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JP5959831B2 - 無線通信システム、無線基地局装置及び無線通信方法 - Google Patents

無線通信システム、無線基地局装置及び無線通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、セルラーシステム等に適用可能な無線通信システム、無線基地局装置及び無線通信方法に関する。
ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）やＨＳＵＰＡ（High Speed Uplink Packet Access）を採用することにより、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband‐Code Division Multiple Access）をベースとしたシステムの特徴を最大限に引き出すことが行われている。このＵＭＴＳネットワークについては、更なる高速データレート、低遅延などを目的としてＬＴＥ（Long Term Evolution）が検討されている（非特許文献１）。
第３世代のシステムは、概して５ＭＨｚの固定帯域を用いて、下り回線で最大２Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。一方、ＬＴＥのシステムでは、１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの可変帯域を用いて、下り回線で最大３００Ｍｂｐｓ、上り回線で７５Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。また、ＵＭＴＳネットワークにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継のシステムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ））。
3GPP, TR25.912 (V7.1.0), "Feasibility study for Evolved UTRA and UTRAN", Sept. 2006
ところで、ＬＴＥシステムに対してさらにシステム性能を向上させるための有望な技術の１つとして、セル間直交化がある。例えば、ＬＴＥ−Ａシステムでは、上下リンクとも直交マルチアクセスによりセル内の直交化が実現されている。すなわち、下りリンクでは、周波数領域においてユーザ端末間で直交化されている。一方、セル間はＷ−ＣＤＭＡと同様、１セル周波数繰り返しによる干渉ランダム化が基本である。
そこで、３ＧＰＰ（３rd Generation Partnership Project）では、セル間直交化を実現するための技術として、協調マルチポイント送受信（ＣｏＭＰ：Coordinated Multi-Point transmission/reception）技術が検討されている。このＣｏＭＰ送受信では、１つあるいは複数のユーザ端末に対して複数のセル（送信ポイント）が協調して送受信の信号処理を行う。例えば、下りリンクでは、プリコーディングを適用する複数セル同時送信、協調スケジューリング／ビームフォーミングなどが検討されている。これらのＣｏＭＰ送受信技術の適用により、特にセル端に位置するユーザ端末のスループット特性の改善が期待される。
上述のように、下りリンクのＣｏＭＰ送信は、セル端に存在するユーザ端末のスループットを改善するため、ユーザ端末がセル端に存在する場合に適用するように制御される。例えば、セル毎の受信品質（参照信号の受信電力（ＲＳＲＰ：Reference Signal Received Power）など）の差を求め、その差が閾値以下である場合、すなわちセル間の品質差が小さい場合にユーザ端末がセル端に存在すると判断し、ＣｏＭＰ送信を適用する。ユーザ端末は、協調セルの候補となるセルから、ＣｏＭＰ送信のゲインが最大となるセルを選択して無線基地局装置に通知する。
無線基地局装置は、ユーザ端末から通知された情報に基づいて最適なＣｏＭＰ送信が実現できるようにスケジューリングを行う。無線基地局装置側でのスケジューリング方法として、例えば、ＣｏＭＰ送信が適用される可能性のある全てのユーザ端末及びセル（送信ポイント）の組み合わせを検討してスケジューリングを最適化する方法（exhaustive search）がある。しかしながら、この方法は高い精度が得られるものの複雑性（計算複雑性）が高いため、計算負荷の観点から現実的でない。また、複雑性を抑えて計算負荷を低減する方法（greedy）も提案されているが、この方法では、ロスが大きくなって送信効率が低下してしまうという問題がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ＣｏＭＰスケジューリングに係る計算負荷を抑制しつつ、高い送信効率を実現可能な無線通信システム、無線基地局装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。
本発明の無線通信システムは、複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と協調マルチポイント送受信可能に構成されたユーザ端末と、を備えた無線通信システムであって、前記無線基地局装置は、前記ユーザ端末から通知された、協調マルチポイント送信するセルの候補を示す候補セル情報に基づいて、前記ユーザ端末のサービングセルと協調マルチポイント送信のための候補セルとを示す、無線リソース割り当てのためのパターンを生成し、生成された前記無線リソース割り当ての候補となるパターンの優先度を算出する演算部と、前記演算部で算出された優先度に基づいてスケジューリングするスケジューリング部と、を有し、前記ユーザ端末は、前記候補セル情報を前記無線基地局装置に通知する通知部を有することを特徴とする。
本発明の無線基地局装置は、複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と協調マルチポイント送受信可能に構成されたユーザ端末と、を備えた無線通信システムの無線基地局装置であって、前記ユーザ端末から通知された、協調マルチポイント送信するセルの候補を示す候補セル情報に基づいて、前記ユーザ端末のサービングセルと協調マルチポイント送信のための候補セルとを示す、無線リソース割り当てのためのパターンを生成し、生成された前記無線リソース割り当ての候補となるパターンの優先度を算出する演算部と、前記演算部で算出された優先度に基づいてスケジューリングするスケジューリング部と、を有することを特徴とする。
本発明の無線通信方法は、複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と協調マルチポイント送受信可能に構成されたユーザ端末と、を備えた無線通信システムの無線通信方法であって、前記無線基地局装置において、前記ユーザ端末から通知された、協調マルチポイント送信するセルの候補を示す候補セル情報に基づいて、前記ユーザ端末のサービングセルと協調マルチポイント送信のための候補セルとを示す、無線リソース割り当てのためのパターンを生成し、生成された前記無線リソース割り当ての候補となるパターンの優先度を算出する工程と、前記演算部で算出された優先度に基づいてスケジューリングする工程と、を有し、前記ユーザ端末において、前記候補セル情報を前記無線基地局装置に通知する工程を有することを特徴とする。
本発明によれば、ＣｏＭＰスケジューリングに係る計算負荷を抑制しつつ、高い送信効率を実現可能な無線通信システム、無線基地局装置及び無線通信方法を提供できる。
