(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の移動端末との間の伝送路状態を示す伝送路情報を取得する取得部と、
前記伝送路情報を上位無線基地局へ送信し、前記上位無線基地局により通知される前記１つ以上の移動端末のなかから選択された移動端末である送信先端末と前記送信先端末のデータ伝送速度とに基づいて、前記送信先端末の信号ストリーム数および変調符号化方式を決定するスケジューラ部と、
前記移動端末に対してMulti  User−Multiple  Input  Multiple  Outputプリコーディングを行う信号処理部と、
を備えることを特徴とする、下位無線基地局。
【請求項２】
前記伝送路情報は、前記移動端末との間の伝送路の状態を実数スカラ量で表した値であることを特徴とする、請求項１に記載の下位無線基地局。
【請求項３】
前記伝送路情報は、前記移動端末の送信電力、前記移動端末のアンテナ数、前記移動端末における熱雑音電力、および前記移動端末との間の伝送路の状態を示す伝送路行列に基づいて算出されることを特徴とする、請求項２に記載の下位無線基地局。
【請求項４】
前記伝送路情報であるＣｍ,j(f)は、下位基地局２０−ｍと、移動端末９０−ｍ−ｊとの間の無線周波数ｆにおける伝送路行列であるＨｍ,ｊ(f)と、移動端末９０−ｍ−ｊの送信電力であるＰｍ(f)と、プリコーディング行列であるＢｍ(f)と、移動端末９０−ｍ−ｊの被干渉成分の伝送路情報から求められる共分散行列であるΩｊ(f)と、移動端末９０−ｍ−ｊの熱雑音電力であるσ2jと、移動端末９０−ｍ−ｊの受信アンテナポート数を行列次数とする単位行列であるIと、重みを付ける値であるαｍおよびβｍとを用いて、次式（１）から算出されることを特徴とする、請求項３に記載の下位無線基地局。
【数１】
0006632768.tif 000004
【請求項５】
移動端末に送信される伝送データの待機バッファ量と、下位無線基地局から通知される、前記移動端末との間の伝送路状態を示す伝送路情報とに基づき、前記下位無線基地局のデータの送信対象となる送信先端末と前記送信先端末のデータ伝送速度とを決定し、前記送信先端末と前記データ伝送速度とを前記下位無線基地局へ通知するスケジューラ部、を備えることを特徴とする、上位無線基地局。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１つに記載の下位無線基地局と、
請求項５に記載の上位無線基地局と、
を備えることを特徴とする、無線基地局システム。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか１つに記載の下位無線基地局と、
請求項５に記載の上位無線基地局と、
前記下位無線基地局から受信したベースバンド信号を無線信号に変換し、前記無線信号を移動端末へ送信する無線装置と、
を備えることを特徴とする、無線基地局システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Multi-User  Multiple-Input  Multiple-Output方式が適用される無線通信システムにおける下位無線基地局、上位無線基地局および無線基地局システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、第五世代移動体通信システムを適用した技術の研究、および第五世代移動体通信システムの標準化に向けた活動が活発化している。移動体通信システムのトラフィック量は、２０２０年代には２０１０年の１０００倍以上になると想定されている。このため、広い周波数幅を確保することで、伝送量を増やすことができる第五世代移動体通信システムの実現に向けて、無線リソースの有効活用および伝送効率の向上への関心が高まってきている。【０００３】
