JP2017108315A - 無線アクセスネットワークの管理装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】移動端末に与える干渉を低減できる、無線アクセスネットワークの管理装置を提供する。【解決手段】制御装置が１つ以上の基地局装置を制御する無線アクセスネットワークの管理装置は、移動端末の位置を推定する推定手段と、前記推定手段が推定した各移動端末の位置に基づき移動端末をクラスタリングするクラスタリング手段と、基地局装置を、接続する移動端末が属するクラスタに基づきグループ化するグループ化手段と、同じグループの基地局装置を同じ制御装置が制御する様に、制御装置と基地局装置との接続関係を制御する制御手段と、を備えていることを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、１つの制御装置が１つ以上の基地局装置を制御する無線アクセスネットワークに関する。

図６は、集中制御型無線アクセスネットワーク（Ｃ−ＲＡＮ：Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の概略図である。図６において、制御装置５１は、基地局装置５３及び６３を制御し、制御装置７１は、基地局装置７３を制御している。なお、基地局装置５３、６３及び７３は、それぞれ、セル５４、６４及び７４をそのサービス提供エリアとしている。例えば、セル５４内に位置する移動端末からの信号は、基地局装置５３及び制御装置５１を経由して、図示しないコア・ネットークに送信され、セル５４内に位置する移動端末への信号は、図示しないコア・ネットークから制御装置５１に送信され、制御装置５１は、基地局装置５３を介して当該信号を当該移動端末へと送信する。

図６の構成においては、１つの制御装置５１が基地局装置５３及び６３の制御を行っている。したがって、制御装置５１は、セル５４とセル６４との境界付近に存在する移動端末に対して与える干渉を低減する様に、基地局装置５３及び６３を制御できる。しかしながら、基地局装置６３と基地局装置７３は、異なる制御装置により制御されているため、セル６４とセル７４との境界付近に存在する移動端末に対して与える干渉が増加してしまう。

特許文献１は、Ｃ−ＲＡＮにおいて制御装置を跨るハンドオーバを低減させるため、制御装置と基地局装置との接続関係を動的に切り替える構成を開示している。また、特許文献２は、制御装置が扱うトラフィック量に基づき制御装置と基地局装置との接続関係を動的に切り替える構成を開示している。

特開２０１３−２１１７８３号公報 特開２０１３−７７９６５号公報

特許文献１に記載の構成は、セル間のハンドオーバの頻度に基づき、制御装置を跨がるハンドオーバを低減させる様に、制御装置と基地局装置との接続関係を切り替えるものであり、干渉を低減させるものではない。また、特許文献２の構成は、制御装置の処理負荷が偏らない様に、制御装置と基地局装置との接続関係を切り替えるものであり、干渉を低減させるものではない。

本発明は、移動端末に与える干渉を低減できる、無線アクセスネットワークの管理装置及びプログラムを提供するものである。

本発明の一側面によると、制御装置が１つ以上の基地局装置を制御する無線アクセスネットワークの管理装置は、移動端末の位置を推定する推定手段と、前記推定手段が推定した各移動端末の位置に基づき移動端末をクラスタリングするクラスタリング手段と、基地局装置を、接続する移動端末が属するクラスタに基づきグループ化するグループ化手段と、同じグループの基地局装置を同じ制御装置が制御する様に、制御装置と基地局装置との接続関係を制御する制御手段と、を備えていることを特徴とする。

本発明によると、移動端末に与える干渉を低減することができる。

一実施形態による無線アクセスネットワークの構成図。 一実施形態による無線アクセスネットワークの構成図。 一実施形態による管理装置における処理の説明図。 一実施形態による管理装置における処理の説明図。 一実施形態による管理装置の構成図。 集中型無線アクセスネットワークの構成図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

