JP5097719B2

JP5097719B2 - 基地局制御装置及び基地局制御方法

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Publication number: JP5097719B2
Application number: JP2009001684A
Authority: JP
Inventors: 尚史金子; 隆井上; 真一野本
Original assignee: KDDI R&D Laboratories Inc
Current assignee: KDDI R&D Laboratories Inc
Priority date: 2009-01-07
Filing date: 2009-01-07
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2029-01-07
Also published as: JP2010161559A

Description

本発明は、基地局制御装置及び基地局制御方法に関する。

近年、日本国内の携帯電話サービスにおいては、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）およびＣＤＭＡ２０００（Code Division Multiple Access 2000）に代表されるＩＭＴ−２０００（International Mobile Telecommunications 2000）と称される第３世代移動通信システムが普及してきている。さらに、そのＩＭＴ−２０００の高度化システムおよびＩＭＴ−２０００の次世代システムとして、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと称される第４世代移動通信システムに関する標準規格が策定されつつある。

ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄは、低速移動時に１Ｇｂｐｓの伝送速度を、高速移動時には１００Ｍｂｐｓの伝送速度をそれぞれ実現することを目標としている。このような高速通信を実現するためには、広帯域な周波数帯を使用した通信方式を利用することが必要になるが、そのような通信方式の一つとして、直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：ＯＦＤＭＡ）方式が知られている。ＯＦＤＭＡ方式は、広帯域の周波数帯をサブキャリアと称する直交した狭帯域に分割し、各サブキャリアで情報を伝送する方式である。このＯＦＤＭＡ方式によれば、無線装置で生じる周波数特性をサブキャリア毎に補正したり、又、伝送路で生じる周波数特性の時間変動に対して適応的に周波数多重伝送および周波数分割多元接続を行ったりすることができることから、広帯域通信を実現する有力な伝送方式の一つとして注目されている。

また、複数のアンテナを用いた伝送路マルチ化（Multiple Input Multiple Output：ＭＩＭＯ）技術は、送信側の複数のアンテナから個別に送信された信号を受信側の複数のアンテナで受信し、その受信信号から空間信号分離することで周波数利用効率の向上を図る技術として注目されている。

セルラ移動通信システムは、複数の基地局を配置し、各基地局の通信エリア（セル）によって連続的な通信サービスエリアを構築するものであるが、セルラ移動通信システムに対し、ＯＦＤＭＡ方式やＭＩＭＯ技術を用いた通信方式を適用する場合、使用可能な周波数領域の制限により、全周波数帯域を各セルに割当てる指針が考えられる。この場合、基地局近傍に位置する移動局については、通信基地局からの所望信号が高いレベルで受信できると共に、隣接する基地局からの無線信号が距離減衰によりレベル低下するため、高い通信品質を確保でき、広帯域通信の効果としてユーザスループットの高速化が期待できる。しかし、セル境界に位置する移動局については、所望信号のレベルが距離減衰により低下するだけでなく、隣接基地局の無線信号が通信信号と同レベルの干渉信号となり、通信品質を大きく劣化させるため、広帯域通信の効果が十分に得られないという課題がある。この課題は、移動局よりも基地局の送信電力が大きいため、特に下り回線（基地局から移動局方向の回線）で顕著になる。

その課題に対し、例えば特許文献１，２，３に対処方法が開示されている。この従来技術では、複数の基地局を制御する基地局コントローラを設け、基地局コントローラが、セル境界にいる移動局に対し複数の基地局が連携してＭＩＭＯ技術等を用いた通信を行うように、複数の基地局を制御する。

特開２００７−１３４８４４号公報特開２００７−０４３３３２号公報国際公開第２００６／０１６４８５号パンフレット

しかし、上述した従来技術では、セルラ移動通信システム全体の無線リソースの効率的な利用を図ることが課題である。セル境界にいる移動局に対し複数の基地局が連携してＭＩＭＯ技術等を用いた通信を行うと、その瞬間は該複数の基地局の無線リソースを当該移動局が占有することになるので、セルラ移動通信システム全体としては無線リソースの利用効率が低下する。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、複数の基地局が連携して一移動局と通信することで移動局個々の通信品質の向上を図ると共に、セルラ移動通信システム全体の無線リソースの利用効率の向上を図ることのできる基地局制御装置及び基地局制御方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る基地局制御装置は、複数の基地局を配置し、各基地局の通信エリアによって連続的な通信サービスエリアを構築するセルラ移動通信システムにおいて、複数の基地局を制御する基地局制御装置であって、移動局間の無線リソース割当に関する公平さの尺度と、複数の基地局が連携して移動局と通信を行う基地局連携通信における周波数利用効率に関するコストの尺度とを含む評価値を移動局毎に算出する評価値算出手段と、前記評価値に基づいて、無線リソースを割り当てる移動局を選択する移動局選択手段と、該選択された移動局に割り当てる無線リソースを、該移動局と通信を行う基地局で確保する無線リソース割当手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る基地局制御装置においては、前記評価値に対し、さらに平均通信速度の要求値に対する達成度の尺度を含めることを特徴とする。

