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公開番号2025041093
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2023148185
出願日2023-09-13
発明の名称制御装置、制御装置により行なわれる方法、及びプログラム
出願人日本電気株式会社
代理人個人
主分類H04W 36/20 20090101AFI20250318BHJP(電気通信技術)
要約【課題】部分的ウェイト生成法を利用する際にサブセット間干渉及びサブセット内干渉の両方の低減に寄与する。
【解決手段】制御装置は、第2の無線端末と1又はそれ以上の第1の無線端末のうち少なくとも1つとの間の干渉レベルが第1の程度より大きく第3の程度より小さい第2の程度であると推定される場合、空間多重送信のために時間及び周波数リソースを第2の無線端末に割り当てるために、第2の無線端末が当該少なくとも1つの第1の無線端末と同じ無線端末サブセットに所属する必要があると判断する。一方、制御装置は、第2の無線端末と1又はそれ以上の第1の無線端末のうち少なくとも1つとの間の干渉レベルが第2の程度より大きい第3の程度であると推定される場合、第2の無線端末はいずれの無線端末サブセットに属することも許可されず、時間及び周波数リソース上での空間多重送信から第2の無線端末が除外されると判断する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
複数のアンテナを備える基地局装置と同一の時間及び周波数リソースにおいて空間多重送信を行う複数の無線端末サブセットを決定する手段を備え、
各無線端末サブセットは、前記複数のアンテナから選択された対応する基地局アンテナサブセットとの間で前記時間及び周波数リソース上でサブセット単位のmultiple-input multiple-output (MIMO) 送信を行う１又はそれ以上の無線端末を含み、
前記決定する手段は、
第２の無線端末と、前記空間多重送信のために前記時間及び周波数リソースを共用すると既に決定されている１又はそれ以上の第１の無線端末の各々との間の干渉レベルが第１の程度であると推定される場合、前記第２の無線端末に前記時間及び周波数リソースを割り当て可能であり且つ前記第２の無線端末が任意の無線端末サブセットに所属可能であると判断し、
前記第２の無線端末と前記１又はそれ以上の第１の無線端末のうち少なくとも１つとの間の干渉レベルが前記第１の程度より大きく第３の程度より小さい第２の程度であると推定される場合、前記空間多重送信のために前記時間及び周波数リソースを前記第２の無線端末に割り当てるために、前記第２の無線端末が前記少なくとも１つの第１の無線端末と同じ無線端末サブセットに所属する必要があると判断し、
前記第２の無線端末と前記１又はそれ以上の第１の無線端末のうち少なくとも１つとの間の干渉レベルが前記第１の程度及び前記第２の程度より大きい前記第３の程度であると推定される場合、前記第２の無線端末はいずれの無線端末サブセットに属することも許可されず、前記時間及び周波数リソース上での前記空間多重送信から前記第２の無線端末が除外されると判断する、
よう適合される、
制御装置。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記空間多重送信のために前記複数の無線端末サブセットに所属可能と判定された無線端末の数に応じて、前記第１の程度と前記第２の程度との間の第１の境界及び前記第２の程度と前記第３の程度との間の第２の境界のうち一方又は両方を調整する手段をさらに備える、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記調整する手段は、前記無線端末の数が基準値を下回るなら、前記第１の境界の値、若しくは前記第２の境界の値、又はこれら両方を現在の値と比べて大きくするよう適合される、
請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記決定する手段は、前記１又はそれ以上の第１の無線端末の各々と前記第２の無線端末との間の干渉の度合いを表す指標に基づいて、前記干渉レベルが前記第１、第２、及び第３の程度のいずれであると推定されるかを判定するよう適合される、
請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記第１の程度と前記第２の程度との間の第１の境界、及び前記第２の程度と前記第３の程度との間の第２の境界を前記指標に基づいて設定する手段をさらに備える、
