JP2013081089A - 無線通信システム、及びチャネル割当方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】集中制御局10は、接続された複数の基地局AP1〜AP9の各々において測定された干渉状況を取得して、各チャネルにおける干渉量の総和が低くなるように、複数のチャネルのそれぞれに各基地局AP1〜AP9を割り当てる。このとき、一のチャネルに対して全ての基地局AP1〜AP9の中で最も干渉量の多い基地局を除く基地局を割り当てて、当該最も干渉量の多い基地局から順に他方のチャネルに割り当てることを、所定の基準を満たすまで繰り返す。
【選択図】図1
Description
図23は、従来の無線アクセスシステムの構成を示すブロック図である。図23において、無線アクセスシステムは、近接エリアに位置している9個の基地局AP1〜AP9からなる。位置関係に応じて、互いの信号の干渉量は異なるものとし、ここでは、上下、及び斜めの1つ隣りの基地局同士は、互いの送信信号が最小検出感度より、十分高いレベルで観測されることとし(実線の矢印)、上下の2つ隣りの基地局からの受信信号は、検出感度より高いレベルで観測されることもあるが、最小検出感度以下で受信される場合もある、一部スループットに影響を与える関係であることを示し(点線の矢印)、それより遠い基地局の信号は互いに聞こえないものとしている。
A−1.ケース#1
第1実施形態は、集中制御局10に接続された各基地局AP1〜AP9が互いの干渉状況を集中制御局10に報告し、集中制御局10が基地局AP1〜AP9間の干渉が小さくなるように、各基地局AP1〜AP9にチャネルを割り当てることを特徴とする。特に、各基地局AP1〜AP9間の干渉を一斉に取得するため、干渉状況を収集する際には、全ての基地局AP1〜AP9が同一のチャネルを使用する。
次に、ケース#2について、図8を参照して説明する。
図8は、本第1実施形態のケース#2における、9個の基地局AP1〜AP9間の干渉状況の一例を数値で示す概念図である。また、図9(a)、(b)乃至図11(a)、(b)は、本第1実施形態(ケース#2)によるチャネルの割り当てを説明するための概念図である。図8において、数字は左列に記載した基地局にとって自通信セルにとって邪魔になっている基地局とその邪魔をされている度合いとを示している。つまり、列成分の数字の和は、最上段の行に記載の基地局が他の基地局を邪魔している影響力の大きさ(与干渉量)を表し、行成分の数字の和は、左端の列記載の基地局が、邪魔されている影響力の大きさ(被干渉量)を示すものである。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
上述した第1実施形態では、各基地局AP1〜AP9が同一のチャネルを使用して互いの干渉状況を取得していた。これに対して、本第2実施形態では、各基地局AP1〜AP9が現在用いているチャネルにおける干渉状況を取得することにある。すなわち、基地局AP1〜AP9は、基本動作として独立に使用するチャネルを決定し、決定したチャネルにおける干渉条件について、集中制御局(AC)10に報告する。または、第1実施形態でチャネル割り当てを行った後、割り当てられたチャネルのみを使って運用し、割り当てられたチャネルのみの干渉関係が明らかになった状態に対応させる。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本第3実施形態では、それぞれのチャネルの間に差異がある場合について説明する。すなわち、2つのチャネルの周波数帯域が異なる場合、例えば、チャネルAとチャネルEの間で基地局の割り当てを考える場合に、チャネルEの帯域が狭いことによるスループットの減少を考慮して、チャネルの広さに応じてペナルティを加える。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
