の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、実施の形態２に係るリソース割当方法を示すフロー図である。
【図９】図９は、帯域の割り当ての具体例を示す図である。
【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、無線通信システム及びリソース割当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に示すように、無線通信システムは、複数のベースバンド処理装置１００を有し、それぞれのベースバンド処理装置１００には、複数の無線局２００が接続されている。これらの無線局２００は、ベースバンド処理装置１００に直列に接続されている。図１においては、ベースバンド処理装置１００と無線局２００とが１本の直線で接続されているが、ベースバンド処理装置１００と無線局２００とは、複数の信号線によって接続されている。そして、各信号線は、無線局２００が備える複数のアンテナ素子それぞれに対応しても良い。
【００１５】
ベースバンド処理装置１００は、無線局２００から図示しない端末装置宛てに送信する送信データを生成し、生成した送信データを各無線局２００から送信する。このとき、ベースバンド処理装置１００は、各無線局２００の周囲において発生する干渉のレベルに応じて、無線局２００それぞれに割り当てるリソースを決定する。例えばベースバンド処理装置１００は、無線局２００それぞれに割り当てる信号線の数を決定し、割り当てられた信号線によってそれぞれの無線局２００へデータを送信する。これにより、ベースバンド処理装置１００は、干渉のレベルに応じた量のデータを各無線局２００へ送信し、各無線局２００において、干渉のレベルに応じた数のアンテナ素子から無線送信を実行することができる。ベースバンド処理装置１００の具体的な構成及び動作については、後に詳述する。
【００１６】
無線局２００は、それぞれ複数の信号線を介してベースバンド処理装置１００と接続し、複数のアンテナ素子を備える。そして、無線局２００は、自局に割り当てられた信号線によってベースバンド処理装置１００から送信されたデータを、信号線に対応するアンテナ素子から無線送信する。また、無線局２００は、図示しない端末装置から下り回線の受信電力を報告する受信電力情報を受信し、ベースバンド処理装置１００へ送信する。
【００１７】
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、送受信インタフェース部（以下「送受信Ｉ／Ｆ部」と略記する）１１０、プロセッサ１２０及びメモリ１３０を有する。
【００１８】
送受信Ｉ／Ｆ部１１０は、複数の信号線を介して無線局２００と接続するインタフェースである。送受信Ｉ／Ｆ部１１０は、プロセッサ１２０によって生成される送信データを各無線局２００へ送信する。このとき、送受信Ｉ／Ｆ部１１０は、プロセッサ１２０によって決定された信号線の割り当てに従って、所定の無線局２００から送信される送信データをこの無線局２００に割り当てられた信号線によって送信する。また、送受信Ｉ／Ｆ部１１０は、無線局２００から送信される受信電力情報を受信して、プロセッサ１２０へ出力する。
【００１９】
プロセッサ１２０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１３０を利用して種々の処理を実行する。具体的には、プロセッサ１２０は、接続ＵＥ（User  Equipment：端末装置）集計部１２１、受信電力収集部１２２、平均ＳＩＲ（Signal  to  Interference  Ratio）算出部１２３、干渉局計数部１２４、協調係数算出部１２５、割当決定部１２６、セレクタ設定部１２７及び送信データ生成部１２８を有する。
【００２０】
接続ＵＥ集計部１２１は、それぞれの無線局２００と無線通信中の端末装置（以下「接続ＵＥ」という）の数を集計し、無線局２００ごとの接続ＵＥの数を割当決定部１２６へ通知する。接続ＵＥ集計部１２１は、例えば受信電力情報の送信元の端末装置の数を無線局２００それぞれについて集計することにより、無線局２００ごとの接続ＵＥの数を得ることが可能である。接続ＵＥが多い無線局２００では、各接続ＵＥにおいて干渉が発生する可能性が高いため、より多くのアンテナ素子を用いて細いビームを形成するのが好ましい。