第五世代移動体通信システムの無線リソースの有効活用および伝送効率の向上の方法の一例として、非特許文献１に記載の技術が挙げられる。非特許文献１には、限られた周波数帯域で高速伝送を実現する無線通信システムとして、送受信機双方に複数のアンテナを設置したＭＩＭＯ（Multiple-Input  Multiple-Output）システムに、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ：Space  Division  Multiple  Access）方式を適用したマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ（Multi-User）−ＭＩＭＯ）システムが開示されている。ＭＵ−ＭＩＭＯシステムは、複数のアンテナを備える基地局と、複数のアンテナを備える複数の端末とを備え、基地局が同一の無線周波数帯において複数の端末に対して同時伝送を行うシステムである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Hiroshi  Nishimoto、Akinori  Taira、Hiroki  Iura、Shigeru  Uchida、Akihiro  Okazaki、Atsushi  Okamura、「Nonlinear  Block  Multi-Diagonalization  Precoding  for  High  SHF  Wide-band  Massive  MIMO  in  5G」、Proc.  IEEE  PIMRC  2016、pp.667-673、Sept.  2016.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、第五世代移動体通信では、従来の移動体通信、すなわち第四世代移動体通信以前よりも高い周波数帯の電波の活用が見込まれている。周波数が高くなると電波は直進性が強くなり、伝搬距離に対する減衰が大きくなる。高い周波数の電波は、ビルなどの建物にぶつかると遮蔽されてしまうことと、１つの基地局が受信可能に送信できる伝搬距離が短くなることから、第五世代移動体通信では、１つの基地局がカバーする通信エリア、すなわちセルは従来よりも小さくなり、基地局の数は、第四世代移動体通信以前より増加すると見込まれる。このため、各セルを形成する基地局、すなわち移動端末と無線接続可能な基地局は簡素な構成で実現されることが望ましい。したがって、移動端末と無線接続可能な基地局が実施する処理の負荷の抑制が課題となると想定される。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動端末と無線接続可能な基地局における処理負荷を抑制することができる下位無線基地局を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る下位無線基地局は、１つ以上の移動端末との間の伝送路状態を示す伝送路情報を取得する取得部と、伝送路情報を上位無線基地局へ送信し、上位無線基地局により通知される１つ以上の移動端末のなかから選択された移動端末である送信先端末と送信先端末のデータ伝送速度とに基づいて、送信先端末の信号ストリーム数および変調符号化方式を決定するスケジューラ部と、移動端末に対してMulti  User−Multiple  Input  Multiple  Outputプリコーディングを行う信号処理部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる下位無線基地局は、移動端末と無線接続可能な基地局における処理負荷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】
【０００９】
【図１】実施の形態１にかかる無線基地局システムの構成例を示す図
【図２】実施の形態１にかかる上位基地局の構成例を示す図
