(57)【要約】【課題】端末のスケジューリングの偏りを抑制する。【解決手段】無線通信システム１は、第１の無線エリア３０−１を形成する第１のアクセスポイント１０−１と、第２の無線エリア３０−２を形成する第２のアクセスポイント１０−２と、を備える。第１のアクセスポイント１０−１は、第２のアクセスポイント１０−２によるスケジューリングの候補となる端末２０−２と、第１のアクセスポイント１０−１と、の間の通信チャネルの状態に基づいて、第１の無線エリア３０−１に位置する端末２０−１のスケジューリングを制御する。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線エリアを形成する第１のアクセスポイントと、第２の無線エリアを形成する第２のアクセスポイントと、を備え、
前記第１のアクセスポイントは、前記第２のアクセスポイントによるスケジューリングの候補となる端末と、前記第１のアクセスポイントと、の間の通信チャネルの状態に基づいて、前記第１の無線エリアに位置する端末のスケジューリングを制御する、無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムであって、
前記スケジューリングは、前記第１の無線エリアの形成に用いるビームの方向の決定を含む、無線通信システム。
【請求項３】
請求項２に記載の無線通信システムであって、
前記スケジューリングは、前記端末との通信に無線リソースを割り当てることと、前記割り当てられた無線リソースに対して用いられる前記ビームの方向を複数の方向のいずれかに決定することと、を含み、
前記制御は、前記第１の無線エリアに位置する端末と前記第１のアクセスポイントとの間の通信チャネルの状態と、前記第２の無線エリアに位置する、前記候補となる端末と前記第１のアクセスポイントとの間の通信チャネルの状態と、に基づいて、前記第１の無線エリアの無線リソースに対する、各方向の前記ビームが用いられる無線リソースの割合を制御することを含む、無線通信システム。
【請求項４】
請求項３に記載の無線通信システムであって、
前記第１の無線エリアの無線リソースに対する、ある方向の前記ビームが用いられる無線リソースの割合は、その方向が、前記第２の無線エリアに位置する端末と前記第１のアクセスポイントとの間の通信チャネルの状態に応じた前記ビームの方向と直交する、前記第２の無線エリアに位置する端末の数が多くなるほど高くなる、無線通信システム。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の無線通信システムであって、
前記第１の無線エリアの無線リソースに対する、ある方向の前記ビームが用いられる無線リソースの割合は、その方向が、前記第１の無線エリアに位置する端末と前記第１のアクセスポイントとの間の通信チャネルの状態に応じた前記ビームの方向と一致する、前記第１の無線エリアに位置する端末の数が多くなるほど高くなる、無線通信システム。
【請求項６】
請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の無線通信システムであって、
前記第１の無線エリアの無線リソースに対する、ある方向の前記ビームが用いられる無線リソースの割合は、その方向が、前記第２の無線エリアに位置する端末と前記第１のアクセスポイントとの間の通信チャネルの状態に応じた前記ビームの方向と直交する程度が高くなるほど高くなる、無線通信システム。
【請求項７】
請求項３乃至請求項６のいずれか一項に記載の無線通信システムであって、
前記第１の無線エリアの無線リソースに対する、ある方向の前記ビームが用いられる無線リソースの割合は、その方向が、前記第１の無線エリアに位置する端末と前記第１のアクセスポイントとの間の通信チャネルの状態に応じた前記ビームの方向と一致する程度が高くなるほど高くなる、無線通信システム。
【請求項８】
請求項３乃至請求項７のいずれか一項に記載の無線通信システムであって、
前記スケジューリングは、前記割り当てられた無線リソースに対して用いられる前記ビームの方向を、その無線リソースが割り当てられた端末と、前記第１のアクセスポイントと、の間の通信チャネルの状態に応じた方向に決定することを含み、
前記制御は、前記割合の目標値を決定するとともに、前記第１の無線エリアの無線リソースに対する、各方向の前記ビームが用いられる無線リソースの割合が、前記目標値に一致するように、前記目標値に基づいて、前記第１の無線エリアに位置する端末との通信に無線リソースが割り当てられる確率を制御することを含む、無線通信システム。
【請求項９】
請求項３乃至請求項７のいずれか一項に記載の無線通信システムであって、
前記割合に基づいて、前記第１の無線エリアの無線リソースに対して用いられる前記ビームの方向を、無線リソースの所定の制御単位毎に決定し、
前記第１のアクセスポイント、及び、前記第２のアクセスポイントは、前記決定した方向に基づいて、前記第１の無線エリアに位置する端末、及び、前記第２の無線エリアに位置する端末のスケジューリングをそれぞれ制御する、無線通信システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の無線通信システムであって、
前記第１のアクセスポイントは、
前記割合に基づいて、前記第１の無線エリアの無線リソースに対して用いられる前記ビームの方向を、無線リソースの前記制御単位毎に決定し、
前記決定した前記ビームの方向を示す情報を前記第２のアクセスポイントに通知する、無線通信システム。
【請求項１１】
請求項３乃至請求項１０のいずれか一項に記載の無線通信システムであって、
前記第１の無線エリアの無線リソースに対する、ある方向の前記ビームが用いられる無線リソースの割合は、前記第１のアクセスポイントからの、その方向の前記ビームの、前記第２の無線エリアに位置する端末における受信電力に基づく、その端末と前記第２のアクセスポイントとの通信のスループットが高くなるほど高くなる、無線通信システム。
【請求項１２】
請求項３乃至請求項１１のいずれか一項に記載の無線通信システムであって、
前記第１の無線エリアの無線リソースに対する、ある方向の前記ビームが用いられる無線リソースの割合は、前記第１のアクセスポイントからの、その方向の前記ビームの、前記第１の無線エリアに位置する端末における受信電力に基づく、その端末と前記第１のアクセスポイントとの通信のスループットが高くなるほど高くなる、無線通信システム。
【請求項１３】
請求項３乃至請求項１２のいずれか一項に記載の無線通信システムであって、
前記制御は、
前記複数の方向を複数のグループに分類するとともに、
前記第１の無線エリアの無線リソースに対する、各グループに分類された方向の前記ビームが用いられる無線リソースの割合を制御することを含む、無線通信システム。
【請求項１４】
第１の無線エリアを形成する第１のアクセスポイントと、第２の無線エリアを形成する第２のアクセスポイントと、を備える無線通信システムにおける無線通信制御方法であって、
前記第１のアクセスポイントは、前記第２のアクセスポイントによるスケジューリングの候補となる端末と、前記第１のアクセスポイントと、の間の通信チャネルの状態に基づいて、前記第１の無線エリアに位置する端末のスケジューリングを制御する、無線通信制御方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の無線通信制御方法であって、
前記スケジューリングは、前記第１の無線エリアの形成に用いるビームの方向の決定を含む、無線通信制御方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の無線通信制御方法であって、
前記スケジューリングは、前記端末との通信に無線リソースを割り当てることと、前記割り当てられた無線リソースに対して用いられる前記ビームの方向を複数の方向のいずれかに決定することと、を含み、
前記制御は、前記第１の無線エリアに位置する端末と前記第１のアクセスポイントとの間の通信チャネルの状態と、前記第２の無線エリアに位置する、前記候補となる端末と前記第１のアクセスポイントとの間の通信チャネルの状態と、に基づいて、前記第１の無線エリアの無線リソースに対する、各方向の前記ビームが用いられる無線リソースの割合を制御することを含む、無線通信制御方法。
【請求項１７】
アクセスポイントであって、
第１の無線エリアを形成し、
第２の無線エリアを形成する他のアクセスポイントによるスケジューリングの候補となる端末と、前記第１の無線エリアを形成する前記アクセスポイントと、の間の通信チャネルの状態に基づいて、前記第１の無線エリアに位置する端末のスケジューリングを制御する、アクセスポイント。
【請求項１８】
請求項１７に記載のアクセスポイントであって、
前記スケジューリングは、前記第１の無線エリアの形成に用いるビームの方向の決定を含む、アクセスポイント。
【請求項１９】
請求項１８に記載のアクセスポイントであって、
前記スケジューリングは、前記端末との通信に無線リソースを割り当てることと、前記割り当てられた無線リソースに対して用いられる前記ビームの方向を複数の方向のいずれかに決定することと、を含み、
前記制御は、前記第１の無線エリアに位置する端末と前記第１の無線エリアを形成する前記アクセスポイントとの間の通信チャネルの状態と、前記第２の無線エリアに位置する、前記候補となる端末と前記第１の無線エリアを形成する前記アクセスポイントとの間の通信チャネルの状態と、に基づいて、前記第１の無線エリアの無線リソースに対する、各方向の前記ビームが用いられる無線リソースの割合を制御することを含む、アクセスポイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、無線通信制御方法、及び、アクセスポイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、マクロ基地局１０１０が形成するマクロセル１０５０内に、送信電力がマクロ基地局１０１０よりも小さいピコ基地局１０２０が配置された無線通信システム１０００が知られている（例えば、特許文献１乃至３を参照）。
【０００３】
この無線通信システム１０００は、ＨｅｔＮｅｔと呼ばれる。ＨｅｔＮｅｔは、Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋの略記である。ピコ基地局１０２０は、マクロセル１０５０内にピコセル１０６０を形成する。この例では、端末１０３０は、マクロ基地局１０１０に接続され、端末１０４０は、ピコ基地局１０２０に接続される。以下、端末１０３０は、マクロ端末１０３０とも表される。また、端末１０４０は、ピコ端末１０４０とも表される。
【０００４】
ＨｅｔＮｅｔにおいては、マクロ基地局１０１０により送信された電波は、ピコ端末１０４０がピコ基地局１０２０から受信するデータ信号に対する干渉となる。マクロ基地局１０１０の送信電力がピコ基地局１０２０の送信電力よりも大きいため、上記干渉は大きくなりやすい。
【０００５】
