JP2017152953A - 通信制御装置、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
【課題】トラヒック量に偏りがある場合でも無線通信システム全体の性能を向上させる。【解決手段】通信制御装置300は、端末装置100におけるトラヒック量に基づいて算出された第1の周波数帯域幅における第1の使用確率及び第2の周波数帯域幅における第2の使用確率と、第1の無線通信装置200−1において第2の無線通信装置200−2から受信した信号の受信電力に基づいて、第1及び第2の無線通信装置における干渉量の期待値を計算するメトリック計算部313と、期待値に基づいて、第1の無線通信装置200−1及び第2の無線通信装置200−2に対して第1又は第2のチャネルを割り当てるチャネル割当部314と、割り当てた第1又は第2のチャネルを第1の無線通信装置200−1及び第2の無線通信装置200−2へ通知する割当チャネル通知部315を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、通信制御装置、無線通信システム、及びチャネル割当方法に関する。
現在、端末装置(又はユーザ)は、LTE(Long Term Evolution)などの無線アクセス方式だけではなく、無線LAN(Wireless Local Area Network)などの無線アクセス方式も利用可能となっている。双方利用可能な場合、例えば、端末装置はLTEよりも無線LANを優先して利用することが可能である。これにより、例えば、LTE側のシステムの負荷軽減を図ることが可能となる。
無線LANは、例えば、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)によりその仕様が検討された無線アクセス方式である。無線LANの例としては、IEEE802.11ac(又はVHT(Very High Throughput))やIEEE802.11nなどがある。他方、LTEは、例えば、3GPP(Third Generation Partnership Project)によりその仕様が検討された無線アクセス方式である。
IEEE802.11acにおいては動的帯域制御が用いられる場合がある。動的帯域制御とは、例えば、複数の送信帯域幅の候補の中から送信帯域幅を選択する制御方式である。動的帯域制御では、例えば、20MHzの周波数帯域幅(以下、「帯域幅」と称する場合がある)を1つの単位として、これらを組み合わせることで、20MHz、40MHz、80MHz、160MHzなどの帯域幅による無線通信が可能となる。この際に、プライマリチャネルと呼ばれる20MHzの帯域幅が設定され、プライマリチャネルを含むチャネル利用パターンが利用される。
図23はチャネル利用パターンの例を表している。図23において、各20MHzの帯域幅には他の20MHzと識別するために、IEEEチャネル番号が付されている。例えば、アクセスポイントは、プライマリチャネルとしてIEEEチャネル番号「36」を設定した場合、20MHzで無線通信を行う場合はこの「36」のチャネルを用いて無線通信を行う。また、40MHzの帯域幅で無線通信を行う場合、アクセスポイントは、「36」と「40」を利用して無線通信を行う。80MHzの無線通信を行う場合、アクセスポイントは、さらに「44」と「48」を加えたチャネルを用いる。アクセスポイントがIEEEチャネル番号「40」をプライマリチャネルに設定した場合でも、40MHzの無線通信を行う場合は「36」と「40」を選択し、80MHzの無線通信を行う場合は、さらに、「44」と「48」を選択する。このように、40MHz以上の広帯域の無線通信が行われる場合、プライマリチャネルを含む連続したチャネルが選択されるようになっている。
この場合、アクセスポイントは、例えば、RTS/CTSプロトコルを利用してチャネルの選択を行う。すなわち、アクセスポイントは、各20MHzに対応するRTS(Request to Send)信号を送信し、応答信号であるCTS(Clear to Send)信号を受信する。アクセスポイントはCTS信号を受信したチャネルを利用することができる。
例えば、アクセスポイントはプライマリチャネルを「36」に設定した場合を考える。この場合、アクセスポイントは「36」から「64」の各帯域に対応するRTS信号を送信し、「36」と「40」に対応するCTS信号を受信すると、「36」をプライマリチャネル、「40」をセカンダリチャネルとして40MHzを利用することが可能となる。また、アクセスポイントは、更に、「44」と「48」に対応するCTS信号を受信すると、「36」から「48」までの80MHzを利用することが可能となる。
ただし、アクセスポイントは、「36」に対応するCTS信号を受信できなかった場合、20MHzの無線通信を行うことができない。また、アクセスポイントは、「36」に対応するCTS信号を受信したが「40」に対応するCTS信号を受信しない場合、40MHzの無線通信を行うことができず、プライマリチャネルの20MHzを利用した無線通信を行うことが可能となる。
このような動的帯域幅制御により、例えば、端末装置においては広帯域の無線通信が可能となる。
無線通信に関する技術として、例えば、以下がある。すなわち、各BSS(Basic Service Set)におけるプライマリチャネルを含む無線チャネルの配置に対し、区分線形関数に基づいてRSSI(Received Signal Strength Indicator:受信信号強度)に対応したバイアスを適用し、当該配置を調整するようにした動的チャネル割当に関する技術がある。
また、AP(アクセスポイント)は全STA(ステーション)を沈黙させ、全STAは沈黙期間においてフレーム伝送/受信による干渉を受けることなくレーダー信号の存否可否を検査する動的周波数選択方法がある。この技術によれば、広帯域の動作チャネルを支援する無線LANシステムにおける動的周波数選択手順を支援することができる、とされる。
さらに、端末はアウェイク区間の受信待機状態で、アナログデジタル変換器或いはデジタルアナログ変換器及びモデムプロセッサの動作周波数を、VHTモード、HT(High Throughput)モード、又はレガシーモードに応じて最小化するようにしたパワーセービング方法もある。この技術によれば、高速無線通信システムのリソース活用率を高め、且つ端末などの電力消費を減らすことができる、とされる。
さらに、第1のBSS(ベーシックサービスセット)のプライマリチャネルを、第2のBSSにおけるプライマリチャネルと隣接するように選択するプライマリチャネル選択方法がある。この技術によれば、第1及び第2のBSSはチャネルが少なくとも部分的に重複することで互いに衝突を回避することができる、とされる。
しかし、上記した技術では、例えば、アクセスポイントが他のアクセスポイントからのRSSIなどに基づいてプライマリチャネルなどのチャネルを配置しているものの、トラヒック量を考慮したチャネルの配置とはなっていない。
端末装置のトラヒック量は端末装置毎に異なり、アクセスポイントにおいてもアクセスポイント毎にトラヒック量が異なる場合がある。アクセスポイント毎のトラフィックに偏りがある場合、プライマリチャネルの配置によっては、各アクセスポイント間においてチャネルの使用や干渉などに偏りが生じる場合がある。このような場合、アクセスポイント全体での利用効率が低下し、これにより、無線通信システム全体の性能も低下する場合がある。
そこで、一開示は、トラヒック量に偏りがある場合でも無線通信システム全体の性能を向上させるようにした通信制御装置、無線通信システム、及びチャネル割当方法を提供することにある。
一開示は、通信制御装置において、端末装置におけるトラヒック量に基づいて算出された第1の周波数帯域幅における第1の使用確率及び第2の周波数帯域幅における第2の使用確率と第1の無線通信装置において第2の無線通信装置から受信した信号の受信電力に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置における干渉量の期待値を計算するメトリック計算部と、前記期待値に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置に対して第1又は第2のチャネルを割り当てるチャネル割当部と、割り当てた前記第1又は第2のチャネルを前記第1及び第2の無線通信装置へ通知する割当チャネル通知部を備える。
一開示によれば、トラヒック量に偏りがある場合でも無線通信システム全体の性能を向上させるようにした通信制御装置、無線通信システム、及びチャネル割当方法を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の実施例は開示の技術を限定するものではない。そして、各実施の形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
また、本明細書で使用している用語や本明細書に記載した技術的内容はIEEEなどにおいて通信に関する規格として仕様書に記載された用語や技術的内容が適宜用いられてもよい。
[第1の実施の形態]
図1は第1の実施の形態における無線通信システム10の構成例を表す図である。無線通信システム10は、端末装置100、第1及び第2の無線通信装置200−1,200−2、及び通信制御装置300を備える。
図1は第1の実施の形態における無線通信システム10の構成例を表す図である。無線通信システム10は、端末装置100、第1及び第2の無線通信装置200−1,200−2、及び通信制御装置300を備える。