本第4実施形態では、第3実施形態において与干渉として与えるペナルティを、基地局の配下の端末の能力と割り当てられた帯域幅とに応じてそれぞれ与える。すなわち、本第4実施形態の集中制御局10は、各基地局が通知する、干渉情報と、通信相手となる端末の周波数帯域機能とを収集する干渉情報・端末機能収集手段を備える。また、集中制御局10は、現在決定されているチャネルの割り当てを他のチャネルに変更することで、使用している周波数帯域幅と通信相手となる端末の周波数帯域機能とから計算されるペナルティと干渉量との和が軽減されるか、または使用している周波数帯域と干渉量から算出されるスループットの指標が増大するかを、各基地局について評価する干渉・ペナルティ増減判定手段を備える。
次に、本発明による第5実施形態について説明する。
本第5実施形態は、第4実施形態において、チャネルを細分化して割り当てることを特徴とする。すなわち、本第5実施形態における集中制御局10は、基地局に割り当てられたチャネルが、より周波数帯域の狭いチャネルに分割可能である場合に、各チャネルの干渉量が予め定めた閾値より大きいか否かを判定するチャネル分割判定手段を備える。また、集中制御局10は、干渉量が閾値より大きいと判定された場合に、そのチャネルを狭い周波数帯域のチャネルに分割し、そのチャネルを用いていた基地局を新たなチャネルに再分配するチャネル細分化分配手段を備える。
次に、本発明の第6実施形態について説明する。
本第6実施形態では、第1実施形態〜第4実施形態に、独立に動作する複数の基地局の信号をある基地局が受信する状況を禁止する、または、独立に動作する複数の基地局の信号をある基地局が受信する状況に対し、ペナルティを付加することを特徴とする。ここで、独立に動作する基地局とは、互いの送信信号を受信できず、独立にCSMA/CAや、RTS/CTSに基づく通信を行う基地局を指す。
上述した第1乃至第5実施形態の動作について、図18〜図23を参照して説明する。
図18は、第1実施形態に対応する第1の方法を説明するためのフローチャートである。第1の方法では、集中制御局(AC)10は、接続された基地局AP1〜AP9から干渉情報を収集し、図2または図8に示されるような干渉関係の表を取得する(ステップS101)。得られた干渉関係の表から、干渉量(図2の○と△の数や、図8の被干渉量や、与干渉量の和)を最小化するように、各基地局AP1〜AP9が用いるチャネルを決定し(ステップS102)、それらの割り当てを各基地局AP1〜AP9に通知する(ステップS103)。チャネルを通知されると、基地局AP1〜AP9は、指定されたチャネルに切り替え、通信相手の端末と通信を行う(ステップS104)。
図19は、第2実施形態に対応する第2の方法を説明するためのフローチャートである。第2の方法では、集中制御局(AC)10は、接続された基地局AP1〜AP9から干渉情報を収集し、図2、図3(a)、(b)〜図7(a)、(b)、図8、図9(a)、(b)〜図17(a)、(b)で得られるような干渉関係の表を取得する(ステップS201)。得られた干渉関係の表から、現在、各基地局AP1〜AP9に割り当てられているチャネルを、他のチャネルに割り当てることにより、干渉量が低下するか判定する(ステップS202)。そして、干渉量が低下する場合には(ステップS202のYES)、当該基地局のチャネル情報の変更を通知し(ステップS203)、当該基地局は、使用するチャネルを変更する(ステップS204)。
図20は、第5実施形態に対応する第3の方法を説明するためのフローチャートである。第3の方法では、集中制御局(AC)10は、接続された基地局AP1〜AP9から干渉情報を収集し、図2、図3(a)、(b)〜図7(a)、(b)、図8、図9(a)、(b)〜図17(a)、(b)で得られるような干渉関係の表を取得する(ステップS301)。得られた干渉関係の表から、現在、各基地局AP1〜AP9に割り当てられているチャネルを、他のチャネルに割り当てることにより、干渉量が低下するか否かを判定する(ステップS302)。
図21は、第3実施形態に対応する第4の方法を説明するためのフローチャートである。第4の方法では、集中制御局(AC)10は、接続された基地局AP1〜AP9から干渉情報を収集し、図2、図3(a)、(b)〜図7(a)、(b)、図8、図9(a)、(b)〜図17(a)、(b)で得られるような干渉関係の表を取得する(ステップS401)。集中制御局(AC)10は、基地局AP1〜AP9が用いているチャネルの帯域幅から、各チャネルのペナルティ量を決定し、得られた干渉関係の表と、各チャネルの帯域幅から決定されるペナルティとの大きさから、現在、各基地局AP1〜AP9に割り当てられているチャネルを、他のチャネルに割り当てることにより、干渉量とペナルティとの和が低下するか否かを判定する(ステップS402)。