上記干渉を抑制するため、例えば、マクロ基地局１０１０が一時的に電波の送信を停止する技術が知られている。この技術は、例えば、ｅＩＣＩＣ（ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｉｎｔｅｒ−Ｃｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ）と呼ばれる。ｅＩＣＩＣにおいては、マクロセル１０５０の無線リソースが有効に利用されないことがある。
【０００６】
また、マクロ基地局１０１０による電波の送信を停止せずに、図２に示すように、マクロセル１０５０の形成に用いられるビームＢＭの方向を制御することにより上記干渉を抑制する技術も知られている。この技術は、例えば、ＣＳ／ＣＢと呼ばれる。ＣＳ／ＣＢは、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ／Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇの略記である。
【０００７】
ビームの方向の制御は、例えば、プリコーディング行列（ＰＭ；Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ）に基づくプリコーディング処理を実行することにより行なわれる。プリコーディング処理は、各変調シンボルに対して、物理アンテナ毎の重み付けを行なう処理である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−４２３４２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３８７５３号公報
【特許文献３】特表２０１２−５２７８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ＣＳ／ＣＢにおいては、マクロセル１０５０にて用いられるビームによる干渉が小さいピコ端末１０４０の通信が、ピコセル１０６０において行なわれるように、マクロ基地局１０１０及びピコ基地局１０２０が端末のスケジューリングを行なう。
【００１０】
従って、一方のセル（マクロセル１０５０又はピコセル１０６０）における端末の分布に依存して、他方のセル（ピコセル１０６０又はマクロセル１０５０）における端末のスケジューリングが偏ることがある。例えば、特定の端末との通信に無線リソースが割り当てられない状態が継続することがある。
【００１１】
本発明の目的の一つは、端末のスケジューリングの偏りを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一つの側面では、無線通信システムは、第１の無線エリアを形成する第１のアクセスポイントと、第２の無線エリアを形成する第２のアクセスポイントと、を備える。
上記第１のアクセスポイントは、上記第２のアクセスポイントによるスケジューリングの候補となる端末と、上記第１のアクセスポイントと、の間の通信チャネルの状態に基づいて、上記第１の無線エリアに位置する端末のスケジューリングを制御する。
【発明の効果】
【００１３】
端末のスケジューリングの偏りを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ピコセルにおける端末に対する、マクロ基地局からの干渉の一例を示す説明図である。
【図２】ピコセルにおける端末に対する、マクロ基地局からの干渉の一例を示す説明図である。
【図３】マクロセル内にピコ基地局が配置された無線通信システムの構成例を表すブロック図である。
【図４】ＣＳ／ＣＢを実行する無線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５】ＣＳ／ＣＢを実行する無線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６】図４の動作による端末のスケジューリングの一例を示す説明図である。
【図７】第１実施形態に係る無線通信システムの構成例を表すブロック図である。
【図８】図７の基地局の構成例を表すブロック図である。
【図９】図７の無線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１０】図７のマクロ基地局が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図９の動作によるビームの方向の制御の一例を示す説明図である。
【図１２】第１実施形態の第４変形例に係る無線通信システムの構成例を表すブロック図である。
【図１３】第２実施形態に係る無線通信システムにおけるＰＭＩ割り当てマップの一例を示す説明図である。
【図１４】第２実施形態の変形例に係る無線通信システムにおけるＰＭＩ割り当てマップの一例を示す説明図である。
【図１５】第２実施形態に係る無線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１６】第２実施形態に係るマクロ基地局が実行する処理の一例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】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、以下に説明される実施形態は例示である。従って、以下に明示しない種々の変形や技術が実施形態に適用されることは排除されない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一の符号を付した部分は、変更又は変形が明示されない限り、同一若しくは同様の部分を表す。
【００１６】
＜第１実施形態＞
【００１７】
ＣＳ／ＣＢの一例として、下記の第１の方法及び第２の方法が考えられる。
（第１の方法）
図３及び図４に示すように、マクロ端末１０３０は、マクロ基地局１０１０から送信される参照信号に基づいて、マクロ端末１０３０とマクロ基地局１０１０との間の通信チャネルＨ１１の状態を推定する（図４のステップＳ１００１）。そして、マクロ端末１０３０は、推定した通信チャネルＨ１１の状態を表すＣＳＩを含むＣＳＩ報告をマクロ基地局１０１０へ送信する。
【００１８】
ＣＳＩは、Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎの略記である。以下、通信チャネルＨ１１に対するＣＳＩは、ＣＳＩ（Ｈ１１）とも表される。なお、他の通信チャネルに対するＣＳＩについても同様である。ＣＳＩは、通信チャネルにとって最適な（例えば、通信品質を最高にする）ＰＭを特定するＰＭＩを含む。ＰＭＩは、Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒの略記である。以下、ＣＳＩ（Ｈ１１）に含まれるＰＭＩは、ＰＭＩ（Ｈ１１）とも表される。なお、他の通信チャネルに対するＰＭＩについても同様である。
【００１９】
また、ピコ端末１０４０は、ピコ基地局１０２０から送信される参照信号に基づいて、ピコ端末１０４０とピコ基地局１０２０との間の通信チャネルＨ２２の状態を推定する。更に、ピコ端末１０４０は、マクロ基地局１０１０から送信される参照信号に基づいて、ピコ端末１０４０とマクロ基地局１０１０との間の通信チャネルＨ２１の状態を推定する（図４のステップＳ１００２）。そして、ピコ端末１０４０は、ＣＳＩ（Ｈ２２）及びＣＳＩ（Ｈ２１）を含むＣＳＩ報告をピコ基地局１０２０へ送信する。
【００２０】
一方、マクロ基地局１０１０は、マクロ端末１０３０から受信したＣＳＩ（Ｈ１１）に基づいて、マクロセル１０５０に位置する端末（例えば、マクロ端末１０３０）のスケジューリングを実行する（図４のステップＳ１００３）。
【００２１】
マクロ基地局１０１０は、マクロセル１０５０に位置する端末との通信に無線リソースを割り当てるとともに、その無線リソースに対して用いるＰＭを決定する。例えば、マクロ基地局１０１０は、マクロ端末１０３０との通信に割り当てた無線リソースに対して用いるＰＭとして、ＰＭＩ（Ｈ１１）により特定されるＰＭを決定する。
【００２２】
そして、マクロ基地局１０１０は、スケジューリングの実行結果を表すスケジューリング結果通知をピコ基地局１０２０へ送信する。スケジューリング結果通知は、無線リソースに対して用いられるＰＭを特定するＰＭＩを含む。
【００２３】
ピコ基地局１０２０は、マクロ基地局１０１０からのスケジューリング結果通知に基づいて、ピコセル１０６０に属する端末（例えば、ピコ端末１０４０）のスケジューリングを実行する（図４のステップＳ１００４）。このスケジューリングにおいて、無線リソースは、スケジューリング結果通知に含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭと直交するＰＭを特定するＰＭＩを含むＣＳＩを送信してきた端末との通信に割り当てられる。
【００２４】
（第２の方法）
図３及び図５に示すように、ピコ端末１０４０は、ピコ基地局１０２０から送信される参照信号に基づいて、ピコ端末１０４０とピコ基地局１０２０との間の通信チャネルＨ２２の状態を推定する。更に、ピコ端末１０４０は、マクロ基地局１０１０から送信される参照信号に基づいて、ピコ端末１０４０とマクロ基地局１０１０との間の通信チャネルＨ２１の状態を推定する（図５のステップＳ１１０１）。そして、ピコ端末１０４０は、ＣＳＩ（Ｈ２２）及びＣＳＩ（Ｈ２１）を含むＣＳＩ報告をピコ基地局１０２０へ送信する。
【００２５】
また、マクロ端末１０３０は、マクロ基地局１０１０から送信される参照信号に基づいて、マクロ端末１０３０とマクロ基地局１０１０との間の通信チャネルＨ１１の状態を推定する（図５のステップＳ１１０２）。そして、マクロ端末１０３０は、推定した通信チャネルＨ１１の状態を表すＣＳＩを含むＣＳＩ報告をマクロ基地局１０１０へ送信する。
【００２６】
一方、ピコ基地局１０２０は、ピコ端末１０４０から受信したＣＳＩ（Ｈ２２）に基づいて、ピコセル１０６０に属する端末（例えば、ピコ端末１０４０）のスケジューリングを実行する（図５のステップＳ１１０３）。
【００２７】
ピコ基地局１０２０は、ピコセル１０６０に属する端末との通信に無線リソースを割り当てるとともに、その無線リソースに対して用いるＰＭを決定する。例えば、ピコ基地局１０２０は、ピコ端末１０４０との通信に割り当てた無線リソースに対して用いるＰＭとして、ＰＭＩ（Ｈ２２）により特定されるＰＭを決定する。
【００２８】
そして、ピコ基地局１０２０は、スケジューリングの実行結果を表すスケジューリング結果通知をマクロ基地局１０１０へ送信する。スケジューリング結果通知は、無線リソースが割り当てられた端末により送信されたＣＳＩ（Ｈ２１）に含まれるＰＭＩ（Ｈ２１）を含む。
【００２９】
マクロ基地局１０１０は、ピコ基地局１０２０からのスケジューリング結果通知に基づいて、マクロセル１０５０に属する端末（例えば、マクロ端末１０３０）のスケジューリングを実行する（図５のステップＳ１１０４）。このスケジューリングにおいて、無線リソースは、スケジューリング結果通知に含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭと直交するＰＭを特定するＰＭＩを含むＣＳＩを送信してきた端末との通信に割り当てられる。
