JP5592968B1 - Small base station, radio transmission output adjustment method, and computer program - Google Patents
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Abstract
【課題】通信負荷の増大による小型基地局の通信サービスの低下を抑制する。
【解決手段】小型基地局は、単位時間あたりの無線接続成功率、在圏成功率、音声接続成功率、及びパケット接続成功率のうち何れか一つ又は何れか二つ以上の組み合わせに基づいて小型基地局の通信負荷を計算し(ステップ401)、通信負荷が閾値を超えている場合には(ステップ402;YES)、通信負荷が低減するように小型基地局の無線送信出力を下げる(ステップ403)。
【選択図】図4[PROBLEMS] To suppress a decrease in communication service of a small base station due to an increase in communication load.
A small base station is based on one or a combination of two or more of a wireless connection success rate, a location success rate, a voice connection success rate, and a packet connection success rate per unit time. The communication load of the small base station is calculated (step 401). If the communication load exceeds the threshold (step 402; YES), the wireless transmission output of the small base station is lowered so as to reduce the communication load (step 402). 403).
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、小型基地局の通信負荷を低減するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for reducing the communication load of a small base station.
移動通信の標準化団体3GPP(Third Generation Partnership Project)では、次世代の移動通信システムとして、小型基地局を用いたLTE(Long Term Evolution)ネットワークが検討されている。LTEネットワークのノードの一つを構成する小型基地局は、HeNB(Home eNode B)と呼ばれており、マクロセル基地局と同様の無線アクセス技術を用いて移動機を収容する。移動機は、例えば、スマートフォン等の高機能携帯電話であり、UE(User Equipment)と呼ばれる。小型基地局は、ブロードバンド回線を介して移動通信システムのコアネットワークに接続し、自局に在圏している移動機の通信データを中継する。小型基地局は、ブロードバンド回線をバックホールとして使用し、一般ユーザによる設置が可能になるため、屋内等の電波不感エリアの解消に効果的である。また、小型基地局のセルサイズはマクロセルよりも小さく、少数のユーザを収容するため、多数のユーザを収容するマクロセル基地局と比べてユーザ一人あたりのスループットの向上が見込める。 In the mobile communication standardization organization 3GPP (Third Generation Partnership Project), a LTE (Long Term Evolution) network using a small base station is considered as a next-generation mobile communication system. A small base station that constitutes one of the nodes of the LTE network is called a HeNB (Home eNode B), and accommodates a mobile device using the same radio access technology as the macro cell base station. The mobile device is, for example, a high-function mobile phone such as a smartphone, and is called UE (User Equipment). The small base station is connected to the core network of the mobile communication system via a broadband line, and relays communication data of mobile devices located in the local station. A small base station uses a broadband line as a backhaul and can be installed by a general user, so it is effective in eliminating radio-insensitive areas such as indoors. In addition, since the cell size of the small base station is smaller than that of the macro cell and accommodates a small number of users, an improvement in throughput per user can be expected as compared with a macro cell base station that accommodates a large number of users.
しかし、人通りの多い店舗や道路等に小型基地局が設置される場合には、多数の移動機による在圏/離圏の繰り返しや発着信回数の変動が予想外の動きをとることがあり得る。このように通信負荷が突発的に小型基地局に集中すると、呼の切断や通信品質の劣化を招く虞がある。 However, when a small base station is installed in a busy shop or road, there are cases in which a large number of mobile devices repeat the location / departure range and the number of incoming / outgoing calls may change unexpectedly. obtain. If the communication load suddenly concentrates on the small base station in this way, there is a possibility that the call is disconnected or the communication quality is deteriorated.
そこで、本発明は、通信負荷の増大による小型基地局の通信サービスの低下を抑制することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to suppress a decrease in communication service of a small base station due to an increase in communication load.
