JP2015012588A - Radio communication system, channel allocation device, and channel allocation method - Google Patents

Radio communication system, channel allocation device, and channel allocation method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid deterioration in local throughput even if an environmental of an activated access point changes in an environment in which base station devices are densely located.SOLUTION: A radio environment information notification unit 14 of each radio base station device 1 notifies a channel allocation device 3 of radio environment information indicating a peripheral radio environment detected by a radio communication unit 11. A channel calculation unit 34 of the channel allocation device 3 groups radio base station devices 1 having a common characteristic to the peripheral radio environment into the same group on the basis of the radio environment information gathered from all the radio base station devices 1 by an information gathering unit 32, and allocates the same channel to groups that do not interfere with each other. A control unit 35 notifies the radio base station devices 1 grouped into the group of the channel allocated to the group. A channel setting unit 15 of each radio base station device 1 sets the announced channel to the radio communication unit 11.

Description

本発明は、無線通信システム、チャネル割当装置、及びチャネル割当方法に関する。   The present invention relates to a radio communication system, a channel allocation device, and a channel allocation method.

近年、ノートパソコンやスマートフォン等の持ち運び可能かつ高性能な端末の普及により、企業や公共スペースだけではなく、一般家庭でもＩＥＥＥ８０２．１１標準規格の無線ＬＡＮ（Local Area Network）が広く使われるようになっている。
ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格の無線ＬＡＮには、２．４ＧＨｚ（ギガヘルツ）帯を用いるＩＥＥＥ８０２．１１ｂやＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格の無線ＬＡＮと、５ＧＨｚ帯を用いるＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格の無線ＬＡＮがある。 In recent years, with the spread of portable and high-performance terminals such as laptop computers and smartphones, the IEEE 802.11 standard wireless LAN (Local Area Network) has been widely used not only in businesses and public spaces, but also in general homes. ing.
IEEE 802.11 standard wireless LANs include IEEE 802.11b and IEEE 802.11g standard wireless LANs using the 2.4 GHz (gigahertz) band, and IEEE 802.11a standard wireless LANs using the 5 GHz band.

ＩＥＥＥ８０２．１１ｂやＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格の無線ＬＡＮでは、２４００ＭＨｚ（メガヘルツ）から２４８３．５ＭＨｚ間に５ＭＨｚ間隔で１３チャネルが用意されている。ただし、同一場所で複数使用する際は、干渉を避けるためスペクトルが重ならないように使用すると最大で３チャネル、場合によっては４チャネルまで同時に使用できる。
一方、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格では、日本の場合は、５１７０ＭＨｚから５３３０ＭＨｚ間、及び、５４９０ＭＨｚから５７１０ＭＨｚ間でそれぞれ互いに重ならない８チャネル及び１１チャネルの合計１９チャネルが規定されている。なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格では、チャネル当たりの帯域幅が２０ＭＨｚに固定されている（例えば、非特許文献１参照。）。 In a wireless LAN conforming to the IEEE802.11b and IEEE802.11g standards, 13 channels are prepared at intervals of 5 MHz between 2400 MHz (megahertz) and 2483.5 MHz. However, when a plurality of devices are used at the same location, a maximum of three channels can be used at the same time, and in some cases up to four channels can be used at the same time if the spectrum is not overlapped to avoid interference.
On the other hand, in the IEEE802.11a standard, a total of 19 channels of 8 channels and 11 channels that do not overlap each other are defined between 5170 MHz and 5330 MHz and between 5490 MHz and 5710 MHz in the case of Japan. In the IEEE802.11a standard, the bandwidth per channel is fixed at 20 MHz (for example, see Non-Patent Document 1).

無線ＬＡＮの最大伝送速度は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の場合は１１Ｍｂｐｓ（メガビット毎秒）であり、また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格やＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格の場合は５４Ｍｂｐｓである。ただし、ここでの伝送速度は物理レイヤ上での伝送速度であり、実際にはＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでの伝送効率が５０〜７０％程度であるため、実際のスループットの上限値はＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格では５Ｍｂｐｓ程度、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格やＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格では３０Ｍｂｐｓ程度である。また、スループットは、情報を送信しようとする通信局が増えれば更に低下する。   The maximum transmission rate of the wireless LAN is 11 Mbps (megabits per second) in the case of the IEEE802.11b standard, and 54 Mbps in the case of the IEEE802.11a standard or the IEEE802.11g standard. However, since the transmission rate here is a transmission rate on the physical layer, and the transmission efficiency in the MAC (Medium Access Control) layer is actually about 50 to 70%, the upper limit value of the actual throughput is IEEE802. The .11b standard is about 5 Mbps, and the IEEE 802.11a standard and the IEEE 802.11g standard are about 30 Mbps. Further, the throughput further decreases as the number of communication stations that attempt to transmit information increases.

一方で、有線ＬＡＮでは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の１００Ｂａｓｅ−Ｔインタフェースをはじめ、各家庭にも光ファイバを用いたＦＴＴＨ（Fiber to the home）の普及から、１００Ｍｂｐｓの高速回線の提供が普及しており、無線ＬＡＮにおいても更なる伝送速度の高速化が求められている。   On the other hand, in wired LANs, the provision of 100 Mbps high-speed lines has become widespread due to the widespread use of Ethernet (registered trademark) 100Base-T interface and FTTH (Fiber to the home) using optical fiber in each home. Therefore, further increase in transmission speed is also demanded in wireless LAN.

そのため、２００９年に標準化が完了したＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格では、これまで２０ＭＨｚと固定されていたチャネル帯域幅が最大で４０ＭＨｚに拡大され、また、空間多重送信技術（ＭＩＭＯ：Multiple Input Multiple Output）技術の導入が決定された。更に、今現在標準化仕様が検討されているＩＥＥＥ８０２．１１ａｃでは、チャネル帯域幅を８０ＭＨｚや最大で１６０ＭＨｚまで拡大することや、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ：Space Division Multiple Access）を適用したマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）送信方法の導入等が検討されている（例えば、非特許文献２参照。）。
このように、チャネル当たりの帯域幅を４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚと広くする場合、５ＧＨｚ帯において同一場所で同時に使えるチャネル数は、９チャネル、４チャネル、２チャネルと少なくなる。すなわち、チャネル当たりの帯域幅が増加するにつれて、使えるチャネル数が低減することになる。 Therefore, in the IEEE802.11n standard, which was standardized in 2009, the channel bandwidth, which had been fixed at 20 MHz so far, has been expanded to 40 MHz at the maximum, and the multiple input multiple output (MIMO) technology has been developed. The introduction was decided. Further, IEEE 802.11ac, whose standardization specifications are currently being studied, expands the channel bandwidth to 80 MHz or up to 160 MHz, and multi-user MIMO (Space Division Multiple Access) (SDMA) The introduction of a transmission method (MU-MIMO) has been studied (for example, see Non-Patent Document 2).
Thus, when the bandwidth per channel is widened to 40 MHz, 80 MHz, and 160 MHz, the number of channels that can be used simultaneously in the same place in the 5 GHz band is reduced to 9 channels, 4 channels, and 2 channels. That is, the number of usable channels decreases as the bandwidth per channel increases.

上述の通り、同一場所で同時に使えるチャネル数は、２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮでは３つ、５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮでは２つ、４つ、９つ、又は１９のチャネルが用意されている。そのため、実際に無線ＬＡＮを導入する際には、基地局装置であるアクセスポイント（ＡＰ：Access Point）が自セル（ＢＳＳ：Basic Service Set）内で使用するチャネルを選択する必要がある。   As described above, the number of channels that can be used simultaneously at the same location is three for 2.4 GHz band wireless LAN, two, four, nine, or nineteen channels for 5 GHz band wireless LAN. Therefore, when actually introducing a wireless LAN, it is necessary for an access point (AP: Access Point), which is a base station apparatus, to select a channel used in its own cell (BSS: Basic Service Set).

使用可能なチャネル数よりもＢＳＳ数が多く存在する環境では、複数のＢＳＳが同一チャネルを使うことになる（ＯＢＳＳ：Overlapping ＢＳＳ）。無線ＬＡＮでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance：搬送波感知多重アクセス）を用いて、チャネルが空いているときにのみデータの送信を行う自律分散的なアクセス制御が使われている。具体的には、送信要求が発生した通信局は、まず所定のセンシング期間（ＤＩＦＳ：Distributed Inter-Frame Space）だけ無線媒体の状態を監視し、この間に他の通信局による送信信号が存在しなければ、ランダム・バックオフを行う。通信局は、引き続きランダム・バックオフ期間中も無線媒体を監視するが、この間にも他の通信局による送信信号が存在しない場合に、チャネルの利用権を得る。チャネルの利用権を得た通信局は同一ＢＳＳ内の他の通信局にデータを送信したり、それらの通信局からデータを受信したりできる。
このような制御を行うため、競合する通信セルや通信局が多いと、得られるスループットが低下する。したがって、周辺環境をモニタリングし、適切なチャネルを選択することが重要になる。 In an environment where the number of BSSs is larger than the number of usable channels, a plurality of BSSs use the same channel (OBSS: Overlapping BSS). In wireless LANs, autonomous distributed access control that uses CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) to transmit data only when a channel is available is used. Specifically, a communication station that has made a transmission request first monitors the state of the wireless medium for a predetermined sensing period (DIFS: Distributed Inter-Frame Space), during which a transmission signal from another communication station must be present. Random backoff. The communication station continues to monitor the wireless medium during the random back-off period, and obtains the right to use the channel when there is no signal transmitted by another communication station during this period. A communication station that has obtained the right to use the channel can transmit data to other communication stations in the same BSS, and can receive data from those communication stations.
In order to perform such control, when there are many competing communication cells and communication stations, the obtained throughput decreases. Therefore, it is important to monitor the surrounding environment and select an appropriate channel.

アクセスポイントにおけるチャネルの選択方法は、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格で定まっていないため、各ベンダーが独自のチャネル選択方法を使用しているが、最も一般的なチャネル選択方法は、干渉電力の最も少ないチャネルを選択する方法である。アクセスポイントは、一定期間すべてのチャネルの状態を検知（スキャニングを実施）して最も干渉電力が少ないチャネルを選択し、選択したチャネル上で配下通信局とデータの送受信を行う。なお、干渉電力とは、近隣ＢＳＳや他システムから受信する信号のレベルである。   Since the channel selection method at the access point is not determined by the IEEE 802.11 standard, each vendor uses its own channel selection method. The most common channel selection method is the channel with the least interference power. It is a method of selecting. The access point detects the state of all channels for a certain period (scans), selects the channel with the least interference power, and transmits / receives data to / from the subordinate communication station on the selected channel. The interference power is a level of a signal received from a neighboring BSS or another system.

