JP2019125831A - 基地局装置及び割当方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各端末装置に最適な参照信号を割当てることでデータ信号の復調性能の向上を図る基地局装置等を提供する。【解決手段】基地局は、送信部と、算出部と、割当部とを有する。送信部は、アンテナ素子を用いて複数のビームを形成してデータ信号及び、当該データ信号を復調する際に使用する参照信号を空間多重して各端末装置に送信する。算出部は、前記空間多重される端末装置間の伝搬路情報に基づき、前記端末装置間の相関に関する指標値を算出する。割当部は、前記端末装置間の指標値に応じて、前記空間多重される端末装置毎に前記参照信号を割当てる。【選択図】図３

Description

本発明は、基地局装置及び割当方法に関する。

近年、通信容量を増大する技術として、例えば、同一の無線リソースを用いて複数の端末装置（ＵＥ:User Equipment）向けのデータ信号を空間多重するＭＵ‐ＭＩＭＯ (Multi-User Multiple-Input Multiple-Output)が知られている。基地局は、空間多重するＵＥ間のチャネル情報を用いて、例えば、Ｚｅｒｏ−ＦｏｒｃｉｎｇやＭＭＳＥ(Minimum Mean Square Error)等の方法で送信ウエイトを算出する。そして、基地局は、算出した送信ウエイトをデータ信号に乗算してビーム形成することで、ＵＥ間の信号干渉を低減できる。

図１３は、基地局とＵＥとの間のＳＩＮＲ劣化要因の一例を示す説明図である。図１３に示す無線システムでは、送信ウエイトの計算に使用する理想のチャネル情報Ｈと、実際のチャネル情報Ｈ’との間には誤差が生じ、誤差が大きくなるに連れてＵＥ間の信号干渉も増加してＳＩＮＲ(Signal to Interference Noise Ratio)も劣化する。そして、ＳＩＮＲが劣化するに連れてデータ信号の復調性能も劣化する。しかも、例えば、ＵＥ同士が近傍に存在してＵＥ間でのチャネルの相関性が高くなっても、ＳＩＮＲの劣化が顕著となる。

ＵＥでは、例えば、ＬＴＥ(Long Term Evolution)やＮＲ(New Radio)等の無線システムの場合、基地局から受信した復調用参照信号（ＤＭＲＳ：DeModulation Reference Signal）を用いてデータ信号を復調する。尚、基地局は、データ信号と同一の送信ウエイトをＤＭＲＳに乗算し、乗算されたＤＭＲＳをＵＥに送信することになる。

ＵＥは、基地局から受信したＤＭＲＳを参照し、データ信号を伝搬するチャネル情報を推定する。更に、ＵＥは、この推定されたチャネル情報を用いてデータ信号を復調する。しかしながら、ＵＥでは、ＳＩＮＲが劣化するに連れてチャネル情報の推定精度も劣化し、その結果、データ信号の復調性能も劣化することになる。

そこで、ＮＲでは、ＵＥによるチャネル情報の推定精度の向上を図るべく、例えば、最大１２個の互いに直交した直交ＤＭＲＳポート（以下、単に直交ポートと称する）が規定されている。尚、直交ポートは、互いに異なる時間、周波数又は符号を使用することになるため、送信ウエイトの計算に使用するチャネル情報に誤差が生じた場合でも、ＵＥ間で信号干渉が生じない。これに対し、例えば、１２台を超えるＵＥを空間多重するためには直交ポートのみでは足りない。そこで、直交ポートと同一の時間、周波数又は符号を使用して、スクランブルＩＤや仮想セルＩＤでＤＭＲＳの信号系列を変更した非直交ＤＭＲＳポート（以下、単に非直交ポートと称する）を採用している。その結果、例えば、直交ポート数を超える台数のＵＥを空間多重する場合でもＵＥ間の信号干渉を低減できる。

特開２０１４−１３１２０２号公報

しかしながら、基地局は、ＵＥに非直交ポートを割り当てた場合でも、ＤＭＲＳポートの直交化が完全ではないため、送信ウエイトの計算に使用するチャネル情報に誤差が生じてＵＥ間で信号干渉が生じる。つまり、基地局は、各ＵＥに最適なＤＭＲＳポート、すなわち参照信号を割当てることができない。その結果、ＵＥ間の信号干渉が大きくなるに連れて両者のＳＩＮＲが劣化するため、データ信号の復調性能も劣化する。

一つの側面では、各ＵＥに最適な参照信号を割当てることでデータ信号の復調性能の向上を図る基地局装置等を提供することを目的とする。

一つの態様の基地局装置は、送信部と、算出部と、割当部とを有する。送信部は、アンテナ素子を用いて複数のビームを形成してデータ信号及び、当該データ信号を復調する際に使用する参照信号を空間多重して各端末装置に送信する。算出部は、前記空間多重される端末装置間の伝搬路情報に基づき、前記端末装置間の相関に関する指標値を算出する。割当部は、前記端末装置間の指標値に応じて、前記空間多重される端末装置毎に前記参照信号を割当てる。