請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記決定する手段は、前記１又はそれ以上の第１の無線端末が所属する又は所属可能である１又はそれ以上の無線端末サブセットの各々と前記第２の無線端末との間の干渉の度合いを表す指標を計算し、前記干渉レベルが前記第１、第２、及び第３の程度のいずれであると推定されるかを前記指標に基づいて判定するよう適合される、
請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記第１の程度と前記第２の程度との間の第１の境界、及び前記第２の程度と前記第３の程度との間の第２の境界を前記指標に基づいて、設定する手段をさらに備える、
請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
各第１の無線端末と前記複数のアンテナの一部又は全部との間のチャネル情報、及び前記第２の無線端末と前記複数のアンテナの一部又は全部との間のチャネル情報に基づいて、前記指標を算出する手段をさらに備える、
請求項４に記載の制御装置。
【請求項９】
複数のアンテナを備える基地局装置と同一の時間及び周波数リソースにおいて空間多重送信を行う複数の無線端末サブセットを決定することを備え、
各無線端末サブセットは、前記複数のアンテナから選択された対応する基地局アンテナサブセットとの間で前記時間及び周波数リソース上でサブセット単位のmultiple-input multiple-output (MIMO) 送信を行う１又はそれ以上の無線端末を含み、
前記決定することは、
第２の無線端末と、前記空間多重送信のために前記時間及び周波数リソースを共用すると既に決定されている１又はそれ以上の第１の無線端末の各々との間の干渉レベルが第１の程度であると推定される場合、前記第２の無線端末に前記時間及び周波数リソースを割り当て可能であり且つ前記第２の無線端末が任意の無線端末サブセットに所属可能であると判断し、
前記第２の無線端末と前記１又はそれ以上の第１の無線端末のうち少なくとも１つとの間の干渉レベルが前記第１の程度より大きく第３の程度より小さい第２の程度であると推定される場合、前記空間多重送信のために前記時間及び周波数リソースを前記第２の無線端末に割り当てるために、前記第２の無線端末が前記少なくとも１つの第１の無線端末と同じ無線端末サブセットに所属する必要があると判断し、
前記第２の無線端末と前記１又はそれ以上の第１の無線端末のうち少なくとも１つとの間の干渉レベルが前記第１の程度及び前記第２の程度より大きい前記第３の程度であると推定される場合、前記第２の無線端末はいずれの無線端末サブセットに属することも許可されず、前記時間及び周波数リソース上での前記空間多重送信から前記第２の無線端末が除外されると判断する、
ことを備える、
制御装置により行なわれる方法。
【請求項１０】
方法をコンピュータに行わせるプログラムであって、
前記方法は、複数のアンテナを備える基地局装置と同一の時間及び周波数リソースにおいて空間多重送信を行う複数の無線端末サブセットを決定することを備え、
各無線端末サブセットは、前記複数のアンテナから選択された対応する基地局アンテナサブセットとの間で前記時間及び周波数リソース上でサブセット単位のmultiple-input multiple-output (MIMO) 送信を行う１又はそれ以上の無線端末を含み、
前記決定することは、
第２の無線端末と、前記空間多重送信のために前記時間及び周波数リソースを共用すると既に決定されている１又はそれ以上の第１の無線端末の各々との間の干渉レベルが第１の程度であると推定される場合、前記第２の無線端末に前記時間及び周波数リソースを割り当て可能であり且つ前記第２の無線端末が任意の無線端末サブセットに所属可能であると判断し、
前記第２の無線端末と前記１又はそれ以上の第１の無線端末のうち少なくとも１つとの間の干渉レベルが前記第１の程度より大きく第３の程度より小さい第２の程度であると推定される場合、前記空間多重送信のために前記時間及び周波数リソースを前記第２の無線端末に割り当てるために、前記第２の無線端末が前記少なくとも１つの第１の無線端末と同じ無線端末サブセットに所属する必要があると判断し、
前記第２の無線端末と前記１又はそれ以上の第１の無線端末のうち少なくとも１つとの間の干渉レベルが前記第１の程度及び前記第２の程度より大きい前記第３の程度であると推定される場合、前記第２の無線端末はいずれの無線端末サブセットに属することも許可されず、前記時間及び周波数リソース上での前記空間多重送信から前記第２の無線端末が除外されると判断する、