また、ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、ＢＳＳ周辺の無線状況が変化した場合におけるチャネルの変更手順が規定されているが、基本的に、レーダ検出などによる強制移行以外は、一度選択したチャネルの再選択を行っていない。そのため、現状無線ＬＡＮでは、無線状況の変化に応じたチャネルの最適化は行われていない。
さらに、現状の市販アクセスポイントは自律分散動作を行っているため、各々のアクセスポイントは、チャネルを選択する際に自局において受信する信号のみを考慮してチャネルを選択している。このため、アクセスポイントの配置分布が一様でない環境では、使用可能チャネルに偏りが生じ、周波数リソースは有効に使用されない。 The IEEE 802.11 standard defines a channel change procedure when the radio conditions around the BSS change. Basically, the selected channel is reselected except for forced transition by radar detection. not going. Therefore, in the current wireless LAN, the channel is not optimized according to the change in the wireless condition.
Furthermore, since current commercial access points perform autonomous distributed operation, each access point selects a channel in consideration of only a signal received at its own station when selecting the channel. For this reason, in an environment where the distribution of access points is not uniform, available channels are biased, and frequency resources are not used effectively.

守倉正博、久保田周治監修、「８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」改訂三版、インプレスＲ＆Ｄ、２００８年３月Supervised by Masahiro Morikura and Shuji Kubota, “802.11 High-Speed Wireless LAN Textbook”, revised edition, Impress R & D, March 2008 IEEE 802.11ac Draft Standard, D3.0, June 2012.IEEE 802.11ac Draft Standard, D3.0, June 2012.

既存無線ＬＡＮシステムは、自律分散的に動作する。また、上述の通り、一度選択したチャネルの再選択は基本的に行っていないため、各々のアクセスポイントの起動時における周辺の無線環境に基づいて使用するチャネルを選択する。例えば、起動中のアクセスポイントの変化、各々のアクセスポイント配下端末の変化、各々のセル内の無線装置による送出されるデータ量の変化などの環境変化が起きても使用チャネルの最適化を行なっていないため、各々のセルのスループット間で差が生じたり、システム全体でもスループットが劣化したりする問題があった。   Existing wireless LAN systems operate in an autonomous and distributed manner. Further, as described above, since the channel once selected is basically not reselected, the channel to be used is selected based on the surrounding wireless environment when each access point is activated. For example, the channel used is optimized even when environmental changes occur, such as changes in active access points, changes in terminals under each access point, and changes in the amount of data transmitted by wireless devices in each cell. Therefore, there is a problem that a difference occurs between the throughputs of the respective cells or the throughput of the entire system is deteriorated.

上記事情に鑑み、本発明は、基地局装置が密集している環境において、起動中のアクセスポイントについての環境変化が生じた場合でも、局地的なスループットの低下を回避することができる無線通信システム、チャネル割当装置、及びチャネル割当方法を提供することを目的としている。   In view of the above circumstances, the present invention provides wireless communication capable of avoiding a decrease in local throughput even in the environment where base station apparatuses are densely populated even when an environmental change occurs for an active access point. It is an object to provide a system, a channel allocation device, and a channel allocation method.

本発明の一態様は、チャネル割当装置と複数の無線基地局装置とを有する無線通信システムであって、前記無線基地局装置は、無線通信を行う無線通信部と、前記無線通信部が検知した周辺無線環境を示す無線環境情報を前記チャネル割当装置に通知する無線環境情報通知部と、前記チャネル割当装置から通知されたチャネルを前記無線通信部に設定するチャネル設定部とを備え、前記チャネル割当装置は、複数の前記無線基地局装置から前記無線環境情報を収集する情報収集部と、前記情報収集部が収集した前記無線環境情報に基づいて周辺無線環境に共通した特徴を有する前記無線基地局装置を同じグループにグルーピングし、互いに干渉しない前記グループに対して同一のチャネルを割り当てるチャネル算出部と、前記チャネル算出部が前記グループに割り当てた前記チャネルを、当該グループにグルーピングされた前記無線基地局装置に通知する制御部とを備える、ことを特徴とする無線通信システムである。   One aspect of the present invention is a wireless communication system having a channel assignment device and a plurality of wireless base station devices, wherein the wireless base station device detects a wireless communication unit that performs wireless communication, and the wireless communication unit detects A radio environment information notifying unit for notifying the channel allocation device of radio environment information indicating a surrounding radio environment; and a channel setting unit for setting the channel notified from the channel allocation device in the radio communication unit, the channel allocation An apparatus includes: an information collection unit that collects the radio environment information from a plurality of the radio base station devices; and the radio base station that has characteristics common to surrounding radio environments based on the radio environment information collected by the information collection unit A channel calculation unit that groups devices into the same group and assigns the same channel to the groups that do not interfere with each other; and the channel calculation unit The channel allocated to the group, and a control unit configured to notify the radio base station apparatus which is grouped in the group, is a wireless communication system, characterized in that.

また、本発明の一態様は、上述する無線通信システムであって、前記無線環境情報は、前記無線通信部が他の前記無線基地局装置から受信した無線信号の信号レベルの情報を含み、前記チャネル算出部は、前記無線環境情報が示す他の前記無線基地局装置の無線信号の信号レベルが予め設定された閾値を超えている場合は前記無線環境情報の通知元の前記無線基地局装置と他の前記無線基地局装置とが干渉し合うと判断し、超えていない場合は前記無線環境情報の通知元の前記無線基地局装置と他の前記無線基地局装置とが非干渉と判断し、互いに非干渉の前記無線基地局装置が属する前記グループに対して同一のチャネルを割り当てる、ことを特徴とする。   One aspect of the present invention is the above-described wireless communication system, wherein the wireless environment information includes information on a signal level of a wireless signal received from the other wireless base station device by the wireless communication unit, The channel calculation unit, when the signal level of the radio signal of the other radio base station device indicated by the radio environment information exceeds a preset threshold, the radio base station device that is the notification source of the radio environment information It is determined that the other radio base station apparatuses interfere with each other, and if not exceeded, the radio base station apparatus that is the notification source of the radio environment information and the other radio base station apparatus are determined to be non-interfering, The same channel is allocated to the group to which the radio base station apparatuses that do not interfere with each other belong.

また、本発明の一態様は、上述する無線通信システムであって、前記チャネル算出部は、前記無線環境情報に基づいて、複数の前記無線基地局装置の中から干渉する他の前記無線基地局装置の数が最も少ない前記無線基地局装置を選択し、選択した前記無線基地局装置と、当該無線基地局装置と非干渉の他の前記無線基地局装置とを同じグループにグルーピングし、グルーピングされずに残った前記無線基地局装置がある場合は、残った前記無線基地局装置の中から干渉する他の前記無線基地局装置の数が最も少ない前記無線基地局装置を選択し、選択した前記無線基地局装置と、当該無線基地局装置と非干渉の他の前記無線基地局装置とを同じグループにグルーピングする処理を繰り返し、互いに非干渉の前記無線基地局装置が属する前記グループに対して同一のチャネルを割り当てる、ことを特徴とする。   One embodiment of the present invention is the above-described wireless communication system, wherein the channel calculation unit is configured to interfere with another wireless base station from among the plurality of wireless base station devices based on the wireless environment information. The radio base station apparatus having the smallest number of apparatuses is selected, the selected radio base station apparatus and the radio base station apparatus and the other radio base station apparatus that do not interfere with each other are grouped into the same group. If there is the remaining wireless base station device, the wireless base station device with the smallest number of other wireless base station devices that interfere is selected from the remaining wireless base station devices, and the selected Repeat the process of grouping the radio base station device and the other radio base station device that is non-interfering with the radio base station device, and the non-interfering radio base station devices belong to each other. Assign the same channel for the loop, characterized in that.

また、本発明の一態様は、上述する無線通信システムであって、前記チャネル算出部は、同じグループにグルーピングされた前記無線基地局装置の中から前記無線環境情報に基づいて干渉状況が異なる前記無線基地局装置を特定し、特定した前記無線基地局装置を当該グループから削除して別のグループを形成させ、互いに非干渉の前記無線基地局装置が属する前記グループに対して同一のチャネルを割り当てる、ことを特徴とする。   One aspect of the present invention is the above-described wireless communication system, wherein the channel calculation unit has different interference states based on the wireless environment information among the wireless base station devices grouped in the same group. A radio base station apparatus is identified, the identified radio base station apparatus is deleted from the group to form another group, and the same channel is assigned to the group to which the non-interfering radio base station apparatuses belong It is characterized by that.

また、本発明の一態様は、上述する無線通信システムであって、前記チャネル算出部は、未割当のチャネルを、前記グループに属する一部の前記無線基地局装置に割当てる、ことを特徴とする。   One aspect of the present invention is the above-described radio communication system, wherein the channel calculation unit allocates an unallocated channel to some of the radio base station apparatuses belonging to the group. .

また、本発明の一態様は、チャネル割当装置と複数の無線基地局装置とを有する無線通信システムにおける前記チャネル割当装置であって、複数の前記無線基地局装置から周辺無線環境を示す無線環境情報を収集する情報収集部と、前記情報収集部が収集した前記無線環境情報に基づいて周辺無線環境に共通した特徴を有する前記無線基地局装置を同じグループにグルーピングし、互いに干渉しない前記グループに対して同一のチャネルを割り当てるチャネル算出部と、前記チャネル算出部が前記グループに割り当てた前記チャネルを、当該グループにグルーピングされた前記無線基地局装置に通知する制御部と、を備えることを特徴とするチャネル割当装置である。   An aspect of the present invention is the channel assignment apparatus in a wireless communication system having a channel assignment apparatus and a plurality of radio base station apparatuses, wherein radio environment information indicating a surrounding radio environment from the plurality of radio base station apparatuses Grouping the radio base station devices having characteristics common to the surrounding radio environment based on the radio environment information collected by the information collection unit into the same group, and for the groups that do not interfere with each other A channel calculation unit for allocating the same channel, and a control unit for notifying the radio base station device grouped in the group of the channel allocated to the group by the channel calculation unit. A channel assignment device.

また、本発明の一態様は、チャネル割当装置と複数の無線基地局装置とを有する無線通信システムが実行するチャネル割当方法であって、前記無線基地局装置が、当該無線基地局装置において無線通信を行う無線通信部により周辺無線環境を検知する無線環境検知過程と、前記無線環境検知過程において検知した前記周辺無線環境を示す無線環境情報を前記チャネル割当装置に通知する無線環境情報通知過程と、前記チャネル割当装置が、複数の前記無線基地局装置から前記無線環境情報を収集する情報収集過程と、前記情報収集過程において収集した前記無線環境情報に基づいて周辺無線環境に共通した特徴を有する前記無線基地局装置を同じグループにグルーピングし、互いに干渉しない前記グループに対して同一のチャネルを割り当てるチャネル算出過程と、前記チャネル算出過程において前記グループに割り当てた前記チャネルを、当該グループにグルーピングされた前記無線基地局装置に通知する制御過程と、前記無線基地局装置が、前記チャネル割当装置から通知されたチャネルを前記無線通信部に設定するチャネル設定過程と、を有することを特徴とするチャネル割当方法である。   One embodiment of the present invention is a channel allocation method executed by a radio communication system having a channel allocation apparatus and a plurality of radio base station apparatuses, wherein the radio base station apparatus performs radio communication in the radio base station apparatus. A wireless environment detection process for detecting a surrounding wireless environment by a wireless communication unit that performs, and a wireless environment information notification process for notifying the channel assignment device of wireless environment information indicating the surrounding wireless environment detected in the wireless environment detection process, The channel allocation device has an information collection process for collecting the radio environment information from a plurality of the radio base station devices, and a feature common to the surrounding radio environment based on the radio environment information collected in the information collection process Group radio base station devices into the same group and assign the same channel to the groups that do not interfere with each other A channel calculation process, a control process of notifying the radio base station apparatus grouped in the group of the channel allocated to the group in the channel calculation process, and the radio base station apparatus notifying from the channel allocation apparatus And a channel setting process for setting the determined channel in the wireless communication unit.