【００２１】
受信電力収集部１２２は、受信電力情報に基づいて、無線局２００と端末装置の組み合わせごとに端末装置における下り回線の受信電力を収集する。すなわち、受信電力収集部１２２は、端末装置がそれぞれの無線局２００からの受信電力を測定した結果を含む受信電力情報を取得し、無線局２００と端末装置の組み合わせごとの受信電力を収集する。したがって、受信電力収集部１２２が収集する受信電力には、通信相手の無線局２００からの受信電力だけでなく、通信相手以外の無線局２００からの干渉電力も含まれる。
【００２２】
平均ＳＩＲ算出部１２３は、受信電力収集部１２２によって収集された受信電力を用いて、無線局２００ごとの平均ＳＩＲを算出する。具体的には、平均ＳＩＲ算出部１２３は、以下の式（１）によって無線局２００ごとの平均ＳＩＲを算出する。
【数１】
2018042184.tif 000003
【００２３】
ただし、式（１）において、γ(i)は無線局＃ｉにおける平均ＳＩＲを示し、Ｐ(i,j,k)は無線局＃ｉの接続ＵＥ＃（ｉ，ｊ）における無線局＃ｋからの受信電力を示す。したがって、Ｐ(i,j,i)は、無線局＃ｉの接続ＵＥ＃（ｉ，ｊ）における無線局＃ｉからの受信電力を示す。また、ＵＥ(i)は無線局＃ｉの接続ＵＥ＃（ｉ，ｊ）の集合を示し、Ｎｅｉ(i)は無線局＃ｉに干渉を与える周囲の無線局の集合を示す。
【００２４】
このように、平均ＳＩＲ算出部１２３は、接続ＵＥごとの比であって通信相手の無線局２００からの受信電力に対する干渉電力の比を合計した値を各無線局２００の平均ＳＩＲとして算出する。平均ＳＩＲが大きい無線局２００では、各接続ＵＥにおいて発生する干渉が大きいため、より多くのアンテナ素子を用いて細いビームを形成するのが好ましい。
【００２５】
干渉局計数部１２４は、受信電力収集部１２２によって収集された受信電力に基づいて、無線局２００ごとに干渉を与える他の無線局２００（以下「干渉局」という）の数を計数する。具体的には、干渉局計数部１２４は、各無線局２００の接続ＵＥから報告される受信電力を参照し、通信相手以外の無線局２００からの受信電力が所定電力以上である場合に、この無線局２００を干渉局と決定する。そして、干渉局計数部１２４は、無線局２００ごとに、全接続ＵＥそれぞれに対する干渉局を決定し、決定された干渉局の数を計数する。
【００２６】
協調係数算出部１２５は、干渉局計数部１２４による干渉局の計数結果に基づいて、無線局２００ごとに、他の無線局２００との協調制御による干渉低減可否の指標となる協調係数を算出する。具体的には、協調係数算出部１２５は、以下の式（２）によって無線局２００ごとの協調係数を算出する。
【数２】
2018042184.tif 000004
【００２７】
ただし、式（２）において、Ｃ(i)は無線局＃ｉに関する協調係数を示し、Ｎall(i)は無線局＃ｉに干渉を与える干渉局の数を示す。また、Ｎc(i)は無線局＃ｉの干渉局のうち無線局＃ｉと同一のベースバンド処理装置１００に接続された無線局２００の数を示す。
【００２８】
このように、協調係数算出部１２５は、干渉局のうち同一のベースバンド処理装置１００に接続されていない無線局２００が多いほど大きい値となる協調係数を算出する。つまり、協調係数は、同一のベースバンド処理装置１００に接続されておらず、協調制御による干渉低減が困難な干渉局が多いほど、大きい値となる。協調係数が大きい無線局２００では、協調制御による各接続ＵＥへの干渉低減が困難であるため、より多くのアンテナ素子を用いて細いビームを形成するのが好ましい。
【００２９】
割当決定部１２６は、無線局２００ごとの接続ＵＥ数、平均ＳＩＲ及び協調係数に基づいて、各無線局２００に割り当てるリソースを決定する。具体的には、割当決定部１２６は、ベースバンド処理装置１００と各無線局２００とを接続する複数の信号線を各無線局２００に割り当てる。このとき、割当決定部１２６は、以下の式（３）によって各無線局２００へのリソースの分配指標を算出する。
Ｒ(i)＝ＮUE(i)・γ(i)・Ｃ(i)  ・・・（３）
【００３０】
