JP6053177B2 - Heterogeneous network system and communication line selection method - Google Patents
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Description
本発明は、ヘテロジニアスネットワークシステム、及び、通信回線選択方法に関する。 The present invention relates to a heterogeneous network system and a communication line selection method.
近年、ライセンスバンドを用いるセルラシステムにおけるモバイルトラヒックが急激に増大しており、モバイルネットワークの負荷を分散させるため、アンライセンスバンドを用いる無線LAN(Local Area Network)システムのオフロードとしての活用が注目されている。 In recent years, mobile traffic in cellular systems using license bands has increased rapidly, and in order to distribute the load on mobile networks, the use of wireless LAN (Local Area Network) systems that use unlicensed bands as offload has attracted attention. ing.
また、無線LANを用いず、セルラシステムの規格であるLTE(Long term evolution)において、アンライセンスバンドを用いた通信方式についても検討が進んでいる。これらアンライセンスバンドを用いる無線システムでは、他無線システムとの共存のためランダムアクセスである搬送波感知多重アクセス(CSMA/CA:Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance)に基づく通信が行われる。 In addition, a communication method using an unlicensed band is being studied in LTE (Long Term Evolution), which is a cellular system standard, without using a wireless LAN. In wireless systems using these unlicensed bands, communication based on carrier sense multiple access (CSMA / CA), which is random access, is performed for coexistence with other wireless systems.
無線LANシステムをはじめとするアンライセンスバンドの無線システムで、モバイルトラヒックを効率的にオフロードするには、セルラシステム(以下、「親システム」という。)において、アンライセンスバンドの無線システムのスループットを把握する必要がある。 In order to efficiently offload mobile traffic in an unlicensed band wireless system such as a wireless LAN system, the throughput of the unlicensed band wireless system in the cellular system (hereinafter referred to as “parent system”) is reduced. It is necessary to grasp.
しかしながら、CSMA/CAに基づく通信では、セル間干渉信号、多システム干渉、さらし端末問題、又は、隠れ端末問題などによりスループットが低下する。このため、平均受信電力やアクセス端末数などの情報から予測されるスループットと、実際のスループットとには、大きなかい離が生じることがある。 However, in the communication based on CSMA / CA, the throughput decreases due to inter-cell interference signals, multi-system interference, exposed terminal problem, hidden terminal problem, and the like. For this reason, there may be a large difference between the throughput predicted from information such as average received power and the number of access terminals and the actual throughput.
特に、さらし端末問題は、さらし端末問題を引き起こす要因となる端末の無線通信状況によりスループットの低下量が変動する上、さらし端末問題が生じてしまった場合には、回避するのが難しい。さらし端末問題によるスループット低下を回避する方法としては、さらし端末問題となる周波数チャネルを変更することが考えられる。 In particular, the exposed terminal problem is difficult to avoid in the case where the amount of decrease in throughput varies depending on the wireless communication status of the terminal that causes the exposed terminal problem, and the exposed terminal problem occurs. As a method of avoiding the throughput reduction due to the exposed terminal problem, it is conceivable to change the frequency channel that causes the exposed terminal problem.
しかしながら、無線LANシステムの普及により、ほぼ全てのチャネルが利用されてしまうことにより、どの周波数のチャネルに変更しても「さらし端末問題」が避けられない、という問題がある。 However, with the widespread use of wireless LAN systems, almost all channels are used, so that there is a problem that the “exposed terminal problem” cannot be avoided even if the channel is changed to any frequency.
図32は、ヘテロジニアスネットワークシステムの構成を示す図である。親システム310の下には、基地局3(BS:Base Station)がN個存在している。基地局3-kは、端末1-k-1〜端末1-k-Uk(Ukは、基地局3-kと通信する端末1の数)との間で、制御信号、又は、制御信号及びデータ信号を無線通信している。
FIG. 32 is a diagram showing a configuration of a heterogeneous network system. Under the
さらに、端末1は、アンライセンスバンドシステム210のアクセスポイント2との間で、データ通信可能なリンク(図32では、実線で表されている)、又は、BSSID(Basic Service Set Identifier)情報及び利用チャネル等を示す制御信号が検出可能なリンク(図32では、点線で表されている)を有する。
Further, the
無線LANシステムに接続するか、親システムに接続するか、又は、無線LANシステム及び親システムを併用するかについては、親システムが、無線LANシステムのスループット特性を把握することにより、実現可能となる。無線LANシステムのスループットが不明である場合、又は、スループットの特性が正しく把握できない(例えば、予期していたスループットから急激な低下が生じる)場合、スループットの大きな低下及び遅延、又は、回線の切断が生じる。 Whether to connect to the wireless LAN system, to the parent system, or to use the wireless LAN system and the parent system together can be realized by the parent system grasping the throughput characteristics of the wireless LAN system. . If the throughput of the wireless LAN system is unknown, or if the characteristics of the throughput cannot be grasped correctly (for example, a sudden drop occurs from the expected throughput), a large drop in throughput and delay, or disconnection of the line may occur. Arise.
図33は、シミュレーション環境(諸元)を示す図である。この図は、さらし端末問題による影響を実際にみるため、マンション環境でのシミュレーション結果を示す図である。このマンションでは、1部屋は、10[m]×10[m]、1階ごとに「2×10」の20部屋が存在し、5階建て(各階3[m]、全高15[m])であるとする。アクセスポイント2(AP)は、部屋の中央に設置するものとする。端末1は、アクセスポイント2から半径5[m]以内にランダムに分布させた。
FIG. 33 is a diagram showing a simulation environment (specifications). This figure is a diagram showing a simulation result in an apartment environment in order to actually see the influence of the exposed terminal problem. In this condominium, one room has 10 [m] x 10 [m], and there are 20 rooms of "2 x 10" per floor, 5 stories (each floor 3 [m], total height 15 [m]) Suppose that The access point 2 (AP) is installed in the center of the room. The
変調方式を256QAM、符号化率を3/4、空間多重数を2、MPDUのビット数を1500バイト、A−MPDUの数を32とし、パケット長は2.3[ms]であった。アクセスポイント2と端末1との間、アクセスポイント2同士の間、端末1同士の間の伝搬ロスは、IEEE802.11nのチャネルモデルのモデルBに従うものとした。シャドウイングによる伝搬ロスのばらつきも考慮している。壁による伝搬損失は、横壁で12[dB]、上下の天井または床におけるロスを17[dB]として与えた。帯域幅は20[MHz]、チャネル数を4としてランダムなチャネル配置とした。
The modulation method is 256QAM, the coding rate is 3/4, the number of spatial multiplexing is 2, the number of MPDU bits is 1500 bytes, the number of A-MPDUs is 32, and the packet length is 2.3 [ms]. The propagation loss between the
スループットを評価するため、親システム310の基地局3は1台、すなわち、基地局3‐1のみとする。基地局3‐1の配下の端末1‐1‐1〜端末1‐1‐U1は、上述のマンション内に位置している。ここで、ユーザ数U1は、200である。通信は、下り回線のみとした。
In order to evaluate the throughput, the
最小受信感度は、−82[dBm]とし、アクセスポイント2の送信電力を23[dBm]、端末の送信電力を17[dBm]としてスループットの評価を行った。各端末に対し生成するパケットは20[Mbps]の場合と80[Mbps]の場合の2通りのパラメータを用意し、それぞれRTS(Request to Send(送信要求)/CTS(Clear to Send:送信可)信号の交換を行わずに送信した場合(w/o RTS/CTS)と、RTS/CTS信号の交換により隠れ端末問題によるパケットの衝突を防いだ場合の例をそれぞれ評価した。通信相手となる端末へのデータパケットが生成すると、無線LANにおけるCSMA/CAに従った通信がシミュレートされ、30秒間のスループットの平均値が各端末1に対し出力される。
The minimum reception sensitivity was -82 [dBm], the transmission power of the
物理リンクでのスループットは変調方式と符号化率およびMAC効率から、140[Mbps]が各リンクで得られる計算であり、一つのアクセスポイント2から二つの端末1に送信するため、最大で70[Mbps]程度のスループットが得られる計算となる。しかしながら、各端末1にそれぞれ平均20[Mbps]となるようにデータを生成した場合でも、半分以上の端末で20[Mbps]よりスループットが低下しているのが確認できる。
The throughput in the physical link is calculated so that 140 [Mbps] is obtained in each link from the modulation scheme, coding rate, and MAC efficiency. Since the transmission is performed from one
RTS/CTS信号により、隠れ端末によるパケット衝突を防ぐためにスループット特性が改善しているものの、さらし端末問題などによりCTS信号が返せない条件となる端末なども存在するため、1[Mbps]以下の低スループットとなってしまう端末1が、RTS/CTS無しで5.6[%]、RTS/CTSありで4.5[%]も存在する。
Although throughput characteristics have been improved to prevent packet collisions due to hidden terminals due to RTS / CTS signals, there are terminals that cannot return CTS signals due to problems with exposed terminals, etc., so there is a low value of 1 [Mbps] or less. There are 5.6 [%] without RTS / CTS, and 4.5 [%] with RTS / CTS, as the
さらに、80[Mbps]のトラヒックを各端末1に対して生成した場合には、1[Mbps]を下回る特性となる端末1の割合が著しく増加する。RTS/CTS無・有いずれの場合も21[%]もの端末1が1[Mbps]を下回るスループットとなる。このように、無線LANシステムにおけるスループットは周りのトラヒックなどによって大きくその特性が変わるため、スループットを一意に推定することは非常に難しい。
Further, when 80 [Mbps] traffic is generated for each
次に、端末1のスループットを予測する場合、どの程度の精度となるのかを示す。端末1‐k‐i(kは、整数1〜Nまでのいずれか)(iは、整数1〜UNまでのいずれか。UNは、基地局3‐Nと通信する端末1の数)が近隣のアクセスポイント2‐j(jは、整数1〜Mまでのいずれか)と通信する場合、端末1‐k‐iの無線LANチャネルにおける推定スループットTk,iは、式(1)により表される。
Next, it will be shown how accurate the
ここで、Lk,iは、最小受信感度を上回る同じ周波数チャネルの通信リンクの数である。ρ(n)は、同じ周波数チャネルを用いるリンクの数nによって決まる衝突によるスループット低下関数である。Ck,iは、用いる変調方式および符号化率から決定できる物理層におけるスループットである。Kjは、アクセスポイント2‐jと通信する端末1の数である。
Here, L k, i is the number of communication links of the same frequency channel exceeding the minimum reception sensitivity. ρ (n) is a throughput reduction function due to collision determined by the number n of links using the same frequency channel. C k, i is the throughput in the physical layer that can be determined from the modulation scheme and coding rate used. K j is the number of
関数ρ(n)は、PHY/MAC(physical layer / Media Access Control)シミュレーションにより、複数の端末1がアクセスする状況をシミュレートし、得られた結果を用いている。具体的には、ρ(1)=1.000000000、ρ(2)=1.032155523、ρ(3)=1.021357593、ρ(4)=1.004838739、ρ(5)=0.98909753、ρ(6)=0.975382126としている。
The function ρ (n) uses a result obtained by simulating a situation in which a plurality of
ρ(2)〜ρ(4)で1.0を超える値となっているのは、複数の端末1がアクセスすることにより、コンテンションウィンドウ(Contention window)サイズの平均が、端末1の台数が1である場合と比較して若干短くなり、スループットの合計が増加するためである。
The value of ρ (2) to ρ (4) is more than 1.0 because the average contention window size is determined by the number of
μk,iは、MAC効率である。μk,iは、送信しようとしている時間幅に対し、端末1‐k‐iへの通信へのデータパケットが占める割合である。μk,iは、例えば、式(2)により表される。 μ k, i is the MAC efficiency. μ k, i is the ratio of the data packet to the communication to the terminal 1-ki with respect to the time width to be transmitted. μ k, i is expressed by, for example, Expression (2).
ここで、Φjは、アクセスポイント2‐jと同じチャネルで通信し、且つ、アクセスポイント2‐jで観測可能な(−90[dBm]以上の受信電力)通信を行おうとする他のアクセスポイント2の集合である。τpは、アクセスポイント2−p(pは、整数1〜Mのいずれか)が一回の通信に占める時間長である。τD,jは、一回の通信でアクセスポイント2−jのデータパケットが占める時間長である。
Here, Φ j communicates with the same channel as that of the access point 2-j, and other access points trying to perform communication (received power of −90 [dBm] or more) that can be observed by the access point 2-j. A set of two. τ p is the length of time that the access point 2-p (p is any one of the
図34は、PHY・MACシミュレータにおけるスループット評価結果と、PHYレイヤ条件からの推定値をプロットした図である。推定されたスループットは実際にトラヒックを与えてMACサブレイヤを考慮して得られた結果とは異なり、最低でも5[Mbps]のスループットが得られている。このように、PHYレイヤの条件からスループットを推定しても、実際のスループットとは大きな隔たりがある。 FIG. 34 is a diagram in which throughput evaluation results in the PHY / MAC simulator and estimated values from PHY layer conditions are plotted. The estimated throughput differs from the result obtained by actually giving traffic and considering the MAC sublayer, and a throughput of 5 [Mbps] is obtained at the minimum. Thus, even if the throughput is estimated from the conditions of the PHY layer, there is a large difference from the actual throughput.
また、本シミュレーションでは、すべてのアクセスポイント2に一定のトラヒックを与えているが、実際には、生じるトラヒックは、ユーザ次第でリアルタイムに変化している。どの端末1又はアクセスポイント2が「さらし端末問題」や「隠れ端末問題」の影響でスループットが低下するかを完全に予測するには、全てのトラヒックと物理リンクのスループットとを把握する必要があるが、これは現実的でない。
In this simulation, constant traffic is given to all the
周波数帯域幅、変調方式、符号化率、及び、パケット・エラー・レート(PER:Packet error rate)などにより、現状のスループットを実際に計測したとしても、周辺のトラヒック状況は、ダイナミックに変化する。このため、将来のスループットを、正確に予測することはできない。マネイジド・システム(Managed System)である親システムでは、スループットをある程度コントロール可能であるのに対し、CSMA/CAに基づく無線LANをはじめとする無線システムと親システムとを併用する場合、無線LANのスループットの不安定性により、予期せぬスループットの低下を引き起こす問題があった。特に、基本的には親システム310のみと通信していた端末1において、CSMA/CAに基づく無線システムとの通信に切り替えた場合、急激なスループットの低下や不通はユーザの満足度を著しく低下させることとなる。
Even if the current throughput is actually measured based on the frequency bandwidth, modulation scheme, coding rate, packet error rate (PER), and the like, the surrounding traffic situation changes dynamically. For this reason, future throughput cannot be accurately predicted. In the parent system, which is a managed system, the throughput can be controlled to some extent, whereas when the parent system is used in combination with a wireless system such as a wireless LAN based on CSMA / CA, the throughput of the wireless LAN Due to the instability of the system, there was a problem that caused an unexpected decrease in throughput. In particular, when the
アンライセンスバンドを用いる無線システム(例えば、無線LANシステム)と共存する、ライセンスバンドを用いるモバイルシステム(親システム)と、無線システムに接続する端末と、を含むヘテロジニアスネットワークにおいて、ヘテロジニアスネットワークシステムでは、アンライセンスバンドを用いる無線システムに接続する端末のスループットの不安定性により、ユーザの満足度を著しく損なうことがある、という問題がある。 In a heterogeneous network including a mobile system (parent system) using a license band coexisting with a wireless system using an unlicensed band (for example, a wireless LAN system) and a terminal connected to the wireless system, There is a problem that user satisfaction may be significantly impaired due to instability of throughput of a terminal connected to a wireless system using an unlicensed band.
本発明は、アンライセンスバンドを用いる無線システムと共存する、ライセンスバンドを用いるモバイルシステムと、無線システムに接続する端末と、を含むヘテロジニアスネットワークにおいて、スループットを大きく低下させることなく、無線システムに接続する端末の通信の切り替え及び併用を決定することができるヘテロジニアスネットワークシステム、及び、通信回線選択方法を提供することを目的とする。 The present invention is a heterogeneous network including a mobile system using a license band coexisting with a wireless system using an unlicensed band and a terminal connected to the wireless system, and is connected to the wireless system without greatly reducing the throughput. It is an object of the present invention to provide a heterogeneous network system and a communication line selection method capable of determining communication switching and combination of terminals to be used.
本発明の一態様は、複数のアクセスポイントを含み、アンライセンスバンドで通信を行う無線システムと、少なくとも一つの基地局を含み、ライセンスバンドで通信する親システムと、前記アクセスポイント及び前記基地局との通信が可能な端末と、を備えるヘテロジニアスネットワークシステムにおいて、前記アクセスポイント及び前記端末から検出可能な範囲で、アンライセンスバンドにより通信する、前記アクセスポイント及び前記端末のうち少なくとも前記アクセスポイントを表すアクセスポイント情報を収集する第1周辺情報収集部と、前記アクセスポイント情報を無線通信により前記基地局に出力する第1端末情報出力部と、前記親システムが評価した前記無線システムのスループットの低下リスクを表す無線システムリスク情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記基地局の少なくとも一方と通信することを決定する通信形態決定部と、を有する端末と、前記アクセスポイント情報を、前記第1端末情報出力部から収集する情報収集部と、前記端末から検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表す端末周辺無線システム環境情報と、前記端末が通信を行う前記アクセスポイントから検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表すアクセスポイント周辺無線システム環境情報とを、前記アクセスポイント情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記端末に対応付けて記憶する情報整理部と、前記情報収集部により収集された前記端末周辺無線システム環境情報と、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報との少なくとも一方に基づいて、前記無線システムリスク情報を評価するリスク評価部と、を有する親システムと、を備えるヘテロジニアスネットワークシステムである。 One aspect of the present invention includes a wireless system that includes a plurality of access points and performs communication in an unlicensed band, a parent system that includes at least one base station and performs communication in a license band, the access point, and the base station. In a heterogeneous network system comprising a terminal capable of communicating with the terminal, the access point represents at least the access point of the access point and the terminal that communicates in an unlicensed band within a range detectable from the terminal. A first peripheral information collection unit that collects access point information, a first terminal information output unit that outputs the access point information to the base station through wireless communication, and a risk of lowering the throughput of the wireless system evaluated by the parent system Radio system risk information representing And a communication mode determining unit that determines communication with at least one of the access point and the base station, and information collection for collecting the access point information from the first terminal information output unit A terminal peripheral radio system environment information that represents at least the access point of the terminal, the access point that can be detected from the terminal, the access point that is detectable from the access point with which the terminal communicates, and the terminal Based on the access point information, an information organizing unit that stores at least access point peripheral wireless system environment information representing the access point in association with the access point and the terminal, and the information collected by the information collecting unit Terminal peripheral wireless system environment information Based on at least one of the Seth points neighboring radio system environment information, a heterogeneous network system and a parent system with, and risk assessment unit which evaluates the radio system risk information.
