JP2022042281A - 通信制御装置、通信制御方法およびプログラム - Google Patents

通信制御装置、通信制御方法およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】遅延時間の増大を抑制しつつ、ネットワーク間干渉を低減する。【解決手段】通信制御装置は、ライセンスバンド内の周波数バンドの運用状況に基づいて、前記ライセンスバンド内の周波数バンドの電波の干渉に関連する電波干渉関連情報を取得する取得手段と、前記取得手段で取得された電波干渉関連情報に基づいて、運用に用いる周波数バンドを管理する管理手段と、を備える。【選択図】 図1

Description

本発明は、通信制御装置、通信制御方法およびプログラムに関する。
3GPP(3rd Generation Partnership Project)仕様に基づいた通信システムを、各国当局による免許が不要なアンライセンスバンドで運用する技術が知られている(特許文献1)。
このアンライセンスバンドでは、他の通信システムと共存するために、送信前に、他の無線機が同じ周波数を使用していないことを確認するキャリアセンスが要求されることがある。
また、各国当局による免許が必要なライセンスバンドを使用し、土地所有者が所有する敷地内などの限られたエリア内のみに自営網として、3GPP仕様に基づいた通信システムを構築することが検討されている。この自営網は、使用する3GPP技術に応じて、プライベートLTE(Long Term Evolution)またはローカル5G(5th Generation)と呼ばれている。
特許第6418244号公報
公衆無線網用のライセンスバンドの場合、公衆無線網事業者毎に周波数バンドが割り当てられる。このため、同じライセンスバンド内での干渉原因は、通常は自事業者の別の基地局であり、自事業者がネットワーク間干渉を解決することが可能である。
一方、前記のローカル5Gにおいて、公衆無線網事業者ではない、隣接する土地の所有者が同じライセンスバンドの使用許可を得ている場合、土地の境界などでネットワーク間干渉が発生すると、自分だけで解決することができず、ネットワーク間干渉に起因する通信品質の低下が懸念される。
前記のネットワーク間干渉を回避するために、ローカル5Gをアンライセンスバンドで運用すると、キャリアセンスが必要となり、キャリアセンスの要求に基づく遅延時間が発生する。
本発明は、上述の課題を鑑み、遅延時間の増大を抑制しつつ、ネットワーク間干渉を低減することを目的とする。
本発明の1つの態様による通信制御装置は、ライセンスバンド内の周波数バンドの運用状況に基づいて、前記ライセンスバンド内の周波数バンドの電波の干渉に関連する電波干渉関連情報を取得する取得手段と、前記取得手段で取得された電波干渉関連情報に基づいて、運用に用いる周波数バンドを管理する管理手段と、を備える。
本発明によれば、遅延時間の増大を抑制しつつ、ネットワーク間干渉を低減することができる。
第1実施形態に係るネットワーク構成の一例を示す図。 第1実施形態に係る通信制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図。 第1実施形態に係る通信制御装置の機能的な構成例を示すブロック図。 第1実施形態に係るライセンスバンドの運用処理を示すフローチャート。 ライセンスバンド運用時の電波干渉関連情報の一例を示す図。 第1実施形態に係る基地局IDリストの一例を示す図。 アンライセンスバンド運用時の電波干渉関連情報の一例を示す図。 第2実施形態に係るライセンスバンドの運用処理を示すフローチャート。 第3実施形態に係るライセンスバンドの運用処理を示すフローチャート。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、また、実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。実施形態の構成は、本発明が適用される装置の仕様や各種条件(使用条件、使用環境等)によって適宜修正または変更され得る。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されない。
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係るネットワーク構成の一例を示す図である。
図1において、このネットワークには、3GPP仕様に基づいた通信システムが構築される。このネットワークは、各国当局による免許が必要なライセンスバンドを使用し、土地所有者が所有する敷地内などの限られたエリア内のみに構築された自営網を含むことができる。この自営網は、ネットワーク間干渉に応じて、ローカル5Gをアンライセンスバンドで運用することができる。
ライセンスバンドは、特定の公衆無線業者にのみ使用が許可され、ネットワーク間の干渉が発生しないように設計されることが想定されているため、キャリアセンスが必須ではない。
一方、アンライセンスバンドは、不特定多数の通信装置が利用し、ネットワーク間の干渉が発生する恐れがあるため、キャリアセンスが必要である。
この通信システムは、通信制御装置11および端末13を備える。通信制御装置11は、ローカル5G通信を制御する。通信制御装置11は、自ローカル5Gの基地局12、16と接続されている。端末13は、ローカル5G端末である。端末13は、(Intra-RAT or Inter-RAT)ハンドオーバのために、異なる周波数バンド/異なるRAT(Radio Access Technology)の基地局をスキャンすることができる。端末13は、全てのPCI(物理セルID)をスキャンしてネイバーセルを発見することができる。基地局は、他周波数のネイバーを発見するために、サーチすべき周波数を端末13に通知する。
