(57)【要約】【課題】非直交多元アクセスにおけるＥＶＭに起因した総チャネル容量の低下を改善すること。【解決手段】無線通信装置は、非直交多元アクセス方式が適用された無線通信装置である。無線通信装置は、記憶部と、スケジューラとを備える。記憶部は、信号の送信電力値と、ＥＶＭ（Error  Vector  Magnitude）に相当する雑音の電力値であるＥＶＭ電力値とを対応付けて記憶する。スケジューラは、スケジューリング対象の端末群への信号の送信電力値に対応するＥＶＭ電力値を記憶部から取得する。スケジューラは、取得したＥＶＭ電力値を用いて、スケジューリング対象の端末群における複数の端末組合せから、電力割当対象である端末組合せ及び当該端末組合せの各端末の割当電力値を決定する。【選択図】図４
2017005597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非直交多元アクセス方式が適用された無線通信装置であって、
信号の送信電力値と、ＥＶＭ（Error  Vector  Magnitude）に相当する雑音の電力値であるＥＶＭ電力値とを対応付けて記憶する記憶部と、
スケジューリング対象の端末群への信号の送信電力値に対応するＥＶＭ電力値を前記記憶部から取得し、取得したＥＶＭ電力値を用いて、前記スケジューリング対象の端末群における複数の端末組合せから、電力割当対象である端末組合せ及び当該端末組合せの各端末の割当電力値を決定するスケジューラと
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記スケジューラは、
前記スケジューリング対象の端末群への信号の送信電力値に対応するＥＶＭ電力値を前記記憶部から取得し、取得したＥＶＭ電力値を用いて、前記スケジューリング対象の端末群の各端末に関して、瞬時ＳＩＮＲ（Signal  to  Interference  plus  Noise  Ratio）を算出する第１の算出部と、
前記瞬時ＳＩＮＲを用いて、前記スケジューリング対象の端末群における複数の端末組合せの各々に関して、スケジューリング指標を算出する第２の算出部と、
前記スケジューリング指標に基づいて、前記複数の端末組合せから電力割当対象である端末組合せ及び当該端末組合せの各端末の割当電力値を決定する決定部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記第１の算出部は、第１の端末及び第２の端末を含む端末組合せに関して、前記ＥＶＭ電力値を用いることなく暫定的に決定された、前記第１の端末の割当電力値と、前記第１の端末の割当電力値よりも大きい前記第２の端末の割当電力値とを取得し、前記第２の端末の割当電力値を減少させ、減少後の前記第２の端末の割当電力値と、固定値である前記第１の端末の割当電力値との和である送信電力値に対応するＥＶＭ電力値を前記記憶部から取得し、取得したＥＶＭ電力値を用いて、前記第１の端末及び前記第２の端末の各々に関して、瞬時ＳＩＮＲを算出し、
前記第２の算出部は、前記瞬時ＳＩＮＲを用いて、前記第１の端末及び前記第２の端末を含む端末組合せに関して、前記スケジューリング指標を算出し、
前記決定部は、前記スケジューリング指標に基づいて、前記第２の端末の割当電力値を再決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第１の算出部は、３つ以上の端末を含む端末組合せに関して、前記ＥＶＭ電力値を用いることなく暫定的に決定された、前記３つ以上の端末の各々の割当電力値を取得し、前記３つ以上の端末の各々の割当電力値のうち、最大の端末の割当電力値を減少させ、減少後の最大の端末の割当電力値と、固定値である他の端末の割当電力値との和である送信電力値に対応するＥＶＭ電力値を前記記憶部から取得し、取得したＥＶＭ電力値を用いて、前記３つ以上の端末の各々に関して、瞬時ＳＩＮＲを算出し、
前記第２の算出部は、前記瞬時ＳＩＮＲを用いて、前記３つ以上の端末を含む端末組合せに関して、前記スケジューリング指標を算出し、
前記決定部は、前記スケジューリング指標に基づいて、前記最大の端末の割当電力値を再決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記第１の算出部は、第１の端末及び第２の端末を含む端末組合せに関して、前記ＥＶＭ電力値を用いることなく暫定的に決定された、前記第１の端末の割当電力値と、前記第２の端末の割当電力値とを取得し、前記第１の端末の割当電力値と前記第２の端末の割当電力値との比を固定した状態で、前記第１の端末の割当電力値と前記第２の端末の割当電力値との和である送信電力値を減少させ、減少後の送信電力値に対応するＥＶＭ電力値を前記記憶部から取得し、取得したＥＶＭ電力値を用いて、前記第１の端末及び前記第２の端末の各々に関して、瞬時ＳＩＮＲを算出し、
前記第２の算出部は、前記瞬時ＳＩＮＲに基づいて、前記第１の端末及び前記第２の端末を含む端末組合せに関して、スケジューリング指標を算出し、
前記決定部は、前記スケジューリング指標に基づいて、前記第１の端末の割当電力値と、前記第２の端末の割当電力値とを再決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項６】
非直交多元アクセス方式が適用された無線通信装置によるスケジューリング方法であって、
信号の送信電力値に対応付けて、ＥＶＭに相当する雑音の電力値であるＥＶＭ電力値を記憶する記憶部から、スケジューリング対象の端末群への信号の送信電力値に対応するＥＶＭ電力値を取得し、
取得したＥＶＭ電力値を用いて、前記スケジューリング対象の端末群における複数の端末組合せから、電力割当対象である端末組合せ及び当該端末組合せの各端末の割当電力値を決定する
ことを特徴とするスケジューリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置及びスケジューリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
第５世代移動通信システムでは、非直交多元アクセス（Non-Orthogonal  Multiple  Access）方式が検討されている。非直交多元アクセスでは、スケジューリング対象の複数のユーザに対して共通する時間リソースを割り当てる場合、各ユーザに対して互いに干渉を与えるサブバンド（つまり、非直交のサブバンド）が割り当てられる。すなわち、例えば、図１に示すように、共通のサブバンドにおいて、所定の電力をユーザ＃１及びユーザ＃２に分配する（割り当てる）。図１は、非直交多元アクセスの説明に供する図である。非直交多元アクセスシステムでは、例えば、受信側の装置がＳＩＣ（Successive  Interference  Canceller）機能を備えている。ＳＩＣ機能とは、受信側の通信装置が、自装置と同じリソースに割り当てられた他の通信装置宛ての信号を受信信号からキャンセルし、キャンセル処理後の受信信号に対して復調処理及び復号処理を行う機能である。また、非直交多元アクセスシステムでは、ＳＩＮＲ（Signal  to  Interference  plus  Noise  Ratio）の高い通信装置宛ての信号が相対的に小さい送信電力で送信され、ＳＩＮＲの低い通信装置宛ての信号が相対的に大きい送信電力で送信される。
【０００３】
例えば、非直交多重の対象である２つのユーザとして、基地局から近くＳＩＮＲの高いユーザ＃１と、基地局から遠くＳＩＮＲの低いユーザ＃２とが選択された場合を想定する。ユーザ＃２のＳＩＮＲが低いので、ユーザ＃２宛ての信号は、ユーザ＃１宛ての信号よりも大きい送信電力で送信される。このため、ユーザ＃１は、ユーザ＃２宛ての信号を適切に復調及び復号することができる。従って、ユーザ＃１は、受信信号からユーザ＃２宛ての信号をキャンセルすることにより、ユーザ２＃宛ての信号からの干渉を容易に除去することができる。
【０００４】
一方、ユーザ＃２宛ての信号にとって、ユーザ＃１宛ての信号は干渉となり、ユーザ＃２のチャネル容量を低下させる要因となっている。しかしながら、ユーザ＃２のＳＩＮＲはもともと低いので、ユーザ＃１宛ての信号の干渉による影響は小さい。
【０００５】
従って、非直交多元アクセスによれば、多重対象であるユーザ全体のチャネル容量の和、つまり、総チャネル容量が、向上することが期待される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Anass  Benjebbour  et  al.,  “Concept  and  Practical  Considerations  of  Non-orthogonal  Multiple  Access  (NOMA)  for  Future  Radio  Access,”  ISPACS  2013.