端末装置100は、例えば、第1及び第2の無線通信装置200−1,200−2と無線通信を行う無線通信装置である。端末装置100としては、例えば、フィーチャーフォンやスマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、ゲーム装置などがある。
第1及び第2の無線通信装置200−1,200−2は、例えば、自局の通信範囲内において端末装置100と無線通信を行う無線通信装置である。第1及び第2の無線通信装置200−1,200−2としては、例えば、アクセスポイントなどがある。
通信制御装置300は、メトリック計算部313とチャネル割当部314、及び割当チャネル通知部315を備える。
メトリック計算部313は、第1及び第2の使用確率と第1の無線通信装置200−1において第2の無線通信装置200−2から受信した信号の受信電力に基づいて、第1及び第2の無線通信装置200−1,200−2における干渉量の期待値を計算する。ここで、第1及び第2の使用確率は、端末装置100におけるトラヒック量に基づいて算出された第1及び第2の周波数帯域幅それぞれの使用確率を表している。
チャネル割当部314は、干渉量の期待値に基づいて、第1及び第2の無線通信装置200−1,200−2に対して第1又は第2のチャネルをそれぞれ割り当てる。
割当チャネル通知部315は、割り当てた第1又は第2のチャネルを第1及び第2の無線通信装置200−1,200−2へ通知する。
このように、通信制御装置300は、第1の無線通信装置200−1における第2の無線通信装置200−2からの受信電力(又は干渉電力)だけではなく、端末装置100のトラヒック量に応じた帯域幅の使用確率を考慮して、干渉量の期待値を計算している。
従って、通信制御装置300は、端末100に接続された第1及び第2の無線通信装置200−1,200−2のトラヒック量を考慮して干渉量の期待値を計算することが可能となる。
よって、通信制御装置300では、第1及び第2の無線通信装置200−1,200−2毎にトラヒック量に偏りが生じる場合でも、このような偏りを考慮した干渉量の期待値を計算している。
この場合、通信制御装置300は、干渉量の期待値に基づいて第1又は第2のチャネルを割り当てている。例えば、通信制御装置300は、当該期待値が閾値以下となる第1又は第2のチャネルの割り当てや、当該期待値の最大値が最小となる第1又は第2のチャネルの割り当てなど、所定の条件を満たす割り当てを行うことが可能となる。
従って、通信制御装置300は、第1及び第2の無線通信装置200−1,200−2毎にトラヒックの偏りがある場合でも、所定の条件を満たす第1又は第2のチャネルを割り当てることで、例えば、第1又は第2のチャネルの利用効率を閾値以上にさせることも可能となる。
よって、通信制御装置300によるチャネルの割り当てによって、無線通信システム10全体の性能を向上させることが可能となる。
[第2の実施の形態]
次に第2の実施の形態について説明する。
次に第2の実施の形態について説明する。
<無線通信システムの構成例>
図2は無線通信システム10の構成例を表している。無線通信システム10は、端末装置(以下、「端末」と称する場合がある)100−a〜100−g、AP(Access point:アクセスポイント)200−1〜200−4、及び制御局装置(以下、「制御局」と称する場合がある)300を備える。
図2は無線通信システム10の構成例を表している。無線通信システム10は、端末装置(以下、「端末」と称する場合がある)100−a〜100−g、AP(Access point:アクセスポイント)200−1〜200−4、及び制御局装置(以下、「制御局」と称する場合がある)300を備える。
なお、第1の実施の形態における通信制御装置300は、例えば、制御局装置300に対応する。また、第1の実施の形態における第1及び第2無線通信装置200−1,200−2は、例えば、AP200−1,200−2に対応する。さらに、第1の実施の形態における端末装置100は、例えば、端末100−aに対応する。
端末100−a〜100−gは、AP200−1〜200−4と無線通信可能な無線通信装置である。端末100−a〜100−gは、例えば、フィーチャーフォン、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、ゲーム装置などである。端末100−a〜100−gは、例えば、AP200−1〜200−4を介して通話サービスやWeb閲覧サービスなど種々のサービスの提供を受けることが可能である。
AP200−1〜200−4は、自局の通信可能範囲において端末100−a〜100−gと無線通信可能な無線通信装置である。AP200−1〜200−4は、例えば、無線アクセス方式として無線LAN(又はWLAN(Wireless Local Area Network))を用いて端末100−a〜100−gと無線通信を行う。無線LANの一例としてIEEE802.11acがある。AP200−1〜200−4は動的帯域制御を用いて無線チャネルを設定する。この場合、AP200−1〜200−4は、制御局300からプライマリチャネルのチャネル割当パターンを示すリスト情報を受信する。AP200−1〜200−4は受信した当該リスト情報に基づいて動的帯域制御を行う。動的帯域制御の例は動作例において説明する。
なお、AP200−1〜200−4は、例えば、制御局300を介して又は直接にネットワークと接続され、ネットワークに接続されたサーバとの間でデータなどを交換してもよい。この場合、AP200−1〜200−4はサーバなどから受信したデータを無線信号に変換して端末100−a〜100−gへ送信し、端末100−a〜100−gから送信された無線信号からデータなどを受信して受信したデータをサーバなどへ送信してもよい。
制御局300は、例えば、複数のAP200−1〜200−3と接続し、AP200−1〜200−4を制御する。本第2の実施の形態においては、制御局300は、AP200−1〜200−4全体の干渉量期待値を算出し、当該期待値に基づいてプライマリチャネルの割当パターンを決定する。制御局300は、決定したプライマリチャネルのチャネル割当パターンを示すリスト情報を生成して各AP200−1〜200−4へ送信する。干渉量期待値の算出やチャネル割当パターンの決定の詳細は動作例で説明する。
なお、図2に示す無線通信システム10の例では、AP200−1は端末100−a,100−bと無線通信を行い、AP200−2は端末100−cと無線通信を行っている。また、AP200−3は端末100−d〜100−fと無線通信を行い、AP200−4は端末100−gと無線通信を行っている。図2の例は一例であって、無線通信システム10には1又は複数の端末と1又は複数のAPが含まれていればよく、各端末と各APにおいて無線通信が行われていればよい。
なお、以下では、例えば、プライマリチャネルをP20チャネルと称する場合がある。図23の例では、IEEEチャネル番号「36」やIEEEチャネル番号「40」などがP20チャネルになり得る。また、例えば、IEEEチャネル番号をチャネル番号と称する場合がある。さらに、例えば、中心周波数を中心にして一定の幅を有する周波数帯域のことをチャネルと称する場合もあるが、チャネルと周波数帯域幅を区別しないで用いる場合がある。さらに、例えば、周波数帯域幅を帯域幅と称する場合もある。
次に、端末100−a、AP200−1、制御局300の各構成例について順に説明する。
<端末とAPの構成例>
図3は端末100−aとAP200−1の構成例を表す図である。端末100−a〜100−gはいずれも同一構成のため、代表して端末100−aを例にして説明する。また、AP200−1〜200−4も同一構成のため、代表してAP200−1を例にして説明する。
図3は端末100−aとAP200−1の構成例を表す図である。端末100−a〜100−gはいずれも同一構成のため、代表して端末100−aを例にして説明する。また、AP200−1〜200−4も同一構成のため、代表してAP200−1を例にして説明する。
端末100−aは、端末性能報知部110とAP通信部120を備える。端末性能報知部110は、自局の端末性能情報を、AP通信部120を介してAP200−1へ報知する。端末性能情報には、端末100−aのトラヒック量、端末100−aの送信レート、端末100−aにおいて対応可能な送受信帯域幅の全部又は一部が含まれる。
端末100−aのトラヒック量は、例えば、端末100−aにおいて一定時間AP200−1と無線通信を行った場合のデータ量である。或いは、端末100−aのトラヒック量は、当該データ量の統計値(例えば平均値)や、ダウンロードするコンテンツのデータ量やスループット[bps]などであってもよい。また、端末100−aのトラヒック量は、例えば、端末100−aが要求するトラヒック量であってもよい。
端末100−aの送信レートは、例えば、端末100−aにおいて送信可能な送信レート、又は端末100−aとAP200−1間の無線品質に基づいて決定された送信レートなどでよい。或いは、端末100−aの送信レートは、例えば、最大送信レートでもよいし、最小送信レートでもよいし、平均送信レートなどでもよい。このような送信レートは、例えば、端末100−aの性能に基づいて決定されてもよい。
端末100−aにおいて対応可能な送受信帯域幅は、例えば、端末100−aにおいてAP200−1との無線通信に対応可能な送信帯域幅と受信帯域幅(又は、送信帯域幅或いは受信帯域幅)を表す。対応可能な送受信帯域幅としては、例えば、20MHz、40MHz、80MHz、160MHzなどがある。このような帯域幅は、例えば、端末100−aの性能に基づいて決定されてもよい。