基地局16は、端末13と接続することはないが、端末13において報知信号が検知可能な自ローカル5Gの基地局である。基地局14、15は、自ローカル5Gの隣のローカル5G通信ネットワークの基地局(隣接基地局とも言う)である。基地局14、15は、自ローカル5Gとの間のネットワーク間干渉の干渉源である。
通信制御装置11は、ライセンスバンド内の周波数バンドの運用状況に基づいて、ライセンスバンド内の周波数バンドの電波干渉関連情報を取得する。電波干渉関連情報は、ライセンスバンド内の周波数バンドの電波の干渉に関連する情報である。そして、通信制御装置11は、取得した電波干渉関連情報に基づいて、自営網での運用に用いる周波数バンドを管理する。
例えば、通信制御装置11は、ライセンスバンドで発生した干渉を避けるために、アンライセンスバンドで運用している場合に、ライセンスバンドの電波干渉関連情報を取得する。そして、通信制御装置11は、ライセンスバンドでの電波の干渉が解消された場合は、自営網での運用に用いる周波数バンドをライセンスバンドに変更し、干渉が解消されていない場合はアンライセンスバンドの利用を継続する。
またば、通信制御装置11は、ライセンスバンドで運用している場合に、ライセンスバンドの電波干渉関連情報を取得する。そして、通信制御装置11は、ライセンスバンドでの電波の干渉がある場合は、自営網での運用に用いる周波数バンドをアンライセンスバンドに変更し、干渉がない場合はライセンスバンドの利用を継続する。
これにより、ライセンスバンド内の周波数バンドの干渉状況に基づいて、ライセンスバンドで運用するかアンライセンスバンドで運用するかを決定することができる。このとき、ライセンスバンドで発生した干渉を避けるために、アンライセンスバンドでローカル5G通信を行っている場合においても、ライセンスバンドで発生した干渉が解消されると、ライセンスバンドに復帰することができる。このため、隣接する土地の所有者が同じライセンスバンドの使用許可を得ている場合などにおいて、土地の境界などでネットワーク間干渉が発生した場合においても、通信遅延時間の増大を抑制しつつ、ネットワーク間干渉を低減することができる。
図2は、第1実施形態に係る通信制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。
図2において、通信制御装置11は、制御部22、記憶部23、通信部24、出力部25および入力部26を備える。
制御部22は、記憶部23に記憶される制御プログラムを実行することにより、通信制御装置11全体を制御する。制御部22は、プロセッサを備えていてもよい。プロセッサは、CPU(Central Processing Unit)であってもよいし、GPU(Graphics Processing Unit)であってもよい。プロセッサは、シングルコアプロセッサであってもよいし、マルチコアプロセッサであってもよい。プロセッサは、ニューラルネットワークとして動作してもよい。
記憶部23は、制御部22が実行する制御プログラムと、通信パラメータやデータ等の各種情報を記憶する。例えば、SRAMまたはDRAMなどの半導体メモリから構成することができる。記憶部23は、例えば、ハードディスク装置またはSSD(Solid State Drive)などの補助記憶装置を備えていてもよい。図4、図8および図9のライセンスバンドの運用処理は、記憶部23に記憶された制御プログラムを制御部22が実行することにより行われる。
通信部24は、基地局12と通信する。出力部25は、各種表示などを行う。出力部25は、視覚で認知可能な情報を出力してもよいし、音で出力してもよい。例えば、画面表示装置(液晶モニタ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ、グラフィックカード等)、音声出力装置(スピーカ等)、印字装置等である。入力部26は、ユーザが各種入力等を行う。入力部26は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、カードリーダ、音声入力装置等である。
図3は、第1実施形態に係る通信制御装置の機能的な構成例を示すブロック図である。
図3に示す各機能ブロックのうち、ソフトウェアにより実現される機能については、各機能ブロックの機能を提供するためのプログラムがROM(Read Only Memory)等のメモリに記憶される。そして、そのプログラムをRAM(Random Access Memory)に読み出してプロセッサが実行することにより実現される。ハードウェアにより実現される機能については、例えば、所定のコンパイラを用いることで、各機能ブロックの機能を実現するためのプログラムからFPGA上に自動的に専用回路を生成すればよい。FPGAとは、Field Programmable Gate Arrayの略である。また、FPGAと同様にしてゲートアレイ回路を形成し、ハードウェアとして実現するようにしてもよい。また、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)により実現するようにしてもよい。なお、図3に示した機能ブロックの構成は一例であり、複数の機能ブロックが1つの機能ブロックを構成するようにしてもよいし、いずれかの機能ブロックが複数の機能を行うブロックに分かれてもよい。
図3において、通信制御部31は、信号受信部32、信号送信部33、データ記憶部34、接続制御部35および表示制御部36を備える。さらに、通信制御部31は、運用周波数バンド管理部37、電波干渉関連情報取得部38、電波干渉レポート周波数バンド管理部39および基地局情報管理部40を備える。
信号受信部32および信号送信部33は、ローカル5G基地局12との間で3GPP規格に準拠したローカル5Gの通信を実施する。