【非特許文献２】齊藤  敬佑，ベンジャブール  アナス，原田  篤，岸山  祥久，中村  武宏，“下りリンク非直交多元接続（NOMA）におけるEVMを考慮したSIC受信機の性能評価，”  IEICE  RCS2014-163
【非特許文献３】深見  友也，冨木  淳史，渡邊  宏弥，岩切  直彦，齋藤  宏文，中須賀  真一，“超小型衛星用X-band高速ダウンリンク送信機の評価，”  IEICE  総合大会  2013,  B-2-60
【非特許文献４】瀬山  崇志，伊達木  隆，“SICを用いた下りリンク非直交多元アクセスのPFスケジューリングにおける一検討，”  IEICE  RCS2014-164
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、非直交多元アクセスでは、ＥＶＭ（Error  Vector  Magnitude）に起因して総チャネル容量が低下する可能性がある。
【０００８】
すなわち、従来、非直交多元アクセスでは、スケジューリング指標を用いて、スケジューリング対象の複数のユーザにおける複数のユーザ組合せから、電力割当対象であるユーザ組合せ及びそのユーザ組合せの各ユーザの割当電力値を決定する。ここで、各ユーザ組合せ及び各ユーザ組合せの各ユーザの割当電力値を決定する際に用いられるスケジューリング指標は、ＥＶＭに相当する雑音の電力値（以下「ＥＶＭ電力値」という）を考慮していない。このため、ＥＶＭが存在する環境下で、スケジューリング指標を用いて決定される各ユーザの割当電力値の和である送信電力値は適切ではなく、このような送信電力値で信号を送信した場合、ＥＶＭ電力値の影響によって、各ユーザのチャネル容量が低下してしまう。結果として、多重対象であるユーザ全体のチャネル容量の和、つまり、総チャネル容量が、低下してしまう恐れがある。
【０００９】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、非直交多元アクセスにおけるＥＶＭに起因した総チャネル容量の低下を改善することができる無線通信装置及びスケジューリング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】
本願の開示する無線通信装置は、一つの態様において、非直交多元アクセス方式が適用された無線通信装置である。前記無線通信装置は、記憶部と、スケジューラとを備える。前記記憶部は、信号の送信電力値と、ＥＶＭ（Error  Vector  Magnitude）に相当する雑音の電力値であるＥＶＭ電力値とを対応付けて記憶する。前記スケジューラは、スケジューリング対象の端末群への信号の送信電力値に対応するＥＶＭ電力値を前記記憶部から取得する。前記スケジューラは、取得したＥＶＭ電力値を用いて、前記スケジューリング対象の端末群における複数の端末組合せから、電力割当対象である端末組合せ及び当該端末組合せの各端末の割当電力値を決定する。
【発明の効果】
【００１１】
本願の開示する無線通信装置の一つの態様によれば、非直交多元アクセスにおけるＥＶＭに起因した総チャネル容量の低下を改善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、非直交多元アクセスの説明に供する図である。
【図２】図２は、ＥＶＭに起因した総チャネル容量の低下の説明に供する図である。
【図３】図３は、実施例１の基地局を含む無線通信システムの一例を示す図である。
【図４】図４は、実施例１の基地局の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、信号の送信電力値と、ＥＶＭ電力値との対応関係の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施例１のスケジューラの構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施例１の割当電力決定方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は、実施例２の基地局におけるスケジューラの構成例を示すブロック図である。
【図９】図９は、２ユーザ多重の場合の割当電力値の変更の説明に供する図である。
【図１０】図１０は、実施例２の割当電力決定方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施例２の基地局による効果を説明するための図である。
【図１２】図１２は、３ユーザ多重の場合の割当電力値の変更の説明に供する図（その１）である。
【図１３】図１３は、３ユーザ多重の場合の割当電力値の変更の説明に供する図（その２）である。
【図１４】図１４は、実施例３の基地局におけるスケジューラの構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、実施例３の割当電力決定方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、基地局のハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本願の開示する無線通信装置及びスケジューリング方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により開示技術が限定されるものではない。
【００１４】
まず、図２を参照して、本願の開示する無線通信装置の前提技術として、ＥＶＭに起因した総チャネル容量の低下について説明する。図２は、ＥＶＭに起因した総チャネル容量の低下の説明に供する図である。図２では、非直交多重（スケジューリング）の対象である２つのユーザとして、基地局から近く瞬時ＳＩＮＲの高いユーザ＃１と、基地局から遠く瞬時ＳＩＮＲの低いユーザ＃２とが存在する様子を示す。また、図２では、ユーザ＃１宛ての信号と、ユーザ＃２宛ての信号とが多重された多重信号の送信電力値をＳとする。また、ユーザ＃１宛ての信号の送信電力値（つまり、ユーザ＃１の割当電力値）をＳ１＝０．２Ｓとし、ユーザ＃２宛ての信号の送信電力値（つまり、ユーザ＃２の割当電力値）をＳ２＝０．８Ｓとする。また、他の基地局からユーザ＃１への干渉信号の電力値をＩ１＝０．０１Ｓとし、他の基地局からユーザ＃２への干渉信号の電力値をＩ２＝Ｓとする。
【００１５】
まず、ＥＶＭが存在しないと仮定した場合を説明する。基地局から送信される信号として、ユーザ＃１宛ての信号と、ユーザ＃２宛ての信号とが多重された多重信号が送信される。ユーザ＃１は、ＳＩＣ機能を用いて、ユーザ＃２宛ての信号をキャンセルする。このため、ユーザ＃１の瞬時ＳＩＮＲは、Ｓ１／Ｉ１で表される。このとき、ユーザ＃１のチャネル容量は、ｌｏｇ２（１＋Ｓ１／Ｉ１）＝４．３９［ｂｐｓ／Ｈｚ］で表される。一方、ユーザ＃２宛ての信号にとって、ユーザ＃１宛ての信号は干渉となる。このため、ユーザ＃２の瞬時ＳＩＮＲは、Ｓ２／（Ｓ１＋Ｉ２）で表される。このとき、ユーザ＃２のチャネル容量は、ｌｏｇ２｛１＋Ｓ２／（Ｓ１＋Ｉ２）｝＝０．７４［ｂｐｓ／Ｈｚ］で表される。したがって、ユーザ＃１のチャネル容量と、ユーザ＃２のチャネル容量との和、つまり、総チャネル容量は、５．１３［ｂｐｓ／Ｈｚ］となる。
【００１６】
これに対して、ＥＶＭが存在する場合を説明する。例えば、ＬＴＥ−Ａ（Long  Term  Evolution-Advanced）では、ＥＶＭの許容値は８％であるため、ＥＶＭに相当する雑音の電力値（以下「ＥＶＭ電力値」という）をＮ＝（０．０８）２・Ｓとする。ユーザ＃１宛ての信号及びユーザ＃２宛ての信号にとって、ＥＶＭは雑音となる。このため、ユーザ＃１の瞬時ＳＩＮＲは、Ｓ１／（Ｎ＋Ｉ１）で表され、ユーザ＃２の瞬時ＳＩＮＲは、Ｓ２／（Ｓ１＋Ｎ＋Ｉ２）で表される。このとき、ユーザ＃１のチャネル容量は、ｌｏｇ２｛１＋Ｓ１／（Ｎ＋Ｉ１）｝＝３．７２［ｂｐｓ／Ｈｚ］で表され、ユーザ＃２のチャネル容量は、ｌｏｇ２｛１＋Ｓ２／（Ｓ１＋Ｎ＋Ｉ２）｝＝０．７３［ｂｐｓ／Ｈｚ］で表される。したがって、ユーザ＃１のチャネル容量と、ユーザ＃２のチャネル容量との和、つまり、総チャネル容量は、４．４５［ｂｐｓ／Ｈｚ］となる。
【００１７】
図２の例から分かるように、ＥＶＭが存在する場合、ＥＶＭが存在しない場合と比較して、総チャネル容量が低下する。特に、ユーザ＃１のチャネル容量の低下量が、ユーザ＃２のチャネル容量の低下量と比較して、大きい。
【実施例１】
【００１８】
図３は、実施例１の基地局を含む無線通信システムの一例を示す図である。図３において、無線通信システム１は、基地局１０と、端末５０−１〜５０−Ｎ（Ｎは２以上の自然数）とを有する。以下では、端末５０−１〜５０−Ｎを特に区別しない場合、総称して端末５０と呼ぶことがある。
【００１９】
図３において、端末５０−１〜５０−Ｎは、基地局１０のセルＣ１０内に在圏している。基地局１０は、共通のキャリアにおいて、所定の電力を複数の端末５０に割り当てる非直交多元アクセス方式が適用された無線通信装置である。基地局１０は、端末５０−１〜５０−Ｎの一部又は全部をスケジューリング対象とする。ここでは、端末５０−１〜５０−Ｎのすべてがスケジューリング対象であるものとして説明する。