【００３０】
上述したように、第１及び第２の方法のいずれでも、一方の基地局（マクロ基地局１０１０又はピコ基地局１０２０）におけるスケジューリングの実行結果に基づいて他方の基地局（ピコ基地局１０２０又はマクロ基地局１０１０）がスケジューリングを実行する。
【００３１】
従って、上記一方の基地局が形成するセルにおける端末の分布に依存して、上記他方の基地局が形成するセルにおける端末のスケジューリングが偏ることがある。例えば、特定の端末との通信に無線リソースが割り当てられない状態が継続することがある。
【００３２】
例えば、図６に示すように、第１の方法において、マクロ基地局１０１０からの参照信号に基づいてマクロ端末１０３０が取得したＣＳＩ（Ｈ１１）に含まれるＰＭＩ（Ｈ１１）がＰＭＩ＃０である場合を想定する。ＰＭＩ＃ｉは、ｉ番目のＰＭＩ（ここで、ｉは、０以上の整数を表す）である。この場合、マクロ基地局１０１０は、マクロ端末１０３０との通信に無線リソースを割り当てるとともに、その無線リソースに対してＰＭＩ＃０を用いることを決定する。
【００３３】
更に、この場合において、マクロ基地局１０１０からの参照信号に基づいてピコ端末１０４０が取得したＣＳＩ（Ｈ２１）に含まれるＰＭＩ（Ｈ２１）もＰＭＩ＃０である場合を想定する。この場合、マクロ基地局１０１０がＰＭＩ＃０を用いる無線リソースにおいては、ピコ端末１０４０における、マクロ基地局１０１０からの干渉が大きくなりやすいため、ピコ基地局１０２０は、ピコ端末１０４０との通信に無線リソースを割り当てない。
【００３４】
このように、第１の方法においては、マクロ端末１０３０に対する無線リソースの割り当てが優先される結果、ピコ端末１０４０に対して無線リソースが割り当てられない状況が生じる。
また、第２の方法においては、ピコ端末１０４０に対する無線リソースの割り当てが優先される結果、マクロ端末１０３０に対して無線リソースが割り当てられない状況が生じる。
【００３５】
これに対し、後述するように、第１実施形態に係る第１の基地局は、第２の基地局によるスケジューリングの候補となる端末と、第１の基地局と、の間の通信チャネルの状態に基づいて、第１の無線エリアに位置する端末のスケジューリングを制御する。
【００３６】
これによれば、第２の基地局によるスケジューリングの候補となる端末と、第１の基地局と、の間の通信チャネルの状態を、第１の無線エリアに位置する端末のスケジューリングの制御に反映できる。これにより、端末のスケジューリングの偏りを抑制できる。
【００３７】
以下、第１実施形態に係る無線通信システムについて詳細に説明する。
（構成）
図７に示すように、第１実施形態に係る無線通信システム１は、Ｎｂ個の基地局１０−１，１０−２，…，１０−Ｎｂと、Ｎｕ個の端末２０−１，２０−２，２０−３，２０−４，…，２０−Ｎｕと、を備える。
【００３８】
本例では、Ｎｂは、２以上の整数を表す。また、以下において、基地局１０−ｘは、区別する必要がない場合、基地局１０とも表される。ｘは、１からＮｂの整数を表す。本例では、Ｎｕは、４以上の整数を表す。なお、Ｎｕは、２又は３を表してもよい。また、以下において、端末２０−ｙは、区別する必要がない場合、端末２０とも表される。ｙは、１からＮｕの整数を表す。
【００３９】
無線通信システム１は、基地局１０と、端末２０と、の間で、予め定められた無線通信方式に従った無線通信を行なう。例えば、無線通信方式は、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ方式である。ＬＴＥは、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎの略記である。なお、無線通信方式は、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ方式と異なる方式（例えば、ＬＴＥ、又は、ＷｉＭＡＸ（登録商標）等の方式）であってもよい。ＷｉＭＡＸは、Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓの略記である。
【００４０】
本例では、各基地局１０は、１つの無線エリアを形成する。なお、各基地局１０は、複数の無線エリアを形成してもよい。無線エリアは、カバレッジ・エリア、又は、通信エリアと表されてもよい。例えば、無線エリアは、マクロセル、マイクロセル、ナノセル、ピコセル、フェムトセル、ホームセル、又は、セクタセル等のセルである。各基地局１０は、自局が形成する無線エリア内に位置する端末２０と無線通信を行なう。
【００４１】
具体的には、各基地局１０は、自局が形成する無線エリアにおいて無線リソースを提供する。本例では、無線リソースには、時間及び周波数が含まれてよい。換言すると、無線リソースは、時間及び周波数により識別される。各基地局１０は、自局が形成する無線エリア内に位置する端末２０と、当該無線エリアにおいて提供している無線リソースを用いることにより通信を行なう。
【００４２】
更に、本例では、各基地局１０は、プリコーディング行列に基づくプリコーディング処理を実行し、プリコーディング処理が実行された無線信号を複数のアンテナ（物理アンテナ）から端末２０へ伝送する。プリコーディング処理は、端末２０に対する指向性送信（ビームフォーミング）を実行するように、データを表す変調シンボルのそれぞれに対して、物理アンテナ毎の重み付けを行なう処理である。ビームフォーミングは、基地局１０が送信する無線信号として、指向性を有するビームを形成することである。プリコーディング処理に用いられるプリコーディング行列を決定することは、ビームの方向を決定することの一例である。
【００４３】
なお、各基地局１０は、ある無線リソースを用いて複数のデータストリームを送信する、空間多重（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送、又は、ＭＩＭＯ多重伝送を、通信の状態に応じて行なうように構成されていてもよい。ＭＩＭＯは、Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  ａｎｄ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔの略記である。
【００４４】
また、各基地局１０は、ｅＮＢ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｎｏｄｅ  Ｂ）、ＮＢ（Ｎｏｄｅ  Ｂ）、マクロ基地局、マイクロ基地局、ナノ基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、又は、ホーム基地局であってもよい。なお、各基地局１０は、アクセスポイントの一例である。
【００４５】
本例では、基地局１０−１は、マクロ基地局である。マクロ基地局１０−１は、第１のアクセスポイントの一例である。また、基地局１０−２は、ピコ基地局である。ピコ基地局１０−２は、第２のアクセスポイントの一例である。また、無線通信システム１は、ピコ基地局１０−２に代えて、マクロ基地局１０−１に接続されたＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｈｅａｄ）を備えてもよい。この場合、ＲＲＨは、第２のアクセスポイントの一例である。
【００４６】
本例では、マクロ基地局１０−１は、無線信号の送信電力として出力可能な電力の最大値がピコ基地局１０−２よりも大きい。従って、マクロ基地局１０−１が形成する無線エリア３０−１は、ピコ基地局１０−２が形成する無線エリア３０−２よりも広い。無線エリア３０−１は、マクロセルとも表される。マクロセル３０−１は、第１の無線エリアの一例である。また、無線エリア３０−２は、ピコセルとも表される。ピコセル３０−２は、第２の無線エリアの一例である。
【００４７】
本例では、ピコ基地局１０−２は、マクロ基地局１０−１が形成するマクロセル３０−１内に配置されている。更に、ピコ基地局１０−２が形成するピコセル３０−２は、マクロセル３０−１内に位置している。なお、マクロセル３０−１内に複数のピコセルが位置していてもよい。
【００４８】
本例では、端末２０−１及び２０−３は、マクロセル３０−１内に位置している。本例では、端末２０−２及び２０−４は、ピコセル３０−２内に位置している。以下、マクロセル３０−１内に位置する端末２０は、マクロ端末とも表される。同様に、ピコセル３０−２内に位置する端末２０は、ピコ端末とも表される。各ピコ端末２０は、ピコ基地局１０−２によるスケジューリングの候補となる端末の一例である。
【００４９】
また、本例では、各基地局１０は、図示しない通信回線を介して有線通信可能に通信網（例えば、コアネットワーク）に接続されている。なお、各基地局１０は、無線通信可能に通信網に接続されていてもよい。基地局１０と通信網との間のインタフェースは、Ｓ１インタフェースと呼ばれてもよい。また、基地局１０間のインタフェースは、Ｘ２インタフェースと呼ばれてもよい。
【００５０】
また、基地局１０、及び、無線通信システム１のうちの基地局１０よりも通信網（即ち、上位）側の部分は、Ｅ−ＵＴＲＡＮと呼ばれてもよい。Ｅ−ＵＴＲＡＮは、Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋの略記である。
【００５１】
各端末２０は、自端末が位置する無線エリアにおいて提供されている無線リソースを用いて、当該無線エリアを形成する基地局１０と無線通信を行なう。なお、端末２０は、移動局、端末装置、又は、ユーザ端末（ＵＥ；Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）と呼ばれてもよい。
【００５２】
例えば、無線エリアにて端末２０が収容されることは、端末２０が当該無線エリアにて提供される無線リソースを用いて、当該無線エリアを形成する基地局１０とデータを送受信可能に、当該基地局１０と接続されていることである。
【００５３】
各基地局１０は、参照信号（ＲＳ；Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）を送信する。例えば、参照信号は、ＣＲＳ、ＣＳＩ  ＲＳ、又は、ＵＥＳ  ＲＳである。ＣＲＳは、Ｃｅｌｌ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ＲＳの略記である。ＵＥＳは、ＵＥ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃの略記である。
【００５４】
各端末２０は、各基地局１０から受信した参照信号に基づいて、当該基地局１０と当該端末２０との間の通信チャネルの状態を推定する。そして、各端末２０は、推定した通信チャネルの状態を表すＣＳＩを含むＣＳＩ報告を、自端末が位置する無線エリアを形成する基地局１０へ送信する。本例では、ＣＳＩは、ＣＱＩ、及び、ＰＭＩを含む。ＣＱＩは、Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒの略記である。ＣＱＩは、通信チャネルにおける通信の品質を表す。
【００５５】