データ記憶部34は、ソフトウェアおよび認証情報などの情報を記憶する。
接続制御部35は、ローカル5G基地局12との接続に関する処理を実施する。
表示制御部36は、出力部25に表示する画面などの制御処理を実施する。
運用周波数バンド管理部37は、ローカル5G通信ネットワークの運用周波数バンドを管理する。このとき、運用周波数バンド管理部37は、ライセンスバンド内の周波数バンドの電波の干渉に関連する電波干渉関連情報に基づいて、運用に用いる周波数バンドを管理することができる。
例えば、運用周波数バンド管理部37は、ライセンスバンド内の周波数バンドの電波干渉関連情報に基づいて、アンライセンスバンド内の運用中の周波数バンドと、ライセンスバンド内の周波数バンドとの干渉状況を判定することができる。そして、運用周波数バンド管理部37は、判定した干渉状況の判定結果に基づいて、アンライセンスバンド内の運用中の周波数バンドをライセンスバンド内の周波数バンドに変更することができる。
また、運用周波数バンド管理部37は、ライセンスバンド内の周波数バンドの電波干渉関連情報に基づいて、ライセンスバンド内の運用中の周波数バンドと、ライセンスバンド内の周波数バンドとの干渉状況を判定することができる。そして、運用周波数バンド管理部37は、判定した干渉状況の判定結果に基づいて、ライセンスバンド内の運用中の周波数バンドをアンライセンスバンド内の周波数バンドに変更することができる。
電波干渉関連情報取得部38は、ローカル5G端末などがレポートする電波干渉関連情報を取得する。電波干渉関連情報は、例えば、基地局の周波数・RSSI(Received Signal Strength Indicator:受信電界強度)などの情報である。電波干渉関連情報は、基地局の通信エラー率であってもよい。
電波干渉レポート周波数バンド管理部39は、ローカル5G端末などがレポートする電波干渉関連情報について、レポートすべき周波数バンドを管理する。
基地局情報管理部40は、自ローカル5G通信ネットワークの基地局の基地局IDおよび通信周波数などの基地局情報を管理する。なお、本実施形態では、基地局の台数は、説明に必要な最低限の2台で図示しているが、自ローカル5G通信ネットワークの基地局の台数は更に複数あってもよい。このとき、基地局情報管理部40は、それら複数の基地局の基地局情報を管理する。
図4は、第1実施形態に係るライセンスバンドの運用処理を示すフローチャートである。
なお、図4の各ステップは、記憶部23に記憶されたプログラムを制御部23が読み出し、実行することで実現される。また、図4に示すフローチャートの少なくとも一部をハードウェアにより実現してもよい。ハードウェアにより実現する場合、例えば、所定のコンパイラを用いることで、各ステップを実現するためのプログラムからFPGA上に自動的に専用回路を生成すればよい。また、FPGAと同様にしてGate Array回路を形成し、ハードウェアとして実現するようにしてもよい。また、ASICにより実現するようにしてもよい。
この場合、図4に示すフローチャートにおける各ブロックは、ハードウェアブロックとみなすことができる。なお、複数のブロックをまとめて1つのハードウェアブロックとして構成してもよく、1つのブロックを複数のハードウェアブロックとして構成してもよい。
図4の処理は、ローカル5G通信ネットワークを運用開始後、制御部22にて定期的に開始される。
このとき、運用周波数バンド管理部37は、ローカル5G通信ネットワークをライセンスバンドで現在運用中か否かを判定する(ステップS41)。この判定にあたっては、運用周波数バンド管理部37が管理する運用周波数バンドの情報を利用する。本実施形態では、運用周波数バンドとして、ライセンス周波数バンドの場合は4.6GHz帯を、アンライセンスバンドの場合は5.6GHz帯を利用するものとする。従って、運用周波数バンド管理部37は、ローカル5G通信ネットワークが4.6GHz帯で運用されている場合はライセンスバンド、5.6GHz帯で運用されている場合はアンライセンスバンドと判定することができる。
ライセンスバンドで現在運用中の場合(ステップS41のYes)、電波干渉関連情報取得部38は、電波干渉関連情報として、現在運用中のライセンスバンドの基地局の周波数・RSSIの一覧を取得する(ステップS42)。この取得にあたっては、3GPP仕様に準拠した端末13が備える周辺基地局情報レポート機能を使用することができる。このとき、電波干渉関連情報取得部38は、端末13がレポートした周辺基地局ID毎の周波数・RSSI情報を、基地局12を経由して取得する。
図5は、ライセンスバンド運用時の電波干渉関連情報の一例を示す図である。なお、図5では、ライセンスバンド運用時の電波干渉関連情報として周波数・RSSI情報を示した。
図5において、電波干渉関連情報は、レポート端末ID、基地局ID、基地局周波数および基地局RSSIのエントリを含む。レポート端末IDは、周波数・RSSI情報をレポートした端末を識別する。例えば、図1の端末13には、レポート端末IDとして103を割り当てられる。基地局IDは、基地局を識別するIDを示す。基地局IDは、接続中の基地局(接続基地局とも言う)の有無を示す情報を含む。例えば、図1の基地局12、14、15、16には、基地局IDとして102、104、105、106がそれぞれ割り当てられる。基地局周波数は、基地局で使用される電波の通信周波数を示す。基地局RSSIは、基地局のRSSIを示す。
なお、本実施形態では、端末13の台数は、説明に必要な最低限の1台で図示しているが、自ローカル5G通信ネットワークの端末の台数は複数であってもよい。このとき、電波干渉関連情報取得部38は、それら複数の端末がレポートした情報を、当該端末が接続している自ローカル5G通信ネットワークの基地局を経由して取得する。
