WO2024075353A1 - 制御装置、方法及びプログラム - Google Patents

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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/12—Access point controller devices

Definitions

  • the present invention relates to a control device, method, and program for determining an access point cluster for each user terminal in an open wireless access network.
  • CF-mMIMO Cell-free massive MIMO
  • CPU Central processing unit
  • APs Access points
  • AP clustering technology In order to reduce the amount of signal processing in the CPU, AP clustering technology has been proposed that selects a group of APs (AP clusters) that transmit and receive data for each user [Non-Patent Document 1]. By processing only the transmitted and received signals of the AP cluster for each user in a coordinated manner, the amount of signal processing in the CPU can be reduced.
  • Figure 1 is a diagram that shows a schematic of the AP clustering technology, which is an existing method.
  • EX1 for each UE (user equipment) #1 and #2, AP #2 to AP #4 are selected as the AP group for UE #1, and their signals are collectively processed by the CPU at site #1, and AP #5 to AP #7 are selected as the AP group for UE #2, and their signals are collectively processed by the CPU at site #2.
  • the AP cluster can be controlled using the RIC (RAN Intelligent Controller) defined in O-RAN (Open Radio Access Network) [Non-Patent Document 2] to select an appropriate AP cluster according to the user's movement.
  • RIC Radio Access Network
  • Non-Patent Document 2 Open Radio Access Network
  • a method has been proposed for selecting an AP based on the existing IF (interface), SS-RSRP (SS (synchronization signal) - reference signal received power) [Non-Patent Document 1], in which the AP with the highest RSRP is selected as the master AP, and the AP within a threshold value from the RSRP of the master AP is selected as the AP cluster for the UE.
  • SS-RSRP is defined as a quality measurement value using a synchronization signal [Non-Patent Document 3], and the DU (distributed unit, which is a CPU) can grasp the received power on an AP (RU) basis.
  • CF-mMIMO uses an estimated channel calculated from a reference signal to remove interference from signals transmitted and received by an AP cluster.
  • DMRS Demodulation Reference Signal
  • SRS Sounding Reference Signal
  • Non-Patent Document 4 the REs (Resource Elements) used in DMRS/SRS are allocated to each UE connected by a DU (distributed unit, which is a CPU).
  • the RE area available for use in DMRS/SRS is specified in the 3GPP standard and has an upper limit, so depending on the congestion situation, interference of reference signals may occur between UEs using the same RE, leading to deterioration of channel estimation accuracy. If the channel estimation accuracy is low, interference removal processing using MMSE (Minimum Mean Square Error) etc. may not function adequately, and wireless quality may deteriorate.
  • MMSE Minimum Mean Square Error
  • Example EX2 in Figure 1 is an example in which reference signal interference occurs in the situation of example EX1. Although interference cancellation is performed in CPU#1, the RE of the reference signal overlaps between UE#1 and #2, causing interference in AP#4, for example.
  • the present invention provides a technology that can select an AP cluster while avoiding interference with reference signals.
  • a control device is a control device in a radio access network conforming to O-RAN (Open Radio Access Network) specifications, which includes a user terminal, an access point that transmits and receives radio signals between the user terminal, a plurality of signal processing devices that perform signal processing for the access point, and a control device, and executes a first process of receiving, from each of the plurality of signal processing devices, information on the reception power of a reference signal transmitted in an uplink and/or downlink between the user terminal and the access point, a second process of receiving, from each of the plurality of signal processing devices, information on resource elements assigned to the reference signal from the user terminal that the signal processing device is responsible for, and a third process of selecting, for each user terminal, an access point that is responsible for the user terminal, based on the reception power information received in the first process and the resource element information received in the second process.
  • O-RAN Open Radio Access Network
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic diagram of the existing method and its problems.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a radio access network according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the configuration of a communication control system according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a procedure diagram of the present embodiment for upstream.
  • FIG. 5 is a diagram showing a procedure for downstream transmission according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a radio access network according to one embodiment.
  • the radio access network (RAN) 1 shown in FIG. 2 is based on the O-RAN specification.
  • multiple access points (AP) 2 (AP#1, AP#2, ...) are distributed. From the multiple APs 2 distributed in RAN1, an AP cluster (group of access points) is formed that transmits and receives wireless signals to each user equipment (UE).
  • UE user equipment
  • an AP cluster is formed from two APs 2 (AP#1, AP#2) for UE#1.
  • AP clusters are formed for other UEs such as UE#2 according to each UE.
  • FIG. 2 is an example of a specific AP cluster formed for each UE at a specific time (moment), and as UEs and the like move over time, the AP cluster group formed by RAN1 of this embodiment will also change dynamically from moment to moment.
  • Each AP2 in an AP cluster for a certain UE transmits and receives wireless signals to and from the UE using its own antenna 3.
  • two AP2s (AP#1, AP#2) in the access point group for UE#1 transmit and receive wireless signals to and from UE#1 using their respective antennas 3.
  • Each AP cluster is connected to the O-DU (distributed unit) 6 that it is responsible for.
  • the O-DU 6 performs signal processing related to the AP cluster that it is responsible for.
  • O-DU #1 performs signal processing related to the AP cluster (AP #4, AP #5, AP #6) of UE #3.
  • Other O-DUs such as #2 similarly perform signal processing related to the AP cluster that they are responsible for.
  • the signal processing for access point groups performed by O-DU6 is, for example, SU-MIMO (Single User MIMO) and MU-MIMO (Multi-User MIMO).
