JP6101221B2 - 複数基地局無線通信システム、制御方法 - Google Patents
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Description
例えば特許文献1には、プローブ要求信号を用いてフレームエラーレート(FER:Frame Error Rate)を測定し、そこから無線LANのスループットに換算する方法が記載されている。
ことを特徴とする複数基地局無線通信システムである。
以下、本発明の第一の実施形態による複数基地局無線通信システムを図1〜図3を参照して説明する。
図1は第一の実施形態における複数基地局無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。
この図において、符号1は複数基地局無線通信システムを示している。図1に示す通り、複数基地局無線通信システム1は、M個の無線基地局1011〜101Mと、ネットワーク102と、複数基地局コントローラ103と、から構成される。また、無線基地局1011〜101Mは、無線環境監視装置1041〜104Mを備えている。なお、無線基地局1011〜101Mを総称して基地局101、無線環境監視装置1041〜104Mを総称して無線環境監視装置104と記載する。
ネットワーク102は、複数の基地局101及び複数基地局コントローラ103が接続しているネットワークである。本発明におけるネットワークは、有線だけではなく無線で構成することも可能である。また、無線とする場合には基地局と端末局の間で利用する周波数と同一とすることも可能である。
複数基地局コントローラ103は、各基地局101の無線環境情報を取得し、各基地局101に適切な無線リソースパラメータの設定を行う装置である。
無線環境監視装置104は、基地局101に具備され、各基地局101において無線環境情報を取得する装置である。無線環境情報とは、例えば、無線通信に用いているチャネルの所定時間における通信を行っていない時間の割合を示す空き時間率(BUSY率)やパケット誤り率(PER:Packet Error Rate)などである。また、無線LANの場合、空き時間率の代わりにSSID(Service Set Identifier)数や再送発生頻度を用いることもできる。また、パケット誤り率の代わりにFER(Frame Error Ratio)を用いてもよい。
まず、基地局101について説明する。基地局101は、少なくとも無線リソースパラメータ設定部11、通信部12、異常通知部13、記憶部14を備えている。
無線リソースパラメータ設定部11は、複数基地局コントローラ103が決定した無線リソースのパラメータを自基地局101に設定する。無線リソースのパラメータとは、例えば、使用する周波数、帯域、送信電力、チャネルなどである。
通信部12は、アンテナ10を介して当該基地局101を利用する端末局と無線による通信を行う。また、通信部12は、ネットワーク102を介して複数基地局コントローラ103と通信を行う。例えば、通信部12は、ネットワーク102を介して無線環境監視装置104が測定した無線環境情報を複数基地局コントローラ103に送信する。また、通信部12は、複数基地局コントローラ103から無線リソースパラメータを受信する。
異常通知部13は、自基地局で通信状況の異常があったときに通信部12を介して異常の発生を周辺基地局に通知する。また、異常通知部13は、通信部12を介して複数基地局コントローラ103に異常が生じた無線通信チャネルについて測定した無線環境情報を送信する。
記憶部14は、自基地局の無線リソースパラメータの値や周辺基地局101の識別情報などを記憶している。周辺基地局101とは、自基地局の通信状況の異常を検出した場合に異常の発生を通知する自基地局の近隣に設置された無線基地局である。
環境情報測定部41は、チャネルごとの空き時間率やパケット誤り率を測定する。
伝送品質判定部42は、環境情報測定部41が測定した空き時間率とパケット誤り率とから無線通信の伝送品質を判定する。具体的には伝送品質判定部42は、2段階に設定された閾値(閾値1及び閾値2)と空き時間率やパケット誤り率とを比較して通信環境の劣化を判断する。
ログ記録部43は、伝送品質判定部42が通信環境が劣化したと判断した場合に空き時間率とパケット誤り率とを含む情報をログに出力する。
記憶部44は、予め定められた閾値1及び閾値2などを記憶している。
無線リソースパラメータ決定部31は、各基地局101から取得した無線環境情報に基づいて各基地局101の無線リソースパラメータを決定する。
通信部22は、各基地局101とネットワーク102を介してデータ通信を行う。
記憶部33は、各基地局101から取得した無線環境情報や各基地局101について決定した無線リソースパラメータを記憶する。また、各基地局101から取得した無線環境情報に基づいて無線リソースパラメータを決定するために用いる各種テーブルや関数などを記憶している。
図3の「対象基地局」とは、伝送品質の異常が発生した基地局101を示している。