本発明に係る基地局制御装置においては、前記平均通信速度の要求値は、セル境界で得たい平均通信速度の要求値であることを特徴とする。

本発明に係る基地局制御装置においては、前記公平さの尺度は、瞬時通信速度を平均通信速度で除した値に基づくことを特徴とする。

本発明に係る基地局制御装置においては、前記コストの尺度は、一移動局が占有する無線リソース量が多いほどコスト増となることを特徴とする。

本発明に係る基地局制御方法は、複数の基地局を配置し、各基地局の通信エリアによって連続的な通信サービスエリアを構築するセルラ移動通信システムにおいて、複数の基地局を制御する基地局制御方法であって、移動局間の無線リソース割当に関する公平さの尺度と、複数の基地局が連携して移動局と通信を行う基地局連携通信における周波数利用効率に関するコストの尺度とを含む評価値を移動局毎に算出するステップと、前記評価値に基づいて、無線リソースを割り当てる移動局を選択するステップと、該選択された移動局に割り当てる無線リソースを、該移動局と通信を行う基地局で確保するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、複数の基地局が連携して一移動局と通信することで移動局個々の通信品質の向上を図ると共に、セルラ移動通信システム全体の無線リソースの利用効率の向上を図ることができるという効果が得られる。

本発明の一実施形態に係るセルラ移動通信システムの概略構成図である。同実施形態に係るセル構成の例である。本発明に係る基地局制御方法の実施例１のフローチャートである。同実施例１に係る論理リソーステーブルの概念図である。本発明に係る基地局制御方法の実施例２のフローチャートである。同実施例２に係るセルラ移動通信システムの通信エリアの区分けの例である。同実施例２に係る論理リソーステーブルのクラスタ化の例である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るセルラ移動通信システムの概略構成図である。図１において、セルラ移動通信システムは、各々セルを提供する複数の基地局１、基地局１に無線接続して通信する移動局（ユーザ端末）２、及び、複数の基地局１を制御する基地局コントローラ１０を有する。図１には、２台の基地局１（基地局識別子がＡ，Ｂであるもの）並びに、基地局１（Ａ）が提供するセル３Ａ及び基地局１（Ｂ）が提供するセル３Ｂが、例示されている。

各基地局１は、バックボーンネットワーク４を介してコアネットワーク５に接続される。バックボーンネットワーク４及びコアネットワーク５は、それぞれルータ６を有する。基地局コントローラ１０は、バックボーンネットワーク４内に設けられ、各基地局１と有線で接続される。

本実施形態に係るセルラ移動通信システムにおいて、基地局１及びユーザ端末２は複数のアンテナを備え、基地局１とユーザ端末２が、１対１で通信する場合も、複数の基地局１が連携してユーザ端末２と通信する場合も、ＭＩＭＯ技術を用いた伝送（ＭＩＭＯ伝送）を行うことが可能である。ＭＩＭＯ伝送の種類（ＭＩＭＯモード）としては、最大比合成送信ダイバーシチ等の送信ダイバーシチ、時空間符号化、固有ビーム空間多重方式等の空間多重、及び、それらの組合せなどがある。

また、本実施形態に係るセルラ移動通信システムにおいて、基地局１とユーザ端末２間の多元接続方式にはＯＦＤＭＡ方式を用いる。本実施形態では、論理的な無線リソースと物理的な無線リソースとの対応関係（マッピングの仕方）は、全ての基地局で共通であるとする。ＯＦＤＭＡとＭＩＭＯ伝送を利用する場合、無線リソースは、時間領域と周波数領域と空間領域とから構成される。一ユーザ端末２に対し複数の基地局１が連携したＭＩＭＯ伝送を行う場合、それら基地局には同じ無線リソースを割り当てる必要がある。

基地局コントローラ１０は、制御対象の基地局１の情報及び該基地局１に接続するユーザ端末２の情報を各基地局１から取得する。基地局コントローラ１０は、制御対象の基地局１の全てついて、その無線リソースの割当を一括で行う。基地局コントローラ１０は、無線リソース割当結果を各基地局１へ送信する。