【００２０】
基地局１０は、信号の送信電力値に対応付けて、ＥＶＭ電力値を記憶する記憶部を有する。そして、基地局１０は、スケジューリング対象である複数の端末５０への信号の送信電力値に対応するＥＶＭ電力値を記憶部から取得する。そして、基地局１０は、取得したＥＶＭ電力値を用いて、スケジューリング対象である複数の端末５０における複数の端末組合せから、電力割当対象である端末組合せ及びその端末組合せの各端末５０の割当電力値を決定する。
【００２１】
例えば、基地局１０は、記憶部から取得したＥＶＭ電力値を用いて、スケジューリング対象の各端末５０に関して、瞬時ＳＩＮＲを算出し、瞬時ＳＩＮＲを用いて、スケジューリング対象における複数の端末組合せの各々に関して、スケジューリング指標を算出する。なお、スケジューリング指標としては、例えば、プロポーショナルフェア（ＰＦ）メトリック（Proportional  Fair  metric）や、チャネル容量等を用いることができる。以下では、スケジューリング指標をＰＦメトリックとして説明する。そして、基地局１０は、算出したＰＦメトリックに基づいて、スケジューリング対象における複数の端末組合せから電力割当対象である端末組合せ及びその端末組合せの各端末５０の割当電力値を決定する。
【００２２】
これにより、基地局１０は、ＥＶＭを考慮して算出されたスケジューリング指標を用いて電力割当対象及び各端末５０の割当電力値を決定するので、ＥＶＭが存在する環境下で、適切な送信電力値で信号を送信することができる。結果として、非直交多元アクセスにおけるＥＶＭに起因した総チャネル容量の低下を改善することができる。
【００２３】
図４は、実施例１の基地局の構成例を示すブロック図である。図４において、基地局１０は、ＮＯＭＡ（Non-Orthogonal  Multiple  Access）多重部１１と、チャネル多重部１２と、ＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiple）送信処理部１３と、無線送信部１４とを有する。また、基地局１０は、無線受信部１５と、受信処理部１６と、抽出部１７と、記憶部１８と、スケジューラ１９と、制御信号生成部２０とを有する。
【００２４】
ＮＯＭＡ多重部１１は、スケジューラ１９からスケジューリング情報を受け取ると、スケジューリング情報に基づいて、ユーザデータに対する誤り訂正符号化処理、変調処理及び電力調整処理を行うことによって、データ信号を生成する。なお、スケジューリング情報には、変調多値数、符号化率、非直交多重の対象（電力割当対象）である端末組合せの各端末５０の識別情報、及び各端末５０の割当電力値等が含まれている。そして、ＮＯＭＡ多重部１１は、生成したデータ信号を非直交多重する。そして、ＮＯＭＡ多重部１１は、得られた多重信号をチャネル多重部１２へ出力する。
【００２５】
チャネル多重部１２は、制御信号生成部２０から受け取った制御信号と、ＮＯＭＡ多重部１１から受け取った多重信号とを多重する。ここでは、非直交多重ではなく、直交多重が用いられる。そして、チャネル多重部１２は、得られた多重信号をＯＦＤＭ送信処理部１３へ出力する。
【００２６】
ＯＦＤＭ送信処理部１３は、チャネル多重部１２から受け取った多重信号を周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換し、得られた時間領域の信号にＣＰ（Cyclic  Prefix）を付加することにより、ＯＦＤＭ信号を生成する。
【００２７】
無線送信部１４は、ＯＦＤＭ送信処理部１３で生成されたＯＦＤＭ信号に対して所定の無線送信処理（デジタルアナログ変換、アップコンバート、増幅等）を施して、得られた無線信号を、アンテナを介して送信する。
【００２８】
無線受信部１５は、アンテナを介して受信した無線信号に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバート、アナログデジタル変換）を施し、得られた信号を受信処理部１６へ出力する。
【００２９】
受信処理部１６は、無線受信部１５から受け取った信号に対して所定の受信処理（復調、復号等）を施し、得られた受信データを抽出部１７へ出力する。
【００３０】
抽出部１７は、受信処理部１６から受け取った受信データから、チャネル状態情報（ＣＳＩ（Channel  State  Information）等の制御データを抽出し、抽出した制御データをスケジューラ１９へ出力する。チャネル状態情報には、各端末５０から報告されるＳＩＮＲが含まれる。
【００３１】
制御信号生成部２０は、スケジューラ１９から受け取った制御情報を含めた制御信号を生成し、生成した制御信号をチャネル多重部１２へ出力する。制御情報には、非直交多重の対象（電力割当対象）である端末組合せの各端末５０の識別情報、各端末５０の割当電力値、及び各端末５０のデータ信号に適用された符号化率、変調多値数等が含まれる。
【００３２】
記憶部１８は、信号の送信電力値に対応付けて、ＥＶＭ電力値を記憶する。図５は、信号の送信電力値と、ＥＶＭ電力値との対応関係の一例を示す図である。図５に示すように、信号の送信電力値が大きくなるほど、ＥＶＭ電力値は大きくなる。記憶部１８は、例えば、図５に示した対応関係をテーブルや近似関数の形式で記憶する。
【００３３】
スケジューラ１９は、スケジューリング対象である複数の端末５０への信号の送信電力値に対応するＥＶＭ電力値を記憶部１８から取得する。そして、スケジューラ１９は、取得したＥＶＭ電力値を用いて、スケジューリング対象である複数の端末５０における複数の端末組合せから、電力割当対象である端末組合せ及びその端末組合せの各端末５０の割当電力値を決定する。
【００３４】
例えば、スケジューラ１９は、図６に示すように、瞬時ＳＩＮＲ算出部２１と、ＰＦメトリック算出部２２と、割当決定部２３とを有する。図６は、実施例１のスケジューラの構成例を示すブロック図である。
【００３５】
瞬時ＳＩＮＲ算出部２１は、スケジューリング対象である複数の端末５０への信号の送信電力値に対応するＥＶＭ電力値を記憶部１８から取得する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部２１は、記憶部１８から取得したＥＶＭ電力値を用いて、スケジューリング対象である各端末５０に関して、瞬時ＳＩＮＲを算出する。すなわち、瞬時ＳＩＮＲ算出部２１は、スケジューリング対象である各端末５０に関して、電力分配の各候補について瞬時ＳＩＮＲを算出する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部２１は、算出した各端末５０の瞬時ＳＩＮＲをＰＦメトリック算出部２２へ出力する。瞬時ＳＩＮＲ算出部２１は、第１の算出部の一例に相当する。
【００３６】
ここで、一例として、２ユーザ多重の場合の瞬時ＳＩＮＲの算出について考察する。２ユーザ多重の場合の、ユーザ＃１の瞬時ＳＩＮＲ及びユーザ＃２の瞬時ＳＩＮＲは、それぞれ、次の式（１）及び式（２）で算出される。
【数１】
2017005597.tif 000003
【数２】
2017005597.tif 000004
【００３７】
ここで、基地局１０から近く瞬時ＳＩＮＲの高いユーザをユーザ＃１とし、基地局１０から遠く瞬時ＳＩＮＲの低いユーザをユーザ＃２とする。また、ユーザ＃１から基地局１０へ報告されるＳＩＮＲをγ１（ＣＳＩ）とし、ユーザ＃２から基地局１０へ報告されるＳＩＮＲをγ２（ＣＳＩ）とする。また、ユーザ＃１宛てのパイロット信号の送信電力値をＳ１（ＣＳＩ）とし、ユーザ＃２宛てのパイロット信号の送信電力値をＳ２（ＣＳＩ）とする。また、ユーザ＃１宛てのパイロット信号にＥＶＭとして付加される雑音の電力値をＮ１（ＣＳＩ）とし、ユーザ＃２宛てのパイロット信号にＥＶＭとして付加される雑音の電力値をＮ２（ＣＳＩ）とする。また、ユーザ＃１宛ての信号の送信電力値（つまり、ユーザ＃１の割当電力値）をＳ１とし、ユーザ＃２宛ての信号の送信電力値（つまり、ユーザ＃２の割当電力値）をＳ２とする。また、ユーザ＃１宛ての信号と、ユーザ＃２宛ての信号とが多重された多重信号の送信電力値にＥＶＭとして付加される雑音の電力値をＮとする。また、Ｓ１及びＳ２は、電力分配を変更するためのパラメータとなる。γ１（ＣＳＩ）、γ２（ＣＳＩ）、Ｓ１（ＣＳＩ）及びＳ２（ＣＳＩ）は、既知の値であり、基地局１０側で管理されている。
【００３８】
すなわち、２ユーザ多重の場合、瞬時ＳＩＮＲ算出部２１は、記憶部１８を参照して、Ｓ１（ＣＳＩ）に対応するＮ１（ＣＳＩ）、Ｓ２（ＣＳＩ）に対応するＮ２（ＣＳＩ）、及び（Ｓ１＋Ｓ２）に対応するＮをＥＶＭ電力値として取得する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部２１は、取得したＮ１（ＣＳＩ）、Ｎ２（ＣＳＩ）及びＮを式（１）及び式（２）に適用することによって、ユーザ＃１の瞬時ＳＩＮＲ及びユーザ＃２の瞬時ＳＩＮＲを算出する。