まず、各基地局101では無線環境監視装置104の備える環境情報測定部41が、定期的に自基地局101が通信に用いているチャネルにおいて通信伝送状況を監視し、空き時間率とパケット誤り率とを測定する(ステップS11)。空き時間率には1回の測定値、測定を複数回行った結果の平均値、あるいは複数回測定された中で所定の割合以上を占める値を用いてもよい。そして環境情報測定部41は、チャネルごとに測定した空き時間率とパケット誤り率とを伝送品質判定部42に出力する。
次に伝送品質判定部42は、記憶部44から予め定められ記録された閾値1_BUSYと閾値1_PERとを読み出す。そして、伝送品質判定部42は、環境情報測定部41から取得した空き時間率と閾値1_BUSYとを比較し、また、環境情報測定部41から取得したパケット誤り率と閾値_PERとを比較する(ステップS12)。伝送品質判定部42は、空き時間率が閾値1_BUSYより大きく且つパケット誤り率が閾値_PERより大きい場合、環境情報測定部41から取得した空き時間率とパケット誤り率とをログ記録部43へ出力する。また、伝送品質判定部42は、空き時間率が閾値1_BUSY以下又は、パケット誤り率が閾値1_PER以下の場合、それらの測定値を破棄し、定期的に環境情報測定部41が測定した空き時間率とパケット誤り率を取得し、上記の判定を繰り返す。
次に伝送品質判定部42は、記憶部44から予め定められ記録された閾値2_BUSYと閾値2_PERとを読み出す。そして、伝送品質判定部42は、ログ記録部43に出力した空き時間率と閾値2_BUSYとを比較し、また、ログ記録部43に出力したパケット誤り率と閾値_PERとを比較する(ステップS14)。伝送品質判定部42は、空き時間率が閾値2_BUSYより大きいか、又はパケット誤り率が閾値2_PERより大きい場合、ログ記録部43に出力した情報を基地局101の異常通知部13へ出力する。また、伝送品質判定部42は、空き時間率が閾値2_BUSY以下、且つパケット誤り率が閾値2_PER以下の場合、それらの測定値を破棄する。そして、本処理フローはステップS11からの処理を繰り返す。
そして、環境情報測定部41は測定した無線環境情報(空き時間率とパケット誤り率)を異常通知部13へ出力し、異常通知部13が通信部12に複数基地局コントローラ103へ送信指示を行う。通信部12はネットワーク102を介して複数基地局コントローラ103へ異状のあったチャネル、空き時間率、パケット誤り率、測定時刻を含む情報を送信する(ステップS18)。
無線リソースパラメータの設定は、例えば、複数基地局コントローラ103が異常の生じたチャネルの無線環境情報だけを受信した場合、複数基地局コントローラ103は、異常の生じたチャネルの代わりに空きチャネルから適切なチャネルを選択して設定してもよい。また、複数基地局コントローラ103が異常のあるチャネル以外にも測定すべき他のチャネルについての無線環境情報を受信している場合、それらのチャネルの中で適切なチャネルを異常のあるチャネルに代えて設定してもよい。例えば異常発生した基地局について、周辺基地局の中でもっとも空き時間率の低いチャネルを選択し設定したり、異常発生をおこしたチャネルを利用している他の基地局に周辺基地局の中でももっとも空き時間率の低いチャネルを選択し設定してもよい。あるいは、複数基地局コントローラ103は、異常発生をおこしたチャネルを利用している他の基地局の送信電力を低下させ、異常発生を検出した基地局への干渉を低減させるよう設定してもよい。
各基地局101では、無線リソースパラメータ設定部11が取得した無線リソースパラメータに基づいて、通信に使用するチャネルや通信電力、周波数帯域など自装置の無線パラメータの設定を更新する(ステップS21)。
以上で本処理フローを終了する。
以下、本発明の第二の実施形態による複数基地局無線通信システムを図4を参照して説明する。
図4は第二の実施形態による複数基地局無線通信システムの機能ブロック図の一例である。図4で示すように、本実施形態による基地局101は、周辺基地局検出部15を備えており、他の構成は第一の実施形態と同じである。
本実施形態の周辺基地局検出部15は、自基地局101が通信可能な距離にある他の基地局101を周辺基地局として決定する。周辺基地局検出部15は、定期的に他の基地局と通信を行い、通信が可能な他の基地局101の識別情報を記憶部14へ記録してもよい。また、周辺基地局検出部15は、図3のステップS16において異常発生を周辺基地局101へ通知する前に周辺基地局を決定してもよい。
本実施形態では、図3のステップS16において、周辺基地局検出部15が決定した周辺基地局に異常発生と異常が生じたチャネルの識別情報を通知する。図3の他の処理ステップについては第一の実施形態と同じである。
以下、本発明の第三の実施形態による複数基地局無線通信システムを図5を参照して説明する。
図5は第三の実施形態による複数基地局無線通信システム1の機能ブロック図の一例である。図5で示すように、本実施形態による無線環境監視装置104は、信号対雑音比取得部45を備えており、他の構成は第一の実施形態と同じである。