【図３】実施の形態１にかかる下位基地局の構成例を示す図
【図４】実施の形態１の制御回路の構成例を示す図
【図５】実施の形態２にかかる無線基地局システムの構成例を示す図
【図６】実施の形態２にかかる下位基地局の構成例を示す図
【図７】実施の形態２にかかるＲＲＨの構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、下位無線基地局、上位無線基地局および無線基地局システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる無線基地局システムの構成例を示す図である。無線基地局システム１００は、上位基地局１０と、下位基地局２０−１〜２０−Ｍ（Ｍは１以上の整数）と、を備える。上位基地局１０は、後述する上位スケジューリングを行う。下位基地局２０−１〜２０−Ｍを区別せずに示すときは、適宜、下位基地局２０と称する。下位基地局２０は、後述する下位スケジューリングを行う。
【００１２】
無線基地局システム１００は、ＭＢＨ（Mobile  Back  Haul）と接続し、ＭＢＨとの間でデータの送受信を行う。ＭＢＨとは、ＳＧＳＮ（Serving  General-packet-radio-service  Support  Node）などの上位ネットワーク装置が設置されたサイトの間と、基地局とを接続するネットワークである。ＳＧＳＮは、移動端末のコアネットワークを構成するノードの１つで、パケット通信時のユーザの認証、ＩＰ（Internet  Protocol）アドレスなどの情報の制御を行う。
【００１３】
無線基地局システム１００が備える各下位基地局２０が形成するセルには、移動端末９０−１−１〜移動端末９０−Ｍ−ＫＭが存在している。下位基地局２０−ｍ（ｍは１≦ｍ≦Ｍの整数）が形成するセルには、Ｋｍ（Ｋｍは１以上の整数）台の移動端末９０−ｍ−１〜９０−ｍ−Ｋｍが存在している。各端末のダウンリンクデータ、すなわち基地局から端末へ向かう方向の通信のデータは、ＭＢＨから無線基地局システム１００へ入力され、無線基地局システム１００から各端末へ送信される。本実施の形態の無線基地局システム１００は、ＭＵ−ＭＩＭＯ方式が適用されている。
【００１４】
ここで、一般的なＭＵ−ＭＩＭＯシステムについて説明する。ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおけるダウンリンク（以下、ＭＵ−ＭＩＭＯダウンリンクという）では、基地局から各端末へ同時に信号を送る。なお、アップリンクは本発明ではＭＵ−ＭＩＭＯ方式の対象外とする。
【００１５】
ＭＵ−ＭＩＭＯダウンリンクの通信性能は、基地局と端末との間の伝送路状態に大きく依存する。そのため、基地局は、ＭＵ−ＭＩＭＯダウンリンクの伝送を行う端末の組み合わせと、各端末にダウンリンクを伝送する信号ストリーム数、すなわち、ランク数（ＲＩ：Rank  Indicator）と、各信号のストリームの変調方式と、誤り訂正符号化方式であるＭＣＳ（Modulation  and  Coding  Scheme）とを決定する必要がある。なぜならば、ＲＩとＭＣＳは伝送路状態に応じて決定される必要があるからである。信号ストリームとは、基地局が各端末に伝送する空間多重信号系列のことである。なお、ＲＩは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどの規格で用いられる信号ストリーム数を示し、ＭＣＳは信号ストリーム数、データレートなどの組み合わせを示すインデックスである。
【００１６】
基地局は、決定されたＭＣＳの変調方式と誤り訂正符号化方式とを用いて、データ伝送速度を決定する。ＭＵ−ＭＩＭＯダウンリンクの伝送を行う端末の組み合わせと、各端末にダウンリンクを伝送する信号ストリーム数ＲＩと、各信号ストリームのＭＣＳとを決定する処理は、一般にスケジューリングと呼ばれ、スケジューリングを行う処理部は一般にスケジューラと呼ばれる。