一つの態様では、各端末装置に最適な参照信号を割当てることでデータ信号の復調性能の向上を図ることができる。

図１は、実施例１の無線システムの一例を示す説明図である。 図２は、実施例１の基地局のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図３は、基地局の機能構成の一例を示すブロック図である。 図４は、実施例１の第１の割当処理に関わる基地局の処理動作の一例を示すフロー図である。 図５は、実施例１の第１の割当処理に関わる基地局の処理動作の一例を示すフロー図である。 図６は、基地局が各ＵＥにＤＭＲＳポートを割当てる際の動作の一例を示す説明図である。 図７は、実施例２の無線システムの第２の割当処理に関わる基地局の処理動作の一例を示すフロー図である。 図８は、実施例３の無線システムの一例を示す説明図である。 図９は、実施例３の基地局のハードウェア構成の一例を示す説明図である。 図１０は、実施例４の無線システムの一例を示す説明図である。 図１１は、実施例５の第３の割当処理に関わる基地局の処理動作の一例を示すフロー図である。 図１２は、実施例６の基地局のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図１３は、基地局とＵＥとの間のＳＩＮＲ劣化要因の一例を示す説明図である。

以下、図面に基づいて、本願の開示する基地局装置及び割当方法の実施例を詳細に説明する。尚、各実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせても良い。

図１は、実施例１の無線システム１の一例を示す説明図である。図１に示す無線システム１は、基地局２と、複数のＵＥ(User Equipment)３とを有する。基地局２は、Ｎ本のアンテナ素子１２を用いて複数のビームでカバーエリアＡを形成する基地局装置である。更に、基地局２は、カバーエリアＡ内に在圏する各ＵＥ３と無線通信する。ＵＥ３は、基地局２と無線通信する＃１、＃２、…＃Ｎの、例えば、スマートフォン等の端末装置である。尚、無線システム１は、例えば、ＬＴＥ(Long Term Evolution)又はＮＲ(New Radio)等の無線システムである。基地局２は、アンテナ素子１２を用いてデータ信号及びＤＭＲＳ（DeModulation Reference Signal）を空間多重して各ＵＥ３に送信する。

図２は、実施例１の基地局２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図２に示す基地局２は、ＮＩＦ（Network Interface）回路１１と、複数のアンテナ素子１２と、無線処理回路１３と、記憶装置１４と、ＬＳＩ(Large Scale Integration)１５と、プロセッサ１６とを有する。ＮＩＦ回路１１は、他の基地局２と接続するコアネットワークとの間の有線通信を司るＩＦ回路である。無線処理回路１３は、アンテナ素子１２を通じて、ＵＥ３との間の無線通信を司るＩＦ回路である。記憶装置１４は、各種情報を記憶する装置である。ＬＳＩ１５は、各種制御を実行する回路です。プロセッサ１６は、基地局２全体を制御する。

図３は、基地局２の機能構成の一例を示すブロック図である。図３に示す基地局２は、例えば、記憶装置１４に記憶されたプログラムを実行することで、例えば、推定部２１、スケジューリング部２２、割当部２３、第１の生成部２４、第２の生成部２５、多重部２６及び乗算部２７として機能する。更に、割当部２３には、算出部２３Ａと、割当部２３Ｂとを有する。無線処理回路１３は、送信部である複数のＲＦ部２８を有する。

推定部２１は、ＵＥ３からの参照信号又はフィードバック信号に基づき、（数１）を用いて各ＵＥ３との間のチャネル応答ベクトルｈ_ｕを推定する。

スケジューリング部２２は、所定の選択規範に基づき、複数のＵＥ３からＭＵ−ＭＩＭＯを実行するカバーエリアＡ内のＫ台のＵＥ３を選択する。尚、所定の選択規範には、例えば、推定したチャネル応答ベクトルを使用したＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒ規範や、通信機会を均等に提供するラウンドロビン規範がある。スケジューリング部２２は、チャネル応答ベクトルを使用して、例えば、Ｚｅｒｏ−ＦｏｒｃｉｎｇやＭＭＳＥ規範を実行することで、データ信号及び参照信号であるＤＭＲＳに適用する送信ウエイトを算出する。尚、スケジューリング部２２は、例えば、チャネル応答ベクトルを使用して送信ウエイトを算出したが、予め設定された複数の送信ウエイトの候補から任意の候補を選択しても良く、適宜変更可能である。

割当部２３内の算出部２３Ａは、（数２）に基づき、選択されたＫ台のＵＥ３の内、ＵＥペア毎のチャネルの相関係数ρ（ｍ，ｎ）を算出する。尚、[.]Hは行列のエルミート共役を表す。また、||.||および|.|はノルム及び絶対値を表す。ＵＥペア毎の相関係数は、端末装置間の相関に関する指標値である。

割当部２３内の割当部２３Ｂは、ＵＥペア毎の指標値である相関係数ρ（ｍ，ｎ）に基づき、各ＵＥペアにＤＭＲＳポートを割当てる。尚、ＤＭＲＳポートは、ＵＥ３毎にデータ信号を復調する際に使用するポートであって、直交ポートと非直交ポートとがある。直交ポートは、ＤＭＲＳ間で異なる時間、周波数又は符号を使用するポートの第１の参照信号である。非直交ポートは、ＤＭＲＳ間で同一の時間、周波数又は符号を使用して異なる信号系列、例えば、異なるスクランブルＩＤや仮想セルＩＤの信号系列を使用するポートの第２の参照信号である。割当部２３は、ＵＥペアの相関係数ρ（ｍ，ｎ）が閾値未満の場合、ＵＥペアのフラグ(ｍ，ｎ)及びフラグ（ｎ，ｍ）を“０”に設定する。更に、割当部２３は、ＵＥペアの相関係数ρ（ｍ，ｎ）が閾値未満でない場合、ＵＥペアのフラグ(ｍ，ｎ)及びフラグ（ｎ，ｍ）を“１”に設定する。尚、閾値は、パラメータとして設定しても良く、使用できる直交ポート数に応じて設定しても良い。