例えば、ＣＳＩは、通信チャネルにとって最適な（例えば、通信品質を最高にする）ＰＭを特定するＰＭＩを含む。通信チャネルにとって最適なＰＭは、例えば、ＳＩＮＲを最大とするＰＭである。ＳＩＮＲは、Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏの略記である。なお、ＣＳＩは、通信品質を最高にするＰＭよりも通信品質が低いＰＭを特定するＰＭＩを含んでいてもよい。
【００５６】
（構成：基地局）
図８に示すように、基地局１０−ｘは、例示的に、通信ＩＦ１１と、送信処理回路１２と、スケジューラ１３と、送信ＲＦ回路１４と、Ｎａ個のアンテナ１５−１，１５−２，…，１５−Ｎａと、受信ＲＦ回路１６と、受信処理回路１７と、を備える。ＩＦは、Ｉｎｔｅｒｆａｃｅの略記である。
本例では、Ｎａは、２以上の整数を表す。また、以下において、アンテナ１５−ｚは、区別する必要がない場合、アンテナ１５とも表される。ｚは、１からＮａの整数を表す。
【００５７】
スケジューラ１３は、自局が形成する無線エリア内に位置する端末２０のスケジューリングを実行する。本例では、スケジューリングは、下りリンク及び上りリンクのそれぞれに対して、端末２０との通信に無線リソースを割り当てることを含む。
【００５８】
更に、本例では、スケジューリングは、下りリンクの通信に割り当てられた無線リソースに対して用いられるＰＭを特定するＰＭＩを決定することを含む。ＰＭＩは、予め定められた複数のＰＭをそれぞれ特定する複数のＰＭＩの中から選択される。本例では、複数のＰＭを用いて形成されるビームは、複数の方向をそれぞれ有する。
なお、スケジューラ１３の詳細な機能については、後述する。
【００５９】
送信処理回路１２は、スケジューラ１３によるスケジューリングの結果に基づいて、通信ＩＦ１１又はスケジューラ１３から入力されたデータに対して、無線通信方式に従って、符号化及び変調を行なう。
【００６０】
本例では、送信処理回路１２は、スケジューラ１３により下りリンクの通信に無線リソースが割り当てられた端末２０への、符号化及び変調後の変調信号に対してプリコーディング処理を実行する。このプリコーディング処理は、上記無線リソースに対して用いることがスケジューラ１３により決定されたＰＭＩにより特定されるＰＭに基づいて行なわれる。
【００６１】
送信ＲＦ回路１４は、プリコーディング処理の実行後の変調信号に対して、ＤＡ変換、及び、周波数変換（ここでは、アップコンバート）を行なう。ＤＡは、Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇの略記である。送信ＲＦ回路１４は、周波数変換後の無線信号を、複数のアンテナ１５−１，１５−２，…，１５−Ｎａを介して送信する。
【００６２】
受信ＲＦ回路１６は、アンテナ１５を介して無線信号を受信する。受信ＲＦ回路１６は、受信した無線信号に対して、周波数変換（ここでは、ダウンコンバート）、及び、ＡＤ変換を行なう。ＡＤは、Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌの略記である。
【００６３】
受信処理回路１７は、スケジューラ１３によるスケジューリングの結果に基づいて、ＡＤ変換後の変調信号に対して、無線通信方式に従って、復調及び復号化を行なう。受信処理回路１７は、復号化後のデータを通信ＩＦ１１又はスケジューラ１３へ出力する。
【００６４】
通信ＩＦ１１は、スケジューラ１３又は受信処理回路１７から入力されたデータを、通信網を介して、他の基地局１０、又は、図示しない交換局へ送信する。また、通信ＩＦ１１は、他の基地局１０、又は、図示しない交換局から通信網を介して受信したデータを、送信処理回路１２又はスケジューラ１３へ出力する。
【００６５】
なお、基地局１０−ｘは、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を用いて機能が実現されてよい。また、送信処理回路１２、スケジューラ１３、及び、受信処理回路１７の少なくとも一部は、プログラム可能な論理回路装置（例えば、ＰＬＤ、又は、ＦＰＧＡ）を用いて機能が実現されてもよい。ＰＬＤは、Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅの略記である。ＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略記である。
【００６６】
また、送信処理回路１２、スケジューラ１３、及び、受信処理回路１７の少なくとも一部は、例えば、ＣＰＵ又はＤＳＰ等の処理装置と、記憶装置と、を用いて機能が実現されてもよい。この場合、例えば、処理装置が記憶装置に記憶されているプログラムを実行することにより、送信処理回路１２、スケジューラ１３、及び、受信処理回路１７の機能が実現されてよい。ＣＰＵは、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔの略記である。ＤＳＰは、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｏｃｅｓｓｏｒの略記である。
【００６７】
ここで、スケジューラ１３の機能について説明を加える。
ピコ基地局１０−２のスケジューラ１３は、数式１と、ピコ端末２０のそれぞれから受信したＣＳＩ報告と、に基づいて、各ＰＭＩに対するピコ端末２０の希望ウェイトｗｐを算出する。ピコ端末２０の希望ウェイトは、ピコ側希望ウェイトとも表される。ｗｐ（ｉ）は、ＰＭＩ＃ｉに対する値を表す。ＰＭＩ＃ｉは、ｉ番目のＰＭＩを表す。ｉは、正の整数を表す。
【数１】
2015159356.tif 000003
【００６８】
ここで、Ｐは、ピコ端末２０の集合を表す。Ｃは、ＰＭＩの集合を表す。ＴＰＭＩ（ｋ）は、端末＃ｋと、マクロ基地局１０−１と、の間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩを表す。端末＃ｋは、ｋ番目の端末２０を表す。ｋは、正の整数を表す。
【００６９】
Ｏ（ｉ，ｊ）は、数式２により表される。Ｆ（ｉ）は、ｉ番目のＰＭＩにより特定されるＰＭを表す。Ｆ（ｊ）Ｈは、Ｆ（ｊ）の共役転置行列を表す。従って、Ｏ（ｉ，ｊ）は、Ｆ（ｉ）とＦ（ｊ）とが直交する場合に１となるとともに、Ｆ（ｉ）とＦ（ｊ）とが一致する場合に０となる関数である。
【数２】
2015159356.tif 000004
【００７０】
ピコ基地局１０−２のスケジューラ１３は、各ＰＭＩに対するピコ側希望ウェイトｗｐを含むピコ側希望ウェイト通知を、通信ＩＦ１１を介してマクロ基地局１０−１へ送信する。
【００７１】
マクロ基地局１０−１のスケジューラ１３は、数式３と、マクロ端末２０のそれぞれから受信したＣＳＩ報告と、に基づいて、各ＰＭＩに対するマクロ端末２０の希望ウェイトｗｍを算出する。マクロ端末２０の希望ウェイトは、マクロ側希望ウェイトとも表される。ｗｍ（ｉ）は、ＰＭＩ＃ｉに対する値を表す。ここで、Ｍは、マクロ端末２０の集合を表す。
【数３】
2015159356.tif 000005
【００７２】
マクロ基地局１０−１のスケジューラ１３は、数式４と、ピコ基地局１０−２から受信したピコ側希望ウェイト通知に含まれるピコ側希望ウェイトｗｐと、マクロ側希望ウェイトｗｍと、に基づいて、各ＰＭＩに対する割り当て率の目標値Ｑを算出する。Ｑ（ｉ）は、ＰＭＩ＃ｉに対する値を表す。ＰＭＩ＃ｉに対する割り当て率は、マクロセル３０−１にて提供される、マクロ基地局１０−１からマクロ端末２０への通信に割り当て可能な無線リソースに対する、ＰＭＩ＃ｉにより特定されるＰＭが用いられる無線リソースの割合を表す。
【数４】
2015159356.tif 000006
【００７３】
従って、ＰＭＩ＃ｉに対する目標値Ｑ（ｉ）は、ＰＭＩ＃ｉにより特定されるＰＭが、ピコ端末２０とマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭと直交するピコ端末２０の数が多くなるほど高くなる。
更に、ＰＭＩ＃ｉに対する目標値Ｑ（ｉ）は、ＰＭＩ＃ｉにより特定されるＰＭが、ピコ端末２０とマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭと直交する程度が高くなるほど高くなる。
【００７４】
これによれば、ある方向のビームが用いられる確率を、ピコ端末２０とマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態に応じたビームの方向と直交する程度が高くなるほど高めることができる。この結果、ピコ端末２０における、ピコ基地局１０−２からの無線信号に対する、マクロ基地局１０−１からの干渉を抑制できる。
【００７５】
更に、ＰＭＩ＃ｉに対する目標値Ｑ（ｉ）は、ＰＭＩ＃ｉにより特定されるＰＭが、マクロ端末２０とマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭと一致するマクロ端末２０の数が多くなるほど高くなる。
加えて、ＰＭＩ＃ｉに対する目標値Ｑ（ｉ）は、ＰＭＩ＃ｉにより特定されるＰＭが、マクロ端末２０とマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭと一致する程度が高くなるほど高くなる。
【００７６】
これによれば、ある方向のビームが用いられる確率を、マクロ端末２０とマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態に応じたビームの方向と一致する程度が高くなるほど高めることができる。この結果、マクロ端末２０における、マクロ基地局１０−１からの無線信号の品質を高めることができる。
【００７７】
更に、マクロ基地局１０−１のスケジューラ１３は、割り当て率の目標値Ｑに基づいて、マクロ端末２０を選択し、選択した端末２０との下りリンクの通信に無線リソースを割り当てる。本例では、スケジューラ１３は、所定の制御単位毎に無線リソースの割り当てを行なう。本例では、制御単位は、サブフレームである。なお、制御単位は、リソースブロックであってもよい。
【００７８】
更に、マクロ基地局１０−１のスケジューラ１３は、割り当てた無線リソースに対して用いるＰＭを、その無線リソースが割り当てられたマクロ端末２０と、マクロ基地局１０−１と、の間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩに基づいて決定する。例えば、マクロ基地局１０−１のスケジューラ１３は、ＣＳＩに含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭを、割り当てた無線リソースに対して用いるＰＭとして決定する。
【００７９】
割り当て率の目標値Ｑに基づくマクロ端末２０の選択について説明を加える。
本例では、スケジューラ１３は、数式５に基づいて、各マクロ端末２０に対する選択メトリックＵを算出する。Ｕ（ｋ）は、端末＃ｋに対する値を表す。
【数５】
2015159356.tif 000007
【００８０】