【００３９】
続いて、上記の式（１）及び式（２）の導出過程を説明する。
【００４０】
ユーザ＃１から基地局１０へ報告されるＳＩＮＲ、及びユーザ＃２から基地局１０へ報告されるＳＩＮＲは、それぞれ、次の式（３）及び式（４）で表される。
【数３】
2017005597.tif 000005
【数４】
2017005597.tif 000006
【００４１】
ただし、基地局１０とユーザ＃１とを結ぶ伝送路の減衰係数をα１とし、基地局１０とユーザ＃２とを結ぶ伝送路の減衰係数をα２とする。また、他の基地局からユーザ＃１への干渉信号の電力値をＩ１とし、他の基地局からユーザ＃２への干渉信号の電力値をＩ２とする。
【００４２】
また、ユーザ＃１の瞬時ＳＩＮＲ、及びユーザ＃２の瞬時ＳＩＮＲは、それぞれ、次の式（５）及び式（６）で表される。
【数５】
2017005597.tif 000007
【数６】
2017005597.tif 000008
【００４３】
したがって、式（３）と式（５）とを合わせてＩ１を消去することにより、式（１）が導き出される。また、式（４）と式（６）とを合わせてＩ２を消去することにより、式（２）が導き出される。
【００４４】
ＰＦメトリック算出部２２は、スケジューリング対象における複数の端末組合せの各々に関して、スケジューリング指標であるＰＦメトリックを算出する。具体的には、ＰＦメトリック算出部２２は、瞬時ＳＩＮＲ算出部２１から受け取った瞬時ＳＩＮＲを用いて、スケジューリング対象における複数の端末組合せの各々に関して、ＰＦメトリックを算出する。ＰＦメトリックは、公知の手法を用いて算出され得る。例えば、ＰＦメトリック算出部２２は、瞬時ＳＩＮＲと平均ＳＩＮＲとの比率をＰＦメトリックとして算出する。また、ＰＦメトリック算出部２２は、瞬時ＳＩＮＲとスループット期待値とが対応付けられたテーブルを保持し、このテーブルを参照して、瞬時ＳＩＮＲ算出部２１から受け取った瞬時ＳＩＮＲに対応するスループット期待値をＰＦメトリックとして特定してもよい。また、ＰＦメトリック算出部２２は、テーブルから特定されたスループット期待値を平均スループットで除算した値をＰＦメトリックとしてもよい。ＰＦメトリック算出部２２は、第２の算出部の一例に相当する。
【００４５】
割当決定部２３は、ＰＦメトリックに基づいて、スケジューリング対象における複数の端末組合せから電力割当対象である端末組合せ及び当該端末組合せの各端末５０の割当電力値を決定する。
【００４６】
すなわち、割当決定部２３は、ＰＦメトリック算出部２２で算出された複数のＰＦメトリックのうちで値が最大であるＰＦメトリックに対応する端末組合せを電力割当対象として決定する。割当決定部２３は、ＰＦメトリック算出部２２で算出された複数のＰＦメトリックのうちで値が最大であるＰＦメトリックに対応する端末組合せの各端末５０宛てのデータ信号に適用する割当電力値を、電力割当対象の各端末５０の割当電力値として決定する。また、割当決定部２３は、決定した電力割当対象の端末組合せの各端末５０宛てのデータ信号に適用する符号化率及び変調多値数を決定する。そして、割当決定部２３は、上記のスケジューリング情報及び制御情報を生成し、生成したスケジューリング情報及び制御情報を、ＮＯＭＡ多重部１１及び制御信号生成部２０へそれぞれ出力する。割当決定部２３は、決定部の一例に相当する。
【００４７】
次に、実施例１の無線通信システム１の処理動作の一例について説明する。特に、ここでは、基地局１０のスケジューラ１９による割当電力決定方法について説明する。図７は、実施例１の割当電力決定方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【００４８】
図７に示すように、スケジューラ１９の瞬時ＳＩＮＲ算出部２１は、信号の送信電力値に対応付けて、ＥＶＭ電力値を記憶する記憶部１８から、スケジューリング対象である複数の端末５０への信号の送信電力値に対応するＥＶＭ電力値を取得する（Ｓ１０１）。
【００４９】
瞬時ＳＩＮＲ算出部２１は、取得したＥＶＭ電力値を用いて、スケジューリング対象である各端末５０に関して、瞬時ＳＩＮＲを算出する（Ｓ１０２）。
【００５０】
ＰＦメトリック算出部２２は、瞬時ＳＩＮＲを用いて、スケジューリング対象における複数の端末組合せの各々に関して、ＰＦメトリックを算出する（Ｓ１０３）。
【００５１】
割当決定部２３は、ＰＦメトリックに基づいて、スケジューリング対象における複数の端末組合せから電力割当対象である端末組合せ及び当該端末組合せの各端末５０の割当電力値を決定する（Ｓ１０４）。
【００５２】
以上のように本実施例によれば、基地局１０は、非直交多元アクセス方式が適用された無線通信装置である。そして、基地局１０において、記憶部１８は、信号の送信電力値と、ＥＶＭ電力値とを対応付けて記憶する。そして、基地局１０において、スケジューラ１９は、スケジューリング対象の端末５０群への信号の送信電力値に対応するＥＶＭ電力値を記憶部１８から取得する。そして、基地局１０において、スケジューラ１９は、取得したＥＶＭ電力値を用いて、スケジューリング対象の端末５０群における複数の端末組合せから、電力割当対象である端末組合せ及び当該端末組合せの各端末５０の割当電力値を決定する。
【００５３】
この基地局１０の構成により、ＥＶＭを考慮して算出されたスケジューリング指標を用いて電力割当対象及び各端末５０の割当電力値を決定するので、ＥＶＭが存在する環境下で、適切な送信電力値で信号を送信することができる。結果として、非直交多元アクセスにおけるＥＶＭに起因した総チャネル容量の低下を改善することができる。
【実施例２】
【００５４】
実施例２は、電力割当対象である端末組合せの各端末５０の割当電力値の決定方法のバリエーションに関する。なお、実施例２の基地局の基本構成は、実施例１の基地局１０と同様である。
【００５５】
実施例２の基地局１０において、スケジューラ１９は、図８に示すように、瞬時ＳＩＮＲ算出部３１と、ＰＦメトリック算出部３２と、割当決定部３３と、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４と、総チャネル容量算出部３５と、割当決定部３６とを有する。図８は、実施例２の基地局におけるスケジューラの構成例を示すブロック図である。なお、以下では、一例として、２ユーザ多重の場合の割当電力値の決定方法を説明する。
【００５６】
瞬時ＳＩＮＲ算出部３１は、スケジューリング対象である第１の端末５０及び第２の端末５０の各々に関して、瞬時ＳＩＮＲを算出する。ここで、瞬時ＳＩＮＲ算出部３１による瞬時ＳＩＮＲの算出には、記憶部１８に記憶されたＥＶＭ電力値が用いられない。
【００５７】
ＰＦメトリック算出部３２は、瞬時ＳＩＮＲ算出部３１でＥＶＭ電力値を用いることなく算出された瞬時ＳＩＮＲを用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、スケジューリング指標であるＰＦメトリックを算出する。
【００５８】
割当決定部３３は、ＰＦメトリック算出部３２で算出された複数のＰＦメトリックのうちで値が最大であるＰＦメトリックに対応する端末組合せを電力割当対象として決定する。割当決定部３３は、ＰＦメトリック算出部３２で算出された複数のＰＦメトリックのうちで値が最大であるＰＦメトリックに対応する端末組合せにおける各端末５０宛てのデータ信号に適用する割当電力値を、電力割当対象の各端末５０の割当電力値として決定する。以下の説明では、割当決定部３３によって、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せが電力割当対象として決定され、第１の端末５０の割当電力値がＳ１と決定され、かつ、第２の端末５０の割当電力値がＳ２（＞Ｓ１）と決定されたものとする。割当決定部３３は、ＥＶＭ電力値を用いることなく暫定的に決定された、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２とを瞬時ＳＩＮＲ算出部３４へ出力する。
【００５９】
瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、ＥＶＭ電力値を用いることなく暫定的に決定された、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２（＞Ｓ１）とを割当決定部３３から取得する。瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、図９に示すように、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１を固定した状態で、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２を減少させる。図９は、２ユーザ多重の場合の割当電力値の変更の説明に供する図である。
【００６０】
そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、減少後の第２の端末５０の割当電力値Ｓ２´と、固定値である第１の端末５０の割当電力値Ｓ１との和である送信電力値Ｓ´に対応するＥＶＭ電力値を記憶部１８から取得する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、取得したＥＶＭ電力値を用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０の各々に関して、瞬時ＳＩＮＲを算出する。すなわち、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、第１の端末５０及び第２の端末５０の各々に関して、電力分配の各候補について瞬時ＳＩＮＲを算出する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、算出した第１の端末５０及び第２の端末５０の各々の瞬時ＳＩＮＲを総チャネル容量算出部３５へ出力する。瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、第１の算出部の一例に相当する。
【００６１】
ここで、第１の端末５０及び第２の端末５０の各々の瞬時ＳＩＮＲは、それぞれ、次の式（７）及び式（８）で算出される。
【数７】
2017005597.tif 000009
【数８】
2017005597.tif 000010
【００６２】
ここで、基地局１０から近く瞬時ＳＩＮＲの高いユーザをユーザ＃１（第１の端末５０）とし、基地局１０から遠く瞬時ＳＩＮＲの低いユーザをユーザ＃２（第２の端末５０）とする。また、ユーザ＃１から基地局１０へ報告されるＳＩＮＲをγ１（ＣＳＩ）とし、ユーザ＃２から基地局１０へ報告されるＳＩＮＲをγ２（ＣＳＩ）とする。また、ユーザ＃１宛てのパイロット信号の送信電力値をＳ１（ＣＳＩ）とし、ユーザ＃２宛てのパイロット信号の送信電力値をＳ２（ＣＳＩ）とする。また、ユーザ＃１宛てのパイロット信号にＥＶＭとして付加される雑音の電力値をＮ１（ＣＳＩ）とし、ユーザ＃２宛てのパイロット信号にＥＶＭとして付加される雑音の電力値をＮ２（ＣＳＩ）とする。また、ユーザ＃１宛ての信号の送信電力値（つまり、第１の端末５０の割当電力値）をＳ１とし、ユーザ＃２宛ての信号の送信電力値（つまり、減少後の第２の端末５０の割当電力値）をＳ２´とする。また、ユーザ＃１宛ての信号と、ユーザ＃２宛ての信号とが多重された多重信号の送信電力値（つまり、減少後の第２の端末５０の割当電力値と、固定値である第１の端末の割当電力値との和）にＥＶＭとして付加される雑音の電力値をＮ（Ｓ１，Ｓ２´）とする。また、Ｓ２´は、電力分配を変更するためのパラメータとなる。γ１（ＣＳＩ）、γ２（ＣＳＩ）、Ｓ１（ＣＳＩ）及びＳ２（ＣＳＩ）は、既知の値であり、基地局１０側で管理されている。
【００６３】
すなわち、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、記憶部１８を参照して、Ｓ１（ＣＳＩ）に対応するＮ１（ＣＳＩ）、Ｓ２（ＣＳＩ）に対応するＮ２（ＣＳＩ）、及び（Ｓ１＋Ｓ２´）に対応するＮ（Ｓ１，Ｓ２´）をＥＶＭ電力値として取得する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、取得したＮ１（ＣＳＩ）、Ｎ２（ＣＳＩ）及びＮ（Ｓ１，Ｓ２´）を式（７）及び式（８）に適用することによって、第１の端末５０及び第２の端末５０の各々の瞬時ＳＩＮＲを算出する。
【００６４】
総チャネル容量算出部３５は、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４から受け取った瞬時ＳＩＮＲを用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、スケジューリング指標である総チャネル容量を算出する。総チャネル容量算出部３５は、第２の算出部の一例に相当する。例えば、総チャネル容量算出部３５は、次の式（９）を用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、総チャネル容量を算出する。
【数９】
2017005597.tif 000011
ただし、γ１（Ｓ１，Ｓ２´）、γ２（Ｓ１，Ｓ２´）は、それぞれ、第１の端末５０の瞬時ＳＩＮＲ、第２の端末５０の瞬時ＳＩＮＲを表す。
【００６５】
割当決定部３６は、総チャネル容量に基づいて、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２を再決定する。具体的には、割当決定部３６は、総チャネル容量算出部３５で算出された複数の総チャネル容量のうちで値が最大である総チャネル容量に対応する、減少後の第２の端末５０の割当電力値Ｓ２´を、新たな第２の端末５０の割当電力値Ｓ２とする。割当決定部３６は、決定部の一例に相当する。
【００６６】
割当決定部３６は、例えば、次の式（１０）を用いて、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２を再決定する。
【数１０】
2017005597.tif 000012
【００６７】
次に、実施例２の無線通信システムの処理動作の一例について説明する。特に、ここでは、基地局１０のスケジューラ１９による割当電力決定方法について説明する。図１０は、実施例２の割当電力決定方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【００６８】
図１０に示すように、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、暫定的に決定された、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２とを割当決定部３３から取得する（Ｓ２０１）。ここで、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１が０．２と決定され、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２が０．８と暫定的に決定されたものとする。
【００６９】
瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、探索用パラメータに、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２の初期値０．８をセットする（Ｓ２０２）。この探索用パラメータは、減少後の第２の端末の割当電力値Ｓ２´を探索するために用いられるパラメータである。
【００７０】
瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、減少後の第２の端末５０の割当電力値Ｓ２´と、固定値である第１の端末５０の割当電力値Ｓ１との和である送信電力値Ｓ´を算出する（Ｓ２０３）。
【００７１】
瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、送信電力値Ｓ´に対応するＥＶＭ電力値を記憶部１８から取得する（Ｓ２０４）。
【００７２】
瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、取得したＥＶＭ電力値を用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０の各々に関して、瞬時ＳＩＮＲを算出する（Ｓ２０５）。すなわち、瞬時ＳＩＮＲ算出部は、取得したＥＶＭ電力値を上記の式（７）及び式（８）に適用することによって、第１の端末５０及び第２の端末５０の各々の瞬時ＳＩＮＲを算出する。
【００７３】
総チャネル容量算出部３５は、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４から受け取った瞬時ＳＩＮＲを用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、スケジューリング指標である総チャネル容量を算出する（Ｓ２０６）。すなわち、総チャネル容量算出部３５は、上記の式（９）を用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、総チャネル容量を算出する。
【００７４】
瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１を固定した状態で、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２を０．１減少させる（Ｓ２０７）。なお、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２の減少量は０．１に限られない。
【００７５】
瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、減少後の第２の端末５０の割当電力値Ｓ２´が、固定値である第１の端末５０の割当電力値Ｓ１よりも大きい場合（Ｓ２０８肯定）、処理をＳ２０３に戻す。