割当部２３は、全ＵＥペア内の未指定のＵＥ３から基準ＵＥ（ｕ）を指定し、基準ＵＥ（ｕ）毎に上位Ｘ番目までの相関係数ρ（ｕ，ｎ）のＵＥペアのフラグ（ｎ，ｕ）及びフラグ（ｕ，ｎ）を“１”に設定する。尚、Ｘは、例えば、割当可能な直交ポート数である。更に、割当部２３は、基準ＵＥ（ｕ）毎に上位Ｘ＋１番目以降の相関係数のＵＥペアのフラグ（ｎ，ｕ）及びフラグ（ｕ，ｎ）を“０”に設定する。

第１の生成部２４は、選択されたＵＥ３毎の割当部２３の割当結果に基づき、ＵＥ３毎のＤＭＲＳの直交ポート又は非直交ポートを生成する。第２の生成部２５は、選択されたＵＥ３毎のデータ信号を生成する。多重部２６は、ＵＥ３毎のＤＭＲＳ及びデータ信号を異なる時間や周波数リソースで空間多重する。乗算部２７は、ＵＥ３毎のＤＭＲＳ及びデータ信号にスケジューリング部２２からの送信ウエイトを乗算する。ＲＦ部２８は、乗算したＤＭＲＳ及びデータ信号を無線信号に変換して各アンテナ素子１２経由で各ＵＥ３に送信する、例えば、送信部である。

次に実施例１の無線システム１の動作について説明する。図４及び図５は、実施例１の第１の割当処理に関わる基地局２の処理動作の一例を示すフロー図である。尚、説明の便宜上、無線システム１内のカバーエリアＡ内のＵＥ３の台数をＫ台とする。

基地局２内の割当部２３は、カバーエリアＡ内の選択されたＫ台の全ＵＥペアの内、任意のＵＥペア（ｍ，ｎ）を特定する（ステップＳ１１）。割当部２３内の算出部２３Ａは、（数２）を用いて、特定されたＵＥペア（ｍ，ｎ）の相関係数ρ（ｍ，ｎ）を算出する（ステップＳ１２）。

割当部２３は、特定されたＵＥペア（ｍ，ｎ）の相関係数ρ（ｍ，ｎ）が閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。割当部２３は、特定されたＵＥペア（ｍ，ｎ）の相関係数ρ（ｍ，ｎ）が閾値未満の場合（ステップＳ１３肯定）、特定されたＵＥペア（ｍ，ｎ）及び（ｎ，ｍ）のフラグを“０”に設定する（ステップＳ１４）。そして、割当部２３は、ＵＥペアのフラグを“０”に設定した後、未指定のＵＥペア（ｍ，ｎ）があるか否かを判定する（ステップＳ１５）。割当部２３は、未指定のＵＥペアがある場合（ステップＳ１５肯定）、未指定のＵＥペアを特定すべく、ステップＳ１１に移行する。

また、割当部２３は、特定されたＵＥペア（ｍ，ｎ）の相関係数ρ（ｍ，ｎ）が閾値未満でない場合（ステップＳ１３否定）、特定されたＵＥペア（ｍ，ｎ）及び（ｎ，ｍ）のフラグを“１”に設定する（ステップＳ１６）。そして、割当部２３は、ＵＥペア（ｍ，ｎ）及び（ｎ，ｍ）のフラグを“１”に設定した後、未指定のＵＥペア（ｍ，ｎ）があるか否かを判定すべく、ステップＳ１５に移行する。割当部２３は、ＵＥペアの相関係ρ（ｍ，ｎ）数が閾値未満の場合、ＵＥペア（ｍ，ｎ）及び（ｎ，ｍ）のフラグを“０”に設定すると共に、ＵＥペアの相関係数ρ（ｍ，ｎ）が閾値未満でない場合、ＵＥペア（ｍ，ｎ）及び（ｎ，ｍ）のフラグを“１”に設定する。その結果、割当部２３は、ＵＥペア毎に直交ポート又は非直交ポートを設定するフラグを設定する。

割当部２３は、未指定のＵＥペア（ｍ，ｎ）がない場合（ステップＳ１５否定）、全ＵＥペア内のＵＥ３から基準ＵＥ（ｕ）を指定する（ステップＳ１７）。割当部２３は、指定された基準ＵＥ（ｕ）のフラグ（ｕ，ｎ）の合計数が所定数Ｘ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。尚、所定数Ｘは、例えば、直交ポート数とするが、これに限定されるものではなく、適宜変更可能である。

割当部２３は、基準ＵＥ（ｕ）のフラグ（ｕ，ｎ）の合計数が所定数Ｘ以下でない場合（ステップＳ１８否定）、上位Ｘ番目までの相関係数のフラグ（ｕ，ｎ）及びフラグ（ｎ，ｕ）を“１”に設定する（ステップＳ１９）。更に、割当部２３は、上位Ｘ＋１番目以降の相関係数のフラグ（ｕ，ｎ）及びフラグ（ｎ，ｕ）を“０”に設定する（ステップＳ２０）。そして、割当部２３は、未指定の基準ＵＥ（ｕ）があるか否かを判定する（ステップＳ２１）。割当部２３は、未指定の基準ＵＥ（ｕ）がある場合（ステップＳ２１肯定）、未指定の基準ＵＥを指定すべく、ステップＳ１７に移行する。