ここで、α（ｉ）は、ＰＭＩ＃ｉに対して、端末２０を選択するための調整係数を表す。ｒ（ｋ）は、マクロ基地局１０−１から端末＃ｋへの通信のスループットの瞬時値を表す。スループットの瞬時値は、瞬時スループットとも表される。Ｒ（ｋ）は、マクロ基地局１０−１から端末＃ｋへの通信のスループットの平均値を表す。スループットの平均値は、平均スループットとも表される。本例では、平均スループットＲ（ｋ）は、複数の瞬時スループットｒ（ｋ）の平均値である。
【００８１】
瞬時スループットｒを平均スループットＲにより除した値ｒ／Ｒは、ＰＦメトリックとも呼ばれる。ＰＦは、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｆａｉｒｎｅｓｓ、又は、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｆａｉｒの略記である。従って、選択メトリックＵは、ＰＦメトリックに調整係数αを乗じた値である。
【００８２】
本例では、スケジューラ１３は、調整係数αの初期値として「１」を用いる。
スケジューラ１３は、割り当てた無線リソースに対して用いるＰＭとして、ＰＭＩ＃ｉにより特定されるＰＭを決定した場合、ＰＭＩ＃ｉに対する調整係数α（ｉ）を数式６に基づいて更新する。更に、この場合、スケジューラ１３は、ＰＭＩ＃ｊに対する調整係数α（ｊ）を数式７に基づいて更新する。ここで、ｊは、ｉと異なる整数を表す。また、Δαは、スケジューリング後の割り当て率を、割り当て率の目標値へ収束させる速度の調整係数を表す。本例では、調整係数Δαは、正の値である。
【数６】
2015159356.tif 000008
【数７】
2015159356.tif 000009
【００８３】
なお、選択メトリックＵは、ｍａｘ  ＣＩＲメトリックに調整係数αを乗じた値であってもよい。ｍａｘ  ＣＩＲは、Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏの略記である。ｍａｘ  ＣＩＲメトリックは、例えば、ＣＱＩの値であってよい。
【００８４】
このようにして、スケジューラ１３は、各ＰＭＩに対するスケジューリング後の割り当て率を、割り当て率の目標値Ｑに近づけるように、目標値Ｑに基づいて、マクロ端末２０との下りリンクの通信に無線リソースが割り当てられる確率を制御する。
【００８５】
これによれば、マクロ端末２０とマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態に応じたビームの方向に応じて、マクロ端末２０のスケジューリングを制御することにより、各ＰＭＩに対するスケジューリング後の割り当て率を目標値に近づけることができる。この結果、マクロセル３０−１及びピコセル３０−２のそれぞれに位置する端末２０のスケジューリングの偏りを抑制できる。
【００８６】
マクロ基地局１０−１のスケジューラ１３は、上述したように、マクロ端末２０のスケジューリングを実行した後、スケジューリングの実行結果を表すスケジューリング結果通知を、通信ＩＦ１１を介してピコ基地局１０−２へ送信する。スケジューリング結果通知は、制御単位毎に、無線リソースに対して用いられるＰＭを特定するＰＭＩを含む。
【００８７】
ピコ基地局１０−２のスケジューラ１３は、マクロ基地局１０−１から受信したスケジューリング結果通知と、ピコ端末２０のそれぞれから受信したＣＳＩ報告と、に基づいて、ピコ端末２０のスケジューリングを実行する。
【００８８】
本例では、ピコ基地局１０−２のスケジューラ１３は、制御単位毎に、マクロ側ＰＭがピコ側希望ＰＭと直交する程度が高くなるピコ端末２０ほど優先して、ピコ基地局１０−２からピコ端末２０への通信に無線リソースを割り当てる。マクロ側ＰＭは、スケジューリング結果通知に含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭである。ピコ側希望ＰＭは、ピコ基地局１０−２とピコ端末２０との間の通信チャネルを表すＣＳＩに含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭである。
【００８９】
そして、ピコ基地局１０−２のスケジューラ１３は、割り当てた無線リソースに対して用いるＰＭを、その無線リソースが割り当てられたピコ端末２０と、ピコ基地局１０−２と、の間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩに基づいて決定する。例えば、ピコ基地局１０−２のスケジューラ１３は、ＣＳＩに含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭを、割り当てた無線リソースに対して用いるＰＭとして決定する。
【００９０】
表１は、上述した各変数の簡単な説明を示す。
【表１】
2015159356.tif 000010
【００９１】
（動作）
次に、無線通信システム１の動作について図９及び図１０を参照しながら説明する。ここでは、無線通信システム１の動作のうちの、端末２０のスケジューリングに係る部分について説明する。
図９は、マクロ端末２０−１を例示しているが、他のマクロ端末２０も同様に動作する。同様に、図９は、ピコ端末２０−２を例示しているが、他のピコ端末２０も同様に動作する。
【００９２】
本例では、無線通信システム１は、スケジューリングの実行周期が経過する毎に、図９及び図１０に示されるように動作する。本例では、実行周期は、所定数のサブフレームを含む時間である。
【００９３】
マクロ端末２０−１は、マクロ基地局１０−１から送信された参照信号に基づいて、マクロ端末２０−１とマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態を推定する（図９のステップＳ１０１）。そして、マクロ端末２０−１は、推定した通信チャネルの状態を表すＣＳＩを含むＣＳＩ報告をマクロ基地局１０−１へ送信する。
【００９４】
また、ピコ端末２０−２は、ピコ基地局１０−２から送信される参照信号に基づいて、ピコ端末２０−２とピコ基地局１０−２との間の通信チャネルの状態を推定する。更に、ピコ端末２０−２は、マクロ基地局１０−１から送信される参照信号に基づいて、ピコ端末２０−２とマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態を推定する（図９のステップＳ１０２）。そして、ピコ端末１０４０は、各ＣＳＩを含むＣＳＩ報告をピコ基地局１０−２へ送信する。
なお、ステップＳ１０１、及び、ステップＳ１０２は、図９に示される順序と逆の順序にて、又は、並行に実行されてもよい。
【００９５】
ピコ基地局１０−２は、上記数式１と、ピコ端末２０のそれぞれから受信したＣＳＩ報告と、に基づいて、各ＰＭＩに対するピコ側希望ウェイトｗｐを算出する（図９のステップＳ１０３）。そして、ピコ基地局１０−２は、算出したピコ側希望ウェイトｗｐを含むピコ側希望ウェイト通知をマクロ基地局１０−１へ送信する。
【００９６】
マクロ基地局１０−１は、上記数式３と、マクロ端末２０のそれぞれから受信したＣＳＩ報告と、に基づいて、各ＰＭＩに対するマクロ側希望ウェイトｗｍを算出する（図９のステップＳ１０４）。
なお、ステップＳ１０３、及び、ステップＳ１０４は、図９に示される順序と逆の順序にて、又は、並行に実行されてもよい。
【００９７】
そして、マクロ基地局１０−１は、上記数式４と、受信したピコ側希望ウェイト通知に含まれるピコ側希望ウェイトｗｐと、算出したマクロ側希望ウェイトｗｍと、に基づいて、各ＰＭＩに対する割り当て率の目標値Ｑを算出する（図９のステップＳ１０５）。
【００９８】
次いで、マクロ基地局１０−１は、算出した、各ＰＭＩに対する割り当て率の目標値Ｑに基づいて、マクロ端末２０のスケジューリングを実行する（図９のステップＳ１０６）。マクロ端末２０のスケジューリングにおいて、本例では、マクロ基地局１０−１は、図１０に示す処理を実行することにより、マクロ端末２０を選択する。
【００９９】
具体的には、マクロ基地局１０−１は、各ＰＭＩに対する調整係数αを初期値（本例では、「１」）に設定する（図１０のステップＳ２０１）。
次いで、マクロ基地局１０−１は、実行周期に含まれるサブフレームのそれぞれを１つずつ順に処理対象とするループ処理（図１０のステップＳ２０２〜ステップＳ２０８）を実行する。
【０１００】
ループ処理において、先ず、マクロ基地局１０−１は、各マクロ端末２０に対する瞬時スループットｒを算出する（図１０のステップＳ２０３）。そして、マクロ基地局１０−１は、各マクロ端末２０に対して、上記数式５と、算出した瞬時スループットｒと、に基づいて選択メトリックＵを算出する（図１０のステップＳ２０４）。
【０１０１】
次いで、マクロ基地局１０−１は、選択メトリックＵが最大であるマクロ端末＃Ａを、処理対象となるサブフレームを下りリンクの通信に割り当てる端末として選択する（図１０のステップＳ２０５）。
【０１０２】
次いで、マクロ基地局１０−１は、ＴＰＭＩ（Ａ）に対する調整係数α（ＴＰＭＩ（Ａ））を数式６に基づいて更新する。ここでは、ＴＰＭＩ（Ａ）は、マクロ端末＃Ａとマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩを表す。更に、マクロ基地局１０−１は、ＴＰＭＩ（Ａ）と異なるＰＭＩ（ここでは、ＰＭＩ＃ｊ）のそれぞれに対する調整係数α（ｊ）を数式７に基づいて更新する（図１０のステップＳ２０６）。ここで、ｊはＴＰＭＩ（Ａ）と異なる整数を表す。
【０１０３】
そして、マクロ基地局１０−１は、各マクロ端末２０に対して、算出した瞬時スループットｒに基づいて、平均スループットＲを更新する（図１０のステップＳ２０７）。なお、ステップＳ２０７は、ステップＳ２０６及びＳ２０８の間のタイミングに代わる、上記ループ処理における任意のタイミングで実行されてもよい。
次いで、マクロ基地局１０−１は、実行周期に含まれるサブフレームのすべてに対して、上記ループ処理（図１０のステップＳ２０２〜ステップＳ２０８）を実行した後、図１０に示す処理を終了する。
【０１０４】
更に、マクロ端末２０のスケジューリングにおいて、マクロ基地局１０−１は、実行周期に含まれるサブフレームのそれぞれに対して、選択したマクロ端末２０との下りリンクの通信に無線リソースを割り当てる。
【０１０５】
そして、マクロ端末２０のスケジューリングにおいて、マクロ基地局１０−１は、実行周期に含まれるサブフレームのそれぞれに対して、割り当てた無線リソースに対して用いるＰＭを決定する。本例では、マクロ基地局１０−１は、選択したマクロ端末２０と、マクロ基地局１０−１と、の間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩに基づいて、割り当てた無線リソースに対して用いるＰＭを決定する。
【０１０６】
マクロ基地局１０−１は、マクロ端末２０のスケジューリングを実行した後、スケジューリングの実行結果を表すスケジューリング結果通知をピコ基地局１０−２へ送信する。スケジューリング結果通知は、サブフレーム毎に、無線リソースに対して用いられるＰＭを特定するＰＭＩを含む。
【０１０７】