【００１７】
また、基地局には、スケジューリングに必要な端末毎の伝送路状態を示す伝送路情報、すなわち、ＣＳＩ（Channel  State  Information）を取得するＣＳＩ取得部が備えられている。ここで、ＣＳＩとは、基地局アンテナポートと端末アンテナポートとの間のＭＩＭＯ伝送路行列を複素数で表現したものを指すが、これに限らず、例えば伝送路行列を実数表現したものであってもよい。
【００１８】
基地局は、端末から基地局へ送信されるアップリンクの信号を用いてＣＳＩを推定することによって、各端末のＣＳＩを取得可能である。基地局が各端末のＣＳＩを取得する方法は、これに限らず、例えば、端末側で推定したＣＳＩ推定値が、端末側から基地局へフィードバックされる方法であってもよい。
【００１９】
基地局では、スケジューラで決定した情報に基づき、ＭＵ−ＭＩＭＯダウンリンクのための無線信号処理、すなわち、ＭＵ−ＭＩＭＯ信号処理を行い、基地局が備える複数のアンテナからＭＵ−ＭＩＭＯダウンリンクの信号を送信する。ＭＵ−ＭＩＭＯ信号処理としては、各端末向けのデータ信号に対する誤り訂正符号化および一次変調により生成された複数の信号ストリームについて全端末分を空間多重化するプリコーディングが挙げられる。しかしプリコーディングに限らず、ＭＵ−ＭＩＭＯ信号処理は、ＭＵ−ＭＩＭＯダウンリンクを実現する無線信号処理であればいかなる処理であってもよい。
【００２０】
これまでに説明した一般的なＭＵ−ＭＩＭＯシステムでは、基地局は、階層化されていないが、本実施の形態の無線基地局システム１００では、一般的なＭＵ−ＭＩＭＯシステムの基地局のスケジューラの機能を、上位基地局１０と下位基地局２０とに振り分ける。すなわち、一般的なＭＵ−ＭＩＭＯシステムの基地局のスケジューラを、上位基地局１０の上位スケジューラ部１２と下位基地局２０の下位スケジューラ部２１とに分ける。一般的なＭＵ−ＭＩＭＯシステムの基地局に備えられているＣＳＩ取得部は、下位基地局２０に備えられる。ＭＵ−ＭＩＭＯ信号処理は下位基地局２０で行う。なお、本実施の形態の上位基地局１０および下位基地局２０の詳細な説明は後述する。
【００２１】
図２は、本実施の形態１にかかる上位基地局１０の構成例を示す図である。上位基地局１０はリソース制御部１１を有する。リソース制御部１１は、Ｍ台の下位基地局２０それぞれに対応するＭ個の上位スケジューラ部１２−１〜１２−Ｍを有する。上位スケジューラ部１２−１〜１２−Ｍを区別せずに示すときは、適宜、上位スケジューラ部１２と称する。
【００２２】
上位スケジューラ部１２−ｍは、Ｋｍ台の移動端末から実際にデータ伝送を行うＬｍ（Ｌｍは１以上Ｋｍ以下の整数）台の移動端末を選定する。選定する方法は、下位基地局２０−ｍから通知されたＫｍ台分の端末容量指標またはＣＳＩと、ＭＢＨから入力されるＫｍ台分の移動端末に対するデータ伝送速度またはデータ伝送量の要求値（またはデータ伝送のための待機バッファ量）とを考慮し選定する方法である。また、上位スケジューラ部１２−ｍは、各移動端末のデータ伝送速度、またはデータ伝送量を決定する。この処理を上位スケジューリングと称する。なお、各移動端末の端末容量指標は実数スカラ量であり、詳細については後述する。
【００２３】
上位スケジューラ部１２−ｍは、選定した送信先端末と、各送信先端末の要求データ伝送速度とを、下位基地局２０−ｍに通知する。なお送信先端末とは、上位スケジューラ部１２−ｍが選定したＬｍ台の移動端末である。上位スケジューリングの具体的なアルゴリズムとしては、例えば、上位スケジューラ部１２−ｍは、Ｋｍ台の移動端末のうち所要の端末容量指標以上となる移動端末から、データ伝送要求値の大きいものから順にＬｍ台の送信先端末を選定する方法がある。選定された送信先端末の要求データ伝送速度は、当該送信先端末の端末容量指標を超えないもののうち最大となるデータ伝送速度を用いることができるが、この限りではない。