図１は、本実施形態によるＣ−ＲＡＮの構成図である。制御装置１０、２０及び３０は、それぞれ、ベースバンド部（ＢＢＵ：Ｂａｓｅ−Ｂａｎｄ Ｕｎｉｔ）と、スイッチ（ＳＷ）を備えており、各制御装置のＢＢＵは、ＳＷを介してリモート無線ヘッド（ＲＲＨ：Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ）と接続する。なお、本実施形態のＣ−ＲＡＮは、制御装置のＢＢＵにおいて変復調処理を行い、ＢＢＵとＲＲＨとの間では変調されたベースバンド信号をデジタル化した信号の送受信を行う。そして、基地局装置であるＲＲＨは、ＢＢＵと送受信する信号とセル内の移動端末と送受信する無線信号の変換を行う。しかしながら、本発明は、制御装置と基地局装置との間でベースバンド信号を送受するＣ−ＲＡＮに限定されるものではなく、１つの制御装置が１つ以上の基地局装置を制御し、かつ、制御装置も移動端末が送受信する信号を処理する任意の形態のＣ−ＲＡＮに対して適用できる。

図１の構成において、制御装置２０のＢＢＵ２１は、ＳＷ２２を介してＲＲＨ１３及び２３を制御している。また、制御装置３０のＢＢＵ３１は、ＳＷ３２を介してＲＲＨ３３を制御している。なお、ＲＲＨ１３はセル１４にサービスを提供し、ＲＲＨ２３はセル２４にサービスを提供し、ＲＲＨ３３はセル３４にサービスを提供している。図１において、ＢＢＵ１１は、制御処理を行っておらず、よって、点線で表している。また、ＳＷ１２とＢＢＵ１１を結ぶ通信線や、ＳＷ２２とＳＷ３２とを結ぶ通信線も利用されておらず、よって、点線で表している。また、本実施形態においては、制御装置１０〜３０と通信可能な管理装置４０が設けられる。

図示しない移動端末は、接続しているＲＲＨのみならず、接続していないが、無線信号を受信できるＲＲＨに関し、その受信電力を測定する。そして、移動端末は、接続しているＲＲＨを介して、信号を受信する総てのＲＲＨの識別子と受信電力を受信電力情報とし、自装置の識別情報と共に、接続しているＲＲＨ経由で、当該ＲＲＨを制御しているＢＢＵに当該受信電力情報を送信する。各ＢＢＵは、移動端末が報告する受信電力情報を管理装置４０に送信する。管理装置４０は、例えば、１つのＲＲＨについての受信電力を報告した移動端末については、当該ＲＲＨのセルの中心付近に位置するものとし、複数の受信電力を報告した移動端末については、各ＲＲＨからの受信電力に基づきその凡その位置を判定する。そして、管理装置４０は、ＢＢＵが異なる２つのセルの境界付近に位置する移動端末の数を低減させる様に、ＢＢＵとＲＲＨとの対応関係を切り替える様に、各ＳＷを制御する。

例えば、図１の構成において、セル１４とセル２４との境界付近にいる移動端末が２０台であり、セル２４とセル３４の境界付近にいる移動端末が１０台であるものとする。また、ＢＢＵからＲＲＨまでの最大線路長の制約などの理由により、単一のＢＢＵが全てのＲＲＨを制御することは不可能であるものとする。この場合、図１の構成が維持される。これは、セル１４とセル２４にサービス提供するＲＲＨ１３及び２３は同じＢＢＵ２１が制御しており、セル１４とセル２４の境界付近にいる移動端末に対する干渉が少なくなる様に、ＢＢＵ２１がＲＲＨ１３及び２３を制御するからである。その後、移動端末が移動し、セル１４とセル２４との境界付近にいる移動端末が１０台となり、セル２４とセル３４の境界付近にいる移動端末が２０台になったものとする。この場合、管理装置４０は、図２に示す様にＣ−ＲＡＮの構成を切り替える。図２においては、ＢＢＵ３１がＲＲＨ２３及び３３を制御し、ＢＢＵ１１がＲＲＨ１３を制御している。図２の様に切り替えることで、干渉を受ける移動端末の数を少なくすることができる。