本発明の一態様は、前記情報整理部が、前記端末から収集された前記アクセスポイント情報に基づいて、前記アクセスポイントを識別するための識別情報を記憶し、所定の識別情報が割り当てられた前記アクセスポイントから検出可能な他の前記アクセスポイントを最も高い受信電力で検出した前記端末が検出した前記アクセスポイント情報を、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報として用いるヘテロジニアスネットワークシステムである。 In one aspect of the present invention, the information organizing unit stores identification information for identifying the access point based on the access point information collected from the terminal, and the predetermined identification information is assigned to the information organizing unit. The heterogeneous network system uses, as the access point peripheral radio system environment information, the access point information detected by the terminal that has detected another access point that can be detected from the access point with the highest received power.
本発明の一態様は、前記アクセスポイントが、前記アクセスポイント情報を取得する第2周辺情報収集部と、前記アクセスポイント情報を、無線通信により前記基地局又は前記端末に出力する第2端末情報出力部と、を有し、前記情報収集部が、前記第2端末情報出力部又は前記第1端末情報出力部から、前記アクセスポイント情報を収集し、前記情報整理部は、アクセスポイント周辺無線システム環境情報を、前記情報収集部が収集した前記アクセスポイント情報に基づいて更新するヘテロジニアスネットワークシステムである。 In one aspect of the present invention, the access point outputs a second peripheral information collection unit that acquires the access point information, and a second terminal information output that outputs the access point information to the base station or the terminal by wireless communication And the information collecting unit collects the access point information from the second terminal information output unit or the first terminal information output unit, and the information organizing unit includes an access point peripheral radio system environment. A heterogeneous network system that updates information based on the access point information collected by the information collection unit.
本発明の一態様は、前記親システムが、前記端末における前記アクセスポイントからの信号の受信電力値、前記アクセスポイントの識別情報、利用可能な周波数帯域幅、及び、前記アクセスポイントと通信している前記端末の数のうち、少なくとも一つに基づいて、又は、前記アクセスポイント又は前記端末において測定されたスループット実測値に基づいて、前記無線システムの前記端末におけるスループットの期待値を評価する無線システムスループット評価部を有し、前記基地局が、前記無線システムスループット評価部による評価の結果と、前記リスク評価部による評価の結果と、を通知する評価通知部を有し、前記端末は、前記評価通知部から通知された前記無線システムスループット評価部による評価の結果及び前記リスク評価部による評価の結果に基づいて、前記アクセスポイント及び前記基地局の少なくとも一方と通信するトラヒック選択部を有する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のヘテロジニアスネットワークシステムである。
In one aspect of the present invention, the parent system communicates with a received power value of a signal from the access point in the terminal, identification information of the access point, an available frequency bandwidth, and the access point. Radio system throughput that evaluates an expected value of throughput at the terminal of the radio system based on at least one of the number of terminals or based on an actual measured throughput value measured at the access point or the terminal An evaluation unit, and the base station has an evaluation notification unit that notifies the result of evaluation by the radio system throughput evaluation unit and the result of evaluation by the risk evaluation unit, and the terminal Result of the evaluation by the wireless system throughput evaluation unit notified from the unit and the risk evaluation Based on the results of the evaluation by a said access point and heterogeneous network system according to any one of
本発明の一態様は、前記リスク評価部が、前記端末が前記アクセスポイントに接続する際の前記低下リスクを、前記情報収集部により収集された前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における、同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの数、前記アクセスポイントと同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントが通信を行う前記端末の数、前記端末周辺無線システム環境情報における前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの数、前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントが通信を行う前記端末の数、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における前記アクセスポイントと同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせのうち前記端末周辺無線システム環境情報における前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせにない前記アクセスポイントの数、及び、前記端末周辺無線システム環境情報における前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせのうち前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における前記アクセスポイントと同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせにない前記アクセスポイントの数のうち少なくとも一つの指標を、前記無線システムリスク情報として記憶するヘテロジニアスネットワークシステムである。 According to an aspect of the present invention, the risk evaluation unit uses the same channel in the access point peripheral wireless system environment information collected by the information collection unit as to the reduction risk when the terminal connects to the access point. The number of other access points to be used, the number of terminals to which other access points using the same channel as the access point communicate, and the other access using the same channel as the terminal in the terminal peripheral wireless system environment information The number of points, the number of the terminals with which the other access point using the same channel as the terminal communicates, the identification information of the other access point using the same channel as the access point in the access point peripheral wireless system environment information No combination around the terminal The number of the access points that are not in the combination of identification information of other access points that use the same channel as the terminal in the system environment information, and the other access that uses the same channel as the terminal in the terminal peripheral wireless system environment information At least one indicator of the number of access points that are not in the combination of identification information of other access points using the same channel as the access point in the access point peripheral wireless system environment information among the combination of identification information of points, The heterogeneous network system stores the radio system risk information.
本発明の一態様は、前記リスク評価部が、前記端末が前記アクセスポイントに接続する際の前記低下リスクを、前記情報整理部に記憶された前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における、前記アクセスポイントから検出できる同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイント及び前記アクセスポイントからなる第1グループにおいて、互いに検出できているかを、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報に基づいて判定することで得られる、前記第1グループ内で検出できない条件となる前記アクセスポイントの数と、前記端末から検出できる同じチャネルを用いる前記アクセスポイントからなる第2グループにおいて互いに検出できているかを前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報に基づいて判定することで得られる、互いに検出できない条件となるアクセスポイントの数と、のうち少なくとも一方の指標を、無線システムリスク情報として記憶するヘテロジニアスネットワークシステムである。 One aspect of the present invention is the access point in the access point peripheral wireless system environment information stored in the information organizing unit, wherein the risk evaluating unit stores the decrease risk when the terminal connects to the access point. In the first group consisting of the other access points and the access points that use the same channel that can be detected from the access point, it is obtained by determining whether or not they can be detected from each other based on the access point peripheral radio system environment information. Based on the access point peripheral wireless system environment information, the number of the access points, which are conditions that cannot be detected within one group, and whether the second group of access points using the same channel that can be detected from the terminal can detect each other. Judgment Obtained a heterogeneous network system and the number of access points as a condition can not be detected with each other, that at least one of the indicators of the stores as a wireless system risk information.
本発明の一態様は、前記リスク評価部が、複数の指標の和、最大値、最小値及び関数のうち少なくとも一つから得られる値を、前記無線システムリスク情報として記憶するヘテロジニアスネットワークシステムである。 One aspect of the present invention is a heterogeneous network system in which the risk evaluation unit stores a value obtained from at least one of a sum, a maximum value, a minimum value, and a function of a plurality of indices as the radio system risk information. is there.
本発明の一態様は、前記リスク評価部が、前記無線システムリスク情報から複数の指標を選択し、選択した複数の指標に基づく判定を前記端末毎に行うことで、無線システムを用いる前記端末の数を制御するヘテロジニアスネットワークシステムである。 In one aspect of the present invention, the risk evaluation unit selects a plurality of indices from the wireless system risk information, and performs determination based on the selected plurality of indices for each terminal, whereby the terminal using the wireless system It is a heterogeneous network system that controls the number.
本発明の一態様は、前記第1端末情報出力部が、前記アクセスポイントとの通信が一定時間不通となった場合、前記基地局に通知し、前記情報整理部が記憶する前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報に、不通情報及び原因情報を記憶するヘテロジニアスネットワークシステムである。 One aspect of the present invention is that the first terminal information output unit notifies the base station when communication with the access point is interrupted for a certain period of time, and stores the access point peripheral radio stored in the information organizing unit. This is a heterogeneous network system that stores discontinuity information and cause information in the system environment information.
本発明の一態様は、複数のアクセスポイントを含み、搬送波感知多重アクセスに基づく通信を行う無線システムと、少なくとも一つの基地局を含み、ライセンスバンドで通信する親システムと、を備えるヘテロジニアスネットワークシステムにおける通信回線選択方法であって、端末の第1周辺情報収集部が、検出可能な前記アクセスポイントを表すアクセスポイント情報を収集するステップと、前記端末の第1端末情報出力部が、前記アクセスポイント情報を無線通信により前記基地局に出力するステップと、前記端末の通信形態決定部が、前記親システムが評価した前記無線システムのスループットの低下リスクを表す無線システムリスク情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記基地局の少なくとも一方と通信することを決定するステップと、前記親システムの情報収集部が、前記アクセスポイント情報を、前記第1端末情報出力部から収集するステップと、前記親システムの情報整理部が、前記端末から検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表す端末周辺無線システム環境情報と、前記端末が通信を行う前記アクセスポイントから検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表すアクセスポイント周辺無線システム環境情報とを、前記アクセスポイント情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記端末に対応付けて記憶するステップと、前記親システムのリスク評価部が、前記情報収集部により収集された前記端末周辺無線システム環境情報と、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報との少なくとも一方に基づいて、前記無線システムリスク情報を評価するステップと、を有する通信回線選択方法である。 One aspect of the present invention is a heterogeneous network system including a plurality of access points, a wireless system that performs communication based on carrier sense multiple access, and a parent system that includes at least one base station and communicates in a license band. A communication line selection method in which a first peripheral information collection unit of a terminal collects access point information representing the detectable access point, and a first terminal information output unit of the terminal includes the access point Outputting the information to the base station by wireless communication, and the access point determination unit based on wireless system risk information representing a risk of a decrease in throughput of the wireless system evaluated by the parent system And decides to communicate with at least one of said base stations A step of collecting the access point information from the first terminal information output unit by the information collection unit of the parent system, and the access point detectable by the information organizing unit of the parent system from the terminal and Terminal peripheral wireless system environment information representing at least the access point of the terminal, access point detectable by the access point with which the terminal communicates, and access point peripheral wireless system environment information representing at least the access point of the terminal Based on the access point information, and storing the information in association with the access point and the terminal, and the terminal peripheral radio system environment information collected by the information collecting unit by the risk evaluation unit of the parent system And around the access point Based on at least one of the system environment information, a communication line selection method and a step of evaluating the radio system risk information.
本発明によれば、リスク評価部は、情報収集部により収集された端末周辺無線システム環境情報と、アクセスポイント周辺無線システム環境情報との少なくとも一方に基づいて、無線システムリスク情報を評価する。これにより、無線システムと共存するモバイルシステムと、無線システムに接続する端末と、を含むヘテロジニアスネットワークにおいて、ヘテロジニアスネットワークシステム、及び、通信回線選択方法は、スループットを大きく低下させることなく、無線システムに接続する端末の通信の切り替え及び併用を決定することができる。 According to the present invention, the risk evaluation unit evaluates the radio system risk information based on at least one of the terminal peripheral radio system environment information and the access point peripheral radio system environment information collected by the information collection unit. Accordingly, in a heterogeneous network including a mobile system that coexists with a radio system and a terminal that is connected to the radio system, the heterogeneous network system and the communication line selection method can reduce the throughput without significantly reducing the throughput. It is possible to determine switching and combination of communication of terminals connected to the network.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下、CSMA/CAに基づく無線システムとして、無線LANシステムを用いた場合の例を示す。第1実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、周辺のCSMA/CAに基づく無線システムの情報である無線システム環境情報を収集し、収集した無線システム環境情報Hを用いたスループット推定を実行する。第1実施形態では、無線システム環境情報を収集する第1の方法及び第2の方法を説明する。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, an example in which a wireless LAN system is used as a wireless system based on CSMA / CA will be described. The heterogeneous network system according to the first embodiment collects wireless system environment information, which is information on a wireless system based on neighboring CSMA / CA, and executes throughput estimation using the collected wireless system environment information H. In the first embodiment, a first method and a second method for collecting wireless system environment information will be described.
図1は、第1実施形態における、ヘテロジニアスネットワークシステムの構成を示す図である。ヘテロジニアスネットワークシステムは、端末10‐1‐1〜端末10‐N‐UNと、無線システム200と、親システム300を備える。無線システム200は、アクセスポイント20‐1〜20‐M(Mは、1以上の整数)を有する。無線システム200は、例えば、無線LANシステムや、アンライセンスバンドで動作するセルラシステムである。親システム300は、基地局30−1〜30‐N(Nは、1以上の整数である)を有する。親システム300は、ライセンスバンドで通信する。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a heterogeneous network system in the first embodiment. Heterogeneous Network system includes a terminal 10-1-1~ terminal 10-N-U N, a
基地局30-k(kは、1〜Nまでの整数のいずれか)は、端末10-k-1〜端末10-k-Ukとの間で、制御信号、又は、制御信号及びデータ信号を無線通信している。Ukは、基地局30−kと通信可能な端末数である。 Base station 30-k (k is any integer between 1 to N) is, between the terminal 10-k-1~ terminal 10-k-U k, the control signal or control signal and a data signal Wireless communication. U k is the number of terminals that can communicate with the base station 30-k.
以下、端末10‐1‐1〜端末10‐N‐UN(無線LAN端末)に共通する事項については、接続する親システム300の基地局30の番号を表す2番目の符号と、その基地局30と通信する端末10の通し番号となる3番目の符号とを省略して、「端末10」と表記する。端末10は、無線システム200のアクセスポイント20との間で、データ通信可能なリンク(図1では、実線で表されている)、又は、BSSID情報及び利用チャネル等を示す制御信号が検出可能なリンク(図1では、点線で表されている)を有する。
Hereinafter, the terminal for 10-1-1~ terminals 10-N-U N items common to (wireless LAN terminal), and a second code representing the number of the
第1実施形態の第1の方法では、端末10が検出する周辺の無線システム環境情報(アクセスポイント情報)を、親システム300に通知し、アクセスポイント20と最も近い距離で通信する端末10からの端末周辺無線システム環境情報を選択することで、端末10の接続先(通信先)となるアクセスポイント20(AP)から検出可能な無線システム環境情報(AP周辺無線システム環境情報)を推定する。
In the first method of the first embodiment, peripheral wireless system environment information (access point information) detected by the terminal 10 is notified to the
第1実施形態の第2の方法では、アクセスポイント20が検出した無線システム環境情報(アクセスポイント情報)を、ビーコンや通信パケットを通じて端末10に通知し、端末10から親システム300に通知し、親システム300でAP周辺無線システム環境情報を取得する。
In the second method of the first embodiment, the wireless system environment information (access point information) detected by the
図2は、第1実施形態における、無線システム環境情報を取得する第1の方法の動作手順を示すフローチャートである。無線システム環境情報を収集する第1の方法では、親システム300は、端末周辺無線システム環境情報、及び、AP周辺無線システム環境情報(アクセスポイント周辺無線システム環境情報)の少なくとも一方を端末10から収集し、記憶する。端末周辺無線システム環境情報は、無線システム環境情報を作成するための情報であり、周辺のアクセスポイント20を表す情報である。
(ステップS000)端末10は、検出可能な無線システム通信機器(アクセスポイント20及び端末10の少なくとも一方)の情報、又は、アクセスポイント20からの受信信号から得られた「アクセスポイント20から検出可能な無線システム通信機器の情報」を、親システム300に出力する。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation procedure of the first method for acquiring the wireless system environment information in the first embodiment. In the first method of collecting wireless system environment information, the
(Step S000) The terminal 10 obtains “detectable from the
図3は、第1実施形態における、端末10から収集された端末周辺無線システム環境情報を表により示す図である。図3に示す表の上から1行目には、端末10‐1が端末周辺無線システム環境情報を検出可能な(聞こえる)アクセスポイント20の識別情報(BSSID)と、利用しているチャネル、そのチャネルの受信電力の平均値(平均受信電力)[dBm]と、がまとめられている。
FIG. 3 is a table showing terminal peripheral wireless system environment information collected from the terminal 10 according to the first embodiment. The first line from the top of the table shown in FIG. 3 shows the identification information (BSSID) of the
例えば、図3に示す表の上から1行目「1‐1」の一つ目の項目「BSSID1」は、C1、つまりチャネル「1番」を用いている。端末10‐1‐1におけるBSSID1からの信号の平均受信電力は、−55[dBm]である。また、端末10‐1‐1がアクセス可能なSSID(アクセスポイント20の識別子であり、SSIDが一致するアクセスポイント20とのみ通信することにより混信を防ぐ)を有するBSSIDについては、表において枠内を網掛けしている。チャネルの番号は、IEEEで定められたチャネル番号に従っている。チャネルの番号「1〜13」は、2[GHz]帯域に対応する。チャネルの番号「36〜140」は5[GHz]帯域に対応する。
For example, the first item “BSSID1” in the first row “1-1” from the top of the table shown in FIG. 3 uses C1, that is, the channel “No. 1”. The average received power of the signal from BSSID1 in terminal 10-1-1 is -55 [dBm]. In addition, BSSIDs having SSIDs that can be accessed by the terminal 10-1-1 (which is an identifier of the
図2に戻り、第1の方法のフローチャートの説明を続ける。
(ステップS001)親システム300の基地局30は、端末10から端末周辺無線システム環境情報を取得した場合、端末周辺無線システム環境情報に含まれるBSSIDが、親システム300に記憶された無線システム環境情報にすでに含まれているか否かを確認する。無線システム環境情報にすでに含まれている場合(ステップS001:YES)、基地局30は、処理をステップS002に進める。一方、無線システム環境情報にすでに含まれていない場合(ステップS001:NO)、基地局30は、処理をステップS003に進める。
Returning to FIG. 2, the description of the flowchart of the first method will be continued.
(Step S001) When the
(ステップS002)基地局30は、BSSIDを無線システム環境情報に新たに登録する。基地局30は、処理をステップS001に戻す。
(ステップS003)基地局30は、取得した端末周辺無線システム環境情報のBSSIDを確認する。基地局30は、BSSIDに対応付けられた平均受信電力の値が、すでに記憶しているBSSIDの更新電力(更新しきい値)を上回るか否かを判定する。
(Step S002) The
(Step S003) The
(ステップS004)基地局30は、そのBSSIDの端末周辺無線システム環境情報として、BSSIDに対応付けられた端末10の端末周辺無線システム環境情報を記憶する。基地局30は、処理をステップS003に戻す。
(Step S004) The
なお、上記のステップS003における「更新しきい値」には、そのBSSIDの端末周辺無線システム環境情報として前回に記憶した端末10の平均受信電力の値を用いることができる。また、平均受信電力が高いほど情報の精度は上がるが、推定してからの時間が長くなると、情報の精度が下がる。このため、更新しきい値は、情報の推定時刻又は記憶時刻から時間が経過するほど、値が下げられてもよい。更新しきい値は、式(3)により表される。 Note that the value of the average received power of the terminal 10 previously stored as the terminal peripheral wireless system environment information of the BSSID can be used as the “update threshold value” in the above step S003. Also, the higher the average received power, the higher the accuracy of the information, but the longer the estimated time, the lower the accuracy of the information. For this reason, the value of the update threshold value may be lowered as time elapses from the estimated time or the storage time of information. The update threshold is expressed by Expression (3).