トラヒック量、送信レート、及び対応可能な送受信帯域幅は、例えば、端末100−aのメモリに保持されており、端末性能報知部110が当該メモリからこれらの情報を読み出して送信してもよい。或いは、これらの情報の全部又は一部は、端末100−aにおいて測定されたものであってもよい。
AP通信部120は、端末性能報知部110から受け取った端末性能情報をAP200−1へ送信(又は報知)する。また、AP通信部120は、例えば、AP200−1との間で音声データや映像データなどを交換することも可能である。AP通信部120は、データや端末性能情報などを無線信号に変換してAP200−1へ送信し、AP200−1から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号からデータなどを抽出してもよい。
AP200−1は、端末通信部210、端末性能検出部211、端末接続数測定部212、端末トラヒック計算部213、AP間受信電力測定部215、コントローラ通信部216、及びチャネル切替部217を備える。
端末通信部210は、端末100−a,100−bと無線信号を交換する。端末通信部210は、端末100−a,100−bから送信された無線信号を受信し、受信した無線信号から端末性能情報やデータなどを抽出する。また、端末通信部210は、例えば、サーバなどから受信したデータなどを受け取り、これらのデータを無線信号に変換して端末100−a,100−bへ送信する。
また、端末通信部210は、例えば、チャネル切替部217から受け取ったP20チャネルを用いて端末100−a,100−bと無線通信を行う。この場合、端末通信部210は、例えば、チャネル利用パターン(例えば図23)を利用して動的帯域制御を行う。動的帯域制御の例は動作例で説明する。
端末性能検出部211は、端末通信部210から端末性能情報を受け取り、受け取った端末性能情報に基づいて、AP200−1に接続する各端末100−a,100−bの接続端末情報を抽出する。端末性能検出部211は、各端末100−a,100−bの接続端末情報をコントローラ通信部216へ出力する。この場合、端末性能検出部211は、端末通信部210から受け取った端末性能情報を接続端末情報としてそのままコントローラ通信部216へ出力してもよい。
端末接続数測定部212は、AP200−1に接続する端末100−a,100−bの数を測定する。例えば、端末接続数測定部212は以下のようして端末数を測定してもよい。すなわち、AP200−1は端末100−a,100−bと接続の際に認証処理を行う。この際、端末通信部210は端末100−a,100−bとの間で認証に関する情報を交換する。端末通信部210は認証を完了するとその完了通知を端末接続数測定部212に出力する。端末接続数測定部212は完了通知をカウントすることで端末数を測定する。或いは、端末接続数測定部212は、認証テーブルに基づいて端末数をカウントしてもよい。認証テーブルは認証処理が完了した後に端末通信部210により作成される。いずれの場合も、端末接続数測定部212は、測定した端末数をコントローラ通信部216へ出力する。
端末トラヒック計算部213は、AP200−1と各端末100−a,100−bとの間の通信状況を監視し、各端末100−a,100−bの要求トラヒックを計算する。例えば、端末トラヒック計算部213は、AP200−1と各端末100−a,100−bとの間で交換されるデータのデータ量などに基づいて要求トラヒックを計算してもよい。或いは、端末トラヒック計算部213は、端末性能情報から抽出した各端末100−a,100−bのトラヒック量を各端末100−a,100−bの要求トラヒックとしてもよい。端末トラヒック計算部213は、要求トラヒックをコントローラ通信部216へ出力する。
AP間受信電力測定部215は、他のAP200−2,200−3,…から受信した信号に基づいて、AP間の各受信電力値を測定する。例えば、AP間受信電力測定部215は、AP200−2から無線信号を受信できたときは、受信した無線信号(又は受信信号)に基づいて、AP200−1とAP200−2との間のAP間受信電力を測定する。また、例えば、AP間受信電力測定部215は、AP200−3から無線信号を受信できたときは、当該無線信号(又は受信信号)に基づいてAP200−1とAP200−3間のAP間受信電力値を測定する。AP間受信電力測定部215は測定したAP間受信電力をコントローラ通信部216へ出力する。受信電力としては、例えば、RSSIやSINR(Signal to Interference plus Noise Ratio:信号対干渉雑音比)、無線信号のパワーなどがある。
コントローラ通信部216は、端末性能情報、端末接続数、要求トラヒック、及びAP間受信電力を制御局300へ送信する。例えば、コントローラ通信部216は、これらの情報を含むパケットを生成し、生成したパケットを制御局300へ送信する。
チャネル切替部217は、制御局300から送信されたP20チャネルのリスト情報を受信し、当該リスト情報から自AP200−1のP20チャネルを抽出し、当該P20チャネルを自AP200−1のP20チャネルとして設定する。この場合、チャネル切替部217は、P20チャネルが既に設定されている場合は、既に設定されたP20チャネルを、当該リスト情報に含まれるP20チャネルへ切り替える。例えば、チャネル切替部217は設定又は切替後のP20チャネルを端末通信部210へ出力し、端末通信部210ではP20チャネルを用いて端末100−a,100−bと無線LANによる無線通信を行う。
<制御局の構成例>
図4は制御局300の構成例を表す図である。制御局300は、AP通信部310、要求使用率計算部311、チャネルオーバーラップ定数保持部312、メトリック計算部313、チャネル割当部314、割当チャネル通知部315を備える。
図4は制御局300の構成例を表す図である。制御局300は、AP通信部310、要求使用率計算部311、チャネルオーバーラップ定数保持部312、メトリック計算部313、チャネル割当部314、割当チャネル通知部315を備える。
AP通信部310は、AP200−1〜200−Nから送信されたパケットを受信し、受信したパケットから各AP200−1〜200−Nの端末性能情報、端末接続数、要求トラヒック、及びAP間受信電力を抽出する。AP通信部310は、端末性能情報、端末接続数、及び要求トラヒックを要求使用率計算部311へ出力し、AP間受信電力をメトリック計算部313へ出力する。
要求使用率計算部311は、例えば、各端末100−a〜100−gの要求トラヒックに基づいて、各AP200−1〜200−4における帯域幅毎の要求使用率(又は要求使用確率。以下では「要求使用率」と称する場合がある)Pを計算する。要求使用率Pは、例えば、AP200−1において、各端末100−a,100−bの要求トラヒックを満たす帯域幅(20MHz、40MHz、80MHzなど)の使用確率を表している。この場合、要求使用率計算部311は、例えば、端末性能情報も考慮して要求使用率Pを計算する。要求使用率Pの計算の詳細は動作例で説明する。
チャネルオーバーラップ定数保持部312は、例えば、メモリであって、チャネルオーバーラップ定数Tを保持する。チャネルオーバーラップ定数Tは、例えば、非干渉側のAP200−1においてある帯域幅で受信動作中、与干渉側のAP200−2においてある帯域幅で送信を行っている場合のAP200−1における干渉の重みを表している。以下では、チャネルオーバーラップ定数Tを、例えば、干渉重みTと称する場合がある。干渉重みの詳細は動作例で説明する。
メトリック計算部(又は干渉量期待値計算部)313は、例えば、各AP200−1〜200−4における要求使用率PとAP間の受信電力を用いて干渉量期待値Iを計算する。具体的には、メトリック計算部313は、例えば、チャネルオーバーラップ定数保持部312から干渉重みTを読み出し、要求使用率とAP間の受信電力、及び干渉重みTに基づいて干渉量期待値Iを計算する。干渉量期待値Iは、例えば、P20チャネルを各AP200−1〜200−4に割り当てた場合、AP200−1〜200−4全体での干渉量の期待値を表している。計算された干渉量期待値Iのことを、例えば、メトリックIと称する場合もある。メトリックIの詳細は動作例で説明する。
チャネル割当部(又は周波数帯域割当部)314は、メトリック計算部313から出力されたメトリックIを受け取り、受け取ったメトリックに基づいて所定の条件を満たすP20チャネルの割当パターンを決定する。割当パターンとしては、例えば、AP200−1のP20チャネルはチャネル番号「36」、AP200−2のP20チャネルはチャネル番号「44」などとなる。P20チャネルの割当パターンは、例えば、各AP200−1〜200−4において使用されるP20チャネルはどのチャネルかを示すものとなっている。
割当チャネル通知部315は、チャネル割当部314から受け取ったP20チャネルの割当パターンに基づいて、P20チャネルのリスト情報を作成し、作成したリスト情報を各AP200−1〜200−4へ通知(又は送信)する。
<動作例>
次に動作例について説明する。図5は制御局300における動作例を表すフローチャートである。なお、以下では、端末100−a〜100−gを端末100、AP200−1〜200−4をAP200と称する場合がある。
次に動作例について説明する。図5は制御局300における動作例を表すフローチャートである。なお、以下では、端末100−a〜100−gを端末100、AP200−1〜200−4をAP200と称する場合がある。