また、本発明の一態様は、チャネル割当装置と複数の無線基地局装置とを有する無線通信システムにおける前記チャネル割当装置が実行するチャネル割当方法であって、情報収集部が、複数の前記無線基地局装置から周辺無線環境を示す無線環境情報を収集する情報収集過程と、チャネル算出部が、前記情報収集過程において収集した前記無線環境情報に基づいて周辺無線環境に共通した特徴を有する前記無線基地局装置を同じグループにグルーピングし、互いに干渉しない前記グループに対して同一のチャネルを割り当てるチャネル算出過程と、制御部が、前記チャネル算出過程において前記グループに割り当てた前記チャネルを、当該グループにグルーピングされた前記無線基地局装置に通知する制御過程と、を有することを特徴とするチャネル割当方法である。   One embodiment of the present invention is a channel allocation method executed by the channel allocation apparatus in a radio communication system including a channel allocation apparatus and a plurality of radio base station apparatuses, wherein an information collection unit includes the plurality of radio base stations. An information collecting process for collecting wireless environment information indicating a surrounding wireless environment from a station apparatus, and the radio base having a feature common to the surrounding wireless environment based on the wireless environment information collected by the channel calculation unit in the information collecting process A channel calculation process in which station devices are grouped into the same group and the same channel is allocated to the groups that do not interfere with each other, and the controller assigns the channel allocated to the group in the channel calculation process to the group. And a control process for notifying the radio base station apparatus. It is a Yaneru allocation method.

本発明により、基地局装置が密集している環境において、起動中のアクセスポイントについての環境変化が生じた場合でも、局地的なスループットの低下を回避することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to avoid a decrease in local throughput even in the environment where base station apparatuses are densely populated even when an environment change occurs regarding an active access point.

本発明の一実施形態による無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the radio | wireless communications system by one Embodiment of this invention. 同実施形態によるチャネル割当装置のチャネル算出部における各制御対象ＡＰの干渉ＡＰ数計算処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the interference AP number calculation process of each control object AP in the channel calculation part of the channel allocation apparatus by the embodiment. 同実施形態によるチャネル割当装置のチャネル算出部における制御対象ＡＰのグルーピング処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the grouping process of the control object AP in the channel calculation part of the channel allocation apparatus by the embodiment. 同実施形態によるチャネル割当装置のチャネル算出部におけるチャネル割当て用の非干渉ＡＰ群形成処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the non-interfering AP group formation process for channel allocation in the channel calculation part of the channel allocation apparatus by the embodiment. 同実施形態による制御対象ＡＰの配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of control object AP by the same embodiment. 無線通信システムが図５に示す制御対象ＡＰを備える場合の各制御対象ＡＰ同士の干渉の有無と、各制御対象ＡＰの干渉ＡＰの数を示す図である。It is a figure which shows the presence or absence of interference between each control object AP in case a wireless communication system is provided with the control object AP shown in FIG. 5, and the number of interference APs of each control object AP. 無線通信システムが図５に示す制御対象ＡＰを備える場合の非干渉ＡＰ群のグループと、チャネル割当てを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a group of non-interfering AP groups and channel assignment when the wireless communication system includes the control target AP shown in FIG. 5. 同実施形態による無線通信システムの屋内実験環境の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the indoor experiment environment of the radio | wireless communications system by the same embodiment. 図８に示す屋内実験環境の屋内実験における１２台のＡＰのうち最小スループットを示す図である。It is a figure which shows the minimum throughput among 12 AP in the indoor experiment of the indoor experiment environment shown in FIG. 図８に示す屋内実験環境の屋内実験におけるＦＩ値を示す図である。It is a figure which shows FI value in the indoor experiment of the indoor experiment environment shown in FIG.

以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態における無線通信システム、チャネル割当装置、及びチャネル割当方法を説明する。
図１は、本実施形態における無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、無線通信システムは、無線基地局装置１とチャネル割当装置３とを備えて構成される。同図においては、無線通信システムが備える複数の無線基地局装置１のうち、通信範囲がそれぞれセルＣ１、セルＣ２である２台の無線基地局装置１のみを示している。無線基地局装置１とチャネル割当装置３とは、有線または無線の通信網により通信する。無線基地局装置１は、例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）のアクセスポイント（以下、「ＡＰ」と記載する。ＡＰ：Access Point）であり、複数のチャネルのうちチャネル割当装置３より通知されたいずれか一つのチャネル（周波数帯域）を用いて、配下の不図示の端末装置と無線通信を行う。チャネル割当装置３は、無線基地局装置１が検知した周辺無線環境を示す無線環境情報に基づいて、各無線基地局装置１が使用すべきチャネルを計算し、各々の無線基地局装置１に割り当てる。 Hereinafter, a radio communication system, a channel allocation device, and a channel allocation method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a wireless communication system in the present embodiment. As shown in the figure, the radio communication system includes a radio base station apparatus 1 and a channel allocation apparatus 3. In the figure, among the plurality of radio base station apparatuses 1 provided in the radio communication system, only two radio base station apparatuses 1 whose communication ranges are the cell C1 and the cell C2 are shown. The radio base station apparatus 1 and the channel allocation apparatus 3 communicate with each other via a wired or wireless communication network. The wireless base station device 1 is, for example, a wireless LAN (Local Area Network) access point (hereinafter referred to as “AP”, AP: Access Point), which is notified from the channel assignment device 3 among a plurality of channels. Wireless communication is performed with a terminal device (not shown) under the control using any one channel (frequency band). The channel allocation device 3 calculates a channel to be used by each radio base station device 1 based on the radio environment information indicating the surrounding radio environment detected by the radio base station device 1 and allocates the channel to each radio base station device 1 .

本実施形態による無線通信システムは、ＯＳＧｉ（Open Services Gateway Initiative）サービス・アグリゲーション・プラットフォーム（ＯＳＡＰ：OSGi Service Aggregation Platform）などを用いたネットワーク制御型無線ＬＡＮにおいて、システムスループットの向上又はシステム内の最小スループットを持つセルのスループット向上を目指す。
そこで、チャネル割当装置３は、非干渉ＡＰ群数が最大となるように、無線環境情報が示す各ＡＰにおける周辺ＡＰの信号検出の可否に基づいて、周辺無線環境に共通した特徴を持つＡＰをグルーピングする。そして、チャネル割当装置３は、相互に信号検出が不可であるＡＰ（非干渉ＡＰ）には同一チャネルを割り当て、信号検出が可能なＡＰ（干渉ＡＰ）同士には異なるチャネルを割当てる。なお、チャネル割当装置３は、周辺ＡＰの信号検出可否を、予め設定されたＲＳＳＩ閾値を基に判断する。 The wireless communication system according to the present embodiment is a network-controlled wireless LAN that uses an OSGi (Open Services Gateway Initiative) service aggregation platform (OSAP) or the like. Aim to improve the throughput of cells with
Therefore, the channel allocation device 3 selects an AP having characteristics common to the surrounding wireless environment based on whether or not the surrounding AP signal can be detected in each AP indicated by the wireless environment information so that the number of non-interfering AP groups is maximized. Group. Then, the channel assignment device 3 assigns the same channel to APs (non-interfering APs) that cannot detect signals mutually, and assigns different channels to APs that can detect signals (interfering APs). Note that the channel allocation device 3 determines whether or not the peripheral AP signal can be detected based on a preset RSSI threshold.

無線基地局装置１は、無線通信部１１と制御部１２とを備えて構成される。制御部１２は、無線環境情報保持部１３、無線環境情報通知部１４、チャネル設定部１５、及びアクセス権獲得部１６を有する。
無線通信部１１は、チャネル設定部１５により設定されたチャネルを使用して不図示の端末装置と無線通信を行う。無線通信部１１は、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance：搬送波感知多重アクセス）によるアクセス制御を用いて無線通信を行う。また、無線通信部１１は、無線通信において利用可能なすべてのチャネルそれぞれを予め定められた期間スキャンし、スキャン結果を無線環境情報として無線環境情報保持部１３に出力する。無線環境情報保持部１３は、無線通信部１１から入力された無線環境情報を保持する。無線環境情報通知部１４は、無線環境情報保持部１３に保持されている無線環境情報を読み出してチャネル割当装置３に通知する。チャネル設定部１５は、チャネル割当装置３より通知されたチャネルを無線通信部１１に設定する。アクセス権獲得部１６は、ＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセス制御によってアクセス権を獲得する。 The radio base station apparatus 1 includes a radio communication unit 11 and a control unit 12. The control unit 12 includes a wireless environment information holding unit 13, a wireless environment information notification unit 14, a channel setting unit 15, and an access right acquisition unit 16.
The wireless communication unit 11 performs wireless communication with a terminal device (not shown) using the channel set by the channel setting unit 15. The wireless communication unit 11 performs wireless communication using access control based on, for example, CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). Further, the wireless communication unit 11 scans all channels that can be used in wireless communication for a predetermined period, and outputs the scan result to the wireless environment information holding unit 13 as wireless environment information. The wireless environment information holding unit 13 holds the wireless environment information input from the wireless communication unit 11. The radio environment information notification unit 14 reads out the radio environment information held in the radio environment information holding unit 13 and notifies the channel assignment device 3 of it. The channel setting unit 15 sets the channel notified from the channel assignment device 3 in the wireless communication unit 11. The access right acquisition unit 16 acquires an access right by access control by CSMA / CA.