下りリンクのＣｏＭＰ送信について説明する模式図である。 ＣｏＭＰ送受信を実現する構成について示す模式図である。 図３Ａは、各ユーザ端末と候補セルとの関係の一例を示すテーブルであり、図３Ｂは、その配置図である。 ＣｏＭＰ送信セルの決定に係るフロー図である。 ＣｏＭＰ送信セルの決定方法を説明するためのリソース図である。 無線通信システムの構成を示す模式図である。 図７Ａは、シングルセル送信における接続セルを示すテーブルであり、図７Ｂは、ＣｏＭＰ送信の候補セルを示すテーブルである。 スケジューリングの具体的な態様を説明するためのリソース図である。図８Ａは、シングルセル送信に最適化したパターンを示し、図８Ｂは、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末が１つのパターンを示し、図８Ｃは、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末が２つのパターンを示す。 スケジューリングの具体的な態様を説明するためのリソース図である。図９Ａは、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末が２つ存在する場合であって、選択されたセルが重複しているパターンを示し、図９Ｂは、端末グループが重複している場合にいずれかの端末グループをシングルセル送信に変更したパターンを示す。 無線通信システムのシステム構成を説明するための図である。 無線基地局装置の全体構成を示すブロック図である。 ユーザ端末の全体構成を示すブロック図である。 集中制御型の無線基地局装置のベースバンド処理部の構成を示すブロック図である。 自律分散制御型の無線基地局装置のベースバンド処理部の構成を示すブロック図である。 ユーザ端末におけるベースバンド信号処理部の構成を示すブロック図である。
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１を用いて下りリンクのＣｏＭＰ送信について説明する。下りリンクのＣｏＭＰ送信としては、Coordinated Scheduling/Coordinated Beamformingと、Joint processingとがある。Coordinated Scheduling/Coordinated Beamformingは、１つのユーザ端末ＵＥに対して１つのセルからのみ共有データチャネルを送信する方法であり、図１Ａに示すように、他セルからの干渉や他セルへの干渉を考慮して周波数／空間領域における無線リソースの割り当てを行う。一方、Joint processingは、プリコーディングを適用して複数のセルから同時に共有データチャネルを送信する方法であり、図１Ｂに示すように、１つのユーザ端末ＵＥに対して複数のセルから共有データチャネルを送信するJoint transmissionと、図１Ｃに示すように、瞬時に１つのセルを選択し共有データチャネルを送信するDynamic Point Selection（ＤＰＳ）とがある。
ＣｏＭＰ送受信を実現する構成としては、例えば、図２Ａに示すように、無線基地局装置（無線基地局装置ｅＮＢ）に対して光ファイバ等で接続された複数の遠隔無線装置（ＲＲＥ：Remote Radio Equipment）を含む構成（ＲＲＥ構成に基づく集中制御）と、図２Ｂに示すように、複数の無線基地局装置（無線基地局装置ｅＮＢ）を含む構成（独立基地局構成に基づく自律分散制御）とがある。なお、図２Ａにおいては、複数の遠隔無線装置ＲＲＥを含む構成を示すが、図１に示すように、単一の遠隔無線装置ＲＲＥのみを含む構成としてもよい。
図２Ａに示す構成（ＲＲＥ構成）においては、遠隔無線装置ＲＲＥ１，ＲＲＥ２を無線基地局装置ｅＮＢで集中的に制御する。ＲＲＥ構成では、複数の遠隔無線装置ＲＲＥのベースバンド信号処理及び制御を行う無線基地局装置ｅＮＢ（集中基地局）と各セル（すなわち、各遠隔無線装置ＲＲＥ）との間が光ファイバで接続されるため、セル間の無線リソース制御を集中基地局において一括して行うことができる。このため、セル間の高速な無線リソース制御が比較的容易となる。したがって、ＲＲＥ構成においては、複数セル同時送信のような高速なセル間の信号処理を用いる方法を適用できる。
一方、図２Ｂに示す構成（独立基地局構成）においては、複数の無線基地局装置ｅＮＢ（又はＲＲＥ）でそれぞれスケジューリングなどの無線リソース割り当て制御を行う。この場合においては、セル１の無線基地局装置ｅＮＢとセル２の無線基地局装置ｅＮＢとの間のＸ２インターフェースで、必要に応じてタイミング情報やスケジューリングなどの無線リソース割り当て情報をいずれかの無線基地局装置ｅＮＢに送信して、セル間の協調を行う。
上述したように、ＣｏＭＰ送信は、セル毎の受信品質（例えば、参照信号の受信電力（ＲＳＲＰ：Reference Signal Received Power））の差を求め、その差が閾値以下であるユーザ端末に対して適用される。ユーザ端末は、ＣｏＭＰ送信セルの候補となり得るＮ個のセルからＣｏＭＰ送信のゲインが最大となるＫ個のセルを無線基地局装置に通知する。このようにしてユーザ端末から無線基地局装置に通知されるＫ個のセルは、ＣｏＭＰ送信セルの候補セルとなる。
図３Ａは、各ユーザ端末（ＵＥ０〜ＵＥ９）と候補セル（Ｃ１〜Ｃ５）との関係の一例を示すテーブルであり、図３Ｂは、その配置図である。図３Ａにおいて、“１”は各ユーザ端末が指定するセルを示し、“０”は指定されていないセルを示す。例えば、ＵＥ０は、ＣｏＭＰ送信セルのセットとしてＣ１及びＣ４の２個の候補セルを指定している。また、ＵＥ３は、ＣｏＭＰ送信セルのセットとしてＣ１及びＣ２の２個の候補セルを指定している。また、ＵＥ５は、ＣｏＭＰ送信セルのセットとしてＣ３及びＣ４の２個の候補セルを指定している。ＵＥ１、ＵＥ４、及びＵＥ９は、ＣｏＭＰ送信を要求していない（シングルセル送信を要求している）。候補セルに関する情報は、上述のように無線基地局装置に通知される。
無線基地局装置では、ユーザ端末からの通知に基づいてスケジューリングを行う。無線基地局装置でのスケジューリング方法として、例えば、ＣｏＭＰ送信が適用される可能性のある全てのユーザ端末及びセル（送信ポイント）の組み合わせを検討してスケジューリングを最適化する方法（exhaustive search）がある。しかしながら、このexhaustive searchは高い精度が得られるものの、検討を要する組み合わせが多いため複雑性が高くなる。この方法の複雑性は、具体的には下記式（１）で表される。下記式（１）において、ＫはＣｏＭＰ送信セルの最大数を示し、Ｍはセル毎のユーザ端末の接続数を示し、ＮはＣｏＭＰ送信セルの候補となるセルの数を示す。
Figure 0005959831
このように、exhaustive searchは複雑性が高く、計算負荷の観点から現実的でない。これに対し、複雑性を抑えて計算負荷を低減したgreedyと呼ばれる方法が提案されている。しかし、この方法はロスが大きく効率が低いという問題がある。具体的には、greedyでは効率が１０〜１５％程度も低下する。
本発明者らは、上述の問題を解消すべく、ＣｏＭＰスケジューリング方法の複雑性を抑制しつつ、高い送信効率を実現可能な方法を検討した。そして、無線リソースの割り当て回数などで優先度を重み付けするProportional Fairness（ＰＦ）に着目した。ＰＦにおいて、ｋ番目のリソースブロックの優先度は下記式（２）で表される。下記式（２）において、Ｒｋ（ｎ）は、ｎ番目のサブフレームにおいてｋ番目にスケジューリングされたリソースブロックのデータレートを示し、Ｒ（ｎ）（バー）は、ｎ番目のサブフレームの平均データレートを示す。
Figure 0005959831
このＰＦによれば、割り当て回数などに応じて優先度が重み付けされるため、無線リソース割り当ての公平性を保ちつつ、送信効率を高めることが可能である。本発明者らは、このＰＦの考え方をＣｏＭＰスケジューリング方法に適用することで、複雑性を抑制しつつ、高い送信効率を実現できることを見出して本発明を完成させた。
すなわち、本発明の骨子は、ユーザ端末から通知された、協調マルチポイント送信するセルの候補を示す候補セル情報に基づいて無線リソース割り当ての候補となるパターンを決定し、その優先度に基づいてスケジューリングすることである。なお、以下の説明では、ＰＦにより重み付けされた優先度をＤｉ （ｊ）で表す。Ｄｉ （ｊ）は、ｊ個のセルからｉ番目のＵＥに対して送信する場合の優先度を示している。
図４は、本発明の無線基地局装置におけるＣｏＭＰ送信セルの決定に係るフロー図である。図５は、本発明の無線基地局装置におけるＣｏＭＰ送信セルの決定方法を説明するためのリソース図である。図５に示すリソース図は、図３に示す候補セルのセットに基づいており、図３と図５とは対応している。また、図３及び図５において、ＵＥ０，ＵＥ１のサービングセル（接続セル）はＣ１であり、ＵＥ２，ＵＥ３のサービングセルはＣ２であり、ＵＥ４，ＵＥ５のサービングセルはＣ３であり、ＵＥ６，ＵＥ７のサービングセルはＣ４であり、ＵＥ８，ＵＥ９のサービングセルはＣ５であるとする。