ただし、式（３）において、Ｒ(i)は無線局＃ｉのリソースの分配指標を示し、ＮUE(i)は無線局＃ｉの接続ＵＥ＃（ｉ，ｊ）の数を示す。また、γ(i)及びＣ(i)は、それぞれ上式（１）、（２）によって算出された無線局＃ｉの平均ＳＩＲ及び協調係数を示す。
【００３１】
そして、割当決定部１２６は、算出されたリソースの分配指標Ｒ(i)を用いて、各無線局２００へ割り当てるリソースの量を算出する。ここでは、割当決定部１２６は、分配指標Ｒ(i)を用いて、以下の式（４）によって各無線局２００に割り当てる信号線の数を算出する。
【数３】
2018042184.tif 000005
【００３２】
ただし、式（４）において、Ｎsig(i)は無線局＃ｉに割り当てられる信号線の数を示し、Ｎsig_allはベースバンド処理装置１００と各無線局２００を接続する全信号線の数を示す。また、Ｐは１つのベースバンド処理装置１００に接続された無線局２００の集合を示す。
【００３３】
このように、割当決定部１２６は、分配指標に基づいて、干渉が発生し易い又は干渉が既に発生している無線局２００に多くの信号線を割り当て、該当する無線局２００に対して、ベースバンド処理装置１００から多くの送信データを送信可能にする。
【００３４】
そして、割当決定部１２６は、無線局２００ごとに割り当てる信号線の数を決定した後、どの信号線をどの無線局２００に割り当てるかを決定する。すなわち、割当決定部１２６は、各無線局２００が備える複数のアンテナ素子のうち、どのアンテナ素子に接続する信号線を各無線局２００に割り当てれば、無線通信システムにおけるスループットが大きくなるかを決定する最適化処理を実行する。この最適化処理によって、割当決定部１２６は、各無線局２００に割り当てる信号線を決定する。
【００３５】
セレクタ設定部１２７は、割当決定部１２６によって決定された信号線の割り当てに従って、各無線局２００に備えられるセレクタを設定するための設定情報を生成し、送信Ｉ／Ｆ部１１０を介して各無線局２００へ送信する。設定情報によって各無線局２００に備えられたセレクタが設定されることにより、各無線局２００は、自局に割り当てられた信号線によってベースバンド処理装置１００から送信された送信データを受信することになる。
【００３６】
送信データ生成部１２８は、各無線局２００から端末装置へ送信する送信データを生成する。このとき、送信データ生成部１２８は、割当決定部１２６によって決定された各無線局２００への信号線の割り当てを参照し、送信データの宛先の端末装置と無線通信する無線局２００におけるビームを制御する。すなわち、送信データ生成部１２８は、送信データの宛先の端末装置の方向を向くビームが形成されるように各信号線によって送信されるデータを重み付けする。そして、送信データ生成部１２８は、各信号線によって送信される送信データを送受信Ｉ／Ｆ部１１０へ出力する。
【００３７】
メモリ１３０は、例えばＲＡＭ（Random  Access  Memory）又はＲＯＭ（Read  Only  Memory）などを備え、プロセッサ１２０による処理に用いられる種々の情報を記憶する。
【００３８】
図３は、実施の形態１に係る無線局２００の構成を示すブロック図である。図３に示す無線局２００は、セレクタ２１０及び無線送受信部２２０を有する。
【００３９】
セレクタ２１０は、複数の信号線によってベースバンド処理装置１００又は他の無線局２００に接続し、ベースバンド処理装置１００から送信される設定情報に従って、自局と接続する信号線を選択する。具体的には、セレクタ２１０は、各信号線と自局のアンテナ素子との接続の有無を切り替えるスイッチを有し、設定情報に従って信号線とアンテナ素子とを接続する。図３に示す例では、黒丸で示すスイッチは信号線とアンテナ素子とを接続し、白丸で示すスイッチは信号線とアンテナ素子とを接続しない。このように、セレクタ２１０がスイッチによって信号線とアンテナ素子の接続の有無を切り替えることにより、各アンテナ素子に適切な信号線によって伝送される送信データを供給することができ、ベースバンド処理装置１００において設定されたビームを形成することができる。
【００４０】