図２は、本実施形態に係るセル構成の例である。図２の例では、セル内をセクタに分割していないが、本発明はセル内をセクタに分割する場合にも適用可能である。図２において、各基地局１（Ａ〜Ｇ）は、基地局コントローラ１０と有線で通信可能である。各基地局１（Ａ〜Ｇ）は、それぞれセル３Ａ〜３Ｇを提供する。ユーザ端末２は、在圏するセルの基地局１と無線接続し、通信することができる。複数のセルの重複部分（セル境界）に在るユーザ端末２は、その複数のセルの基地局１と無線接続し、通信することができる。さらに、セル境界に在るユーザ端末２は、複数の基地局１が連携したＭＩＭＯ伝送により、下り回線の通信を行うことができる。

以下、本実施形態の実施例を説明する。なお、以下の説明において、「シングルサイト接続」とは一ユーザ端末と一基地局で１対１の通信を行うことを指し、「マルチサイト接続」とは一ユーザ端末と複数の基地局で１対多の通信を行うことを指す。

図３は、本発明に係る基地局制御方法の実施例１のフローチャートである。以下、図３を参照して実施例１を説明する。

ステップＳ１：ユーザ端末２のＭＩＭＯモード等を決定する。ユーザ端末２のＭＩＭＯモード等の決定方法としては、以下の二通りの方法１，２が挙げられる。

（方法１）
ユーザ端末２が、接続先の基地局（以下、接続基地局と称する）１と、接続基地局１以外で自端末の周辺に在る基地局（以下、周辺基地局と称する）１とについて、無線受信品質を取得する。そして、ユーザ端末２が、その無線受信品質を用いて、基地局１の連携の有無、連携有の場合には連携する基地局（以下、連携基地局と称する）１の組合せ、及び、ＭＩＭＯモードを決定する。ユーザ端末２は、基地局１の連携の有無、連携有の場合には連携基地局１の組合せ、及び、ＭＩＭＯモードを、接続基地局１を介して基地局コントローラ１０へ通知する。

（方法２）
ユーザ端末２が、接続基地局１と周辺基地局１とについて、無線受信品質を取得する。ユーザ端末２は、接続基地局１と周辺基地局１の各無線受信品質を、接続基地局１を介して基地局コントローラ１０へ通知する。そして、基地局コントローラ１０が、ユーザ端末２毎に、その無線受信品質を用いて、基地局１の連携の有無、連携有の場合には連携基地局１の組合せ、及び、ＭＩＭＯモードを決定する。

無線受信品質は、無線区間における受信品質を表す情報である。無線受信品質としては、例えば、搬送波対干渉波及び雑音電力比（Carrier to Interference and Noise power Ratio：ＣＩＮＲ）、受信信号強度（Received Signal Strength Indicator：ＲＳＳＩ）などが利用可能である。

なお、ＣＩＮＲの測定においては、所望基地局を決める際、各基地局１に係るＲＳＳＩ及び基地局１間のＲＳＳＩの差に対してそれぞれ基準値を設定し、基準値を満たすＲＳＳＩ及びＲＳＳＩ差を持つ基地局１を所望基地局とする。そして、所望基地局とそれ以外の基地局１の組毎に、ＣＩＮＲの測定を行う。ここで、複数の基地局１が連携した通信を行う場合、該複数の基地局１を所望基地局としてＣＩＮＲの測定を行う。

また、基地局１の連携の有無の判断およびＭＩＭＯモードの決定は、例えば、各基地局１に係るＲＳＳＩと基地局１間のＲＳＳＩの差などを用いて行う。このとき、基地局１の連携の有無の判断方法として、例えば、ＲＳＳＩの閾値Ｔｈａ，Ｔｈｂ（但し、Ｔｈｂ＜Ｔｈａ）を設定し、ＲＳＳＩが閾値Ｔｈａ以上である基地局１を連携対象としてもよい。さらに、ＲＳＳＩが閾値Ｔｈｂ以上閾値Ｔｈａ未満である基地局１が、当該基地局連携通信に割当てられる無線リソースにおいて、当該基地局連携通信に対し干渉を抑制するため、電波を送信しないようにしてもよい。この場合、干渉の抑制のために電波を送信しない基地局１も、実際にユーザ端末２と通信する基地局１と共に、当該基地局連携通信に係る連携基地局に含める。

ステップＳ２：基地局コントローラ１０が、ステップＳ１でＭＩＭＯモード等が決定されたユーザ端末２の中から、割当対象の無線フレームに係る無線リソースを割り当てるユーザ端末２を選択する。このユーザ端末選択方法を説明する。
まず、ステップＳ１でＭＩＭＯモード等が決定されたユーザ端末（以下、選択対象ユーザ端末と称する）２毎に、（１）式により評価値Ｍ_ｉ（ｔ）を計算する。そして、評価値Ｍ_ｉ（ｔ）が最大である選択対象ユーザ端末２を、無線リソースを割り当てる対象（以下、選択ユーザ端末と称する）として決定する。なお、選択ユーザ端末２に対して実際に無線リソースが割り当てられる度に、各選択対象ユーザ端末２の評価値Ｍ_ｉ（ｔ）は再計算される。