チャネル割当装置３は、例えば、サーバコンピュータにより実現でき、通信部３１、情報収集部３２、記憶部３３、チャネル算出部３４、及び制御部３５を備えて構成される。
通信部３１は、無線基地局装置１と通信を行う。情報収集部３２は、無線通信システムに存在するチャネル割当制御対象の無線基地局装置１から無線環境情報を収集し、内部に備える記憶部３２１に書き込む。記憶部３３は、本無線通信システムにおいてネットワーク制御によりチャネルを集中的に制御できる無線基地局装置１のリストを記憶する。チャネル算出部３４は、予め定められた間隔で、記憶部３２１内に保持されている無線環境情報と記憶部３３に記憶されているリストとを基に、チャネルを集中的に制御できる各々の無線基地局装置１が使用すべきチャネルを算出する。具体的には、チャネル算出部３４は、無線環境情報を基に、周辺無線環境に共通した特徴を有する無線基地局装置１を同じグループにグルーピングし、互いに干渉しないグループに対して同一チャネルを割り当てる。チャネル算出部３４が備える記憶部３４１は、チャネルの割り当てに用いる各種データを記憶する。制御部３５は、チャネル算出部３４が算出したチャネルを無線基地局装置１に通知する。 The channel assignment device 3 can be realized by, for example, a server computer, and includes a communication unit 31, an information collection unit 32, a storage unit 33, a channel calculation unit 34, and a control unit 35.
The communication unit 31 communicates with the radio base station apparatus 1. The information collecting unit 32 collects radio environment information from the radio base station apparatus 1 subject to channel assignment control existing in the radio communication system, and writes the radio environment information in the storage unit 321 provided therein. The storage unit 33 stores a list of radio base station apparatuses 1 that can centrally control channels by network control in the present radio communication system. The channel calculation unit 34 is configured to control each channel with centralized control based on the wireless environment information held in the storage unit 321 and the list stored in the storage unit 33 at predetermined intervals. The channel to be used by the base station apparatus 1 is calculated. Specifically, the channel calculation unit 34 groups the radio base station devices 1 having characteristics common to the surrounding radio environment into the same group based on the radio environment information, and assigns the same channel to the groups that do not interfere with each other. . The storage unit 341 included in the channel calculation unit 34 stores various data used for channel allocation. The control unit 35 notifies the radio base station apparatus 1 of the channel calculated by the channel calculation unit 34.

次に、本実施形態の無線通信システムの動作を説明する。以下では、主にチャネル割当装置３のチャネル算出部３４の動作を中心に説明する。
無線基地局装置１の運用が開始されると、無線通信部１１は、予め定められた時間間隔毎に、無線通信において利用可能なすべてのチャネルそれぞれを、予め定められた期間スキャンする。無線通信部１１は、スキャンの結果得られた自装置周辺の無線通信に関する状況を示す無線環境情報を無線環境情報保持部１３に出力し、無線環境情報保持部１３は入力された無線環境情報を記憶する。この無線環境情報には、利用可能なそれぞれのチャネルにおいて存在する（チャネルを利用している）他ＡＰの数、当該他ＡＰそれぞれのＡＰ識別情報、当該他ＡＰそれぞれから受信するビーコンなどの信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ値：Received Signal Strength Indicator）、などの情報が含まれる。ＡＰ識別情報は、各ＡＰ（無線基地局装置１）を一意に特定する識別子であり、受信したビーコンなどの信号から得られる。無線環境情報通知部１４は、定期的に、あるいは、チャネル割当装置３からの要求を受けて、前回通知を行った後に得られた無線環境情報を無線環境情報保持部１３から読み出してチャネル割当装置３に通知する。 Next, the operation of the wireless communication system of this embodiment will be described. Hereinafter, the operation of the channel calculation unit 34 of the channel assignment device 3 will be mainly described.
When the operation of the radio base station apparatus 1 is started, the radio communication unit 11 scans all channels that can be used in radio communication for a predetermined period at predetermined time intervals. The wireless communication unit 11 outputs to the wireless environment information holding unit 13 wireless environment information indicating the status related to wireless communication around the device obtained as a result of the scan, and the wireless environment information holding unit 13 outputs the input wireless environment information. Remember. This wireless environment information includes the number of other APs existing in each available channel (using the channel), AP identification information of each other AP, and signals such as beacons received from each other AP. Information such as received signal strength (RSSI value: Received Signal Strength Indicator) is included. The AP identification information is an identifier that uniquely identifies each AP (wireless base station apparatus 1), and is obtained from a received signal such as a beacon. The radio environment information notification unit 14 reads the radio environment information obtained after the previous notification from the radio environment information holding unit 13 periodically or in response to a request from the channel allocation device 3 to read the channel allocation device. 3 is notified.

チャネル割当装置３の情報収集部３２は、各無線基地局装置１から通知された無線環境情報を収集し、記憶部３２１に書き込む。記憶部３３には、予め制御対象ＡＰリストが記憶されている。制御対象ＡＰリストは、制御対象ＡＰの集合を示すデータである。制御対象ＡＰは、本無線通信システムにおいてネットワーク制御によりチャネルを集中的に制御できるＡＰであり、制御対象ＡＰリストにおいて制御対象ＡＰは、例えば、ＡＰ識別情報により示される。   The information collection unit 32 of the channel assignment device 3 collects the radio environment information notified from each radio base station device 1 and writes it in the storage unit 321. The storage unit 33 stores a control target AP list in advance. The control target AP list is data indicating a set of control target APs. The control target AP is an AP that can centrally control the channel by network control in the wireless communication system, and the control target AP is indicated by, for example, AP identification information in the control target AP list.

情報収集部３２は、周辺ＡＰリストを生成し、記憶部３２１に書き込む。周辺ＡＰリストは、制御対象ＡＰにおいて検知できる、つまり、制御対象ＡＰのキャリアセンス範囲内に存在する他ＡＰである周辺ＡＰの集合を示すデータである。周辺ＡＰは、例えば、ＡＰ識別情報により示される。情報収集部３２は、無線環境情報から無線基地局装置１が各チャネルについて検知した他ＡＰのＡＰ識別情報を読み出す。情報収集部３２は、無線環境情報の通知元である無線基地局装置１のＡＰ識別情報に対応した周辺ＡＰリストに、読み出したＡＰ識別情報を周辺ＡＰとして設定し、記憶部３２１に書き込む。なお、チャネル算出部３４が、記憶部３２１に記憶されている無線環境情報を読み出し、読み出した無線環境情報に基づいて周辺ＡＰリストを生成して記憶部３４１に書き込んでもよい。   The information collection unit 32 generates a peripheral AP list and writes it in the storage unit 321. The neighboring AP list is data indicating a set of neighboring APs that can be detected by the controlled AP, that is, other APs that exist within the carrier sense range of the controlled AP. The peripheral AP is indicated by, for example, AP identification information. The information collection unit 32 reads AP identification information of other APs detected by the wireless base station device 1 for each channel from the wireless environment information. The information collection unit 32 sets the read AP identification information as the peripheral AP in the peripheral AP list corresponding to the AP identification information of the radio base station apparatus 1 that is the notification source of the radio environment information, and writes the AP identification information in the storage unit 321. Note that the channel calculation unit 34 may read the wireless environment information stored in the storage unit 321, generate a neighboring AP list based on the read wireless environment information, and write it in the storage unit 341.

チャネル割当装置３のチャネル算出部３４は、情報収集部３２が収集した各々の無線基地局装置１の無線環境情報を基に、それぞれの無線基地局装置１が使用すべき無線チャネルを以下のように計算する。
まず、チャネル算出部３４は、各々のチャネル割当対象ＡＰ（制御対象ＡＰ）について、周辺に存在し、干渉し合う他ＡＰを把握する必要がある。この周辺の干渉し合う他ＡＰの把握は、以下の図２に示す動作により行われる。つまり、チャネル算出部３４は、無線環境情報に基づいて、予め設定されたＲＳＳＩ閾値よりも大きい信号レベルのビーコンを検出すると、当該ビーコンを送信したＡＰを干渉ＡＰと見なす。そして、チャネル算出部３４は、干渉ＡＰを示すＡＰリストを生成し、記憶部３４１に書き込む。干渉ＡＰリストとは、制御対象ＡＰにおいて検知できる、つまり、制御対象ＡＰのキャリアセンス範囲内に存在する他ＡＰのうち、制御対象ＡＰが使用し得るチャネルを使用しているＡＰである干渉ＡＰの集合を示すデータである。なお、制御対象ＡＰであるが、干渉ＡＰリストに含まれないＡＰを「非干渉ＡＰ」という。 Based on the radio environment information of each radio base station device 1 collected by the information collection unit 32, the channel calculation unit 34 of the channel allocation device 3 determines the radio channel to be used by each radio base station device 1 as follows. To calculate.
First, for each channel allocation target AP (control target AP), the channel calculation unit 34 needs to grasp other APs that exist in the vicinity and interfere with each other. The peripheral APs that interfere with each other in the vicinity are grasped by the operation shown in FIG. That is, when the channel calculation unit 34 detects a beacon having a signal level larger than a preset RSSI threshold based on the wireless environment information, the channel calculation unit 34 regards the AP that transmitted the beacon as an interference AP. Then, the channel calculation unit 34 generates an AP list indicating the interference AP and writes it in the storage unit 341. The interference AP list is an interference AP that can be detected by the control target AP, that is, an AP that uses a channel that can be used by the control target AP among other APs that exist within the carrier sense range of the control target AP. Data indicating a set. An AP that is a control target AP but is not included in the interference AP list is referred to as a “non-interference AP”.

図２は、チャネル割当装置３のチャネル算出部３４における各制御対象ＡＰの干渉ＡＰ数計算処理を示すフローチャートである。なお、全ての制御対象ＡＰの干渉ＡＰ数の初期値は０である。
まず、チャネル割当装置３のチャネル算出部３４は、記憶部３３に記憶されている制御対象ＡＰリスト、及び情報収集部３２の記憶部３２１に記憶されている全ての制御対象ＡＰの周辺ＡＰリストを読み出し、記憶部３４１に書き込む。チャネル算出部３４は、記憶部３４１に記憶されている制御対象ＡＰリストが空か否かを判断する（ステップＳ１０５）。制御対象ＡＰリストに１以上の制御対象ＡＰが登録されており、空ではないと判断した場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、チャネル算出部３４は、制御対象ＡＰリストに登録されている制御対象ＡＰを１台選択する（ステップＳ１１０）。この選択された制御対象ＡＰを、「選択制御対象ＡＰ」と記載する。 FIG. 2 is a flowchart showing the interference AP number calculation process of each control target AP in the channel calculation unit 34 of the channel assignment device 3. Note that the initial value of the number of interfering APs of all control target APs is zero.
First, the channel calculation unit 34 of the channel assignment device 3 obtains the control target AP list stored in the storage unit 33 and the peripheral AP list of all control target APs stored in the storage unit 321 of the information collection unit 32. Read and write to the storage unit 341. The channel calculation unit 34 determines whether or not the control target AP list stored in the storage unit 341 is empty (step S105). When it is determined that one or more control target APs are registered in the control target AP list and are not empty (step S105: NO), the channel calculation unit 34 selects the control target APs registered in the control target AP list. One unit is selected (step S110). This selected control target AP is referred to as a “selection control target AP”.

チャネル算出部３４は、記憶部３４１に記憶されている選択制御対象ＡＰの周辺ＡＰリストが空である否かを判断する（ステップＳ１１５）。選択制御対象ＡＰの周辺ＡＰリストに周辺ＡＰが設定されており、空ではないと判断した場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、チャネル算出部３４は、選択制御対象ＡＰの周辺ＡＰリストから周辺ＡＰを１台選択する（ステップＳ１２０）。選択した周辺ＡＰを、「選択周辺ＡＰ」と記載する。チャネル算出部３４は、選択制御対象ＡＰから受信した無線環境情報を情報収集部３２の記憶部３２１より読み出す。チャネル算出部３４は、この無線環境情報から、選択制御対象ＡＰが検知した選択周辺ＡＰのＲＳＳＩ値（受信信号強度）を読み出し、予め設定されたＲＳＳＩ閾値を超えているか否かを判断する（ステップＳ１２５）。   The channel calculation unit 34 determines whether or not the peripheral AP list of the selection control target AP stored in the storage unit 341 is empty (step S115). When it is determined that the neighboring AP is set in the neighboring AP list of the selection control target AP and is not empty (step S115: NO), the channel calculation unit 34 selects one neighboring AP from the neighboring AP list of the selection control target AP. A table is selected (step S120). The selected peripheral AP is described as “selected peripheral AP”. The channel calculation unit 34 reads the wireless environment information received from the selection control target AP from the storage unit 321 of the information collection unit 32. The channel calculation unit 34 reads out the RSSI value (reception signal strength) of the selected peripheral AP detected by the selection control target AP from this wireless environment information, and determines whether or not the RSSI threshold value set in advance is exceeded (step). S125).