ここで、PTHは、更新しきい値である。PBSSIDは、BSSIDの端末周辺無線システム環境情報を推定した端末10における、そのBSSIDからの受信信号である。Δtは、経過時間である。P0は、更新しきい値オフセットである。ρは、時間経過しきい値低下係数である。P0に正の値を導入することで、更新しきい値は、時間的に少しでも新しい情報を優先できる。 Here, PTH is an update threshold value. P BSSID is a received signal from the BSSID at the terminal 10 that estimated the terminal peripheral wireless system environment information of the BSSID. Δt is the elapsed time. P 0 is the update threshold offset. ρ is a time lapse threshold value reduction coefficient. By introducing a positive value in P 0 , the update threshold can give priority to new information even if it is a little in time.
ρは、アクセスポイント20の周辺の環境、アクセスポイント20の利用チャネル、又は、テザリングやモバイルルータの出入りが多く時間的な変化が大きい環境に応じて、相対的に大きくされてもよい。また、ρは、周辺の無線システムの利用形態に変化がないアクセスポイント20では、相対的に小さくされてもよい。
ρ may be relatively increased according to the environment around the
無線システム環境情報を収集する第1の方法では、親システム300は、アクセスポイント20で検出可能な無線システム通信の情報をアクセスポイント20から直接収集する手段を持たない。このため、親システム300は、端末10の周辺のアクセスポイント20を表す情報として端末10が推定した端末周辺無線システム環境情報を、端末10から収集することにより、アクセスポイントから検出可能なAP周辺無線システム環境情報を推定する。
In the first method of collecting wireless system environment information, the
具体的には、アクセスポイント20−jと最も近い位置にいる端末10−k−iが推定する端末周辺無線システム環境情報が、アクセスポイント20−jで検出されるであろう無線システム通信の情報に近いことを利用する。極端な例を挙げれば、端末10−k−iがアクセスポイント20−jと同じ位置に存在し、同じアンテナ構成を有すれば、両者は完全に一致することが期待できる。端末10−k−iとアクセスポイント20−jとが完全に同じ場所に存在することは考えにくいが、両者の位置が近ければ、つまり、アクセスポイント20−jからの信号を高い電力で受信する端末10−k−iが存在すれば、アクセスポイント20−jから検出されるであろう無線システムの通信情報は、端末10−k−iで検出された無線システム通信情報で置き換えることができる。このため、親システム300は、平均受信電力が最も高くなる端末10を、BSSID毎に選択する。逆に、BSSIDからの平均受信電力が非常に高い場合には、端末10から端末周辺無線システム環境情報を親システム300へ出力することもできる。
Specifically, terminal peripheral wireless system environment information estimated by the terminal 10-ki located closest to the access point 20-j is information on wireless system communication that the access point 20-j will detect. Take advantage of the closeness. To give an extreme example, if the terminal 10-ki exists at the same position as the access point 20-j and has the same antenna configuration, it can be expected that the two match completely. Although it is unlikely that the terminal 10-k-i and the access point 20-j are in the same place, if the two are close to each other, that is, the signal from the access point 20-j is received with high power. If the terminal 10-ki exists, the wireless system communication information that would be detected from the access point 20-j can be replaced with the wireless system communication information detected by the terminal 10-ki. For this reason, the
親システム300は、BSSID1、2及び5について、最も平均受信電力が高い端末10‐1‐1を選択する。親システム300は、BSSID3、6及び7について、最も平均受信電力が高い端末10‐1‐3を選択する。親システム300は、BSSID4及び8について、最も平均受信電力が高い端末10‐1‐6を選択する。親システム300は、選択された端末10が推定した端末周辺無線システム環境情報を、その端末10で最も平均受信電力が高いBSSIDを有するアクセスポイント20が推定したAP周辺無線システム環境情報と同じにする。
The
図4は、第1実施形態における、端末周辺無線システム環境情報のBSSID毎に整理された無線システム環境情報を示す図である。図4では、BSSIDの下に示された値は、参照した端末10におけるそのBSSIDの信号の平均受信電力[dBm]である。この平均受信電力の値が大きいほど、そのBSSIDのアクセスポイント20と端末10との距離が近く、情報の信頼度も高いことを示す。
FIG. 4 is a diagram illustrating radio system environment information arranged for each BSSID of terminal peripheral radio system environment information in the first embodiment. In FIG. 4, the value indicated under the BSSID is the average received power [dBm] of the signal of the BSSID at the referred
図4では、表において枠内を網掛けしているBSSID9及びとBSSID10は、ベンダごとに振り分けられているBSSIDに基づいて、テザリング又はモバイルルータなどの局所的又は一時的に現れるアクセスポイント20に割り当てられたBSSIDを示す。また、そのBSSIDと同じ周波数チャネル(同CH)を用いているBSSIDは、表の左側に示されている。それ以外のBSSIDは、異なるチャネル(異CH)として、表の右側に示されている。
In FIG. 4,
ここで、確かなBSSIDと、不確かなBSSIDとは、切り分け可能である。例えば、アクセスポイント20と端末10との間の距離dに対する伝搬ロスは、式(4)により表される(単位は[dB])。ここで、fは、搬送波周波数である。
Here, a certain BSSID and an uncertain BSSID can be separated. For example, the propagation loss with respect to the distance d between the
図5は、第1実施形態における、距離と伝搬ロスとの関係を示す図である。端末10‐1‐kにおける平均受信電力R1,kは、式(5)により表される。ここで、Ptは、 送信電力[dBm]である。 FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the distance and the propagation loss in the first embodiment. Average received power R 1, k at terminal 10-1-k is expressed by equation (5). Here, P t is transmission power [dBm].
アクセスポイント20の送信電力が17[dBm]である場合、BSSID1の平均受信電力「−55[dBm]」は、式(5)に基づいて距離に変換された場合、約12[m]となる。よって、BSSID1の情報には、±12[m]の誤差が含まれている、と考えられる。この誤差は、実際には受信できないBSSIDを抽出するために有効である。これは、さらし端末問題が生じている否かを判定するために、BSSIDを検出可能な範囲にいるアクセスポイント20のBSSIDは、正しく把握される必要があるためである。
When the transmission power of the
所定のBSSIDを有するアクセスポイント20と、他のBSSIDを有するアクセスポイント20と、の間の平均受信電力に対して距離の誤差が与える誤差は、考慮される必要がある。距離の誤差が与える誤差は、端末周辺無線システム環境情報を受信した端末10が、その端末周辺無線システム環境情報に含まれるBSSIDに基づいて推定されるBSSIDを有するアクセスポイント20よりも近い場合に、特に問題となる。
The error given by the distance error with respect to the average received power between the
図6は、第1実施形態における、端末10が推定した端末周辺無線システム環境情報から無線システム環境情報を作成する場合の問題点を示す図である。端末10‐1‐1は、アクセスポイント20‐2から受信した信号を、BSSID2を有するアクセスポイント20‐2からの信号として受信する。端末10‐1‐1は、BSSID2の平均受信電力を、−80[dBm]と推定する。端末10‐1‐1は、アクセスポイント20‐2よりもアクセスポイント20‐1に近い。このため、親システム300は、端末10‐1‐1が推定したBSSID情報を、アクセスポイント20‐1における端末周辺無線システム環境情報として用いることになる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a problem when the wireless system environment information is created from the terminal peripheral wireless system environment information estimated by the terminal 10 in the first embodiment. The terminal 10-1-1 receives the signal received from the access point 20-2 as a signal from the access point 20-2 having BSSID2. The terminal 10-1-1 estimates the average received power of BSSID2 as −80 [dBm]. The terminal 10-1-1 is closer to the access point 20-1 than the access point 20-2. Therefore, the
図6の上段に示すケース1のように、アクセスポイント20‐1がアクセスポイント20‐2に対し、端末10‐1‐1よりも遠くにいる場合、端末10‐1‐1がアクセスポイント20‐1から受信した端末周辺無線システム環境情報には、アクセスポイント20‐2を表す情報が含まれていない可能性がある。一方、図6の下段に示すケース2のように、アクセスポイント20‐1とアクセスポイント20‐2とが近い位置にいる場合、端末10‐1‐1がアクセスポイント20‐1から受信した端末周辺無線システム環境情報には、アクセスポイント20‐2を表す情報も含まれている可能性がある。
As in
なお、アクセスポイント20の方が端末10よりも高所に設置されている場合、アクセスポイント20は、周辺の他のアクセスポイント20からの信号を、端末10よりも取得しやすい。このように、端末10‐1‐1で受信された端末周辺無線システム環境情報が、端末10‐1‐1から最も近いアクセスポイント20‐1でも検出可能とは限らない点は、考慮される必要がある。
When the
図7は、第1実施形態における、アクセスポイント20からの距離と、推定距離ずれが引き起こす平均受信電力誤差との関係を示す図である。図6に示す問題点が生じる無線システム200のセル端について、アクセスポイント20からの距離が仮定された場合、平均受信電力に対する誤差量は、推定可能である。
FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the distance from the
図8は、第1実施形態における、BSSID毎に選択した端末10における平均受信電力と、生じうる平均受信電力の誤差との関係を示す図である。図8では、図7に示す関係において、無線システム200のセル端(セルエッジ)について、アクセスポイント20からの距離は、40[m]、50[m]、60[m]と仮定されている。
FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the average received power in the terminal 10 selected for each BSSID and the error in the average received power that can occur in the first embodiment. In FIG. 8, the distance from the
セル端が仮定された場合、BSSID毎に選択した端末10における、平均受信電力に対する誤差は、BSSID毎に見積り可能である。図8に示す「端末における平均受信電力」と、平均受信電力誤差(RSSI(Received Signal Strength Indicator)エラー)との関係は、予め記憶される。これにより、所定のBSSIDを有するアクセスポイント20には受信されていない可能性のある、他のBSSIDを有するアクセスポイント20の端末周辺無線システム環境情報は、抽出可能となる。例えば、セル端が40[m]である場合、端末10における平均受信電力Rp[dBm]と、平均受信電力誤差ΔRAP[dB]との関係は、2次関数で近似することもできる。
When the cell edge is assumed, an error with respect to the average received power in the terminal 10 selected for each BSSID can be estimated for each BSSID. The relationship between “average received power at the terminal” shown in FIG. 8 and average received power error (RSSI (Received Signal Strength Indicator) error) is stored in advance. As a result, the terminal peripheral wireless system environment information of the
図4に示すように、BSSID1では、選択した端末10の平均受信電力は、−55[dBm]である。平均受信電力誤差ΔRAPは、式(6)により、3.8[dB]である。BSSID2では、選択した端末10の平均受信電力は、−58[dBm]である。平均受信電力誤差ΔRAPは、式(6)により、4.5[dB]である。BSSID3では、選択した端末10の平均受信電力は、−52[dBm]である。平均受信電力誤差ΔRAPは、式(6)により、3.1[dB]である。BSSID4では、選択した端末10の平均受信電力は、−66[dBm]である。平均受信電力誤差ΔRAPは、式(6)により、6.9[dB]である。
As shown in FIG. 4, in BSSID1, the average received power of the selected
BSSID5では、選択した端末10の平均受信電力は、−60[dBm]である。平均受信電力誤差ΔRAPは、式(6)により、5.0[dB]である。BSSID6では、選択した端末10の平均受信電力は、−52[dBm]である。平均受信電力誤差ΔRAPは、式(6)により、3.1[dB]である。BSSID7では、選択した端末10の平均受信電力は、−51[dBm]である。平均受信電力誤差ΔRAPは、式(6)により、2.9[dB]である。BSSID8では、選択した端末10の平均受信電力は、−56[dBm]である。平均受信電力誤差ΔRAPは、式(6)により、4.0[dB]である。
In BSSID5, the average received power of the selected
最小検出感度を−90[dBm]とした場合、平均受信電力が誤差により−90[dBm]以下になるのは、BSSID4を有するアクセスポイント20から検出可能と推定された、BSSID5を有する他のアクセスポイント20を表す情報(端末周辺無線システム環境情報)である。このBSSID5は、図4では、BSSID4と記載された行に示されている。この端末周辺無線システム環境情報は、信頼性が低いと判定される。
When the minimum detection sensitivity is −90 [dBm], the average received power becomes −90 [dBm] or less due to an error because the other access having BSSID5 estimated to be detectable from the
以上のように、本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、端末10と、無線システム200と、親システム300とを備える。無線システム200は、複数のアクセスポイント20を含む。親システム300は、少なくとも一つの基地局30を含む。
As described above, the heterogeneous network system according to the present embodiment includes the terminal 10, the
図9は、第1実施形態における、無線システム環境情報を取得する第2の方法の動作手順を示すフローチャートである。無線システム環境情報を収集する第2の方法では、親システム300は、AP周辺無線システム環境情報を端末10から収集し、記憶する。
FIG. 9 is a flowchart showing an operation procedure of the second method for acquiring the wireless system environment information in the first embodiment. In the second method of collecting wireless system environment information, the
まず、アクセスポイント20−jは、アクセスポイント20−j周辺で通信を行うアクセスポイント20及び端末10のうち、少なくともアクセスポイント20の情報を推定する。推定する内容は、例えば、周辺アクセスポイント20のBSSID、周辺アクセスポイント20の利用チャネル、周辺アクセスポイント20からの信号の平均受信電力値、周辺アクセスポイント20のパケット占有率、周辺アクセスポイント20と通信する端末の数、及び、周辺のアクセスポイント20から検出可能なアクセスポイント20のBSSIDのうち、少なくとも一つである。
First, the access point 20-j estimates at least information of the
(ステップS800)アクセスポイント20−jは、検出したAP周辺無線システム環境情報を、周辺の端末10へ通知する。
(ステップS801)端末10でAP周辺無線システム環境情報を取得し、AP周辺無線システム環境情報、並びに、アクセスポイント20のBSSID及びチャネル情報の少なくとも一方を、親システム300の基地局30へ出力する。
(ステップS802)親システム300の情報整理部は、AP周辺無線システム環境情報を更新する。
(Step S800) The access point 20-j notifies the detected AP peripheral wireless system environment information to the
(Step S801) The AP peripheral radio system environment information is acquired by the terminal 10, and at least one of the AP peripheral radio system environment information and the BSSID and channel information of the
(Step S802) The information organizing unit of the
端末10は、無線システム200の検出可能な範囲にいるアクセスポイント20−jから、アクセスポイント20−jの周辺の無線システム環境情報を取得する第1周辺情報収集部と、アクセスポイント20−jに関する情報を、無線通信により基地局30へ出力する第1端末情報出力部と、を有する。
The terminal 10 relates to a first peripheral information collection unit that acquires wireless system environment information around the access point 20-j from the access point 20-j that is within a detectable range of the
親システム300は、アクセスポイント20−jに関する情報を、第1端末情報出力部から収集する情報収集部と、第1の方法又は第2の方法により、アクセスポイント20から検出可能な他のアクセスポイント20を表す情報(AP周辺無線システム環境情報)を記憶する情報整理部と、情報収集部により収集されたAP周辺無線システム環境情報及び端末周辺無線システム環境情報の少なくとも一方に基づいて、無線システム200に端末10がアクセスする際のスループットの低下リスク(無線システムリスク情報)を評価するリスク評価部と、を有する。
The
本実施形態に係る通信回線選択方法は、端末10の第1周辺情報収集部が実行するステップと、端末10の第1端末情報出力部が実行するステップと、親システム300の情報収集部が実行するステップと、親システム300の情報整理部が実行するステップと、親システム300のリスク評価部が実行するステップと、親システム300、基地局30又は端末10の第1トラヒック選択部が実行するステップとを有する。
The communication line selection method according to the present embodiment is performed by the steps executed by the first peripheral information collection unit of the terminal 10, the steps executed by the first terminal information output unit of the terminal 10, and the information collection unit of the
端末10の第1周辺情報収集部は、検出可能な範囲に存在するアクセスポイント20の情報、及び、アクセスポイント20―jから通知される「アクセスポイント20−jから検出されるアクセスポイント20の情報」の少なくとも一方を取得する。端末10の第1端末情報出力部は、取得した無線システム環境情報を、無線通信により出力する。
The first peripheral information collection unit of the terminal 10 includes information on the
親システム300の情報収集部は、端末10から入力された無線システム環境情報を、第1端末情報出力部から収集する。親システム300の情報整理部は、アクセスポイント20から検出可能な他のアクセスポイント20の情報を、第1の方法又は第2の方法に基づいてアクセスポイント20毎に、AP周辺無線システム環境情報として記憶する。また、親システム300の情報整理部は、端末10から検出可能なアクセスポイント20の情報を、第1の方法又は第2の方法に基づいてアクセスポイント20毎に、端末周辺無線システム環境情報として記憶する。
The information collection unit of the
親システム300のリスク評価部は、情報収集部により収集されたAP周辺無線システム環境情報及び端末周辺無線システム環境情報の少なくとも一方に基づいて、無線システム200のスループットの低下リスクを評価する。親システム300の第1トラヒック選択部は、スループット評価部によるスループット評価の結果と、リスク評価部によるリスク評価の結果と、に基づいて、端末10との無線通信の相手となるアクセスポイント20及び基地局30の少なくとも一方を定める。
The risk evaluation unit of the
第1トラヒック選択部は、親システム300により推定された「無線システム200のスループットの低下リスク」に基づいて、無線システム200のアクセスポイント20、及び、親システム300の基地局30のうち少なくとも一方を、接続先として選択する。
The first traffic selection unit selects at least one of the
第1トラヒック選択部は、端末10とデータ通信を行うアクセスポイント20−jとの間の信号受信電力の平均値(平均受信電力)、アクセスポイント20−jから検出される同一チャネルのアクセスポイントのBSSIDの数、アクセスポイント20−jに接続している端末10の数、及び、アクセスポイント20−jに接続している端末10のトラヒック量のうち少なくとも一つにおいて、スループットを評価し、推定されたスループット値及び安定性の双方に基づいて、無線システム200のアクセスポイント20、及び、親システム300の基地局30のうち少なくとも一方を、接続先として選択することもできる。
The first traffic selection unit is an average value of signal reception power (average reception power) between the access point 20-j performing data communication with the terminal 10 and the access point of the same channel detected from the access point 20-j. The throughput is evaluated and estimated in at least one of the number of BSSIDs, the number of
これにより、ヘテロジニアスネットワークシステム、及び、通信回線選択方法は、無線システム200と共存する親システム300と、無線システム200または親システム300に接続する端末10と、を含むヘテロジニアスネットワークにおいて、無線システム200に接続する端末10のスループットの不安定性を推定し、急激なスループット低下を生じない端末に無線システム200とのデータ通信を行うように選択できる。このようにすることで、急激なスループットの低下を防ぐことでユーザの満足度の低下を防ぎ、予測できないスループット低下が許容できないQoSクラス、アプリケーション利用に対応する端末に、搬送波感知多重アクセス(CSMA/CA)に基づく通信でありながら、安定したスループットを提供できる。
Thus, the heterogeneous network system and the communication line selection method are wireless systems in a heterogeneous network including the