但し、ｉは選択対象ユーザ端末２の識別子、ｔは（１）式の計算時刻である。Ｒ_{ｉｎｓｔ（ｉ）}（ｔ）は時刻ｔにおける識別子ｉの選択対象ユーザ端末２に係る瞬時通信速度である。Ｒ_{ａｖｅｒａｇｅ（ｉ）}（ｔ）は時刻ｔにおける識別子ｉの選択対象ユーザ端末２に係る平均通信速度である。αはフェアネスファクター（デフォルト値は１）である。ｃｏｓｔはコスト関数の値である。ｐｅｎａｌｔｙはペナルティ関数の値である。

ここで、評価値Ｍ_ｉ（ｔ）の計算式である（１）式について説明する。
（１）式において「Ｒ_{ｉｎｓｔ（ｉ）}（ｔ）／［Ｒ_{ａｖｅｒａｇｅ（ｉ）}（ｔ）］^α」は、選択対象ユーザ端末２の間の無線リソース割当に関する公平さ（フェアネス）の尺度である。Ｒ_{ａｖｅｒａｇｅ（ｉ）}（ｔ）は（２）式又は（３）式により計算する。（２）式は、前回のユーザ端末選択の結果、実際に無線リソースが割り当てられた選択対象ユーザ端末２に対して使用する。（３）式は、前回のユーザ端末選択の結果、無線リソースが割り当てられなかった選択対象ユーザ端末２に対して使用する。

但し、βは時定数である。

（１）式において「１／ｃｏｓｔ」は、基地局連携通信における周波数利用効率に関するコストの尺度である。コスト関数ｃｏｓｔの値は予め設定しておく。コスト関数ｃｏｓｔの値の例を示す。
連携基地局数が３の場合において、全連携基地局がユーザ端末と通信するときは、ｃｏｓｔ＝３、とする。
連携基地局数が３の場合において、２つの連携基地局がユーザ端末と通信し、残りの１つの連携基地局は当該基地局連携通信用の無線リソースで電波を送信しないときは、ｃｏｓｔ＝２．５、とする。
連携基地局数が２の場合において、全連携基地局がユーザ端末と通信するときは、ｃｏｓｔ＝２、とする。
連携基地局数が２の場合において、１つの連携基地局がユーザ端末と通信し、残りの１つの連携基地局は当該基地局連携通信用の無線リソースで電波を送信しないときは、ｃｏｓｔ＝１．５、とする。
基地局連携を行わない場合は、ｃｏｓｔ＝１、とする。
このように、一ユーザ端末２が占有する無線リソース量の多い場合ほど、コスト関数ｃｏｓｔの値が大きくなるようにする。「１／ｃｏｓｔ」によって、セルラ移動通信システム全体の無線リソースの利用効率を考慮することができる。

（１）式において「ｐｅｎａｌｔｙ」は、ユーザ端末２からの平均通信速度の要求値Ｒ_ｒｅｑに対する達成度の尺度である。この要求値Ｒ_ｒｅｑとして、セル境界で得たい平均通信速度の要求値としてもよい。ペナルティ関数ｐｅｎａｌｔｙの値は、（４）式により計算する。

但し、ｋ及びｎは定数（正の値）である。なお、（ｋ，ｎ）＝（１，０）とすると、ペナルティ関数ｐｅｎａｌｔｙの値は、平均通信速度Ｒ_{ａｖｅｒａｇｅ（ｉ）}（ｔ）とは無関係に、常に、１となる。この場合は、ペナルティ関数ｐｅｎａｌｔｙを評価値Ｍ_ｉ（ｔ）に含めないことと等価である。

説明を図３に戻す。
ステップＳ３：基地局コントローラ１０が、ステップＳ２で選択された選択ユーザ端末２に対し、ステップＳ１で決定された基地局連携の有無、連携有の場合には連携基地局１の組合せ、及び、ＭＩＭＯモードに基づいて、無線リソースが割り当て可能か否かを判断する。例えば、連携基地局数が２である場合、各連携基地局１が同一の未割当の無線リソースを有していないと、選択ユーザ端末２に対して無線リソースを割り当てることができない。ステップＳ３の結果、無線リソースが割り当て可能ならばステップＳ４に進み、一方、無線リソースが割り当て不可能ならば選択ユーザ端末２に無線リソースを割り当てず、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ４：基地局コントローラ１０が、選択ユーザ端末２がシングルサイト接続を行うのか、もしくはマルチサイト接続を行うのかを判断する。選択ユーザ端末２がシングルサイト接続を行う場合には（ステップＳ４、ＹＥＳ）、ステップＳ５に進み、一方、マルチサイト接続を行う場合には（ステップＳ４、ＮＯ）、ステップＳ６に進む。