図４に示すように、無線基地局装置は、まず、シングルセル送信に最適化した割り当てパターンの優先度を算出する（ステップＳＴ１）。ここで、図５において、シングルセル送信における各ユーザ端末の優先度の関係はＤ０ （１）＞Ｄ１ （１），Ｄ２ （１）＞Ｄ３ （１），Ｄ４ （１）＞Ｄ５ （１），Ｄ７ （１）＞Ｄ６ （１），Ｄ８ （１）＞Ｄ９ （１）とする。つまり、ＵＥ１の優先度よりＵＥ０の優先度が高く、ＵＥ３の優先度よりＵＥ２の優先度が高く、ＵＥ５の優先度よりＵＥ４の優先度が高く、ＵＥ６の優先度よりＵＥ７の優先度が高く、ＵＥ９の優先度よりＵＥ８の優先度が高いものとする。そうすると、この場合の無線リソースの割り当てパターンは、図５ＡのステップＳＴ１のようになる。このパターンの優先度は、例えば、各ユーザ端末の優先度の和Ｄ１ （１）＋Ｄ２ （１）＋Ｄ４ （１）＋Ｄ７ （１）＋Ｄ８ （１）で表される。
次に、無線基地局装置は、サービングセルに対してＣｏＭＰ送信を要求しているユーザ端末を選び出す（ステップＳＴ２）。例えば、図３及び図５において、ＵＥ０はＣ１に対してＣｏＭＰ送信を要求している。このため、無線基地局装置は、ＵＥ０からの通知に基づいてＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末であるＵＥ０を選ぶ（図５Ａ）。
その後、無線基地局装置は、ステップＳＴ２で選ばれたユーザ端末がＣｏＭＰ送信の協調セルとして選択したセルを選び出す（ステップＳＴ３）。例えば、図３及び図５において、ＵＥ０はＣ４を協調セルの候補セルとしている。このため、無線基地局装置は、ＵＥ０からの通知に基づいてＵＥ０が選択するＣ４を選ぶ（図５Ａ）。このようにして、ＣｏＭＰ送信セルのセットが選ばれると、これに応じて無線リソース割り当ての候補となる候補パターンが決定される。例えば、図５Ａで示されるシングルセルスケジューリングのうち、Ｃ１の割り当てをＵＥ１からＵＥ０に、Ｃ４の割り当てをＵＥ７からＵＥ０に、それぞれ変更することで候補パターンが決定される。
こうして候補パターンが決定された場合（ステップＳＴ３−１：ＹＥＳ）、無線基地局装置は、当該候補パターンの優先度を算出する（ステップＳＴ４）。例えば、図５Ａで示される候補パターンの優先度は、各ユーザ端末の優先度の和Ｄ０ （２）＋Ｄ２ （１）＋Ｄ４ （１）＋Ｄ８ （１）となる。Ｄ０ （２）は、ＣｏＭＰ送信を２セルで行う場合のＵＥ０の優先度を表している。
無線基地局装置は、このようにして算出されたＣｏＭＰ送信の候補パターンの優先度と、ステップＳＴ１で算出されたシングルセルスケジューリングの優先度とに基づいてスケジューリングを行う。具体的には、無線基地局装置は、優先度が最も高くなる無線リソース割り当てパターンでスケジューリングを行う。
ステップＳＴ３で候補パターンが決定されない場合（ステップＳＴ３−１：ＮＯ）、無線基地局装置は優先度を算出しない。例えば、以下のようにユーザ端末の割り当てが重複するセルが含まれる場合には候補パターンが決定されないため、このような場合を優先度の算出から除外する。
ユーザ端末の割り当てが重複するセルが含まれる場合について、図５Ｂを参照して説明する。図５Ｂのように、ステップＳＴ２において、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末としてＵＥ０とＵＥ６とが選び出されたとする。そうすると、ステップＳＴ３において、ＵＥ０が協調セルとして選択するＣ４と、ＵＥ６が協調セルとして選択するＣ５とが選び出されることになる。
この場合、Ｃ４においては、ＵＥ０及びＵＥ６が共に割り当てられることになる。このような場合には、無線基地局装置は候補パターンを決定せず、このパターンを優先度の算出から除外する。これにより不要な計算を避けることが可能である。
上述した本発明のスケジューリングの複雑性は、下記式（３）で表される。下記式（３）において、ｘはクラスター（coordination cluster）内においてＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末の数を示し、ｙはクラスター内においてＣｏＭＰ送信が適用されるユーザ端末の数を示し、Ｙはクラスター内においてＣｏＭＰ送信可能なユーザ端末の最大数を示す。Ｃｘ ｙは、ｘからｙを選択する場合の組合せを表している。
Figure 0005959831
上記式（１）及び式（３）から、exhaustive searchでは、ユーザ端末の数が増大すると複雑性は高くなるが、本発明では、exhaustive searchほど複雑性は高くならない。また、本発明では、上述のように各候補パターンの優先度に基づいてスケジューリングを行うため、送信効率の低下を十分に抑制できる。このように、本発明によれば、重み付けされた優先度を用いることで、ＣｏＭＰスケジューリングに係る計算負荷を抑制しつつ、高い送信効率を実現可能である。
次に、より詳細なスケジューリングの例について、図６〜図９を参照して説明する。図６は、スケジューリングに係る無線通信システムの構成を示す模式図である。図６に示す無線通信システムは、無線基地局装置（ｅＮＢ（マクロ基地局））、及びｅＮＢと有線接続される遠隔無線装置（ＲＲＥ１（ＬＰＮ（Low Power Node）１），ＲＲＥ２（ＬＰＮ２），ＲＲＥ３（ＬＰＮ３））を含む。また、無線通信システムは、ｅＮＢ（マクロ基地局），ＲＲＥ１（ＬＰＮ１），ＲＲＥ２（ＬＰＮ２），ＲＲＥ３（ＬＰＮ３）の少なくともいずれかと無線通信可能なユーザ端末ＵＥＡ，ＵＥＢ，ＵＥＣ，ＵＥＤ，ＵＥＥを含む。
図７Ａは、シングルセル送信における接続セルを示すテーブルであり、図７Ｂは、ＣｏＭＰ送信の候補セルを示すテーブルである。図７Ａ及び図７Ｂのハッチングは、対象のユーザ端末が、対応するセルに接続されていること、又は対応するセルを候補セルとすることを示している。
図７Ａに示すように、シングルセル送信において、ＵＥＡ，ＵＥＢ，ＵＥＣは、マクロ基地局（Ｍａｃｒｏ）のセルと接続される。また、ＵＥＤは、ＬＰＮ１のセルと接続され、ＵＥＥは、ＬＰＮ２のセルと接続される。マクロ基地局と接続するＵＥＡ，ＵＥＢ，ＵＥＣのうち、あるタイミングにおいて最も優先度が高いのはＵＥＡとする。
一方、図７Ｂに示すように、ＵＥＡは、協調セルとしてＬＰＮ１を候補セルとしている。ＵＥＣは、協調セルとしてＬＰＮ３を候補セルとしている。ＵＥＤは、協調セルとしてＬＰＮ２を候補セルとしている。ＵＥＥは、協調セルとしてＬＰＮ３のセルを候補セルとしている。ＵＥＢは、協調セルの候補セルを指定しておらず、ＣｏＭＰ送信を要求していない。
図８及び図９は、スケジューリングの具体的な態様を説明するためのリソース図である。上述したように、マクロ基地局は、まず、シングルセルスケジューリングに最適化した優先度を算出する（ステップＳＴ１）。具体的には、マクロ基地局は、シングルセルスケジューリングに最適化した無線リソース割り当てパターンを選び出し、その優先度を算出する。図８Ａは、シングルセル送信に最適化した無線リソース割り当てパターンを示している。このパターンでは、マクロ基地局に接続されるＵＥＡ，ＵＥＢ，ＵＥＣのうち、最も優先度が高いユーザ端末ＵＥＡに対してマクロ基地局の無線リソースが割り当てられている。また、ＵＥＤに対してＬＰＮ１の無線リソースが割り当てられており、ＵＥＥに対してＬＰＮ２の無線リソースが割り当てられている。
次に、マクロ基地局は、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末を選ぶ（ステップＳＴ２）。そして、マクロ基地局は、ステップＳＴ２で選ばれたユーザ端末がＣｏＭＰ送信の協調セルとして指定したセルを選ぶ（ステップＳＴ３）。これにより、ＣｏＭＰ送信における無線リソース割り当ての候補パターンが生成される。図８Ｂは、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末が１つの場合の候補パターンを示し、図８Ｃは、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末が２つの場合の候補パターンを示す。図８Ｂ及び図８Ｃにおいて、実線の円は、ステップＳＴ２の結果に対応するセル及びユーザ端末を表しており、破線の円は、ステップＳＴ３の結果に対応するセル及びユーザ端末を表している。