【００７６】
瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、減少後の第２の端末５０の割当電力値Ｓ２´が、固定値である第１の端末５０の割当電力値Ｓ１以下である場合（Ｓ２０８否定）、処理をＳ２０９へ移行する。
【００７７】
割当決定部３６は、総チャネル容量に基づいて、第２の端末の割当電力値Ｓ２を再決定する（Ｓ２０９）。すなわち、割当決定部３６は、上記の式（１０）を用いて、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２を再決定する。
【００７８】
図１１は、実施例２の基地局による効果を説明するための図である。図１１は、送信電力値と、総チャネル容量との関係の一例を示すシミュレーション結果を示す図である。
【００７９】
図１１において、縦軸は、総チャネル容量を示し、横軸は、第１の端末の割当電力値と、第２の端末の割当電力値との和である送信電力値を示している。また、図１１において、計測点４１は、ＥＶＭ電力値を用いることなく暫定的に決定された、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２とを用いた場合の送信電力値と総チャネル容量との関係を示す点である。図１１の例では、ＥＶＭ電力値を用いることなく暫定的に決定された、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２とは、それぞれ、０．２、０．８であるものとする。
【００８０】
一方、計測点４２は、本実施例の基地局１０によって再決定された第２の端末５０の割当電力値Ｓ２と、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１との和である送信電力値を用いた場合の送信電力値と総チャネル容量との関係を示す点である。図１１の例では、基地局１０によって再決定された第２の端末５０の割当電力値Ｓ２は、０．６であるものとする。
【００８１】
図１１に示すように、本実施例の基地局１０によれば、ＥＶＭ電力値を用いることなく暫定的に決定された、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２とを用いた場合と比較して、総チャネル容量を３．５％改善することができた。
【００８２】
以上のように本実施例によれば、基地局１０において、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、ＥＶＭ電力値を用いることなく暫定的に決定された、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２とを取得する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１よりも大きい第２の端末５０の割当電力値Ｓ２を減少させる。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、減少後の第２の端末５０の割当電力値Ｓ２´と、固定値である第１の端末５０の割当電力値Ｓ１との和である送信電力値Ｓ´に対応するＥＶＭ電力値を記憶部１８から取得する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、取得したＥＶＭ電力値を用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０の各々に関して、瞬時ＳＩＮＲを算出する。総チャネル容量算出部３５は、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４から受け取った瞬時ＳＩＮＲを用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、スケジューリング指標である総チャネル容量を算出する。割当決定部３６は、総チャネル容量に基づいて、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２を再決定する。
【００８３】
この基地局１０の構成により、２つの端末を含む端末組合せに関して、ＥＶＭを考慮したスケジューリング指標を算出するので、スケジューリング指標の算出対象の端末組合せを絞り込むことができる。結果として、本実施例によれば、ＥＶＭに起因した総チャネル容量の低下を改善するとともに、スケジューリング指標の算出に伴う演算量を低減することができる。
【００８４】
（実施例２の変形例１）
なお、本実施例では、２ユーザ多重の場合に瞬時ＳＩＮＲ算出部３４が割当電力値を変更する例を示したが、３ユーザ以上の複数ユーザ多重の場合に最大のユーザの割当電力値を変更してもよい。一例として、３ユーザ多重の場合の割当電力値の変更について、以下説明する。
【００８５】
図１２は、３ユーザ多重の場合の割当電力値の変更の説明に供する図（その１）である。図１２に示すように、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、３つの端末５０を含む端末組合せに関して、ＥＶＭ電力値を用いることなく暫定的に決定された３つの端末５０の各々の割当電力値Ｓ１〜Ｓ３（ただし、Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３）を割当決定部３３から取得する。瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、３つの端末５０の各々の割当電力値のうち、最大の端末５０の割当電力値Ｓ３を減少させる。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、減少後の最大の端末５０の割当電力値Ｓ３´と、固定値である他の２つの端末５０の割当電力値との和である送信電力値に対応するＥＶＭ電力値を記憶部１８から取得する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、取得したＥＶＭ電力値を用いて、３つの端末５０の各々に関して、瞬時ＳＩＮＲを算出する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、算出した３つの端末５０の各々の瞬時ＳＩＮＲを総チャネル容量算出部３５へ出力する。
【００８６】
総チャネル容量算出部３５は、図１２に示した割当電力値の変更が行われた場合、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４から受け取った瞬時ＳＩＮＲを用いて、３つの端末５０を含む端末組合せに関して、スケジューリング指標である総チャネル容量を算出する。割当決定部３６は、総チャネル容量に基づいて、最大の端末５０の割当電力値を再決定する。
【００８７】
（実施例２の変形例２）
また、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、３ユーザ以上の複数ユーザ多重の場合に上位のＮユーザ（ただし、非直交多重数の最大値をＮｍａｘとすると、Ｎは、Ｎｍａｘ以下の自然数）の割当電力値を変更してもよい。一例として、３ユーザ多重の場合の割当電力値の変更について、以下説明する。
【００８８】
図１３は、３ユーザ多重の場合の割当電力値の変更の説明に供する図（その２）である。図１３に示すように、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、３つの端末５０を含む端末組合せに関して、ＥＶＭ電力値を用いることなく暫定的に決定された３つの端末５０の各々の割当電力値Ｓ１〜Ｓ３（ただし、Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３）を割当決定部３３から取得する。瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、３つの端末５０の各々の割当電力値のうち、上位の２つの端末５０の割当電力値Ｓ２及びＳ３を減少させる。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、減少後の最大の端末５０の割当電力値Ｓ２´及びＳ３´と、固定値である他の２つの端末５０の割当電力値との和である送信電力値に対応するＥＶＭ電力値を記憶部１８から取得する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、取得したＥＶＭ電力値を用いて、上位の２つの端末５０の各々に関して、瞬時ＳＩＮＲを算出する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４は、算出した２つの端末５０の各々の瞬時ＳＩＮＲを総チャネル容量算出部３５へ出力する。
【００８９】