無線送受信部２２０は、各信号線からセレクタ２１０を介して出力される送信データに対する無線送信処理を実行し、それぞれの信号線に接続するアンテナ素子から無線送信する。すなわち、無線送受信部２２０は、送信データに例えば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、それぞれのアンテナ素子から無線送信する。また、無線送受信部２２０は、端末装置から送信された受信電力情報などの上り回線の信号を受信し、受信信号に所定の無線受信処理を施した上で、ベースバンド処理装置１００へ送信する。
【００４１】
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におけるリソース割当方法について、図４に示すフロー図を参照しながら説明する。
【００４２】
各無線局２００の接続ＵＥは、それぞれ下り回線の受信電力を測定し、無線局２００ごとの受信電力を示す受信電力情報を通信相手の無線局２００へ報告する。この受信電力情報は、無線局２００からベースバンド処理装置１００へ送信され、送受信Ｉ／Ｆ部１１０によって受信される。そして、受信電力情報は、プロセッサ１２０の接続ＵＥ集計部１２１及び受信電力収集部１２２へ出力される。
【００４３】
受信電力情報が接続ＵＥ集計部１２１へ出力されると、無線局２００ごとの接続ＵＥが集計される（ステップＳ１０１）。すなわち、接続ＵＥ集計部１２１によって、無線局２００ごとに受信電力情報を報告した端末装置の数が接続ＵＥの数として計数される。接続ＵＥが多い無線局２００では、各接続ＵＥにおいて干渉が発生する可能性が高いため、より多くのアンテナ素子を用いて細いビームを形成するのが好ましい。なお、接続ＵＥ集計部１２１による接続ＵＥの数の計数は、受信電力情報以外の上り回線の信号を用いて実行されても良い。
【００４４】
一方、受信電力情報が受信電力収集部１２２へ出力されると、無線局２００と端末装置の組み合わせごとに下り回線の受信電力が収集される（ステップＳ１０２）。すなわち、端末装置は、通信相手以外の無線局２００を含む各無線局２００からの受信電力を測定するため、受信電力収集部１２２によって、受信電力情報から、無線局２００と端末装置の組み合わせごとに端末装置における下り回線の受信電力が収集される。
【００４５】
収集された受信電力は、平均ＳＩＲ算出部１２３へ通知され、平均ＳＩＲ算出部１２３によって、無線局２００ごとの平均ＳＩＲが算出される（ステップＳ１０３）。具体的には、上述した式（１）によって、接続ＵＥごとの比であって通信相手の無線局２００からの受信電力に対する干渉電力の比を合計した値が各無線局２００の平均ＳＩＲとして算出される。平均ＳＩＲが大きい無線局２００では、各接続ＵＥにおいて発生する干渉が大きいため、より多くのアンテナ素子を用いて細いビームを形成するのが好ましい。
【００４６】
また、受信電力収集部１２２によって収集された受信電力は、干渉局計数部１２４にも通知され、干渉局計数部１２４によって、無線局２００ごとに干渉局の数が計数される（ステップＳ１０４）。すなわち、ある無線局２００について、この無線局２００の接続ＵＥにおいて所定電力以上の受信電力が測定される周辺の無線局２００の数が計数される。無線局２００ごとに干渉局の数が計数されると、協調係数算出部１２５によって、無線局２００ごとの協調係数が算出される（ステップＳ１０５）。具体的には、上述した式（２）によって、干渉局のうち同一のベースバンド処理装置１００に接続されていない無線局２００が多いほど大きい値となる協調係数が算出される。協調係数が大きい無線局２００では、協調制御による各接続ＵＥへの干渉低減が困難であるため、より多くのアンテナ素子を用いて細いビームを形成するのが好ましい。
【００４７】
このようにして、無線局２００ごとに接続ＵＥ数、平均ＳＩＲ及び協調係数が求められると、割当決定部１２６によって、無線局２００ごとの信号線の割り当て数が決定される（ステップＳ１０６）。具体的には、割当決定部１２６によって、無線局２００ごとの接続ＵＥ数、平均ＳＩＲ及び協調係数から各無線局２００のリソースの分配指標が上式（３）によって算出される。分配指標は、干渉が発生し易い又は干渉が既に発生している無線局２００ほど大きい値となる。そして、分配指標に応じて各無線局２００に割り当てられる信号線の数が決定される。したがって、干渉が発生し易い又は干渉が既に発生している無線局２００にはより多くの信号線が割り当てられ、より多くのアンテナ素子を用いたビーム形成が可能となる。この結果、干渉が発生し易い又は干渉が既に発生している無線局２００の接続ＵＥに対しては細いビームが形成され、他の無線局２００との間の干渉の増大を抑制することができる。
