JP6581530B2 - 基地局 - Google Patents
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Description
図3は、実施の形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。実施の形態に係る無線通信システムは、MassiveMIMOをサポートする基地局1と、移動局UE1〜NUまでの「NU」台の移動局UEとを含む。以下の説明において、移動局UE1〜NUを区別しない場合、単に「移動局UE」と記載する。また、「NU」台の移動局UEのうち特定の移動局UEを示す場合、「移動局UE(i)」、「移動局UE(j)」などと記載する。なお、i、j=1〜NUである。
本実施の形態では、基地局1は、MMセル内に存在する「NU」台の移動局UEの中から、適切な移動局UEの組み合わせを選択してMU−MIMO通信を行う。
図5は、実施の形態に係る基地局の機能構成例を示す図である。図5に示すように、基地局1は、信号送信部101、信号受信部102、取得部103、及び選択部104を有する。図5は、本実施の形態における主要な機能部のみを示すものであり、本無線通信システムで用いられる通信方式に準拠した動作を行うための図示しない機能も有するものである。ただし、後述する「<処理手順>」で説明する基地局1の処理の一部(例:特定の1つ又は複数の処理手順、具体例、変形例のみ等)を実行可能としてもよい。
図6は、実施の形態に係る基地局のハードウェア構成例を示す図である。図6は、図5よりも実装例に近い構成を示している。図6に示すように、基地局1は、無線信号に関する処理を行うRF(Radio Frequency)モジュール201と、ベースバンド信号処理を行うBB(Base Band)処理モジュール202と、上位レイヤ等の処理を行う装置制御モジュール203と、他の基地局等と通信を行う通信IF204とを有する。
続いて、基地局1の選択部104が、取得部103で取得されたチャネル行列(H1〜HNU)に基づいて、MMセル内に存在する「NU」台の移動局UEの中からMU−MIMO通信を行う移動局UEの組み合わせを選択する際の処理手順について説明する。
処理手順(その1)では、選択部104は、複数の移動局UE1〜NUの各々との間のチャネル行列(H1〜HNU)から2つの移動局(ここではi及びjとする)のチャネル行列(Hi及びHj)の相関値を算出し、全ての2つの移動局の組み合わせにおいて相関値が所定の閾値以下になるように複数の移動局UEの組み合わせを選択する。
選択部104は、複数の候補のうち移動局UEの数が少ない候補(又は移動局UEの数が多い候補)を選択するようにしてもよいし、移動局UEの所望の品質(例えば希望するスループット)に基づいて複数の候補のうちいずれか1つの候補を選択するようにしてもよい。例えば、高いスループットを望まないような移動局UEが存在する場合(例えば移動局UEがMTC(Machine Type Communication)端末である場合など)、選択部104は、当該移動局UEが含まれていない候補を選択するようにしてもよい。
選択部104は、選択する移動局UEの数が予め設定された閾値以下になる候補を選択するようにしてもよい。例えば、選択する移動局UEの数として予め「2」が設定されている場合、選択部104は、移動局UE3及び移動局UE4の候補を選択するようにしてもよい。
また、選択部104は、複数の候補の各々について、移動局UEごとの等価チャネル(H×W)を算出すると共に、等価チャネルを特異値分解することで求められる固有値に基づいて、通信品質が高くなると判断される候補を選択するようにしてもよい。例えば、選択部104は、チャネル行列(H1、H3、H4)と、移動局UE1、UE3及びUE4を組み合わせた場合における直交化ウェイト(W1、W3、W4)とを乗算することで求められる等価チャネル(H1×W1、H3×W3、H4×W4)の各々の固有値と、チャネル行列(H3、H4)と、移動局UE3及びUE4を組み合わせた場合における直交化ウェイト(W3、W4)とを乗算することで求められる等価チャネル(H3×W3、H4×W4)の各々の固有値とを比較することで、通信品質が高くなると判断される候補を選択するようにしてもよい。固有値から通信品質が高くなると判断される候補を選択する方法についてはどのような方法が用いられてもよいが、選択部104は、例えば、システム帯域全体のサブキャリア毎の等価チャネル(H1×W1、H3×W3、H4×W4)の各々の固有値の合計と、システム帯域全体のサブキャリア毎等価チャネル(H3×W3、H4×W4)の各々の固有値の合計値とを比較し、合計値が大きい候補を選択するようにしてもよい。
前述の通り、移動局UEの間で無線信号を直交させつつ高い通信品質が得られる移動局の組み合わせを選択する場合、基地局1は、基地局1自身と各移動局UEとの間のチャネル行列(H)を用いて、基地局1の各送信アンテナに乗算する直交化ウェイト(W)を算出すると共に、チャネル行列(H)に直交化ウェイト(W)を乗算した等価チャネル(H×W)に基づいて所定の計算を行うことで高い通信品質が得られる移動局UEの組み合わせを選択することができる。この場合、周波数が異なることによるチャネル行列(H)の変動を考慮するために、直交化ウェイト(W)及び等価チャネル(H×W)の計算をバンド帯域全体で行うのが望ましい。
処理手順(その2−1)では、選択部104は、複数の移動局UE1〜NUのうちMU−MIMOによる通信を行う複数の移動局の組み合わせの候補ごとに、いずれかのサブバンド内におけるチャネル行列を用いて直交化ウェイトを算出する。