ステップＳ５：基地局コントローラ１０が、シングルサイト接続を行う選択ユーザ端末２の情報をメモリに保持する。ここで保持される情報は、選択ユーザ端末２の識別子、選択ユーザ端末２に必要な無線リソース量などの情報である。

図４は、本実施例１に係る論理リソーステーブルの概念図である。基地局コントローラ１０は、制御対象の基地局１毎に、論理リソーステーブルを有する。論理リソーステーブルは、一無線フレームにおける無線リソースの割り当て結果を保持するためのものである。図４において、横軸は時間軸であってＯＦＤＭＡシンボル単位の刻みである。縦軸は周波数軸であってサブキャリア単位の刻みである。所定のサブキャリア数ｎ×所定のＯＦＤＭＡシンボル数ｍからなる矩形領域に相当する無線リソース量のことを、スロットと称する。スロットは、ＯＦＤＭＡシンボル数ｍの整数倍が一無線フレームのＯＦＤＭＡシンボル数となるように定義される。無線リソースの割り当ては、スロット単位で行われる。

ステップＳ５では、まだ、選択ユーザ端末２に割り当てるスロットの論理リソーステーブルへのマッピング（どの無線リソース領域を選択ユーザ端末２に割り当てるかの記録）を行わないが、選択ユーザ端末２に必要な無線リソース量を確保するために、基地局コントローラ１０が、選択ユーザ端末２に必要な無線リソース量に相当するスロット数をメモリに記憶すると共に、選択ユーザ端末２とシングルサイト接続する基地局１の割当可能スロット残数から選択ユーザ端末２に割り当てるスロット数を減算する。

ステップＳ６：基地局コントローラ１０が、マルチサイト接続を行う選択ユーザ端末２に必要な無線リソース量に相当するスロット数分を、該選択ユーザ端末２とマルチサイト接続する各連携基地局１の論理リソーステーブルにおいて同じ無線リソース領域にマッピングする。これにより、マルチサイト接続を行う選択ユーザ端末２に必要な無線リソース量が、該当する各連携基地局１において確保される。

ステップＳ７：ステップＳ５またはステップＳ６の後、基地局コントローラ１０は、制御対象の各基地局１の論理リソーステーブルを参照し、まだ割り当て可能な無線リソースが残っているかを調べる。この結果、割り当て可能な無線リソースが残っている場合にはステップＳ２に戻り、一方、割り当て可能な無線リソースがない場合にはステップＳ８に進む。

ステップＳ８：基地局コントローラ１０が、ステップＳ５で保持した情報に基づいて、シングルサイト接続を行う選択ユーザ端末２に割り当てるスロット数分を、該選択ユーザ端末２とシングルサイト接続する基地局１の論理リソーステーブルにおいてマッピングする。これにより、シングルサイト接続を行う選択ユーザ端末２に必要な無線リソース量が、該当する基地局１において確保される。

このように、論理リソーステーブルへのマッピングは、マルチサイト接続分を先に行い、その後、シングルサイト接続分を行うことにより、無線リソースを効率的に利用することが可能となる。これは、マルチサイト接続分は複数の連携基地局１で共通の無線リソースを確保しなければならないが、シングルサイト接続分は単独の基地局１で未割り当ての無線リソースを割り当てればよく、シングルサイト接続分のほうが無線リソース割当の自由度が大きいからである。

基地局コントローラ１０は、制御対象の各基地局１に対し、該当する論理リソーステーブルの無線リソース割当結果を送る。

上述したように本実施例１によれば、ユーザ端末間の無線リソース割当に関する公平さの尺度と、基地局連携通信における周波数利用効率に関するコストの尺度とを含む評価値に基づいて、無線リソースを割り当てるユーザ端末を選択する。これにより、複数の基地局が連携して一移動局と通信することで移動局個々の通信品質の向上を図ると共に、セルラ移動通信システム全体の無線リソースの利用効率の向上を図ることができるという効果が得られる。

また、無線リソースを割り当てるユーザ端末を選択する際に使用する評価値に対し、さらに平均通信速度の要求値に対する達成度の尺度を含めることにより、平均通信速度についてのユーザ満足度を考慮して、無線リソースを割り当てるユーザ端末を選択することができる。また、その平均通信速度の要求値として、セル境界で得たい平均通信速度の要求値を設定することにより、通信品質が劣化しやすいセル境界でのユーザ満足度を考慮することができる。