チャネル算出部３４は、読み出した選択周辺ＡＰのＲＳＳＩ値がＲＳＳＩ閾値を超えていると判断した場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、選択周辺ＡＰは選択制御対象ＡＰに対する干渉ＡＰであると判断する。そこで、チャネル算出部３４は、選択制御対象ＡＰに対する干渉ＡＰ数のカウントを１増やす（ステップＳ１３０）。さらに、チャネル算出部３４は、選択制御対象ＡＰのＡＰ識別情報に対応付けられた干渉ＡＰリストに、選択周辺ＡＰを干渉ＡＰとして設定し、記憶部３４１に書き込む。   When determining that the RSSI value of the read selected peripheral AP exceeds the RSSI threshold (step S125: YES), the channel calculating unit 34 determines that the selected peripheral AP is an interference AP with respect to the selection control target AP. Therefore, the channel calculation unit 34 increases the count of the number of interfering APs with respect to the selection control target AP by 1 (step S130). Further, the channel calculation unit 34 sets the selected peripheral AP as the interference AP in the interference AP list associated with the AP identification information of the selection control target AP, and writes the selected AP in the storage unit 341.

チャネル算出部３４は、選択周辺ＡＰのＲＳＳＩ値がＲＳＳＩ閾値以下であると判断した場合（ステップＳ１２５：ＮＯ）、あるいは、ステップＳ１３０の処理の後、選択周辺ＡＰを選択制御対象ＡＰの周辺ＡＰリストから削除し（ステップＳ１３５）、ステップＳ１１５からの処理を繰り返す。   When it is determined that the RSSI value of the selected peripheral AP is equal to or less than the RSSI threshold (step S125: NO), or after the process of step S130, the channel calculation unit 34 selects the selected peripheral AP as a peripheral AP list of the selection control target AP. (Step S135), and the processing from step S115 is repeated.

ステップＳ１１５において、選択制御対象ＡＰの周辺ＡＰリストに周辺ＡＰが設定されておらず、空であると判断した場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、チャネル算出部３４は、選択制御対象ＡＰのＡＰ識別情報を記憶部３４１に記憶されている制御対象ＡＰリストから削除し（ステップＳ１４０）、ステップＳ１０５からの処理を繰り返す。   In step S115, when it is determined that the neighboring AP is not set in the neighboring AP list of the selection control target AP and is empty (step S115: YES), the channel calculation unit 34 determines the AP identification information of the selection control target AP. Is deleted from the control target AP list stored in the storage unit 341 (step S140), and the processing from step S105 is repeated.

そして、ステップＳ１０５において、記憶部３４１に記憶されている制御対象ＡＰリストに制御対象ＡＰが登録されておらず、空であると判断した場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、チャネル算出部３４は、処理を終了する。   When it is determined in step S105 that the control target AP is not registered in the control target AP list stored in the storage unit 341 and is empty (step S105: YES), the channel calculation unit 34 performs processing. Exit.

チャネル算出部３４は、図２の処理によって全ての制御対象ＡＰの干渉ＡＰ数の計算及び干渉ＡＰリストの作成を完了すると、続いて、以下の図３の処理よって、最も孤立するＡＰ、つまり、最も干渉セル数が少ないＡＰから順番にＡＰ群を形成する。このとき、チャネル算出部３４は、まず、最も孤立するＡＰを選択し、選択ＡＰと非干渉のＡＰを同じグループに含める方法で、非干渉ＡＰ群を形成する。   When the calculation of the number of interfering APs of all the control target APs and the creation of the interference AP list are completed by the process of FIG. 2, the channel calculation unit 34 subsequently performs the most isolated AP by the process of FIG. AP groups are formed in order from the AP with the smallest number of interfering cells. At this time, the channel calculation unit 34 first selects the most isolated AP, and forms the non-interfering AP group by a method of including the selected AP and the non-interfering AP in the same group.

図３は、チャネル割当装置３のチャネル算出部３４における制御対象ＡＰのグルーピング処理を示すフローチャートである。
まず、チャネル算出部３４は、記憶部３３に記憶されている制御対象ＡＰリストを読み出し、記憶部３４１に書き込む。チャネル算出部３４は、記憶部３４１に記憶されている制御対象ＡＰリストが空きであるか否かを判断する（ステップＳ２０５）。制御対象ＡＰリストが空きではないと判断した場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、チャネル算出部３４は、制御対象ＡＰリストに登録されている制御対象ＡＰ（無線基地局装置１）について図２のステップＳ１３０においてカウントした干渉ＡＰ数を比較し、最も干渉ＡＰ数が少ない制御対象ＡＰを最も孤立した制御対象ＡＰとして１台選択する（ステップＳ２１０）。 FIG. 3 is a flowchart showing the grouping process of the control target AP in the channel calculation unit 34 of the channel assignment device 3.
First, the channel calculation unit 34 reads the control target AP list stored in the storage unit 33 and writes it in the storage unit 341. The channel calculation unit 34 determines whether or not the control target AP list stored in the storage unit 341 is empty (step S205). When it is determined that the control target AP list is not empty (step S205: NO), the channel calculation unit 34 performs step S130 of FIG. 2 for the control target AP (wireless base station apparatus 1) registered in the control target AP list. The number of interfering APs counted in step 1 is compared, and one control target AP having the smallest number of interfering APs is selected as the most isolated control target AP (step S210).

チャネル算出部３４は、最も孤立した制御対象ＡＰのＡＰ識別情報に対応付けて記憶部３４１に記憶されている干渉ＡＰリストを読み出す。チャネル算出部３４は、記憶部３４１内の制御対象ＡＰリストに設定されている他の制御対象ＡＰから、読み出した干渉ＡＰリストに設定されている干渉ＡＰを除外し、非干渉な制御対象ＡＰを得る。チャネル算出部３４は、非干渉な制御対象ＡＰ全てを選択し、最も孤立した制御対象ＡＰと併せて１つのグループ、つまり、非干渉ＡＰ群を形成する（ステップＳ２１５）。チャネル算出部３４は、形成した非干渉ＡＰ群をグループリストに登録し、記憶部３４１に書き込む。チャネル算出部３４は、ステップＳ２１５においてグループを形成した全ての制御対象ＡＰを、記憶部３４１に記憶されている制御対象ＡＰリストから削除し（ステップＳ２２０）、ステップＳ２０５からの処理を行う。   The channel calculation unit 34 reads the interference AP list stored in the storage unit 341 in association with the AP identification information of the most isolated control target AP. The channel calculation unit 34 excludes the interference AP set in the read interference AP list from other control target APs set in the control target AP list in the storage unit 341, and sets the non-interference control target APs. obtain. The channel calculation unit 34 selects all non-interfering control target APs, and forms one group, that is, a non-interfering AP group together with the most isolated control target AP (step S215). The channel calculation unit 34 registers the formed non-interfering AP group in the group list and writes it in the storage unit 341. The channel calculation unit 34 deletes all the control target APs that formed groups in step S215 from the control target AP list stored in the storage unit 341 (step S220), and performs the processing from step S205.

そして、ステップＳ２０５において、記憶部３４１に記憶されている制御対象ＡＰリストに制御対象ＡＰが登録されておらず、空であると判断した場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、チャネル算出部３４は、処理を終了する。   In step S205, if it is determined that the control target AP is not registered in the control target AP list stored in the storage unit 341 and is empty (step S205: YES), the channel calculation unit 34 performs processing. Exit.

次に、チャネル算出部３４は、以下の図４の処理によって、図３の処理により生成した各非干渉ＡＰ群に含まれる制御対象ＡＰの中で、干渉し合うＡＰが異なる制御対象ＡＰがある場合は、それらの制御対象ＡＰを非干渉ＡＰ群から削除し、別の非干渉ＡＰ群として形成する。   Next, the channel calculation unit 34 has control target APs with different interfering APs among control target APs included in each non-interfering AP group generated by the process of FIG. 3 by the process of FIG. 4 below. In such a case, these control target APs are deleted from the non-interfering AP group and formed as another non-interfering AP group.

図４は、チャネル算出部３４におけるチャネル割り当て用の非干渉ＡＰ群形成処理を示すフローチャートである。まず、チャネル算出部３４は、記憶部３４１に登録されているグループリストが空きであるか否を判断する（ステップＳ３０５）。グループリストが空きではないと判断した場合（ステップＳ３０５：ＮＯ）、チャネル算出部３４は、グループリストから非干渉ＡＰ群を１つ選択する（ステップＳ３１０）。   FIG. 4 is a flowchart showing non-interfering AP group formation processing for channel assignment in the channel calculation unit 34. First, the channel calculation unit 34 determines whether the group list registered in the storage unit 341 is empty (step S305). If it is determined that the group list is not empty (step S305: NO), the channel calculation unit 34 selects one non-interfering AP group from the group list (step S310).

チャネル算出部３４は、選択した非干渉ＡＰ群を形成する制御対象ＡＰをグループリストから読み出すと、読み出した制御対象ＡＰのＡＰ識別情報に対応した干渉ＡＰリストを記憶部３４１から読み出す。チャネル算出部３４は、読み出した干渉ＡＰリストを比較し、選択した非干渉ＡＰ群に含まれる制御対象ＡＰの中から、干渉ＡＰが異なる制御対象ＡＰを特定する。チャネル算出部３４は、特定した制御対象ＡＰを、ステップＳ３１０において選択した非干渉ＡＰ群としてグループリストに設定されている制御対象ＡＰから除外し、別の非干渉ＡＰ群のグループを形成させる（ステップＳ３１５）。チャネル算出部３４は、ステップＳ３１０で選択したグループをグループリストから削除する（ステップＳ３２０）。
チャネル算出部３４は、ステップＳ３０５からの処理を繰り返し、グループリストが空である判断した場合（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、処理を終了する。 When the channel calculation unit 34 reads out the control target AP forming the selected non-interference AP group from the group list, the channel calculation unit 34 reads out the interference AP list corresponding to the AP identification information of the read control target AP from the storage unit 341. The channel calculation unit 34 compares the read interference AP lists and identifies control target APs having different interference APs from the control target APs included in the selected non-interference AP group. The channel calculation unit 34 excludes the identified control target AP from the control target AP set in the group list as the non-interfering AP group selected in step S310, and forms a group of another non-interfering AP group (step S315). The channel calculation unit 34 deletes the group selected in step S310 from the group list (step S320).
The channel calculation unit 34 repeats the processing from step S305, and when it is determined that the group list is empty (step S305: YES), the processing ends.