制御局300は処理を開始すると(S10)、各AP#n(nは1以上の整数)から端末性能情報とAP間受信電力を受信する(S11)。例えば、AP通信部310は各AP200−1(AP#1)〜200−4(AP#4)から送信された端末性能情報とAP間受信電力を受信する。
次に、制御局300は要求使用率を計算する(S12)。以下、要求使用率の計算方法について説明する。
<要求使用率の計算方法>
例えば、AP200−n(AP#n)において無線通信に用いられる帯域幅をxMHz(x=20、40、80など)とすると、要求使用率はPn,xで表される。この場合、AP200−1(AP#1)において20MHzの要求使用率はP1,20、AP200−2における40MHzの要求使用率はP2,40で表される。
例えば、AP200−n(AP#n)において無線通信に用いられる帯域幅をxMHz(x=20、40、80など)とすると、要求使用率はPn,xで表される。この場合、AP200−1(AP#1)において20MHzの要求使用率はP1,20、AP200−2における40MHzの要求使用率はP2,40で表される。
要求使用率は、例えば、端末100から要求されたトラヒック量に基づいて算出された帯域幅毎(例えば、20MHz、40MHz、80MHz)の使用確率を表している。要求使用率は、例えば、AP200毎に算出される。
図6は制御局300において要求使用率の計算処理の例を表すフローチャートである。制御局300は、要求使用率の計算処理を開始すると(S120)、全てのAP#n配下の全端末100の上限性能が全て20MHzか否かを判別する(S121)。例えば、制御局300配下の全端末100が全て20MHzの帯域幅で無線通信を行い、40MHzや80MHzなどの広帯域幅で無線通信を行わないか否かを判別している。例えば、要求使用率計算部311は、AP通信部310から受け取った端末性能情報から各端末100の対応可能な送受信帯域幅を抽出し、当該送受信帯域幅が全て20MHzか否かに基づいて判別する。
制御局300は、全てのAP#n配下の全端末100の上限性能が全て20MHzのとき(S121でYes)、各AP#nの要求使用率をPn,20=1,Pn,40=0,Pn,80=0に設定する(S122)。この場合、全端末100は20MHzを用いて無線通信を行い、40MHzと80MHzを用いて無線通信を行うことがない。そのため、Pn,20=1,Pn,40=0,Pn,80=0となる。図7(A)はかかる場合の要求使用率の設定例を表している。この例では、要求使用率計算部311は、P1,20=1、P1,40=0、P1,80=0、P2,20=1、P2,40=0、P2,80=0を設定する。
図6に戻り、制御局300は、要求使用率を設定すると(S122)、要求使用率の計算処理を終了する(S123)。
一方、制御局300は、全てのAP#n配下の端末100の上限性能が全て20MHzではないとき(S121でNo)、全てのAP#n配下の端末100の上限性能が全て40MHzか否かを判別する(S124)。例えば、制御局300配下の全端末100の上限性能が40MHz、すなわち、20MHz又は40MHzの帯域幅で無線通信を行う否かを判別する。この場合も、例えば、要求使用率計算部311は端末性能情報に含まれる対応可能な送受信帯域幅に基づいて判別する。
制御局300は、全てのAP#n配下の端末100の上限性能が全て40MHzのとき(S124でYes)、80MHzの要求使用率として、Pn,80=0を設定する(S125)。この場合、全端末100は20MHz又は40MHzを使用することが可能であり、上限性能が40MHzのため、80MHzを使用することがない。そのため、Pn,80=0となる。
例えば、要求使用率計算部311は、AP200−1の80MHzの要求使用率P1,80=0とし、AP200−2の80MHzの要求使用率P2,80=0となる。図7(B)は要求使用率の設定例を表している。
図6に戻り、次に、制御局300は、全AP#nについて接続端末数が「1」か否かを判別する(S126)。すなわち、制御局300は、全AP#nの各々に接続される端末100の個数が全て「1」か否かを判別している。例えば、要求使用率計算部311は、AP通信部310から受け取った各AP200の接続端末数が全て「1」か否かにより判別する。
制御局300は、接続端末数が「1」のとき(S126でYes)、当該端末100の要求トラヒックを充足する送信レートを提供する帯域幅に応じた要求使用率Pを設定する(S127)。この場合、80MHzの要求使用率はPn,80=となっているため(S125)、要求使用率計算部311は、例えば、各AP200における20MHzと40MHzの要求使用率Pn,20,Pn,20を計算することになる。
以下、この場合の要求使用率Pn,20,Pn,40の計算方法の例について説明する。図8(A)は帯域幅と送信レートとの関係例を表し、図8(B)は要求使用率の計算例を表す図である。ここでは、あるAP200における要求使用率をPnと便宜的に表す。
例えば、端末100の要求トラヒックが「90Mbps」の場合、端末100の20MHzの送信レートをB20、40MHzの送信レートをB40とする。この場合、要求使用率計算部311は、
、かつ
を満たすP20,P40を計算することで、要求使用率P20,P40を計算する。
上述したように送信レートは端末性能情報に含まれる。また、対応可能な帯域幅も端末性能情報に含まれる。例えば、要求使用率計算部311は、送信レートをそのまま式(1)に代入して要求使用率を計算してもよい。或いは、要求使用率計算部311は、例えば、テーブルを用いて対応可能な帯域幅から送信レートを求めて、当該送信レートを式(1)に代入して要求使用率を計算してもよい。
図8(A)はこのようなテーブルの例を表している。例えば、端末100の対応可能な帯域幅が「20MHz」のとき、送信レートB20は「50Mbps」となり、端末100の対応可能な帯域幅が「40MHz」のとき、送信レートB40は「100Mbps」となる。
要求トラヒックも、端末性能情報と同様に、各AP200から制御局300へ送信される。そして、要求使用率計算部311は、式(1)と式(2)に、送信レートB20,B40と要求トラヒック「90Mbps」を代入して要求使用率P20,P40を計算する。
例えば、送信レートが図8(A)の場合(B20=50Mbps、B40=100Mbps)、P20=1/5、P40=4/5を得る。これは、例えば、AP200において、20MHzの使用確率を「1/5」、40MHzの使用確率を「4/5」とすることで、端末100の要求トラヒック(「90Mbps」)を満たすことが可能となる、ことを表している。
いずれの場合も要求使用率計算部311は、例えば、内部メモリなどに各式を保持し、本処理の際に内部メモリから式を読み出して計算することで、要求使用率P20,P40を計算する。図7(B)はS128の処理を行った後のAP200−1とAP200−2の要求使用率Pn,xの例を表している。
図6に戻り、制御局300は要求使用率Pを計算すると(S127)、一連の処理を終了する(S123)。
一方、制御局300は、全AP#nについて接続端末数が全て「1」でないとき(S126でNo)、全端末の要求トラヒックを充足する送信レートを提供する帯域幅に応じて要求使用率Pを決定する(S128)。この場合、制御局300では、各AP200において接続された端末100の各要求トラヒックを合計し、合計値を式(1)や式(3)に代入して、要求使用率Pを計算してもよい。
例えば、AP200−1に接続した端末100−a,100−bの要求トラヒックがそれぞれ「40Mbps」と「50Mbps」のとき、要求使用率計算部311は、その合計値「90」を式(1)の右辺に代入して連立方程式を解けばよい。或いは、要求使用率計算部311は合計値「90」を式(3)の右辺に代入して連立方程式を解けばよい。
そして、制御局300は一連の処理を終了する(S123)。
一方、制御局300は、全AP#n配下の端末100の上限性能が全て「40MHz」ではないとき(S124でNo)、各AP#nに接続される端末数が全て「1」か否かを判別する(S130)。この場合、全端末100の対応可能な送受信帯域幅は、20MHzや40MHz、又は80MHzも対応可能となっている。この場合も、要求使用率計算部311は、例えば、端末性能情報に含まれる各端末100の対応可能な送受信帯域幅と、各AP#nの接続端末数に基づいて判別する。
制御局300は、各AP#nに接続される端末数が全て「1」のとき(S130でYes)、当該端末100の要求トラヒックを充足する送信レートを提供する帯域幅に応じて要求使用率Pを設定する(S131)。
例えば、端末100の要求トラヒックが「90Mbps」のとき、要求使用率計算部311は、
、かつ
を満たす要求使用率P20,P40,P80を計算する。ここで、B80は80MHzの場合の送信レート、P80は80MHzの要求使用率をそれぞれ表している。
要求使用率計算部311は、例えば、端末100から制御局300に送信された80MHzの送信レートを用いてもよいし、対応可能な送受信帯域幅に対応する送信レートをテーブルから読み出して式(4)や式(6)に代入してもよい。例えば、このような式は要求使用率計算部311の内部メモリなどに保持され、要求使用率計算部311が本処理の際に式を読み出して計算する。図7(C)はS131の処理を行った後のAP200−1,200−2の要求使用率Pn,xの例を表している。
そして、制御局300は一連の処理を終了する(S123)。