図５は、本発明に係る基地局制御方法の実施例２のフローチャートである。以下、図５を参照して実施例２を説明する。

ステップＳ２１：ユーザ端末２のＭＩＭＯモード等を決定する。このユーザ端末２のＭＩＭＯモード等の決定方法は、実施例１と同様であり、その説明を省略する。

ステップＳ２２：基地局コントローラ１０が、制御対象の各基地局１の論理リソーステーブルのクラスタ化を行う。

ここで、図６を参照して、論理リソーステーブルのクラスタ化を説明する。図６は、本実施例２に係るセルラ移動通信システムの通信エリアの区分けの例である。図６において、セルラ移動通信システムの通信エリアは、シングルサイト接続エリア（Ａｒｅａ０）とマルチサイト接続エリア（Ａｒｅａ１〜１５（図６中の丸数字１〜６でＡｒｅａ１〜６を示し、四角数字７〜１５でＡｒｅａ７〜１５を示す））とに分割される。マルチサイト接続エリアは、３つの基地局１が連携可能な３基地局連携エリア（Ａｒｅａ１〜６（図６中の丸数字１〜６のエリア）と、２つの基地局１が連携可能な２基地局連携エリア（Ａｒｅａ７〜１５（図６中の四角数字７〜１５のエリア）とに分けられる。なお、マルチサイト接続エリアを１５個のエリア（Ａｒｅａ１〜１５）に分割する理由は、連携基地局１の組合せが異なるからである。

図６の例では、エリア配置は、α、β、γの３つのパターンの組合せで構成される。これにより、α、β、γの３つのパターンで面的に展開すれば、シングルサイト接続エリアとマルチサイト接続エリアに対し、矛盾なく、無線リソースを割当てることが可能である。

図７は、図６のエリア配置に基づいた論理リソーステーブルのクラスタ化の例である。図７において、１個のシングルサイト接続エリア（Ａｒｅａ０）と１５個のマルチサイト接続エリア（Ａｒｅａ１〜１５）とのそれぞれに対し、論理サブチャネルが設けられる。論理サブチャネルは、当該エリアに割り当てられたサブキャリアの集合である。１個の論理サブチャネルは、スロットを構成するサブキャリア数ｎの整数倍とする。

シングルサイト接続エリア（Ａｒｅａ０）に在るユーザ端末２に対して無線リソースを割当てる場合には、当該エリアの基地局１のみの無線リソースを考慮すればよく、他の基地局１の無線リソースを考慮する必要がない。一方、マルチサイト接続エリア（Ａｒｅａ１〜１５）に在るユーザ端末２に対して無線リソースを割当てる場合には、基地局連携通信を行うことが可能であるので、複数の連携基地局１の共通の無線リソースを割り当てることを考慮する。

説明を図５に戻す。
ステップＳ２３：基地局コントローラ１０が、ステップＳ２１でＭＩＭＯモード等が決定されたユーザ端末２の中から、割当対象の無線フレームに係る無線リソースを割り当てるユーザ端末（選択ユーザ端末）２を選択する。このユーザ端末選択方法は、実施例１と同様であり、その説明を省略する。

ステップＳ２４：基地局コントローラ１０が、選択ユーザ端末２の所属するエリアを判断する。具体的には、選択ユーザ端末２の無線受信品質に基づいて、該選択ユーザ端末２がどのエリアに在るのかを判断する。或いは、選択ユーザ端末２の位置を示す情報（例えば、ユーザ端末２が有するＧＰＳ（Global Positioning System）で得られる位置情報）を該選択ユーザ端末２から取得し、該位置情報に基づいて該選択ユーザ端末２がどのエリアに在るのかを判断する。

ステップＳ２５：ステップＳ２６，Ｓ２７の処理を、選択ユーザ端末２の所属エリアに関して行う。
ステップＳ２６：基地局コントローラ１０が、選択ユーザ端末２に対し、ステップＳ２１で決定された基地局連携の有無、連携有の場合には連携基地局１の組合せ、及び、ＭＩＭＯモードに基づいて、所属エリアに係る無線リソースが割り当て可能か否かを判断する。ステップＳ２６の結果、所属エリアに係る無線リソースが割り当て可能ならばステップＳ２７に進み、一方、所属エリアに係る無線リソースが割り当て不可能ならば選択ユーザ端末２に無線リソースを割り当てず、ステップＳ２３に戻る。

ステップＳ２７：基地局コントローラ１０が、選択ユーザ端末２に必要な無線リソース量に相当するスロット数分を、選択ユーザ端末２との通信を行う基地局１の論理リソーステーブルにおいて選択ユーザ端末２の所属エリアの無線リソース領域でマッピングする。このとき、選択ユーザ端末２の所属エリアがマルチサイト接続エリア（Ａｒｅａ１〜１５）である場合には、選択ユーザ端末２と通信を行う各連携基地局１の論理リソーステーブルにおいて同じ無線リソース領域にマッピングする。