割当部２３は、基準ＵＥ（ｕ）のフラグ（ｕ，ｎ）の合計数が所定数Ｘ以下の場合（ステップＳ１８肯定）、未指定の基準ＵＥ（ｕ）があるか否かを判定すべく、ステップＳ１７に移行する。つまり、割当部２３は、基準ＵＥのフラグの合計数が所定数Ｘ以下でない場合、上位Ｘ番目までの相関係数のフラグ（ｕ，ｎ）及びフラグ（ｎ，ｕ）を“１”に設定、上位Ｘ＋１番目以降の相関係数のフラグ（ｕ，ｎ）及びフラグ（ｎ，ｕ）を“１”に設定する。

更に、割当部２３は、未指定の基準ＵＥ（ｕ）がない場合（ステップＳ２１否定）、全ＵＥペア内のＵＥ３から基準ＵＥ（ｕ＝１）を指定する（ステップＳ２２）。そして、割当部２３内の割当部２３Ｂは、直交ポート群から未指定の直交ポートを基準ＵＥ（ｕ＝１）に割り当てる（ステップＳ２３）。尚、直交ポート群は、割当可能な未指定の直交ポートを管理するポート群である。また、説明の便宜上、基準ＵＥ３はＵＥ（ｕ＝１）とするが、これに限定されるものではなく、適宜変更可能である。

そして、割当部２３は、全ＵＥ３の内、基準ＵＥ（ｕ＝１）以外の未指定のＵＥ（１，ｕ’）を指定する（ステップＳ２４）。割当部２３は、フラグ（１，ｕ’）が“１”であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。割当部２３内の割当部２３Ｂは、フラグ（１，ｕ’）が“１”の場合（ステップＳ２５肯定）、直交ポート群から未指定の直交ポートを指定ＵＥ（ｕ’）に割り当て（ステップＳ２６）、未指定のＵＥ（ｕ’）があるか否かを判定する（ステップＳ２７）。

割当部２３は、未指定のＵＥ（ｕ’）がある場合（ステップＳ２７肯定）、未指定のＵＥ（ｕ’）を指定すべく、ステップＳ２４に移行する。割当部２３Ｂは、フラグ（１，ｕ’）が“１”でない場合（ステップＳ２５否定）、すなわち、フラグ（１，ｕ’）が“０”の場合、非直交ポート群から未指定の非直交ポートを指定ＵＥ（ｕ’）に割り当てる（ステップＳ２８）。尚、非直交ポート群は、割当可能な未指定の非直交ポートを管理するポート群である。割当部２３は、未指定のＵＥ（ｕ’）があるか否かを判定すべく、ステップＳ２７に移行する。割当部２３は、未指定のＵＥ（ｕ’）がない場合（ステップＳ２７否定）、図５に示すＭ１に移行する。

図５に示すＭ１において割当部２３は、ＵＥ“ｕ＝１”以外のＵＥ３の内、未指定の基準ＵＥを指定する（ステップＳ３１）。更に、割当部２３は、指定された基準ＵＥ（ｕ＝１）以外の未指定のＵＥ（ｕ’）を指定する（ステップＳ３２）。割当部２３は、フラグ（ｕ，ｕ’）が“１”であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。

割当部２３は、フラグ（ｕ，ｕ’）が“１”の場合（ステップＳ３３肯定）、指定の基準ＵＥの割当ポートＰｕと、指定のＵＥ（ｕ’）の割当ポートＰｕ’とが直交関係にあるか否かを判定する（ステップＳ３４）。

割当部２３は、割当ポートＰｕと、割当ポートＰｕ’とが直交関係にない場合（ステップＳ３４否定）、非直交関係にあると判断し、直交ポート群に未割当の直交ポートがあるか否かを判定する（ステップＳ３５）。割当部２３内の割当部２３Ｂは、直交ポート群に未割当の直交ポートがある場合（ステップＳ３５肯定）、直交ポート群から未指定の直交ポートを指定ＵＥ（ｕ’）に割り当て（ステップＳ３６）、未指定のＵＥ（ｕ’）があるか否かを判定する（ステップＳ３７）。

割当部２３は、未指定のＵＥ（ｕ’）がある場合（ステップＳ３７肯定）、未指定のＵＥ（ｕ’）を指定すべく、ステップＳ３２に移行する。割当部２３は、フラグ（ｕ，ｕ’）が“０”の場合（ステップＳ３３否定）、又は、割当ポートＰｕと、割当ポートＰｕ’とが直交関係にある場合（ステップＳ３４肯定）、未指定のＵＥ（ｕ’）があるか否かを判定すべく、ステップＳ３７に移行する。

割当部２３は、未指定のＵＥ（ｕ’）がない場合（ステップＳ３７否定）、未指定の基準ＵＥ（ｕ）があるか否かを判定する（ステップＳ３８）。割当部２３は、未指定の基準ＵＥ（ｕ）がある場合（ステップＳ３８肯定）、未指定の基準ＵＥを指定すべく、ステップＳ３１に移行する。更に、割当部２３は、未指定の基準ＵＥ（ｕ）がない場合（ステップＳ３８否定）、全ＵＥ３の直交ポートの条件を満たしたか否かを判定する（ステップＳ３９）。