【００４８】
各無線局２００に対する信号線の割り当て数が決定されると、セレクタ設定部１２７によって、各無線局２００におけるセレクタ２１０を設定するための設定情報が生成され、セレクタ２１０の設定が行われる（ステップＳ１０７）。すなわち、設定情報が各無線局２００へ送信され、無線局２００においては、設定情報に従ってセレクタ２１０が設定されることにより、各無線局２００に割り当てられた数の信号線がそれぞれアンテナ素子に接続される。
【００４９】
なお、ここでは、各無線局２００に対して割り当てられる信号線の数が決定されたのみであり、どの信号線を割り当てるかまでは決定されていないため、所定の初期設定に従って各無線局２００に信号線が割り当てられる。この信号線の割り当ては、例えば各無線局２００において使用されるアンテナ素子を最適化する最適化処理によって変更されても良い。アンテナ素子の最適化処理については、後に詳述する。
【００５０】
各無線局２００においてセレクタ２１０の設定が完了すると、送信データ生成部１２８によって無線局２００から端末装置へ無線送信される送信データが生成される。このとき、無線局２００に対する信号線の割り当てに従って、端末装置の方向へ向くビームが形成されるように各信号線によって伝送される送信データが重み付けされる。それぞれの信号線に対応する送信データは、送受信Ｉ／Ｆ部１１０から信号線が割り当てられた無線局２００へ送信される（ステップＳ１０８）。そして、送信データは、それぞれの無線局２００において、信号線に対応するアンテナ素子から無線送信されることにより、各無線局２００の干渉の度合いに応じたビームが形成され、干渉の増大を抑制することができる。
【００５１】
次に、各無線局２００に対して割り当てられる信号線の数が決定された後に、どのアンテナ素子に接続する信号線を割り当てるかを決定する最適化処理について、図５に示すフロー図を参照しながら説明する。図５に示す最適化処理は、各無線局２００に対して、初期設定のアンテナ素子に対応する信号線が割り当てられた後に、割当決定部１２６によって実行される。
【００５２】
まず、各無線局２００に対して割り当てられる信号線の数が決定されると、無線局２００ごとに、割り当てられた信号線と同数のアンテナ素子が初期アンテナとして選択される（ステップＳ２０１）。初期アンテナは任意のアンテナ素子で良く、例えば各無線局２００に割り当てられた信号線と同数のアンテナ素子であって等間隔に配置されたアンテナ素子が初期アンテナとして選択されても良い。初期アンテナが選択されると、各無線局２００においては、セレクタ２１０のスイッチが切り替えられ、信号線と初期アンテナとが接続される。
【００５３】
そして、無線局２００が初期アンテナを用いて端末装置と無線通信を実行し、この無線通信におけるスループットが割当決定部１２６によって測定される（ステップＳ２０２）。測定されたスループットは、一時的にメモリ１３０などによって記憶される。そして、初期アンテナのうちいずれか１つのアンテナ素子が交換対象アンテナに選択される（ステップＳ２０３）。交換対象アンテナが選択されると、交換対象アンテナが、初期アンテナに選択されなかった未選択のアンテナ素子のうちいずれか１つに変更される（ステップＳ２０４）。すなわち、セレクタ２１０のスイッチが切り替えられ、信号線と交換対象アンテナとの接続が切断されるとともに、信号線と未選択の１つのアンテナ素子とが接続される。新たに信号線と接続されたアンテナ素子は、これ以降交換対象アンテナとなる。
【００５４】
このように交換対象アンテナが変更された状態で、再度割当決定部１２６によってスループットが測定される（ステップＳ２０５）。測定されたスループットは、メモリ１３０などに記憶された初期アンテナ時のスループットと比較され、スループットが向上したか否かが判断される（ステップＳ２０６）。この判断の結果、スループットが向上していない場合には（ステップＳ２０６Ｎｏ）、信号線とアンテナ素子との接続が元に戻される（ステップＳ２０７）。すなわち、ここでは、再び信号線と初期アンテナとが接続され、交換対象アンテナも最初に選択されたアンテナ素子に戻る。