処理手順(その2−2)では、選択部104は、サブバンド毎に移動局UEの組み合わせ候補を予め限定し、限定された移動局UEの組み合わせ候補に対して直交化ウェイトを算出するようにする。より具体的には、選択部104は、複数の移動局UE1〜NUの各々を任意のサブバンドに割当て、サブバンドごとに割当てられた複数の移動局UEにおける全ての組み合わせ候補に対して、割当てられたサブバンド内のチャネル行列を用いて直交化ウェイトを算出する。
処理手順(その2)で説明したように、移動局UEの間で無線信号を直交させつつ高い通信品質が得られる移動局の組み合わせを選択する場合、基地局1は、基地局1自身と各移動局UEとの間のチャネル行列(H)を用いて、基地局1の各送信アンテナに乗算する直交化ウェイト(W)を算出すると共に、チャネル行列(H)に直交化ウェイト(W)を乗算した等価チャネル(H×W)に基づいて所定の計算を行うことで高い通信品質が得られる移動局UEの組み合わせを選択することができる。しかしながら、MassiveMIMO基地局は多数のアンテナ素子を有していることから、チャネル行列(H)のサイズが大きく、直交化ウェイト(W)及び等価チャネル(H×W)の算出に必要な計算量が増加してしまうことになる。
以上、処理手順(その3)について説明した。なお、サブマトリックスを用いた直交化ウェイト(W)の計算は、あくまでMU−MIMOによる通信を行う移動局UEの組み合わせを選択するために行われる。従って、実際にMU−MIMOの通信を行う場合、基地局1は、選択された移動局UEの組み合わせに対して、元のチャネル行列(H)を用いて直交化ウェイト(W)の計算をし直すようにしてもよい。
以上、実施の形態によれば、基地局と複数の移動局とを備える無線通信システムにおいて前記複数の移動局と通信を行う基地局であって、前記複数の移動局の各々との間のチャネル行列を取得する取得部と、前記複数の移動局のうち、マルチユーザMIMOによる通信を行う複数の移動局の組み合わせを選択する選択部と、選択された前記組み合わせにおける複数の移動局とマルチユーザMIMOによる通信を行う通信部と、を有し、前記選択部は、前記複数の移動局のうち2つの移動局のチャネル行列の相関値を算出し、全ての移動局の組み合わせにおいて相関値が所定の閾値以下になるように前記複数の移動局の組み合わせを選択する、基地局が提供される。この基地局1により、MU−MIMOを用いる無線通信システムにおいて、MU−MIMOを行う移動局の組み合わせの選択を迅速に行うことが可能な技術が提供される。
以上説明した実施の形態における「処理手順(その1)」〜「処理手順(その3)」は、任意に組み合わせることができる。
UE 移動局
101 信号送信部
102 信号受信部
103 取得部
104 選択部
201 RFモジュール
202 BB処理モジュール
203 装置制御モジュール
204 通信IF
Claims (5)
- 基地局と複数の移動局とを備える無線通信システムにおいて前記複数の移動局と通信を行う基地局であって、
前記複数の移動局の各々との間のチャネル行列を取得する取得部と、
前記複数の移動局のうち、マルチユーザMIMOによる通信を行う複数の移動局の組み合わせを選択する選択部と、
選択された前記組み合わせにおける複数の移動局とマルチユーザMIMOによる通信を行う通信部と、
を有し、
前記選択部は、チャネル行列から生成される縦ベクトルのうち、当該基地局の一部のアンテナにおける縦ベクトルを用いて前記複数の移動局のうち2つの移動局のチャネル行列の相関値を算出し、全ての移動局の組み合わせにおいて相関値が所定の閾値以下になるように前記複数の移動局の組み合わせを選択する、基地局。 - 基地局と複数の移動局とを備える無線通信システムにおいて前記複数の移動局と通信を行う基地局であって、
前記複数の移動局の各々との間のチャネル行列を取得する取得部と、
前記複数の移動局のうち、マルチユーザMIMOによる通信を行う複数の移動局の組み合わせを選択する選択部と、
選択された前記組み合わせにおける複数の移動局とマルチユーザMIMOによる通信を行う通信部と、
を有し、
前記選択部は、システム帯域全体を複数のサブバンドに分割し、該複数のサブバンドのうちいずれかのサブバンド内におけるチャネル行列を用いて直交化ウェイト及び等価チャネルを算出することで、前記複数の移動局の組み合わせを選択する、基地局。 - 前記選択部は、前記複数の移動局のうち、マルチユーザMIMOによる通信を行う複数の移動局の組み合わせの候補ごとに、いずれかのサブバンド内におけるチャネル行列を用いて直交化ウェイト及び等価チャネルを算出する、請求項2に記載の基地局。
- 前記選択部は、前記複数の移動局の各々を前記複数のサブバンドのうち任意のサブバンドに割当て、前記複数のサブバンドごとに割当てられた複数の移動局の中における移動局の組み合わせ候補に対して、割当てられたサブバンド内のチャネル行列を用いて直交化ウェイト及び等価チャネルを算出することで、前記複数の移動局の組み合わせを選択する、請求項2に記載の基地局。
- 基地局と複数の移動局とを備える無線通信システムにおいて前記複数の移動局と通信を行う基地局であって、
前記複数の移動局の各々との間のチャネル行列を取得する取得部と、
前記複数の移動局のうち、マルチユーザMIMOによる通信を行う複数の移動局の組み合わせを選択する選択部と、
選択された前記組み合わせにおける複数の移動局とマルチユーザMIMOによる通信を行う通信部と、
を有し、
前記選択部は、前記チャネル行列を示すチャネル行列の一部を切り出したサブ行列を用いて直交化ウェイト及び等価チャネルを算出することで、マルチユーザMIMOによる通信を行う2以上の移動局として選択する、基地局。
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