一方、制御局300は接続端末数が「1」でないとき(S130でNo)、全端末100の要求トラヒックを充足する送信レートを提供する帯域幅に応じて要求使用率Pを設定する(S132)。この場合も、制御局300では、全端末の要求トラヒックを合計し、その値を式(4)の右辺や式(6)の右辺に代入して、要求使用率Pを計算すればよい。
そして、制御局300は一連の処理を終了する(S123)。
以上により、制御局300は全AP#nについて、端末100の要求トラヒックに応じた要求使用率Pn,xを計算することになる。
図5に戻り、制御局300は、要求使用率を計算すると(S12)、メトリックICを計算する(S14)。例えば、メトリック計算部313は以下の式を用いてメトリックICを計算する。
説明を容易にするため、m=1,n=2の場合、すなわちAP#1とAP#2の2台の場合の干渉量期待値I1,2について説明する。
図9(A)は、AP#1がAP#2から受ける干渉量期待値I1,2の例を表している。AP#1はP20チャネルとしてaチャネル(例えばチャネル番号が「a」)、AP#2はP20チャネルとしてbチャネル(例えばチャネル番号が「b」)を用いている。この場合、干渉量期待値I1,2は、
により計算される。図9(B)にも式(9)を示している。
式(9)において、R1,2はAP#1がAP#から受けるAP間受信電力(又は干渉電力)を表している。また、式(9)において、TはAP#1(非干渉側)においてaチャネルを用いてxMHzで受信動作中に、AP#2(与干渉側)においてbチャネルを用いてyMHzで送信を行った場合の干渉重み(又は重み値。以下では「干渉重み」と称する場合がある)を表している。さらに、P1,xP2,yは、AP200−1(AP#1)における要求使用率P1,xと、AP200−2(AP#2)における要求使用率P2,yを乗算したものを表している。
最初に干渉重みTについて説明し、次に、P1,xP2,yについて説明する。
<1.干渉重みTについて>
図9(A)に示すように、非干渉側のAP200−1が「a」チャネルをP20チャネルとして「x」MHzの帯域幅で受信動作中、与干渉側のAP200−2が「b」チャネルをP20チャネルとして「y」MHzの帯域幅で送信を行う場合について考える。
図9(A)に示すように、非干渉側のAP200−1が「a」チャネルをP20チャネルとして「x」MHzの帯域幅で受信動作中、与干渉側のAP200−2が「b」チャネルをP20チャネルとして「y」MHzの帯域幅で送信を行う場合について考える。
図10(A)では、非干渉側のAP200−1が「1」チャネルをP20チャネルとして「20MHz」の帯域幅で受信動作中、与干渉側のAP200−2が「2」チャネルをP20チャネルとして「40」MHzの帯域幅で送信を行っている例を表している。
一方、図10(B)では、AP200−1が「1」チャネルをP20チャネルとして「20MHz」の帯域幅で受信動作中、AP200−2が「4」チャネルをP20チャネルとして「40」MHzの帯域幅で送信を行っている例を表している。
例えば、メトリック計算部313はテーブルを用いて干渉重みTを算出する。図11は干渉重みTを記憶したテーブル3120の例を表している。図11において、「b」の欄における横方向の「1」,「2」,…は、AP200−2においてP20チャネルに設定したチャネル番号、「x/y」の欄における横方向の「20」,「40」,…はAP200−2における送信帯域幅をそれぞれ表す。一方、「a」の欄における縦方向の「1」,「2」,…はAP200−1においてP20チャネルに設定したチャネル番号、「x/y」の縦方向の「20」,「40」,…はAP200−1における受信帯域幅をそれぞれ表す。
図10(A)の例では、b=2、x/y=40、a=1、x/y=20であり、図11に示すテーブル3120から干渉重みTは「0.5」となる。また、図10(B)の例では、b=4、x/y=40、a=1、x/y=20であり、干渉重みTは「0」となる。
このように干渉重みTは、例えば、AP200−1,200−2において端末100との無線通信に用いる2つの帯域幅の位置と、AP200−1,200−2における2つのP20チャネルの位置に基づいた干渉電力に対する重み値を表している。
図10(A)の例では、AP200−1とAP200−2のP20チャネルが互いに隣接し、AP200−1とAP200−2の帯域幅もオーバーラップしていることから、干渉重みTは「0.5」になる。一方、図10(B)の例では、AP200−1とAP200−2のP20チャネルは互いに離れており、帯域幅もオーバーラップしていないことから、干渉重みTは「0」となる。
なお、図11に示すテーブル3120は、例えば、制御局300内のメモリやメトリック計算部313内のメモリに記憶され、メトリック計算部313がメモリにアクセスしてテーブル3120から対応する干渉重みTを読み出すことで処理が行われてもよい。図11に示すテーブルは一例であって、干渉重みTの数値自体は図11に示す数値以外であってもよい。
式(10)において、P1,20P2,20は、AP#1において「20MHz」の要求使用率と、AP#2において「20MHz」の要求使用率を乗算したものとなっている。また、P1,40P2,20は、AP#1において「40MHz」の要求使用率と、AP#2において「20MHz」の要求使用率を乗算したものとなっている。
すなわち、P1,xP2,yは、例えば、AP200−1(AP#1)における「20MHz」、「40MHz」、「80MHz」の各要求使用率と、AP200−1(AP#2)における「20MHz」、「40MHz」、「80MHz」の各要求使用率を乗算した、組合せ確率を表している。図13(A)はP1,xP2,yの例を表している。
図12(A)の例を考える。この場合、AP200−1,200−2はいずれも「20MHz」の要求使用率が「1」、それ以外はすべて「0」となっている。この場合、式(10)のP1,20P2,20は「1」となり、それ以外のP1,xP2,yは「0」となる。また、図12(B)の例では、P1,20P2,20=(1/2)(1/3)=1/6、P1,40P2,20=(1/4)(1/3)=1/12、…、P1,80P2,80=(1/4)(1/6)=1/24となる。
ここで、AP200−1(AP#1)もAP200−2(AP#2)はともにチャネル番号「1」をP20チャネルとして利用する場合を考える。この場合、干渉重みTはテーブル3120(例えば図11)から「1」となる。従って、この場合の干渉量期待値I1,2は
となる。すなわち、AP#1とAP#2がともにチャネル番号「1」をP20チャネルとし、ともに「20MHz」の要求使用率が「1」のとき(40MHzや80MHzを使用しないとき)、干渉量期待値I1,2は、AP#1がAP#2から受ける受信電力R1,2となる。図13(B)はこの場合の例を表している。
言い換えると、式(9)又は式(10)に示す干渉量期待値I1,2は、例えば、AP#1がAP#2から受ける受信電力(又は干渉電力)R1,2に対して、AP#1とAP#2の各帯域幅の使用確率とP20チャネルのオーバーラップの割合を考慮したもの、と考えることもできる。
以上、m=1,n=2の場合の干渉量期待値I1,2について説明した。以上から、式(8)は、AP#mがAP#nから受ける干渉量期待値Im,nを表している。図14(A)は式(8)を図示した例を表している。
そして、メトリックICの式(7)に着目する。図14(B)は、式(7)に示すメトリックICの例を表している。AP#mは、AP#n以外の他のAPからも干渉を受けている。AP#mが他のAPから受ける干渉量期待値の合計は、他のAPから受ける干渉量期待値IをAP#nの場合と同様に計算し、これらを加算することで算出可能である。
そして、このような干渉量期待値の算出をAP#1からAP#Nまで繰り返すことで、AP#1からAP#Nまでの全APの干渉量期待値Iが算出可能である。算出された全AP200の干渉量期待値Iが、例えば、メトリックICとなる。メトリックICは、例えば、AP#1からAP#Nの全体の干渉量の期待値を表している。
図5に戻り、制御局300は、以上のようにしてメトリックICを計算する(S14)と、チャネル割当パターンを決定する(S15)。
図15(A)と図15(B)はチャネル割当パターンの例を表す。例えば、AP200−1(AP#1)のP20チャネルをc1、AP200−2(AP#2)のP20チャネルをc2、AP200−N(AP#N)のP20チャネルをcNとする。この場合のチャネル割当パターンは、c1,c2,…,cNと表すことができる。図15(A)の例では、c1,c2,c3=1,1,3となり、図15(B)の例では、c1,c2,c3=2,1,3となる。チャネル割当パターンに関しては、例えば、AP200−1,200−2が隣接する場合、干渉を考慮して、AP200−1,200−2に同じチャネル番号のP20チャネルが割り当てられてもよいし、異なるチャネル番号のP20チャネルを割り当てられるようにしてもよい。
例えば、チャネル割当部314は以下のような計算を行う。すなわち、チャネル割当部314は、チャネル割当パターンc1,c2,…,cNを様々に変化させた場合の各々のチャネル割当パターンc1,c2,…,cNをメトリック計算部313へ出力する。メトリック計算部313では各チャネル割当パターンc1,c2,…,cNにおけるメトリックICを計算し、計算したメトリックICをチャネル割当部314へ出力する。チャネル割当部314は、チャネル割当パターンc1,c2,…,cNを様々に変化させた場合の各メトリックICについて所定の条件を満たすチャネル割当パターンc1,c2,…,cNを決定(又は発見)する。このような発見の手法としては、例えば、既存の最適化手法、数理計画法、Mアルゴリズム、全候補探索法などであってもよい。所定の条件としては、例えば、単純な閾値の比較でもよいし、各AP200の干渉量の期待値(例えば式(8)をn=1からNまで加算した期待値)の最大値が最小となること、又はAP200の干渉量の期待値の合計値(例えばメトリックIC)が最小になることなどを条件としてもよい。