割当部２３は、全ＵＥ３の直交ポートの条件を満たした場合（ステップＳ３９肯定）、図５に示す処理動作を終了する。割当部２３は、全ＵＥ３の直交ポートの条件を満たさなかった場合（ステップＳ３９否定）、未指定の基準ＵＥを指定すべく、ステップＳ３１に移行する。割当部２３Ｂは、直交ポート群に未割当の直交ポートがない場合（ステップＳ３５否定）、基準ＵＥ３の割当ポートＰｕと直交したポートが割り当てられたＵＥ３のポートと、指定ＵＥ３の割当ポートＰｕ’とを入れ替える（ステップＳ４０）。そして、割当部２３Ｂは、入れ替え後に、ステップＳ３７に移行する。

図６は、基地局２が各ＵＥ３にＤＭＲＳポートを割当てる際の動作の一例を示す説明図である。尚、説明の便宜上、基地局２内のカバーエリアＡ内には、６台のＵＥ＃１〜＃６が在圏しているものとする。無線システム１では、ＵＥ＃１とＵＥ＃４との間が非直交関係、ＵＥ＃２とＵＥ＃５との間が非直交関係、ＵＥ＃３とＵＥ＃６との間が非直交関係にある。更に、ＵＥ＃１、ＵＥ＃２及びＵＥ＃３は直交関係、ＵＥ＃４、ＵＥ＃５及びＵＥ＃６は直交関係にある。

実施例１の基地局２は、ＵＥペア毎のチャネルの相関係数の内、相関係数の高いＵＥペアに直交ポートを割り当て、未割当の直交ポートがなくなると、ＵＥペアに非直交ポートを割り当てる。その結果、データ信号の復調性能の向上が図れる。

基地局２は、ＤＭＲＳポート間で異なる時間、周波数又は符号を使用する直交ポート又は、ＤＭＲＳポート間で同一の時間、周波数又は符号を使用して異なる信号系列を使用する非直交ポートを割当てる。その結果、無線システム１内のＵＥ３の台数を増やして割当可能な直交のＤＭＲＳポートがなくなった場合でも、非直交ポートを割当てることで信号干渉を回避できる。

基地局２は、空間多重される各ＵＥ３と自局との間のチャネル応答に関するベクトルの内積値に基づき、ＵＥペア毎のチャネルの相関係数を算出する。その結果、基地局２は、ＵＥペア毎の相関性を認識できる。

実施例１では、ＵＥペア毎のチャネルの相関係数と閾値とを比較し、その比較結果に基づき、各ＵＥ３に直交ポート又は非直交ポートを割当てるようにしたが、これに限定されるものではなく、適宜変更可能である。従って、その他の実施の形態につき、実施例２として以下に説明する。尚、実施例１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。

実施例２の基地局２は、相関係数の高い上位Ｘ番までのＵＥペアに直交ポートを割り当て、上位Ｘ＋１番以降のＵＥペアに非直交ポートを割り当てる。

図７は、実施例２の無線システム１の第２の割当処理に関わる基地局２の処理動作の一例を示すフロー図である。図７において基地局２内の割当部２３内の算出部２３Ａは、カバーエリア内の選択されたＫ台の全ＵＥペアの内、任意のＵＥペア（ｍ，ｎ）を指定し（ステップＳ４１）、特定されたＵＥペア（ｍ，ｎ）の相関係数を（数２）で算出する（ステップＳ４２）。割当部２３は、未指定のＵＥペア（ｍ，ｎ）があるか否かを判定する（ステップＳ４３）。割当部２３は、未指定のＵＥペア（ｍ，ｎ）がある場合（ステップＳ４３肯定）、未指定のＵＥペア（ｍ，ｎ）を指定すべく、ステップＳ４１に移行する。

割当部２３は、未指定のＵＥペア（ｍ，ｎ）がない場合（ステップＳ４３否定）、全ＵＥペアの内、未指定のＵＥペア（ｍ，ｎ）を再度指定する（ステップＳ４４）。そして、割当部２３は、ステップＳ４４にて指定のＵＥペア（ｍ，ｎ）の相関係数が上位Ｘ番以内であるか否かを判定する（ステップＳ４５）。割当部２３内の割当部２３Ｂは、指定のＵＥペアの相関係数が上位Ｘ番以内の場合（ステップＳ４５肯定）、ＵＥペア（ｍ，ｎ）に直交ポートを割り当て（ステップＳ４６）、未指定のＵＥペアがあるか否かを判定する（ステップＳ４７）。割当部２３は、未指定のＵＥペアがある場合（ステップＳ４７肯定）、未指定のＵＥペアを指定すべく、ステップＳ４４に移行する。

割当部２３内の割当部２３Ｂは、指定のＵＥペアの相関係数が上位Ｘ番以内でない場合（ステップＳ４５否定）、ＵＥペアに非直交ポートを割り当て（ステップＳ４８）、未指定のＵＥペアがあるか否かを判定すべく、ステップＳ４７に移行する。更に、割当部２３は、未指定のＵＥペアがない場合（ステップＳ４７否定）、図７に示す処理動作を終了する。

実施例２の基地局２は、相関係数が上位Ｘ番目までのＵＥペアに直交ポートを割り当て、相関係数が上位Ｘ＋１番目以降のＵＥペアに非直交ポートを割り当てる。その結果、相関係数に応じてＵＥペアに直交ポート又は非直交ポートを簡単に割り当てることができる。そして、データ信号の復調性能の向上が図れる。