【００５５】
一方、交換対象アンテナを変更することによりスループットが向上した場合には（ステップＳ２０６Ｙｅｓ）、信号線とアンテナ素子との接続はそのまま維持される。そして、まだ交換対象アンテナに変更されていない未選択のアンテナ素子が無線局２００に残っているか否かが判断され（ステップＳ２０８）、未選択アンテナがあれば（ステップＳ２０８Ｙｅｓ）、交換対象アンテナが未選択アンテナの１つに変更される（ステップＳ２０４）。以後、未選択アンテナが１つずつ交換対象アンテナに変更されながらスループットが測定され、必要に応じて交換対象アンテナをそのまま維持したり元に戻したりしながら、すべてのアンテナ素子が順に選択される。これにより、最終的にはスループットを最大にするアンテナ素子が交換対象アンテナとなり、最初に選択された交換対象アンテナに関する最適化が完了する。
【００５６】
そこで、すべてのアンテナ素子が交換対象アンテナに変更され、未選択アンテナがなくなると（ステップＳ２０８Ｎｏ）、すべての初期アンテナについて最適化が完了したか否かが判断される（ステップＳ２０９）。この判断の結果、まだ最適化が完了していない初期アンテナがある場合には（ステップＳ２０９Ｎｏ）、最適化が完了していない初期アンテナの１つが交換対象アンテナに選択される（ステップＳ２０３）。そして、上記と同様に、新たに選択された交換対象アンテナについても最適化が実行される。このように、初期アンテナそれぞれについて最適化が実行され、すべての初期アンテナについて最適化が完了すると（ステップＳ２０９Ｙｅｓ）、スループットを最大にするように信号線とアンテナ素子とが接続されたことになる。
【００５７】
以上のように、本実施の形態によれば、無線局ごとの接続ＵＥ数、平均ＳＩＲ及び協調係数に基づいて、他の無線局からの干渉が大きい傾向にある無線局に対して、より多くの信号線を割り当てる。このため、干渉が大きい傾向にある無線局に対してベースバンド処理装置から多くのデータを送信することができる。結果として、干渉が大きい傾向にある無線局は、多くのアンテナ素子を用いた細いビームの形成をすることができ、無線局間の干渉の増大を抑制することができる。
【００５８】
（実施の形態２）
実施の形態２の特徴は、各無線局に対して、リソースとして周波数帯域を割り当てる点である。
【００５９】
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）と同様であるため、その説明を省略する。実施の形態２においては、ベースバンド処理装置１００が有するプロセッサ１２０が実施の形態１とは異なる。
【００６０】
図６は、実施の形態２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６において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図６に示すベースバンド処理装置１００は、図２に示したベースバンド処理装置１００と同様に、送受信Ｉ／Ｆ部１１０、プロセッサ１２０及びメモリ１３０を有する。そして、図６に示すプロセッサ１２０は、図２に示すプロセッサ１２０の割当決定部１２６及びセレクタ設定部１２７に代えて、割当決定部３０１及びフィルタ設定部３０２を有する。
【００６１】
割当決定部３０１は、無線局２００ごとの接続ＵＥ数、平均ＳＩＲ及び協調係数に基づいて、各無線局２００に割り当てるリソースを決定する。具体的には、割当決定部３０１は、ベースバンド処理装置１００から各無線局２００へ送信される信号に割り当てる周波数帯域を決定する。このとき、割当決定部３０１は、実施の形態１と同様に、上式（３）の分配指標Ｒ(i)を算出し、算出されたリソースの分配指標Ｒ(i)を用いて、各無線局２００へ割り当てる周波数帯域を算出する。ここでは、割当決定部３０１は、分配指標Ｒ(i)を用いて、以下の式（５）によって各無線局２００に割り当てる周波数帯域を算出する。
【数４】
2018042184.tif 000006
【００６２】