ピコ基地局１０−２は、マクロ基地局１０−１から受信したスケジューリング結果通知と、ピコ端末２０のそれぞれから受信したＣＳＩ報告と、に基づいて、ピコ端末２０のスケジューリングを実行する（図９のステップＳ１０７）。
【０１０８】
本例では、ピコ基地局１０−２は、サブフレーム毎に、マクロ側ＰＭがピコ側希望ＰＭと直交する程度が高くなるピコ端末２０ほど優先して、ピコ基地局１０−２からピコ端末２０への通信に無線リソースを割り当てる。マクロ側ＰＭは、スケジューリング結果通知に含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭである。ピコ側希望ＰＭは、ピコ基地局１０−２とピコ端末２０との間の通信チャネルを表すＣＳＩに含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭである。
【０１０９】
そして、ピコ基地局１０−２は、割り当てた無線リソースに対して用いるＰＭを、その無線リソースが割り当てられたピコ端末２０と、ピコ基地局１０−２と、の間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩに基づいて決定する。
【０１１０】
その後、マクロ基地局１０−１は、自局によるスケジューリングの実行結果に基づいて、マクロ端末２０との通信を行なう。同様に、ピコ基地局１０−２は、自局によるスケジューリングの実行結果に基づいて、ピコ端末２０との通信を行なう。
【０１１１】
以上、説明したように、第１実施形態に係るマクロ基地局１０−１は、ピコ基地局１０−２によるスケジューリングの候補となるピコ端末２０と、マクロ基地局１０−１と、の間の通信チャネルの状態に基づいて、マクロ端末２０のスケジューリングを制御する。
【０１１２】
これによれば、ピコ基地局１０−２によるスケジューリングの候補となるピコ端末２０と、マクロ基地局１０−１と、の間の通信チャネルの状態を、マクロ端末２０のスケジューリングの制御に反映できる。これにより、マクロセル３０−１及びピコセル３０−２のそれぞれにおける端末２０のスケジューリングの偏りを抑制できる。
【０１１３】
更に、第１実施形態に係るマクロ基地局１０−１は、マクロセル３０−１の無線リソースに対する、各ＰＭＩが用いられる無線リソースの割合を制御する。この割合の制御は、マクロ端末２０とマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態と、ピコ端末２０とマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態と、に基づいて行なわれる。
【０１１４】
これによれば、第１の通信チャネルの状態に応じた第１の方向のビーム、又は、第２の通信チャネルの状態に応じた第２の方向のビームの一方が、マクロセル３０−１の無線リソースに対して用いられ続けることを抑制できる。ここで、第１の通信チャネルは、マクロ基地局１０−１とマクロ端末２０との間の通信チャネルである。また、第２の通信チャネルは、マクロ基地局１０−１とピコ端末２０との間の通信チャネルである。
【０１１５】
換言すると、図１１に示すように、マクロセル３０−１及びピコセル３０−２のそれぞれにおける端末２０のスケジューリングの公平性を考慮して、第１の方向のビームＢＭ１と、第２の方向のビームＢＭ２と、を切り替えることができる。
【０１１６】
これにより、第１の方向のビームＢＭ１及び第２の方向のビームＢＭ２の両方を、マクロセル３０−１の無線リソースに対して用いることができる。この結果、マクロセル３０−１の無線リソースに対して用いられるビームの方向の偏りを抑制できる。従って、ビームの方向に応じて、端末２０のスケジューリングが制御される場合において、マクロセル３０−１及びピコセル３０−２のそれぞれにおける端末２０のスケジューリングの偏りを抑制できる。
【０１１７】
なお、ピコ基地局１０−２は、ピコ端末２０のそれぞれに対してＰＭＩを決定し、決定したＰＭＩに基づいてピコ側希望ウェイトｗｐの算出を行なってもよい。このＰＭＩの決定は、ＣＳＩに含まれるＰＭＩに基づいて行なわれてもよい。
同様に、マクロ基地局１０−１は、マクロ端末２０のそれぞれに対してＰＭＩを決定し、決定したＰＭＩに基づいて、マクロ側希望ウェイトｗｍ、及び、選択メトリックＵの算出を行なってもよい。このＰＭＩの決定は、ＣＳＩに含まれるＰＭＩに基づいて行なわれてもよい。
【０１１８】
また、上述したように、第１実施形態に係る無線通信システム１は、マクロ基地局１０−１がピコ基地局１０−２に優先してマクロ端末２０のスケジューリングを行なう。ところで、無線通信システム１は、ピコ基地局１０−２がマクロ基地局１０−１に優先してピコ端末２０のスケジューリングを行なってもよい。
【０１１９】
この場合、マクロ基地局１０−１は、上記数式３に代えて、数式８に基づいてマクロ側希望ウェイトｗｍを算出する。更に、ピコ基地局１０−２は、上記数式１に代えて、数式９に基づいてピコ側希望ウェイトｗｐを算出する。この場合、ＴＰＭＩ（ｋ）は、端末＃ｋと、ピコ基地局１０−２と、の間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩを表す。
【数８】
2015159356.tif 000011
【数９】
2015159356.tif 000012
【０１２０】
この場合、ピコ基地局１０−２は、ピコ端末２０のスケジューリングを実行し、スケジューリングの実行結果を表すスケジューリング結果通知をマクロ基地局１０−１へ送信する。そして、マクロ基地局１０−１は、スケジューリング結果通知に基づいてマクロ端末２０のスケジューリングを実行する。
【０１２１】
＜第１実施形態の第１変形例＞
次に、本発明の第１実施形態の第１変形例に係る無線通信システムについて説明する。第１実施形態の第１変形例に係る無線通信システムは、第１実施形態に係る無線通信システムに対して、希望ウェイトの算出方法において相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。
【０１２２】
第１実施形態の第１変形例に係る無線通信システム１は、上記数式１及び数式３に代えて、数式１０及び数式１１を用いることにより、ピコ側希望ウェイトｗｐ及びマクロ側希望ウェイトｗｍを算出する。
【数１０】
2015159356.tif 000013
【数１１】
2015159356.tif 000014
【０１２３】
ここで、Ｄ（ｉ，ｊ）は、数式１２に示すように、Ｆ（ｉ）とＦ（ｊ）とが直交する場合に１となるとともに、Ｆ（ｉ）とＦ（ｊ）とが直交しない場合に０となる関数である。
また、Ｄ’（ｉ，ｊ）は、数式１３に示すように、Ｆ（ｉ）とＦ（ｊ）とが一致する場合に１となるとともに、Ｆ（ｉ）とＦ（ｊ）とが一致しない場合に０となる関数である。
【数１２】
2015159356.tif 000015
【数１３】
2015159356.tif 000016
【０１２４】
従って、ＰＭＩ＃ｉに対する割り当て率の目標値Ｑ（ｉ）は、ピコ端末２０とマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩが、ＰＭＩ＃ｉとＰＭが直交するピコ端末２０の数が多くなるほど高くなる。
【０１２５】
これによれば、ある方向のビームが用いられる確率を、ピコ端末２０とマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態に応じたビームの方向と直交するピコ端末２０の数が多くなるほど高めることができる。この結果、ピコ端末２０における、ピコ基地局１０−２からの無線信号に対する、マクロ基地局１０−１からの干渉を抑制できる。
【０１２６】
更に、ＰＭＩ＃ｉに対する割り当て率の目標値Ｑ（ｉ）は、マクロ端末２０とマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩが、ＰＭＩ＃ｉとＰＭが一致するマクロ端末２０の数が多くなるほど高くなる。
【０１２７】
これによれば、ある方向のビームが用いられる確率を、マクロ端末２０とマクロ基地局１０−１との間の通信チャネルの状態に応じたビームの方向と一致するマクロ端末２０の数が多くなるほど高めることができる。この結果、マクロ端末２０における、マクロ基地局１０−１からの無線信号の品質を高めることができる。
【０１２８】
＜第１実施形態の第２変形例＞
次に、本発明の第１実施形態の第２変形例に係る無線通信システムについて説明する。第１実施形態の第２変形例に係る無線通信システムは、端末のスケジューリングをサブフレーム毎に実行する第１実施形態に対して、端末のスケジューリングを、サブフレーム毎に且つ周波数帯域毎に実行する点において相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。
【０１２９】
第１実施形態の第２変形例に係る無線通信システム１は、周波数帯域毎に端末２０のスケジューリングを実行する。本例では、制御単位は、リソースブロックである。
本例では、無線通信システム１は、上記数式１及び数式３に代えて、数式１４及び数式１５を用いることにより、ピコ側希望ウェイトｗｐ及びマクロ側希望ウェイトｗｍを算出する。
【数１４】
2015159356.tif 000017
【数１５】
2015159356.tif 000018
【０１３０】
ここで、ピコ側希望ウェイトｗｐ（ｉ，ｆ）は、ＰＭＩ＃ｉ及び周波数帯域＃ｆに対する値を表す。周波数帯域＃ｆは、ｆ番目の周波数帯域を表す。ｆは、正の整数を表す。ＴＰＭＩ（ｋ，ｆ）は、周波数帯域＃ｆにおける、端末＃ｋと、マクロ基地局１０−１と、の間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩを表す。
【０１３１】
更に、無線通信システム１は、上記数式４に代えて、数式１６を用いることにより、各周波数帯域及び各ＰＭＩに対する割り当て率の目標値Ｑを算出する。Ｑ（ｉ，ｆ）は、ＰＭＩ＃ｉ及び周波数帯域＃ｆに対する値を表す。
【数１６】
2015159356.tif 000019
【０１３２】
加えて、無線通信システム１は、上記数式５に代えて、数式１７を用いることにより、周波数帯域毎の各マクロ端末２０に対する選択メトリックＵを算出する。Ｕ（ｋ，ｆ）は、端末＃ｋ及び周波数帯域＃ｆに対する値を表す。
【数１７】
2015159356.tif 000020
【０１３３】
ここで、α（ｉ，ｆ）は、ＰＭＩ＃ｉ及び周波数帯域＃ｆに対して、端末２０を選択するための調整係数を表す。ｒ（ｋ，ｆ）は、周波数帯域＃ｆにおける、端末＃ｋの瞬時スループットを表す。Ｒ（ｋ）は、端末＃ｋの平均スループットを表す。平均スループットＲ（ｋ）は、複数の瞬時スループットｒ（ｋ，ｆ）の平均値であるとともに、周波数方向においても平均された値である。
表２は、上述した各変数の簡単な説明を示す。
【表２】
2015159356.tif 000021
【０１３４】
第１実施形態の第２変形例に係る無線通信システム１によれば、各周波数帯域において、マクロセル３０−１及びピコセル３０−２のそれぞれにおける端末２０のスケジューリングの偏りを抑制できる。
【０１３５】
＜第１実施形態の第３変形例＞