例えば、候補パターンである図８Ｂのパターン１は、次のようにして生成される。マクロ基地局は、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末として、マクロ基地局に接続されるＵＥＡを選ぶ（ステップＳＴ２）。ＵＥＡは、ＣｏＭＰ送信セルの候補として、マクロ基地局とＬＰＮ１とのセットを指定している（図７Ｂ）。このため、マクロ基地局は、ＵＥＡがＣｏＭＰ送信の協調セルとして指定するＬＰＮ１を選ぶ（ステップＳＴ３）。そして、マクロ基地局とＬＰＮ１とにＵＥＡが割り当てられたパターンを生成する。他のセル（ＣｏＭＰ送信の候補セル以外のセル）については、ステップＳＴ１においてシングルセルスケジューリングに最適化した無線リソース割り当てパターンがそのまま適用される。つまり、ＬＰＮ２とＬＰＮ３とには、シングルセルスケジューリングに最適化したユーザ端末が割り当てられる。具体的には、ＬＰＮ２にＵＥＥが割り当てられ、ＬＰＮ３にはユーザ端末が割り当てられない。これにより、マクロ基地局とＬＰＮ１とにＵＥＡが割り当てられ、ＬＰＮ２にＵＥＥが割り当てられ、ＬＰＮ３がブランクとなったパターン１が生成される。
同様に、図８Ｂのパターン２は、次のようにして生成される。マクロ基地局は、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末として、マクロ基地局に接続されるＵＥＣを選ぶ（ステップＳＴ２）。ＵＥＣは、ＣｏＭＰ送信セルの候補として、マクロ基地局とＬＰＮ３とのセットを指定している（図７Ｂ）。このため、マクロ基地局は、ＵＥＣがＣｏＭＰ送信の協調セルとして指定するＬＰＮ３を選ぶ（ステップＳＴ３）。そして、マクロ基地局とＬＰＮ３とにＵＥＣが割り当てられたパターンを生成する。ＬＰＮ１とＬＰＮ２とには、シングルセルスケジューリングに最適化したユーザ端末が割り当てられる。つまり、ＬＰＮ１にＵＥＤが割り当てられ、ＬＰＮ２にＵＥＥが割り当てられる。これにより、マクロ基地局とＬＰＮ３とにＵＥＣが割り当てられ、ＬＰＮ１にＵＥＤが割り当てられ、ＬＰＮ２にＵＥＥが割り当てられたパターン２が生成される。
また、図８Ｂのパターン３は、次のようにして生成される。マクロ基地局は、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末として、ＬＰＮ１に接続されるＵＥＤを選ぶ（ステップＳＴ２）。ＵＥＤは、ＣｏＭＰ送信セルの候補として、ＬＰＮ１とＬＰＮ２とのセットを指定している（図７Ｂ）。このため、マクロ基地局は、ＵＥＤがＣｏＭＰ送信の協調セルとして指定するＬＰＮ２を選ぶ（ステップＳＴ３）。そして、ＬＰＮ１とＬＰＮ２とにＵＥＤが割り当てられたパターンを生成する。マクロ基地局とＬＰＮ３とには、シングルセルスケジューリングに最適化したユーザ端末が割り当てられる。つまり、マクロ基地局にＵＥＡが割り当てられ、ＬＰＮ３にはユーザ端末が割り当てられない。これにより、ＬＰＮ１とＬＰＮ２とにＵＥＤが割り当てられ、マクロ基地局にＵＥＡが割り当てられ、ＬＰＮ３がブランクとなったパターン３が生成される。
また、図８Ｂのパターン４は、次のようにして生成される。マクロ基地局は、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末として、ＬＰＮ２に接続されるＵＥＥを選ぶ（ステップＳＴ２）。ＵＥＥは、ＣｏＭＰ送信セルの候補として、ＬＰＮ２とＬＰＮ３とのセットを指定している（図７Ｂ）。このため、マクロ基地局は、ＵＥＥがＣｏＭＰ送信の協調セルとして指定するＬＰＮ３を選ぶ（ステップＳＴ３）。そして、ＬＰＮ２とＬＰＮ３とにＵＥＥが割り当てられたパターンを生成する。マクロ基地局とＬＰＮ１とには、シングルセルスケジューリングに最適化したユーザ端末が割り当てられる。つまり、マクロ基地局にＵＥＡが割り当てられ、ＬＰＮ１にＵＥＤが割り当てられる。これにより、ＬＰＮ２とＬＰＮ３とにＵＥＥが割り当てられ、マクロ基地局にＵＥＡが割り当てられ、ＬＰＮ１にＵＥＤが割り当てられたパターン４が生成される。
また、図８Ｃのパターン５は、次のようにして生成される。マクロ基地局は、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末として、マクロ基地局に接続されるＵＥＡと、ＬＰＮ２に接続されるＵＥＥとを選ぶ（ステップＳＴ２）。ＵＥＡは、ＣｏＭＰ送信セルの候補として、マクロ基地局とＬＰＮ１とのセットを指定している（図７Ｂ）。このため、マクロ基地局は、ＵＥＡがＣｏＭＰ送信の協調セルとして指定するＬＰＮ１を選ぶ（ステップＳＴ３）。また、ＵＥＥは、ＣｏＭＰ送信セルの候補として、ＬＰＮ２とＬＰＮ３とのセットを指定している（図７Ｂ）。このため、マクロ基地局は、ＵＥＥがＣｏＭＰ送信の協調セルとして指定するＬＰＮ３を選ぶ（ステップＳＴ３）。そして、マクロ基地局とＬＰＮ１とにＵＥＡが割り当てられ、ＬＰＮ２とＬＰＮ３とにＵＥＥが割り当てられたパターンを生成する。
また、図８Ｃのパターン６は、次のようにして生成される。マクロ基地局は、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末として、マクロ基地局に接続されるＵＥＣと、ＬＰＮ１に接続されるＵＥＤとを選ぶ（ステップＳＴ２）。ＵＥＣは、ＣｏＭＰ送信セルの候補として、マクロ基地局とＬＰＮ３とのセットを指定している（図７Ｂ）。このため、マクロ基地局は、ＵＥＣがＣｏＭＰ送信の協調セルとして指定するＬＰＮ３を選ぶ（ステップＳＴ３）。また、ＵＥＤは、ＣｏＭＰ送信セルの候補として、ＬＰＮ１とＬＰＮ２とのセットを指定している（図７Ｂ）。このため、マクロ基地局は、ＵＥＤがＣｏＭＰ送信の協調セルとして指定するＬＰＮ２を選ぶ（ステップＳＴ３）。そして、マクロ基地局とＬＰＮ３とにＵＥＣが割り当てられ、ＬＰＮ１とＬＰＮ２とにＵＥＤが割り当てられたパターンを生成する。
図９Ａは、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末が２つ存在する場合であって、セルにおいてユーザ端末の割り当てが重複しているパターンを示す。例えば、パターン７の場合、マクロ基地局は、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末として、マクロ基地局に接続されるＵＥＣと、ＬＰＮ２に接続されるＵＥＥとを選ぶ（ステップＳＴ２）。ＵＥＣは、ＣｏＭＰ送信セルの候補として、マクロ基地局とＬＰＮ３とのセットを指定している（図７Ｂ）。このため、マクロ基地局は、ＵＥＣがＣｏＭＰ送信の協調セルとして指定するＬＰＮ３を選ぶ（ステップＳＴ３）。また、ＵＥＥは、ＣｏＭＰ送信セルの候補として、ＬＰＮ２とＬＰＮ３とのセットを指定している（図７Ｂ）。このため、マクロ基地局は、ＵＥＥがＣｏＭＰ送信の協調セルとして指定するＬＰＮ３を選ぶ（ステップＳＴ３）。しかしこの場合、ＬＰＮ３にはＵＥＣ，ＵＥＥが重複して割り当てられる。
また、パターン８の場合、マクロ基地局は、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末として、ＬＰＮ１に接続されるＵＥＤと、ＬＰＮ２に接続されるＵＥＥとを選ぶ（ステップＳＴ２）。ＵＥＤは、ＣｏＭＰ送信セルの候補として、ＬＰＮ１とＬＰＮ２とのセットを指定している（図７Ｂ）。このため、マクロ基地局は、ＵＥＤがＣｏＭＰ送信の協調セルとして指定するＬＰＮ２を選ぶ（ステップＳＴ３）。また、ＵＥＥは、ＣｏＭＰ送信セルの候補として、ＬＰＮ２とＬＰＮ３とのセットを指定している（図７Ｂ）。このため、マクロ基地局は、ＵＥＥがＣｏＭＰ送信の協調セルとして指定するＬＰＮ３を選ぶ（ステップＳＴ３）。しかしこの場合、ＬＰＮ２にはＵＥＤ，ＵＥＥが重複して割り当てられることになる。
また、パターン９の場合、マクロ基地局は、ＣｏＭＰ送信を要求するユーザ端末として、マクロ基地局に接続されるＵＥＡと、ＬＰＮ１に接続されるＵＥＤとを選ぶ（ステップＳＴ２）。ＵＥＡは、ＣｏＭＰ送信セルの候補として、マクロ基地局とＬＰＮ１とのセットを指定している（図７Ｂ）。このため、マクロ基地局は、ＵＥＡがＣｏＭＰ送信の協調セルとして指定するＬＰＮ１を選ぶ（ステップＳＴ３）。また、ＵＥＤは、ＣｏＭＰ送信セルの候補として、ＬＰＮ１とＬＰＮ２とのセットを指定している（図７Ｂ）。このため、マクロ基地局は、ＵＥＤがＣｏＭＰ送信の協調セルとして指定するＬＰＮ２を選ぶ（ステップＳＴ３）。しかしこの場合、ＬＰＮ１にはＵＥＡ，ＵＥＤが重複して割り当てられることになる。