上記の課題を解決するため、本発明に係わる小型基地局は、無線接続成功率、在圏成功率、音声接続成功率、及びパケット接続成功率のうち何れか一つが単位時間あたりに閾値を下回る頻度又は何れか二つ以上の各々が単位時間あたりに閾値を下回る頻度に基づいて通信負荷を計算する計算手段と、通信負荷が低減するように、無線送信出力を動的に調整する調整手段を備える。通信負荷が高くなると、無線接続成功率、在圏成功率、音声接続成功率、及びパケット接続成功率は低下するため、これらの値から小型基地局の通信負荷を推定することができる。大きいセルサイズよりも小さいセルサイズの方が移動機の収容数は少なくなり、小型基地局の通信負荷は軽くなるため、小型基地局は、通信負荷に応じて無線送信出力を動的に調整することにより、通信負荷が軽くなるようにセルサイズを調整する。これにより、通信負荷が増加した場合でも、呼の切断や通信品質の劣化を抑制し、通信サービスの品質を維持することができる。 In order to solve the above problems, the small base station according to the present invention has one of wireless connection success rate, in-service success rate, voice connection success rate, and packet connection success rate below a threshold per unit time. A calculation means for calculating a communication load based on a frequency or a frequency at which any two or more of each falls below a threshold per unit time; and an adjustment means for dynamically adjusting a wireless transmission output so as to reduce the communication load Prepare. When the communication load increases, the wireless connection success rate, the in-zone success rate, the voice connection success rate, and the packet connection success rate decrease, and the communication load of the small base station can be estimated from these values. A smaller cell size than a larger cell size reduces the number of mobile devices accommodated, and the communication load of the small base station becomes lighter. Therefore, the small base station dynamically adjusts the radio transmission output according to the communication load. As a result, the cell size is adjusted so as to reduce the communication load. Thereby, even when the communication load increases, call disconnection and communication quality degradation can be suppressed, and the quality of the communication service can be maintained.
本発明によれば、通信負荷の増大による小型基地局の通信サービスの低下を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fall of the communication service of a small base station by the increase in communication load can be suppressed.
以下、各図を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図1は本実施形態に係わる小型基地局10を備える移動通信システム100の全体構成図である。小型基地局10は、屋内31の移動機21,22にワイヤレスアクセスポイントを提供するため、屋内31に設置されている。屋内向けの小型基地局10は、ホーム基地局と呼ばれることがある。移動通信システム100がLTEベースのネットワークアーキテクチャを採用している場合、小型基地局10は、HeNBと呼ばれる。また、小型基地局10の通信電波が届くカバレッジエリアであるセル30がマクロセルより小さいことに由来して、小型基地局10は、スモールセル基地局又はフェムトセル基地局と呼ばれることもある。屋内31は、例えば、オフィスビル、店舗、又は家屋等の建物内部であり、屋外基地局からの電波が届き難い電波不感エリアである。小型基地局10は、光ファイバ又はメタルケーブル等の有線回線41を介してIPネットワーク40に接続している。IPネットワーク40は、ゲートウェイ50を介して移動通信事業者のコアネットワーク60に接続しており、音声通話及びデータ通信に係わるデータをパケット化して伝送する。コアネットワーク60には、例えば、TR−069管理プロトコルに基づいて小型基地局10を遠隔管理するための管理サーバ70が配置されている。管理サーバ70は、例えば、オペレーションサポートシステムと呼ばれる。なお、図1には図示しないが、コアネットワーク60には、移動機21,22の呼制御等を行うための交換局、ホームロケーションレジスタ、ビジタロケーションレジスタ等が配置される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a
図2は小型基地局10の構成を示す機能ブロック図である。小型基地局10は、移動機21,22との間で電波を送受信するためのアンテナ11、無線信号の周波数変換及び変復調処理等を行うRF処理部12、移動機21,22の通信プロトコルとIPネットワーク40の通信プロトコルとの間でプロトコル変換を行うプロトコル変換部13、小型基地局10の動作(例えば、無線送信出力の調整など)を制御する制御部14、及びIPネットワーク40に接続する通信インタフェース15を備える。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the