図22は、第4実施形態に対応する第5の方法を説明するためのフローチャートである。第5の方法では、集中制御局(AC)10は、接続された基地局AP1〜AP9から干渉情報を収集し、図2、図3(a)、(b)〜図7(a)、(b)、図8、図9(a)、(b)〜図17(a)、(b)で得られるような干渉関係の表を取得する(ステップS501)。集中基地局(AC)10は、基地局AP1〜AP9が用いているチャネルの帯域幅と、基地局AP1〜AP9が通信している端末の周波数帯域幅との機能情報から、各基地局AP1〜AP9のペナルティ量を計算する(ステップS502)。
AP1〜AP9 基地局
Claims (9)
- 複数の基地局装置に対して通信に用いるチャネルを割り当てる無線通信システムであって、
前記複数の基地局装置に接続された集中制御局を備え、
前記集中制御局は、
前記各基地局装置から通知される干渉情報を収集する干渉情報収集手段と、
前記干渉情報収集手段により収集された干渉情報に基づいて、干渉量が最小化されるように、前記各基地局装置のチャネルの割り当てを決定するチャネル割り当て決定手段と、
前記チャネル割り当て決定手段によって決定されたチャネルを、前記各基地局装置に通知するチャネル通知手段と
を備え、
前記各基地局装置は、
通信に用いるチャネルを、前記チャネル通知手段によって通知されたチャネルに変更するチャネル変更手段を備える
ことを特徴とする無線通信システム。 - 前記集中制御局は、
前記基地局装置毎に、現在決定されているチャネルの割り当てを他のチャネルに変更することにより干渉量が軽減されるか否かを評価する干渉量増減判定手段を更に備え、
前記チャネル割り当て決定手段は、前記干渉量増減判定手段によって干渉量が低下すると評価された場合に、評価結果に基づいて当該基地局装置のチャネルの割り当てを更新する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記集中制御局は、
前記各基地局装置に割り当てられたチャネルが、より周波数帯域の狭いチャネルに分割可能である場合に、各チャネルの干渉量が予め定めた閾値より大きいか否かを判定するチャネル分割判定手段と、
前記チャネル分割判定手段によって干渉量が閾値より大きいと判定された場合に、当該チャネルを狭い周波数帯域のチャネルに分割し、当該チャネルを用いていた基地局装置を新たなチャネルに再分配するチャネル細分化分配手段と、
前記チャネル細分化分配手段によって再分配されたチャネル配置において、より周波数帯域の広いチャネルに統合可能である場合に、各チャネルの干渉量が予め定めた閾値より小さいか否かを判定するチャネル統合判定手段と、
前記チャネル統合判定手段によって干渉量が閾値より小さいと判定された場合に、当該チャネルを広い周波数帯域のチャネルに統合し、当該チャネルを用いていた基地局装置を新たなチャネルに再分配するチャネル統合分配手段と
を更に備えることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の無線通信システム。 - 前記集中制御局は、
現在決定されているチャネルの割り当てを他のチャネルに変更することで、使用している周波数帯域幅から決定されるペナルティと干渉量との和が軽減されるか、または使用している周波数帯域と干渉量とから算出されるスループットの指標が増大するかを、前記各基地局装置について評価する干渉・ペナルティ増減判定手段と、
前記干渉・ペナルティ増減判定手段によって干渉量とペナルティとの和が低下すると判定された場合、またはスループットの指標が増加すると判定された場合に、当該基地局装置のチャネルを変更するチャネル変更手段と、
前記チャネル変更手段によって決定されたチャネル配置において、チャネルを狭い周波数帯域のチャネルに細分化するか、または、複数のチャネルを広い周波数帯域のチャネルに統合することによって、干渉量とペナルティとの和を低減可能か否か、またはスループット指標が増加可能か否かを判定するチャネル周波数帯域変更判定手段と、