  • O-DU #1 is provided in central site #4 and is connected to the core network CNW.
  • O-DU #2 is provided in edge site #1_5 (here, an underscore is used as a separator to distinguish between identification number #1 and reference number 5, and the same applies below), and is connected to the core network CNW via central site #4.
  • a MEC (Multi-access Edge Computing) server 7 is provided in edge site #1_5.
  • O-DU #3 is provided in edge site #2_5.
  • a MEC server 7 is provided in edge site #2_5.
  • the communication control system 10 is connected to each of the sites 4 and 5.
  • the communication control system 10 controls each O-DU6.
  • the communication control system 10 provides the O-DU6 with information for forming an AP cluster corresponding to the UE.
  • the O-DU6 forms an AP cluster corresponding to the UE it is responsible for based on the information provided by the communication control system 10.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example configuration of a communication control system 10 according to one embodiment.
  • the communication control system 10 includes a "Non-RT RIC (Non-real-time RAN Intelligent Controller)" 11 and a “Near-RT RIC (Near-real-time RAN Intelligent Controller)" 12.
  • the "Non-RT RIC" 11 is realized using the SMO (Service and Management Orchestration) framework.
  • the "Non-RT RIC" 11 and “Near-RT RIC” 12 collect information, such as KPIs (key performance indicators), from the O-DU 6 via the O1 interface.
  • the O1 interface is defined in the O-RAN (Non-Patent Document 2, cited above) specifications.
  • the parameters that can be collected by the O1 interface correspond to the parameters defined in Non-Patent Document 3, cited above. For example, these parameters include "DL PRB usage”, "UL PRB usage”, “Average DL UE throughput”, “Average UL UE throughput", and "Number of PDU Sessions requested".
  • the "Non-RT RIC” 11 analyzes the information collected from the O-DU 6 and makes configuration changes to the "Near-RT RIC" 12 based on the analysis results.
  • the "Non-RT RIC” 11 provides the configuration change information to the "Near-RT RIC" 12 via the A1 interface.
  • the A1 interface is defined in the O-RAN specifications.
  • the "Near-RT RIC" 12 analyzes the information collected from the O-DU6 and changes the settings of the O-DU6 based on the analysis results.
  • the "Near-RT RIC” 12 provides the setting change information to the O-DU6 via the E2 interface.
  • the E2 interface is defined in the O-RAN specifications.
  • the functional configuration is as follows: "Non-RT RIC" 11 constitutes the first control device, "Near-RT RIC” 12 constitutes the second control device, and O-DU 6 constitutes the signal processing device.
  • the cluster selection method for realizing interference removal according to this embodiment will be described below.
  • the outline of this embodiment is as follows, and adds information to be collected within the framework of existing methods.
  • Non-Patent Documents 1 and 3 had the following problems. Specifically, although the information collected from the DU to the RIC for cluster selection includes power information such as SS-RSRP, it did not include information on the allocation of DMRS/SRS resources, which are reference signals used in the uplink and downlink, to each UE, and therefore the RIC was unable to grasp this information. (In other words, in the existing methods, the E2/O1 interface can collect Performance Measurements information as specified in 3GPP 28.552 [Non-Patent Document 3].
  • scheduling statistics such as "Scheduled PUSCH/PDSCH RBs per layer of MU-MIMO" and power information such as SS-RSRP are specified as MU-MIMO-related Performance Measurements, but DMRS/SRS-related information was not specified.
  • the RIC is unable to identify APs with high interference caused by overlapping DMRS/SRS resources between UEs, and the RIC may end up selecting an AP with a high SS-RSRP but low channel estimation accuracy due to DMRS/SRS interference as an AP cluster.
  • the RIC may end up selecting an AP with a high SS-RSRP but low channel estimation accuracy due to DMRS/SRS interference as an AP cluster.
  • interference separation using MIMO does not function adequately, and there is a risk that high wireless quality cannot be ensured.
  • resource allocation information for the following two reference signals for uplink and downlink is added to the data collection IF (E2/O1 interface of O-RAN) from the DU to the RIC, and control is performed to form an AP cluster based on this information.
  • the AP cluster formed as a result is often the same for uplink and downlink, there may be cases where the AP clusters formed for uplink and downlink are different.
  • Resource allocation information for DMRS for uplink (2) Resource allocation information for SRS for downlink
  • Figure 4 is a procedure diagram of this embodiment relating to the above (1) uplink
  • Figure 5 is a procedure diagram of this embodiment relating to the above (2) downlink.
  • the UE, AP, CPU, and Near-RT RIC appear as the operating subjects. These correspond to each of the UEs #1, #2, ..., etc. in Figures 2 and 3, each AP 2, and any one of the O-DUs 6, the "Near-RT RIC" 12, but since the distinction is clear, the reference numbers will be omitted and they will be referred to as UE, AP, CPU, and Near-RT RIC as shown in Figures 4 and 5.
  • Near-RT RIC will be abbreviated as RIC.
  • an AP cluster is formed before the procedures of Figures 4 and 5 are started, and the AP cluster can be re-formed by the procedures of Figures 4 and 5.
  • the method of forming an AP cluster beforehand may be, for example, according to the method of Patent Document 1 mentioned above, as shown in the following (a) and (b).
  • Access point group information (information on the AP cluster for each UE) indicating the configuration of the AP group that transmits and receives wireless signals for each UE from among a plurality of APs that are distributed in a distributed manner is transmitted from the RIC to the CPU.