ステップＳ２８：基地局コントローラ１０が、制御対象の各基地局１の論理リソーステーブルを参照し、マルチサイト接続エリア（Ａｒｅａ１〜１５）に関して、まだ、マルチサイト接続を行うのに必要な分の割り当て可能な無線リソースが残っているかを調べる。この結果、割り当て可能な無線リソースが残っている場合にはステップＳ２３に戻り、一方、割り当て可能な無線リソースがない場合にはステップＳ２９に進む。

ステップＳ２９：基地局コントローラ１０が、制御対象の各基地局１の論理リソーステーブルを参照し、マルチサイト接続エリア（Ａｒｅａ１〜１５）に関して、まだ割り当て可能な無線リソースが残っているかを調べる。この結果、割り当て可能な無線リソースが残っている場合にはステップＳ３０に進み、一方、割り当て可能な無線リソースがない場合には図５の処理を終了する。

ステップＳ３０：基地局コントローラ１０が、ステップＳ２９でまだ割り当て可能な無線リソースが残っている基地局１に係るシングルサイト接続エリア（Ａｒｅａ０）に所属するユーザ端末２の中から、無線リソースを割り当てる対象（選択ユーザ端末）を選択する。

ステップＳ３１：基地局コントローラ１０が、ステップＳ３０で選択された選択ユーザ端末２に割り当てるスロット数分を、該選択ユーザ端末２の所属エリア（シングルサイト接続エリア（Ａｒｅａ０））の基地局１の論理リソーステーブルにおいて、当該スロット数分を割当可能なマルチサイト接続エリアの論理サブチャネル上にマッピングする。

なお、ステップＳ３０で、シングルサイト接続エリアに所属するユーザ端末１を選択する理由は、シングルサイト接続する先の基地局１と異なる他の基地局１と共通の無線リソースを割当てる必要がないからである。また、マルチサイト接続は、主にセル境界に在るユーザ端末２に適用されるので、使用される変調方式などの条件によって必要となるスロット数が多くなることが考えられる。一方、基地局近傍のシングルサイト接続エリアに所属するユーザ端末２は、セル境界に在るユーザ端末２に比べて伝送効率のよい変調方式を使用する可能性が高く、従って、セル境界に在るユーザ端末２に比べて少ないスロット数で通信を行うことが可能である。これにより、シングルサイト接続エリアに所属するユーザ端末１ならば、マルチサイト接続を行うには不十分の割り当て可能な無線リソース量であっても、無線リソース領域を有効に利用することが可能である。

上述したように本実施例２においても、実施例１と同様に、複数の基地局が連携して一移動局と通信することで移動局個々の通信品質の向上を図ると共に、セルラ移動通信システム全体の無線リソースの利用効率の向上を図ることができるという効果が得られる。また、無線リソースを割り当てるユーザ端末を選択する際に使用する評価値に対し、さらに平均通信速度の要求値に対する達成度の尺度を含めることにより、平均通信速度についてのユーザ満足度を考慮して、無線リソースを割り当てるユーザ端末を選択することができる。また、その平均通信速度の要求値として、セル境界で得たい平均通信速度の要求値を設定することにより、通信品質が劣化しやすいセル境界でのユーザ満足度を考慮することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１…基地局、２…移動局（ユーザ端末）、１０…基地局コントローラ