【００２４】
図３は、本実施の形態１にかかる下位基地局２０の構成例を示す図である。ここでは、Ｍ台の下位基地局２０のうち下位基地局２０−ｍを例に挙げて説明する。下位基地局２０−１〜２０−Ｍは全て同じ構成である。下位基地局２０−ｍが備えるアンテナの数はＴｍ（Ｔｍは１以上の整数）、下位基地局２０−ｍが形成するセルに存在する移動端末数はＫｍとする。
【００２５】
下位基地局２０−ｍは、下位スケジューラ部２１と、無線ベースバンド信号処理部２２と、無線ＲＦ（Radio  Frequency）信号処理部２３と、Ｔｍ本のアンテナ２４−１〜２４−Ｔｍとを備える。無線ベースバンド信号処理部２２は、ＣＳＩ取得部２２１とＭＵ−ＭＩＭＯ信号処理部２２２とを備える。また、ＣＳＩ取得部２２１を単に取得部とも称する。ＭＵ−ＭＩＭＯ信号処理部２２２を単に信号処理部とも称する。無線ＲＦ信号処理部２３を単に無線信号処理部とも称する。
【００２６】
ＣＳＩ取得部２２１は、移動端末９０−ｍ−１〜９０−ｍ−Ｋｍの下位基地局２０−ｍのアップリンク信号から推定することにより、ＣＳＩを取得し、このＣＳＩを下位スケジューラ部２１に入力する。推定方法については特に限定されず、一般的な方法でよい。ＭＵ−ＭＩＭＯ信号処理部２２２は、上位スケジューラ部１２で選定されたＬｍ台の送信先端末のＭＵ−ＭＩＭＯダウンリンク用ベースバンド信号を生成する。無線ＲＦ信号処理部２３は、ＭＵ−ＭＩＭＯダウンリンク用ベースバンド信号を無線ＲＦ周波数の無線信号に変換する。アンテナ２４−１〜２４−Ｔｍは無線ＲＦ信号を各送信先端末に送出する。
【００２７】
下位スケジューラ部２１は、ＣＳＩ取得部２２１から入力されるＫｍ台の端末のＣＳＩを、上位スケジューラ部１２−ｍが取扱い易いように端末の伝送路能力として値を抽象化、すなわち単一の実数スカラ量に変換する。伝送路能力とは、当該端末に対してダウンリンク伝送可能なデータ容量を示す。伝送路能力は、一般に伝送路情報から算出可能である。今後は端末数およびアンテナ数が増加することが予想され、これにより伝送路情報自体の情報量が増え、伝送路情報自体を送信すると回線が逼迫する可能性がある。伝送路情報自体の代わりに端末に対してダウンリンク伝送可能なデータ容量を示す単一の実数スカラ量を用いると回線の逼迫を抑制することができる。下位スケジューラ部２１は単一の実数スカラ量に変換されたＣＳＩである端末容量指標を上位スケジューラ部１２へ送信する。なお、下位スケジューラ部２１は端末容量指標ではなく、ＣＳＩを上位スケジューラ部１２に送信することも可能である。
【００２８】
ＣＳＩの特徴を表現可能な、すなわち抽象化可能なスカラ量として、ＭＩＭＯ伝送容量が挙げられる。ＭＩＭＯ伝送容量は、通信容量、チャネル容量、またはShannon容量とも呼ばれる。
【００２９】
本実施の形態では、ＭＩＭＯ伝送容量にパラメータαｍ（０≦αｍ≦１）、βｍ（０≦βｍ≦１）を取り入れ、端末容量指標として定義する。下位基地局２０−ｍと、移動端末９０−ｍ−ｊ（１≦ｊ≦Ｋｍ）との間の無線ＲＦ周波数ｆにおけるＣＳＩ、すなわちＭＩＭＯ伝送路行列をＨｍ,ｊ(f)（行列サイズ：行数は移動端末９０−ｍ−ｊの受信アンテナ数、列数はＴｍ）とするとき、下位スケジューラ部２１は、下記の数式により移動端末９０−ｍ−ｊの端末容量指標Ｃｍ,j(f)を算出する。無線ＲＦ周波数は、下位基地局２０−ｍが使用することが定められている無線周波数である。なお、本明細書では、数式においては行列を示す文字を太字で表すが、本文中では通常文字で示す。
【００３０】
【数１】
0006632768.tif 000002
【００３１】