  • the CPU receives the access point group information transmitted from the RIC, and performs signal processing related to the access points (such as channel estimation by interference removal) based on the received access point group information, and forms an AP cluster for each UE.
  • the AP cluster may be re-formed continuously using the method of this embodiment.
  • each UE transmits a reference signal for measuring SS-RSRP to the corresponding AP (a UE in an AP cluster already determined for the UE), and the AP measures the received power of SS-RSPR.
  • each AP transmits the SS-RSPR information measured for each UE to the CPU.
  • step S12 the CPU transmits SS-RSPR information (SS-RSPR information for all APs and all UEs managed by the CPU) to the RIC via the E2 interface.
  • SS-RSPR information SS-RSPR information for all APs and all UEs managed by the CPU
  • step S13 the CPU transmits DMRS resource allocation information to the RIC via the E2 interface as additional collected information in this embodiment. That is, for all UEs managed by the CPU, DMRS reference signal resource (frequency band in RB (resource block)) allocation information is transmitted to the RIC. (Note that for clusters that have already been formed before the start of the flow in FIG. 4, the CPU knows the DMRS reference signal resource allocation information, so it can transmit this information to the RIC for re-formation.)
  • DMRS reference signal resource frequency band in RB (resource block)
  • step S14 the CPU selects an AP cluster to be formed for each UE by using the information received in steps S12 and S13.
  • step S15 the CPU transmits information on the selected AP cluster to the CPU via the E2 interface.
  • step S16 the CPU updates the AP cluster with the selected and transmitted AP cluster, and transmits an instruction to each AP and each UE to form the updated AP cluster.
  • the cluster selection in step S14 may be performed by using the SS-RSPR information received in step S12. For example, as in the existing method of the aforementioned non-patent document 1, the AP with the highest RSRP may be selected as the master AP, and the APs within a threshold value from the RSRP of the master AP may be selected as the AP cluster for the UE.
  • step S14 as described above, an AP cluster is re-formed to avoid APs with low channel estimation accuracy, and in step S16 the AP cluster is updated to the re-formed one, thereby preventing a decrease in channel estimation accuracy in the subsequent steps S17 and onwards and improving wireless quality.
  • each UE transmits a signal containing DMRS and data for each RB to the corresponding AP
  • each AP transmits the demodulated DMRS signal and data to the CPU
  • the channel is estimated using the result
  • weights for the channel estimation result (channel matrix that estimates the characteristics of the transmission path from the transmitting UE to the receiving AP) are generated, in step S21 post-coding processing is performed, and the flow in Figure 4 ends.
  • each AP transmits a reference signal for measuring SS-RSRP to the corresponding UE (a UE belonging to the AP cluster already determined by that AP), measures the received power of SS-RSPR at the UE, and returns the measurement result to the AP.
  • each AP transmits the SS-RSPR information measured for each UE to the CPU.
  • step S32 the CPU transmits SS-RSPR information (SS-RSPR information for all APs and all UEs managed by the CPU) to the RIC via the E2 interface.
  • SS-RSPR information SS-RSPR information for all APs and all UEs managed by the CPU
  • step S33 the CPU transmits SRS resource allocation information to the RIC via the E2 interface as additional information collected in this embodiment. That is, for all UEs managed by the CPU, resource (frequency band in RB (resource block)) allocation information for the SRS reference signal is transmitted to the RIC. (Note that for clusters that have already been formed before the start of the flow in FIG. 5, the CPU knows the resource allocation information for the DMRS reference signal, so it can transmit this information to the RIC for re-formation.)
  • step S34 the CPU selects an AP cluster to be formed for each UE by using the information received in steps S32 and S33.
  • step S35 the CPU transmits information on the selected AP cluster to the CPU via the E2 interface.
  • step S36 the CPU updates the AP cluster with the selected and transmitted AP cluster, and transmits an instruction to each AP and each UE to form the updated AP cluster.
  • the cluster selection in step S34 may be performed by using the SS-RSPR information received in step S32.
  • the AP with the highest RSRP may be selected as the master AP, and the APs within a threshold value from the RSRP of the master AP may be selected as the AP cluster for the UE.
  • step S33 furthermore, in the cluster selection based on the SS-RSPR information as described above, by imposing a constraint using the resource allocation information of the SRS received in step S33, it is possible to prevent an AP that may cause interference from being selected.
  • step S34 an AP cluster is re-formed to avoid APs with low channel estimation accuracy, and in step S36, the AP cluster is updated to the re-formed one, thereby preventing a decrease in channel estimation accuracy in the subsequent steps S37 and onward, and improving wireless quality.
  • each UE transmits an SRS signal to the corresponding AP
  • each AP transmits the received power of the SRS signal to the CPU
  • the CPU uses the result to perform channel estimation
  • step S40 generates weights (channel matrices that estimate the characteristics of the transmission path from the transmitting UE to the receiving AP) for the channel estimation result
  • step S41 the CPU performs precoding processing
  • step S42 the CPU transmits DL data (weights obtained by the precoding processing) to the AP
  • the AP further transmits the received DL data to the UE, and the flow in FIG. 5 ends.
  • Each function of the communication control system 10 is realized by the communication control system 10 including computer hardware such as a CPU and a memory, and the CPU executing a computer program stored in the memory.
  • the communication control system 10 may be configured using a general-purpose computer device, or may be configured as a dedicated hardware device.
  • the communication control system 10 may be configured using a server computer connected to a communication network.
  • Each function of the communication control system 10 may be realized by cloud computing.