このようにセルにおいてユーザ端末の割り当てが重複している場合、重複するいずれかのユーザ端末をシングルセル送信に変更することで、重複を解消することも可能である。具体的には、例えば、図９Ｂに示すように、パターン７のＬＰＮ３において重複するＵＥＣ，ＵＥＥの一方をシングルセル送信に変更する。この場合、ＵＥＣをシングルセル送信とすれば、そのパターンの優先度はパターン４より低くなり、ＵＥＥをシングルセル送信とすれば、そのパターンはパターン２と同一になる。つまり、セルにおいてユーザ端末の割り当てが重複している場合、重複を解消するようにユーザ端末の割り当ての一部を変更しても、その優先度は他のパターンの優先度より高くならない。そこで、本発明では、セルにおいてユーザ端末の割り当てが重複している場合は、そのパターンを次のステップにおける優先度の算出から除外する。これにより不要な計算を避けることができる。
上述したステップＳＴ３の結果、ＣｏＭＰ送信に適用される候補パターンが決定されると、ｅＮＢは、決定された候補パターンの優先度を算出する（ステップＳＴ４）。そして、ｅＮＢは、複数の候補パターンのうちで最も優先度が高い無線リソース割り当てパターンによりスケジューリングを行う。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１０は、本実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成の説明図である。なお、図１０に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム或いは、ＳＵＰＥＲ ３Ｇが包含されるシステムである。この無線通信システムでは、ＬＴＥシステムのシステム帯域を一単位とする複数の基本周波数ブロックを一体としたキャリアアグリゲーションが用いられている。また、この無線通信システムは、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良く、４Ｇと呼ばれても良い。
図１０に示すように、無線通信システム１は、無線基地局装置２０Ａ，２０Ｂと、この無線基地局装置２０Ａ，２０Ｂと通信する複数の第１、第２のユーザ端末１０Ａ，１０Ｂとを含んで構成されている。無線基地局装置２０Ａ，２０Ｂは、上位局装置３０と接続され、この上位局装置３０は、コアネットワーク４０と接続される。また、無線基地局装置２０Ａ，２０Ｂは、有線接続又は無線接続により相互に接続されている。第１、第２のユーザ端末１０Ａ，１０Ｂは、セル１、２において無線基地局装置２０Ａ，２０Ｂと通信を行うことができる。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）などが含まれるが、これに限定されない。
第１、第２のユーザ端末１０Ａ，１０Ｂは、ＬＴＥ端末及びＬＴＥ−Ａ端末を含むが、以下においては、特段の断りがない限り第１、第２のユーザ端末１０Ａ，１０Ｂとして説明を進める。また、説明の便宜上、無線基地局装置２０Ａ，２０Ｂと移動端末装置である第１、第２のユーザ端末１０Ａ，１０Ｂが無線通信するものとして説明するが、第１、第２のユーザ端末１０Ａ，１０Ｂは、より一般的には固定端末装置も含むユーザ装置でよい。
無線通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用されるが、無線アクセス方式はこれに限定されない。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
ここで、通信チャネルについて説明する。下りリンクの通信チャネルは、第１、第２のユーザ端末１０Ａ，１０Ｂで共有される下りデータチャネルとしてのＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）と、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ）とを有する。ＰＤＳＣＨにより、送信データ及び上位制御情報が伝送される。ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）により、ＰＤＳＣＨおよびＰＵＳＣＨのスケジューリング情報等が伝送される。ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator Channel）により、ＰＤＣＣＨに用いるＯＦＤＭシンボル数が伝送される。ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid−ARQ Indicator Channel）により、ＰＵＳＣＨに対するＨＡＲＱのＡＣＫ/ＮＡＣＫが伝送される。
上りリンクの通信チャネルは、各ユーザ端末１０Ａ，１０Ｂで共有される上りデータチャネルとしてのＰＵＳＣＨと、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨとを有する。このＰＵＳＣＨにより、送信データや上位制御情報が伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）、ＡＣＫ／ＮＡＣＫなどが伝送される。
図１１を参照しながら、本実施の形態に係る無線基地局装置の全体構成について説明する。なお、無線基地局装置２０Ａ，２０Ｂは同様な構成であるため、以下では無線基地局装置２０として説明する。また、第１、第２のユーザ端末１０Ａ，１０Ｂも同様な構成であるため、ユーザ端末１０として説明する。無線基地局装置２０は、送受信アンテナ２０１ａ，２０１ｂと、アンプ部２０２ａ，２０２ｂと、送受信部２０３ａ，２０３ｂと、ベースバンド信号処理部２０４と、呼処理部２０５と、伝送路インターフェース２０６とを備えている。下りリンクにより無線基地局装置２０からユーザ端末１０に送信される送信データは、上位局装置３０から伝送路インターフェース２０６を介してベースバンド信号処理部２０４に入力される。
ベースバンド信号処理部２０４において、下りデータチャネルの信号は、ＰＤＣＰレイヤの処理、送信データの分割・結合、ＲＬＣ（Radio Link Control）再送制御の送信処理などのＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium Access Control）再送制御、例えば、ＨＡＲＱの送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理、プリコーディング処理が行われる。また、下りリンク制御チャネルである物理下りリンク制御チャネルの信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われる。
また、ベースバンド信号処理部２０４は、報知チャネルにより、同一セルに接続するユーザ端末１０に対して、各ユーザ端末１０が無線基地局装置２０と無線通信するための制御情報を通知する。当該セルにおける通信のための情報には、例えば、上りリンク又は下りリンクにおけるシステム帯域幅や、ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）におけるランダムアクセスプリアンブルの信号を生成するためのルート系列の識別情報（Root Sequence Index）などが含まれる。
送受信部２０３ａ，２０３ｂは、ベースバンド信号処理部２０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部２０２ａ，２０２ｂは、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ２０１ａ，２０１ｂへ出力する。
一方、上りリンクによりユーザ端末１０から無線基地局装置２０に送信される信号については、送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号がアンプ部２０２ａ，２０２ｂで増幅され、送受信部２０３ａ，２０３ｂで周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部２０４に入力される。
ベースバンド信号処理部２０４は、上りリンクで受信したベースバンド信号に含まれる送信データに対して、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの受信処理を行う。復号された信号は伝送路インターフェース２０６を介して上位局装置３０に転送される。
呼処理部２０５は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局装置２０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