ことを備える、
プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線通信システムに関し、特に、基地局と複数の無線端末との間の同一時間及び周波数リソースを用いた空間多重送信に関する。
続きを表示（約 3,800 文字）【背景技術】
【０００２】
Massive multiple-input multiple-output (MIMO)は、3rd Generation Partnership Project (3GPP（登録商標）) 第5世代（Fifth Generation (5G)）システムで使用されている物理レイヤ技術である。Massive MIMO (mMIMO) 技術では、無線アクセスネットワーク（Radio Access Network (RAN)）の基地局（i.e., 5GシステムのgNB）は、多数のアンテナを備えるアンテナアレイを使用する。アンテナアレイは、デジタルビームフォーミングに使用され、特に同じ時間及び周波数リソース上に多数の無線端末（i.e., User Equipments (UEs)）を空間多重するマルチユーザMIMO (MU-MIMO) に使用される。空間的に分散したアンテナアレイは、基地局が提供する１つのセル内に配置されてもよい。
【０００３】
Beyond 5G またはSixth Generation (6G) の重要な技術の１つに分散MIMO（Distributed MIMO）がある。分散MIMOの基本的なアイデアは、広域に分散した複数の無線端末にサービスを提供するために、各々が１つまたは複数のアンテナを備えた複数の無線装置を広域に分散して配置するというものである（例えば、非特許文献１及び２を参照）。分散された無線装置の各々は、ディジタル・ベースバンド信号処理を担う制御装置に伝送路を介して接続される。ディジタル・ベースバンド信号処理を担う制御装置は、例えば、ベースバンドユニット、ディジタルユニット、分散ユニット（Distributed Unit (DU)）、central processing unit (CPU)、又はエッジ・クラウド・プロセッサと呼ばれる。分散MIMOは、セルフリーMassive MIMO又は分散アンテナシステム（Distributed Antenna System (DAS)）と呼ばれることもある。分散された各無線装置は、transmission and reception point (TRP) 、radio unit (RU)、remote radio head、又はアクセスポイント（Access Point (AP)）と呼ばれることもある。
【０００４】
分散MIMOは、既存の集中型MIMOと同様に、MU-MIMO伝送をサポートする。MU-MIMOの基地局は、ダウンリンク送信時およびアップリンク受信時に、それぞれプリコーディングウェイトおよびポストコーディングウェイトを用いて信号をディジタル合成することで、無線端末間の干渉を除去できる。ポストコーディングウェイトは、合成ウェイト、受信合成ウェイト、受信ウェイト、空間フィルタリング・ウェイト等と呼ばれることもある。以下、プリコーディングウェイト及びポストコーディングウェイトをまとめてウェイトと呼称する。
【０００５】
非特許文献２は、分散MU-MIMOシステムにおけるウェイト計算の演算量を削減する方法を提案している。非特許文献２で提案された手法では、制御装置は、基地局の複数の無線装置により提供されるサービスエリア内の複数の無線端末から選択された無線端末のサブセット（又はクラスタ）を形成する。制御装置は、形成された無線端末のサブセットにサービスを提供する（serving）アンテナのサブセット（又はクラスタ）を複数の無線装置の複数のアンテナからさらに選ぶ。以下では、選択された無線端末のサブセット（以下、通信無線端末サブセットと呼ぶ）及びこれら選択された無線端末にサービスを提供するアンテナのサブセット（以下、アンテナサブセットと呼ぶ）の組み合わせをサブシステムと呼ぶ。通信無線端末サブセットは、対応するアンテナサブセットとの間で同一の時間及び周波数リソース上でサブセット単位のMIMO送信を行う１又はそれ以上の無線端末を含む。基地局又はその制御装置は、zero forcing (ZF) 又はminimum mean squared error (MMSE）ウェイトをサブシステム毎に生成する。これは、ウェイト生成における逆行列計算に要する演算量を削減する。