図４の処理より、共通した特徴を持つ制御対象ＡＰのみが含まれるような形で非干渉ＡＰ群が形成されると、チャネル算出部３４は、グループリストに設定されている各非干渉ＡＰ群の制御対象ＡＰにチャネルを割り当てる。このとき、チャネル算出部３４は、同じ非干渉ＡＰ群に含まれる全ての制御対象ＡＰに同じチャネルを割り当てることで、チャネルを有効に活用する。つまり、同じ非干渉ＡＰ群には、互いの信号が検知されないＡＰが属しており、これらのＡＰには、どのチャネルを割り当てても干渉しないので、それらのＡＰには同一チャネルを割当てることができる。   When the non-interfering AP group is formed in such a way that only the control target APs having common characteristics are included by the processing of FIG. 4, the channel calculating unit 34 sets each non-interfering AP group set in the group list. A channel is allocated to the control target AP. At this time, the channel calculation unit 34 effectively uses the channel by assigning the same channel to all the control target APs included in the same non-interfering AP group. That is, APs that do not detect each other's signals belong to the same non-interfering AP group, and these APs can be assigned the same channel because they do not interfere with any channel. .

チャネル割当装置３の制御部３５は、制御対象ＡＰである無線基地局装置１に、チャネル算出部３４が当該制御対象ＡＰに割当てたチャネルを通知する。無線基地局装置１のチャネル設定部１５は、チャネル割当装置３から割り当てられたチャネルの通知を受信すると、通知されたチャネルを無線通信部１１に設定する。無線基地局装置１において無線端末宛のデータが生起すると、アクセス権獲得部１６は、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡを実施し、アクセス権を取得する。アクセス権獲得部１６がアクセス権を取得すると、無線通信部１１は、割り当てられたチャネルによって、無線端末と無線信号を送受信する。   The control unit 35 of the channel assignment device 3 notifies the channel assigned to the control target AP by the channel calculation unit 34 to the radio base station device 1 that is the control target AP. When the channel setting unit 15 of the radio base station device 1 receives the notification of the channel allocated from the channel allocation device 3, the channel setting unit 15 sets the notified channel in the radio communication unit 11. When data addressed to a wireless terminal occurs in the wireless base station device 1, the access right acquisition unit 16 performs, for example, CSMA / CA and acquires the access right. When the access right acquisition unit 16 acquires the access right, the wireless communication unit 11 transmits and receives wireless signals to and from the wireless terminal using the assigned channel.

次に、上述した図３、及び図４の処理の具体的な例を説明する。
図５は、制御対象ＡＰの配置を示す図である。同図に示すように、無線通信システムは、無線基地局装置１として、５台の制御対象ＡＰを備える場合について説明する。５台の制御対象ＡＰをそれぞれ、ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ４、ＡＰ５と記載する。ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ４、ＡＰ５それぞれの通信セルはそれぞれ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５である。 Next, a specific example of the processing shown in FIGS. 3 and 4 will be described.
FIG. 5 is a diagram illustrating the arrangement of the control target APs. As shown in the figure, a case where the wireless communication system includes five control target APs as the wireless base station device 1 will be described. The five control target APs are referred to as AP1, AP2, AP3, AP4, and AP5, respectively. The communication cells of AP1, AP2, AP3, AP4, and AP5 are C1, C2, C3, C4, and C5, respectively.

図６は、無線通信システムが図５に示す制御対象ＡＰを備える場合の各制御対象ＡＰ同士の干渉の有無と、各制御対象ＡＰの干渉ＡＰの数を示す図である。同図において、「○」は干渉し合うことを示し、「×」は非干渉であることを示す。つまり、ＡＰ１とＡＰ２、ＡＰ１とＡＰ３、ＡＰ１とＡＰ５、ＡＰ２とＡＰ５、ＡＰ３とＡＰ４、ＡＰ３とＡＰ５が互いに干渉し合う。また、ＡＰ１とＡＰ４、ＡＰ２とＡＰ３、ＡＰ２とＡＰ４、ＡＰ４とＡＰ５は非干渉である。このとき、ＡＰ１の干渉ＡＰリストには、ＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ５が設定され、干渉ＡＰ数は３である。また、ＡＰ２の干渉ＡＰリストには、ＡＰ１、ＡＰ５が設定され、干渉ＡＰ数は２である。また、ＡＰ３の干渉ＡＰリストには、ＡＰ１、ＡＰ４、ＡＰ５が設定され、干渉ＡＰ数は３である。また、ＡＰ４の干渉ＡＰリストには、ＡＰ３が設定され、干渉ＡＰ数は１である。そして、ＡＰ５の干渉ＡＰリストには、ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３が設定され、ＡＰ５の干渉ＡＰ数は３である。   FIG. 6 is a diagram illustrating the presence / absence of interference between the control target APs and the number of interference APs of each control target AP when the wireless communication system includes the control target APs illustrated in FIG. 5. In the figure, “◯” indicates that they interfere with each other, and “X” indicates that they do not interfere. That is, AP1 and AP2, AP1 and AP3, AP1 and AP5, AP2 and AP5, AP3 and AP4, AP3 and AP5 interfere with each other. AP1 and AP4, AP2 and AP3, AP2 and AP4, and AP4 and AP5 are non-interfering. At this time, AP2, AP3, and AP5 are set in the interference AP list of AP1, and the number of interference APs is 3. AP1 and AP5 are set in the interference AP list of AP2, and the number of interference APs is 2. AP1, AP4, and AP5 are set in the interference AP list of AP3, and the number of interference APs is 3. AP3 is set in the interference AP list of AP4, and the number of interference APs is 1. AP1, AP2, and AP3 are set in the interference AP list of AP5, and the number of interference APs of AP5 is 3.

図３の処理の最初、制御対象ＡＰリストには、ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ４、ＡＰ５が設定されているため（ステップＳ２０５：ＮＯ）、チャネル算出部３４は、干渉ＡＰ数が最も少ないＡＰ４を最も孤立した制御対象ＡＰとして選択する（ステップＳ２１０）。チャネル算出部３４は、選択したＡＰ４以外に制御対象ＡＰリストに設定されているＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ５から、ＡＰ４の干渉ＡＰリストに設定されているＡＰ３を除いたＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ５を非干渉な制御対象ＡＰとして得る。チャネル算出部３４は、選択したＡＰ４と、非干渉な制御対象ＡＰとして得られたＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ５とにより１つのグループを形成し、グループリストに登録する（ステップＳ２１５）。チャネル算出部３４は、グループを形成したＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ４、ＡＰ５を制御対象ＡＰリストから削除する（ステップＳ２２０）。これにより、制御対象ＡＰリストには、ＡＰ３のみが残る（ステップＳ２０５：ＮＯ）。   Since AP1, AP2, AP3, AP4, and AP5 are set in the control target AP list at the beginning of the process of FIG. 3 (step S205: NO), the channel calculation unit 34 selects an AP4 with the least number of interfering APs. It is selected as the most isolated control target AP (step S210). The channel calculation unit 34 removes AP1, AP2, AP5 excluding AP3 set in the interference AP list of AP4 from AP1, AP2, AP3, AP5 set in the controlled AP list other than the selected AP4. Obtained as an AP subject to interference. The channel calculation unit 34 forms one group by the selected AP 4 and AP 1, AP 2, AP 5 obtained as non-interfering control target APs, and registers them in the group list (step S 215). The channel calculation unit 34 deletes AP1, AP2, AP4, and AP5 that formed the group from the control target AP list (step S220). As a result, only AP3 remains in the control target AP list (step S205: NO).

そこで、チャネル算出部３４は、最も孤立した制御対象ＡＰとしてＡＰ３を選択する（ステップＳ２１０）。選択したＡＰ３以外に制御対象ＡＰリストには制御対象ＡＰは設定されていないため、チャネル算出部３４は、ＡＰ３のみで１つのグループを形成し、グループリストに登録する（ステップＳ２１５）。チャネル算出部３４は、グループを形成したＡＰ３を制御対象ＡＰリストから削除する（ステップＳ２２０）。これにより、制御対象ＡＰリストは空になるため（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、チャネル算出部３４は、図３の処理を終了する。   Therefore, the channel calculation unit 34 selects AP3 as the most isolated control target AP (step S210). Since no control target AP is set in the control target AP list other than the selected AP3, the channel calculation unit 34 forms only one group with only AP3 and registers it in the group list (step S215). The channel calculation unit 34 deletes the AP3 that formed the group from the control target AP list (step S220). As a result, the control target AP list becomes empty (step S205: YES), and the channel calculation unit 34 ends the process of FIG.

図７は、無線通信システムが図５に示す制御対象ＡＰを備える場合の非干渉ＡＰ群のグループと、チャネル割当てを示す図である。図７（ａ）は、図３の処理の後に生成された非干渉ＡＰ群のグループを示す図であり、最も孤立した制御対象ＡＰであるＡＰ４と、ＡＰ４に非干渉な制御対象ＡＰであるＡＰ１、ＡＰ２、及びＡＰ５とが１つのグループを形成している。また、ＡＰ３のみで１つのグループを形成している。   FIG. 7 is a diagram showing a group of non-interfering AP groups and channel assignment when the wireless communication system includes the control target AP shown in FIG. FIG. 7A is a diagram showing a group of non-interfering AP groups generated after the processing of FIG. 3, and AP4 that is the most isolated control target AP and AP1 that is a control target AP that is non-interfering with AP4. , AP2, and AP5 form one group. Further, only one AP3 forms one group.

図４の処理の最初、グループリストには図７（ａ）に示す２つのグループが設定されているため（ステップＳ３０５：ＮＯ）、まず、チャネル算出部３４は、グループリストからＡＰ４と、ＡＰ１、ＡＰ２、及びＡＰ５とからなる非干渉ＡＰ群を選択する（ステップＳ３１０）。チャネル算出部３４は、最も孤立したＡＰ４と非干渉ＡＰ群を形成するＡＰ１、ＡＰ２、及びＡＰ５の干渉ＡＰリストを比較する。すると、ＡＰ２だけが、ＡＰ３及びＡＰ４の２つのＡＰと非干渉である一方、ＡＰ１とＡＰ５は、ＡＰ４とのみ非干渉であるという特徴が得られる。よって、チャネル算出部３４は、特徴が異なるＡＰ２をグループから除外し、別のグループを形成させる（ステップＳ３１５）。チャネル算出部３４は、グループリストからＡＰ４と、ＡＰ１、ＡＰ２、及びＡＰ５とからなる非干渉ＡＰ群を削除する（ステップＳ３２０）。これにより、グループリストには、ＡＰ３のみからなる非干渉ＡＰ群だけが残る（ステップＳ３０５：ＮＯ）。   Since the two groups shown in FIG. 7A are set in the group list at the beginning of the process of FIG. 4 (step S305: NO), first, the channel calculation unit 34 selects AP4, AP1, A non-interfering AP group consisting of AP2 and AP5 is selected (step S310). The channel calculation unit 34 compares the interference AP lists of AP1, AP2, and AP5 forming the non-interfering AP group with the most isolated AP4. Then, only AP2 is non-interfering with two APs, AP3 and AP4, while AP1 and AP5 are non-interfering only with AP4. Therefore, the channel calculation unit 34 excludes AP2 having different characteristics from the group, and forms another group (step S315). The channel calculation unit 34 deletes the non-interfering AP group including AP4, AP1, AP2, and AP5 from the group list (step S320). As a result, only the non-interfering AP group consisting only of AP3 remains in the group list (step S305: NO).