次に、運用周波数バンド管理部37は、ステップS42で取得した周波数・RSSIの一覧中に、自ネットワークにない未知の基地局(未知基地局とも言う)があるか否かを判定する(ステップS43)。この判定にあたっては、基地局情報管理部40が管理する自ローカル5G通信ネットワークの基地局IDリストを使用する。
図6は、第1実施形態に係る基地局IDリストの一例を示す図である。
図6において、基地局IDリストは、自ローカル5G通信ネットワークの基地局を識別するIDを示す。なお、本実施形態では、基地局12の台数は、説明に必要な最低限の1台のため、図6のIDリストのエントリ数が1となっているが、自ローカル5G通信ネットワークの基地局の台数は複数であってもよい。この場、基地局IDリストの項目数も複数となる。
運用周波数バンド管理部37は、図6の基地局IDリストの内容と、図5の基地局IDの内容とを比較することにより、自ネットワークにない未知の基地局があるか否かを判定することができる。例えば、図6の基地局IDリストには、基地局ID104、105がなく、図5の電波干渉関連情報には、基地局ID104、105がある。このため、運用周波数バンド管理部37は、基地局ID104、105が割り当てられた基地局14、15が未知の基地局と判定することができる。
周波数・RSSIの一覧中に、自ネットワークにない未知の基地局がない場合(ステップS43のNo)、運用周波数バンド管理部37は、処理を終了し、ライセンスバンドでの運用を継続する。
一方、周波数・RSSIの一覧中に、自ネットワークにない未知の基地局があるものとする(ステップS43のYes)。この場合、運用周波数バンド管理部37は、未知の基地局を報告した端末において、接続中の基地局と周波数が一致する未知の基地局があるか否かを判定する(ステップS44)。例えば、図5に示すように、接続中の基地局12の周波数は4650MHzである。一方、未知の基地局14の周波数は、4750MHzである。このため、運用周波数バンド管理部37は、未知の基地局14の周波数は、接続中の基地局12と周波数が一致しないと判定することができる。また、未知の基地局15の周波数は4650MHzである。このため、運用周波数バンド管理部37は、未知の基地局15の周波数は、接続中の基地局12と周波数が一致すると判定することができる。
接続中の基地局と周波数が一致する未知の基地局がない場合(ステップS44のNo)、運用周波数バンド管理部37は、処理を終了し、ライセンスバンドでの運用を継続する。
一方、接続中の基地局と周波数が一致する未知の基地局があるものとする(ステップS44のYes)。この場合、運用周波数バンド管理部37は、(接続基地局RSSI)-(未知基地局RSSI)<0となる未知の周波数一致基地局があるか否かを判定する(ステップS45)。例えば、図5に示すように、接続中の基地局12のRSSIは、-80dBmである。未知の周波数一致基地局15のRSSIは、-75dBmである。この結果、運用周波数バンド管理部37は、(接続基地局RSSI)-(未知基地局RSSI)=-80-(-75)=-5<0と判定することができる。
(接続基地局RSSI)-(未知基地局RSSI)<0となる未知の周波数一致基地局がない場合(ステップS45のNo)、運用周波数バンド管理部37は、処理を終了し、ライセンスバンドでの運用を継続する。
一方、(接続基地局RSSI)-(未知基地局RSSI)<0となる未知の周波数一致基地局がある場合(ステップS45のYes)、運用周波数バンド管理部37は、ライセンスバンドからアンライセンスバンドに運用を変更する(ステップS46)。
次に、電波干渉レポート周波数バンド管理部39は、自ローカル5G通信ネットワーク内の全ての端末に対して、運用を変更したアンライセンスバンドだけでなく、ライセンスバンドの電波干渉関連情報もレポートするように設定する(ステップS47)。
一方、ライセンスバンドで現在運用中でない場合(ステップS41のNo)、運用予定のライセンスバンドの基地局の周波数・RSSIの一覧を取得する(ステップS48)。この取得にあたっては、ステップS42と同様に、3GPP仕様に準拠した端末が備える周辺基地局情報レポート機能を使用する。
なお、この時に端末13が接続している基地局は、不図示のアンライセンスバンドで運用中の基地局である。ステップS41がNoの場合は、現在はアンライセンスバンドで運用中となるが、その場合でも、ステップS47においてライセンスバンドの電波干渉関連情報もレポートされるため、ステップS48の処理が可能となる。そして、通信制御部31内の電波干渉関連情報取得部38は、端末13がレポートした周辺基地局IDごとの周波数・RSSI情報を、不図示のアンライセンスバンドで運用中の基地局を経由して取得する。
図7は、アンライセンスバンド運用時の電波干渉関連情報の一例を示す図である。なお、図7では、アンライセンスバンド運用時の電波干渉関連情報として周波数・RSSI情報を示した。
図7において、電波干渉関連情報は、レポート端末ID、基地局ID、基地局周波数および基地局RSSIのエントリを含む。レポート端末IDは、周波数・RSSI情報をレポートした端末を識別する。基地局IDは、基地局を識別するIDを示す。基地局周波数は、基地局で使用される電波の通信周波数を示す。基地局RSSIは、基地局のRSSIを示す。
次に、運用周波数バンド管理部37は、ステップS48で取得した周波数・RSSIの一覧中に、自ネットワークにない未知の基地局があるか否かを判定する(ステップS49)。この判定にあたっては、図7の周波数・RSSIの一覧と、図6の自ローカル5G通信ネットワークの基地局IDリストを使用する。