総チャネル容量算出部３５は、図１３に示した割当電力値の変更が行われた場合、瞬時ＳＩＮＲ算出部３４から受け取った瞬時ＳＩＮＲを用いて、上位の２つの端末５０を含む端末組合せに関して、スケジューリング指標である総チャネル容量を算出する。割当決定部３６は、総チャネル容量に基づいて、上位の２つの端末５０の割当電力値をそれぞれ再決定する。
【実施例３】
【００９０】
実施例３は、電力割当対象である端末組合せの各端末５０の割当電力値の決定方法のバリエーションに関する。なお、実施例３の基地局の基本構成は、実施例２の基地局１０と同様である。
【００９１】
実施例３の基地局１０において、スケジューラ１９は、図１４に示すように、瞬時ＳＩＮＲ算出部５１と、ＰＦメトリック算出部５２と、割当決定部５３と、瞬時ＳＩＮＲ算出部５４と、総チャネル容量算出部５５と、割当決定部５６とを有する。図１４は、実施例３の基地局におけるスケジューラの構成例を示すブロック図である。なお、以下では、一例として、２ユーザ多重の場合の割当電力値の決定方法を説明する。
【００９２】
瞬時ＳＩＮＲ算出部５１、ＰＦメトリック算出部５２及び割当決定部５３は、それぞれ、実施例２の瞬時ＳＩＮＲ算出部３１、ＰＦメトリック算出部３２及び割当決定部３３に対応する。
【００９３】
瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、ＥＶＭ電力値を用いることなく暫定的に決定された、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２（＞Ｓ１）とを割当決定部５３から取得する。瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２との比を固定した状態で、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２との和である送信電力値Ｓを減少させる。
【００９４】
そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、減少後の送信電力値Ｓ´に対応するＥＶＭ電力値を記憶部１８から取得する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、取得したＥＶＭ電力値を用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０の各々に関して、瞬時ＳＩＮＲを算出する。すなわち、瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、第１の端末５０及び第２の端末５０の各々に関して、電力分配の各候補について瞬時ＳＩＮＲを算出する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、算出した第１の端末５０及び第２の端末５０の各々の瞬時ＳＩＮＲを総チャネル容量算出部３５へ出力する。瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、第１の算出部の一例である。
【００９５】
ここで、第１の端末５０及び第２の端末５０の各々の瞬時ＳＩＮＲは、それぞれ、次の式（１１）及び式（１２）で算出される。
【数１１】
2017005597.tif 000013
【数１２】
2017005597.tif 000014
【００９６】
ここで、基地局１０から近く瞬時ＳＩＮＲの高いユーザをユーザ＃１（第１の端末５０）とし、基地局１０から遠く瞬時ＳＩＮＲの低いユーザをユーザ＃２（第２の端末５０）とする。また、ユーザ＃１から基地局１０へ報告されるＳＩＮＲをγ１（ＣＳＩ）とし、ユーザ＃２から基地局１０へ報告されるＳＩＮＲをγ２（ＣＳＩ）とする。また、ユーザ＃１宛てのパイロット信号の送信電力値をＳ１（ＣＳＩ）とし、ユーザ＃２宛てのパイロット信号の送信電力値をＳ２（ＣＳＩ）とする。また、ユーザ＃１宛てのパイロット信号にＥＶＭとして付加される雑音の電力値をＮ１（ＣＳＩ）とし、ユーザ＃２宛てのパイロット信号にＥＶＭとして付加される雑音の電力値をＮ２（ＣＳＩ）とする。また、ユーザ＃１宛ての信号の送信電力値（つまり、減少後の第１の端末５０の割当電力値）をＳ１´とし、ユーザ＃２宛ての信号の送信電力値（つまり、減少後の第２の端末５０の割当電力値）をＳ２´とする。また、ユーザ＃１宛ての信号と、ユーザ＃２宛ての信号とが多重された多重信号の送信電力値（つまり、減少後の送信電力値）にＥＶＭとして付加される雑音の電力値をＮ（Ｓ１´，Ｓ２´）とする。また、Ｓ１´及びＳ２´は、電力分配を変更するためのパラメータとなる。第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２との比が固定されるので、Ｓ１´及びＳ２´は、それぞれ、Ｓ１´＝Ｓ１・（Ｓ´／Ｓ）及びＳ２´＝Ｓ２・（Ｓ´／Ｓ）により算出される。γ１（ＣＳＩ）、γ２（ＣＳＩ）、Ｓ１（ＣＳＩ）及びＳ２（ＣＳＩ）は、既知の値であり、基地局１０側で管理されている。
【００９７】
すなわち、瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、記憶部１８を参照して、Ｓ１（ＣＳＩ）に対応するＮ１（ＣＳＩ）、Ｓ２（ＣＳＩ）に対応するＮ２（ＣＳＩ）、及びＳ´に対応するＮ（Ｓ１´，Ｓ２´）をＥＶＭ電力値として取得する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、取得したＮ１（ＣＳＩ）、Ｎ２（ＣＳＩ）及びＮ（Ｓ１´，Ｓ２´）を式（１１）及び式（１２）に適用することによって、第１の端末５０及び第２の端末５０の各々の瞬時ＳＩＮＲを算出する。
【００９８】
総チャネル容量算出部５５は、瞬時ＳＩＮＲ算出部５４から受け取った瞬時ＳＩＮＲを用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、スケジューリング指標である総チャネル容量を算出する。総チャネル容量算出部５５は、第２の算出部の一例に相当する。例えば、総チャネル容量算出部５５は、次の式（１３）を用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、総チャネル容量を算出する。
【数１３】
2017005597.tif 000015
ただし、γ１（Ｓ１´，Ｓ２´）、γ２（Ｓ１´，Ｓ２´）は、それぞれ、第１の端末５０の瞬時ＳＩＮＲ、第２の端末５０の瞬時ＳＩＮＲを表す。
【００９９】
割当決定部５６は、総チャネル容量に基づいて、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２とを再決定する。具体的には、割当決定部５６は、次の式（１４）を用いて、総チャネル容量算出部５５で算出された複数の総チャネル容量のうちで値が最大である総チャネル容量に対応する、減少後の送信電力値Ｓ´を特定する。
【数１４】
2017005597.tif 000016
【０１００】
そして、割当決定部５６は、特定した減少後の送信電力値Ｓ´と、次の式（１５）及び式（１６）とを用いて、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２とを再決定する。
【数１５】
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【数１６】
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【０１０１】
次に、実施例３の無線通信システムの処理動作の一例について説明する。特に、ここでは、基地局１０のスケジューラ１９による割当電力決定方法について説明する。図１５は、実施例３の割当電力決定方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【０１０２】
図１５に示すように、瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、暫定的に決定された、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２とを割当決定部５３から取得する（Ｓ３０１）。ここで、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１が０．２と決定され、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２が０．８と暫定的に決定されたものとする。
【０１０３】
瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、探索用パラメータに、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２との和である送信電力値Ｓの初期値１．０をセットする（Ｓ３０２）。この探索用パラメータは、減少後の送信電力値Ｓ´を探索するために用いられるパラメータである。
【０１０４】
瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、減少後の第１の端末５０の割当電力値Ｓ１´と、減少後の第２の端末５０の割当電力値Ｓ２´とを算出する（Ｓ３０３）。