次に、図１２を参照しながら、本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成について説明する。ＬＴＥ端末もＬＴＥ−Ａ端末もハードウエアの主要部構成は同じであるので、区別せずに説明する。ユーザ端末１０は、送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、アプリケーション部１０５とを備えている。
下りリンクのデータについては、送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がアンプ部１０２で増幅され、送受信部１０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部１０４でＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理等がなされる。この下りリンクのデータの内、下りリンクの送信データは、アプリケーション部１０５に転送される。アプリケーション部１０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理等を行う。また、下りリンクのデータの内、報知情報も、アプリケーション部１０５に転送される。
一方、上りリンクの送信データは、アプリケーション部１０５からベースバンド信号処理部１０４に入力される。ベースバンド信号処理部１０４においては、マッピング処理、再送制御（ＨＡＲＱ）の送信処理や、チャネル符号化、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理を行う。送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。その後、アンプ部１０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ１０１より送信する。
図１３を参照して、無線基地局装置の機能ブロックについて説明する。図１１に示す無線基地局装置は、集中制御型の無線基地局構成を有する。集中制御の場合、ある無線基地局装置（集中無線基地局装置、図１０においてセル１）で一括してスケジューリングなどの無線リソース割り当て制御を行い、配下の無線基地局装置（遠隔無線装置、図１０においてセル２）は無線基地局装置の無線リソース割り当て結果に従う。この場合、ユーザ端末から通知されたセル選択情報は、集中無線基地局装置に集められ、ＣｏＭＰ送信の無線リソース割り当てに使われる。
なお、図１３の各機能ブロックは、主に図１１に示すベースバンド処理部２０４の処理内容に関するものである。また、図１１の機能ブロック図は、本発明を説明するために簡略化したものであり、ベースバンド処理部２０４において通常備える構成を備えるものとする。
集中無線基地局装置（セル１）は、送信側の構成要素として、下り制御情報生成部４０１と、下り制御情報符号化・変調部４０２と、下り参照信号生成部４０３と、下り送信データ生成部４０４と、上位制御情報生成部４０５と、下り送信データ符号化・変調部４０６とを備えている。また、集中無線基地局装置（セル１）は、送信側の構成要素として、マッピング部４０７と、プリコーディング乗算部４０８と、プリコーディングウェイト生成部４０９と、下りチャネル多重部４１０と、ＩＦＦＴ部４１１（４１１ａ，４１１ｂ）と、ＣＰ付加部４１２（４１２ａ，４１２ｂ）と、送信アンプ４１３（４１３ａ，４１３ｂ）と、送信アンテナ４１４（４１４ａ，４１４ｂ）と、演算部４２０と、ケジューリング部４２１とを備えている。なお、送信アンプ４１３及び送信アンテナ４１４は、それぞれ図１１に示すアンプ部２０２及び送受信アンテナ２０１に対応する。
一方、遠隔無線装置（セル２）は、送信側の構成要素として、下り制御情報生成部４３１と、下り制御情報符号化・変調部４３２と、下り参照信号生成部４３３と、下り送信データ生成部４３４と、下り送信データ符号化・変調部４３６とを備えている。また、遠隔無線装置（セル２）は、送信側の構成要素として、マッピング部４３７と、プリコーディング乗算部４３８と、プリコーディングウェイト生成部４３９と、下りチャネル多重部４４０と、ＩＦＦＴ部４４１ａ，４４１ｂと、ＣＰ付加部４４２ａ，４４２ｂと、送信アンプ４４３ａ，４４３ｂと、送信アンテナ４４４ａ，４４４ｂとを備えている。なお、集中無線基地局装置と遠隔無線装置とは、例えば、光ファイバで接続されている。
下り制御情報生成部４０１，４３１は、それぞれスケジューリング部４２１の制御により下りリンクの制御情報を生成し、その下り制御情報を下り制御情報符号化・変調部４０２，４３２にそれぞれ出力する。下り制御情報符号化・変調部４０２，４３２は、下り制御情報に対してチャネル符号化及びデータ変調を行い、マッピング部４０７，４３７にそれぞれ出力する。
下り参照信号生成部４０３，４３３は、下り参照信号（ＣＲＳ、ＣＳＩ−ＲＳ、ＤＭ−ＲＳ）を生成し、その下り参照信号をマッピング部４０７，４３７にそれぞれ出力する。下り送信データ生成部４０４，４３４は、下りリンクの送信データを生成し、その下り送信データを下り送信データ符号化・変調部４０６，４３６にそれぞれ出力する。
上位制御情報生成部４０５は、ハイヤーレイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣシグナリング）により送受信される上位制御情報を生成し、生成した上位制御情報を下り送信データ符号化・変調部４０６に出力する。
下り送信データ符号化・変調部４０６は、下り送信データ及び上位制御情報に対してチャネル符号化及びデータ変調を行い、マッピング部４０７に出力する。下り送信データ符号化・変調部４３６は、下り送信データに対してチャネル符号化及びデータ変調を行い、マッピング部４３７に出力する。
マッピング部４０７，４３７は、下り制御情報、下り参照信号、下り送信データ及び上位制御情報をマッピングして、プリコーディング乗算部４０８，４３８にそれぞれ出力する。
プリコーディングウェイト生成部４０９，４３９は、ユーザ端末１０からフィードバックされるＰＭＩに基づいてプリコーディングウェイトを生成し、プリコーディング乗算部４０８，４３８にそれぞれ出力する。具体的には、プリコーディングウェイト生成部４０９，４３９は、それぞれコードブックを備えており、コードブックからＰＭＩに対応するプリコーディングウェイトを選択する。
プリコーディング乗算部４０８，４３８は、プリコーディングウェイトを送信信号に乗算する。すなわち、プリコーディング乗算部４０８，４３８は、プリコーディングウェイト生成部４０９，４３９から与えられるプリコーディングウェイトに基づいて、送信アンテナ４１４ａ，４１４ｂ、送信アンテナ４４４ａ，４４４ｂ毎に位相シフト及び／又は振幅シフトを行う。プリコーディング乗算部４０８，４３８は、位相シフト及び／又は振幅シフトされた送信信号を下りチャネル多重部４１０，４４０にそれぞれ出力する。
下りチャネル多重部４１０，４４０は、位相シフト及び／又は振幅シフトされた下り制御情報、下り参照信号、上位制御情報及び下り送信データを合成し、送信アンテナ４１４ａ，４１４ｂ、送信アンテナ４４４ａ，４４４ｂ毎の送信信号を生成する。下りチャネル多重部４１０，４４０は、この送信信号をＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部４１１ａ，４１１ｂ、ＩＦＦＴ部４４１ａ，４４１ｂにそれぞれ出力する。
ＩＦＦＴ部４１１ａ，４１１ｂ、ＩＦＦＴ部４４１ａ，４４１ｂは、送信信号にＩＦＦＴして、ＩＦＦＴ後の送信信号をＣＰ付加部４１２ａ，４１２ｂ、ＣＰ付加部４４２ａ，４４２ｂに出力する。ＣＰ付加部４１２ａ，４１２ｂ、ＣＰ付加部４４２ａ，４４２ｂは、ＩＦＦＴ後の送信信号にＣＰ（Cyclic Prefix）を付加して、ＣＰ付加後の送信信号を送信アンプ４１３ａ，４１３ｂ、送信アンプ４４３ａ，４４３ｂにそれぞれ出力する。
送信アンプ４１３ａ，４１３ｂ、送信アンプ４４３ａ，４４３ｂは、ＣＰ付加後の送信信号を増幅する。増幅後の送信信号は、送信アンテナ４１４ａ，４１４ｂ、送信アンテナ４４４ａ，４４４ｂからそれぞれ下りリンクでユーザ端末１０に送出される。