  • the communication control system 10 may be realized by a single computer, or may be realized by distributing the functions of the communication control system 10 among multiple computers.
  • the communication control system 10 of this embodiment can contribute to the development of infrastructure for information and communications technology. This makes it possible to contribute to Goal 9 of the United Nations-led Sustainable Development Goals (SDGs), which is to "build resilient infrastructure, promote sustainable industrialization, and foster innovation.”
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Abstract

制御装置は、複数の信号処理装置の各々から、ユーザ端末とアクセスポイントとの間で上り及び／又は下りで送信される参照信号の受信電力の情報を受信する第１処理と、複数の信号処理装置の各々から、当該信号処理装置が受け持つユーザ端末からの参照信号に割り当てているリソースエレメントの情報を受信する第２処理と、第１処理で受信した受信電力の情報と第２処理で受信したリソースエレメントの情報とに基づいて、ユーザ端末ごとに当該ユーザ端末を受け持つアクセスポイントを選択する第３処理と、を実行する。

Description

制御装置、方法及びプログラム
　本発明は、オープン無線アクセスネットワークにおいてユーザ端末ごとのアクセスポイントクラスタを決定する制御装置、方法及びプログラムに関する。
　従来のセルラーシステムでは、セル間で無線信号の干渉が生じることから、セル端において通信品質が劣化する課題があった。そこで、Beyond 5G（5G、第５世代移動通信システム）では、セル間の干渉を解消し、ユーザのスループットの均一化が可能な通信方式として、CF-mMIMO (Cell-free massive MIMO、セルフリーマッシブマイモ)が注目されている。分散配置されたAP(Access point、アクセスポイント)が送受信する信号をCPU(Central processing unit、中央処理ユニット)にて一括処理を行うことで、AP間で連携して各端末に対して空間多重する無線信号を最適化することができる。
　CPUにおける信号処理量を削減するため、ユーザ毎にデータを送受信するAP群(APクラスタ)を選択するAPクラスタ化技術が提案されている[非特許文献１]。ユーザ毎にAPクラスタの送受信信号のみを連携処理することで、CPUの信号処理量を削減することができる。
　図１は、既存手法である当該APクラスタ化技術を模式的に示す図であり、例EX1に示す通り、各UE（ユーザ端末）#1,#2について、UE#1はAP群としてAP#2～AP#4が選択されてサイト#1のCPUでその信号が一括処理され、UE#2はAP群としてAP#5～AP#7が選択されてサイト#2のCPUでその信号が一括処理される。
　具体的なAPクラスタの決定に関しては、ユーザの移動に応じて適切なAPクラスタを選択するため、O-RAN（オープン無線アクセスネットワーク）[非特許文献２]で規定されているRIC（RAN Intelligent Controller）を用いて、APクラスタを制御することができる。また、CF-mMIMOではAPクラスタ選択手法として、既存IF（インタフェース）であるSS-RSRP（SS（同期信号）-参照信号受信電力）をもとにAPを選択する手法が提案[非特許文献１]されており、RSRPの最も高いAPをマスターAPとし、マスターAPのRSRPから閾値以内のAPを当該UEのAPクラスタとする。
　ここで、SS-RSRPは同期信号を用いた品質測定値として定められており[非特許文献３]、AP(RU)単位での受信電力をDU（CPUである分散ユニット）が把握できる。
E. Bjornson and L. Sanguinetti, "Scalable Cell-Free Massive MIMO Systems," in IEEE Transactions on Communications, vol. 68, no. 7, pp. 4247-4261, July 2020. O-RAN WG1、"Use Cases Detailed Specification"、v06.00.02 3GPP TS28.552、"5G performance measurements"、v16.1.0 3GPP TS38.211、 "Physical channels and modulation"
　しかしながら、従来技術のAPクラスタ化技術では、参照信号の干渉が発生してしまうことがあった。
　すなわち、CF-mMIMOでは、参照信号から算出した推定チャネルを用いて、APクラスタで送受信した信号から干渉を取り除く処理を行う。参照信号として、上りポストコーディング用にDMRS(Demodulation Reference Signal、復調用参照信号)が、下りプリコーディング用にSRS（Sounding Reference Signal、サウンディング参照信号）が用いられる。
　DMRS/SRSで用いるRE(Resource Element、リソースエレメント)は、3GPP(登録商標)標準[非特許文献４]では、DU（CPUである分散ユニット）が接続するUE毎に割り当てる。DMRS/SRSで利用できるRE領域は、3GPP標準で規定されており、上限があるため、混雑状況によっては、同一のREを用いるUE間で参照信号の干渉が発生し、チャネル推定精度の劣化を招くことがある。チャネル推定精度が低い場合、MMSE（Minimum Mean Square Error、2乗誤差最小推定）等を用いた干渉除去処理が十分機能せず、無線品質が低下する恐れがある。