ここで、Ｐｍ(f)は下位基地局２０−ｍから送信する無線ＲＦ周波数ｆにおける送信電力、Ｂｍ(f)はプリコーディング行列（行列サイズ：行数はＴｍ、列数は総ランク数）、Ωｊ(f)は移動端末９０−ｍ−ｊの被干渉成分の伝送路情報から求められる共分散行列（移動端末９０−ｍ−ｊの受信アンテナポート数を行列次数とするエルミート行列）、σ2jは移動端末９０−ｍ−ｊの熱雑音電力、Iは移動端末９０−ｍ−ｊの受信アンテナポート数を行列次数とする単位行列である。端末容量指標Ｃｍ,j(f)は端末に伝送可能なデータ速度を示す指標となる。
【００３２】
Ｂｍ(f)はプリコーディング方法により定まる行列であり、例えば非特許文献１に記載されているブロック対角化法（Block  Diagonalization）、ブロック多重対角化法（Block  Multi-diagonalization）などにおけるプリコーディング行列である。Ｂｍ,j(f)は、Ｂｍ(f)の部分行列であり、移動端末９０−ｍ−ｊ向けプリコーディング部分行列（行列サイズ：行数はＴｍ、列数は移動端末９０−ｍ−ｊの受信アンテナポート数）である。Ωｊ(f)は例えば以下の式（２）により算出することができる。Ωｊ(f)は、全移動端末向けプリコーディング行列Ｂｍ(f)を適用した際のＣＳＩで求めた受信相関行列から、移動端末９０−ｍ−ｊ向けプリコーディング部分行列Ｂｍ,j(f)を適用した際のＣＳＩで求めた受信相関行列成分を除いたものである。σ2jは、例えば、端末にて計測して求めておく。
【００３３】
【数２】
0006632768.tif 000003
【００３４】
αｍ及びβｍは、下位基地局２０−ｍの要求条件によって定められる固定係数である。αｍを大きくすると、端末容量指標は理想値であるＭＩＭＯ伝送容量値に近づく。αｍを小さくすると、端末容量指標は、理想値であるＭＩＭＯ伝送容量値よりも低く見積られることになる。また、βｍを大きくすると干渉の影響が強く反映され、βｍを小さくすると干渉の影響が低く見積られることになる。
【００３５】
下位基地局２０がＣＳＩを上位基地局１０へ通知する場合、ＣＳＩを端末毎にＭＩＭＯ伝送路行列Ｈｍ,ｊ(f)の行列要素数分だけ上位基地局１０に通知する必要があったが、式（１）でＣＳＩを実数スカラ量であるＣｍ,j(f)に抽象化することにより、当該通知に係る情報伝送量を（Ｈｍ,ｊ(f)の行列要素数×２）分の１に削減することができる。例えば、移動端末９０−ｍ−ｊの受信アンテナポート数が４、下位基地局２０−ｍのアンテナポート数をＮｍ＝１６とすると、本抽象化（ＣＳＩを単一の実数スカラ量に変換すること）により、ＣＳＩ（複素数行列）がそのまま通知される場合に比べて情報伝送量を１／１２８に削減できる。
【００３６】
下位スケジューラ部２１は、上位基地局１０の上位スケジューラ部１２−ｍから通知されるＬｍ台の送信先端末について、併せて通知された各送信先端末の要求データ伝送速度に基づき、各送信先端末のＲＩとＭＣＳを決定する。この処理手続きを下位スケジューリングと称する。また下位スケジューリングは、上位基地局１０により通知される前記１つ以上の移動端末のなかから選択された移動端末である送信先端末と送信先端末のデータ伝送速度とに基づいて、送信先端末の信号ストリーム数および変調符号化方式を決定するスケジューラであるともいえる。
【００３７】
具体的な下位スケジューリング方法を例示する。１つ目の例として、通知された要求データ伝送速度の小さい端末から順に、要求データ伝送速度を満たすようＲＩとＭＣＳとを決定する。このとき、ＲＩは当該送信先端末が受信可能なストリーム数のうち、なるべく小さな値とし、全Ｌｍ端末のＲＩの総数が下位基地局２０−ｍのアンテナポート数Ｎｍを超えないことを制約条件とする。このように各送信先端末について順にＲＩとＭＣＳとを決定していく。
【００３８】
下位スケジューリング方法の２つ目の例として、Ｌｍ台の送信先端末についてＭＵ−ＭＩＭＯプリコーディングを適用した場合の、各送信先端末の各ストリームのＳＮＲ（Signal-to-Noise  power  Ratio）あるいはＳＩＮＲ（Signal-to-Interference-and-Noise  power  Ratio）を推定し、各送信先端末について要求データ伝送速度を満たすようＲＩとＭＣＳとを決定する。ここでは２つの下位スケジューリング方法を例示したが、この限りではなく、他の下位スケジューリングアルゴリズムを用いても良い。