演算部４２０は、ユーザ端末１０から通知された候補セル情報に基づいて、ＣｏＭＰ送信における無線リソース割り当ての候補となるパターンを決定する。具体的には、演算部４２０は、シングルセル送信に最適化した割り当てパターンを生成し、その優先度を算出する（ステップＳＴ１）。また、演算部４２０は、サービングセルに対してＣｏＭＰ送信を要求しているユーザ端末１０を選び出し（ステップＳＴ２）、そのユーザ端末１０がＣｏＭＰ送信の協調セルとして選択したセルを選び出す（ステップＳＴ３）ことで、ＣｏＭＰ送信における無線リソース割り当ての候補パターンを生成する。候補パターンを生成すると、演算部４２０は、その優先度を算出する。算出された優先度に関する情報はスケジューリング部４２１に通知される。
スケジューリング部４２１は、通知されたシングルセル送信に最適化した割り当てパターンの優先度と、ＣｏＭＰ送信における無線リソース割り当ての候補パターンの優先度に基づいてスケジューリングを行う。具体的には、スケジューリング部４２１は、これらのパターンのうち、優先度が最も高くなるパターンで無線リソースが割り当てられるように各セルのスケジューリングを行う。
図１４を参照して、図１３に示す無線基地局装置とは異なる構成の無線基地局装置の機能ブロックについて説明する。図１４に示す無線基地局装置は、自律分散制御型の無線基地局構成を有する。自律分散制御の場合、複数の無線基地局装置で、それぞれスケジューリングなどの無線リソース割り当て制御が行われる。この場合、ユーザ端末から通知されたセル選択情報は、ある無線基地局装置に集められ、ＣｏＭＰ送信の無線リソース割り当てに使われる。
なお、図１４の各機能ブロックは、主に図１１に示すベースバンド処理部２０４の処理内容に関するものである。また、図１４の機能ブロック図は、本発明を説明するために簡略化したものであり、ベースバンド処理部２０４において通常備える構成を備えるものとする。また、図１４において、図１３と同じ機能ブロックについては図１３と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
セル１側では、送信側の構成要素として、下り制御情報生成部４０１と、下り制御情報符号化・変調部４０２と、下り参照信号生成部４０３と、下り送信データ生成部４０４と、上位制御情報生成部４０５と下り送信データ符号化・変調部４０６と、マッピング部４０７と、プリコーディング乗算部４０８と、プリコーディングウェイト生成部４０９と、下りチャネル多重部４１０と、ＩＦＦＴ部４１１ａ，４１１ｂと、ＣＰ付加部４１２ａ，４１２ｂと、送信アンプ４１３ａ，４１３ｂと、送信アンテナ４１４ａ，４１４ｂと、演算部４２０と、スケジューリング部４２１と、セル間制御情報送受信部４２２とを備えている。
セル２側も同様に、下り制御情報生成部４３１と、下り制御情報符号化・変調部４３２と、下り参照信号生成部４３３と、下り送信データ生成部４３４と、上位制御情報生成部４３５と下り送信データ符号化・変調部４３６と、マッピング部４３７と、プリコーディング乗算部４３８と、プリコーディングウェイト生成部４３９と、下りチャネル多重部４４０と、ＩＦＦＴ部４４１ａ、４４１ｂと、ＣＰ付加部４４２ａ、４４２ｂと、送信アンプ４４３ａ、４４３ｂと、送信アンテナ４４４ａ、４４４ｂと、演算部４５０と、スケジューリング部４５１と、セル間制御情報送受信部４５２とを備えている。
セル２側の演算部４５０、及びスケジューリング部４５１の機能は、それぞれ、セル１側の演算部４２０、及びスケジューリング部４２１の機能と同様である。セル間制御情報送受信部４２２，４５２は、Ｘ２インターフェースで接続されており、ユーザ端末から通知される候補セル情報を互いに送受信すると共に、演算部４２０又は４５０で算出される候補パターンの優先度に関する情報を互いに送受信する。
すなわち、演算部４２０，４５０は、自セルのユーザ端末１０から取得した候補セル情報、及びセル間制御情報送受信部４２２，４５２を通じて他セルのユーザ端末１０から取得した候補セル情報に基づいて、ＣｏＭＰ送信における無線リソース割り当ての候補となるパターンを決定する。具体的には、演算部４２０，４５０は、シングルセル送信に最適化した割り当てパターンを生成し、その優先度を算出する（ステップＳＴ１）。また、演算部４２０，４５０は、サービングセルに対してＣｏＭＰ送信を要求しているユーザ端末１０を選び出し（ステップＳＴ２）、そのユーザ端末１０がＣｏＭＰ送信の協調セルとして選択したセルを選び出す（ステップＳＴ３）ことで、ＣｏＭＰ送信における無線リソース割り当ての候補パターンを生成する。候補パターンを生成すると、演算部４２０，４５０は、その優先度を算出する。算出された優先度に関する情報は、直接、又はセル間制御情報送受信部４２２，４５２を通じて、スケジューリング部４２１，４５１に通知される。
スケジューリング部４２１，４５１は、通知されたシングルセル送信に最適化した割り当てパターンの優先度と、ＣｏＭＰ送信における無線リソース割り当ての候補パターンの優先度に基づいてスケジューリングを行う。具体的には、スケジューリング部４２１，４５１は、これらのパターンのうち、優先度が最も高くなるパターンで無線リソースが割り当てられるように各セルのスケジューリングを行う。
図１５を参照して、ユーザ端末の機能ブロックについて説明する。なお、図１５の各機能ブロックは、主に図１２に示すベースバンド処理部１０４の処理内容に関するものである。また、図１５に示す機能ブロックは、本発明を説明するために簡略化したものであり、ベースバンド処理部において通常備える構成は備えるものとする。
ユーザ端末の受信部は、ＣＰ除去部３０１と、ＦＦＴ部３０２と、下りチャネル分離部３０３と、下り制御情報受信部３０４と、下り送信データ受信部３０５と、チャネル推定部３０６と、ＣＱＩ測定部３０７と、ＰＭＩ選択部３０８とを備えている。
無線基地局装置２０から送出された送信信号は、図１２に示す送受信アンテナ１０１により受信され、ＣＰ除去部３０１に出力される。ＣＰ除去部３０１は、受信信号からＣＰを除去し、ＦＦＴ部３０２に出力する。ＦＦＴ部３０２は、ＣＰ除去後の信号をフーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）し、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。ＦＦＴ部３０２は、周波数領域の信号に変換された信号を下りチャネル分離部３０３に出力する。下りチャネル分離部３０３は、下りチャネル信号を、下り制御情報、下り送信データ、上位制御情報、下り参照信号に分離する。下りチャネル分離部３０３は、下り制御情報を下り制御情報受信部３０４に出力し、下り送信データ及び上位制御情報を下り送信データ受信部３０５に出力し、下り参照信号をチャネル推定部３０６に出力する。
下り制御情報受信部３０４は、下り制御情報を復調し、復調した制御情報を下り送信データ受信部３０５に出力する。下り送信データ受信部３０５は、制御情報を用いて下り送信データを復調する。チャネル推定部３０６は、下り参照信号を用いてチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態をＣＱＩ測定部３０７、及びＰＭＩ選択部３０８に出力する。
ＣＱＩ測定部３０７は、チャネル推定部３０６から通知されるチャネル状態からＣＱＩを測定する。ＰＭＩ選択部３０８は、チャネル推定部３０６から通知されたチャネル状態からコードブックを用いてＰＭＩを選択する。ＰＭＩ選択部３０８で選択されたＰＭＩは、フィードバック情報として無線基地局装置２０に通知される。
上記構成の無線通信システムにおいては、まず、ユーザ端末１０は無線基地局装置２０に対し、ＣｏＭＰ送信セルの候補となるセルのセットを候補セル情報として通知する。ＣｏＭＰ送信セルの候補となるセルのセットは、例えば、セル毎の受信品質（例えば、ＲＳＲＰ）などに応じて選ぶことができる。
次に、無線基地局装置２０は、ユーザ端末１０から通知された候補セル情報に基づいてＣｏＭＰ送信における無線リソース割り当ての候補となるパターンを決定する。すなわち、無線基地局装置２０は、シングルセル送信に最適化した割り当てパターンを生成し、その優先度を算出する（ステップＳＴ１）。また、無線基地局装置２０は、サービングセルに対してＣｏＭＰ送信を要求しているユーザ端末１０を選び出し（ステップＳＴ２）、そのユーザ端末１０がＣｏＭＰ送信の協調セルとして選択したセルを選び出す（ステップＳＴ３）。これにより、無線基地局装置２０は、ＣｏＭＰ送信における無線リソース割り当ての候補パターンを生成する。
候補パターンを生成すると、無線基地局装置２０は、その優先度を算出する。そして、各パターンのうち、優先度が最も高くなるパターンで無線リソースが割り当てられるように各セルのスケジューリングを行う。