チャネル算出部３４は、グループリストから選択した非干渉ＡＰ群に、制御対象ＡＰがＡＰ３の１台のみが設定されているため（ステップＳ３１０）、グループの再形成は行わない（ステップＳ３１５）。チャネル算出部３４は、グループリストからＡＰ３のみからなる非干渉ＡＰ群を削除する（ステップＳ３２０）。これにより、グループリストは空になり（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、チャネル算出部３４は、図４の処理を終了する。   The channel calculation unit 34 does not perform group reformation (step S315) because only one AP3 as the control target AP is set in the non-interfering AP group selected from the group list (step S310). The channel calculation unit 34 deletes the non-interfering AP group including only AP3 from the group list (step S320). As a result, the group list becomes empty (step S305: YES), and the channel calculation unit 34 ends the process of FIG.

図７（ｂ）は、図４の処理の後に生成された非干渉ＡＰ群のグループを示す図であり、ＡＰ４とＡＰ１及びＡＰ５とが１つのグループＧ１を形成し、ＡＰ２が１つのグループＧ２を形成し、ＡＰ３が１つのグループＧ３を形成している。チャネル算出部３４は、グループＧ１〜Ｇ３それぞれにチャネルを割当てる。以下に、割当ての手順を示す。なお、割当て可能なチャネルはＣＨ１〜ＣＨ３であるとする。また、チャネルの有効活用のため、完全に干渉し合わないグループに同じチャネルを割り当てる。   FIG. 7B is a diagram showing a group of non-interfering AP groups generated after the process of FIG. 4, where AP4, AP1, and AP5 form one group G1, and AP2 forms one group G2. AP3 forms one group G3. The channel calculation unit 34 assigns a channel to each of the groups G1 to G3. The allocation procedure is shown below. Note that channels that can be assigned are CH1 to CH3. In order to effectively use the channel, the same channel is allocated to a group that does not interfere completely.

（１） チャネル算出部３４は、グループＧ１にＣＨ１を割り当てる。よって、ＡＰ１、ＡＰ４、ＡＰ５にＣＨ１が割り当てられる。
（２） チャネル算出部３４は、グループＧ１に割当てたＣＨ１とは異なるＣＨ２をグループＧ２に割当てる。よって、ＡＰ２にＣＨ２が割り当てられる。
（３） グループＧ２のＡＰ２と、グループＧ３のＡＰ３は互いに非干渉のため、チャネル算出部３４は、グループＧ３にもＣＨ２を割り当てる。よって、ＡＰ３にＣＨ２が割り当てられる。ここまでの処理により、図７（ｃ）に示すように、チャネルが割り当てられる。 (1) The channel calculation unit 34 assigns CH1 to the group G1. Therefore, CH1 is assigned to AP1, AP4, and AP5.
(2) The channel calculation unit 34 assigns CH2 different from CH1 assigned to the group G1 to the group G2. Therefore, CH2 is assigned to AP2.
(3) Since AP2 of group G2 and AP3 of group G3 are non-interfering with each other, channel calculation unit 34 also assigns CH2 to group G3. Therefore, CH2 is assigned to AP3. Through the processing so far, channels are allocated as shown in FIG.

（４） チャネル算出部３４は、全グループへのチャネルの割り当てが完了すると、割当てしていないＣＨ３を、グループ内のＡＰにさらに分配する。そこで、チャネル算出部３４は、グループＧ１内において干渉し合うＡＰ１、ＡＰ５のうちいずれかのチャネルをＣＨ３に変更する。ここでは、ＡＰ１、ＡＰ５のうちいずれのチャネルを変更するかは、ランダムに（同確率で）決定する。
この手順により、最終的なチャネル割当は、図７（ｄ）に示すように、ＡＰ１がＣＨ１、ＡＰ２がＣＨ２、ＡＰ３がＣＨ２、ＡＰ４がＣＨ１、ＡＰ５がＣＨ３となる。これによって、キャリアセンス範囲内に存在しても互いに干渉しない５つのセルが形成される。 (4) When the channel assignment to the entire group is completed, the channel calculation unit 34 further distributes the unassigned CH3 to the APs in the group. Therefore, the channel calculation unit 34 changes any channel of AP1 and AP5 that interfere with each other in the group G1 to CH3. Here, which channel to change between AP1 and AP5 is determined randomly (with the same probability).
By this procedure, as shown in FIG. 7D, the final channel assignment is that AP1 is CH1, AP2 is CH2, AP3 is CH2, AP4 is CH1, and AP5 is CH3. As a result, five cells that do not interfere with each other even if they exist within the carrier sense range are formed.

上述実施形態における無線基地局装置１を複数具備する無線通信システムでは、上記のように、チャネル割当装置３によって、各無線基地局装置１が無線通信に使用するチャネルを周囲の無線状況に応じて動的に決定することにより、セル間でのスループットのばらつきを抑えることができる。その結果、無線通信システムは、無線基地局装置１が密集するエリアが生じる場合においても、また、無線環境が時間とともに変動する環境においても、常に無線通信システム全体におけるスループット低下を抑制することができる。   In the radio communication system including a plurality of radio base station apparatuses 1 in the above-described embodiment, as described above, the channel allocation apparatus 3 determines the channel used by each radio base station apparatus 1 for radio communication according to the surrounding radio conditions. By dynamically determining, it is possible to suppress variations in throughput between cells. As a result, the wireless communication system can always suppress a decrease in throughput in the entire wireless communication system even when an area where the wireless base station devices 1 are densely generated or in an environment where the wireless environment fluctuates with time. .

上述した実施形態によれば、無線通信システム内の全ＡＰにおける干渉ＡＰ数などの情報を把握した上で、干渉しないＡＰ群を多く形成してチャネルを割り当てるため、システムスループットが大きくなる。また、同じチャネルを共用するＡＰが少なくなるため、結果的にＡＰの最小スループットが向上し、無線基地局装置が密集する環境においても局地的なスループットの低下を回避することができる。また、最小スループットの劣化が抑えられるため、セル間でスループットの公平性が改善する。   According to the above-described embodiment, since information such as the number of interfering APs in all APs in the wireless communication system is grasped and channels are allocated by forming many AP groups that do not interfere with each other, the system throughput is increased. In addition, since the number of APs sharing the same channel is reduced, the minimum throughput of APs is improved as a result, and it is possible to avoid a decrease in local throughput even in an environment where radio base station apparatuses are densely packed. Further, since the degradation of the minimum throughput is suppressed, the fairness of the throughput is improved between cells.

以下に、実験により本実施形態の無線通信システムの効果を検証したときの検証環境およびその検証結果について述べる。
図８は、屋内実験環境（検証環境）を示す図である。同図に示すように、屋内実験室において１２台のＡＰを設置し、それぞれのＡＰ近傍に無線端末（ＳＴＡ：Station）を一台ずつ配置した。そして、本実施形態を用いて各々のＡＰにチャネルを割り当てた場合と、各々のＡＰが従来の最小ＲＳＳＩ法に基づいて使用するチャネルを自律分散的に選択した場合と、使用可能チャネルからランダムにチャネルを選択するランダムチャネル選択法を用いた場合のそれぞれについて、最小スループットを持つセルのスループット値と、公平性を示すＦＩ値とを計算した。なお、ＦＩ値については、文献「R. Jain et al., “A quantitative measure of fairness and discrimination for resource allocation in shared systems,” Digital Equipment Corporation Technical Report, DEC-TR-301, September 1984.」に記載されている。１回の実験におけるスループット測定は６０秒間とし、３０回の実験の結果を平均化した。各ＡＰは２．４ＧＨｚ帯のＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格で動作する。使用可能チャネル数を互いに干渉しないチャネル１、６、１１とした。 The verification environment and the verification result when the effect of the wireless communication system of the present embodiment is verified by experiment will be described below.
FIG. 8 is a diagram showing an indoor experimental environment (verification environment). As shown in the figure, 12 APs were installed in an indoor laboratory, and one wireless terminal (STA: Station) was placed near each AP. Then, when a channel is allocated to each AP using this embodiment, when each AP autonomously selects a channel to be used based on the conventional minimum RSSI method, and randomly from available channels For each case of using the random channel selection method for selecting a channel, the throughput value of the cell having the minimum throughput and the FI value indicating fairness were calculated. The FI value is described in the document “R. Jain et al.,“ A quantitative measure of fairness and discrimination for resource allocation in shared systems, ”Digital Equipment Corporation Technical Report, DEC-TR-301, September 1984.” Has been. The throughput measurement in one experiment was 60 seconds, and the results of 30 experiments were averaged. Each AP operates according to the IEEE 802.11g standard in the 2.4 GHz band. The number of usable channels is set to channels 1, 6, and 11 that do not interfere with each other.

図９及び図１０に、図８に示す実験環境の屋内実験の実験結果を示す。図９は、屋内実験において１２台のＡＰについて測定したスループットのうち最小スループットを示し、図１０は、屋内実験において測定された１２台のＡＰのスループット値を用いて算出したＦＩ値を示す。これらの図において、「最大非干渉ＡＰ群」は、本実施形態を用いて各々のＡＰにチャネルを割当てた場合を示し、「最小ＲＳＳＩ」は、従来の最小ＲＳＳＩ法に基づいて使用するチャネルを自律分散的に選択した場合を示し、「ランダム」は、ランダムチャネル選択法を用いた場合の結果を示す。
図９、図１０に示すように、本実施形態を用いて各々のＡＰにチャネルを割当てた場合は、従来の最小ＲＳＳＩ法、ランダムチャネル選択法を用いた場合と比較して、最小スループット、ＦＩ値とも向上したことが確認できる。例えば、従来の最小ＲＳＳＩ法に対して、本実施形態の最小スループットは、１．７倍となっている。 9 and 10 show the experimental results of the indoor experiment in the experimental environment shown in FIG. FIG. 9 shows the minimum throughput among the throughputs measured for the 12 APs in the indoor experiment, and FIG. 10 shows the FI values calculated using the throughput values of the 12 APs measured in the indoor experiment. In these drawings, “maximum non-interfering AP group” indicates a case where a channel is allocated to each AP using this embodiment, and “minimum RSSI” indicates a channel to be used based on the conventional minimum RSSI method. The case of selecting in an autonomous distributed manner is shown, and “Random” shows the result when the random channel selection method is used.
As shown in FIG. 9 and FIG. 10, when a channel is allocated to each AP using this embodiment, the minimum throughput and FI are compared with the case where the conventional minimum RSSI method and the random channel selection method are used. It can be confirmed that both values have improved. For example, the minimum throughput of this embodiment is 1.7 times that of the conventional minimum RSSI method.