続いて、図３及び図４を用いて管理装置４０での処理の詳細について説明する。図３及び４は、それぞれ２５個のセル＃１〜＃２５を示している。なお、図３及び図４においてはセルを四角形としている。図３及び図４には示していないが、各セルに対応してＲＲＨが設けられる。また、本実施形態においては、各セルに対応して制御装置も設けられるものとする。なお、セルとＲＲＨとは１対１で対応しているため以下では、実際には、ＲＲＨを示す場合においてもセルとの用語を使用する。つまり、例えば、ＢＢＵが制御するのはＲＲＨであるが、ＢＢＵがＲＲＨを制御することを、ＢＢＵがセルを制御するとの表現も用いる。

管理装置４０は、上述した様に、ＢＢＵを介して受信電力情報を移動端末の識別情報と共に受信する。管理装置４０は、単一のＲＲＨに関する受信電力情報を送信した移動端末については、当該ＲＲＨに対応するセルの中心付近に位置するものと判定する。一方、複数のＲＲＨに関する受信電力情報を送信した移動端末については、各ＲＲＨからの受信電力に基づき、その位置を推定する。図３の黒の四角形は、この様にして管理装置４０が推定した移動端末の位置を示している。

管理装置４０は、推定した移動端末の位置に対して、例えば、ｋ−ｍｅａｎｓ法等のクラスタリング処理を行い、移動端末をクラスタにグループ化する、図３の点線で囲む移動端末群は、同じクラスタに属する移動端末を示している。つまり、図３においては、４つのクラスタ９１〜９４が存在している。管理装置４０は、クラスタに基づき、セル、つまりＲＲＨをグループ化する。具体的には、同じクラスタに属する移動端末のみが存在するセル、つまりＲＲＨについては、同じグループとする。例えば、図３のセル＃１９、＃２３、＃２４及び＃２５は、同じクラスタ９４に接続する移動端末のみが存在するため、セル＃１９、＃２３、＃２４及び＃２５を１つのグループとする。セル＃４、＃５、＃１０についても同様である。

一方、セル＃１〜＃３及び＃８には、クラスタ９１に属する移動端末のみが存在し、セル＃１２、＃１３、＃１６及び＃１７には、クラスタ９２に属する移動端末のみが存在し、セル＃７にはクラスタ９１に接続する移動端末とクラスタ９２に接続する移動端末の両方が存在する。この場合、管理装置４０は、まず、セル＃１〜＃３及び＃８を１つのグループ＃１とし、セル＃１２、＃１３、＃１６及び＃１７を１つのグループ＃２とする。そして、管理装置４０は、セル＃７については、クラスタ毎の移動端末数を求め、その数が多い方のグループに属するものとする。例えば、図３において、セル＃７には、クラスタ９１に属する移動端末が２台存在し、クラスタ９２に属する移動端末が１台存在する。したがって、管理装置４０は、セル＃７は、グループ＃１、つまり、クラススタ９１と同じグループに属するものと判定する。また、管理装置４０は、移動端末が存在しないセルについては、一番近いグループに属するものとする。例えば、図３において、セル＃２０には、移動端末が存在しないが、このセル＃２については一番近いクラスタ９４と同じグループに属するものとする。

図４は、図３に示す移動端末の分布に基づきセルをグループ化した状態を示している。管理装置４０は、１つのグループのセルを１つのＢＢＵが制御する様にＳＷを制御してＢＢＵとＲＲＨとの接続関係を設定する。例えば、図４に示す様に、セル＃１〜＃３及び＃６〜＃８は、１つのグループに属する。したがって、セル＃１〜＃３及び＃６〜＃８を制御するＢＢＵについては、セル＃１〜＃３及び＃６〜＃８に対応するＢＢＵから選択する。以下では、この選択方法について説明する。

まず、管理装置４０は、同じクラスタに属する移動端末の位置に基づき基準位置を判定する。基準位置は、例えば、ｋ−ｍｅａｎｓ法で算出されるクラスタの重心位置（セントロイド）や、クラスタ内の移動端末の位置の中心位置を使用することができる。なお、クラスタ内の移動端末の中心位置は、各移動端末の位置を（Ｘ，Ｙ）座標（又は緯度及び経度）で表したときの、Ｘ座標の最大値と最小値の平均値をＸ座標の値とし、Ｙ座標の最大値と最小値の平均値をＹ座標の値とすることで求めることができる。管理装置４０は、この様にして求めたクラスタの基準位置を含むセルに対応するＢＢＵを、当該クラスタに対応するセルを制御するものとして選択する。例えば、図３のクラスタ９１に対して求めた基準位置がセル＃２内の位置であると、セル＃２に対応するＢＢＵを、セル＃１〜＃３及び＃６〜＃８を制御するものとして選択する。