以上のように、本発明では、ユーザ端末から通知された、協調マルチポイント送信するセルの候補を示す候補セル情報に基づいて決定された、無線リソース割り当ての候補となるパターンの優先度を算出し、算出された優先度に基づいてスケジューリングするため、ＣｏＭＰスケジューリングに係る計算負荷を抑制しつつ、高い送信効率を実現できる。
なお、本発明は明細書の記載に限定されず、種々変更して実施することができる。例えば、本明細書に示す構成要素の接続関係、機能などは適宜変更して実施することが可能である。また、本明細書に示す構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。その他、本発明は、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することができる。
１ 無線通信システム
１０，１０Ａ，１０Ｂ ユーザ端末
２０，２０Ａ，２０Ｂ 無線基地局装置
３０ 上位局装置
４０ コアネットワーク
１０１ 送受信アンテナ
１０２ アンプ部
１０３ 送受信部
１０４ ベースバンド信号処理部
１０５ アプリケーション部
２０１ 送受信アンテナ
２０２ アンプ部
２０３ 送受信部
２０４ ベースバンド信号処理部
２０５ 呼処理部
２０６ 伝送路インターフェース
３０１ ＣＰ除去部
３０２ ＦＦＴ部
３０３ 下りチャネル分離部
３０４ 下り制御情報受信部
３０５ 下り送信データ受信部
３０６ チャネル推定部
３０７ ＣＱＩ測定部
３０８ ＰＭＩ選択部
４０１，４３１ 下り制御情報生成部
４０２，４３２ 下り制御情報符号化・変調部
４０３，４３３ 下り参照信号生成部
４０４，４３４ 下り送信データ生成部
４０５，４３５ 上位制御情報生成部
４０６，４３６ 下り送信データ符号化・変調部
４０７，４３７ マッピング部
４０８，４３８ プリコーディング乗算部
４０９，４３９ プリコーディングウェイト生成部
４１０，４４０ 下りチャネル多重部
４１１，４１１ａ，４１１ｂ，４４１，４４１ａ，４４１ｂ ＩＦＦＴ部
４１２，４１２ａ，４１２ｂ，４４２，４４２ａ，４４２ｂ ＣＰ付加部
４１３，４１３ａ，４１３ｂ，４４３，４４３ａ，４４３ｂ 送信アンプ
４１４，４１４ａ，４１４ｂ，４４４，４４４ａ，４４４ｂ 送信アンテナ
４２０，４５０ 演算部
４２１，４５１ スケジューリング部
４２２，４５２ セル間制御情報送受信部

Claims (15)

  1. 複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と協調マルチポイント送受信可能に構成されたユーザ端末と、を備えた無線通信システムであって、
    前記無線基地局装置は、前記ユーザ端末から通知された、協調マルチポイント送信するセルの候補を示す候補セル情報に基づいて、前記ユーザ端末のサービングセルと協調マルチポイント送信のための候補セルとを示す、無線リソース割り当てのためのパターンを生成し、生成された前記パターンの優先度を算出する演算部と、前記演算部で算出された優先度に基づいてスケジューリングするスケジューリング部と、を有し、
    前記ユーザ端末は、前記候補セル情報を前記無線基地局装置に通知する通知部を有することを特徴とする無線通信システム。
  2. 前記演算部は、セルの優先度を合計することで、前記候補となるパターンの優先度を算出することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
  3. 前記演算部は、前記候補となるパターンのうち、無線リソース割り当てが前記ユーザ端末と他のユーザ端末とで重複するセルが含まれるパターンについて、優先度の算出から除外することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線通信システム。
  4. 前記演算部は、前記ユーザ端末のシングルセル送信に基づいて他のパターンを生成し、生成された他のパターンの優先度を算出し、
    前記スケジューリング部は、前記候補となるパターンと前記他のパターンとのうち、優先度が最も高くなるパターンでスケジューリングすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線通信システム。
  5. 前記優先度は、proportional fairnessを用いて求めることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線通信システム。
  6. 複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と協調マルチポイント送受信可能に構成されたユーザ端末と、を備えた無線通信システムの無線基地局装置であって、
    前記ユーザ端末から通知された、協調マルチポイント送信するセルの候補を示す候補セル情報に基づいて、前記ユーザ端末のサービングセルと協調マルチポイント送信のための候補セルとを示す、無線リソース割り当てのためのパターンを生成し、生成された前記パターンの優先度を算出する演算部と、前記演算部で算出された優先度に基づいてスケジューリングするスケジューリング部と、を有することを特徴とする無線基地局装置。
  7. 前記演算部は、セルの優先度を合計することで、前記候補となるパターンの優先度を算出することを特徴とする請求項６記載の無線基地局装置。
  8. 前記演算部は、前記候補となるパターンのうち、無線リソース割り当てが前記ユーザ端末と他のユーザ端末とで重複するセルが含まれるパターンについて、優先度の算出から除外することを特徴とする請求項６又は請求項７記載の無線基地局装置。
  9. 前記演算部は、前記ユーザ端末のシングルセル送信に基づいて他のパターンを生成し、生成された他のパターンの優先度を算出し、
    前記スケジューリング部は、前記候補となるパターンと前記他のパターンとのうち、優先度が最も高くなるパターンでスケジューリングすることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の無線基地局装置。
  10. 前記優先度は、proportional fairnessを用いて求めることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の無線基地局装置。
  11. 複数の無線基地局装置と、前記複数の無線基地局装置と協調マルチポイント送受信可能に構成されたユーザ端末と、を備えた無線通信システムの無線通信方法であって、
    前記無線基地局装置において、前記ユーザ端末から通知された、協調マルチポイント送信するセルの候補を示す候補セル情報に基づいて、前記ユーザ端末のサービングセルと協調マルチポイント送信のための候補セルとを示す、無線リソース割り当てのためのパターンを生成し、生成された前記パターンの優先度を算出する工程と、前記演算部で算出された優先度に基づいてスケジューリングする工程と、を有し、
    前記ユーザ端末において、前記候補セル情報を前記無線基地局装置に通知する工程を有することを特徴とする無線通信方法。
  12. セルの優先度を合計することで、前記候補となるパターンの優先度を算出することを特徴とする請求項１１記載の無線通信方法。
  13. 前記候補となるパターンのうち、無線リソース割り当てが前記ユーザ端末と他のユーザ端末とで重複するセルが含まれるパターンについて、優先度の算出から除外することを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載の無線通信方法。
  14. 前記ユーザ端末のシングルセル送信に基づいて他のパターンを生成し、生成された他のパターンの優先度を算出し、
    前記候補となるパターンと前記他のパターンとのうち、優先度が最も高くなるパターンでスケジューリングすることを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の無線通信方法。
  15. 前記優先度は、proportional fairnessを用いて求めることを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれかに記載の無線通信方法。
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