JP2009182401A - 無線通信システム、運用管理サーバ装置および無線基地局制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数のAPと移動無線端末で無線通信ネットワークを構成し、各移動無線端末における各APの送信信号の受信状況に応じて各APの送信電力または送信アンテナパターンを制御する無線通信システムにおいて、無線通信ネットワークの移動無線端末と異なり、各APの無線エリア内に固定的に存在し、APの送信信号の受信が可能な固定無線端末と、移動無線端末および固定無線端末における各APの送信信号の受信状況を取得し、少なくとも固定無線端末における受信状況に基づいて各APの送信電力と送信アンテナパターンを集中制御する運用管理サーバを備える。
【選択図】 図1
Description
「大学構内における複数高速無線LANの基地局設計法の研究」、武蔵工業大学 環境情報学部 情報メディアセンタージャーナル2005.4 第6号、pp.54-60 Autocell- The Self-Organizing WLAN, Propagate Networks,Inc. 2003
図1は、本発明の無線通信システムの基本構成を示す。
図において、本発明の無線通信システムのエリアには、移動無線端末(STA)11および複数の無線基地局(AP1〜AP5)12、固定無線端末として複数のセンサノード(SN)21およびセンサゲートウェイ(S−GW)22が配置される。
図2は、本発明の無線通信システムの第1の実施形態のシーケンス例を示す。
図において、本シーケンス例の構成は、図1に示す無線通信システムの基本構成を簡単にしたものであり、無線通信ネットワークを構成する運用管理サーバ14およびAP12と、センサネットワークを構成するセンササーバ24、S−GW22およびSN21を用いて説明する。
図4は、本発明の無線通信システムの第2の実施形態のシーケンス例を示す。
図において、本シーケンス例の構成は、図2に示す第1の実施形態と同様である。第1の実施形態では、SN21がAP12の送信信号を受信し、APアドレスを含むフレーム構成を解読し、APアドレスごとの受信電力を測定する機能を有していたが、本実施形態ではSN21で検出可能な信号をAP12から送信するところが異なる。
図5は、本発明の無線通信システムの第3の実施形態のシーケンス例を示す。
第1および第2の実施形態では、運用管理サーバ14は、SN21の位置における各AP12の受信電力から、図3に示す処理手順に従って各AP12の電波が届く範囲を把握し、各AP12の送信電力と送信アンテナパターンを再設定していた。そのために、各AP12と各SN21の物理的な位置関係を例えばGPS情報などを用いて把握しておくことが必要であった。
図6において、運用管理サーバ14は、図5に示すシーケンス例に従って、各SN21およびS−GW22からAPアドレスまたは識別子と受信電力を収集し、集計する(S21)。次に、APn(nは1,2,…,N−1)について、当該APnの電波と他のAPm(mはn+1,n+2,…,N)の電波を所定の受信電力以上で同時に受信している重複SNの数Q(n) を割り出し(S22)、Q(n) と閾値Tを比較する(S23)。ここで、Q(n) ≧Tであれば、APnからAPmの方向のエリアが広いと判断し、APnに対してAPmの方向への送信電力を減らすように、送信アンテナパターンと送信電力を再設定する(S24)。また、Q(n) <Tであれば、APnからAPmの方向のエリアが適当と判断し、APnに対してなにも指示を出さず、送信アンテナパターンおよび送信電力を維持させる。APnと他のAPmの全ての組み合わせ(ただしm>n)において、APnからAPm方向の送信電力の制御を繰り返し、それを終えた時点で、所定の受信電力以上で受信しているAPの数が0であるSNから最も近いAPの当該SN方向への送信電力を増やすように、当該APの送信アンテナパターンと送信電力を再設定する(S25)。
図7において、閾値T=3とすると、AP1,AP2に対する重複SNの数がQ(1) =2であるので、AP1はAP2方向の送信アンテナパターンと送信電力を維持する。次に、AP1,AP3に対する重複SNの数がQ(1) =5であるので、AP1はAP3の方向への送信電力を減らす。このような制御を、AP1とAP4、AP1とAP5、AP2とAP3、AP2とAP4、AP2とAP5、AP3とAP4、AP3とAP5、AP4とAP5において行う。そして、SN21のようにどのAPの電波も受信していない場合には、最も近いAP5からSN21の方向への送信電力を増加する。
第4の実施形態は、図5に示す第3の実施形態のシーケンス例と同様に、運用管理サーバ14は、各SN21およびS−GW22から報告される各AP12のAPアドレスまたは識別子と受信電力を集計する。第3の実施形態と異なるところは、APごとに、当該APの電波を受信しているSNの数と、当該APおよび他のAPの電波も同時に受信している重複SNの数の比に応じて、当該APに対して送信電力のみを増減するように制御し、重複SNの数、すなわち各AP12のエリアの重なりが最小になるように制御することを特徴とする。本実施形態では、各AP12と各SN21の物理的な位置関係を把握する必要はないので、各SN21の位置情報は不要であり、重複SNの集計に必要なセンサIDがあれば十分である。
図8において、運用管理サーバ14は、図5に示すシーケンス例に従って、各SN21およびS−GW22からAPアドレスまたは識別子と受信電力を収集し、集計する(S31)。次に、APn(nは1,2,…,N)について、当該APnの電波を所定の受信電力以上で受信している受信SNの数P(n) と、その中で他のAPの電波も同時に受信している重複SNの数Q(n) を割り出す(S32)。次に、Q(n) /P(n) を算出し、第1の閾値T1および第2の閾値T2(T1>T2)と比較する(S33)。