つまり、本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、無線システム200のスループットの不安定さを予め予測することで、スループットが大きく変動しうる端末10を検出する。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、予測できないスループット低下が許容できない端末10を、無線システム200のアクセスポイント20と通信させないことができる。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、スループットの急減な低下を許容できないアプリケーションを利用している端末10、すなわち、スループットが低下すると問題のある端末10を、基地局30と、又は、基地局30及びアクセスポイント20と、データ通信させる。
That is, the heterogeneous network system according to the present embodiment detects a terminal 10 whose throughput may vary greatly by predicting instability of the throughput of the
本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、データ通信を行おうとするアクセスポイント20−jから検出できる同じチャネルを用いるアクセスポイント20の数を、無線システム200のスループットの低下リスク情報として用いることができる。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、接続しようとするアクセスポイント20−jから検出できる同じチャネルを用いるアクセスポイント20に関する通信パケット占有率を、無線システム200のスループットの低下リスク情報として用いることができる。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、接続しようとするアクセスポイント20−jから検出できる同じチャネルを用いるアクセスポイント20のうち互いに検出できないアクセスポイント20の数を、無線システム200のスループットの低下リスク情報として用いることができる。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、端末10−k−iにおいて検出できるデータ通信を行おうとするアクセスポイント20−jと同じチャネルを用いるアクセスポイント20−j以外のアクセスポイント20の数を、無線システム200のスループットの低下リスク情報として用いることができる。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、データ通信を行おうとするアクセスポイント20−jにおいて検出できるが端末10−k−iで検出できないアクセスポイント20−jと同じチャネルを用いるアクセスポイント20の数を、無線システム200のスループットの低下リスク情報として用いることができる。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、端末10−k−iで検出可能だがデータ通信を行おうとするアクセスポイント20−jにおいて検出できないアクセスポイント20−jと同じチャネルを用いるアクセスポイント20の数を、無線システム200のスループットの低下リスク情報として用いることができる。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、端末10−k−iで検出できるアクセスポイント20のうち互いに検出できないアクセスポイント20の数を、無線システム200のスループットの低下リスク情報として用いることができる。
In the heterogeneous network system according to the present embodiment, the number of
端末10は、自端末の位置を示す位置情報を出力する位置情報出力部を有することもできる。情報整理部は、アクセスポイント20を表す情報を、端末10の位置情報に対応付けて記憶する。リスク評価部は、動作していない端末10の位置を示す位置情報に基づいて、推定結果に基づいて、低下リスクを評価する。
The terminal 10 can also include a position information output unit that outputs position information indicating the position of the terminal. The information organizing unit stores information representing the
第1端末情報出力部は、さらし端末問題や隠れ端末問題などの無線システム固有の問題や、他の電子機器による干渉信号、又は、レーダ検出によるチャネル移動により一定時間、端末10からの送受信が成功しない場合、データ通信を行う相手であるアクセスポイント20−jに対する不通情報(一定時間不通情報)を、基地局30に通知する。
情報整理部は、端末10からの不通情報及び原因情報を、アクセスポイント20−j毎に記憶する。記憶された不通情報は、無線システム200のアクセスポイント20−jのスループットが低下するリスクを示す情報として、用いることができる。
The first terminal information output unit succeeds in transmission and reception from the terminal 10 for a certain period of time due to radio system-specific problems such as exposed terminal problems and hidden terminal problems, interference signals from other electronic devices, or channel movement due to radar detection. If not, the
The information organizing unit stores the disconnection information and cause information from the terminal 10 for each access point 20-j. The stored non-communication information can be used as information indicating a risk that the throughput of the access point 20-j of the
親システム300は、端末10におけるアクセスポイント20からの信号の受信電力値、アクセスポイントの識別情報(ID)、利用可能な周波数帯域幅、及び、無線通信によりアクセスしている端末10の数のうち少なくとも一つに基づいて、又は、アクセスポイント20又は端末10において測定されたスループット実測値に基づいて、無線システム200の端末10におけるスループットの期待値を評価する無線システムスループット評価部を有する。基地局30は、無線システムスループット評価部による評価の結果と、リスク評価部による評価の結果と、を通知する評価通知部を有する。端末10は、評価通知部から通知された無線システムスループット評価部による評価の結果及びリスク評価の結果に基づいて、アクセスポイント20及び基地局30の少なくとも一方と通信するトラヒック選択部を有する。
The
[第2実施形態]
第2実施形態では、アクセスポイント20が親システム300と通信する点が、第1実施形態と相違する。第2実施形態では、第1実施形態との相違点についてのみ説明する。
[Second Embodiment]
The second embodiment is different from the first embodiment in that the
第2実施形態では、無線システム環境情報を収集する第3の方法を説明する。アクセスポイント20は、親システム300と直接通信することが可能である。また、アクセスポイント20は、基地局30を経由して親システム300と通信してもよい。また、アクセスポイント20は、他のネットワークを経由して親システム300と通信してもよい。
In the second embodiment, a third method for collecting wireless system environment information will be described. The
図10は、第2実施形態における、ヘテロジニアスネットワークシステムの構成を示す図である。第2実施形態では、親システム300は、アクセスポイント20で検出可能な無線システムの通信情報(AP周辺無線システム環境情報)、及び、アクセスポイント20におけるトラヒック情報を、アクセスポイント20から直接取得できるため、より正確な無線システム環境情報を収集することができる。AP周辺無線システム環境情報には、アクセスポイント20のトラヒック情報が含まれていてもよい。ここで、アクセスポイント20におけるAP周辺無線システム環境情報及びトラヒック情報のうち少なくとも一方をアクセスポイント20から収集する頻度と、端末10から端末周辺無線システム環境情報を収集する頻度とは、それぞれ独立に定めることができるものとする。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a heterogeneous network system in the second embodiment. In the second embodiment, the
親システム300は、端末周辺無線システム環境情報(例えば、図3を参照)を、無線システムをONにしている端末10から収集する。また、親システム300は、AP周辺無線システム環境情報を、少なくとも一つのアクセスポイント20から収集する。
The
図11は、第2実施形態における、アクセスポイント20から無線システム環境情報を取得する第3の方法の動作手順を示すフローチャートである。第3の方法は、第1の実施形態に示す第1の方法又は第2の方法と併用することができる。
FIG. 11 is a flowchart showing an operation procedure of the third method for acquiring the wireless system environment information from the
(ステップS100)アクセスポイント20−jは、アクセスポイント20の周辺の無線システムの通信情報(AP周辺無線システム環境情報)、及び、自装置の送受信のトラヒック情報の少なくとも一方を収集する。アクセスポイント20の周辺の無線システム通信の情報とは、例えば、検出できるアクセスポイント20のBSSIDや使用するチャネル、受信電力、配下の端末の数、又は、パケットの時間占有率の情報などである。自装置のトラヒック情報とは、例えば、アクセスポイント20−jが通信を行う端末の数、平均スループット、パケットの時間占有率、バッファに記憶する送受のパケット信号のデータ量、バッファにデータ量が残留する時間比率、バックホールの通信容量、不通情報、又は、それらの上下回線ごとの情報のうち少なくとも一つを含む情報である。
(Step S100) The access point 20-j collects at least one of communication information (AP peripheral wireless system environment information) of the wireless system around the
(ステップS101)これらの収集された情報は、無線又は有線の通信を介して、親システム300へ出力される。
(ステップS102)親システム300は、収集された情報を、AP周辺無線システム環境情報として記憶する。
(Step S101) The collected information is output to the
(Step S102) The
第2の実施形態で得られるアクセスポイント20の情報は、第1の実施形態の第2の方法でも得ることができるが、トラヒック情報を得ることができる点と頻度が、第2の方法とは異なる。第2の方法とどちらの頻度が高くなるかは利用形態によるため、一意には決まらないが、親システム300は、通信の負荷及び頻度に基づいて、第1実施形態の第2の方法と第2実施形態の第3の方法との少なくとも一方により、アクセスポイント20の情報を収集できる。
The information of the
本来、第2実施形態の第3の方法と、第1実施形態の第2の方法とでは、アクセスポイント20−jのAP周辺無線システム環境情報のアクセスポイント20−j(すなわち、自装置)に対応する平均受信電力は、測定できない。第1実施形態の第1の方法と、第1実施形態の第2の方法と、第2実施形態の第3の方法と、を併用する場合、親システム300は、アクセスポイント20−jのAP周辺無線システム環境情報のアクセスポイント20−j(すなわち自装置)に対応する平均受信電力を、非常に大きい値として定めることができる。例えば、親システム300は、アクセスポイント20から取得した情報の平均受信電力相当を、0[dBm]などと定義することで、式(3)のように、更新しきい値(判定しきい値)を経過時間毎に定義してもよい。
Originally, in the third method of the second embodiment and the second method of the first embodiment, the access point 20-j (that is, the own device) of the AP peripheral wireless system environment information of the access point 20-j is used. The corresponding average received power cannot be measured. When the first method of the first embodiment, the second method of the first embodiment, and the third method of the second embodiment are used in combination, the
また、第1実施形態に係る環境情報を推定する第1の方法とは異なり、親システム300は、BSSIDに関する情報の項目毎に、更新しきい値を定めることができる。親システム300は、周辺に設置された機器から検出可能なBSSIDや、そのBSSIDの平均受信電力など、時間的に変化が少ないものは、更新しきい値を時間経過に応じて減少させないようにする。一方、親システム300は、テザリング端末又はモバイルルータのBSSIDについては、更新しきい値を時間経過に応じて減少させ、平均受信電力が低い情報でも更新しやすくすることができる。
Also, unlike the first method for estimating environmental information according to the first embodiment, the
図12は、第1の方法と、第2の方法又は第3の方法と、を併用する場合を示すフローチャートである。ステップS900、ステップS901及びステップS902は、第1の方法と同様である。 FIG. 12 is a flowchart showing a case where the first method and the second method or the third method are used in combination. Steps S900, S901, and S902 are the same as in the first method.
(ステップS903)親システム300は、端末周辺無線システム環境情報を端末10から取得した際、BSSID及び端末周辺無線システム環境情報毎に、平均受信電力と更新しきい値とを比較する。親システム300は、対応する平均受信電力が更新しきい値に対して高いか否かを判定する。対応する平均受信電力が更新しきい値に対して高い場合(ステップS903:YES)、親システム300は、処理をステップS904に進める。対応する平均受信電力が更新しきい値に対して高くない場合(ステップS903:NO)、親システム300は、処理を終了する。
(ステップS904)親システム300は、無線システム環境情報の項目を、端末10から収集した端末周辺無線システム環境情報に基づいて更新する。親システム300は、処理をステップS903に戻す。
(Step S903) When the
(Step S904) The
図13は、第2実施形態における、アクセスポイント20から収集されたAP周辺無線システム環境情報及びトラヒック情報がBSSID毎に整理された無線システム環境情報の例を示す図である。親システム300は、端末10からの端末周辺無線システム環境情報と、アクセスポイント20からのAP周辺無線システム環境情報と、に基づいて、アクセスポイント20の無線システム環境情報を作成する。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of wireless system environment information in which AP peripheral wireless system environment information and traffic information collected from the
図13に示す無線システム環境情報では、「AP‐1」は、2[GHz]及び5[GHz]を同時に利用できるマルチキャリア・アクセスポイント(AP)であり、BSSID1及びBSSID2を有している。アクセスポイント20は、複数のBSSIDを有することができるので、端末10で測定した異なるBSSIDが、異なるアクセスポイント20に対応するとは限らない。
In the wireless system environment information shown in FIG. 13, “AP-1” is a multicarrier access point (AP) that can simultaneously use 2 [GHz] and 5 [GHz], and has BSSID1 and BSSID2. Since the
アクセスポイント20からの情報により、信号を受信して復号可能なBSSID情報の他に、図13に示すように、そのBSSIDに所属する端末10の数、バッファにデータが存在して送信待ちとなっているビジー状態の百分率、バックボーン回線のスループット容量などが収集可能である。
In addition to the BSSID information that can be received and decoded by the information from the
また、アクセスポイント20からの情報により、対象端末に対する平均受信電力、アップリンク回線の占有率、アプリケーション情報、端末のモビリティ情報、動的電波周波数選択(DFS:Dynamic Frequency Selection)バンドのレーダ検出情報、2[GHz]の他システム干渉検出情報、テザリング・モバイルルータAP観測情報、位置情報、通信利用パラメータ情報(変調方式と符号化率インデックス、MIMO通信空間多重数、マルチユーザMIMOモード利用情報、ショートガードインターバル利用情報、チャネルフィードバック方式情報など)、不通情報、並びに、これらの情報の時刻及び曜日特性情報などが収集可能である。また、アクセスポイント20は、ビジー率について、パケットの時間的占有率を端末10毎又はBSSID毎に推定し、推定結果を親システム300へ出力してもよい。
Further, based on information from the
親システム300は、図13に示す無線システム環境情報を、アクセスポイント20から直接得ることで、端末10から受信した端末周辺無線システム環境情報のBSSID毎に整理された無線システム環境情報(図4を参照)よりも、正確な無線システム環境情報とすることができる。
The
アクセスポイント20から収集される端末周辺無線システム環境情報は、必ずしもリアルタイムで収集できるとは限らない。このため、端末周辺無線システム環境情報において動的に変わりうるパラメータについては、信頼度は低い。例えば、数分〜数時間スケールで現れる、テザリング端末又はモバイルルータなどのアクセスポイント20として動作している装置、及び、チャネルを動的に変更するBSSIDを有する他のアクセスポイント20などについては、アクセスポイント20から収集したAP周辺無線システム環境情報は、端末10から収集した端末周辺無線システム環境情報よりも精度が低いと考えられる。
The terminal peripheral wireless system environment information collected from the
そこで、親システム300は、アクセスポイント20から受信したAP周辺無線システム環境情報が整理された無線システム環境情報(図13を参照)と、端末10から受信した端末周辺無線システム環境情報が整理された無線システム環境情報(図4を参照)と、を比較する。この比較により、親システム300は、周辺の無線システム通信環境の推定精度を向上させることができる。
Therefore, the
親システム300は、例えば、テザリング端末又はモバイルルータなどのアクセスポイント20(図13では、BSSID9及びBSSID10)の存在のずれ(相違)がある場合、及び、同じBSSIDに用いている周波数チャネルにずれがある場合、新しい端末周辺無線システム環境情報を優先する。
In the
アクセスポイント20から受信したAP周辺無線システム環境情報が整理された無線システム環境情報を示す表(図13を参照)では、アクセスポイント20‐1「AP‐1」の行において、BSSID7の利用チャネルは、100番(C100)となっている。一方、端末10から受信した端末周辺無線システム環境情報が整理された無線システム環境情報を示す表(図13を参照)では、BSSID7の利用チャネルは、120番(C120)となっている。端末10から受信した端末周辺無線システム環境情報が、アクセスポイント20から受信した端末周辺無線システム環境情報よりも新しい場合、親システム300は、端末10から受信した端末周辺無線システム環境情報に基づいて、無線システム環境情報におけるBSSID7の利用チャネルを100番とする。
In the table (see FIG. 13) showing the radio system environment information in which the AP peripheral radio system environment information received from the
図13では、テザリング端末又はモバイルルータが有するBSSID10は、新しい情報であり、端末10が受信している。このため、BSSID1及びBSSID2に基づいて現在ではBSSID10が検出される、と考えることができる。その他のBSSIDの観測情報や平均受信電力の値などは、アクセスポイント20で測定した結果が正確であるとしてもよい。
In FIG. 13, the
情報を結合する際、図4に示すBSSID毎に端末周辺無線システム環境情報を取得した端末10における平均受信電力の値と、端末周辺無線システム環境情報又はAP周辺無線システム環境情報を収集してから経過した時間と、に基づいて、図4に示す無線システム環境情報と、図13に示す無線システム環境情報と、を統合することもできる。 When combining the information, after collecting the value of average received power in the terminal 10 that acquired the terminal peripheral wireless system environment information for each BSSID shown in FIG. 4 and the terminal peripheral wireless system environment information or AP peripheral wireless system environment information Based on the elapsed time, the wireless system environment information shown in FIG. 4 and the wireless system environment information shown in FIG. 13 can be integrated.
端末周辺無線システム環境情報又はAP周辺無線システム環境情報を収集してから経過した時間を親システム300が正確に把握できるよう、端末10は、端末周辺無線システム環境情報を親システム300に出力する際、その端末周辺無線システム環境情報を推定した時刻を出力することができる。同様に、アクセスポイント20は、AP周辺無線システム環境情報を親システム300に出力する際、そのAP周辺無線システム環境情報を推定した時刻を出力することができる。
When the terminal 10 outputs the terminal peripheral wireless system environment information to the
また、親システム300は、推定した時刻を知らなくても、推定後ただちに情報を使ってフィードバックするなどして、端末周辺無線システム環境情報又はAP周辺無線システム環境情報を取得した時刻に基づいて、端末10又はアクセスポイント20が推定した時刻をおおよそ推定することもできる。
Further, even if the
端末周辺無線システム環境情報又はAP周辺無線システム環境情報を推定した時刻から現在までの経過時間Δtを推定できる場合、図3及び図13にそれぞれ示すように、無線システム環境情報には、収集した情報に基づいて、経過時間Δt[分]が含まれている。よって、親システム300は、リアルタイム性が求められる情報については、端末周辺無線システム環境情報及びAP周辺無線システム環境情報のうち、経過時間Δtが小さい方の情報を選択する。一方、親システム300は、リアルタイム性が求められない情報については、AP周辺無線システム環境情報、又は、平均受信電力が高い端末10から受信した端末周辺無線システム環境情報を、確からしい情報として選択できる。
When the elapsed time Δt from the time when the terminal peripheral wireless system environment information or the AP peripheral wireless system environment information is estimated to the present time can be estimated, the wireless system environment information includes the collected information as shown in FIGS. Is included in the elapsed time Δt [minutes]. Therefore, the
第1実施形態における無線システム環境情報を収集する第1の方法及び第2の方法と同様に、第2実施形態における無線システム環境情報を収集する第3の方法によっても、親システム300は、BSSID毎に整理された無線システム環境情報を作成する。
Similar to the first method and the second method for collecting the wireless system environment information in the first embodiment, the
図14は、第2実施形態における、更新された無線システム環境情報を示す図である。つまり、図14は、図4に示す無線システム環境情報が、図13に示す無線システム環境情報に基づいて更新された無線システム環境情報である。更新される箇所は、図14において、「BSSIDと同一」と記載されている。 FIG. 14 is a diagram illustrating the updated wireless system environment information in the second embodiment. That is, FIG. 14 is wireless system environment information in which the wireless system environment information shown in FIG. 4 is updated based on the wireless system environment information shown in FIG. The location to be updated is described as “same as BSSID” in FIG.