【００３９】
ＭＵ−ＭＩＭＯ信号処理部２２２では、ＭＵ−ＭＩＭＯプリコーディングを行うが、プリコーディング方法に制限は無く、ブロック対角化に代表される線形プリコーディングを行っても良いし、ＴＨＰ（Tomlinson  Harashima  Precoding）に代表される非線形プリコーディングを行っても良い。非線形プリコーディングを適用する場合、下位スケジューラ部２１では、Ｌｍ台の送信先端末の順序も決定する。決定する規範として、例えば端末容量指標の大きさの順とする、下位基地局２０から見た端末の角度の順とする、端末間の位置関係が地理的に近い順、または遠い順とする、端末の移動速度の順とする、などが挙げられるが、これらの限りではない。
【００４０】
実施の形態１にかかる無線基地局システム１００のハードウェア構成について説明する。リソース制御部１１、上位スケジューラ部１２、下位スケジューラ部２１、無線ベースバンド信号処理部２２、ＣＳＩ取得部２２１、およびＭＵ−ＭＩＭＯ信号処理部２２２は、各処理を行う電子回路である処理回路により実現される。無線ＲＦ信号処理部２３は、送信機および受信機である。
【００４１】
本処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリ及びメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central  Processing  Unit、中央演算装置）を備える制御回路であってもよい。ここでメモリとは、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリなどの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスクなどが該当する。この制御回路は例えば、図４に示す構成の制御回路４００となる。処理回路が、専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、またはこれらを組み合わせたものである。
【００４２】
図４に示すように、制御回路４００は、ＣＰＵであるプロセッサ４００ａと、メモリ４００ｂとを備える。図４に示す制御回路４００により実現される場合、プロセッサ４００ａがメモリ４００ｂに記憶された、各処理に対応するプログラムを読みだして実行することにより実現される。また、メモリ４００ｂは、プロセッサ４００ａが実施する各処理における一時メモリとしても使用される。
【００４３】
第四世代移動体通信では、基地局は、１基でＭＵ−ＭＩＭＯダウンリンクの伝送を行う端末の組み合わせと、各端末にダウンリンクを伝送する信号ストリーム数ＲＩと、各信号ストリームのＭＣＳと、を決定する処理をしていた。第五世代移動体通信では、第四世代移動体通信より高い周波数の電波を用いるため各セルを形成する基地局数の増加が見込まれる。したがって、各基地局は簡易な構成で実現されることが望ましく、このためには各基地局における処理負荷の抑制が課題となる。本実施の形態では、第四世代移動体通信において１基の基地局が行っていた処理を、上位基地局１０と下位基地局２０とで分けている。詳細には、上位基地局１０が、ＭＵ−ＭＩＭＯダウンリンクの伝送を行う端末の組み合わせを決定する処理を行い、下位基地局２０が、各端末にダウンリンクを伝送する信号ストリーム数ＲＩと、各信号ストリームのＭＣＳとを決定する処理を行う。このように、第四世代移動体通信において１基の基地局が行っていた処理を、上位基地局１０と下位基地局２０とで分担して実施することで、処理の負荷が分散される。これによって、各セルを形成する基地局である下位基地局２０における処理負荷を抑制することができる。
