JP5967768B2 - 無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents
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Description
上記事情に鑑み、本発明は、干渉源が近隣に存在し干渉信号が生じている無線通信システムにおいて、無線通信の効率を向上させる技術を提供することを目的とする。
図1は、本発明における無線通信システムのシステム構成を示す図である。本発明の無線通信システムは、集中制御局(AC)10、複数の基地局装置(AP−c)20、複数の端末装置30を備える。無線通信システムの近傍には単数もしくは複数の干渉AP40およびその干渉AP40に従属する単数もしくは複数の端末装置50が存在する。
以下の説明では、説明の簡略のため、基地局装置20の台数を2台、端末装置30の台数を10台、干渉AP40の台数を1台、干渉端末装置50の台数を5台とする。
基地局装置20は、無線LANのアクセスポイントであり、自装置に接続された端末装置30と無線通信を行う。基地局装置20は、集中制御局10による制御にしたがって各端末装置30と無線通信する。
干渉AP40および干渉端末装置50は、基地局装置20と端末装置30とが送受信する無線信号に干渉する信号を出力する装置である。干渉AP40は、集中制御局10による制御を受けない。
3台の通信装置が使用するチャネルの一部又は全てがオーバーラップする場合、上記3台の全ての装置のチャネルがオーバーラップしているチャネルをプライマリチャネルとして設定する。また、上記3台のうち2台の装置の使用するチャネルの一部又は全てがオーバーラップする場合、オーバーラップしているチャネルをプライマリとして設定する。
なお、スループットの計算方法の具体例は以下の文献に記載されている。
花田, 山本, 工藤, 石原, 守倉, “無線LAN システムにおける基地局連携チャネル選択のゲーム理論的解析,” 信学技報RCS2011-304, pp.211-216, Jan 2012.
通信品質情報記憶部102は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。通信品質情報記憶部102は、基地局装置20から通知された干渉AP40と干渉端末装置50の少なくとも一方の通信品質情報を記憶する。通信品質情報とは、干渉AP40と干渉端末装置50の少なくとも一方が行っている無線通信に関する情報である。通信品質情報は、例えば使用チャネルや、帯域幅、通信頻度、トラヒック量、信号強度、位置情報、QoS(Quality of Service)などを表す。また、干渉AP40に接続している端末数を表しても良い。
判断部106は、スループット記憶部105が記憶している基地局装置20毎のスループットの実測値に基づいて、無線通信システムのシステムスループットの実測値を算出する。例えば、判断部106は、基地局装置20毎のスループットの実測値の和をシステムスループットの実測値として算出しても良い。判断部106は、算出したシステムスループットの実測値に基づいて、通信パラメータの再設定が必要か否かを判断する。
通知部107は、パラメータ決定部104が決定したパラメータを各基地局装置20に通知する。
検出部202は、情報収集部201が収集した通信品質情報の変化を検出する。
受信部204は、集中制御局10から通知される情報(例えば、通信パラメータ)を受信する。
通信部207は、パラメータ設定部205が設定した通信パラメータで、端末装置30との間で無線通信を行う。
通知部208は、通信品質情報やスループット実測値を集中制御局10に通知する。
図4は、本発明の第一動作例におけるパラメータ決定方法の処理の流れを示すフローチャートである。
まず、基地局装置20の情報収集部201は、干渉AP40と干渉端末装置50の少なくとも一方の通信品質情報を収集する。通知部208は、収集した通信品質情報を集中制御局10に通知する。集中制御局10の受信部101は、各基地局装置20から通信品質情報を収集する(ステップS101)。受信部101は、各基地局装置20から受信した通信品質情報を通信品質情報記憶部102に記録する。次に、計算部103は、通信品質情報に基づいてスループット指標を計算する。パラメータ決定部104は、スループット指標に基づいて、各基地局装置20が使用する通信パラメータを決定する。通知部107は、決定した通信パラメータを各基地局装置20に通知する(ステップS102)。
基地局装置20の検出部202は、干渉AP40と干渉端末装置50の少なくとも一方の通信状態の変化を検出した場合、集中制御局10に通知する(ステップS108)。また、集中制御局10に新しく基地局装置20が接続された場合、接続された基地局装置20の通知部208は、新たに接続されたことを集中制御局10に通知する(ステップS109)。ステップS108又はステップS109における通知がなされた場合、無線通信システムはステップS101以降の処理を実行する。
図5は、本発明の第二動作例におけるパラメータ決定方法の処理の流れを示すフローチャートである。
まず、基地局装置20の情報収集部201は、干渉AP40と干渉端末装置50の少なくとも一方の通信品質情報を収集する。通知部208は、収集した通信品質情報を集中制御局10に通知する。集中制御局10の受信部101は、各基地局装置20から通信品質情報を収集する(ステップS201)。受信部101は、各基地局装置20から受信した通信品質情報を通信品質情報記憶部102に記録する。次に、計算部103は、通信品質情報に基づいてスループット指標を計算する。パラメータ決定部104は、スループット指標に基づいて、各基地局装置20が使用する第一の通信パラメータ(例えばチャネル)を決定する。通知部107は、決定した第一の通信パラメータを各基地局装置20に通知する(ステップS202)。
基地局装置20の検出部202は、干渉AP40と干渉端末装置50の少なくとも一方の通信状態の変化を検出した場合、集中制御局10に通知する(ステップS214)。また、集中制御局10に新しく基地局装置20が接続された場合、接続された基地局装置20の通知部208は、新たに接続されたことを集中制御局10に通知する(ステップS215)。ステップS214又はステップS215における通知がなされた場合、無線通信システムはステップS201以降の処理を実行する。