前記チャネル周波数帯域変更判定手段によって干渉量とペナルティの和が低減可能であると判定された場合、またはスループット指標が増加可能であると判定された場合に、当該チャネルを狭い周波数帯域のチャネルに分割、または、当該複数のチャネルを広い周波数帯域のチャネルに統合し、当該チャネルを用いていた基地局装置を新たなチャネルに再分配するチャネル周波数帯域変更分配手段と
を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記集中制御局は、
前記各基地局装置が通知する、干渉情報と、通信相手となる端末の周波数帯域機能とを収集する干渉情報・端末機能収集手段と、
現在決定されているチャネルの割り当てを他のチャネルに変更することで、使用している周波数帯域幅と通信相手となる端末の周波数帯域機能とから計算されるペナルティと干渉量との和が軽減されるか、または使用している周波数帯域と干渉量から算出されるスループットの指標が増大するかを、各基地局装置について評価する干渉・ペナルティ増減判定手段と、
前記干渉・ペナルティ増減判定手段によって干渉量とペナルティとの和が低下すると判定された場合、またはスループットの指標が増加すると判定された場合に、当該基地局装置のチャネルを変更するチャネル変更手段と、
前記チャネル変更手段によって変更されたチャネル配置において、チャネルを狭い周波数帯域のチャネルに細分化するか、または、複数のチャネルを広い周波数帯域のチャネルに統合することによって、干渉量とペナルティとの和を低減可能か、または、スループットの指標が増加可能かを判定するチャネル周波数帯域変更判定手段と、
前記チャネル周波数帯域変更判定手段によって干渉量とペナルティとの和が低減可能であると判定された場合、または、スループットの指標が増加可能であると判定された場合に、当該チャネルを狭い周波数帯域のチャネルに分割、または、当該複数のチャネルを広い周波数帯域のチャネルに統合し、当該チャネルを用いていた基地局装置を新たなチャネルに再分配するチャネル周波数帯域変更分配手段と
を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 前記チャネル周波数帯域変更判定手段は、
前記チャネル変更手段によって変更されたチャネル配置において、
ある基地局装置に対し、互いに干渉関係にない複数の基地局装置が干渉関係にある場合に、チャネルを狭い周波数帯域のチャネルに細分化する、
ことを特徴とする請求項4または請求項5のいずれか1項に記載の無線通信システム。 - 前記チャネル周波数帯域変更判定手段は、
前記チャネル変更手段によって変更されたチャネル配置において、
ある基地局装置に対し、互いに干渉関係にない複数の基地局装置が干渉関係にある場合に、当該基地局装置の干渉量の評価値を増大させるか、新たなペナルティを加えた上で、干渉量とペナルティとの和が低下するか判定し、チャネルを狭い周波数帯域のチャネルに細分化する、
ことを特徴とする請求項4または請求項5のいずれか1項に記載の無線通信システム。 - 前記集中制御局は、
前記複数の基地局装置に対し、同一のチャネルを用いることを指定する干渉検出チャネル決定手段を更に備え、
前記複数の基地局装置は、各々、
前記集中制御局に指定されたチャネルを用いて、互いの通信の干渉情報について測定する干渉情報測定手段と、
前記干渉情報測定手段によって得られた干渉情報を、前記集中制御局に通知する干渉情報出力手段と
を備えることを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の無線通信システム。 - 複数の基地局装置に対して通信に用いるチャネルを割り当てるチャネル割当方法であって、
前記複数の基地局装置の各々に接続された集中制御局が、各基地局装置から通知される干渉情報を収集する干渉情報収集ステップと、
前記干渉情報収集ステップで収集された干渉情報から、干渉量が最小化されるように、前記各基地局装置のチャネル割り当てを決定するチャネル割り当て決定ステップと、
前記チャネル割り当て決定ステップで決定された割り当てチャネルを、前記各基地局装置に通知するチャネル通知ステップと、
前記各基地局装置が、通信に用いるチャネルを、前記チャネル通知手段によって通知されたチャネルに変更するチャネル変更ステップと
を含むことを特徴とするチャネル割当方法。
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