親システム300は、端末周辺無線システム環境情報を端末10から基地局30を介して取得できない場合、アクセスポイント20から受信したAP周辺無線システム環境情報のみに基づいて、無線システム環境情報を作成する。また、アクセスポイント20は、端末10により推定された端末周辺無線システム環境情報を受信し、端末10により推定された端末周辺無線システム環境情報として、親システム300に転送してもよい。
When the
親システム300は、図14の下段に追加された表のように、BSSIDの通信と同一チャネルにおけるビーコンなどの制御信号の数を、端末10又はアクセスポイント20から収集する。親システム300は、制御信号が全体時間に対してどの程度の送信時間を占めているかを、ビーコン数に基づいて推定することができる。
The
図15は、第2実施形態における、親システムの無線システム環境情報作成・更新部を示す図である。親システム300は、端末無線システム情報収集部100と、AP無線システム情報収集部101と、無線システム環境情報作成・更新部102とを有する。
FIG. 15 is a diagram illustrating a radio system environment information creation / update unit of the parent system in the second embodiment. The
端末無線システム情報収集部100は、通信可能な端末10から、端末周辺無線システム環境情報を収集する。AP無線システム情報収集部101は、AP周辺無線システム環境情報及びトラヒック情報のうち少なくとも一方を、通信可能なアクセスポイント20から収集する。無線システム環境情報作成・更新部102は、図4及び図13に示す無線システム環境情報を記憶する。また、無線システム環境情報作成・更新部102は、図4及び図13に示す無線システム環境情報を更新する。
The terminal radio system
端末無線システム情報収集部100、AP無線システム情報収集部101、及び、無線システム環境情報作成・更新部102は、親システム300に含まれるコンピュータに備えられる。また、端末無線システム情報収集部100、AP無線システム情報収集部101、及び、無線システム環境情報作成・更新部102は、親システム300に含まれる基地局30に備えられてもよい。また、端末無線システム情報収集部100、AP無線システム情報収集部101、及び、無線システム環境情報作成・更新部102は、データ通信を実行する基地局30とは別に制御信号を通信するマクロセル基地局に、備えられてもよい。
The terminal radio system
スループットが評価される対象エリアは、各機能ブロックが親システム300に備えられた場合、各機能ブロックがマクロセル基地局に備えられた場合、各機能ブロックが基地局30に備えられた場合の順に、小さくなる。スループットが評価される対象エリアが小さくなるに従い、無線システム200に含まれるアクセスポイント20と通信する全ての端末10のスループットを推定することは難しくなる。一方、スループットが評価される対象エリアが小さくなるに従い、無線システム環境情報を記憶する記憶部の容量を小さく構成することができる。端末周辺無線システム環境情報及びAP周辺無線システム環境情報を親システム300に出力する頻度及び通信ビット量は、スループットが評価される対象エリアが小さくなるに従い減少する。また、AP周辺無線システム環境情報及びトラヒック情報を親システム300に出力する頻度及び通信ビット量も、スループットが評価される対象エリアが小さくなるに従い減少する。
The target areas for which the throughput is evaluated are as follows: each functional block is provided in the
次に、スループットの不安定性として最低スループットを推定する方法を説明する。
親システム300は、式(1)に基づいて、スループットの期待値を評価する。親システム300は、測定されたスループットに基づいて、スループットの期待値を評価してもよい。親システム300は、信号を検出可能な範囲にいる他のアクセスポイント20から信号が占有する時間τpや、アクセス頻度が判らない場合でも、アクセス先のアクセスポイント20‐jのみを考慮して、スループットの期待値を評価する。
Next, a method for estimating the minimum throughput as the instability of the throughput will be described.
The
親システム300は、アプリケーションで用いられるデータパケット長τDと、SIFS(Short IFS)と、DIFS(Distributed Inter-Frame Space)と、ランダムアクセスのためのコンテンションウィンドウサイズの平均値などによる制御信号のオーバーヘッドτCWと、アクセスポイント20−pが一回の通信に占める時間長τpと、に基づいて、MAC効率ηjを算出する。MAC効率ηjは、式(7)により表される。
The
親システム300は、MAC効率ηjを式(1)に代入することにより、端末10‐k‐iの無線システムチャネルにおける推定スループットTk,i(スループットの期待値)を算出する。親システム300は、アクセスポイント20‐jと同じチャネルを用いているアクセスポイント20の数Ljで、MAC効率ηjを除算することにより、スループットの期待値を推定してもよい。
The
ユーザの満足度に深刻な影響を与える最低スループットやその頻度は、これらの方法で算出できない。これらスループットの期待値からスループットがどれだけ低下するか、及び、その頻度や持続時間が分かれば、親システム300は、ユーザの端末10の通信条件にスループットの期待値が適合するか否かを、予め判定することができる。
The minimum throughput and its frequency that seriously affect user satisfaction cannot be calculated by these methods. Knowing how much the throughput is reduced from the expected values of these throughputs and the frequency and duration, the
スループットの大きな低下を引き起こす要因には、(i)さらし端末問題、(ii)隠れ端末問題、(iii)テザリング端末又はモバイルルータによるアクセスポイント20の数の変化、(iv)レーダや他システムからの干渉、が挙げられる。
Factors that cause a significant decrease in throughput include (i) exposed terminal problem, (ii) hidden terminal problem, (iii) change in the number of
(i)さらし端末問題
親システム300は、同じ周波数チャネルを用いる複数の無線システム装置が存在し、それら複数の無線システム装置が互いに信号を検出可能か否かと、それら複数の無線システム装置がどの程度の時間で信号を送信するかとの情報に基づいて、さらし端末問題のリスクを判定する。以下、図14に示す無線システム環境情報に基づいて、下り回線と上り回線とに分けて説明する。
(I) Exposed terminal problem In the
<下り回線について>
図14では、端末10は、アクセスポイント20‐1「AP‐1」と、アクセスポイント20‐3「AP‐3」と、アクセスポイント20‐4「AP‐4」と、に接続している。このため、アクセスポイント20‐1、20‐3及び20‐4が受けている「さらし端末問題」の影響を考える。
<Downlink>
In FIG. 14, the terminal 10 is connected to an access point 20-1 “AP-1”, an access point 20-3 “AP-3”, and an access point 20-4 “AP-4”. Therefore, the influence of the “exposed terminal problem” experienced by the access points 20-1, 20-3, and 20-4 is considered.
図14では、同じチャネルを有するBSSIDが受信されると期待されるのは、BSSID1及びBSSID3である。BSSID1については、同じチャネルにBSSID9及びBSSID10が存在する。さらし端末問題は、互いに信号を検出可能であることが成立条件である。このため、BSSID1、BSSID9及びBSSID10を有するそれぞれのアクセスポイント20は、それぞれフルバッファ状態(ビジー状態)で常に送信を行うための信号を持っている状態であっても、周波数リソースがおよそ3分の1に振り分けられる。この場合、さらし端末問題による大きな問題は生じない。
In FIG. 14, it is BSSID1 and BSSID3 that are expected to receive BSSIDs having the same channel. For BSSID1, BSSID9 and BSSID10 exist on the same channel. The exposed terminal problem is a condition that the signals can be detected from each other. Therefore, each
次に、BSSID3を有するアクセスポイント20は、BSSID4を有するアクセスポイント20、及び、BSSID5を有するアクセスポイント20と、チャネルを共有している。BSSID4を有するアクセスポイント20と、BSSID5を有するアクセスポイント20とは、図14に示されているように、互いに信号を受信できない可能性が高い。
Next, the
つまり、BSSID4を有するアクセスポイント20は、BSSID5を有するアクセスポイント20から信号を受信することができない。また、BSSID5を有するアクセスポイント20は、BSSID4を有するアクセスポイント20から信号を受信することができない。したがって、BSSID4を有するアクセスポイント20と、BSSID5を有するアクセスポイント20とは、互いに独立に動作し、他方が信号を送信中でも自装置から信号を送信可能である。このため、BSSID3を有するアクセスポイント20が全くアクセスできない場合が考えられる。
That is, the
親システム300は、BSSID4を有するアクセスポイント20と、BSSID5を有するアクセスポイント20とが、どのくらいの長さのデータパケットを用いて、どの程度の頻度でフルバッファ状態での通信を行うかと、ビーコン(Beacon)数となどに基づいて、スループットが実際にどこまで低下し得るかを推定できる。
The
例えば、BSSID4を有するアクセスポイント20が80[%]、BSSID5を有するアクセスポイント20が70[%]の確率(アクセス確率)で送信を実行する場合、CSMA/CAにおいて、BSSID3を有するアクセスポイント20が送信権を取得する確率は、6[%](=20[%]×30[%])である。つまり、式(1)に値0.06を乗算したものが、最小スループットとなる。
For example, when the
ビーコンなどの制御信号が、BSSID3を有するアクセスポイント20から数多く受信されている場合、BSSID4を有するアクセスポイント20と、BSSID5を有するアクセスポイント20とのアクセス確率を下げるスループットは、BSSID4を有するアクセスポイント20と、BSSID5を有するアクセスポイント20との通信状況に依存する。このため、スループットの推定は困難である。
When many control signals such as beacons are received from the
親システム300は、BSSID3を有するアクセスポイント20の下り回線において、急激なスループット低下が生じ得ることを確認できる。親システム300は、アクセスポイント20‐jとの下り回線通信を実行している端末10に、スループットが低下したタイミング及び持続時間を報告させる。
The
親システム300は、急激なスループット低下が生じ得る場合、アクセスポイント20‐jのチャネルを変更させる。また、親システム300は、スループットが低下する原因となっているBSSID4を有するアクセスポイント20における送信権の取得頻度を低下させる。また、親システム300は、コンテンションウィンドウサイズを増やす。また、親システム300は、BSSID4を有するアクセスポイント20に対して、無送信時間区間を指定する。
The
<上り回線について>
図14について、端末10が通信相手とするアクセスポイント20と、そのアクセスポイント20と同じチャネルを用いる他のBSSIDを有するアクセスポイント20とが、互いに信号を検出可能となっているか否かを確認する。
<About Uplink>
Referring to FIG. 14, it is confirmed whether or not the
端末10‐1‐3と、端末10‐1‐4とが、BSSID3を有するアクセスポイント20にそれぞれ接続したものとする。端末10‐1‐3は、BSSID4を有するアクセスポイント20からの信号と、BSSID5を有するアクセスポイント20からの信号とを検出可能であるため、アクセス権を取得しづらくなると考えられる。一方、端末10‐1‐4は、BSSID4を有するアクセスポイント20からの信号のみを検出可能であるため、アクセス権を取得しづらくならないと考えられる。
It is assumed that the terminal 10-1-3 and the terminal 10-1-4 are connected to the
よって、端末10‐1‐3は、上り回線及び下り回線ともに、スループットが低下するリスクがあるといえる。親システム300は、他のBSSIDを有するアクセスポイント20と通信するよう、端末10‐1‐3に指示する。
Therefore, it can be said that the terminal 10-1-3 has a risk that the throughput decreases in both the uplink and the downlink. The
図16は、第2実施形態における、下り回線スループットを評価する動作手順を示すフローチャートである。つまり、図16は、さらし端末問題による下り回線スループット低下を検出する動作手順を示すフローチャートである。 FIG. 16 is a flowchart illustrating an operation procedure for evaluating downlink throughput in the second embodiment. That is, FIG. 16 is a flowchart showing an operation procedure for detecting a decrease in downlink throughput due to an exposed terminal problem.
(ステップS301)親システム300は、端末10‐k‐iがアクセスしようとするアクセスポイント20のBSSIDと同じチャネルを用いているアクセスポイント20から検出可能である他のBSSIDを抽出する。
(Step S301) The
(ステップS302)親システム300は、抽出された他のBSSIDの数が一つ以下であるか否かを判定する。抽出された他のBSSIDの数が一つ以下である場合(ステップS302:YES)、親システム300は、ステップS305に処理を進める。一方、抽出された他のBSSIDの数が二つ以上である場合(ステップS302:NO)、親システム300は、ステップS303に処理を進める。
(Step S302) The
(ステップS303)親システム300は、抽出されたBSSIDの情報を参照し、互いに信号を検出可能であるか否かを判定する。互いに信号を検出可能である場合(ステップS303:YES)、親システム300は、ステップS305に処理を進める。一方、互いに信号を検出可能でない場合(ステップS303:NO)、親システム300は、ステップS304に処理を進める。
(Step S303) The
(ステップS304)親システム300は、抽出したBSSIDを有するアクセスポイント20からの下り回線通信において、さらし端末問題による大きなスループット低下が起こり得ると判定する。親システム300は、抽出されたBSSIDを有するアクセスポイント20に対する端末10‐k‐iからのアクセスに対し、さらし端末問題によるスループット低下を示すフラグ情報を有効にする。親システム300は、具体的な最低スループットを、他のBSSIDを有するアクセスポイント20の通信状況に基づいて推定する。
(Step S304) In the downlink communication from the
(ステップS305)親システム300は、抽出されたBSSIDを有するアクセスポイント20の下り回線に対し、安定した通信が可能であると判定する。同じBSSIDが存在する分だけ、周波数リソースの配分比が減るものの、そのチャネルにおけるBSSIDと、配下の端末10の数とに基づいて推定可能なスループットが期待される。
(Step S305) The
図17は、第2実施形態における、上り回線スループットを評価する動作手順を示すフローチャートである。つまり、図16は、さらし端末問題による上り回線スループット低下を検出する動作手順を示すフローチャートである。 FIG. 17 is a flowchart showing an operation procedure for evaluating uplink throughput in the second embodiment. That is, FIG. 16 is a flowchart showing an operation procedure for detecting a decrease in uplink throughput due to an exposed terminal problem.
(ステップS401)親システム300は、端末10‐k‐iがアクセスしようとするアクセスポイント20のBSSIDと同じチャネルを用いているアクセスポイント20から検出可能である他のBSSIDを抽出する。
(Step S401) The
(ステップS402)親システム300は、抽出された他のBSSIDの数が一つ以下であるか否かを判定する。抽出された他のBSSIDの数が一つ以下である場合(ステップS402:YES)、親システム300は、ステップS405に処理を進める。一方、抽出された他のBSSIDの数が二つ以上である場合(ステップS402:NO)、親システム300は、ステップS403に処理を進める。
(Step S402) The
(ステップS403)親システム300は、抽出されたBSSIDの情報を参照し、互いに信号を検出可能であるか否かを判定する。互いに信号を検出可能である場合(ステップS403:YES)、親システム300は、ステップS405に処理を進める。一方、互いに信号を検出可能でない場合(ステップS403:NO)、親システム300は、ステップS404に処理を進める。
(Step S403) The
(ステップS404)親システム300は、抽出したBSSIDを有するアクセスポイント20からの上り回線通信において、さらし端末問題による大きなスループット低下が起こり得ると判定する。親システム300は、抽出されたBSSIDを有するアクセスポイント20に対する端末10‐k‐iからのアクセスに対し、さらし端末問題によるスループット低下を示すフラグ情報を有効にする。親システム300は、具体的な最低スループットを、他のBSSIDを有するアクセスポイント20の通信状況に基づいて推定する。
(Step S404) The
(ステップS405)親システム300は、抽出されたBSSIDを有するアクセスポイント20の上り回線に対し、安定した通信が可能であると判定する。同じBSSIDが存在する分だけ、周波数リソースの配分比が減るものの、そのチャネルにおけるBSSIDと、配下の端末10の数とに基づいて推定可能なスループットが期待される。
(Step S405) The
図16及び図17において、下り回線と上り回線とに分けて説明したが、RTS/CTS(request to send / clear to send)の交換の場合、図16については、上り回線でRTS/CTSを用いる場合に、CTSが返ってこない問題に置き換えられてもよい。また、図17については、下り回線でRTS/CTSを用いる場合に、CTSが返ってこない問題に置き換えられてもよい。 16 and 17, the downlink and uplink have been described separately, but in the case of RTS / CTS (request to send / clear to send) exchange, RTS / CTS is used on the uplink for FIG. In some cases, it may be replaced with a problem that CTS does not return. In addition, FIG. 17 may be replaced with a problem that CTS does not return when RTS / CTS is used in the downlink.
(ii)隠れ端末問題
親システム300は、端末10‐k‐iと、その接続先であるアクセスポイント20とで、接続先であるアクセスポイント20のBSSIDで用いているチャネルにおいて、検出可能なBSSIDが一致するか否かを判定する。
(Ii) Hidden terminal problem The
端末10‐k‐iと、その接続先であるアクセスポイント20とで、検出可能なBSSIDが一致しない場合、余分なBSSIDを検出可能でない装置から、余分なBSSIDを検出可能である装置への通信において、隠れ端末問題が生じる可能性がある。
If the detectable BSSID does not match between the terminal 10-ki and the
一致しないBSSIDが通信される頻度が所定頻度よりも大きい場合、RTS/CTS信号を用いることで、隠れ端末問題が解決される可能性がある。しかし、一致しないBSSIDがフルバッファ状態のように常に送信され続けている場合には、CTSを送信することができないため、隠れ端末は解決されない可能性がある。 When the frequency with which non-matching BSSIDs are communicated is greater than a predetermined frequency, the hidden terminal problem may be solved by using the RTS / CTS signal. However, if a non-matching BSSID is always transmitted as in the full buffer state, the CTS cannot be transmitted, so the hidden terminal may not be resolved.
図18は、第2実施形態における、隠れ端末問題を検出する動作手順を示すフローチャートである。つまり、図18は、隠れ端末問題によるスループット低下を検出する動作手順を示すフローチャートである。 FIG. 18 is a flowchart illustrating an operation procedure for detecting a hidden terminal problem in the second embodiment. That is, FIG. 18 is a flowchart showing an operation procedure for detecting a decrease in throughput due to the hidden terminal problem.