なお、上述した実施形態におけるチャネル割当装置３の機能をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。   Note that the function of the channel assignment device 3 in the above-described embodiment may be realized by a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program that holds a program for a certain period of time. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

複数の無線基地局装置を有する無線通信システムに適用可能である。   The present invention is applicable to a radio communication system having a plurality of radio base station apparatuses.

１ 無線基地局装置
３ チャネル割当装置
１１ 無線通信部
１２ 制御部
１３ 無線環境情報保持部
１４ 無線環境情報通知部
１５ チャネル設定部
１６ アクセス権獲得部
３１ 通信部
３２ 情報収集部
３３、３２１、３４１ 記憶部
３４ チャネル算出部
３５ 制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radio base station apparatus 3 Channel allocation apparatus 11 Radio communication part 12 Control part 13 Radio environment information holding part 14 Radio environment information notification part 15 Channel setting part 16 Access right acquisition part 31 Communication part 32 Information collection part 33,321,341 Storage Unit 34 channel calculation unit 35 control unit

Claims (8)

チャネル割当装置と複数の無線基地局装置とを有する無線通信システムであって、
前記無線基地局装置は、
無線通信を行う無線通信部と、
前記無線通信部が検知した周辺無線環境を示す無線環境情報を前記チャネル割当装置に通知する無線環境情報通知部と、
前記チャネル割当装置から通知されたチャネルを前記無線通信部に設定するチャネル設定部とを備え、
前記チャネル割当装置は、
複数の前記無線基地局装置から前記無線環境情報を収集する情報収集部と、
前記情報収集部が収集した前記無線環境情報に基づいて周辺無線環境に共通した特徴を有する前記無線基地局装置を同じグループにグルーピングし、互いに干渉しない前記グループに対して同一のチャネルを割り当てるチャネル算出部と、
前記チャネル算出部が前記グループに割り当てた前記チャネルを、当該グループにグルーピングされた前記無線基地局装置に通知する制御部とを備える、
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system having a channel assignment device and a plurality of wireless base station devices,
The wireless base station device
A wireless communication unit for performing wireless communication;
A radio environment information notifying unit for notifying the channel allocation device of radio environment information indicating a surrounding radio environment detected by the radio communication unit;
A channel setting unit that sets the channel notified from the channel allocation device in the wireless communication unit;
The channel allocation device
An information collection unit that collects the wireless environment information from a plurality of the wireless base station devices;
Based on the radio environment information collected by the information collecting unit, grouping the radio base station devices having characteristics common to surrounding radio environments into the same group, and assigning the same channel to the groups that do not interfere with each other And
A controller for notifying the radio base station apparatus grouped in the group of the channel assigned to the group by the channel calculator;
A wireless communication system. 前記無線環境情報は、前記無線通信部が他の前記無線基地局装置から受信した無線信号の信号レベルの情報を含み、
前記チャネル算出部は、前記無線環境情報が示す他の前記無線基地局装置の無線信号の信号レベルが予め設定された閾値を超えている場合は前記無線環境情報の通知元の前記無線基地局装置と他の前記無線基地局装置とが干渉し合うと判断し、超えていない場合は前記無線環境情報の通知元の前記無線基地局装置と他の前記無線基地局装置とが非干渉と判断し、互いに非干渉の前記無線基地局装置が属する前記グループに対して同一のチャネルを割り当てる、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。 The radio environment information includes information on a signal level of a radio signal received from the other radio base station apparatus by the radio communication unit,
When the signal level of the radio signal of the other radio base station apparatus indicated by the radio environment information exceeds a preset threshold, the channel calculation unit is configured to notify the radio base information of the radio environment information And the other radio base station apparatus determine that the radio base station apparatus and the other radio base station apparatus are not interfering with each other. , Assigning the same channel to the group to which the wireless base station devices that do not interfere with each other belong,
The wireless communication system according to claim 1. 前記チャネル算出部は、
前記無線環境情報に基づいて、
複数の前記無線基地局装置の中から干渉する他の前記無線基地局装置の数が最も少ない前記無線基地局装置を選択し、選択した前記無線基地局装置と、当該無線基地局装置と非干渉の他の前記無線基地局装置とを同じグループにグルーピングし、
グルーピングされずに残った前記無線基地局装置がある場合は、残った前記無線基地局装置の中から干渉する他の前記無線基地局装置の数が最も少ない前記無線基地局装置を選択し、選択した前記無線基地局装置と、当該無線基地局装置と非干渉の他の前記無線基地局装置とを同じグループにグルーピングする処理を繰り返し、
互いに非干渉の前記無線基地局装置が属する前記グループに対して同一のチャネルを割り当てる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。 The channel calculation unit
Based on the wireless environment information,
The radio base station apparatus having the smallest number of other radio base station apparatuses that interfere with each other is selected from among the plurality of radio base station apparatuses, and the selected radio base station apparatus and non-interference with the radio base station apparatus Group other wireless base station devices into the same group,
When there is the radio base station apparatus that remains without being grouped, select the radio base station apparatus with the smallest number of other radio base station apparatuses that interferes from the remaining radio base station apparatuses, and select Repeated the process of grouping the radio base station apparatus and the radio base station apparatus and the other radio base station apparatus non-interfering into the same group,
Assigning the same channel to the group to which the wireless base station devices that do not interfere with each other belong,
The wireless communication system according to claim 1, wherein the wireless communication system is a wireless communication system. 前記チャネル算出部は、
同じグループにグルーピングされた前記無線基地局装置の中から前記無線環境情報に基づいて干渉状況が異なる前記無線基地局装置を特定し、特定した前記無線基地局装置を当該グループから削除して別のグループを形成させ、
互いに非干渉の前記無線基地局装置が属する前記グループに対して同一のチャネルを割り当てる、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線通信システム。 The channel calculation unit
Identify the radio base station apparatus having a different interference status based on the radio environment information from the radio base station apparatuses grouped in the same group, delete the identified radio base station apparatus from the group, and Forming a group,
Assigning the same channel to the group to which the wireless base station devices that do not interfere with each other belong,
The wireless communication system according to claim 1, wherein the wireless communication system is a wireless communication system. 前記チャネル算出部は、未割当のチャネルを、前記グループに属する一部の前記無線基地局装置に割当てる、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線通信システム。 The channel calculation unit allocates an unallocated channel to some of the radio base station devices belonging to the group.
The wireless communication system according to claim 1, wherein the wireless communication system is a wireless communication system. チャネル割当装置と複数の無線基地局装置とを有する無線通信システムにおける前記チャネル割当装置であって、
複数の前記無線基地局装置から周辺無線環境を示す無線環境情報を収集する情報収集部と、
前記情報収集部が収集した前記無線環境情報に基づいて周辺無線環境に共通した特徴を有する前記無線基地局装置を同じグループにグルーピングし、互いに干渉しない前記グループに対して同一のチャネルを割り当てるチャネル算出部と、
前記チャネル算出部が前記グループに割り当てた前記チャネルを、当該グループにグルーピングされた前記無線基地局装置に通知する制御部と、
を備えることを特徴とするチャネル割当装置。 The channel allocation apparatus in a radio communication system having a channel allocation apparatus and a plurality of radio base station apparatuses,
An information collection unit for collecting wireless environment information indicating a surrounding wireless environment from the plurality of wireless base station devices;
Based on the radio environment information collected by the information collecting unit, grouping the radio base station devices having characteristics common to surrounding radio environments into the same group, and assigning the same channel to the groups that do not interfere with each other And
A control unit for notifying the radio base station apparatus grouped in the group of the channel allocated to the group by the channel calculation unit;
A channel assignment apparatus comprising: チャネル割当装置と複数の無線基地局装置とを有する無線通信システムが実行するチャネル割当方法であって、
前記無線基地局装置が、
当該無線基地局装置において無線通信を行う無線通信部により周辺無線環境を検知する無線環境検知過程と、
前記無線環境検知過程において検知した前記周辺無線環境を示す無線環境情報を前記チャネル割当装置に通知する無線環境情報通知過程と、
前記チャネル割当装置が、
複数の前記無線基地局装置から前記無線環境情報を収集する情報収集過程と、
前記情報収集過程において収集した前記無線環境情報に基づいて周辺無線環境に共通した特徴を有する前記無線基地局装置を同じグループにグルーピングし、互いに干渉しない前記グループに対して同一のチャネルを割り当てるチャネル算出過程と、
前記チャネル算出過程において前記グループに割り当てた前記チャネルを、当該グループにグルーピングされた前記無線基地局装置に通知する制御過程と、
前記無線基地局装置が、
前記チャネル割当装置から通知されたチャネルを前記無線通信部に設定するチャネル設定過程と、
を有することを特徴とするチャネル割当方法。 A channel allocation method executed by a radio communication system having a channel allocation apparatus and a plurality of radio base station apparatuses,
The radio base station device
A wireless environment detection process for detecting a surrounding wireless environment by a wireless communication unit that performs wireless communication in the wireless base station device;
A radio environment information notification step of notifying the channel allocation device of radio environment information indicating the surrounding radio environment detected in the radio environment detection step;
The channel allocation device is
An information collecting process for collecting the radio environment information from a plurality of the radio base station devices;
Based on the radio environment information collected in the information collection process, the radio base station devices having characteristics common to the surrounding radio environment are grouped into the same group, and a channel calculation for allocating the same channel to the groups that do not interfere with each other Process,
A control step of notifying the radio base station apparatus grouped in the group of the channel assigned to the group in the channel calculation step;
The radio base station device
A channel setting process for setting the channel notified from the channel allocation device in the wireless communication unit;
A channel allocation method characterized by comprising: チャネル割当装置と複数の無線基地局装置とを有する無線通信システムにおける前記チャネル割当装置が実行するチャネル割当方法であって、
情報収集部が、複数の前記無線基地局装置から周辺無線環境を示す無線環境情報を収集する情報収集過程と、
チャネル算出部が、前記情報収集過程において収集した前記無線環境情報に基づいて周辺無線環境に共通した特徴を有する前記無線基地局装置を同じグループにグルーピングし、互いに干渉しない前記グループに対して同一のチャネルを割り当てるチャネル算出過程と、
制御部が、前記チャネル算出過程において前記グループに割り当てた前記チャネルを、当該グループにグルーピングされた前記無線基地局装置に通知する制御過程と、
を有することを特徴とするチャネル割当方法。 A channel allocation method executed by the channel allocation apparatus in a radio communication system having a channel allocation apparatus and a plurality of radio base station apparatuses,
An information collecting process in which an information collecting unit collects wireless environment information indicating a surrounding wireless environment from the plurality of wireless base station devices;
The channel calculation unit groups the wireless base station devices having characteristics common to the surrounding wireless environment based on the wireless environment information collected in the information collecting process into the same group, and the same for the groups that do not interfere with each other A channel calculation process for assigning channels;
A control process in which the control unit notifies the radio base station apparatus grouped in the group of the channel allocated to the group in the channel calculation process;
A channel allocation method characterized by comprising:
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