Claims

複数の基地局を配置し、各基地局の通信エリアによって連続的な通信サービスエリアを構築するセルラ移動通信システムにおいて、複数の基地局を制御する基地局制御装置であって、
移動局間の無線リソース割当に関する公平さの尺度と、複数の基地局が連携して移動局と通信を行う基地局連携通信における周波数利用効率に関するコストの尺度とを含む評価値を移動局毎に算出する評価値算出手段と、
前記評価値に基づいて、無線リソースを割り当てる移動局を選択する移動局選択手段と、
該選択された移動局に割り当てる無線リソースを、該移動局と通信を行う基地局で確保する無線リソース割当手段と、を備え、
前記コストの尺度は、一移動局が占有する無線リソースを提供する基地局の数が多いほどコスト増となる、
ことを特徴とする基地局制御装置。
複数の基地局を配置し、各基地局の通信エリアによって連続的な通信サービスエリアを構築するセルラ移動通信システムにおいて、複数の基地局を制御する基地局制御装置であって、
移動局間の無線リソース割当に関する公平さの尺度と、複数の基地局が連携して移動局と通信を行う基地局連携通信における周波数利用効率に関するコストの尺度とを含む評価値を移動局毎に算出する評価値算出手段と、
前記評価値に基づいて、無線リソースを割り当てる移動局を選択する移動局選択手段と、
該選択された移動局に割り当てる無線リソースを、該移動局と通信を行う基地局で確保する無線リソース割当手段と、を備え、
前記無線リソース割当手段は、一移動局と複数の基地局で１対多の通信を行うマルチサイト接続分の無線リソースを先に割り当ててから、一移動局と一基地局で１対１の通信を行うシングルサイト接続分の無線リソースを割り当てる、
ことを特徴とする基地局制御装置。
複数の基地局を配置し、各基地局の通信エリアによって連続的な通信サービスエリアを構築するセルラ移動通信システムにおいて、複数の基地局を制御する基地局制御装置であって、
移動局間の無線リソース割当に関する公平さの尺度と、複数の基地局が連携して移動局と通信を行う基地局連携通信における周波数利用効率に関するコストの尺度とを含む評価値を移動局毎に算出する評価値算出手段と、
前記評価値に基づいて、無線リソースを割り当てる移動局を選択する移動局選択手段と、
該選択された移動局に割り当てる無線リソースを、該移動局と通信を行う基地局で確保する無線リソース割当手段と、を備え、
前記基地局の通信エリアは、一移動局と一基地局で１対１の通信を行うシングルサイト接続エリアと、一移動局と複数の基地局で１対多の通信を行うマルチサイト接続エリアと、に区分けされており、
前記無線リソース割当手段は、前記マルチサイト接続エリアに所属する移動局に対する無線リソースを先に確保してから、当該マルチサイト接続エリアにまだ割り当て可能な無線リソースが残っている場合には、当該まだ割り当て可能な無線リソースが残っている基地局に係るシングルサイト接続エリアに所属する移動局に対する無線リソースの割り当てを行う、
ことを特徴とする基地局制御装置。
複数の基地局を配置し、各基地局の通信エリアによって連続的な通信サービスエリアを構築するセルラ移動通信システムにおいて、複数の基地局を制御する基地局制御方法であって、
移動局間の無線リソース割当に関する公平さの尺度と、複数の基地局が連携して移動局と通信を行う基地局連携通信における周波数利用効率に関するコストの尺度とを含む評価値を移動局毎に算出するステップと、
前記評価値に基づいて、無線リソースを割り当てる移動局を選択するステップと、
該選択された移動局に割り当てる無線リソースを、該移動局と通信を行う基地局で確保するステップと、を含み、
前記コストの尺度は、一移動局が占有する無線リソースを提供する基地局の数が多いほどコスト増となる、
ことを特徴とする基地局制御方法。
複数の基地局を配置し、各基地局の通信エリアによって連続的な通信サービスエリアを構築するセルラ移動通信システムにおいて、複数の基地局を制御する基地局制御方法であって、
移動局間の無線リソース割当に関する公平さの尺度と、複数の基地局が連携して移動局と通信を行う基地局連携通信における周波数利用効率に関するコストの尺度とを含む評価値を移動局毎に算出するステップと、
前記評価値に基づいて、無線リソースを割り当てる移動局を選択するステップと、
該選択された移動局に割り当てる無線リソースを、該移動局と通信を行う基地局で確保する無線リソース割当ステップと、を含み、
前記無線リソース割当ステップにおいては、一移動局と複数の基地局で１対多の通信を行うマルチサイト接続分の無線リソースを先に割り当ててから、一移動局と一基地局で１対１の通信を行うシングルサイト接続分の無線リソースを割り当てる、
ことを特徴とする基地局制御方法。
複数の基地局を配置し、各基地局の通信エリアによって連続的な通信サービスエリアを構築するセルラ移動通信システムにおいて、複数の基地局を制御する基地局制御方法であって、
移動局間の無線リソース割当に関する公平さの尺度と、複数の基地局が連携して移動局と通信を行う基地局連携通信における周波数利用効率に関するコストの尺度とを含む評価値を移動局毎に算出するステップと、
前記評価値に基づいて、無線リソースを割り当てる移動局を選択するステップと、
該選択された移動局に割り当てる無線リソースを、該移動局と通信を行う基地局で確保する無線リソース割当ステップと、を含み、
前記基地局の通信エリアは、一移動局と一基地局で１対１の通信を行うシングルサイト接続エリアと、一移動局と複数の基地局で１対多の通信を行うマルチサイト接続エリアと、に区分けされており、
前記無線リソース割当ステップにおいては、前記マルチサイト接続エリアに所属する移動局に対する無線リソースを先に確保してから、当該マルチサイト接続エリアにまだ割り当て可能な無線リソースが残っている場合には、当該まだ割り当て可能な無線リソースが残っている基地局に係るシングルサイト接続エリアに所属する移動局に対する無線リソースの割り当てを行う、
ことを特徴とする基地局制御方法。