　図１の例EX2は、例EX1の状況に対して参照信号の干渉が発生した例であり、CPU#1において干渉除去を行ったものの、UE#1,#2間で参照信号のREが重複してしまっており、例えばAP#4において干渉が発生する。
　上記従来技術の課題に鑑み、本発明は、参照信号の干渉を避けてAPクラスタを選択することができる技術を提供する。
　本発明の一態様に係る制御装置は、ユーザ端末と、ユーザ端末との間で無線信号を送受信するアクセスポイントと、アクセスポイントについての信号処理を行う複数の信号処理装置と、制御装置と、を備えるO-RAN（オープン無線アクセスネットワーク）仕様の無線アクセスネットワークにおける制御装置であって、前記複数の信号処理装置の各々から、ユーザ端末とアクセスポイントとの間で上り及び／又は下りで送信される参照信号の受信電力の情報を受信する第１処理と、前記複数の信号処理装置の各々から、当該信号処理装置が受け持つユーザ端末からの参照信号に割り当てられているリソースエレメントの情報を受信する第２処理と、前記第１処理で受信した受信電力の情報と前記第２処理で受信したリソースエレメントの情報とに基づいて、ユーザ端末ごとに当該ユーザ端末を受け持つアクセスポイントを選択する第３処理と、を実行する。
　本発明によれば、リソースエレメントの情報を用いることで、参照信号の干渉を避けてAPクラスタを選択することができる。
　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ又は同様の構成には、同じ参照番号を付す。
　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
図１は、既存手法とその課題を模式的に示す図である。 図２は、一実施形態に係る無線アクセスネットワークの構成例を示すブロック図である。 図３は、一実施形態に係る通信制御システムの構成例を示すブロック図である。 図４は、上りに関する本実施形態の手順図である。 図５は、下りに関する本実施形態の手順図である。
　図２は、一実施形態に係る無線アクセスネットワークの構成例を示すブロック図である。図２に示される無線アクセスネットワーク（RAN）１は、O－RAN仕様が適用される。
　RAN1において、複数のアクセスポイント（AP）2（AP＃1，AP＃2，...）が分散配置される。RAN1において分散配置された複数のAP2の中から、ユーザ端末（UE）毎に無線信号を送受信するAPクラスタ（アクセスポイント群）が形成される。図２の例では、例えばUE＃1に対して、２台のAP2（AP＃1，AP＃2）からAPクラスタが形成される。UE＃2等のその他のUEについても同様に、各UEに応じたAPクラスタが形成される。
　なお、図２の例は、ある特定の１時刻（瞬間）についてUEごとに形成される特定のAPクラスタの例であり、時間進行に伴いUE等が移動することで、本実施形態のRAN1によって構成されるAPクラスタ群も時々刻々と動的に変化することとなる。
　あるUEのAPクラスタの各AP2は、自己のアンテナ3により、当該UEとの間で無線信号を送受信する。例えばUE＃1のアクセスポイント群の２台のAP2（AP＃1，AP＃2）が、それぞれのアンテナ3によりUE＃1との間で無線信号を送受信する。
　各APクラスタは、自己を受け持つO－DU（分散ユニット）6に通信接続される。O－DU6は、自己が受け持つAPクラスタに関する信号処理を実行する。図２の例では、例えばO－DU＃1は、UE＃3のAPクラスタ（AP＃4，AP＃5，AP＃6）に関する信号処理を実行する。その他のO-DU#2等も同様に、各自が受け持つAPクラスタに関する信号処理を実行する。
　O－DU6が実行するアクセスポイント群に関する信号処理は、例えばSU-MIMO（Single User MIMO、シングルユーザMIMO）やMU-MIMO（Multi-User MIMO、マルチユーザMIMO）等の信号処理である。
　O－DU＃1は、セントラルサイト（Central site）4に設けられており、コアネットワークCNWに接続される。O－DU＃2は、エッジサイト（Edge site）＃1_5（ここで、識別番号#1と参照符号5とを区別するための区切りとしてアンダーバーを用いており、以下同様とする。）に設けられており、セントラルサイト4を介してコアネットワークCNWに接続される。エッジサイト＃1_5には、MEC（Multi-access Edge Computing、マルチアクセスエッジコンピューティング）サーバ７が設けられる。O－DU＃3は、エッジサイト＃2_5に設けられている。エッジサイト#2_5には、MECサーバ7が設けられる。
　通信制御システム10は、各サイト4,5に通信接続する。通信制御システム10は、各O－DU6に対する制御を行う。通信制御システム10は、UEに対応するAPクラスタを形成するための情報をO－DU6へ提供する。O－DU6は、通信制御システム10から提供された情報に基づいて、自己が受け持つUEに対応するAPクラスタを形成する。
　図３は、一実施形態に係る通信制御システム10の構成例を示すブロック図である。通信制御システム10は、「Non－RT RIC（非リアルタイムRANインテリジェントコントローラー）」11と、「Near－RT RIC（ニアリアルタイムRANインテリジェントコントローラー）」12とを備える。「Non－RT RIC」11は、SMO（Service and Management Orchestration）フレームワークを用いて実現される。
　「Non－RT RIC」11及び「Near－RT RIC」12は、O1インタフェースを介して、O－DU6から、例えばKPI（主要性能指標）等の情報を収集する。O1インタフェースは、O－RAN（前掲の非特許文献２）仕様で規定される。O1インタフェースによって収集可能なパラメータは、前掲の非特許文献３に規定されるパラメータに対応する。例えば、「DL PRB usage」、「UL PRB usage」、「Average DL UE throughput」、「Average UL UE throughput」、「Number of PDU Sessions requested」等のパラメータである。