また、通信パラメータを設定した後にシステムスループットが低下した場合には、他の通信パラメータが改めて設定される。そのため、より確実に無線通信の効率の向上を図ることが可能となる。
基地局装置20は、自身に接続する複数の端末装置30と無線通信可能な装置であればどのような装置であっても良く、無線LANのアクセスポイントに限定される必要は無い。基地局装置20は、例えば携帯電話通信網の基地局装置であっても良い。なお、無線LANシステムの具体例には、IEEE802.11a/b/g/n/acといったCSMA/CAによるシステムがある。
集中制御局10は、LUT記憶部を更に備えるように構成されても良い。LUT記憶部は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。LUT記憶部は、シミュレーションなどにより予め求められたLUT(Look Up Table)のデータを記憶している。
その際、例えば、以下のような処理が行われる。具体例として、図4のフローチャートを用いて説明する。また、ステップS101からステップS105までの処理は、図4と同様のため説明を省略する。
一方、一定時間経過後の各基地局装置20から収集したスループットの実測値の積が既定値以上減少していない場合(ステップS106−NO)、無線通信システムは処理を終了する。
図11の縦軸はシステムスループットを表し、横軸は干渉AP40のスループットを表す。なお、シミュレーション諸元は、上述した文献(花田, 山本, 工藤, 石原, 守倉, “無線LAN システムにおける基地局連携チャネル選択のゲーム理論的解析,” 信学技報RCS2011-304, pp.211-216, Jan 2012.)に示す通りである。また、図11のチャネル及び端末数が選択可能な場合において各基地局装置20のスループットの実測値の積が最大となるように動作させた場合の計算結果と、図8のチャネル及び端末数が選択可能な場合のスループットの計算結果とを比較すると、図11にはナッシュ均衡点が存在している。
Claims (6)
- 集中制御局と、前記集中制御局によって制御され端末装置と無線通信する基地局装置とを備えた無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
他の無線装置の通信品質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通信品質情報を前記集中制御局に通知する通知部と、
端末装置との無線通信に用いるパラメータを、前記集中制御局から通知されたパラメータに設定するパラメータ設定部と、
前記集中制御局は、
前記基地局装置より通知された前記通信品質情報に基づいて、前記基地局装置毎の通信パラメータを決定するパラメータ決定部と、
前記通信パラメータを前記基地局装置に通知する通知部と、
を備え、
前記パラメータ決定部は、前記基地局装置毎の通信パラメータとして第一の通信パラメータを決定し、
前記パラメータ設定部は、前記端末装置との無線通信に用いるパラメータを、前記集中制御局から通知された前記第一の通信パラメータに設定し、
前記パラメータ決定部は、前記第一の通信パラメータの再設定が不要である場合に、前記基地局装置から再度通知された前記通信品質情報に基づいて、前記第一の通信パラメータとは異なる通信パラメータである第二の通信パラメータを前記基地局装置毎の通信パラメータとして決定し、
前記パラメータ設定部は、前記端末装置との無線通信に用いるパラメータを、前記集中制御局から通知された前記第二の通信パラメータに設定する無線通信システム。 - 前記パラメータ決定部は、システムスループットが最大となるように、前記基地局装置毎の通信パラメータを決定する請求項1に記載の無線通信システム。
- 前記パラメータ決定部は、各基地局装置のスループットの和が最大となるように、前記基地局装置毎の通信パラメータを決定する請求項2に記載の無線通信システム。
- 前記パラメータ決定部は、各基地局装置のスループットの積が最大となるように、前記基地局装置毎の通信パラメータを決定する請求項2に記載の無線通信システム。
- 前記基地局装置は、前記パラメータ設定部が前記パラメータを設定した後に前記端末装置との間の無線通信におけるスループットを前記集中制御局に通知するスループット通知部を更に備え、
前記集中制御局は、前記基地局装置から通知された前記スループットを集計し、システムスループットが低下したか否か判断する判断部を更に備え、
前記パラメータ決定部は、前記判断部が前記システムスループットが低下したと判断した場合、前回決定した通信パラメータとは異なるように、前記基地局装置毎の通信パラメータを決定する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の無線通信システム。 - 集中制御局と、前記集中制御局によって制御され端末装置と無線通信する基地局装置とを備えた無線通信システムが行う無線通信方法であって、
前記基地局装置が、他の無線装置の通信品質情報を収集する情報収集ステップと、
前記基地局装置が、収集した前記通信品質情報を前記集中制御局に通知する通知ステップと、
前記集中制御局が、前記基地局装置から通知された前記通信品質情報に基づいて、前記基地局装置毎の通信パラメータを決定するパラメータ決定ステップと、
前記集中制御局が、前記通信パラメータを前記基地局装置に通知する通知ステップと、
前記基地局装置が、前記端末装置との無線通信に用いるパラメータを、前記集中制御局から通知されたパラメータに設定するパラメータ設定ステップと
を有し、
前記集中制御局が、前記パラメータ決定ステップにおいて、前記基地局装置毎の通信パラメータとして第一の通信パラメータを決定し、
前記基地局装置が、前記パラメータ設定ステップにおいて、前記端末装置との無線通信に用いるパラメータを、前記集中制御局から通知された前記第一の通信パラメータに設定し、
前記集中制御局が、前記パラメータ決定ステップにおいて、前記第一の通信パラメータの再設定が不要である場合に、前記基地局装置から再度通知された前記通信品質情報に基づいて、前記第一の通信パラメータとは異なる通信パラメータである第二の通信パラメータを前記基地局装置毎の通信パラメータとして決定し、
前記基地局装置が、前記パラメータ設定ステップにおいて、前記端末装置との無線通信に用いるパラメータを、前記集中制御局から通知された前記第二の通信パラメータに設定する無線通信方法。
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