(ステップS501)親システム300は、端末10‐k‐iがアクセスしようとしているアクセスポイント20のBSSIDが通信に用いられているチャネルと同じチャネルにおいて、そのアクセスポイント20が検出可能な他のBSSIDと、端末10‐k‐iが検出可能な他のBSSIDと、を抽出する。
(Step S501) The
(ステップS502)親システム300は、抽出したBSSID同士が一致するか否かを判定する。抽出したBSSID同士が一致する場合(ステップS502:YES)、親システム300は、処理をステップS505に進める。一方、抽出したBSSID同士が一致しない場合(ステップS502:NO)、親システム300は、処理をステップS503に進める。
(Step S502) The
(ステップS503)親システム300は、余分な他のBSSIDをいずれの装置が検出可能かを判定する。余分なBSSIDを端末10‐k‐iが検出可能である場合(ステップS503:端末10‐k‐i)、親システム300は、処理をステップS507に進める。余分なBSSIDをアクセスポイント20が検出可能である場合(ステップS503:BSSID)、親システム300は、処理をステップS504に進める。余分なBSSIDを端末10‐k‐i及びアクセスポイント20が検出可能である場合(ステップS503:両方)、親システム300は、処理をステップS506に進める。
(Step S503) The
(ステップS504)親システム300は、端末10‐k‐iからアクセスポイント20への上り回線通信における送信パケットが、一致しない他のBSSIDを有するアクセスポイント20からの送信パケットと衝突するリスクが生じると判定する。端末10は、RTS信号を送信し、所定のBSSIDを有するアクセスポイント20からCTSを取得することで、スループットの低下を防ぐことができる可能性がある。
(Step S504) When the
(ステップS505)親システム300は、所定のBSSIDを有するアクセスポイント20との通信で、隠れ端末問題によるスループットが低下するリスクは低い、と判定する。
(Step S505) The
(ステップS506)親システム300は、端末10‐k‐iと、所定のBSSIDを有するアクセスポイント20との間の上り回線及び下り回線で、パケット衝突のリスクが生じると判定する。端末10‐k‐iと、所定のBSSIDを有するアクセスポイント20とは、RTS/CTSによる通信を行うことで、スループットの低下を防ぐことができる可能性がある。
(Step S506) The
(ステップS507)親システム300は、アクセスポイント20から端末10‐k‐iへの下り回線通信における送信パケットが、一致しない他のBSSIDを有するアクセスポイント20からの送信パケットと衝突するリスクが生じると判定する。所定のBSSIDを有するアクセスポイント20は、RTS信号を送信し、端末10からCTSを取得することで、スループットの低下を防ぐことができる可能性がある。
(Step S507) When the
ただし、一致しないBSSIDを有するアクセスポイント20がフルバッファに近い状態で常に送信しようとしている場合、所定のBSSIDを有するアクセスポイント20は、RTS/CTSを行う際にCTSを送信できず、MAC効率をさらに低下させてしまう場合がある。このため、親システム300は、一致しないBSSIDを有するアクセスポイント20のトラヒックに応じて、RTS/CTSの利用を判定することもできる。
However, if an
(i)さらし端末問題、及び、(ii)隠れ端末問題では、実際に生じているトラヒックは、大きな影響を受ける。つまり、隠れ端末となる条件、又は、さらし端末となる条件が成立していたとしても、それらの問題を引き起こす無線システム装置が、その瞬間に通信を行っていなければ、アクセス権の取得が困難になることはない。また、隠れ端末となる条件、さらし端末となる条件が成立していたとしても、それらの問題を引き起こす無線システム装置が、その瞬間に通信を行っていなければ、パケット衝突を引き起こすこともない。 In (i) the exposed terminal problem and (ii) the hidden terminal problem, the traffic actually generated is greatly affected. In other words, even if the condition to become a hidden terminal or the condition to become an exposed terminal is established, it is difficult to obtain access rights unless the wireless system device that causes these problems is communicating at that moment. Never become. Further, even if the condition for becoming a hidden terminal and the condition for becoming an exposed terminal are satisfied, if the wireless system device causing these problems is not performing communication at that moment, packet collision will not occur.
よって、親システム300は、周辺のアクセスポイント20のトラヒックの傾向について記憶することで、(i)さらし端末問題、及び、(ii)隠れ端末問題による、現時点でのスループットの低下が生じるか否かを、評価することができる。
Therefore, the
図19は、第2実施形態における、アクセスポイント20から収集されたAP周辺無線システム環境情報がBSSID毎に整理された無線システム環境情報である。親システム300は、曜日(平日、土曜、日曜)に分けて、時間帯あたりのトラヒック傾向を、無線システム環境情報として記憶している。また、親システム300は、周辺のチャネルについて、無線通信パケットの時間占有率を、値0.0から1.0までの0.1単位で評価し、評価結果を無線システム環境情報として記憶している。
FIG. 19 is wireless system environment information in which AP peripheral wireless system environment information collected from the
親システム300は、端末10から端末周辺無線システム環境情報を収集し、サーバ装置の記憶部に記憶させる。親システム300は、AP周辺無線システム環境情報を、アクセスポイント20から収集し、サーバ装置の記憶部に記憶させる。
The
親システム300は、「さらし端末問題」又は「隠れ端末問題」を引き起こしているアクセスポイント20のトラヒックが多い場合、すなわち、アクセスポイント20の時間占有率が高い場合、大きなスループット低下が生じやすいとして、リスクを大きく評価する。(図16のステップS304、又は、図17のステップS404を参照)。一方、親システム300は、「さらし端末問題」又は「隠れ端末問題」を引き起こしているアクセスポイント20のトラヒックが少ない場合、すなわち、アクセスポイント20の時間占有率が低い場合、大きなスループット低下が生じにくいとして、リスクを小さく評価する。
When the
(iii)テザリング端末又はモバイルルータによるアクセスポイント20の数の変化
図14では、テザリング端末又はモバイルルータと考えられるアクセスポイント20のBSSIDは、BSSID9とBSSID10である。図14では、チャネル1(C1)、つまり、2[GHz]であるチャネル1〜13まで用いたテザリング端末及びモバイルルータのみが示されている。テザリング端末及びモバイルルータは、5[GHz]の利用も開始しており、今後増加することが予想される。よって、限定された時間で現れるテザリング端末及びモバイルルータの数、並びに、テザリング端末及びモバイルルータが引き起こすリスクは、考慮される必要がある。
(Iii) Change in Number of
親システム300は、現れたテザリング端末又はモバイルルータが、「さらし端末問題」又は「隠れ端末問題」を引き起こした場合、「さらし端末問題」又は「隠れ端末問題」を引き起こしたことを示す情報を、通常とは別の情報として保持する。例えば、親システム300は、図14に示す無線システム環境情報を更新する際、テザリング端末及びモバイルルータの数、チャネル情報、又は、引き起こされた問題が「さらし端末問題」若しくは「隠れ端末問題」のいずれであるかを示す情報を記憶する。
When the
親システム300は、時間帯、日付、曜日などに基づいて無線システム環境情報から特徴量を抽出することで、チャネル及び位置毎に、所定のBSSIDを有するアクセスポイント20と通信する際のリスクを判定する。問題を引き起こしているテザリング端末又はモバイルルータが、親システム300と接続している場合、親システム300は、図14に示す無線システム環境情報に基づいて、テザリング端末及びモバイルルータの動作をどのチャネルで行うべきかを指定する。
The
親システム300は、テザリング端末又はモバイルルータと、親システム300とが接続されている場合、トラヒックをリアルタイムに把握できるため、親システム300に接続している端末10によるスループットへの影響を、予め推定できる。ここで、テザリング端末又はモバイルルータが、「さらし端末問題」又は「隠れ端末問題」により、他の端末のスループットの低下の一因となっている場合、親システム300は、親システム300からテザリング端末又はモバイルルータへのデータ送信を制限する。また、親システム300は、テザリング端末又はモバイルルータから影響を受けている端末10を、親システム300との通信、又は、他のBSSIDを有するアクセスポイント20との通信に切り替える。
Since the
図20は、第2実施形態における、テザリング端末及びモバイルルータを検出する動作手順を示すフローチャートである。テザリング端末及びモバイルルータを検出する場合、トリガは、第1のトリガと、第2のトリガとの二つがある。第1のトリガは、無線システム機能を有効にしたアクセスポイント20又は端末10が主体となるトリガである。
FIG. 20 is a flowchart illustrating an operation procedure for detecting a tethering terminal and a mobile router in the second embodiment. When detecting a tethering terminal and a mobile router, there are two triggers: a first trigger and a second trigger. The first trigger is a trigger mainly composed of the
(ステップS601)アクセスポイント20又は端末10は、BSSIDを検出する。
(ステップS602)アクセスポイント20又は端末10は、親システム300に前回までに通知したBSSIDと、今回検出したBSSIDとが異なっているか否かを判定する。BSSIDが異なっている場合(ステップS602:YES)、アクセスポイント20又は端末10は、処理をステップS603に進める。一方、BSSIDが同じである場合(ステップS602:NO)、アクセスポイント20又は端末10は、テザリング端末及びモバイルルータを検出する処理を終了する。
(Step S601) The
(Step S602) The
(ステップS603)アクセスポイント20又は端末10は、今回検出したBSSIDを、親システム300に通知する。アクセスポイント20又は端末10は、今回検出したBSSIDを、動的BSSID情報として記憶する。
(Step S603) The
第2のトリガは、親システム300が主体となるトリガである。
(ステップS604)親システム300は、BSSID情報を含むAP周辺無線システム環境情報及びトラヒック情報のうち少なくとも一方を、特定のアクセスポイント20から定期的に取得する。親システム300は、BSSID情報を含む端末周辺無線システム環境情報を、特定のアクセスポイント20及び端末10から定期的に取得する。例えば、親システム300は、予め定められたタイミングとなった場合、特定のアクセスポイント20及び端末10に、BSSID情報を要求する。親システム300は、取得したBSSID情報含む無線システム環境情報を、記憶部に記憶させる。親システム300は、処理をステップS603に進める。
The second trigger is a trigger mainly composed of the
(Step S604) The
(iv)レーダや他システムからの干渉
5[GHz]におけるDFSバンドのレーダ検出や、2[GHz]における電子レンジ又はブルートゥース(登録商標)等による他システム干渉も、予期しないスループット低下を引き起こす。親システム300は、これらレーダや他システムからの干渉を表す情報についても、時間帯、日付、曜日毎に発生頻度及び持続時間を記憶する。所定のBSSIDを有するアクセスポイント20と、レーダや他システムが利用しているチャネルで通信してしまうリスクを、判定することができる。
(Iv) Interference from Radar and Other Systems Radar detection of the DFS band at 5 [GHz] and other system interference due to microwave oven or Bluetooth (registered trademark) at 2 [GHz] also cause unexpected throughput reduction. The
無線システム環境情報の収集源が端末10である場合、すなわち、端末周辺無線システム環境情報を収集する場合、判定の基準には、レーダや他システムの信号を識別する機能は必要ない。親システム300は、チャネル変更の通知があったことを示す情報を、端末10がアクセスポイント20から受信することにより、他システムからの干渉を推定する。また、親システム300は、無線システムパケットと判定できない信号が一定レベル以上の電力で継続的に受信されていることを示す情報を、端末10がアクセスポイント20から受信することにより、他システムからの干渉を推定してもよい。
When the collection source of the radio system environment information is the terminal 10, that is, when the terminal peripheral radio system environment information is collected, a function for identifying signals of radar and other systems is not necessary for the determination criterion. The
親システム300は、無線システム環境情報の収集源がアクセスポイント20である場合、すなわち、AP周辺無線システム環境情報及びトラヒック情報のうち少なくとも一方を収集する場合、チャネル変更の通知があったことを示す情報を、アクセスポイント20から受信することにより、レーダを検出した干渉を推定する。また、親システム300は、無線システムパケットと判定できない信号が一定レベル以上の電力で継続的に受信されていることを示す情報を、アクセスポイント20から受信することにより、レーダを検出した干渉を推定してもよい。この場合、親システム300は、レーダの検出に伴うチャネルの移動や復帰の処理を実行しているアクセスポイント20に対応付けたフラグ情報を更新することにより、そのアクセスポイント20への新規のアクセスを止めるよう、端末10を制御してもよい。
When the collection source of the radio system environment information is the
図21は、第1実施形態及び第2実施形態における、さらし端末問題、隠れ端末問題、レーダからの干渉、他システムからの干渉、テザリング端末又はモバイルルータからの干渉による通信の不通によるリスクを評価する動作手順を示すフローチャートである。端末10は、無線システム200との通信を開始する。
FIG. 21 evaluates risks due to communication failure due to exposed terminal problem, hidden terminal problem, interference from radar, interference from other systems, interference from tethering terminal or mobile router in the first and second embodiments. It is a flowchart which shows the operation | movement procedure to perform. The terminal 10 starts communication with the
(ステップS701)アクセスポイント20−j、又は、アクセスポイント20−jとデータ通信を行う端末10−k−iは、アクセスポイント20−jと端末10−k−iとの間の上り回線又は下り回線に、著しいスループットの低下又は不通状態が生じた場合(ステップS701:YES)、親システム300は、処理をステップS702に進める。一方、無線システム200における不通状態が発生していない場合(ステップS701:NO)、無線システム200における通信が続く限りS701を繰り返す。
(Step S701) The access point 20-j or the terminal 10-ki that performs data communication with the access point 20-j is an uplink or downlink between the access point 20-j and the terminal 10-ki. If a significant drop in throughput or a disconnection state occurs on the line (step S701: YES), the
(ステップS702)アクセスポイント20−j又は端末10−k−iは、スループットが低下したことを示す情報、又は、不通となったことを示す情報を、親システム300に通知する。アクセスポイント20−jがチャネルを移動する場合、移動先チャネルを親システム300へ通知することもできる。また、レーダからの干渉である場合、レーダ観測の持続時間及び観測チャネルを示す情報を付加することもできる。これらの情報は、図19に示すように、時間帯毎に整理される。
(Step S702) The access point 20-j or the terminal 10-ki notifies the
図22は、第1実施形態及び第2実施形態における、端末10の主導でトラヒック選択を実行するヘテロジニアスネットワークシステムの構成を示す図である。親システム300は、無線システム通信リスク評価部206と、無線システム環境情報記憶部205とを有する。基地局30‐kは、リスク通知部201と、無線システム環境情報取得部204とを有する。端末10‐k‐iは、通信形態決定部202と、無線システム環境情報出力部203と、トラヒック選択部207と、端末通信形態情報出力部208を有する。
FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration of a heterogeneous network system that performs traffic selection under the initiative of the terminal 10 in the first embodiment and the second embodiment. The
端末10‐k‐iの無線システム環境情報出力部203は、端末10‐k‐iが検出した端末周辺無線システム環境情報を、親システム300と通信する基地局30‐kに、無線通信により出力する。基地局30‐kの無線システム環境情報取得部204は、受信した端末周辺無線システム環境情報に基づいて無線システム環境情報を作成し、作成した無線システム環境情報を、親システム300の無線システム環境情報記憶部205に出力する。
The wireless system environment
親システム300の無線システム通信リスク評価部206は、無線システム環境情報記憶部305に記憶された無線システム環境情報に基づいて、無線システム200の対応するアクセスポイント20−jと端末10−k−iと間のスループットの低下リスクを評価する。無線システム通信リスク評価部206は、スループットの低下リスクの評価結果を、基地局30‐kのリスク通知部201に出力する。リスク通知部201は、スループットの低下リスクの評価結果を、端末10‐k‐iに出力する。
Based on the wireless system environment information stored in the wireless system environment
端末10‐k‐iのトラヒック選択部207は、スループット低下リスクの評価結果に基づいて、アクセスポイント20及び基地局30のうち少なくとも一方を接続先として決定する。トラヒック選択部207の決定に基づき、通信形態決定部は、アクセスポイント20及び基地局30のうち、選択された接続先とのデータ通信を行う。ここで、トラヒック選択部において、端末通信形態情報出力部から端末10−k−iが用いるアプリケーション情報をトラヒック選択の判定に用いることができる。例えば、データ通信の不通や急激なトラヒック低下を許容できないアプリケーションにおいて、無線システムのリスクが少しでもある場合には、無線システム200単独での通信を避ける判断をすることができる。つまり、リアルタイム性が重要であり且つ瞬断を許容できないアプリケーションを利用しないよう制御する。リアルタイム性が重要であり且つ瞬断を許容できないアプリケーションは、例えば、通話、テレビ通話、電話会議又はオンラインゲームである。さらに、端末10‐k‐iが検出した端末周辺無線システム環境情報、又は、端末10‐k‐iの親システム300との契約形態も考慮して、トラヒック選択部207はデータ通信相手(接続先)を決定できる。
The
図23は、第1実施形態及び第2実施形態における、無線システム200の主導でトラヒック選択を実行するヘテロジニアスネットワークシステムの構成を示す図である。親システム300は、無線システム通信リスク評価部306と、無線システム環境情報記憶部205とを有する。アクセスポイント20は、端末通信形態情報出力部307を有する。基地局30‐kは、トラヒック選択部301と、無線システム環境情報取得部304とを有する。端末10‐k‐iは、通信形態決定部302と、無線システム環境情報出力部303とを有する。
FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration of a heterogeneous network system that performs traffic selection under the initiative of the
端末10‐k‐iの無線システム環境情報出力部303は、端末10‐k‐iが検出した端末周辺無線システム環境情報を、親システム300と通信する基地局30‐kに、無線通信により出力する。基地局30‐kの無線システム環境情報取得部304は、受信した端末周辺無線システム環境情報に基づいて無線システム環境情報を作成し、作成した無線システム環境情報を、親システム300の無線システム環境情報記憶部305に出力する。
The wireless system environment
無線システム200の端末通信形態情報出力部307は、アクセスポイント20が検出したAP周辺無線システム環境情報を、親システム300の無線システム通信リスク評価部306に出力する。無線システム通信リスク評価部306は、受信したAP周辺無線システム環境情報に基づいて、無線システム環境情報記憶部305に記憶されている無線システム環境情報を更新する。
The terminal communication form
親システム300の無線システム通信リスク評価部306は、無線システム環境情報記憶部305に記憶された無線システム環境情報に基づいて、基地局30‐k無線システム200のスループットの低下リスクを評価する。無線システム通信リスク評価部306は、スループットの低下リスクの評価結果を、基地局30‐kのトラヒック選択部301に出力する。トラヒック選択部301は、スループットの低下リスクの評価結果に基づいて、親システム300及び無線システム200の少なくとも一方を接続先として選択する。トラヒック選択部301は、選択した接続先を示す情報を、端末10‐k‐iに出力する。
The radio system communication
端末10‐k‐iの通信形態決定部202は、トラヒック選択部301が選択した接続先を示す情報に基づいて、親システム300及び無線システム200の少なくとも一方を接続先として選択する。
The communication
これにより、親システム300は、親システム300の回線がひっ迫したことにより、いずれかの端末10を無線システム200にオフロードしなければならない場合、どの端末10を無線システム200との通信に切り替えるべきかを、判定することができる。また、親システム300は、無線システム200との通信によるスループットの低下リスクが小さい端末10を、無線システム200との通信に切り替えることができる。また、親システム300は、無線システム200との通信によるスループットの低下リスクが高い端末10には、無線システム200との通信と、親システム300との通信と、を併用させることにより、急激なスループットの低下をさせないようにすることもできる。
As a result, the
以上のように、アクセスポイント20は、他のアクセスポイント20を表す情報を取得する第2周辺情報収集部と、他のアクセスポイント20を表す情報を、無線通信により出力する第2端末情報出力部と、を有する。親システム300の情報収集部は、他のアクセスポイント20を表す情報を、第2端末情報出力部から収集する。親システム300の情報整理部は、記憶した他のアクセスポイント20を表す情報を、端末周辺無線システム環境情報及びAP周辺無線システム環境情報に基づいて更新する。
As described above, the
これにより、親システム300は、端末周辺無線システム環境情報に相当するAP周辺無線システム環境情報を、アクセスポイント20から直接取得できるため、より正確な無線システム環境情報を作成することができる。
Thereby, since the
以下、図33に示したシミュレーション諸元を用い、各部屋の中心にアクセスポイント20を設置した場合における、無線システム200のスループット不安定性評価の効果を示す。
Hereinafter, the effect of evaluating the throughput instability of the
親システム300における無線LAN環境情報を用い、端末10のうち、安定したスループットが得られるものを選び出す効果を評価した。シミュレーション諸元は、図33を用いて示した諸元と同じであり、100部屋にアクセスポイント20を1台ずつ、計100台のアクセスポイント20と、各部屋2台の計200台の端末10とで、スループットを評価した。
Using the wireless LAN environment information in the
まず、最も簡単なシナリオとして、AP周辺無線システム環境情報における端末10‐k‐iが、データ通信を行おうとするアクセスポイント20−jから検出されている、同じチャネルの他のアクセスポイント20の数により、不安定性を評価した結果を示す。
First, as the simplest scenario, the number of
図24は、第1実施形態及び第2実施形態における、生成パケットレート20[Mbps]の場合、AP周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数で制限する制御によるスループット特性を示す図である。 FIG. 24 is a diagram illustrating throughput characteristics by control in which the number of access points on the same channel in the AP peripheral wireless system environment information is limited when the generated packet rate is 20 [Mbps] in the first embodiment and the second embodiment. .