次に、図3を参照しながら、本実施形態に係わる無線送信出力の調整方法の概要について説明する。小型基地局10は、ある一定のサンプリング周期(例えば、数10分〜1時間程度)毎に性能指標の値を計算し、性能指標の値が所定の閾値を下回る頻度に基づいて通信負荷を計算する。性能指標は、KPI(キーパフォーマンスインジケータ)と呼ばれるパラメータであり、具体的には、無線接続成功率(RRC Success Rate)、在圏成功率(Attach Success Rate)、音声接続成功率(CS Speech Success Rate)、及びパケット接続成功率(PS Speech Success Rate)等がある。小型基地局10は、通信負荷が軽減するように、無線送信出力を動的に調整する。例えば、通信負荷が重いときは、符号30Aに示すように、小型基地局10は、無線送信出力を下げることにより、セルサイズを小さくし、セル内に収容される移動機の数を少なくする。一方、通信負荷が軽いときは、符号30Bに示すように、小型基地局10は、無線送信出力を上げることにより、セルサイズを大きくし、セル内に収容される移動機の数を多くする。このように、通信負荷が低減するようにセルサイズを自動的に変更することにより、呼の切断や通信品質の劣化を抑制し、通信サービスの品質を維持することができる。なお、同図では、説明の便宜上、セルサイズを二段階に調整する場合を例示しているが、通信負荷に応じてセルサイズを三段階以上に調整してもよい。
Next, the outline of the method for adjusting the radio transmission output according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The
図4は本実施形態に係わる無線送信出力の調整方法の処理の流れを示すフローチャートである。ステップ401では、小型基地局10は、KPI値から通信負荷を計算で求める。通信負荷の計算に用いられるKPIは、無線接続成功率、在圏成功率、音声接続成功率、及びパケット接続成功率のうち何れか一つでもよく、或いは何れか二つ以上の組み合わせでもよい。通信負荷の計算に用いられるKPIには、閾値が設定され、KPI値が単位時間あたりに閾値を下回る頻度に基づいて通信負荷が計算される。二つ以上のKPIが用いられる場合には、それぞれのKPI値が単位時間あたりに閾値を下回る頻度に基づいて通信負荷が計算される。例えば、無線接続成功率と音声接続成功率とを用いて通信負荷を計算する場合には、無線接続成功率が単位時間あたりに閾値を下回る頻度と、音声接続成功率が単位時間あたりに閾値を下回る頻度に基づいて通信負荷が計算される。ここで、無線接続成功率に設定される閾値と、音声接続成功率に設定される閾値は、同じ値でもよく、或いは異なる値でもよい。また、小型基地局10は、二つ以上のKPIの各々が単位時間あたりに閾値を下回る頻度を重み付け評価して通信負荷を計算してもよい。例えば、人の出入りが多く負荷変動の激しいホテルのロビーや店舗等に小型基地局10が設置される場合には、音声接続成功率やパケット接続成功率よりも無線接続成功率や在圏成功率の方にウェイトを置いて通信負荷を重み付け評価してもよい。一方、人の出入りは少ないが高い通信品質が要求される家庭やオフィス等に小型基地局10が設置される場合には、無線接続成功率や在圏成功率よりも音声接続成功率やパケット接続成功率の方にウェイトを置いて通信負荷を重み付け評価してもよい。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing flow of the wireless transmission output adjustment method according to the present embodiment. In
ステップ402では、小型基地局10は、通信負荷が閾値を超えているか否かを判定する。例えば、上述の四つのKPI値のうち何れか一つが単位時間あたりに閾値を下回る頻度が閾値を越える場合、又は何れか二つ以上の各々のKPI値が単位時間あたりに閾値を下回る頻度が閾値を越える場合に、通信負荷が閾値を超えるものと判定される。ステップ403では、小型基地局10は、無線送信出力を下げることにより、セルサイズを小さくする。ステップ404では、小型基地局10は、無線送信出力を上げることにより、セルサイズを大きくする。
In
なお、ステップ401〜404の各ステップを実行するためのコンピュータプログラムは、制御部14内に実装されているコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されており、制御部14内のプロセッサにより解釈及び実行される。このコンピュータプログラムは、例えば、通信負荷を計算するための処理(ステップ401)を記述したサブルーチンから成るモジュール、通信負荷が閾値を超えているか否かを判定するための処理(ステップ402)を記述したサブルーチンから成るモジュール、無線送信出力を下げる処理(ステップ403)を記述したサブルーチンから成るモジュール、及び無線送信出力を上げる処理(ステップ404)を記述したサブルーチンから成るモジュールの集合体から成るソフトウェアモジュールである。但し、各ステップ401〜404の機能は、必ずしもソフトウェアモジュールによって実現される必要はなく、その一部又は全部は、小型基地局10のハードウェアモジュールによって実現されてもよい。
The computer program for executing each of
「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、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、DVD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資源のことをいう。「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」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が送信された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、プログラムを一時的に保持しているものも含むものとする。また、プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」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のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。 “Computer-readable recording medium” refers to a storage resource such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a DVD, and a hard disk built in a computer system. That means. A “computer-readable recording medium” temporarily stores a program such as a volatile memory inside a computer system as a server or client when the program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. It also includes those that are held on the market. The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information such as a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.