ただし、式（５）において、Ｂsig(i)は無線局＃ｉに割り当てられる周波数帯域を示し、Ｂsig_allはベースバンド処理装置１００から送信される信号の全周波数帯域を示す。また、Ｐは１つのベースバンド処理装置１００に接続された無線局２００の集合を示す。
【００６３】
このように、割当決定部３０１は、分配指標に基づいて、干渉が発生し易い又は干渉が既に発生している無線局２００に大きい周波数帯域を割り当て、該当する無線局２００に対して、ベースバンド処理装置１００から多くの送信データを送信可能にする。
【００６４】
フィルタ設定部３０２は、割当決定部３０１によって決定された周波数帯域の割り当てに従って、各無線局２００に備えられるフィルタを設定するための設定情報を生成し、送信Ｉ／Ｆ部１１０を介して各無線局２００へ送信する。設定情報によって各無線局２００に備えられたフィルタの通過帯域が設定されることにより、各無線局２００は、自局に割り当てられた周波数帯域の信号を受信することになる。
【００６５】
図７は、実施の形態２に係る無線局２００の構成を示すブロック図である。図７において、図３と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図７に示す無線局２００は、図３に示す無線局２００のセレクタ２１０に代えて、フィルタ４１０を有する。
【００６６】
フィルタ４１０は、信号線を介してベースバンド処理装置１００又は他の無線局２００に接続し、ベースバンド処理装置１００から送信される設定情報に従って、通過帯域を設定する。具体的には、フィルタ４１０は、ベースバンド処理装置１００から送信された信号のうち、自局に割り当てられた周波数帯域の信号を無線送受信部２２０へ通過させる。
【００６７】
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におけるリソース割当方法について、図８に示すフロー図を参照しながら説明する。図８において、図４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。
【００６８】
実施の形態１と同様に、各無線局２００の接続ＵＥは、それぞれ下り回線の受信電力を測定し、受信電力情報を通信相手の無線局２００へ報告する。この受信電力情報は、無線局２００からベースバンド処理装置１００へ送信され、送受信Ｉ／Ｆ部１１０によって受信される。そして、受信電力情報は、プロセッサ１２０の接続ＵＥ集計部１２１及び受信電力収集部１２２へ出力される。
【００６９】
受信電力情報が接続ＵＥ集計部１２１へ出力されると、無線局２００ごとの接続ＵＥが集計される（ステップＳ１０１）。すなわち、接続ＵＥ集計部１２１によって、無線局２００ごとに受信電力情報を報告した端末装置の数が接続ＵＥの数として計数される。一方、受信電力情報が受信電力収集部１２２へ出力されると、無線局２００と端末装置の組み合わせごとに下り回線の受信電力が収集される（ステップＳ１０２）。
【００７０】
収集された受信電力は、平均ＳＩＲ算出部１２３へ通知され、平均ＳＩＲ算出部１２３によって、無線局２００ごとの平均ＳＩＲが算出される（ステップＳ１０３）。また、受信電力収集部１２２によって収集された受信電力は、干渉局計数部１２４にも通知され、干渉局計数部１２４によって、無線局２００ごとに干渉局の数が計数される（ステップＳ１０４）。無線局２００ごとに干渉局の数が計数されると、協調係数算出部１２５によって、無線局２００ごとの協調係数が算出される（ステップＳ１０５）。
【００７１】
このようにして、無線局２００ごとに接続ＵＥ数、平均ＳＩＲ及び協調係数が求められると、割当決定部３０１によって、無線局２００ごとに割り当てられる周波数帯域が決定される（ステップＳ３０１）。具体的には、割当決定部３０１によって、無線局２００ごとの接続ＵＥ数、平均ＳＩＲ及び協調係数から各無線局２００のリソースの分配指標が上式（３）によって算出される。分配指標は、干渉が発生し易い又は干渉が既に発生している無線局２００ほど大きい値となる。そして、分配指標に応じて各無線局２００に割り当てられる周波数帯域が決定される。したがって、干渉が発生し易い又は干渉が既に発生している無線局２００にはより大きい周波数帯域が割り当てられ、より多くのアンテナ素子を用いたビーム形成が可能となる。この結果、干渉が発生し易い又は干渉が既に発生している無線局２００の接続ＵＥに対しては細いビームが形成され、他の無線局２００との間の干渉の増大を抑制することができる。