　「Non－RT RIC」11は、O－DU6から収集した情報を解析し、解析結果に基づいて「Near－RT RIC」12に対する設定変更を行う。ここで、「Non－RT RIC」11は、A1インタフェースを介して、「Near－RT RIC」12へ設定変更情報を提供する。A1インタフェースは、O－RAN仕様で規定される。
　「Near－RT RIC」12は、O－DU6から収集した情報を解析し、解析結果に基づいてO－DU6に対する設定変更を行う。ここで、「Near－RT RIC」12は、E2インタフェースを介して、O－DU6へ設定変更情報を提供する。E2インタフェースは、O－RAN仕様で規定される。
　なお、図３内にも示される通り、機能的な構成として、「Non－RT RIC」11は第１制御装置を構成し、「Near－RT RIC」12は第２制御装置を構成し、また、O－DU6は信号処理装置を構成する。
　以下、本実施形態による干渉除去を実現するクラスタ選択手法を説明する。本実施形態は概要的には次の通りであり、既存手法の枠組みにおいて収集する情報を追加するものである。
　すなわち、非特許文献１や３の既存手法によるクラスタ選択には次の問題があった。具体的に、DUからRICへとクラスタ選択のために収集される情報にSS-RSRP等の電力情報が含まれているものの、上下リンク各々で用いる参照信号であるDMRS/SRSリソースのUE毎への割り当て情報が含まれていなかったため、RICにおいて当該情報を把握できていなかった。（すなわち、既存手法において、E2/O1インタフェースでは、3GPP 28.552[非特許文献３]で規定されているPerformance Measurements（性能測定）情報を収集することができる。3GPP 28.552ではMU-MIMO関連のPerformance Measurementsとして「Scheduled PUSCH/PDSCH RBs per layer of MU-MIMO」等のスケジューリングの統計情報やSS-RSRP等の電力情報が規定されているが、DMRS/SRS関連の情報は規定されていなかった。）
　このため、既存手法ではRICがDMRS/SRSのリソースがUE間で重複することにより発生する干渉が高いAPを特定できず、SS-RSRPは高いがDMRS/SRSの干渉によりチャネルの推定精度が低いAPを、RICがAPクラスタとして選択してしまう場合があった。結果として、チャネルの推定精度が低く、実チャネルと推定チャネルの誤差が大きいAPでは、MIMOによる干渉分離が十分に機能せず、高い無線品質を確保できない恐れがあった。
　上記問題を踏まえ、本実施形態では、上下リンク別に以下の２つの参照信号のリソース割り当て情報をDUからRICへのデータ収集IF(O-RANのE2/O1インタフェース)に追加して、これらの情報に基づき、APクラスタを形成する制御を行う。なお、結果として形成されるAPクラスタは、上りと下りで同じになることが多いと考えられるが、上りと下りで形成されるAPクラスタが違うものとなる場合もありうる。
　　（１）上りに関して、DMRSのリソース割り当て情報
　　（２）下りに関して、SRSのリソース割り当て情報
　図４は、上記（１）上りに関する本実施形態の手順図であり、図５は、上記（２）下りに関する本実施形態の手順図である。なお、図４及び図５では、動作主体としてUE、AP、CPU、Near-RT RICが現れる。これらはそれぞれ、前述の図２及び図３におけるUE#1,#2,...等の各々、AP2の各々、O-DU6のうちの任意の１台、「Near-RT RIC」12に対応するものであるが、区別が明らかであるため符号を付すことは省略して、図４，５内に示されるようにUE、AP、CPU、Near-RT RICと称する。
　さらに、以下の説明において、Near-RT RICに関しては、RICと略称するものとする。
　なお、図４及び図５の手順が開始される前には、予めAPクラスタが形成されており、図４及び図５の手順により、APクラスタを再形成することができる。予めAPクラスタを形成する手法としては例えば前掲の特許文献１の手法に従い、以下の（ａ）、（ｂ）のようにしてよい。
（ａ）分散配置された複数のAPの中からUE毎に無線信号を送受信するAP群の構成を示すアクセスポイント群情報（UE毎のAPクラスタの情報）をRICからCPUへ送信する。
（ｂ）CPUは、RICから当該送信されたアクセスポイント群情報を受信し、受信した前記アクセスポイント群情報に基づいて、アクセスポイトに関する信号処理（干渉除去によるチャネル推定等）を実行し、UE毎のAPクラスタを形成する。
　あるいは、本実施形態の手法でAPクラスタを再形成することを、継続的に実施するようにしてもよい。
　以下、図４の上りに関する実施形態の各ステップを説明する。
　ステップS10では、各UEが、SS-RSRPの計測用参照信号を対応するAP（当該UEに既に決定されているAPクラスタのUE）に送信し、APにおいてSS-RSPRの受信電力を計測する。ステップS11では、各APが、UEごとに計測したSS-RSPRの情報をCPUに送信する。
　ステップS12では、CPUがSS-RSPRの情報（当該CPUが担当する全AP及び全UEのSS-RSPRの情報）を、E2インタフェースを介してRICに送信する。
　ステップS13では、概要で前述した通りの本実施形態での追加収集情報として、CPUがDMRSのリソース割り当て情報を、E2インタフェースを介してRICに送信する。すなわち、CPUが担当して管理している全UEについて、DMRS参照信号のリソース（RB（リソースブロック）での周波数帯域）割り当て情報を、RICへと送信する。（なお、図４のフローの開始前に既に形成されているクラスタについて、CPUがこのDMRS参照信号のリソース割り当て情報を把握しているので、この情報を再形成のためにRICへ送信することができる。）