運用周波数バンド管理部37は、図6の基地局IDリストの内容と、図7の基地局IDの内容とを比較することにより、自ネットワークにない未知の基地局があるか否かを判定することができる。例えば、図7の基地局IDリストには、基地局ID104、105がなく、図5の電波干渉関連情報には、基地局ID104、105がある。このため、運用周波数バンド管理部37は、基地局ID104、105が割り当てられた基地局14、15が未知の基地局と判定することができる。
周波数・RSSIの一覧中に、自ネットワークにない未知の基地局がないものとする(ステップS49のNo)。この場合、運用周波数バンド管理部37は、アンライセンスバンドからライセンスバンドに運用を変更する(S50)。
一方、周波数・RSSIの一覧中に、自ネットワークにない未知の基地局がないものとする(ステップS49のYes)。この場合、運用周波数バンド管理部37は、未知の基地局を報告した端末において、RSSIが最も良好な既知の基地局(既知基地局とも言う)と周波数が一致する未知の基地局があるか否かを判定する(S51)。
RSSIが最も良好な既知の基地局の把握にあたっては、図7の周波数・RSSIの一覧と図6の自ローカル5G通信ネットワークの基地局IDリストを使用する。具体的には、運用周波数バンド管理部37は、図6の基地局IDリストの内容と、図7の基地局IDの内容とを比較することにより、自ネットワークにある既知の基地局を検知できる。そして、運用周波数バンド管理部37は、自ネットワークにある既知の基地局の中から図7の一覧の基地局RSSIを比較することにより、RSSIが最も良好な既知の基地局をすることができる。
例えば、基地局ID102、106は、図6の自ローカル5G通信ネットワークの基地局IDリストで示され、図7の基地局IDの一覧でも示されている。このため、運用周波数バンド管理部37は、基地局ID102、106が割り当てられた基地局12、16が既知の基地局であると検知することができる。そして、運用周波数バンド管理部37は、図7の一覧を参照し、基地局ID102、106が割り当てられた基地局12、16のRSSIを比較する。これにより、運用周波数バンド管理部37は、RSSIが最も良好な既知の基地局は、基地局ID102が割り当てられた基地局12であると把握することができる。さらに、図7に示すように、既知の基地局12の周波数は4650MHzである。また、未知の基地局14、15の周波数はそれぞれ、4750MHzと4650MHzである。このため、運用周波数バンド管理部37は、未知の基地局14の周波数は、既知の基地局12の周波数と一致せず、未知の基地局15の周波数は、既知の基地局12の周波数と一致すると判定することができる。
ここで、未知の基地局を報告した端末において、RSSIが最も良好な既知の基地局と周波数が一致する未知の基地局がないものとする(ステップS51のNo)。この場合、運用周波数バンド管理部37は、アンライセンスバンドからライセンスバンドに運用を変更する(S50)。
一方、未知の基地局を報告した端末において、RSSIが最も良好な既知の基地局と周波数が一致する未知の基地局があるものとする(ステップS51のYes)。この場合、運用周波数バンド管理部37は、(既知の基地局RSSI)-(未知基地局RSSI)<20となる未知の周波数一致基地局があるか否かを判定する(ステップS52)。
例えば、図7に示すように、既知の基地局12のRSSIは、-80dBmである。未知の周波数一致基地局15のRSSIは、-90dBmである。このため、(既知の基地局RSSI)-(未知基地局RSSI)=-80-(-90)=10<20となる。
ここで、(既知の基地局RSSI)-(未知基地局RSSI)<20となる未知の周波数一致基地局がないものとする(ステップS52のNo)。この場合、運用周波数バンド管理部37は、アンライセンスバンドからライセンスバンドに運用を変更する(ステップS50)。これにより、運用周波数バンド管理部37は、既知の基地局のRSSIが、未知の周波数一致基地局のRSSIと比べて、20dB以上と十分大きい場合にのみ、アンライセンスバンドからライセンスバンドに運用を変更することができる。このため、アンライセンスバンドからライセンスバンドに運用を変更した場合においても、ネットワーク間干渉を抑制することができる。
一方、(既知の基地局RSSI)-(未知基地局RSSI)<20となる未知の周波数一致基地局がある場合(ステップS52のYes)、処理を終了し、アンライセンスバンドでの運用を継続する。
以上説明したように、上述した第1実施形態によれば、ネットワーク間干渉が減少または消滅した場合に、アンライセンスバンドからライセンスバンドに速やかに復帰でき、アンライセンスバンド運用時に生じる遅延時間の増大を抑制することが可能となる。また、ネットワーク間干渉が発生または増大した場合に、ライセンスバンドからアンライセンスバンドに移行することができ、ネットワーク間干渉によるパケットエラー率の悪化を抑制することが可能となる。
なお、図4のフローチャートでは、ステップS45の判定式の右辺の所定値として0、ステップS52の判定式の右辺の所定値として20を用いた。本実施形態は、必ずしもこれらの所定値に限定されることなく、運用するローカル5G通信ネットワークに最適な所定値を採用してもよい。
また、上述した実施形態では、端末13が接続する基地局は1台として説明したが、3GPPでは、制御プレーンデータを処理する周波数バンドとユーザプレーンデータを処理する周波数とを別にするC/U分離という仕様がある。このC/U分離システムにおいても、本実施形態は適用可能である。具体的には、前記のユーザプレーンデータを処理する周波数バンド基地局に対して図4の処理を適用し、制御プレーンデータを処理する周波数バンドは別に存在する形態としてもよい。