図5に戻り、制御局300はチャネル割当パターンを決定すると(S15)、P20リストを各AP200へ送信(又は通知)する(S16)。例えば、チャネル割当部314は決定したチャネル割当パターンc1,c2,…,cNを割当チャネル通知部315へ出力し、割当チャネル報知部315はP20チャネルのチャネル割当パターンc1,c2,…,cNをリスト化して、このリスト化したものを全AP#nへ通知する。
そして、制御局300は一連の処理を終了する(S17)。
例えば、AP200−1では、P20チャネルのチャネル割当パターンc1,c2,…,cNを受信すると、P20チャネルとして割り当てられたc1を基準にして端末100−1,100−2と無線通信を行う。c1がチャネル番号「36」のチャネルの場合、AP200−1においては、例えば、以下の処理が行われる。すなわち、AP200−1は、チャネル番号「36」から「64」の各チャネルに対応するRTS信号を報知し、応答信号としてCTS信号を受信する。受信したCTS信号が「36」に対応するCTS信号であるとき、AP200−1は「36」を用いて20MHz帯域幅の無線通信を行う。この場合、AP200−1が40MHz帯域幅の無線通信を行う場合、チャネル番号「40」に対応するCTS信号を受信できれば可能となり、受信できなければ40MHz帯域幅の無線通信を行うことかできない。80MHz帯域幅についても、AP200−1は、チャネル番号「36」から「48」に対応するCTS信号を受信したときに可能となる。各AP200−1〜200−4は、このようなRTS/CTSプロコトルを用いて、帯域幅を広げて無線通信を行うことが可能となる。このようにRTS/CTSプロトコルのことを、例えば、キャリアセンス制御などと称される場合もある。
このように、本第2の実施の形態において、制御局300は、AP200間の受信電力(又は干渉電力)Rだけではなく、端末100のトラヒック量に応じた各帯域幅の使用確率Pを考慮して、干渉量の期待値Iを計算している。従って、制御局300は、端末100と接続されたAP200のトラヒック量も考慮して、干渉量の期待値Iを計算している。よって、AP200毎にトラヒック量に偏りが生じる場合でも、制御局300では、このような偏りを考慮した干渉量の期待値Iを計算することが可能となる。この場合、制御局300では干渉量の期待値Iに基づいて、例えば、当該期待値が閾値以下となるチャネル割当パターンや、当該期待値の最大値が最小となるチャネル割当パターンなど、所定の条件を満たすチャネル割当パターンを決定することが可能となる。このような所定の条件を満たすチャネル割当パターンによって、例えば、制御局300では無線通信システム10全体の性能を向上させるチャネル割当パターンを決定することも可能である。従って、制御局300ではAP200毎のトラヒックに偏りがある場合でも無線通信システム10全体の性能を向上させることが可能となる。
また、メトリックICの計算に際して、式(9)にも示されるように、干渉重みTも考慮される。従って、制御局300では、AP200間の受信電力だけではなく、AP200間におけるP20チャネルの位置や帯域幅も考慮されることになる。よって、制御局300は、精度の高い干渉電力に基づく干渉量期待値を計算することが可能となる。
[第3の実施の形態]
次に第3の実施の形態について説明する。第2の実施の形態において要求トラヒック量は端末100において測定される例について説明した。要求トラヒック量は、例えば、AP200において測定されてもよい。例えば、AP200の端末トラヒック計算部213が端末100との間で交換されるデータのデータ量などに基づいて要求トラヒックを計算してもよい。
次に第3の実施の形態について説明する。第2の実施の形態において要求トラヒック量は端末100において測定される例について説明した。要求トラヒック量は、例えば、AP200において測定されてもよい。例えば、AP200の端末トラヒック計算部213が端末100との間で交換されるデータのデータ量などに基づいて要求トラヒックを計算してもよい。
図16は要求使用率の計算例を表すフローチャート、図17は要求使用率の計算例をそれぞれ表す図である。
制御局300の要求使用率計算部311は、要求トラヒック量を計算する(S140)が、例えば、AP#nの配下に1つの端末100が接続された場合は当該1つの端末100の要求トラヒック量、複数の端末100が接続された場合は各端末100の要求トラヒック量の合計を計算すればよい。
そして、要求使用率計算部311は、例えば、第2の実施の形態と同様に、要求トラヒック量に応じた各帯域幅の使用率を計算することで、要求使用率を計算する(S141、図17)。
[第4の実施の形態]
第4の実施の形態は、要求使用率の計算がAP200で行われる例である。第4の実施の形態は、例えば、第2及び第3の実施の形態においても実施可能である。
第4の実施の形態は、要求使用率の計算がAP200で行われる例である。第4の実施の形態は、例えば、第2及び第3の実施の形態においても実施可能である。
図18はAP200−1、図19は制御局300の構成例をそれぞれ表している。AP200−1には要求使用率計算部220を更に備え、一方、制御局300には第2の実施の形態(例えば図4)と比較して要求使用率計算部311が備えられていない。この場合、要求使用率計算部220は、例えば、第2の実施の形態(例えば図6)と同様に、各AP200における要求使用率を計算し、制御局300へ要求使用率を送信する。制御局300のメトリック計算部313では各AP200から送信された要求使用率に基づいて、第2の実施の形態(例えば図9(A)から図14(B))と同様にメトリックICを計算すればよい。
[その他の実施の形態]
次にその他の実施の形態について説明する。図20は端末、図21はAP200、図22は制御局300のハードウェア構成例をそれぞれ表す図である。このようなハードウェア構成によっても上述した各実施の形態を実施することも可能である。
次にその他の実施の形態について説明する。図20は端末、図21はAP200、図22は制御局300のハードウェア構成例をそれぞれ表す図である。このようなハードウェア構成によっても上述した各実施の形態を実施することも可能である。
端末100は、プロセッサ151、メモリ152、及び無線通信モジュール153を備える。
プロセッサ151は、例えば、メモリ152に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、端末性能報知部110の機能を実行する。プロセッサ151は、例えば、第2の実施の形態における端末性能報知部110に対応する。
無線通信モジュール153は、例えば、プロセッサ151からの指示に従って無線通信に関する処理を行い、AP200との間で無線信号を交換する。無線通信モジュール153は、例えば、第2の実施の形態におけるAP通信部120に対応する。
AP200は、プロセッサ251、メモリ252、無線通信モジュール231、及びネットワークインタフェースモジュール254を備える。
プロセッサ251は、例えば、メモリ252からプログラムを読み出して実行することで、端末性能検出部211、端末接続数測定部212、端末トラヒック計算部213、AP間受信電力測定部215、チャネル切替部217の機能を実行する。プロセッサ251は、例えば、第2の実施の形態における、端末性能検出部211、端末接続数測定部212、端末トラヒック計算部213、AP間受信電力測定部215、チャネル切替部217に対応する。
無線通信モジュール231は、例えば、プロセッサ251からの指示に従って無線通信に関する処理を行い、端末100との間で無線信号を交換する。無線通信モジュール231は、例えば、第2の実施の形態における端末通信部210とAP間受信電力測定部215に対応する。
ネットワークインタフェースモジュール254は、例えば、制御局300との間でデータなどを交換する。ネットワークインタフェースモジュール254は、例えば、第2の実施の形態におけるコントローラ通信部216に対応する。
制御局300は、プロセッサ351、メモリ352、及びネットワークインタフェースモジュール354を備える。
プロセッサ351は、例えば、メモリ352に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、要求使用率計算部311、メトリック計算部313、チャネル割当部314、割当チャネル通知部315の機能を実行する。プロセッサ351は、例えば、要求使用率計算部311、メトリック計算部313、チャネル割当部314、割当チャネル通知部315に対応する。また、メモリ352は、例えば、図11に示すテーブル3120を保持し、第2の実施の形態におけるチャネルオーバーラップ定数保持部312に対応する。さらに、ネットワークインタフェースモジュール354は、例えば、第2の実施の形態におけるAP通信部310に対応する。
端末100とAP200、及び制御局300におけるプロセッサ151,251,351は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、又はFPGA(Field Programmable Gate Array)などのコントローラであってもよい。