【００４４】
また、上位スケジューラ部１２ではＫ台の端末からＬ台を選定し各端末のデータ伝送速度を決定し、下位スケジューラ部２１ではＬ台の端末についてＲＩとＭＣＳを決定する。上位スケジューラ部１２と下位スケジューラ部２１との間の情報通知に、実数スカラ量である端末容量指標を用いることで、ＣＳＩを通知する場合に比べて情報伝送量を削減可能となる。
【００４５】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２にかかる無線基地局システムの構成例を示す図である。無線基地局システム１００と無線基地局システム１００ａとの違いは、無線基地局システム１００の下位基地局２０を構成する無線ＲＦ信号処理部２３とアンテナ２４とが、複数のＲＲＨ（Remote  Radio  Head）３０として独立し、下位基地局２０ａの外部にある構成となっている点である。共通部分は省略し異なる部分を中心に説明する。ＲＲＨ３０は、無線信号の送受信をする無線装置である。
【００４６】
実施の形態１における下位基地局２０−ｍは、本実施の形態では下位基地局２０ａ−ｍとＵｍ（Ｕｍは１以上の整数）台のＲＲＨ３０−ｍ−１〜３０−ｍ−Ｕｍと、に分離される。ここで、ＲＲＨ３０−ｍ−ｕｍ（ｕｍは１以上Ｕｍ以下の整数）はＶｍ（Ｖｍは１以上Ｔｍ以下の整数）本のアンテナ３２−ｍ−１〜３２−ｍ−Ｖｍを有し、Ｖｍの総和は実施の形態１で述べたＴｍに一致（Ｔｍ＝ΣｍＶｍ）する。以下において、ＲＲＨ３０−ｍ−１〜３０−ｍ−Ｕｍはそれぞれ同様の構成を有する。ＲＲＨ３０−ｍ−１〜３０−ｍ−Ｕｍを区別せずに示すときは、ＲＲＨ３０と記載する。
【００４７】
図６は、実施の形態２にかかる下位基地局２０ａの構成例を示す図である。下位基地局２０ａは下位スケジューラ部２１と、無線ベースバンド信号処理部２２とで構成されており、各部は実施の形態１における下位スケジューラ部２１と、無線ベースバンド信号処理部２２と同一の機能を果たす。無線ベースバンド信号処理部２２で生成された無線ベースバンド信号は、外部のＲＲＨ３０へ出力される。
【００４８】
図７は、実施の形態２にかかるＲＲＨ３０の構成例を示す図である。ＲＲＨ３０は、無線ＲＦ信号処理部３１と、Ｖ（Ｖは１以上の整数）個のアンテナ３２−１〜３２−Ｖと、を備える。無線ＲＦ信号処理部３１は下位基地局２０ａから無線ベースバンド信号を受け、無線ＲＦ信号に変換し、アンテナ３２−１〜３２−Ｖから送出する。
【００４９】
以上述べたように、本実施の形態では、実施の形態１に基づき、アンテナ３２−１〜アンテナ３２−ＶがＲＲＨ３０として下位基地局２０ａの外部にある構成、すなわち分散アンテナの形態を述べた。ＲＲＨ３０が下位基地局２０ａの外部にある構成においても、実施の形態１と同様の効果を得つつ、分散アンテナの形態にすることによって、屋外基地局から電波が飛来しにくい建物内などの屋内環境における、移動通信システムのエリア品質を向上する効果も合わせて得ることができる。
【００５０】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  上位基地局、１１  リソース制御部、１２−１〜１２−Ｍ  上位スケジューラ部、２０−１〜２０−Ｍ  下位基地局、２１  下位スケジューラ部、２２  無線ベースバンド信号処理部、２２１  ＣＳＩ取得部、２２２  ＭＵ−ＭＩＭＯ信号処理部、２３  無線ＲＦ信号処理部、２４−１〜２４−Ｔｍ，３２−１〜３２−Ｖ  アンテナ、３０−ｍ−１〜３０−ｍ−Ｕｍ  ＲＲＨ、９０−１−１〜９０−Ｍ−ＫＭ  移動端末、１００，１００ａ  無線基地局システム。
【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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