基地局２は、相関係数の上位Ｘ番目までのＵＥペアに直交ポートを割り当て、相関係数の上位Ｘ＋１番目以降のＵＥペアに非直交ポートを割り当てた。その結果、強く干渉し合うＵＥ３同士に直交ポートのＤＭＲＳが割り当てられるため、データ信号の復調性能の向上が図れる。

尚、上記実施例２の無線システム１では、相関係数を降順にソートし、上位Ｘ番目までのＵＥペアに直交ポート、上位Ｘ＋１番目以降のＵＥペアに非直交ポートを割り当てる。しかしながら、相関係数を昇順にソートし、下位Ｘ番目までのＵＥペアに直交ポート、下位Ｘ＋１番目以降のＵＥペアに非直交ポートを割り当てても良く、適宜変更可能である。

実施例１及び２の基地局２は、ＵＥ３毎のチャネル応答ベクトルを使用してＵＥペア毎の相関係数を算出したが、各ＵＥ３のデータ信号及びＤＭＲＳに適用される送信ウエイトのベクトルを使用してＵＥペア毎の相関係数を算出しても良い。この場合、基地局２内の推定部２１は、（数３）を用いて送信ウエイトベクトルｖ_ｍを算出する。

そして、基地局２内の割当部２３は、（数４）を用いて、送信ウエイトベクトルを使用してＵＥペア毎の相関係数を算出する。

基地局２は、送信ウエイトベクトルを使用したＵＥペア毎の相関係数に基づき、第１の割当処理又は第２の割当処理を実行する。そして、ＵＥペアを直交ポート又は非直交ポートに割り当てることができる。その結果、データ信号の復調性能の向上が図れる。

上記実施例１及び２の無線システム１では、基地局２に複数のアンテナ素子１２を備え、アンテナ素子１２を通じて各ＵＥ３との間で無線通信した。しかしながら、複数のＲＲＨ(Remote Radio Head)と接続する基地局にも本案は適用可能であり、その実施の形態につき、実施例３として以下に説明する。

図８は、実施例３の無線システム１Ａの一例を示す説明図である。図８に示す無線システム１Ａは、複数のＲＲＨ４と、基地局２Ａと、複数のＵＥ３とを有する。基地局２Ａは、複数のＲＲＨ４との間を、例えば、光ケーブル５で有線接続し、ＲＲＨ４の送信点（ＴＰ；Transmission Point）を通じて各ＲＲＨ４のエリア内のＵＥ３と無線通信する。

図９は、実施例３の基地局１Ａのハードウェア構成の一例を示す説明図である。基地局２Ａは、ＮＩＦ回路１１と、記憶装置１４と、ＬＳＩ１５と、プロセッサ１６とを有する。ＮＩＦ回路１１は、例えば、ＲＲＨ４との間の有線通信を司るＩＦ回路である。ＲＲＨ４は、無線処理回路４Ａと、複数のアンテナ４Ｂとを有する。無線処理回路４Ａは、アンテナ４Ｂを通じてＵＥ３との間の無線通信を処理する回路である。

基地局２Ａ内の推定部２１は、ＲＲＨ４毎に各ＵＥ３からの参照信号又はフィードバック信号に基づき、（数５）を用いて、Ｎ本のＴＰとＵＥ３との間の受信電力ベクトルを推定する。尚、受信電力ベクトルは、複数のアンテナ４Ｂの受信電力値の平均値、又は、複数のアンテナ４Ｂの受信電力量の内、最大値を設定しても良く、適宜変更可能である。

そして、基地局２Ａ内の割当部２３内の算出部２３Ａは、（数６）を用いて、各ＵＥ３の受信電力ベクトルを使用してＵＥペア毎の相関係数を算出する。

そして、基地局２Ａは、ＵＥペア毎の受信電力ベクトルを使用した相関係数に基づき、第１の割当処理又は第２の割当処理を実行する。

実施例３の基地局２Ａは、複数のＲＲＨ４と接続した場合でも、受信電力ベクトルを使用した相関係数に基づき、ＵＥペアを直交ポート又は非直交ポートに割り当てる。その結果、複数のＲＲＨ４と接続する基地局２Ａでも、データ信号の復調機能の向上が図れる。

基地局２Ａは、空間多重される各ＵＥ３の自局からの受信電力量に関するベクトルの内積値に基づき、ＵＥペア毎の受信電力ベクトルを使用した相関係数を算出する。その結果、基地局２Ａは、ＵＥペア毎の相関係数を算出できる。

尚、実施例３の基地局２Ａでは、全ＴＰ内のＵＥペア毎の相関係数を算出したが、ＴＰ単位でＵＥペア毎の相関係数を算出しても良い。また、隣接する複数のＴＰをグループ化し、グループ単位でＵＥペア毎の相関係数を算出しても良い。この場合、ＵＥペア毎の相関係数を比較する際の処理負担を軽減できる。

尚、上記実施例２の無線システム１では、基地局２がＵＥ３毎のチャネル応答に関するベクトルの内積値を使用した。しかしながら、基地局２がＵＥ３に送信する信号に適用するビームに関するベクトルの内積値を使用しても良く、その実施の形態につき、実施例４として以下に説明する。尚、説明の便宜上、実施例１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。

図１０は、実施例４の無線システム１Ｂの一例を示す説明図である。図１０に示す無線システム１Ｂ内の基地局２Ｂは、複数本のアンテナ素子１２でＮ本のビームを形成してカバーエリアＡを形成する。基地局２Ｂ内の推定部２１は、（数７）を用いて、各ＵＥ３からの参照信号又はフィードバック信号を使用してＮ本のビームとＵＥ３との間の受信電力ベクトルを推定する。