　ステップS14では、CPUが、ステップS12,S13にて受信した各情報を用いることにより、UEごとに形成するAPクラスタを選択する。ステップS15では、当該選択したAPクラスタの情報を、CPUがE2インタフェースを介してCPUへ送信する。ステップS16では、当該選択され送信されたAPクラスタによりCPUにおいてAPクラスタを更新して、当該更新されたAPクラスタを形成させるよう、各APおよび各UEに指示を送信する。
　ステップS14のクラスタ選択は、ステップS12で受信したSS-RSPRの情報を用いることで選択してよく、例えば、前述の非特許文献１の既存手法のように、RSRPの最も高いAPをマスターAPとし、マスターAPのRSRPから閾値以内のAPを当該UEのAPクラスタとするようにしてよい。
　一方で、本実施形態ではさらに、上記の通りSS-RSPRの情報に基づくクラスタ選択において、ステップS13で受信したDMRSのリソース割り当て情報を用いた制約を課すようにすることで、干渉が発生しうるAPが選択されないようにすることができる。具体的に、以下の処理１，２により、干渉が発生しうるAPを除外することができる。
（処理１）　参照信号の干渉状態を把握するため、同一のリソースが割り当てられたUE間のUE-APの組毎のSIR（信号電力対干渉電力比）を以下の通り算出する。
　　参照信号SIR=S/I
　ここで、SはUE_k(kはUEの識別子でk=1,2,...等)とAP_i(iはAPの識別子でi=1,2,...等)との間のRSRPとしてステップS12で受信している値であり、Iは当該UE_k自身以外の他のUE_k'(k'≠k)で、UE_kと同一リソース（同一周波数帯でのDMRS信号が同一リソースに該当し、対象APを問わない）を利用する全てのUE_k'からのRSRPの合算値である。
（処理２）　上記算出したSIRが閾値以下となるAP_iは、UE_kのAPクラスタに含めないように、クラスタ選択の制約を課す。（SIRが閾値より大きければこの制約は課さない。）
　ステップS14では以上のようにして、チャネル推定精度が低いAPを避けたAPクラスタを再形成し、ステップS16においてAPクラスタを当該再形成されたものに更新することで、続くステップS17以降でのチャネル推定精度が低くなることを防ぎ、無線品質を向上させることができる。
　ステップS17では当該再形成されたAPクラスタのもとで、各UEから対応するAPへとRBごとにDMRS及びデータを格納した信号を送信し、ステップS18では各APが当該DMRS信号及びデータを復調した結果をCPUへと送信し、ステップS19では、当該結果を用いてチャネル推定し、ステップS20では当該チャネル推定結果のウェイト（送信側のUEから受信側のAPへの伝送路の特性を推定したチャネルマトリクス）を生成し、ステップS21ではポストコーディング処理を行い、図４のフローを終了する。
　以下、図５の下りに関する実施形態の各ステップを説明する。
　ステップS30では、各APが、SS-RSRPの計測用参照信号を対応するUE（当該APに既に決定されているAPクラスタに属するUE）に送信し、UEにおいてSS-RSPRの受信電力を計測し、計測結果をAPに返信する。ステップS31では、各APが、UEごとに計測したSS-RSPRの情報をCPUに送信する。
　ステップS32では、CPUがSS-RSPRの情報（当該CPUが担当する全AP及び全UEのSS-RSPRの情報）を、E2インタフェースを介してRICに送信する。
　ステップS33では、概要で前述した通りの本実施形態での追加収集情報として、CPUがSRSのリソース割り当て情報を、E2インタフェースを介してRICに送信する。すなわち、CPUが担当して管理している全UEについて、SRS参照信号のリソース（RB（リソースブロック）での周波数帯域）割り当て情報を、RICへと送信する。（なお、図５のフローの開始前に既に形成されているクラスタについて、CPUがこのDMRS参照信号のリソース割り当て情報を把握しているので、この情報を再形成のためにRICへ送信することができる。）
　ステップS34では、CPUが、ステップS32,S33にて受信した各情報を用いることにより、UEごとに形成するAPクラスタを選択する。ステップS35では、当該選択したAPクラスタの情報を、CPUがE2インタフェースを介してCPUへ送信する。ステップS36では、当該選択され送信されたAPクラスタによりCPUにおいてAPクラスタを更新して、当該更新されたAPクラスタを形成させるよう、各APおよび各UEに指示を送信する。
　ステップS34のクラスタ選択は、ステップS32で受信したSS-RSPRの情報を用いることで選択してよく、例えば、前述の非特許文献１の既存手法のように、RSRPの最も高いAPをマスターAPとし、マスターAPのRSRPから閾値以内のAPを当該UEのAPクラスタとするようにしてよい。
　一方で、本実施形態ではさらに、上記の通りSS-RSPRの情報に基づくクラスタ選択において、ステップS33で受信したSRSのリソース割り当て情報を用いた制約を課すようにすることで、干渉が発生しうるAPが選択されないようにすることができる。具体的には、図４のステップS14と同様であるが、ステップS14では上りリンクの場合の情報としてDMRSの情報を用いていたのに対し、当該ステップS34では、下りリンクの場合の情報としてSRSの情報を用いて、前記処理１，２による前記参照信号SIR=S/Iの算出及び閾値判定を行えばよい。
　ステップS34では以上のようにして、チャネル推定精度が低いAPを避けたAPクラスタを再形成し、ステップS36においてAPクラスタを当該再形成されたものに更新することで、続くステップS37以降でのチャネル推定精度が低くなることを防ぎ、無線品質を向上させることができる。
　ステップS37では当該再形成されたAPクラスタのもとで、各UEから対応するAPへとSRS信号を送信し、ステップS38では各APが当該SRS信号の受信電力をCPUへと送信し、ステップS39では、CPUが当該結果を用いてチャネル推定し、ステップS40では当該チャネル推定結果のウェイト（送信側のUEから受信側のAPへの伝送路の特性を推定したチャネルマトリクス）を生成し、ステップS41ではCPUがプリコーディング処理を行い、ステップS42ではCPUがDLデータ（プリコーディング処理で得た重み）をAPへ送信し、ステップS43ではAPが当該受信したDLデータをさらにUEへと送信し、図５のフローを終了する。