なお、小型基地局10の通信負荷が許容範囲を超えて高くなる状態が恒常的に継続する場合には、小型基地局10の増設の必要性が高いものと考えられ、移動通信事業者に小型基地局10の設置計画の見直しを促すのが望ましい。このような観点から、小型基地局10は、KPI値が単位時間あたりに閾値を下回る頻度が閾値を越えた時点で管理サーバ70に警報を通知し、小型基地局10の増設をオペレータに促すように構成してもよい。また、通信負荷の計算に用いられるKPIに値の異なる二つの閾値を設定し、KPI値が単位時間あたりに閾値(上述の二つの閾値のうち大きい方の閾値)を下回る頻度が閾値を超えた時点で小型基地局10が管理サーバ70に警報を通知し、KPI値が単位時間あたりに閾値(上述の二つの閾値のうち小さい方の閾値)を下回る頻度が閾値を超えた時点で小型基地局10が無線送信出力を下げてもよい。このように、値の異なる二つの閾値を用いることにより、小型基地局10の過剰な出力制限を抑制しつつ、オペレータに十分な余裕を持って事前に警報できるため、顧客満足の向上を図ることができる。
In addition, when the state where the communication load of the
10…小型基地局 11…アンテナ 12…RF処理部 13…プロトコル変換部 14…制御部 15…通信インタフェース 21,22…移動機 30,30A,30B…セル 31…屋内 41…有線回線 40…IPネットワーク 50…ゲートウェイ 60…コアネットワーク 70…管理サーバ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記通信負荷が低減するように無線送信出力を動的に調整する調整手段と、
を備える小型基地局。 Frequency at which any one of wireless connection success rate, in-zone success rate, voice connection success rate, and packet connection success rate falls below the threshold per unit time, or any two or more of them fall below the threshold per unit time A calculation means for calculating the communication load based on the frequency ;
Adjusting means for dynamically adjusting the wireless transmission output so as to reduce the communication load;
A small base station.
前記計算手段は、前記無線接続成功率、前記在圏成功率、前記音声接続成功率、及び前記パケット接続成功率のうち何れか二つ以上の各々が単位時間あたりに閾値を下回る頻度を重み付け評価して前記通信負荷を計算する、小型基地局。 The small base station according to claim 1,
The calculation means weights and evaluates the frequency at which any two or more of the wireless connection success rate, the location success rate, the voice connection success rate, and the packet connection success rate fall below a threshold per unit time. And calculating the communication load.
前記通信負荷が低減するように前記小型基地局の無線送信出力を動的に調整する、無線送信出力調整方法。 Frequency at which any one of wireless connection success rate, in-zone success rate, voice connection success rate, and packet connection success rate falls below the threshold per unit time, or any two or more of them fall below the threshold per unit time Calculate communication load based on frequency ,
A wireless transmission output adjustment method for dynamically adjusting a wireless transmission output of the small base station so that the communication load is reduced.
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