図9において、AP1〜AP5の各エリアにおける受信SNの数がP(1) =10、P(2) =8、P(3) =10、P(4) =8、P(5) =2と集計される。さらに、AP1とAP2に共通の受信SNが2個あり、AP1とAP3に共通の受信SNが5個あり、AP1における重複SNの数Q(1) =7と集計される。同様に、AP2における重複SNの数Q(2) =3と集計され、AP3における重複SNの数Q(3) =7と集計され、AP4における重複SNの数Q(4) =3と集計され、AP5における重複SNの数B(5) =0と集計される。ここで、T1=0.6 、T2=0.1 とすれば、AP1,AP3はQ/P=7/10であるので送信電力を減らし、AP2,AP4はQ/P=3/8であるので送信電力を維持し、AP5はQ/P=0/2であるので送信電力を増大させるように制御される。
12 無線基地局(AP)
13 HUB
14 運用管理サーバ
15 ネットワーク
21 センサノード(SN)
22 センサゲートウェイ(S−GW)
23 HUB
24 センササーバ
Claims (10)
- 複数の無線基地局と移動無線端末で無線通信ネットワークを構成し、各移動無線端末における各無線基地局の送信信号の受信状況に応じて各無線基地局の送信電力または送信アンテナパターンを制御する無線通信システムにおいて、
前記無線通信ネットワークの移動無線端末と異なり、前記各無線基地局の無線エリア内に固定的に存在し、前記無線基地局の送信信号の受信が可能な固定無線端末と、
前記移動無線端末および前記固定無線端末における前記各無線基地局の送信信号の受信状況を取得し、少なくとも前記固定無線端末における受信状況に基づいて前記各無線基地局の送信電力と送信アンテナパターンを集中制御する運用管理サーバを備えた
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記固定無線端末は、前記無線基地局が前記移動無線端末に送信した信号を受信し、前記無線基地局を認識してその受信電力を測定する手段を備え、前記固定無線端末の位置情報および前記無線基地局ごとの受信電力を前記運用管理サーバに報告する構成であり、
前記運用管理サーバは、前記固定無線端末の位置情報および前記無線基地局ごとの受信電力に基づいて、前記各無線基地局の送信電力と送信アンテナパターンを集中制御する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記無線基地局は、前記固定無線端末が受信および認識可能な識別子を含む信号を送信する構成であり、
前記固定無線端末は、前記無線基地局の送信信号を受信し、前記無線基地局の識別子とその受信電力を測定する手段を備え、前記固定無線端末の位置情報および前記無線基地局の識別子ごとの受信電力を前記運用管理サーバに報告する構成であり、
前記運用管理サーバは、前記固定無線端末の位置情報および前記無線基地局の識別子ごとの受信電力に基づいて、前記各無線基地局の送信電力と送信アンテナパターンを集中制御する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記運用管理サーバは、前記固定無線端末の位置における受信電力と予め設計した想定値を比較し、その想定値との差分に基づいて前記各無線基地局の送信電力および送信アンテナパターンを集中制御する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記運用管理サーバは、前記無線基地局ごとに、当該無線基地局と他の1つの無線基地局の送信信号を所定の受信電力以上で同時に受信している固定無線端末の数を集計し、その数が閾値以上の場合に当該無線基地局から他の1つの無線基地局方向への送信電力を減らすように、当該無線基地局の送信電力および送信アンテナパターンを集中制御する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記運用管理サーバは、前記無線基地局ごとに、当該無線基地局の送信信号を所定の受信電力以上で受信している固定無線端末の数Pと、当該無線基地局および他の無線基地局の送信信号を所定の受信電力以上で同時に受信している固定無線端末の数Qを集計し、その数の比Q/Pが閾値T1以上の場合に当該無線基地局の送信電力を減らし、その数の比Q/Pが閾値T2以下(T1>T2)の場合に当該無線基地局の送信電力を増やすように、当該無線基地局の送信電力を集中制御する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムの運用管理サーバにおいて、
前記移動無線端末および前記固定無線端末における前記各無線基地局の送信信号の受信状況を取得し、少なくとも前記固定無線端末における受信状況に基づいて前記各無線基地局の送信電力と送信アンテナパターンを集中制御する構成である
ことを特徴とする運用管理サーバ。 - 請求項1に記載の無線通信システムの無線基地局の送信電力と送信アンテナパターンを制御する無線基地局制御方法において、
前記運用管理サーバは、前記固定無線端末の位置における受信電力と予め設計した想定値を比較し、その想定値との差分に基づいて前記各無線基地局の送信電力および送信アンテナパターンを集中制御する
ことを特徴とする無線基地局制御方法。 - 請求項1に記載の無線通信システムの無線基地局の送信電力と送信アンテナパターンを制御する無線基地局制御方法において、
前記運用管理サーバは、前記無線基地局ごとに、当該無線基地局と他の1つの無線基地局の送信信号を所定の受信電力以上で同時に受信している固定無線端末の数を集計し、その数が閾値以上の場合に当該無線基地局から他の1つの無線基地局方向への送信電力を減らすように、当該無線基地局の送信電力および送信アンテナパターンを集中制御する
ことを特徴とする無線基地局制御方法。 - 請求項1に記載の無線通信システムの無線基地局の送信電力と送信アンテナパターンを制御する無線基地局制御方法において、
前記運用管理サーバは、前記無線基地局ごとに、前記無線基地局ごとに、当該無線基地局の送信信号を所定の受信電力以上で受信している固定無線端末の数Pと、当該無線基地局および他の無線基地局の送信信号を所定の受信電力以上で同時に受信している固定無線端末の数Qを集計し、その数の比Q/Pが閾値T1以上の場合に当該無線基地局の送信電力を減らし、その数の比Q/Pが閾値T2以下(T1>T2)の場合に当該無線基地局の送信電力を増やすように、当該無線基地局の送信電力を集中制御する
ことを特徴とする無線基地局制御方法。
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