次に、本発明の第１実施形態の第３変形例に係る無線通信システムについて説明する。第１実施形態の第３変形例に係る無線通信システムは、第１実施形態に係る無線通信システムに対して、第１実施形態に係る無線通信システムに対して、希望ウェイトの算出方法において相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。
【０１３６】
第１実施形態の第３変形例に係る無線通信システム１は、上記数式１及び数式３に代えて、数式１８及び数式１９を用いることにより、ピコ側希望ウェイトｗｐ及びマクロ側希望ウェイトｗｍを算出する。
【数１８】
2015159356.tif 000022
【数１９】
2015159356.tif 000023
【０１３７】
ここで、ｔｐ（ｉ，ｋ）は、マクロ基地局１０−１がＰＭＩ＃ｉを用いた場合における、ピコ基地局１０−２からピコ端末＃ｋへの通信のスループットの期待値を表す。スループットの期待値は、期待スループットとも表される。
また、ｔｍ（ｉ，ｋ）は、マクロ基地局１０−１がＰＭＩ＃ｉを用いた場合における、マクロ基地局１０−１からマクロ端末＃ｋへの通信のスループットの期待値を表す。
【０１３８】
本例では、ピコ基地局１０−２は、ピコ端末２０における期待スループットｔｐ（ｉ，ｋ）を、数式２０に基づいて算出する。ここで、Ｓｐ（ｋ）は、端末＃ｋにおけるピコ基地局１０−２からの受信電力を表す。Ｓｍ（ｋ）は、端末＃ｋにおけるマクロ基地局１０−１からの受信電力を表す。Ｉ（ｋ）は、端末＃ｋにおける他の干渉電力を表す。他の干渉電力は、ピコ端末＃ｋがピコ基地局１０−２から受信する無線信号に対して干渉となる電波のうちの、マクロ基地局１０−１からの電波と異なる部分の受信電力である。
【数２０】
2015159356.tif 000024
【０１３９】
また、本例では、マクロ基地局１０−１は、マクロ端末２０における期待スループットｔｍ（ｉ，ｋ）を、数式２１に基づいて算出する。ここでは、他の干渉電力Ｉ（ｋ）は、マクロ端末＃ｋがマクロ基地局１０−１から受信する無線信号に対して干渉となる電波のうちの、ピコ基地局１０−２からの電波と異なる部分の受信電力である。
【数２１】
2015159356.tif 000025
【０１４０】
表３は、上述した各変数の簡単な説明を示す。
【表３】
2015159356.tif 000026
【０１４１】
従って、ＰＭＩ＃ｉに対する割り当て率の目標値Ｑ（ｉ）は、ピコ端末２０における期待スループットが高くなるほど高くなる。
これによれば、ある方向のビームが用いられる確率を、その方向に基づく、ピコ端末２０とピコ基地局１０−２との通信のスループットが高くなるほど高めることができる。この結果、ピコ端末２０とピコ基地局１０−２との通信のスループットを高めることができる。
【０１４２】
更に、ＰＭＩ＃ｉに対する割り当て率の目標値Ｑ（ｉ）は、マクロ端末２０における期待スループットが高くなるほど高くなる。
これによれば、ある方向のビームが用いられる確率を、その方向に基づく、マクロ端末２０とマクロ基地局１０−１との通信のスループットが高くなるほど高めることができる。この結果、マクロ端末２０とマクロ基地局１０−１との通信のスループットを高めることができる。
【０１４３】
＜第１実施形態の第４変形例＞
次に、本発明の第１実施形態の第４変形例に係る無線通信システムについて説明する。第１実施形態の第４変形例に係る無線通信システムは、第１実施形態に係る無線通信システムに対して、マクロセル内に形成された複数のピコセルにおけるピコ側希望ウェイトに基づいて割り当て率の目標値を決定する点において相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。
【０１４４】
図１２に示すように、第１実施形態の第４変形例に係る無線通信システム１において、マクロ基地局１０−１が形成するマクロセル３０−１内に、Ｎｐ−１個のピコ基地局１０−２，１０−３，…，１０−Ｎｐが配置されている。本例では、Ｎｐは、３以上の整数を表す。また、以下において、ピコ基地局１０−ｖは、区別する必要がない場合、ピコ基地局１０とも表される。ｖは、２からＮｐの整数を表す。
【０１４５】
更に、各ピコ基地局１０−ｖが形成するピコセル３０−ｖは、マクロセル３０−１内に位置している。ピコセル３０−ｖは、区別する必要がない場合、ピコセル３０とも表される。
【０１４６】
本例では、端末２０−１は、マクロセル３０−１内に位置している。本例では、端末２０−２及び２０−３は、ピコセル３０−２及び３０−３内にそれぞれ位置している。以下、マクロセル３０−１内に位置する端末２０は、マクロ端末とも表される。同様に、ピコセル３０−ｖ内に位置する端末２０は、ピコ端末とも表される。
各ピコ端末２０は、ピコ基地局１０−ｖによるスケジューリングの候補となる端末の一例である。
【０１４７】
各ピコ基地局１０−ｖは、上記数式１に代えて、数式２２に基づいてピコ側希望ウェイトｗｐを算出する。ピコ側希望ウェイトｗｐ（ｉ，ｌ）は、ＰＭＩ＃ｉ及びピコセル＃ｌに対する値を表す。ピコセル＃ｌは、ｌ番目のピコセル３０を表す。また、Ｐ（ｌ）は、ｌ番目のピコセル３０内に位置するピコ端末２０の集合を表す。
【数２２】
2015159356.tif 000027
【０１４８】
各ピコ基地局１０−ｖは、各ＰＭＩに対するピコ側希望ウェイトｗｐを含むピコ側希望ウェイト通知をマクロ基地局１０−１へ送信する。
マクロ基地局１０−１は、上記数式４に代えて、数式２３と、各ピコ基地局１０−ｖから受信したピコ側希望ウェイト通知に含まれるピコ側希望ウェイトｗｐと、に基づいて、各ＰＭＩに対する割り当て率の目標値Ｑを算出する。ここで、Ｂは、ピコセル３０の集合である。
【数２３】
2015159356.tif 000028
【０１４９】
表４は、上述した各変数の簡単な説明を示す。
【表４】
2015159356.tif 000029
【０１５０】
第１実施形態の第４変形例に係る無線通信システム１によれば、マクロセル３０−１と、複数のピコセル３０−ｖと、のそれぞれにおける端末２０のスケジューリングの偏りを抑制できる。
【０１５１】
＜第１実施形態の第５変形例＞
次に、本発明の第１実施形態の第５変形例に係る無線通信システムについて説明する。第１実施形態の第５変形例に係る無線通信システムは、第１実施形態に係る無線通信システムに対して、複数のＰＭＩを複数のグループに分類するとともに、各グループに対する割り当て率に基づいて端末のスケジューリングを制御する点において相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。
【０１５２】
第１実施形態の第５変形例に係る無線通信システム１は、複数のＰＭＩを複数のグループに分類する。本例では、グループは、ＰＭＩグループとも表される。なお、ＰＭＩを複数のＰＭＩグループに分類することは、ビームの方向を複数のグループに分類することの一例である。
【０１５３】
第１実施形態の第５変形例に係るマクロ基地局１０−１は、数式２４に基づいて、各ＰＭＩグループに対するピコ端末２０の希望ウェイトｗｇｐを算出する。ＰＭＩグループに対するピコ端末２０の希望ウェイトは、ピコ側グループ希望ウェイトとも表される。ｗｇｐ（ｌ）は、ＰＭＩグループ＃ｌに対する値を表す。ＰＭＩグループ＃ｌは、ｌ番目のＰＭＩグループを表す。ｌは、正の整数を表す。ｃ（ｌ）は、ＰＭＩグループ＃ｌに含まれるＰＭＩの集合を表す。ＰＭＩがＰＭＩグループに含まれることは、ＰＭＩがＰＭＩグループに分類されることの一例である。
【数２４】
2015159356.tif 000030
【０１５４】
更に、マクロ基地局１０−１は、数式２５に基づいて、各ＰＭＩグループに対するマクロ端末２０の希望ウェイトｗｇｍを算出する。ＰＭＩグループに対するマクロ端末２０の希望ウェイトは、マクロ側グループ希望ウェイトとも表される。ｗｇｍ（ｌ）は、ＰＭＩグループ＃ｌに対する値を表す。
【数２５】
2015159356.tif 000031
【０１５５】
なお、マクロ基地局１０−１の代わりにピコ基地局１０−２がピコ側グループ希望ウェイトｗｇｐの算出を行なってもよい。この場合、ピコ基地局１０−２は、ピコ側希望ウェイトｗｐを含むピコ側希望ウェイト通知に代えて、ピコ側グループ希望ウェイトｗｇｐを含むピコ側グループ希望ウェイト通知をマクロ基地局１０−１へ送信してもよい。
【０１５６】
マクロ基地局１０−１は、上記数式４に代えて、数式２６を用いることにより、各ＰＭＩグループに対する割り当て率の目標値Ｑｇを算出する。Ｑｇ（ｌ）は、ＰＭＩグループ＃ｌに対する値を表す。ＰＭＩグループ＃ｌに対する割り当て率は、基準無線リソースに対する、ＰＭＩグループ＃ｌに含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭが用いられる無線リソースの割合を表す。基準無線リソースは、マクロセル３０−１にて提供される、マクロ基地局１０−１からマクロ端末２０への通信に割り当て可能な無線リソースの全体である。ここで、Ｇは、ＰＭＩグループの集合を表す。
【数２６】
2015159356.tif 000032
【０１５７】
更に、マクロ基地局１０−１は、上記数式５に代えて、数式２７を用いることにより、各マクロ端末２０に対する選択メトリックＵを算出する。ここで、αｇ（ｌ）は、ＰＭＩグループ＃ｌに対して、端末２０を選択するための調整係数を表す。ｇ（ｉ）は、ＰＭＩ＃ｉを含むＰＭＩグループを表す。
【数２７】
2015159356.tif 000033
【０１５８】
本例では、マクロ基地局１０−１は、調整係数αｇの初期値として「１」を用いる。
マクロ基地局１０−１は、上記数式６及び数式７に代えて、数式２８及び数式２９をそれぞれ用いることにより、調整係数αｇを更新する。
【０１５９】
本例では、マクロ基地局１０−１は、割り当てた無線リソースに対して用いるＰＭとして、ＰＭＩグループ＃ｌに含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭを決定した場合、ＰＭＩグループ＃ｌに対する調整係数αｇ（ｌ）を数式２８に基づいて更新する。更に、この場合、マクロ基地局１０−１は、ＰＭＩグループ＃ｎに対する調整係数αｇ（ｎ）を数式２９に基づいて更新する。ここで、ｎは、ｌと異なる整数を表す。
【数２８】
2015159356.tif 000034
【数２９】
2015159356.tif 000035
【０１６０】
表５は、上述した各変数の簡単な説明を示す。
【表５】
2015159356.tif 000036
【０１６１】
第１実施形態の第５変形例に係る無線通信システム１は、マクロセル３０−１の無線リソースに対する、各ＰＭＩグループに分類されたＰＭＩにより特定されるビームが用いられる無線リソースの割合を制御する。
【０１６２】
上述したように、第１実施形態に係る無線通信システム１は、マクロセル３０−１の無線リソースに対する、各ＰＭＩが用いられる無線リソースの割合を制御する。この場合、端末２０との通信に割り当てられない無線リソースが生じることがある。
これに対し、第１実施形態の第５変形例に係る無線通信システム１によれば、端末２０との通信に割り当てられない無線リソースを低減できる。