以上まとめると付記のようになる。
(付記1)
端末装置におけるトラヒック量に基づいて算出された第1の周波数帯域幅における第1の使用確率及び第2の周波数帯域幅における第2の使用確率と第1の無線通信装置において第2の無線通信装置から受信した信号の受信電力に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置における干渉量の期待値を計算するメトリック計算部と、
前記期待値に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置に対して第1又は第2のチャネルを割り当てるチャネル割当部と、
割り当てた前記第1又は第2のチャネルを前記第1及び第2の無線通信装置へ通知する割当チャネル通知部
を備えることを特徴とする通信制御装置。
端末装置におけるトラヒック量に基づいて算出された第1の周波数帯域幅における第1の使用確率及び第2の周波数帯域幅における第2の使用確率と第1の無線通信装置において第2の無線通信装置から受信した信号の受信電力に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置における干渉量の期待値を計算するメトリック計算部と、
前記期待値に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置に対して第1又は第2のチャネルを割り当てるチャネル割当部と、
割り当てた前記第1又は第2のチャネルを前記第1及び第2の無線通信装置へ通知する割当チャネル通知部
を備えることを特徴とする通信制御装置。
(付記2)
前記メトリック計算部は、更に、前記第1の無線通信装置が前記端末装置との無線通信に利用する前記第1又は第2の周波数帯域幅と前記第2の無線通信装置が前記端末装置との無線通信に利用する前記第1又は第2の周波数帯域幅の位置と前記第1及び第2の無線通信装置に割り当てられた前記第1又は第2のチャネルの位置に応じた重み値に基づいて、前記期待値を計算することを特徴とする付記1記載の通信制御装置。
前記メトリック計算部は、更に、前記第1の無線通信装置が前記端末装置との無線通信に利用する前記第1又は第2の周波数帯域幅と前記第2の無線通信装置が前記端末装置との無線通信に利用する前記第1又は第2の周波数帯域幅の位置と前記第1及び第2の無線通信装置に割り当てられた前記第1又は第2のチャネルの位置に応じた重み値に基づいて、前記期待値を計算することを特徴とする付記1記載の通信制御装置。
(付記3)
更に、前記第1及び第2の使用確率を計算する要求使用率計算部を備えることを特徴とする付記1記載の通信制御装置。
更に、前記第1及び第2の使用確率を計算する要求使用率計算部を備えることを特徴とする付記1記載の通信制御装置。
(付記4)
前記要求使用率計算部は、前記端末装置において前記第1及び第2の無線通信装置との無線通信に対応可能な前記第1又は第2の周波数帯域幅に基づいて、前記第1及び第2の使用確率を計算することを特徴とする付記3記載の通信制御装置。
前記要求使用率計算部は、前記端末装置において前記第1及び第2の無線通信装置との無線通信に対応可能な前記第1又は第2の周波数帯域幅に基づいて、前記第1及び第2の使用確率を計算することを特徴とする付記3記載の通信制御装置。
(付記5)
前記要求使用率計算部は、前記第1又は第2の無線通信装置において算出された前記トラヒック量に基づいて前記第1及び第2の使用確率を計算することを特徴とする付記3記載の通信制御装置。
前記要求使用率計算部は、前記第1又は第2の無線通信装置において算出された前記トラヒック量に基づいて前記第1及び第2の使用確率を計算することを特徴とする付記3記載の通信制御装置。
(付記6)
前記要求使用率計算部は、前記端末装置において前記第1の周波数帯域幅を用いた場合の第1の送信レートに前記第1の使用確率を乗算した値と、前記端末装置において前記第2の周波数帯域幅を用いた場合の第2の送信レートに前記第2の使用確率を乗算した値を加算した値が前記トラヒック量となる前記第1及び第2の使用確率を計算することを特徴とする付記4記載の通信制御装置。
前記要求使用率計算部は、前記端末装置において前記第1の周波数帯域幅を用いた場合の第1の送信レートに前記第1の使用確率を乗算した値と、前記端末装置において前記第2の周波数帯域幅を用いた場合の第2の送信レートに前記第2の使用確率を乗算した値を加算した値が前記トラヒック量となる前記第1及び第2の使用確率を計算することを特徴とする付記4記載の通信制御装置。
(付記7)
前記要求使用率計算部は、前記端末装置から送信された前記対応可能な第1又は第2の周波数帯域幅に基づいて、前記第1及び第2の使用確率を計算することを特徴とする付記4記載の通信制御装置。
前記要求使用率計算部は、前記端末装置から送信された前記対応可能な第1又は第2の周波数帯域幅に基づいて、前記第1及び第2の使用確率を計算することを特徴とする付記4記載の通信制御装置。
(付記8)
前記要求使用率計算部は、前記端末装置から送信された前記第1及び第2の送信レートに基づいて前記第1及び第2の使用確率を計算することを特徴とする付記6記載の通信制御装置。
前記要求使用率計算部は、前記端末装置から送信された前記第1及び第2の送信レートに基づいて前記第1及び第2の使用確率を計算することを特徴とする付記6記載の通信制御装置。
(付記9)
更に、前記重み値を記憶したメモリを備え、
前記メトリック計算部は、前記メモリに記憶された、前記第1及び第2の周波数帯域幅と前記第1又は第2のチャネルに対応する前記重み値に基づいて、前記期待値を計算することを特徴とする付記2記載の通信制御装置。
更に、前記重み値を記憶したメモリを備え、
前記メトリック計算部は、前記メモリに記憶された、前記第1及び第2の周波数帯域幅と前記第1又は第2のチャネルに対応する前記重み値に基づいて、前記期待値を計算することを特徴とする付記2記載の通信制御装置。
(付記10)
前記メトリック計算部は、前記受信電力に対して、前記第1及び第2の使用確率と前記重み値とを乗算することで前記期待値を計算することを特徴とする付記2記載の通信制御装置。
前記メトリック計算部は、前記受信電力に対して、前記第1及び第2の使用確率と前記重み値とを乗算することで前記期待値を計算することを特徴とする付記2記載の通信制御装置。
(付記11)
前記メトリック計算部は、前記第1及び第2の周波数帯域幅をそれぞれx,y、前記第1及び第2のチャネルをそれぞれa,b、前記受信電力をR1,2、前記第1及び第2の使用確率をそれぞれP1,x,P2,yとしたとき、メモリに記憶された、
(ここで、x=20,40,80はそれぞれ20MHz,40MHz,80MHz、y=20,40,80はそれぞれ20MHz,40MHz,80MHzを表し、
は、前記第1の無線通信装置が前記第1のチャネル、前記第2の無線通信装置が前記第2のチャネルを用いて前記端末装置と無線通信を行う場合の前記第1の無線通信装置が前記第2の無線通信装置から受ける干渉量の前記期待値を表し、
は、前記第1の無線通信装置が前記第1のチャネルを用いて前記第1の周波数帯域幅で前記端末装置から送信された信号を受信し、前記第2の無線通信装置が前記第2のチャネルを用いて前記第2の周波数帯域幅で前記端末装置へ信号を送信している場合の前記重み値を表す。)
を読み出して計算した結果に基づいて前記期待値を計算することを特徴とする付記2記載の通信制御装置。
前記メトリック計算部は、前記第1及び第2の周波数帯域幅をそれぞれx,y、前記第1及び第2のチャネルをそれぞれa,b、前記受信電力をR1,2、前記第1及び第2の使用確率をそれぞれP1,x,P2,yとしたとき、メモリに記憶された、
を読み出して計算した結果に基づいて前記期待値を計算することを特徴とする付記2記載の通信制御装置。
(付記12)
前記メトリック計算部は、無線通信装置の個数をNとし、前記第1の無線通信装置はm(mは1≦m≦Nを満たす整数)番目の前記無線通信装置、前記第2の無線通信装置はn(nは1≦n≦Nを満たす整数)番目の前記無線通信装置であり、m番目の前記第1の無線通信装置における前記第1又は第2のチャネルをcm、n番目の前記第2の無線通信装置における前記第1又は第2のチャネルをcnとしたとき、メモリに記憶された、
(ここで、
はN個の前記無線通信装置全体の干渉量の期待値を表し、
は、m番目の前記第1の無線通信装置がn番目の前記第2の無線通信装置から受ける干渉量の期待値を表す。)
を読み出して計算することで前記期待値を計算することを特徴とする付記2記載の通信制御装置。
前記メトリック計算部は、無線通信装置の個数をNとし、前記第1の無線通信装置はm(mは1≦m≦Nを満たす整数)番目の前記無線通信装置、前記第2の無線通信装置はn(nは1≦n≦Nを満たす整数)番目の前記無線通信装置であり、m番目の前記第1の無線通信装置における前記第1又は第2のチャネルをcm、n番目の前記第2の無線通信装置における前記第1又は第2のチャネルをcnとしたとき、メモリに記憶された、
を読み出して計算することで前記期待値を計算することを特徴とする付記2記載の通信制御装置。
(付記13)
前記割当チャネルで通知した前記第1又は第2のチャネルを含む前記第1又は第2の周波数帯域幅により、前記端末装置において前記第1及び第2の無線通信装置と無線通信が行われることを特徴とする付記1記載の通信制御装置。
前記割当チャネルで通知した前記第1又は第2のチャネルを含む前記第1又は第2の周波数帯域幅により、前記端末装置において前記第1及び第2の無線通信装置と無線通信が行われることを特徴とする付記1記載の通信制御装置。
(付記14)