　上述の実施形態によれば、参照信号の干渉を避けてAPクラスタを選択することができる。以下、種々の補足例、代替例、追加例などについて説明する。
＜ハードウェア構成や本実施形態をプログラムとして提供することについて＞
　通信制御システム10の各機能は、通信制御システム10がＣＰＵ及びメモリ等のコンピュータハードウェアを備え、ＣＰＵがメモリに格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。なお、通信制御システム10は、汎用のコンピュータ装置を使用して構成されてもよく、又は、専用のハードウェア装置として構成されてもよい。例えば、通信制御システム10は、通信ネットワークに接続されるサーバコンピュータを使用して構成されてもよい。また、通信制御システム10の各機能はクラウドコンピューティングにより実現されてもよい。また、通信制御システム10は、単独のコンピュータにより実現されるものであってもよく、又は通信制御システム10の機能を複数のコンピュータに分散させて実現されるものであってもよい。
　本実施形態の通信制御システム10によれば、情報通信技術のインフラ整備に寄与することができる。これにより、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。
　本願は、２０２２年１０月３日提出の日本国特許出願特願２０２２－１５９２２６を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。

Claims (6)

  1. 　ユーザ端末と、ユーザ端末との間で無線信号を送受信するアクセスポイントと、アクセスポイントについての信号処理を行う複数の信号処理装置と、制御装置と、を備えるO-RAN（オープン無線アクセスネットワーク）仕様の無線アクセスネットワークにおける制御装置であって、
    　前記複数の信号処理装置の各々から、ユーザ端末とアクセスポイントとの間で上り及び／又は下りで送信される参照信号の受信電力の情報を受信する第１処理と、
    　前記複数の信号処理装置の各々から、当該信号処理装置が受け持つユーザ端末からの参照信号に割り当てられているリソースエレメントの情報を受信する第２処理と、
    　前記第１処理で受信した受信電力の情報と前記第２処理で受信したリソースエレメントの情報とに基づいて、ユーザ端末ごとに当該ユーザ端末を受け持つアクセスポイントを選択する第３処理と、
    　を実行する、制御装置。
  2. 　前記制御装置は「NearRT RIC（Near-Real Time RAN Intelligent Controller）」を用いて実現され、前記複数の信号処理装置の各々はO-DU（O-RAN Distributed Unit）を用いて実現され、
    　前記第２処理の受信が、「NearRT RIC」とO-DUとの間のインタフェースを用いて実施される、請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記第３処理では、受信電力が大きくなるように、且つ、前記複数の信号処理装置におけるリソースエレメントの重複を避けるように、前記選択を行う、請求項１に記載の制御装置。
  4. 　前記第３処理では、第１ユーザ端末及び第１アクセスポイントの間のリソースエレメントに対してリソースエレメントが同一である１つ以上の第２ユーザ端末について、第１ユーザ端末及び第１アクセスポイントの間の受信電力を、当該１つ以上の第２ユーザ端末において同一のリソースエレメントに対応する受信電力の和で除算することで信号電力対干渉電力比を求め、当該信号電力対干渉電力比が小さいと判定される第１アクセスポイントを、第１ユーザについて選択されるアクセスポイントから除外する、請求項１に記載の制御装置。
  5. 　ユーザ端末と、ユーザ端末との間で無線信号を送受信するアクセスポイントと、アクセスポイントについての信号処理を行う複数の信号処理装置と、制御装置と、を備えるO-RAN（オープン無線アクセスネットワーク）仕様の無線アクセスネットワークにおける制御装置が実行する方法であって、
    　前記複数の信号処理装置の各々から、ユーザ端末とアクセスポイントとの間で上り及び／又は下りで送信される参照信号の受信電力の情報を受信する第１手順と、
    　前記複数の信号処理装置の各々から、当該信号処理装置が受け持つユーザ端末からの参照信号に割り当てられているリソースエレメントの情報を受信する第２手順と、
    　前記第１手順で受信した受信電力の情報と前記第２手順で受信したリソースエレメントの情報とに基づいて、ユーザ端末ごとに当該ユーザ端末を受け持つアクセスポイントを選択する第３手順と、
    　を実行する、方法。
  6. 　ユーザ端末と、ユーザ端末との間で無線信号を送受信するアクセスポイントと、アクセスポイントについての信号処理を行う複数の信号処理装置と、制御装置と、を備えるO-RAN（オープン無線アクセスネットワーク）仕様の無線アクセスネットワークにおける制御装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
    　前記複数の信号処理装置の各々から、ユーザ端末とアクセスポイントとの間で上り及び／又は下りで送信される参照信号の受信電力の情報を受信する第１処理と、
    　前記複数の信号処理装置の各々から、当該信号処理装置が受け持つユーザ端末からの参照信号に割り当てられているリソースエレメントの情報を受信する第２処理と、
    　前記第１処理で受信した受信電力の情報と前記第２処理で受信したリソースエレメントの情報とに基づいて、ユーザ端末ごとに当該ユーザ端末を受け持つアクセスポイントを選択する第３処理と、
    　をコンピュータに実行させる、プログラム。
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