なお、基地局又はその制御装置は、サブシステム毎のウェイト計算時に干渉源として考慮される無線端末（以下、干渉無線端末と呼ぶ）をさらに選択してもよい。この場合、１つのサブシステムは、通信無線端末サブセット、アンテナサブセット、及び干渉無線端末のサブセット（以下、干渉無線端末サブセットと呼ぶ）の組み合わせである。以下では、非特許文献２に記載されているように、基地局がサブシステム単位でウェイトを計算する方法を部分的又は局所的ウェイト生成法と呼ぶ。一方、基地局又はその制御装置が、制御装置に接続された複数のアンテナの全てと、これら複数のアンテナによりサービスを提供される全ての無線端末をまとめて考慮してウェイトを計算する方法を全体（global）ウェイト生成法と呼ぶ。
【０００６】
部分的ウェイト生成法は、ウェイト生成における逆行列計算に要する演算量を削減する一方、全体ウェイト生成法と比較して無線端末間の干渉による通信品質の劣化をもたらす。この無線端末間の干渉は、サブセット内干渉とサブセット間干渉に分けられる。サブセット内干渉は、部分的ウェイト生成法による干渉除去の後に残存する同一の通信無線端末サブセットに属する無線端末間の干渉である。サブセット間干渉は、部分的ウェイト生成法によって考慮されていない他の無線端末サブセットから、通信無線端末サブセットに属する無線端末への干渉である。部分的ウェイト生成法の利用時には、サブセット間干渉による特性劣化が顕著である。
【０００７】
非特許文献２は、サブセット間干渉を低減する無線リソース割当方法を提案している。非特許文献２に提案された方法は、干渉オフセット距離を定義し、複数の無線端末サブセット（又はクラスタ）を干渉オフセット距離に基づいて分類又は分割する。非特許文献２の用語法では、複数の無線端末サブセットは複数の「レイヤ」に分割される。非特許文献２に提案された方法は、時間スケジューリングロスを犠牲にしてサブセット間干渉を緩和するために、各レイヤに所定の順序で送信機会（又は時間リソース）を与える。
【０００８】
具体的には、非特許文献２に提案された方法は、クラスタ重心間の距離が予め定義された干渉オフセット距離以上である複数の無線端末サブセットを第１のレイヤに配置する。さらに、当該方法は、第１のレイヤに属するいずれかの無線端末サブセットとの距離が干渉オフセット距離を下回り、且つ互いの距離が干渉オフセット距離以上である他の複数の無線端末サブセットを第２のレイヤに配置することができる。干渉オフセット距離は、例えば、２つの近傍の無線端末サブセット間の平均距離の倍数として定義される。そして、当該方法は、空間多重送信のための周波数リソースを時分割で第１及び第２のレイヤに順番に割り当てる。言い換えると、同一の時間及び周波数リソースを用いた空間多重送信はレイヤ単位で行われ、異なるレイヤは同一の周波数及び時間リソースを空間多重送信のために共用しない。
【０００９】
一方、特許文献１は、MU-MIMO送信のために空間多重される無線端末（UEs）の組み合わせによってはプリコーディングウェイトを送信信号に乗算しても無線端末相互にヌルが十分に向けられず特性が大幅に劣化すること、したがって多重される無線端末の組み合わせを適切に決定するのが好ましいことを指摘している。特許文献１は、複数の無線端末の中から、同一の時間及び周波数リソース上でMU-MIMO送信を受信する無線端末群を決定する方法を開示している。具体的には、この方法は、既に無線端末群に属すると決定されている第１の無線端末の受信電力ベクトルと新たに無線端末群に追加される候補の第２無線端末の受信電力ベクトルとの内積に基づいて、無線端末ごとのSignal to Interference and Noise Ratio (SINR) を計算し、第２の無線端末を新たに無線端末群に追加した場合のスループットを示すメトリックを計算されたSINRを用いてさらに計算する。そして、当該方法は、第２の無線端末を追加する前に比べてメトリックが増加するかを判定し、メトリックが増大する場合には、第２の無線端末を無線端末群に追加すると決定する。
【００１０】
以降、特に断らない限り、本明細書で使用される「無線端末のサブセット」又は「無線端末サブセット」との用語は、通信無線端末サブセット、又は通信無線端末サブセットと干渉無線端末サブセットの和集合として定義されるサブセットを意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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