【０１６３】
なお、無線通信システム１は、各ＰＭＩグループに含まれる複数のＰＭＩが互いに直交するように、複数のＰＭＩを複数のＰＭＩグループに分類してもよい。この場合、無線通信システム１は、上記数式２４及び数式２５に代えて、数式３０及び数式３１を用いることにより、ピコ側グループ希望ウェイトｗｇｐ、及び、マクロ側グループ希望ウェイトｗｇｍを算出する。
【数３０】
2015159356.tif 000037
【数３１】
2015159356.tif 000038
【０１６４】
ここで、Ｅｉ（ｊ）は、ｉとｊとが等しい場合に１となり、ｉとｊとが異なる場合に０となる関数を表す。
【０１６５】
この場合、ピコ基地局１０−２は、ピコ側希望ウェイトｗｐを算出せずに、ピコ側グループ希望ウェイトｗｇｐを算出してよい。そして、ピコ基地局１０−２は、ピコ側希望ウェイト通知に代えて、ピコ側グループ希望ウェイトｗｇｐを含むピコ側グループ希望ウェイト通知をマクロ基地局１０−１へ送信してよい。また、マクロ基地局１０−１は、マクロ側希望ウェイトｗｍを算出せずに、マクロ側グループ希望ウェイトｗｇｍを算出してよい。
【０１６６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る無線通信システムについて説明する。第２実施形態に係る無線通信システムは、第１実施形態に係る無線通信システムに対して、複数の基地局間で、無線リソースに対して用いられるＰＭＩの割り当てを共有し、その割り当てに基づいて端末のスケジューリングを実行する点において相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。
【０１６７】
第２実施形態に係るマクロ基地局１０−１は、各ＰＭＩに対する割り当て率の目標値Ｑに基づいて、ＰＭＩ割り当てマップを作成する。ＰＭＩ割り当てマップは、制御単位毎に、マクロセル３０−１の無線リソースに対して用いられるＰＭを特定する情報である。例えば、ＰＭＩ割り当てマップは、各制御単位を特定する情報と、ＰＭＩと、を対応付けた情報を含む。ＰＭＩ割り当てマップは、無線リソースの制御単位毎のビームの方向を示す情報の一例である。ＰＭＩを決定することは、ビームの方向を決定することの一例である。
【０１６８】
本例では、制御単位は、サブフレームである。図１３は、ＰＭＩ割り当てマップの一例を示す。なお、制御単位は、サブフレームを周波数方向にて分割した単位でもよい。例えば、制御単位は、リソースブロックであってよい。図１４は、制御単位が、サブフレームを周波数方向にて分割した単位である場合におけるＰＭＩ割り当てマップの一例を示す。
【０１６９】
本例では、ＰＭＩ割り当てマップは、各ＰＭＩに対して、ＰＭＩ割り当てマップにおける割り当て率が目標値Ｑに一致するように作成される。
マクロ基地局１０−１は、作成したＰＭＩ割り当てマップを含むＰＭＩ割り当てマップ通知をピコ基地局１０−２へ送信する。これにより、マクロ基地局１０−１及びピコ基地局１０−２は、ＰＭＩ割り当てマップを共有する。
【０１７０】
マクロ基地局１０−１は、ＰＭＩ割り当てマップに基づいて、マクロ端末２０のスケジューリングを実行する。本例では、マクロ基地局１０−１は、制御単位毎に、マクロ希望ＰＭが、ＰＭＩ割り当てマップにより特定されるＰＭと一致するマクロ端末２０との通信に無線リソースを割り当てる。マクロ希望ＰＭは、マクロ端末２０と、マクロ基地局１０−１と、の間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭである。
【０１７１】
ピコ基地局１０−２は、ＰＭＩ割り当てマップに基づいて、ピコ端末２０のスケジューリングを実行する。例えば、ピコ基地局１０−２は、制御単位毎に、マクロ側ＰＭがピコ側希望ＰＭと直交する程度が高くなるピコ端末２０ほど優先して、ピコ基地局１０−２からピコ端末２０への通信に無線リソースを割り当てる。マクロ側ＰＭは、ＰＭＩ割り当てマップにより特定されるＰＭである。ピコ側希望ＰＭは、ピコ基地局１０−２とピコ端末２０との間の通信チャネルを表すＣＳＩに含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭである。
【０１７２】
第２実施形態に係る無線通信システム１は、図１５に示すように、図９のステップＳ１０６〜Ｓ１０７を、ステップＳ３０１〜Ｓ３０３に置換した処理を実行する。
更に、第２実施形態に係るマクロ基地局１０−１は、図１０に示す処理に代えて、図１６に示す処理を実行する。
以下、図１５及び図１６を参照しながら無線通信システム１の動作について説明する。
【０１７３】
マクロ基地局１０−１は、各ＰＭＩに対する割り当て率の目標値Ｑを算出した（図１５のステップＳ１０５）後、算出した目標値Ｑに基づいてＰＭＩ割り当てマップを作成する（図１５のステップＳ３０１）。そして、マクロ基地局１０−１は、作成したＰＭＩ割り当てマップを含むＰＭＩ割り当てマップ通知をピコ基地局１０−２へ送信する。
【０１７４】
その後、マクロ基地局１０−１は、作成したＰＭＩ割り当てマップに基づいて、マクロ端末２０のスケジューリングを実行する（図１５のステップＳ３０２）。
マクロ端末２０のスケジューリングにおいて、本例では、マクロ基地局１０−１は、図１６に示す処理を実行することにより、マクロ端末２０を選択する。
【０１７５】
具体的には、マクロ基地局１０−１は、実行周期に含まれるサブフレームのそれぞれを１つずつ順に処理対象とするループ処理（図１６のステップＳ４０１〜ステップＳ４０６）を実行する。
【０１７６】
ループ処理において、先ず、マクロ基地局１０−１は、各マクロ端末２０に対する瞬時スループットｒを算出する（図１６のステップＳ４０２）。そして、マクロ基地局１０−１は、各マクロ端末２０に対して、数式３２と、算出した瞬時スループットｒと、に基づいて選択メトリックＵを算出する（図１６のステップＳ４０３）。
【数３２】
2015159356.tif 000039
【０１７７】
次いで、マクロ基地局１０−１は、第１の条件、及び、第２の条件を満足するマクロ端末＃Ａを、処理対象となるサブフレームを下りリンクの通信に割り当てる端末として選択する（図１６のステップＳ４０４）。第１の条件は、ＰＭＩ割り当てマップにおいて処理対象となるサブフレームと対応付けられたＰＭＩと、ＴＰＭＩ（ｋ）と、が一致する、という条件である。第２の条件は、選択メトリックＵが最大である、という条件である。ここで、ＰＭＩ割り当てマップにおいて処理対象となるサブフレームと対応付けられたＰＭＩは、ＭＡＰＰＭＩとも表される。
【０１７８】
そして、マクロ基地局１０−１は、各マクロ端末２０に対して、算出した瞬時スループットｒに基づいて、平均スループットＲを更新する（図１６のステップＳ４０５）。なお、ステップＳ４０５は、ステップＳ４０４及びＳ４０６の間のタイミングに代わる、上記ループ処理における任意のタイミングで実行されてもよい。
次いで、マクロ基地局１０−１は、実行周期に含まれるサブフレームのすべてに対して、上記ループ処理（図１６のステップＳ４０１〜ステップＳ４０６）を実行した後、図１６に示す処理を終了する。
【０１７９】
更に、マクロ端末２０のスケジューリングにおいて、マクロ基地局１０−１は、実行周期に含まれるサブフレームのそれぞれに対して、選択したマクロ端末２０との下りリンクの通信に無線リソースを割り当てる。
【０１８０】
そして、マクロ端末２０のスケジューリングにおいて、マクロ基地局１０−１は、実行周期に含まれるサブフレームのそれぞれに対して、ＰＭＩ割り当てマップにおいて当該サブフレームと対応付けられたＰＭＩを割り当てる。
【０１８１】
ピコ基地局１０−２は、マクロ基地局１０−１から受信したＰＭＩ割り当てマップ通知と、ピコ端末２０のそれぞれから受信したＣＳＩ報告と、に基づいて、ピコ端末２０のスケジューリングを実行する（図１５のステップＳ３０３）。
【０１８２】
本例では、ピコ基地局１０−２は、サブフレーム毎に、マクロ側ＰＭがピコ側希望ＰＭと直交する程度が高くなるピコ端末２０ほど優先して、ピコ基地局１０−２からピコ端末２０への通信に無線リソースを割り当てる。マクロ側ＰＭは、ＰＭＩ割り当てマップにおいてサブフレームと対応付けられたＰＭＩにより特定されるＰＭである。ピコ側希望ＰＭは、ピコ基地局１０−２とピコ端末２０との間の通信チャネルを表すＣＳＩに含まれるＰＭＩにより特定されるＰＭである。
【０１８３】
そして、ピコ基地局１０−２は、割り当てた無線リソースに対して用いるＰＭを、その無線リソースが割り当てられたピコ端末２０と、ピコ基地局１０−２と、の間の通信チャネルの状態を表すＣＳＩに含まれるＰＭＩに基づいて決定する。
【０１８４】
その後、マクロ基地局１０−１は、自局によるスケジューリングの実行結果に基づいて、マクロ端末２０との通信を行なう。同様に、ピコ基地局１０−２は、自局によるスケジューリングの実行結果に基づいて、ピコ端末２０との通信を行なう。
【０１８５】
以上、説明したように、第２実施形態に係る無線通信システム１は、第１実施形態と同様に、マクロセル３０−１及びピコセル３０−２のそれぞれにおける端末２０のスケジューリングの偏りを抑制できる。
更に、第２実施形態に係る無線通信システム１によれば、マクロ基地局１０−１、及び、ピコ基地局１０−２のうちの一方の基地局１０が端末２０のスケジューリングを実行した後に、その実行結果を、他方の基地局１０へ通知することを不要にできる。
【符号の説明】
【０１８６】
１      無線通信システム
１０−１，…，１０−Ｎｂ    基地局
１１    通信ＩＦ
１２    送信処理回路
１３    スケジューラ
１４    送信ＲＦ回路
１５−１，…，１５−Ｎａ    アンテナ
１６    受信ＲＦ回路
１７    受信処理回路
２０−１，…，２０−Ｎｕ    端末
３０−１，３０−２，…    セル
１０００  無線通信システム
１０１０  マクロ基地局
１０２０  ピコ基地局
１０３０，１０４０  端末
１０５０  マクロセル
１０６０  ピコセル
【図１】
2015159356.tif 000040
【図２】
2015159356.tif 000041
【図３】
2015159356.tif 000042
【図４】
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【図５】
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【図６】
2015159356.tif 000045
【図７】
2015159356.tif 000046
【図８】
2015159356.tif 000047
【図９】
2015159356.tif 000048
【図１０】
2015159356.tif 000049
【図１１】
2015159356.tif 000050
【図１２】
2015159356.tif 000051
【図１３】
2015159356.tif 000052
【図１４】
2015159356.tif 000053
【図１５】
2015159356.tif 000054
【図１６】
2015159356.tif 000055