なお、本実施形態においては、各セルに制御装置が設けられるものとした。しかしながら、制御装置については、セルの数より設置数が少ないことが一般的である。この場合、各クラスタの基準位置に最も近いＢＢＵを当該クラスタに対応するセルの制御を行うものとして選択する。なお、制御装置の設置数によっては、異なるグループのセルに最も近いＢＢＵが同じ場合が生じ得る。例えば、図４のグループにおいて、セル＃１〜＃３及び＃６〜＃８のグループと、セル＃１１〜＃１３、＃１６、＃１７、＃２１及び＃２２のグループに最も近いＢＢＵが同じである場合が生じ得る。この場合、このＢＢＵが、２つのグループのセルを制御する構成とすることができる。

以上説明した様に、移動端末をその推定位置に基づきクラスタリングし、同じクラスタに属する移動端末が接続するＲＲＨについては、可能な限り同じＢＢＵが制御する様にすることで、異なるＢＢＵが制御するセルの境界付近に存在する移動端末の数を少なくでき、よって、干渉を受ける移動端末の数を少なくすることができる。

図５は、管理装置４０の構成図である。通信部４１は、各制御装置と通信する。推定部４２は、通信部４１を介して各移動端末から受信する受信電力情報に基づき各移動端末の位置を推定する。クラスタリング部４３は、推定部４２が推定した各移動端末の位置に基づきクラスタリング処理を行って、各移動端末をクラスタに分類する。グループ化部４４は、クラスタリング部４３が求めたクラスタに基づきＲＲＨをグループ化する。制御部４５は、同じグループのＲＲＨを同じＢＢＵが制御する様に、ＢＢＵとＲＲＨとの対応関係を求め、求めた対応関係となる様にＳＷを制御するための制御信号を各制御装置に送信する。データベース部４６は、セルに関する情報や、制御装置の設置位置に関する情報や、制御対象とするＲＲＨについての情報を有しており、制御部４５が、同じグループのＲＲＨを制御するＢＢＵを選択する際の情報として使用される。

なお、本発明による管理装置４０は、コンピュータを上記管理装置４０として動作させるプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。

４２：推定部、４３：クラスタリング部、４４：グループ化部、４５：制御部

Claims (6)

1. 制御装置が１つ以上の基地局装置を制御する無線アクセスネットワークの管理装置であって、
   移動端末の位置を推定する推定手段と、
   前記推定手段が推定した各移動端末の位置に基づき移動端末をクラスタリングするクラスタリング手段と、
   基地局装置を、接続する移動端末が属するクラスタに基づきグループ化するグループ化手段と、
   同じグループの基地局装置を同じ制御装置が制御する様に、制御装置と基地局装置との接続関係を制御する制御手段と、
   を備えていることを特徴とする管理装置。
2. 前記グループ化手段は、同じクラスタに属する移動端末のみが接続する基地局装置を同じグループとし、異なるクラスタに属する移動端末が接続する基地局装置については、接続する移動端末のクラスタ毎の合計数に基づき当該基地局装置が属するグループを判定することを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
3. 前記グループ化手段は、接続する移動端末のない基地局装置については、接続する移動端末が存在する基地局装置との距離に基づき当該基地局装置が属するグループを決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の管理装置。
4. 移動端末が信号を受信する１つ以上の基地局装置それぞれについて、当該移動端末が測定した基地局装置毎の受信電力を示す受信電力情報を受信する受信手段をさらに備えており、
   前記推定手段は、移動端末が測定した前記受信電力情報に基づき当該移動端末の位置を推定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の管理装置。
5. 前記受信手段は、移動端末が測定した受信電力情報を、当該移動端末が接続する基地局装置を制御する制御装置から受信することを特徴とする請求項４に記載の管理装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の管理装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。

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