【０１０５】
瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、減少後の送信電力値Ｓ´に対応するＥＶＭ電力値を記憶部１８から取得する（Ｓ３０４）。
【０１０６】
瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、取得したＥＶＭ電力値を用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０の各々に関して、瞬時ＳＩＮＲを算出する（Ｓ３０５）。すなわち、瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、取得したＥＶＭ電力値を上記の式（１１）及び式（１２）に適用することによって、第１の端末５０及び第２の端末５０の各々の瞬時ＳＩＮＲを算出する。
【０１０７】
総チャネル容量算出部５５は、瞬時ＳＩＮＲ算出部５４から受け取った瞬時ＳＩＮＲを用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、スケジューリング指標である総チャネル容量を算出する（Ｓ３０６）。すなわち、総チャネル容量算出部５５は、上記の式（１３）を用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、総チャネル容量を算出する。
【０１０８】
瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２との比を固定した状態で、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２との和である送信電力値Ｓを０．１減少させる（Ｓ３０７）。なお、送信電力値Ｓの減少量は０．１に限られない。
【０１０９】
瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、減少後の送信電力値Ｓ´が０．１よりも大きい場合（Ｓ３０８肯定）、処理をＳ３０３に戻す。
【０１１０】
瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、減少後の送信電力値Ｓ´が０．１以下である場合（Ｓ３０８否定）、処理をＳ３０９へ移行する。
【０１１１】
割当決定部５６は、総チャネル容量に基づいて、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２とを再決定する（Ｓ３０９）。具体的には、割当決定部５６は、上記の式（１４）を用いて、総チャネル容量算出部５５で算出された複数の総チャネル容量のうちで値が最大である総チャネル容量に対応する、減少後の送信電力値Ｓ´を特定する。そして、割当決定部５６は、特定した減少後の送信電力値Ｓ´と、上記の式（１５）及び式（１６）とを用いて、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２とを再決定する。
【０１１２】
以上のように本実施例によれば、基地局１０において、瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、ＥＶＭ電力値を用いることなく暫定的に決定された第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２とを取得する。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２との比を固定した状態で、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２との和である送信電力値Ｓを減少させる。そして、瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、減少後の送信電力値Ｓ´に対応するＥＶＭ電力値を記憶部１８から取得する。瞬時ＳＩＮＲ算出部５４は、取得したＥＶＭ電力値を用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０の各々に関して、瞬時ＳＩＮＲを算出する。総チャネル容量算出部５５は、瞬時ＳＩＮＲ算出部５４から受け取った瞬時ＳＩＮＲを用いて、第１の端末５０及び第２の端末５０を含む端末組合せに関して、スケジューリング指標である総チャネル容量を算出する。割当決定部５６は、総チャネル容量に基づいて、第１の端末５０の割当電力値Ｓ１と、第２の端末５０の割当電力値Ｓ２とを再決定する。
【０１１３】
この基地局１０の構成により、２つの端末を含む端末組合せに関して、ＥＶＭを考慮したスケジューリング指標を算出するので、スケジューリング指標の算出対象の端末組合せを絞り込むことができる。結果として、本実施例によれば、ＥＶＭに起因した総チャネル容量の低下を改善するとともに、スケジューリング指標の算出に伴う演算量を低減することができる。
【０１１４】
（他の実施例）
実施例で図示した各部の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【０１１５】
更に、各装置で行われる各種処理機能は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）（又はＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）、ＭＣＵ（Micro  Controller  Unit）等のマイクロ・コンピュータ）上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしてもよい。また、各種処理機能は、ＣＰＵ（又はＭＰＵ、ＭＣＵ等のマイクロ・コンピュータ）で解析実行するプログラム上、又はワイヤードロジックによるハードウェア上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしてもよい。
【０１１６】
実施例１乃至実施例３の基地局は、例えば、次のようなハードウェア構成により実現することができる。
【０１１７】
図１６は、基地局のハードウェア構成例を示す図である。図１６に示すように、基地局５００は、ＲＦ（Radio  Frequency）回路５０１と、プロセッサ５０２と、メモリ５０３と、ネットワークＩＦ（Inter  Face）５０４とを有する。プロセッサ５０２の一例としては、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等が挙げられる。また、メモリ５０３の一例としては、ＳＤＲＡＭ（Synchronous  Dynamic  Random  Access  Memory）等のＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ等が挙げられる。実施例１乃至実施例３の各基地局が図１６に示す構成を有している。
【０１１８】
そして、実施例１乃至実施例３の基地局で行われる各種処理機能は、不揮発性記憶媒体などの各種メモリに格納されたプログラムを増幅装置が備えるプロセッサで実行することによって実現してもよい。すなわち、ＮＯＭＡ多重部１１と、チャネル多重部１２と、ＯＦＤＭ送信処理部１３と、受信処理部１６と、抽出部１７と、記憶部１８と、スケジューラ１９と、制御信号生成部２０とによって実行される各処理に対応するプログラムがメモリ５０３に記録され、各プログラムがプロセッサ５０２で実行されてもよい。また、無線送信部１４と、無線受信部１５とは、ＲＦ回路５０１によって実現される。
【符号の説明】
【０１１９】
１０  基地局
１８  記憶部
１９  スケジューラ
２１、３４、５４  瞬時ＳＩＮＲ算出部
２２  ＰＦメトリック算出部
２３、３６、５６  割当決定部
３５、５５  総チャネル容量算出部
５０  端末
【図１】
2017005597.tif 000019
【図２】
2017005597.tif 000020
【図３】
2017005597.tif 000021
【図４】
2017005597.tif 000022
【図５】
2017005597.tif 000023
【図６】
2017005597.tif 000024
【図７】
2017005597.tif 000025
【図８】
2017005597.tif 000026
【図９】
2017005597.tif 000027
【図１０】
2017005597.tif 000028
【図１１】
2017005597.tif 000029
【図１２】
2017005597.tif 000030
【図１３】
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【図１４】
2017005597.tif 000032
【図１５】
2017005597.tif 000033
【図１６】
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