前記第1又は第2のチャネルはIEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11acで規定されたプライマリチャネルであることを特徴とする付記1記載の通信制御装置。
前記第1又は第2のチャネルはIEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11acで規定されたプライマリチャネルであることを特徴とする付記1記載の通信制御装置。
(付記15)
端末装置と、
前記端末装置と無線通信を行う第1及び第2の無線通信装置と、
通信制御装置と
を備える無線通信システムにおいて、
前記通信制御装置は、
端末装置におけるトラヒック量に基づいて算出された第1の周波数帯域幅における第1の使用確率及び第2の周波数帯域幅における第2の使用確率と第1の無線通信装置において第2の無線通信装置から受信した信号の受信電力に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置における干渉量の期待値を計算するメトリック計算部と、
前記期待値に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置に対して第1又は第2のチャネルを割り当てるチャネル割当部と、
割り当てた前記第1又は第2のチャネルを前記第1及び第2の無線通信装置へ通知する割当チャネル通知部
を備えることを特徴とする無線通信システム。
端末装置と、
前記端末装置と無線通信を行う第1及び第2の無線通信装置と、
通信制御装置と
を備える無線通信システムにおいて、
前記通信制御装置は、
端末装置におけるトラヒック量に基づいて算出された第1の周波数帯域幅における第1の使用確率及び第2の周波数帯域幅における第2の使用確率と第1の無線通信装置において第2の無線通信装置から受信した信号の受信電力に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置における干渉量の期待値を計算するメトリック計算部と、
前記期待値に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置に対して第1又は第2のチャネルを割り当てるチャネル割当部と、
割り当てた前記第1又は第2のチャネルを前記第1及び第2の無線通信装置へ通知する割当チャネル通知部
を備えることを特徴とする無線通信システム。
(付記16)
メトリック計算部とチャネル割当部、及び割当チャネル通知部を有する通信制御装置におけるチャネル割当方法であって、
前記メトリック計算部により、端末装置におけるトラヒック量に基づいて算出された第1の周波数帯域幅における第1の使用確率及び第2の周波数帯域幅における第2の使用確率と第1の無線通信装置において第2の無線通信装置から受信した信号の受信電力に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置における干渉量の期待値を計算し、
前記チャネル割当部により、前記期待値に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置に対して第1又は第2のチャネルを割り当て、
前記割当チャネル通知部により、割り当てた前記第1又は第2のチャネルを前記第1及び第2の無線通信装置へ通知する
ことを特徴とするチャネル割当方法。
メトリック計算部とチャネル割当部、及び割当チャネル通知部を有する通信制御装置におけるチャネル割当方法であって、
前記メトリック計算部により、端末装置におけるトラヒック量に基づいて算出された第1の周波数帯域幅における第1の使用確率及び第2の周波数帯域幅における第2の使用確率と第1の無線通信装置において第2の無線通信装置から受信した信号の受信電力に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置における干渉量の期待値を計算し、
前記チャネル割当部により、前記期待値に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置に対して第1又は第2のチャネルを割り当て、
前記割当チャネル通知部により、割り当てた前記第1又は第2のチャネルを前記第1及び第2の無線通信装置へ通知する
ことを特徴とするチャネル割当方法。
10:無線通信システム 100(100−a〜100−g):端末装置
110:端末性能報知部 120:AP通信部
151:プロセッサ
200(200−1〜200−4):AP
210:端末通信部 211:端末性能検出部
212:端末接続数測定部 213:端末トラヒック計算部
215:AP間受信電力測定部 216:コントローラ通信部
217:チャネル切替部 220:要求使用率計算部
251:プロセッサ 300:制御局
310:AP通信部 311:要求使用率計算部
312:チャネルオーバーラップ定数保持部
3120:テーブル 313:チャネル割当部
315:割当チャネル通知部 351:プロセッサ
110:端末性能報知部 120:AP通信部
151:プロセッサ
200(200−1〜200−4):AP
210:端末通信部 211:端末性能検出部
212:端末接続数測定部 213:端末トラヒック計算部
215:AP間受信電力測定部 216:コントローラ通信部
217:チャネル切替部 220:要求使用率計算部
251:プロセッサ 300:制御局
310:AP通信部 311:要求使用率計算部
312:チャネルオーバーラップ定数保持部
3120:テーブル 313:チャネル割当部
315:割当チャネル通知部 351:プロセッサ
Claims (8)
- 端末装置におけるトラヒック量に基づいて算出された第1の周波数帯域幅における第1の使用確率及び第2の周波数帯域幅における第2の使用確率と第1の無線通信装置において第2の無線通信装置から受信した信号の受信電力に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置における干渉量の期待値を計算するメトリック計算部と、
前記期待値に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置に対して第1又は第2のチャネルを割り当てるチャネル割当部と、
割り当てた前記第1又は第2のチャネルを前記第1及び第2の無線通信装置へ通知する割当チャネル通知部
を備えることを特徴とする通信制御装置。 - 前記メトリック計算部は、更に、前記第1の無線通信装置が前記端末装置との無線通信に利用する前記第1又は第2の周波数帯域幅と前記第2の無線通信装置が前記端末装置との無線通信に利用する前記第1又は第2の周波数帯域幅の位置と前記第1及び第2の無線通信装置に割り当てられた前記第1又は第2のチャネルの位置に応じた重み値に基づいて、前記期待値を計算することを特徴とする請求項1記載の通信制御装置。
- 更に、前記第1及び第2の使用確率を計算する要求使用率計算部を備えることを特徴とする請求項1記載の通信制御装置。
- 前記要求使用率計算部は、前記端末装置において前記第1及び第2の無線通信装置との無線通信に対応可能な前記第1又は第2の周波数帯域幅に基づいて、前記第1及び第2の使用確率を計算することを特徴とする請求項3記載の通信制御装置。
- 前記要求使用率計算部は、前記第1又は第2の無線通信装置において算出された前記トラヒック量に基づいて前記第1及び第2の使用確率を計算することを特徴とする請求項3記載の通信制御装置。
- 前記メトリック計算部は、前記受信電力に対して、前記第1及び第2の使用確率と前記重み値とを乗算することで前記期待値を計算することを特徴とする請求項2記載の通信制御装置。
- 端末装置と、
前記端末装置と無線通信を行う第1及び第2の無線通信装置と、
通信制御装置と
を備える無線通信システムにおいて、
前記通信制御装置は、
端末装置におけるトラヒック量に基づいて算出された第1の周波数帯域幅における第1の使用確率及び第2の周波数帯域幅における第2の使用確率と第1の無線通信装置において第2の無線通信装置から受信した信号の受信電力に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置における干渉量の期待値を計算するメトリック計算部と、
前記期待値に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置に対して第1又は第2のチャネルを割り当てるチャネル割当部と、
割り当てた前記第1又は第2のチャネルを前記第1及び第2の無線通信装置へ通知する割当チャネル通知部
を備えることを特徴とする無線通信システム。 - メトリック計算部と、チャネル割当部、及び割当チャネル通知部を有する通信制御装置におけるチャネル割当方法であって、
前記メトリック計算部により、端末装置におけるトラヒック量に基づいて算出された第1の周波数帯域幅における第1の使用確率及び第2の周波数帯域幅における第2の使用確率と第1の無線通信装置において第2の無線通信装置から受信した信号の受信電力に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置における干渉量の期待値を計算し、
前記チャネル割当部により、前記期待値に基づいて、前記第1及び第2の無線通信装置に対して第1又は第2のチャネルを割り当て、
前記割当チャネル通知部により、割り当てた前記第1又は第2のチャネルを前記第1及び第2の無線通信装置へ通知する
ことを特徴とするチャネル割当方法。
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