同じチャネルの他のアクセスポイント数が多いほど、不安定と評価する。このため、親システム300の無線システム通信リスク評価部206又は無線システム通信リスク評価部306は、他のアクセスポイント数がある一定の値以下となるアクセスポイント20にアクセスする端末10を、安定するスループットが期待できる端末10である評価する。
The more access points on the same channel, the more unstable it is evaluated. For this reason, the radio system communication
RTS/CTSを用いない場合(実線)と、用いる場合(点線)とのいずれでも、他のアクセスポイント数が少ないアクセスポイント20に対応する端末10は、低スループットとなる端末10の確率を低下させることができる。
Whether the RTS / CTS is not used (solid line) or used (dotted line), the terminal 10 corresponding to the
特に、RTS/CTSを用いる場合の方が、効果は大きい。今回のシミュレーション諸元では、他のアクセスポイント数が3以下、2以下、1以下、及び、0の場合で、それぞれ選択された端末10の数の割合は、82.0[%]、64.0[%]、34.2[%]、9.2[%]であった。
In particular, the effect is greater when RTS / CTS is used. In this simulation specification, when the number of other access points is 3 or less, 2 or less, 1 or less, and 0, the ratio of the number of selected
アクセスポイント20から周囲のアクセスポイント20が見えない(他のアクセスポイント数が0)との条件である場合、端末10が「隠れ端末問題」や「さらし端末問題」の条件になっていることにより、スループットの低下が生じている。また、アクセスポイント20から周囲のアクセスポイント20が見えないとの条件である場合、他の端末10から送信されるACKやCTS信号が、パケット衝突やNAV(Network allocation vector)の設定になっていることにより、スループットの低下が生じている。
When it is a condition that the surrounding
アクセスポイント20で聞こえる他のアクセスポイント20の数を1以下とした場合、10[%]アウテッジのスループットは、RTS/CTS無しで、4.3[Mbps]であった。一方、アクセスポイント20で聞こえる他のアクセスポイント20の数を1以下とした場合、10[%]アウテッジのスループットは、RTS/CTS有りで、8.6[Mbps]であった。
When the number of
アクセスポイント20で聞こえる他のアクセスポイント20の数を0とした場合、10[%]アウテッジのスループットは、RTS/CTS無しで、7.3[Mbps]であった。一方、アクセスポイント20で聞こえる他のアクセスポイント20の数を0とした場合、10[%]アウテッジのスループットは、RTS/CTS有りで、15.9[Mbps]であった。
When the number of
図25は、第1実施形態及び第2実施形態における、生成パケットレート80[Mbps]の場合、AP周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数で制限する制御によるスループット特性を示す図である。この場合も同様に、他のアクセスポイント20の数をある程度以下とすることで、スループットを大きく低下させない端末10を選択可能である。
FIG. 25 is a diagram illustrating throughput characteristics by control in which the number of access points of the same channel in the AP peripheral wireless system environment information is limited when the generated packet rate is 80 [Mbps] in the first embodiment and the second embodiment. . Similarly, in this case, by setting the number of
他のアクセスポイント数を1以下とし、34.2[%]の端末10を安定と判断した場合、10[%]アウテッジのスループットは、RTS/CTS有りで、0.87[Mbps]である。一方、他のアクセスポイント数を1以下とし、34.2[%]の端末10を安定と判断した場合、10[%]アウテッジのスループットは、RTS/CTS無しで0.97[Mbps]である。
When it is determined that the number of other access points is 1 or less and the
他のアクセスポイント数を0とし、9.1[%]の端末10を安定と判断した場合、10[%]アウテッジのスループットは、RTS/CTS有りで、6.1[Mbps]である。一方、他のアクセスポイント数を0とし、9.1[%]の端末10を安定と判断した場合、10[%]アウテッジのスループットは、RTS/CTS無しで、10.1[Mbps]である。
When the number of other access points is set to 0 and the
このように、単にアクセスポイント20において検出できる他のアクセスポイント20の数を基にすることもできるが、無線システム環境情報をより複雑にすることで、選択する端末10の数の割合を増やしつつ、低スループットとなるアウテッジ端末の割合を減らすことができる。
In this way, the number of
次に、端末10‐k‐iがデータ通信を行おうとするアクセスポイント20‐jから検出されている、同じチャネルの他のアクセスポイント20の数(AP周辺無線システム環境情報における、アクセスポイント20‐jと同じチャネルのアクセスポイント20の数)と、端末10‐k‐iから検出できるデータ通信相手となるアクセスポイント20−j以外から検出されている、同じチャネルを用いるアクセスポイント20の数(端末周辺無線システム情報における、端末10‐k‐iの情報)とのうち、大きい方の値(以下、「他のアクセスポイントの数の最大値」という。)に基づいて不安定性を評価した結果を示す。
Next, the number of
図26は、第1実施形態及び第2実施形態における、生成パケットレート20[Mbps]の場合、AP周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数と、端末周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数とのうち、大きい方の数で制限する制御によるスループット特性を示す図である。 FIG. 26 shows the number of access points of the same channel in the AP peripheral wireless system environment information and the same channel of the terminal peripheral wireless system environment information when the generated packet rate is 20 [Mbps] in the first embodiment and the second embodiment. It is a figure which shows the throughput characteristic by the control restrict | limited by the larger number among the number of access points.
アクセスポイント20から検出される情報と、端末10から検出される情報との双方を考慮することで、不安定性の評価制度をより高めることができる。他のアクセスポイントの数の最大値が、3以下、2以下、1以下、又は、0となるように端末10を選択することで、本シミュレーション条件では、それぞれ71.2[%]、48.5[%]、20.0[%]、5.0[%]の端末10を選択することができる。
By considering both the information detected from the
選択された端末10の割合が、アクセスポイント20に検出される同一チャネルの他のアクセスポイントの数が異なっているため、図24に示す場合との単純比較はできないが、特性は大きく改善している。例えば、他のアクセスポイントの数の最大値を1以下として20[%]の端末10を選択した場合の10[%]アウテッジのスループットは、11.2[Mbps]、17.6[Mbps]である。したがって、9.2[%]の端末10を選択した、図24に示す他のアクセスポイントの数が0の場合よりも、特性は大きく改善している。
Since the ratio of the selected
図27は、第1実施形態及び第2実施形態における、生成パケットレート80[Mbps]の場合、AP周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数と、端末周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数とのうち、大きい方の数で制限する制御におけるスループット特性を示す図である。 FIG. 27 shows the number of access points of the same channel of the AP peripheral wireless system environment information and the same channel of the terminal peripheral wireless system environment information when the generated packet rate is 80 [Mbps] in the first embodiment and the second embodiment. It is a figure which shows the throughput characteristic in the control restrict | limited by the larger number among access point numbers.
他のアクセスポイントの数の最大値を1以下として、20[%]の端末10を選択した場合の10[%]アウテッジのスループットは、5.6[Mbps]、6.7[Mbps]である。したがって、図25に示す9.2[%]の端末10を選択した場合には及ばないが、特性は近いものとなっている。
When the maximum number of other access points is set to 1 or less and 20 [%] of
図28は、第1実施形態及び第2実施形態における、生成パケットレート20[Mbps]の場合、アクセスポイント20と端末10とでそれぞれ検出できるアクセスポイント20に違いがないことを条件とした制御と、アクセスポイント20と端末10とでそれぞれ検出できるアクセスポイント20が、独立動作するグループに属さないことを条件とした制御と、によるスループット特性を示す図である。
FIG. 28 shows the control on condition that there is no difference between the
不安定性を条件で定義した二つの例を示す。一つ目は、検出されているアクセスポイント20のずれを用いるものである。端末10‐k‐iがデータ通信を行おうとするアクセスポイント20‐jから検出されている、同じチャネルの他のアクセスポイント20の組み合わせ(AP周辺無線システム環境情報における、アクセスポイント20‐jの情報)と、端末10‐k‐iから検出されている、データ通信相手となるアクセスポイント20‐j以外の同じチャネルを用いるアクセスポイント20の組み合わせ(端末周辺無線システム情報における、端末10‐k‐iの情報)と、が互いに同じである条件の端末10は、安定したスループットが期待できる端末10として選択される。
Here are two examples of instability definitions. The first is to use the detected shift of the
二つ目は、独立動作するアクセスポイント20のグループの存在を用いるものである。端末10‐k‐iがデータ通信を行おうとするアクセスポイント20‐jから検出されている、同じチャネルのアクセスポイント20が互いにアクセスポイント20‐jも含めて検出しているかを、AP周辺無線システム環境情報に基づいて判定する。
The second uses the existence of a group of
同様に、端末10‐k‐iから検出できるアクセスポイント20が互いに検出できる関係であるかを、AP周辺無線システム環境に基づいて判定し、アクセスポイント20‐jと端末10‐k‐iとから検出される同じチャネルのアクセスポイント20が、それぞれ互いに検出し合える条件となる端末10が選択される。
Similarly, whether the access points 20 that can be detected from the terminal 10-ki are in a relationship that can be detected from each other is determined based on the AP peripheral wireless system environment, and the access point 20-j and the terminal 10-ki A terminal 10 is selected that has a condition that the detected
独立動作するアクセスポイント20グループは、アクセスポイント20‐j又は端末10‐k‐jが検出する同じチャネルのアクセスポイント20についてのみ、判定するものとした。つまり、アクセスポイント20‐1から、アクセスポイント20‐2〜20‐4が同じチャネルで検出されている場合、アクセスポイント20‐2〜20‐4について、AP周辺無線システム環境情報において同じチャネルで検出されるアクセスポイント20を確認する。
The
例えば、アクセスポイント20‐2〜20‐4について、アクセスポイント20‐1、20‐3、20‐4及び20‐5と、アクセスポイント20‐1、20‐2、20‐4及び20‐6と、アクセスポイント20‐1、20‐2及び20‐3とが同じチャネルで、それぞれ検出されているとする。 For example, for the access points 20-2 to 20-4, the access points 20-1, 20-3, 20-4 and 20-5, and the access points 20-1, 20-2, 20-4 and 20-6 Assume that the access points 20-1, 20-2, and 20-3 are detected on the same channel, respectively.
この場合、アクセスポイント20‐5やアクセスポイント20‐6など、余分なアクセスポイント20は検出されるものの、少なくともアクセスポイント20‐1から検出される範囲のアクセスポイント20‐1、20‐2、20‐3及び20‐4は、互いに検出される条件であるため、独立動作するアクセスポイント20のグループは無し、と判定できる。
In this case, although the
しかし、同じ条件でアクセスポイント20‐2に接続する端末10に対しては、アクセスポイント20‐2で同じチャネルで検出されるアクセスポイント20‐1、20‐3、20‐4及び20‐5について、互いに検出条件を確認する。このため、例えば、アクセスポイント20‐5において同じチャネルで検出されるアクセスポイント20が、アクセスポイント20‐2、20‐3及び20‐4である場合、アクセスポイント20‐1が検出されないため、独立動作するアクセスポイント20のグループは有る、つまり、スループットが不安定となる端末10がある、と判定できる。
However, for the terminal 10 connected to the access point 20-2 under the same conditions, the access points 20-1, 20-3, 20-4 and 20-5 detected by the access point 20-2 on the same channel. , Mutually confirm the detection conditions. Therefore, for example, when the
検出されたアクセスポイント20のずれに基づいて判定すると、本シミュレーション条件では、31.2[%]の端末10は、スループットが安定している端末10として選択できる。この場合、10[%]アウテッジのスループットは、14.5[Mbps]、17.6[Mbps]であり。これは、9.2[%]の端末10を選択した図24に示す他のアクセスポイントの数が0の場合と、20[%]の端末10を選択した図26に示す他のアクセスポイントの数の最大値を1以下にした場合とのいずれと比較しても、改善された又は同等の特性が得られている。
If the determination is made based on the detected shift of the
独立動作するアクセスポイント20のグループが無いことで判定した場合、全体の内22.4[%]の端末10が選択されるが、特にRTS/CTS無しの場合の特性は、著しく改善される。10[%]のアウテッジのスループットは、RTS/CTS無しで、18.7[Mbps]である。一方、10[%]のアウテッジのスループットは、RTS/CTS有りで、19.2[Mbps] である。図24の場合と、図26の場合とのいずれと比較しても、22.4[%]もの端末10を選択して、非常に高い特性が得られる。
If it is determined that there is no group of
図29は、第1実施形態及び第2実施形態における、生成パケットレート80[Mbps]の場合、アクセスポイント20と端末10とでそれぞれ検出できるアクセスポイントに違いがないことを条件とした制御と、アクセスポイント20と端末10とでそれぞれ検出できるアクセスポイント20が、独立動作するグループに属さないことを条件とした制御と、によるスループット特性を示す図である。
FIG. 29 shows the control on the condition that there is no difference in the access points that can be detected by the
検出されたアクセスポイント20のずれが無いとの判定と、独立動作するアクセスポイント20のグループが無いとの判定とで、RTS/CTS無しで、スループット(2.9[Mbps],1.8[Mbps])が得られる。検出されたアクセスポイント20のずれが無いとの判定と、独立動作するアクセスポイント20のグループが無いとの判定とで、RTS/CTS有りで、スループット(15.8[Mbps],9.1[Mbps])が得られる。
Through the determination that there is no deviation of the detected
同程度の割合の端末10を選択する図25に示す、他のアクセスポイントの数が1以下の結果は、他のアクセスポイントの数の最大値が1以下の結果(図27を参照)と、を比較しても、高い特性となることが分かる。
The result of the number of other access points shown in FIG. 25 for selecting
また、条件は組み合わせることもできる。例えば、他のアクセスポイント20のずれ無しの判定と、独立動作するアクセスポイント20のグループが無いとの判定とで、両方の条件を満たすアクセスポイント20を選択することもできる。この場合、17.9[%]の端末10が選択されるが、これは、独立動作するアクセスポイント20のグループが無いとの判定の場合(20[%]の端末10が選択される)よりも、特性が若干改善する程度である。
Also, the conditions can be combined. For example, it is possible to select an
また、これらの条件は、数に置き換えて考えることもできる。例えば、検出されたアクセスポイント20の数のずれは、端末10‐k‐iで検出できるが基地局30‐jでは検出できないアクセスポイント20の数として、又は、基地局30‐jで検出できる端末10‐k‐iの数として評価できる。図28及び図29に示された結果は、これらの数を0としたことに対応する。
These conditions can be considered by replacing them with numbers. For example, a deviation in the number of detected
また、独立動作するアクセスポイント20のグループについても、アクセスポイント20‐jで検出される同じチャネルのアクセスポイントのうち、少なくとも一方が検出できない条件となる数を用いることができる。図28及び図29に示された結果は、この数を0としたことに対応する。
Also, for the group of
条件の組み合わせの例として、独立動作するアクセスポイント20のグループが無いとの条件に、図26及び図27に示した、他のアクセスポイントの数の最大値が1以下となる条件を加えた結果を、図30及び図31に示す。
As an example of a combination of conditions, the result of adding the condition that the maximum number of other access points shown in FIGS. 26 and 27 is 1 or less is added to the condition that there is no group of
参考として、他のアクセスポイントの数の最大値が2以下の条件と、独立動作するアクセスポイント20のグループが無いとの条件との組み合わせの結果を示す。これは、選択された端末10の数が、独立動作するアクセスポイント20のグループが無いとの場合と変わらず、独立動作するアクセスポイント20のグループが無いとの条件のみの場合と、結果は同様である。このように、条件を組み合わせても結果が変わらない場合もある。
As a reference, a result of a combination of a condition that the maximum number of other access points is 2 or less and a condition that there is no group of
図30は、第1実施形態及び第2実施形態における、生成パケットレート20[Mbps]の場合、アクセスポイント20と端末10とでそれぞれ検出できるアクセスポイント20が、独立動作するグループに属さないとの条件を満たし、かつ、同一チャネルで検出される他のアクセスポイントの数が、アクセスポイント20と端末10とでそれぞれ1台以下である、とした制御によるスループット特性を示す図である。
FIG. 30 shows that, in the case of the generated packet rate 20 [Mbps] in the first embodiment and the second embodiment, the
図31は、第1実施形態及び第2実施形態における、生成パケットレート80[Mbps]の場合、アクセスポイント20と端末10とでそれぞれ検出できるアクセスポイント20が、独立動作するグループに属さないとの条件を満たし、かつ、同一チャネルで検出される他のアクセスポイントの数が、アクセスポイント20と端末10とでそれぞれ1台以下である、とした制御によるスループット特性を示す図である。
FIG. 31 shows that in the first embodiment and the second embodiment, when the generated packet rate is 80 [Mbps], the
図31では、10[%]アウテッジの値は、独立動作するアクセスポイント20のグループが無い場合と比較して、改善度に大きな違いはない。この場合でも、特性の改善がみられる端末10は存在する。20[Mbps]のトラヒックを生成した図30に示す例では、RTS/CTS有りの場合に、独立動作するアクセスポイント20のグループが無いとの条件では、2.2[%]の端末10が1[Mbps]以下の低スループット、又は、不通の状態となってしまっていた。これに、他のアクセスポイントの数の最大値が1以下との条件を付与することで、1[Mbps]以下になる低スループットの端末10の数は、0.3[%]まで削減される。また、80[Mbps]のトラヒックを発生させた場合では、CDFで、20〜50[%]の端末10のスループットが、1〜10[Mbps]程度、改善する。
In FIG. 31, the value of 10 [%] outage is not greatly different in the degree of improvement compared to the case where there is no group of
以上のように、AP周辺無線システム環境情報や、端末周辺無線システム環境情報などを組み合わせて用いることで、スループットが安定している端末10を選択することができる。このように選択することで、スループットが変化してから通信回線を選択するのではなく、周りのトラヒックの変動によってスループットが低下し得る端末10を、予測することができる。 As described above, by using a combination of AP peripheral wireless system environment information, terminal peripheral wireless system environment information, and the like, it is possible to select the terminal 10 having a stable throughput. By selecting in this way, it is possible to predict a terminal 10 whose throughput can be reduced by fluctuations in surrounding traffic, instead of selecting a communication line after the throughput has changed.