また、上述した実施形態では、電波干渉関連情報として、端末13がレポートする周辺基地局IDごとの周波数・RSSIを採用したが、電波干渉関連情報は、周波数・RSSIに限らない。例えば、電波干渉関連情報は、端末13の接続履歴であってもよい。このとき、端末13は、接続履歴中で所定の割合で瞬断もしくは途絶が発生した場合、無線通信の瞬断または途絶を通信制御装置11にレポートすることができる。そして、通信制御装置11は、無線通信の瞬断または途絶の頻度で電波干渉の有無を判断し、周波数バンドを決定するようにしてもよい。
<第2施形態>
第1実施形態では、端末が電波干渉関連情報をレポートする形態を説明した。以下の第2実施形態では、基地局が電波干渉関連情報をレポートする形態を説明する。なお、本実施形態の通信制御装置11のハードウェア構成は、図2の構成と同様とし、通信制御装置11の機能的な構成は、図3の構成と同様とすることができる。
図8は、第2実施形態に係るライセンスバンドの運用処理を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、図4のフローチャートと同じ内容については、図4と同じ記号で表記し、説明は割愛する。
図8において、ローカル5G通信ネットワークをライセンスバンドで現在運用中でない場合(ステップS41のNo)、運用周波数バンド管理部37は、図4の処理と同じ処理を実行する。
ライセンスバンドで現在運用中の場合(ステップS41のYes)、電波干渉関連情報取得部38は、現在運用中のライセンスバンドの基地局の通信エラー率の一覧を基地局から取得する(ステップS81)。
次に、電波干渉関連情報取得部38は、通信エラー率が10%以上の基地局があるか否かを判定する(ステップS82)。なお、ステップS82の判定で閾値として用いられる通信エラー率は、必ずしも10%に限定されることなく、運用するローカル5G通信ネットワークに最適な値を採用してもよい。
通信エラー率が10%以上の基地局がない場合(ステップS82のNo)、運用周波数バンド管理部37は、処理を終了し、ライセンスバンドでの運用を継続する。
一方、通信エラー率が10%以上の基地局がある場合(ステップS82のYes)、運用周波数バンド管理部37は、現在が平日の8時から17時の間であるか否かを判定する(ステップS83)。なお、運用周波数バンド管理部37は、ステップS83をスキップしてもよいし、ネットワーク管理者が設定した任意の日時によって判定してもよい。
現在が平日の8時から17時の間でない場合(ステップS83のNo)、運用周波数バンド管理部37は、処理を終了し、ライセンスバンドでの運用を継続する。
一方、現在が平日の8時から17時の間であるものとする(ステップS83のYes)。この場合、運用周波数バンド管理部37は、ライセンスバンドからアンライセンスバンドに運用を変更する(ステップS46)。これにより、エラー率が10%以上と大きく、平日業務時間中の場合にライセンスバンドからアンライセンスバンドに運用を変更することができ、平日業務時間外の遅延時間の増大を抑制しつつ、平日業務時間中における業務の効率化を図ることができる。
次に、運用周波数バンド管理部37は、基地局設定値を変更し、処理を終了する(ステップS84)。この基地局設定値は、基地局の送信電力および基地局の報知信号中に含まれるハンドオーバしきい値である。また、運用周波数バンド管理部37は、変更する基地局に隣接する基地局の通信周波数などの情報に応じて基地局設定値を適正化してもよい。また、運用周波数バンド管理部37は、基地局設定値を変更した後、図8の処理を再度実行することにより、さらに適切な基地局設定値に修正してもよい。
以上説明したように、上述した第2実施形態によれば、運用周波数バンド管理部37は、電波干渉関連情報を基地局からも取得できるため、判定精度を向上させることが可能となる。また、運用周波数バンド管理部37は、周波数バンドの変更に応じて基地局設定値を変更することができるため、ネットワーク構築の最適化を図ることが可能となる。
なお、電波干渉関連情報のレポートは、端末のみまたは基地局のみに限定されることなく、運用周波数バンド管理部37は、端末と基地局の双方からのレポートを用いて電波干渉関連情報の有無を判断してもよい。
また、運用周波数バンド管理部37は、電波干渉があると判定された基地局のみに対して、周波数バンドを変更してもよい。
また、図4の処理を第1モード、図8の処理を第2モードとした場合、第1モードと第2モードを同じ装置が実行可能としてもよい。このとき、ユーザからの指示またはアプリケーションからの指示などに基づいて、第1モードと第2モードをどちらのモードを実行するかを選択可能としてもよい。
<第3施形態>
第1実施形態および第2実施形態では、運用周波数バンドを自動的に変更する形態を説明した。以下の第3実施形態では、ネットワーク管理者に確認した後、運用周波数バンドを変更する形態を説明する。なお、本実施形態の通信制御装置11のハードウェア構成は、図2の構成と同様とし、通信制御装置11の機能的な構成は、図3の構成と同様とすることができる。
図9は、第3実施形態に係るライセンスバンドの運用処理を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、図8のフローチャートと同じ内容については、図8と同じ記号で表記し、説明は割愛する。
図9において、ローカル5G通信ネットワークをライセンスバンドで現在運用中でない場合(ステップS41のNo)、運用周波数バンド管理部37は、図8の処理と同じ処理を実行する。また、運用周波数バンド管理部37は、ローカル5G通信ネットワークをライセンスバンドで現在運用中の場合(ステップS41のYes)、ステップS82までは図8の処理と同じ処理を実行する
ステップS82において、ライセンスバンドで現在運用中にエラー率が10%以上の基地局がある場合(ステップS82のYes)、制御部22は、出力部25を介して、その旨を管理者に通知する(ステップS91)。