【００７２】
各無線局２００に対して割り当てられる周波数帯域が決定されると、フィルタ設定部３０２によって、各無線局２００におけるフィルタ４１０を設定するための設定情報が生成され、フィルタ４１０の設定が行われる（ステップＳ３０２）。すなわち、設定情報が各無線局２００へ送信され、無線局２００においては、設定情報に従ってフィルタ４１０の通過帯域が設定されることにより、ベースバンド処理装置１００から送信された信号のうち各無線局２００に割り当てられた周波数帯域の信号が受信されるようになる。
【００７３】
各無線局２００においてフィルタ４１０の設定が完了すると、送信データ生成部１２８によって無線局２００から端末装置へ無線送信される送信データが生成される。このとき、無線局２００に対する周波数帯域の割り当てに従って、各無線局２００宛ての送信データが異なる周波数帯域に配置される。それぞれの周波数帯域に配置された送信データは、送受信Ｉ／Ｆ部１１０から各無線局２００へ送信される（ステップＳ１０８）。
【００７４】
具体的には、例えば図９に示すように、無線局＃１に対して帯域＃１が割り当てられ、無線局＃２に対して帯域＃２が割り当てられている場合、ベースバンド処理装置１００からは、帯域＃１、＃２を含む信号が送信される。そして、無線局＃１が有するフィルタ４１０は、帯域＃１を通過帯域とするように設定されているため、無線局＃１は、帯域＃１に配置された自局宛ての送信データを受信する。一方、無線局＃２が有するフィルタ４１０は、帯域＃２を通過帯域とするように設定されているため、無線局＃２は、帯域＃２に配置された自局宛ての送信データを受信する。そして、送信データは、それぞれの無線局＃１、＃２において、周波数帯域に応じた数のアンテナ素子から無線送信されることにより、各無線局の干渉の度合いに応じたビームが形成され、干渉の増大を抑制することができる。
【００７５】
以上のように、本実施の形態によれば、無線局ごとの接続ＵＥ数、平均ＳＩＲ及び協調係数に基づいて、他の無線局からの干渉が大きい傾向にある無線局に対して、より大きい周波数帯域を割り当てる。このため、干渉が大きい傾向にある無線局に対してベースバンド処理装置から多くのデータを送信することができる。結果として、干渉が大きい傾向にある無線局は、多くのアンテナ素子を用いた細いビームの形成をすることができ、無線局間の干渉の増大を抑制することができる。
【００７６】
なお、上記各実施の形態において説明したリソース割当方法をコンピュータが実行可能なプログラムとして記述することも可能である。この場合、このプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納し、コンピュータに導入することも可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、ＵＳＢメモリなどの可搬型記録媒体や、例えばフラッシュメモリなどの半導体メモリが挙げられる。
【符号の説明】
【００７７】
１１０  送受信Ｉ／Ｆ部
１２０  プロセッサ
１２１  接続ＵＥ集計部
１２２  受信電力収集部
１２３  平均ＳＩＲ算出部
１２４  干渉局計数部
１２５  協調係数算出部
１２６、３０１  割当決定部
１２７  セレクタ設定部
１２８  送信データ生成部
１３０  メモリ
２１０  セレクタ
２２０  無線送受信部
３０２  フィルタ設定部
４１０  フィルタ
【図１】
2018042184.tif 000007
【図２】
2018042184.tif 000008
【図３】
2018042184.tif 000009
【図４】
2018042184.tif 000010
【図５】
2018042184.tif 000011
【図６】
2018042184.tif 000012
【図７】
2018042184.tif 000013
【図８】
2018042184.tif 000014
【図９】
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