ただし、安定したスループットが期待できると予測された端末10の割合は、与えられた通信環境に依存する。そこで、親システム300の無線システム通信リスク評価部206又は無線システム通信リスク評価部306は、複数の基準によるリスク評価を保持し、各基準により選択される端末の割合を、予め評価しておくことができる。親システム300の無線リソースがひっ迫するなどして、端末10を無線システム200に新たに割り当てたい場合、複数のリスク判定基準から、都合のよい割合となるリスク判定基準を選択し、基地局30のリスク通知部201又はトラヒック選択部301に通知することもできる。
However, the proportion of the
これまで示したシミュレーション結果は、PHY層のスループットを均一としているため、リスク評価がスループットとも対応している。スループットが1[Mbps]以下になるような不通状態とみなせる端末10を選択する場合には、前述の方法でも、低スループットとなる端末10を、無線システム200のみとデータ通信させないように制御できる。
Since the simulation results shown so far make the throughput of the PHY layer uniform, the risk evaluation also corresponds to the throughput. When the terminal 10 that can be regarded as a disconnected state in which the throughput is 1 [Mbps] or less is selected, the terminal 10 having a low throughput can be controlled not to perform data communication only with the
ただし、PHY層でのスループットや、同じアクセスポイント20にアクセスする端末10の数に基づいて、無線リソースの分割を考慮するほうが効果は高い。このため、端末10‐k‐iにおけるアクセスポイント20‐jからの信号の受信電力値、アクセスポイント20の識別情報(アクセスポイント20‐jのバックホール通信容量などのトラヒック情報)、利用可能な周波数帯域幅(例えば、無線LANでは、20[MHz]、40[MHz]、80[MHz]、160[MHz]を用いるモードが存在し、帯域幅が増えればスループットの期待値も増える)、及び、アンライセンスバンドでアクセスポイント20‐jにアクセスしている端末10の数に基づいて、無線リソースの分割の効果を考慮し、期待値としてのスループットを予測することもできる。また、アクセスポイント20‐j又は端末10‐k‐iにおいて測定されたスループット実測値を用いることもできる。
However, it is more effective to consider the division of radio resources based on the throughput in the PHY layer and the number of
このようにして評価されたスループット値と不安定性とを考慮することで、安定したスループットが期待できる端末10を選択できる。例えば、端末10‐k‐iに許容できる最低スループットの期待値を設定し、かつ、安定性の指標も満たすように制御することで、スループットの期待値が低い端末10が無線システム200を用いないように、制御することができる。
By considering the throughput value and the instability evaluated in this way, a terminal 10 that can expect a stable throughput can be selected. For example, the terminal 10 having a low expected throughput value does not use the
また、ここまで評価に用いたAP周辺無線システム環境情報や、端末周辺無線システム環境情報から得られる数を複数用いて、実際にスループットが低下するか否かを示す指標を比較して関数を作成し、リスクを評価することもできる。例えば、評価したスループットの期待値に対し、スループットが大きく低下した情報を端末10又は基地局30から収集し、スループットの期待値からのずれの大きさをスループット低下の指標とし、このスループット低下指標と、これによりリスク評価情報を表現する関数とを、AP周辺無線システム環境情報や、端末周辺無線システム環境情報から得られる数に基づいて導出し、リスク評価値とすることもできる。
Also, by using multiple numbers obtained from the AP peripheral wireless system environment information and terminal peripheral wireless system environment information used for the evaluation so far, a function is created by comparing indicators indicating whether or not the throughput actually decreases Risk assessment. For example, information in which the throughput is greatly reduced with respect to the estimated expected value of the throughput is collected from the terminal 10 or the
無線システム200のスループット及び不安定性評価の少なくとも一方が基準を満たさない場合、親システム300とのみ通信する場合と、無線システム200及び親システム300と通信する場合とを、併用することができる。例えば、親システム300の基地局30‐kのライセンスバンドにおける、無線リソースの利用状況、端末10‐k‐iの消費電力の許容値、及び、端末10‐k‐iの利用するアプリケーションのうち少なくとも一つに基づいて、判定することができる。
When at least one of the throughput and instability evaluation of the
端末10‐k‐iは、選択された通信回路によらず、制御信号の通信を親システム300と常に行うこともできる。
The terminal 10-ki can always perform control signal communication with the
無線システム200の一例であるCSMA/CAに基づいて動作する、アンライセンスバンドの無線通信システムは、単一のシステムである必要はない。例えば、無線LANシステムと、アンライセンスバンドを利用するセルラシステムとが共存している場合にも、BSSIDに類するアクセスポイントの識別番号(ID)を、少なくとも一方のシステムから端末10が取得することにより、親システム300は、無線システム環境情報を記憶することができる。
An unlicensed band wireless communication system that operates based on CSMA / CA, which is an example of the
無線システム通信リスク評価部206又は無線システム通信リスク評価部306は、複数の指標の和、最大値、最小値及び関数のうち少なくとも一つから得られる値を、無線システムリスク情報として記憶する。
The radio system communication
本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、親システム300(例えば、モバイルシステム)に対して、無線システム200をオフロードとして活用するヘテロジニアスネットワークにおいて、無線システム200のスループットの低下リスクを評価する。これにより、本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、端末10が接続先を無線システム200に切り替えたことによるスループットの著しい低下を、防ぐことができる。
The heterogeneous network system according to the present embodiment evaluates the risk of lowering the throughput of the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
上述した実施形態における端末、アクセスポイント、基地局及びヘテロジニアスネットワークシステムをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「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、CD−ROM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装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、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を送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その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、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、PLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。 You may make it implement | achieve the terminal, access point, base station, and heterogeneous network system in embodiment mentioned above with a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program held for a certain period of time. Further, the program may be a program for realizing a part of the above-described functions, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system. You may implement | achieve using programmable logic devices, such as PLD (Programmable Logic Device) and FPGA (Field Programmable Gate Array).
1…端末、2…アクセスポイント、3…基地局、10…端末、20…アクセスポイント、30…基地局、100…端末無線システム情報収集部、101…AP無線システム情報収集部、102…無線システム環境情報作成・更新部、200…無線システム、201…リスク通知部、202…通信形態決定部、203…無線システム環境情報出力部、204…無線システム環境情報取得部、205…無線システム環境情報記憶部、206…無線システム通信リスク評価部、210…アンライセンスバンドシステム、300…親システム、301…トラヒック選択部、302…通信形態決定部、303…無線システム環境情報出力部、304…無線システム環境情報取得部、305…無線システム環境情報記憶部、306…無線システム通信リスク評価部、307…端末通信形態情報出力部、310…親システム
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記アクセスポイント及び前記端末から検出可能な範囲で、アンライセンスバンドにより通信する、前記アクセスポイント及び前記端末のうち少なくとも前記アクセスポイントを表すアクセスポイント情報を収集する第1周辺情報収集部と、
前記アクセスポイント情報を無線通信により前記基地局に出力する第1端末情報出力部と、
前記親システムが評価した前記無線システムのスループットの低下リスクを表す無線システムリスク情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記基地局の少なくとも一方と通信することを決定する通信形態決定部と、
を有する端末と、
前記アクセスポイント情報を、前記第1端末情報出力部から収集する情報収集部と、
前記端末から検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表す端末周辺無線システム環境情報と、前記端末が通信を行う前記アクセスポイントから検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表すアクセスポイント周辺無線システム環境情報とを、前記アクセスポイント情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記端末に対応付けて記憶する情報整理部と、
前記情報収集部により収集された前記端末周辺無線システム環境情報と、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報との少なくとも一方に基づいて、前記無線システムリスク情報を評価するリスク評価部と、
を有する親システムと、
を備えるヘテロジニアスネットワークシステム。 A wireless system that includes a plurality of access points and communicates in an unlicensed band; a parent system that includes at least one base station and communicates in a license band; and a terminal capable of communicating with the access points and the base station In a heterogeneous network system comprising:
A first peripheral information collection unit that collects access point information representing at least the access point among the access point and the terminal, and communicates by an unlicensed band within a range detectable from the access point and the terminal;
A first terminal information output unit for outputting the access point information to the base station by wireless communication;
A communication mode determination unit that determines to communicate with at least one of the access point and the base station, based on radio system risk information representing a risk of a decrease in throughput of the radio system evaluated by the parent system;
A terminal having
An information collection unit for collecting the access point information from the first terminal information output unit;
The access point detectable from the terminal and terminal peripheral wireless system environment information representing at least the access point of the terminal, and the access point detectable from the access point with which the terminal communicates and at least the access of the terminal An information organizing unit for storing the access point peripheral wireless system environment information representing a point in association with the access point and the terminal based on the access point information;
A risk evaluation unit that evaluates the radio system risk information based on at least one of the terminal peripheral radio system environment information collected by the information collection unit and the access point peripheral radio system environment information;
A parent system having
A heterogeneous network system.
前記情報収集部は、前記第2端末情報出力部又は前記第1端末情報出力部から、前記アクセスポイント情報を収集し、
前記情報整理部は、アクセスポイント周辺無線システム環境情報を、前記情報収集部が収集した前記アクセスポイント情報に基づいて更新する請求項1又は請求項2に記載のヘテロジニアスネットワークシステム。 The access point has a second peripheral information collection unit that acquires the access point information, and a second terminal information output unit that outputs the access point information to the base station or the terminal by wireless communication,
The information collection unit collects the access point information from the second terminal information output unit or the first terminal information output unit,
The heterogeneous network system according to claim 1 or 2, wherein the information organizing unit updates the access point peripheral wireless system environment information based on the access point information collected by the information collecting unit.
前記端末における前記アクセスポイントからの信号の受信電力値、前記アクセスポイントの識別情報、利用可能な周波数帯域幅、及び、前記アクセスポイントと通信している前記端末の数のうち、少なくとも一つに基づいて、又は、前記アクセスポイント又は前記端末において測定されたスループット実測値に基づいて、前記無線システムの前記端末におけるスループットの期待値を評価する無線システムスループット評価部を有し、
前記基地局は、
前記無線システムスループット評価部による評価の結果と、前記リスク評価部による評価の結果と、を通知する評価通知部を有し、
前記端末は、
前記評価通知部から通知された前記無線システムスループット評価部による評価の結果及び前記リスク評価部による評価の結果に基づいて、前記アクセスポイント及び前記基地局の少なくとも一方と通信するトラヒック選択部を有する
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のヘテロジニアスネットワークシステム。 The parent system is
Based on at least one of the received power value of the signal from the access point at the terminal, the identification information of the access point, the available frequency bandwidth, and the number of terminals communicating with the access point Or a wireless system throughput evaluation unit that evaluates an expected value of throughput at the terminal of the wireless system based on an actual measured throughput value measured at the access point or the terminal,
The base station
An evaluation notification unit for notifying the result of evaluation by the wireless system throughput evaluation unit and the result of evaluation by the risk evaluation unit;
The terminal
A traffic selection unit that communicates with at least one of the access point and the base station based on an evaluation result by the radio system throughput evaluation unit and an evaluation result by the risk evaluation unit notified from the evaluation notification unit; The heterogeneous network system according to any one of claims 1 to 3.
前記端末が前記アクセスポイントに接続する際の前記低下リスクを、前記情報収集部により収集された前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における、同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの数、前記アクセスポイントと同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントが通信を行う前記端末の数、前記端末周辺無線システム環境情報における前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの数、前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントが通信を行う前記端末の数、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における前記アクセスポイントと同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせのうち前記端末周辺無線システム環境情報における前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせにない前記アクセスポイントの数、及び、前記端末周辺無線システム環境情報における前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせのうち前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における前記アクセスポイントと同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせにない前記アクセスポイントの数のうち少なくとも一つの指標を、前記無線システムリスク情報として記憶する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のヘテロジニアスネットワークシステム。 The risk assessment unit
The decrease risk when the terminal connects to the access point is the number of other access points using the same channel in the access point peripheral wireless system environment information collected by the information collection unit, and the access point The number of terminals with which the other access point using the same channel communicates, the number of other access points using the same channel as the terminal in the terminal peripheral wireless system environment information, and the other using the same channel as the terminal The number of the terminals with which the access point communicates, the combination of identification information of other access points using the same channel as the access point in the access point peripheral wireless system environment information, the terminal peripheral wireless system environment information in the terminal peripheral wireless system environment information Same as terminal Of the number of access points that are not in the combination of identification information of other access points that use channels, and the combination of identification information of other access points that use the same channel as the terminal in the terminal peripheral wireless system environment information At least one indicator of the number of access points not included in the combination of identification information of other access points using the same channel as the access point in the access point peripheral radio system environment information is stored as the radio system risk information The heterogeneous network system according to any one of claims 1 to 4.
前記端末が前記アクセスポイントに接続する際の前記低下リスクを、前記情報整理部に記憶された前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における、前記アクセスポイントから検出できる同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイント及び前記アクセスポイントからなる第1グループにおいて、互いに検出できているかを、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報に基づいて判定することで得られる、前記第1グループ内で検出できない条件となる前記アクセスポイントの数と、前記端末から検出できる同じチャネルを用いる前記アクセスポイントからなる第2グループにおいて互いに検出できているかを前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報に基づいて判定することで得られる、互いに検出できない条件となるアクセスポイントの数と、のうち少なくとも一方の指標を、無線システムリスク情報として記憶する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のヘテロジニアスネットワークシステム。 The risk assessment unit
The other access point using the same channel that can be detected from the access point in the access point peripheral wireless system environment information stored in the information organizing unit, the reduction risk when the terminal connects to the access point, and In the first group of the access points, the access points of the access points that are conditions that cannot be detected in the first group, obtained by determining whether or not they can be detected from each other based on the access point peripheral wireless system environment information. And a condition incapable of being detected from each other obtained by determining based on the access point peripheral wireless system environment information whether the second group of access points using the same channel that can be detected from the terminal can detect each other. Na The number of access points, at least one of the indicators of, heterogeneous network system according to any one of claims 1 to 4 for storing a wireless system risk information.
複数の指標の和、最大値、最小値及び関数のうち少なくとも一つから得られる値を、前記無線システムリスク情報として記憶する請求項5又は請求項6に記載のヘテロジニアスネットワークシステム。 The risk assessment unit
The heterogeneous network system according to claim 5 or 6, wherein a value obtained from at least one of a sum, a maximum value, a minimum value, and a function of a plurality of indices is stored as the radio system risk information.
前記無線システムリスク情報から複数の指標を選択し、選択した複数の指標に基づく判定を前記端末毎に行うことで、無線システムを用いる前記端末の数を制御する請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のヘテロジニアスネットワークシステム。 The risk assessment unit
The number of the terminals using the radio system is controlled by selecting a plurality of indices from the radio system risk information and performing determination based on the selected indices for each of the terminals. The heterogeneous network system according to claim 1.
前記アクセスポイントとの通信が一定時間不通となった場合、前記基地局に通知し、前記情報整理部が記憶する前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報に、不通情報及び原因情報を記憶する請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のヘテロジニアスネットワークシステム。 The first terminal information output unit includes:
The communication information and cause information are stored in the access point peripheral wireless system environment information which is notified to the base station when communication with the access point is interrupted for a certain period of time and stored in the information organizing unit. The heterogeneous network system according to any one of claims 1 to 8.
端末の第1周辺情報収集部が、検出可能な前記アクセスポイントを表すアクセスポイント情報を収集するステップと、
前記端末の第1端末情報出力部が、前記アクセスポイント情報を無線通信により前記基地局に出力するステップと、
前記端末の通信形態決定部が、前記親システムが評価した前記無線システムのスループットの低下リスクを表す無線システムリスク情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記基地局の少なくとも一方と通信することを決定するステップと、
前記親システムの情報収集部が、前記アクセスポイント情報を、前記第1端末情報出力部から収集するステップと、
前記親システムの情報整理部が、前記端末から検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表す端末周辺無線システム環境情報と、前記端末が通信を行う前記アクセスポイントから検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表すアクセスポイント周辺無線システム環境情報とを、前記アクセスポイント情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記端末に対応付けて記憶するステップと、
前記親システムのリスク評価部が、前記情報収集部により収集された前記端末周辺無線システム環境情報と、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報との少なくとも一方に基づいて、前記無線システムリスク情報を評価するステップと、
を有する通信回線選択方法。 A communication line selection method in a heterogeneous network system including a wireless system including a plurality of access points and performing communication based on carrier sense multiple access and a parent system including at least one base station and performing communication in a license band. And
A first peripheral information collection unit of a terminal collecting access point information representing the detectable access point;
The first terminal information output unit of the terminal outputs the access point information to the base station by wireless communication;
The communication form determination unit of the terminal determines to communicate with at least one of the access point and the base station based on wireless system risk information representing a risk of lowering the throughput of the wireless system evaluated by the parent system. Steps,
The information collection unit of the parent system collects the access point information from the first terminal information output unit;
The information organizer of the parent system detects the access point that can be detected from the terminal and terminal peripheral wireless system environment information that represents at least the access point of the terminal, and can be detected from the access point with which the terminal communicates Storing the access point peripheral wireless system environment information representing at least the access point of the access point and the terminal in association with the access point and the terminal based on the access point information;
The risk evaluation unit of the parent system evaluates the radio system risk information based on at least one of the terminal peripheral radio system environment information collected by the information collection unit and the access point peripheral radio system environment information Steps,
A communication line selection method comprising:
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