次に、入力部26は、管理者からの入力があるか否かを判定する(ステップS92)。そして、入力部26は、管理者からの入力がない場合(ステップS92のNo)、管理者からの入力があるまで待機する。そして、管理者からの入力があると(ステップS92のYes)、運用周波数バンド管理部37は、管理者からの入力はアンライセンスバンドに運用変更する指示か否かを判定する(ステップS93)。
管理者からの入力がアンライセンスバンドに運用変更する指示でない場合(ステップS93のNo)、運用周波数バンド管理部37は、処理を終了し、ライセンスバンドでの運用を継続する。一方、管理者からの入力がアンライセンスバンドに運用変更する指示である場合(ステップS93のYes)、運用周波数バンド管理部37は、ライセンスバンドからアンライセンスバンドに運用を変更し(ステップS46)、処理を終了する。
以上説明したように、上述した第3実施形態によれば、ネットワーク管理者に確認した後に、運用周波数バンドを変更することができ、管理者などの状況に応じた運用周波数バンドの管理が可能となる。
<その他の実施形態>
本発明は前述の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体をシステムあるいは装置に供給し、システムあるいは装置のコンピュータ(CPU、MPU)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行するようにしてもよい。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVDなどを用いることができる。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することで、前述の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSが実際の処理の一部または全部を行い、前述の機能を実現してもよい。OSとは、Operating Systemの略である。
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードを、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込む。そして、そのプログラムコードの指示に基づき、機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUが実際の処理の一部または全部を行い、前述の機能を実現してもよい。
また、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークまたは記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給してもよい。そして、上述の実施形態の1以上の機能は、そのシステムまたは装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。
さらに、上述した実施形態では、運用に用いる周波数バンドとしてアンライセンスバンドまたはライセンスバンドを選択するかを判定するために、例えば、図4に示すように、未知基地局の有無、接続基地局の周波数と未知基地局の周波数とが一致するか否かの判定および接続基地局のRSSIと未知基地局のRSSIに比較を実施した。本発明は、このようなルールベースに基づいた判定でもよいが、機械学習に基づいた判定でもよい。例えば、未知基地局の有無、接続基地局の周波数、未知基地局の周波数、接続基地局のRSSI、未知基地局のRSSIおよび基地局の通信エラー率などを与えたときに、アンライセンスバンドまたはライセンスバンドの選択の判定結果を正解データとしてニューラルネットワークに学習させる。そして、この学習済みモデルを用いることにより、運用に用いる周波数バンドとしてアンライセンスバンドまたはライセンスバンドを選択するかを判定可能としてもよい。
11 制御装置、12、14~16 基地局、13 通信端末、31 通信制御部、32 信号受信部、33 信号送信部、34 データ記憶部、35 接続制御部、36 表示制御部、37 運用周波数バンド管理部、38 電波干渉関連情報取得部、39 電波干渉レポート周波数バンド管理部、40 基地局情報管理部

Claims (20)

  1. ライセンスバンド内の周波数バンドの運用状況に基づいて、前記ライセンスバンド内の周波数バンドの電波の干渉に関連する電波干渉関連情報を取得する取得手段と、
    前記取得手段で取得された電波干渉関連情報に基づいて、運用に用いる周波数バンドを管理する管理手段と、
    を備えることを特徴とする通信制御装置。
  2. 前記取得手段は、アンライセンスバンド内の周波数バンドの運用中に前記ライセンスバンド内の周波数バンドの電波の干渉に関連する電波干渉関連情報を取得し、
    前記管理手段は、前記取得手段で取得された電波干渉関連情報に基づいて、前記アンライセンスバンド内の運用中の周波数バンドを前記ライセンスバンド内の周波数バンドに変更することを特徴とする請求項1に記載の通信制御装置。
  3. 前記管理手段は、
    前記取得手段で取得された電波干渉関連情報に基づいて、前記アンライセンスバンド内の運用中の周波数バンドと前記ライセンスバンド内の周波数バンドとの間の干渉状況を判定し、
    前記判定した干渉状況の判定結果に基づいて、前記アンライセンスバンド内の運用中の周波数バンドを前記ライセンスバンド内の周波数バンドに変更することを特徴とする請求項2に記載の通信制御装置。
  4. 前記取得手段は、前記ライセンスバンド内の周波数バンドの運用中に前記ライセンスバンド内の周波数バンドの電波の干渉に関連する電波干渉関連情報を取得し、