基地局２Ｂ内の割当部２３は、（数６）を用いて、ＵＥ３毎のビームに関するベクトルを使用してＵＥペア毎の相関係数を算出する。割当部２３は、ＵＥペア毎の相関係数を使用して第１の割当処理又は第２の割当処理を実行する。

実施例４の基地局２Ｂでは、複数本のアンテナ素子１２で出力するＮ本のビームとＵＥ３との間のビームに関するベクトルを使用した相関係数に基づき、ＵＥペアを直交ポート又は非直交ポートに割り当てる。その結果、複数本のアンテナ素子１２でＮ本のビームを送信する場合でも、データ信号の復調機能の向上が図れる。

基地局２Ｂは、空間多重される各ＵＥ３へのデータ信号に適用されるビームに関するベクトルの内積値に基づき、ＵＥペア毎の相関係数を算出した。その結果、基地局２Ｂは、ＵＥペア毎の相関性を認識できる。

上記実施例４の無線システム１Ｂでは、ビームに関するベクトルから計算される相関係数のみを用いてＤＭＲＳポートを割り当てた。しかしながら、複数の伝搬路情報に関するベクトルの相関係数を併用してＤＭＲＳポートを割り当てても良く、その実施の形態につき、実施例５として以下に説明する。

図１１は、実施例５の第３の割当処理に関わる基地局２Ｃの処理動作の一例を示すフロー図である。図１１において基地局２Ｃは、全ＵＥペアの内、未指定のＵＥペア（ｍ，ｎ）を指定する（ステップＳ５１）。基地局２Ｃ内の割当部２３内の算出部２３Ａは、指定ＵＥペア（ｍ，ｎ）の第１の相関係数ρ１（ｍ，ｎ）を算出する（ステップＳ５２）。尚、第１の相関係数ρ１（ｍ，ｎ）は、ＵＥ３毎の受信電力ベクトルを使用したＵＥペア毎に算出した相関係数である。

割当部２３は、指定ＵＥペア（ｍ，ｎ）の第１の相関係数ρ１（ｍ，ｎ）を算出した後、第１の相関係数ρ１（ｍ，ｎ）が第１の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ５３）。割当部２３内の割当部２３Ｂは、第１の相関係数ρ１（ｍ，ｎ）が第１の閾値未満の場合（ステップＳ５３肯定）、ＵＥペア（ｍ，ｎ）に非直交ポートを割り当て（ステップＳ５４）、未指定のＵＥペア（ｍ，ｎ）があるか否かを判定する（ステップＳ５５）。

割当部２３は、未指定のＵＥペア（ｍ，ｎ）がある場合（ステップＳ５５肯定）、図１１に示す処理動作を終了する。割当部２３は、未指定のＵＥペアがない場合（ステップＳ５５否定）、未指定のＵＥペアを指定すべく、ステップＳ５１に移行する。

割当部２３内の算出部２３Ａは、第１の相関係数ρ１（ｍ，ｎ）が第１の閾値未満でない場合（ステップＳ５３否定）、指定ＵＥペアの第２の相関係数ρ２（ｍ，ｎ）を算出する（ステップＳ５６）。尚、第２の相関係数ρ２（ｍ，ｎ）は、ＵＥ３毎のチャネル応答ベクトルを使用してＵＥペア（ｍ，ｎ）毎に算出した相関係数である。割当部２３は、第２の相関係数ρ２（ｍ，ｎ）が第２の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ５７）。

割当部２３内の割当部２３Ｂは、第２の相関係数ρ２（ｍ，ｎ）が第２の閾値未満でない場合（ステップＳ５７否定）、ＵＥペア（ｍ，ｎ）に直交ポートを割り当て（ステップＳ５８）、ステップＳ５５に移行する。また、割当部２３は、第２の相関係数ρ２（ｍ，ｎ）が第２の閾値未満の場合（ステップＳ５７肯定）、ＵＥペア（ｍ，ｎ）に非直交ポートを割り当てるべく、ステップＳ５４に移行する。

実施例５の基地局２Ｃは、ＵＥペアの第１の相関係数ρ１（ｍ，ｎ）が第１の閾値未満の場合、ＵＥペアに非直交ポートを割り当てる。その結果、基地局２Ｃは、非直交ポートの割当精度の向上を図る。

基地局２Ｃは、ＵＥペアの第１の相関係数ρ１（ｍ，ｎ）が第１の閾値未満でない場合、かつ、ＵＥペアの第２の相関係数ρ２（ｍ，ｎ）が第２の閾値未満の場合、ＵＥペアに非直交ポートを割り当てる。その結果、第１の相関係数ρ１（ｍ，ｎ）及び第２の相関係数ρ２（ｍ，ｎ）を加味しながら、非直交ポートの割当精度の向上を図る。

更に、基地局２Ｃは、ＵＥペアの第１の相関係数ρ１（ｍ，ｎ）が第１の閾値未満でない場合、かつ、ＵＥペアの第２の相関係数ρ２（ｍ，ｎ）が第２の閾値未満でない場合、ＵＥペアに直交ポートを割り当てる。その結果、第１の相関係数ρ１（ｍ，ｎ）及び第２の相関係数ρ２（ｍ，ｎ）を加味しながら、直交ポートの割当精度の向上を図る。