    前記管理手段は、前記取得手段で取得された電波干渉関連情報に基づいて、前記ライセンスバンド内の運用中の周波数バンドをアンライセンスバンド内の周波数バンドに変更することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の通信制御装置。
  5. 前記管理手段は、
    前記取得手段で取得された電波干渉関連情報に基づいて、前記ライセンスバンド内の運用中の周波数バンドと、前記ライセンスバンド内の周波数バンドとの干渉状況を判定し、
    前記判定した干渉状況の判定結果に基づいて、前記ライセンスバンド内の運用中の周波数バンドを前記アンライセンスバンド内の周波数バンドに変更することを特徴とする請求項4に記載の通信制御装置。
  6. 前記取得手段は、ローカル5G通信ネットワークにおける端末または基地局から前記電波干渉関連情報を取得することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の通信制御装置。
  7. 前記取得手段は、制御プレーンデータの周波数バンドと異なる周波数バンドが割り当てられたユーザプレーンデータの周波数バンドの電波干渉関連情報を取得し、
    前記管理手段は、前記取得手段で取得された電波干渉関連情報に基づいて、前記ユーザプレーンデータの運用に用いる周波数バンドを管理することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の通信制御装置。
  8. 前記電波干渉関連情報は、接続基地局の通信周波数、受信電界強度および基地局IDと、前記接続基地局に隣接する隣接基地局の通信周波数、受信電界強度および基地局IDを含み、
    前記管理手段は、
    自ネットワークにない未知基地局が前記隣接基地局の中に存在し、かつ、
    前記未知基地局の通信周波数と前記接続基地局の通信周波数とが一致し、かつ、
    前記未知基地局の前記受信電界強度と接続基地局の受信電界強度の差が所定値以下の場合、前記接続基地局で運用中のライセンスバンド内の周波数バンドをアンライセンスバンド内の周波数バンドに変更することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の通信制御装置。
  9. 前記電波干渉関連情報は、ローカル5G端末の接続履歴であり、
    前記接続履歴中で所定の割合で瞬断もしくは途絶が発生した場合、前記管理手段は、ライセンスバンド内の運用中の周波数バンドをアンライセンスバンド内の周波数バンドに変更することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の通信制御装置。
  10. 前記管理手段は、予め設定された日時に、前記ライセンスバンド内の運用中の周波数バンドを前記アンライセンスバンド内の周波数バンドに変更することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の通信制御装置。
  11. 前記管理手段は、前記電波の干渉が発生しているエリアの基地局に対して、前記ライセンスバンド内の運用中の周波数バンドを前記アンライセンスバンド内の周波数バンドに変更することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の通信制御装置。
  12. 前記管理手段は、前記運用に用いる周波数バンドに基づいて、ローカル5G通信ネットワークにおける基地局設定値を変更することを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の通信制御装置。
  13. 前記基地局設定値は、前記ローカル5G通信ネットワークにおける基地局の送信電力または前記基地局の報知信号中に含まれるハンドオーバしきい値であることを特徴とする請求項12に記載の通信制御装置。
  14. 前記管理手段は、ローカル5G通信ネットワークにおける第1基地局に隣接する第2基地局の基地局情報に基づいて、前記第1基地局の基地局設定値を変更することを特徴とする請求項12または13に記載の通信制御装置。
  15. 前記基地局情報は、前記第2基地局の通信周波数であることを特徴とする請求項14に記載の通信制御装置。
  16. 前記管理手段は、前記基地局設定値を変更した後、前記電波干渉関連情報に基づいて、前記基地局設定値を修正することを特徴する請求項12から15のいずれか1項に記載の通信制御装置。
  17. 前記ライセンスバンド内の運用中の周波数バンドをアンライセンスバンド内の周波数バンドに変更する旨を通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項1から16のいずれか1項に記載の通信制御装置。
  18. 運用中の周波数バンドの変更の指示を入力する入力手段をさらに備え、
    前記管理手段は、前記入力手段への入力に基づいて、前記ライセンスバンド内の運用中の周波数バンドをアンライセンスバンド内の周波数バンドに変更するか否かを決定することを特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載の通信制御装置。
  19. ライセンスバンド内の周波数バンドの運用状況に基づいて、前記ライセンスバンド内の周波数バンドの電波の干渉に関連する電波干渉関連情報を取得するステップと、
    前記取得し電波干渉関連情報に基づいて、運用に用いる周波数バンドを管理するステップと、
    を備えることを特徴とする通信制御方法。
  20. コンピュータを請求項1から18のいずれか1項に記載の通信制御装置として動作させるためのプログラム。
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