尚、上記実施例５では、第２の相関係数としてチャネル応答ベクトルを使用した相関係数を例示したが、例えば、送信ウエイトベクトルを使用した相関係数等でも良く、適宜変更可能である。

上記実施例１の基地局２は、スケジューリング部２２でＵＥペア毎の相関係数を算出し、割当部２３でＵＥペア毎の相関係数を使用して直交ポート及び非直交ポートを割り当てた。しかしながら、これに限定されるものではなく、例えば、割当部２３の機能をスケジューリング部２２で実行しても良い。その実施の形態につき、実施例６として以下に説明する。

図１２は、実施例６の基地局２Ｄのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。尚、図１に示す基地局２と重複する構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図１２に示す基地局２Ｄと基地局２とが異なるところは、割当部２３の機能をスケジューリング部２２Ａに実行させる点にある。スケジューリング部２２Ａは、Ｋ台目のＵＥ３を選択する。スケジューリング部２２Ａは、Ｋ台目のＵＥ３として、（数８）で表す選択メトリックが最大となるＵＥ３を選択する。

そして、スケジューリング部２２Ａは、（数９）及び（数１０）を使用して相関係数の計算をスキップできる。そして、スケジューリング部２２Ａは、（数１０）で算出したＵＥペア毎の相関係数を用いて第１の割当処理又は第２の割当処理を実行する。

実施例６の基地局２Ｄ内のスケジューリング部２２Ａは、選択メトリックが最大となるＵＥ３を選択する際に相関係数を取得できるため、実施例１の基地局２に比較して、割当部２３の部品個数を削減できる。

尚、上記実施例では、受信電力ベクトルを使用した相関係数を採用する場合に、例えば、分散アンテナを想定したが、集中アンテナにも適用可能である。更に、チャネル応答ベクトルの相関係数及びビームに関するベクトルの相関係数を採用する場合に、例えば、集中アンテナを想定したが、分散アンテナにも適用可能である。また、集中アンテナ及び分散アンテナが混在する基地局では、送信点単位では電力直交で分離すると共に、送信点内ではチャネル相関で分離しても良い。

また、上記実施例では、例えば、受信電力ベクトル、チャネル応答ベクトルや送信ウエイトベクトル等の伝搬路情報を使用して相関係数を算出したが、伝搬路情報はこれに限定されるものではなく、適宜変更可能である。

１ 無線システム
２ 基地局
３ ＵＥ
１２ アンテナ素子
２３Ａ 算出部
２３Ｂ 割当部
２８ ＲＦ部（送信部）

Claims (8)

1. アンテナ素子を用いて複数のビームを形成してデータ信号及び、当該データ信号を復調する際に使用する参照信号を空間多重して各端末装置に送信する送信部と、
   前記空間多重される端末装置間の伝搬路情報に基づき、前記端末装置間の相関に関する指標値を算出する算出部と、
   前記端末装置間の指標値に応じて、前記空間多重される端末装置毎に前記参照信号を割当てる割当部と
   を有することを特徴とする基地局装置。
2. 前記割当部は、
   前記指標値が大きくなるに連れて、前記参照信号の内、第１の参照信号を割当てる優先度を高くし、前記端末装置に割当可能な第１の参照信号がなくなると、前記参照信号の内、第２の参照信号を割当てることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
3. 前記割当部は、
   前記参照信号間で異なる時間、周波数又は符号を使用する前記第１の参照信号又は、前記参照信号間で同一の時間、周波数又は符号を使用して異なる信号系列を使用する前記第２の参照信号を割当てることを特徴とする請求項２に記載の基地局装置。
4. 前記算出部は、
   前記空間多重される各端末装置と自局との間のチャネル応答に関するベクトルの内積値に基づき、前記端末装置間の前記指標値を算出することを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の基地局装置。
5. 前記算出部は、
   前記空間多重される各端末装置の自局からの受信電力量に関するベクトルの内積値に基づき、前記端末装置間の前記指標値を算出することを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の基地局装置。
6. 前記算出部は、
   前記空間多重される各端末装置への前記データ信号に適用されるビームに関するベクトルの内積値に基づき、前記端末装置間の前記指標値を算出することを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の基地局装置。
7. 前記算出部は、
   前記空間多重される各端末装置の自局からの受信電力量に関するベクトルの内積値に基づき、前記端末装置間の相関に関する第１の指標値を算出すると共に、前記空間多重される各端末装置と自局との間のチャネル応答に関するベクトルの内積値に基づき、前記端末装置間の相関に関する第２の指標値を算出し、
   前記割当部は、
   前記端末装置間の前記第１の指標値が第１の閾値未満の場合に当該第１の指標値に関わる端末装置に前記第２の参照信号を割当てると共に、前記端末装置間の前記第１の指標値が前記第１の閾値未満でなく、かつ、前記端末装置間の前記第２の指標値が第２の閾値未満でない場合に当該第２の指標に関わる端末装置に前記第１の参照信号を割当てることを特徴とする請求項２又は３に記載の基地局装置。
8. アンテナ素子を用いて複数のビームを形成してデータ信号及び、当該データ信号を復調する際に使用する参照信号を空間多重して各端末装置に送信し、
   前記空間多重される端末装置間の伝搬路情報に基づき、前記端末装置間の相関に関する指標値を算出し、
   前記端末装置間の指標値に応じて、前記空間多重される端末装置毎に前記参照信号を割当てる
   処理を実行することを特徴とする割当方法。

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