本実施形態の信号対雑音比取得部45は、各チャネルにおいて通信伝送状況を監視し、受信する電波強度と受信するノイズ強度とから信号対雑音比を算出する。そして信号対雑音比取得部45は、算出した信号対雑音比に応じた閾値1_BUSY、閾値1_REP、閾値2_BUSY、閾値2_REPを決定する。閾値1及び閾値2の決定には信号対雑音比とこれらの閾値との相関を示す関数を用いてもよいし、信号対雑音比とこれらの閾値とを対応づけて記憶する記憶部44が保持するテーブルから読み込んで決定してもよい。
以下、本発明の第四の実施形態による複数基地局無線通信システムを図6、図7を参照して説明する。
図6は第四の実施形態による複数基地局無線通信システム1の機能ブロック図の一例である。図5で示すように、本実施形態による複数基地局コントローラ103は、周辺基地局決定部34を備えており、他の構成は第一の実施形態と同じである。
本実施形態の周辺基地局決定部34は、各基地局101から受信した異常発生と異常が生じたチャネルの識別情報とからどの基地局のどのチャネルで異常が発生したかを判断し、無線環境情報の送信を要求する周辺基地局を決定する。
本実施形態の動作は、ステップS15までは図3と同じである。つまり対象基地局101で異常が発生し、測定した空き時間率が閾値2_BUSYを上回る、又はパケット誤り率が閾値2_PERを上回ると、異常を検出した基地局101が、異常が生じたチャネルと無線環境情報とを含む異常発生を検出した旨の情報を複数基地局コントローラ103へ送信する(ステップS15)。
複数基地局コントローラ103では、通信部32がその情報を取得し、送信元の基地局101の識別情報に対応付けて記憶部33に記録する。そして、周辺基地局決定部34が記憶部33から異常のあった基地局101を読み出し、その基地局101の周辺基地局101を決定する(ステップS22)。周辺基地局の決定方法は、例えば記憶部33が各基地局101とそれに対応する周辺基地局101との関係を定められたテーブルを記憶しており、周辺基地局決定部34がこのテーブルを参照して周辺基地局を決定してもよい。
次に周辺基地局決定部34が、通信部32に異常チャネルの識別情報とそのチャネルにおける無線環境情報を測定するよう指示する情報を決定した各周辺基地局101へ送信するよう指示を行う。通信部32は、ネットワーク102を介して異常発生チャネル等の情報を送信する(ステップS23)。以降の処理は図3のステップS17以降と同じである。
本実施形態によれば第一の実施形態の効果に加え、複数の基地局が異常発生を同時に検出したような場合にも、複数基地局コントローラ103でそれらの情報を統合し、複数基地局コントローラ103が決定した周辺基地局101から必要な無線環境情報を取得することでデータ量の増大を防ぐことができる。
,41…環境情報測定部,42…伝送品質判定部,43…ログ記録部,44…記憶部,45…信号対雑音比取得部,101…基地局,102…ネットワーク,103…複数基地局コントローラ,104…無線環境監視装置
Claims (7)
- 無線通信の伝送品質を示す無線環境情報を無線通信チャネルごとに測定する環境情報測定部と、前記無線環境情報を予め定められた閾値と比較し伝送品質の異常を判定する伝送品質判定部を備えた無線環境監視装置と、
前記無線環境監視装置を具備し、前記伝送品質判定部が伝送品質の異常を判定すると自基地局の近隣に設置された予め定められた周辺基地局に異常発生と異常が生じたチャネルとを通知する異常通知部を備えた複数の無線基地局と、
前記複数の無線基地局とネットワークを介して接続され、前記無線基地局の動作に必要な無線リソースパラメータを設定する無線リソースパラメータ決定部を備えた複数基地局コントローラと、を有し、
前記異常発生の通知を受信した前記周辺基地局では、
前記環境情報測定部が前記異常が生じたチャネルの無線環境情報を測定し、前記異常通知部が前記測定した無線環境情報を前記複数基地局コントローラに通知する
ことを特徴とする複数基地局無線通信システム。 - 前記環境情報測定部は、無線通信チャネルにおける空き時間率及びパケット誤り率を測定する
ことを特徴とする請求項1に記載の複数基地局無線通信システム。 - 前記無線基地局は、
通信可能な他の無線基地局を前記周辺基地局と決定する周辺基地局決定部
をさらに備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の複数基地局無線通信システム。 - 前記無線環境監視装置は、
前記閾値を無線基地局が通信する端末局との間の信号対雑音比に基づいて設定する信号対雑音比取得部
をさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の複数基地局無線通信システム。 - 前記複数基地局コントローラは、
前記異常発生を通知した無線基地局の周辺基地局を決定する周辺基地局決定部
をさらに備え、
前記伝送品質の異常を判定した無線基地局では、
前記異常通知部が、前記周辺基地局に代わって前記複数基地局コントローラに異常発生と異常が生じたチャネルとを通知し、
前記複数基地局コントローラでは、
前記周辺基地局決定部が決定した周辺基地局に異常の発生と、異常が生じたチャネルを通知する
ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の複数基地局無線通信システム。 - 前記異常の通知を受信した前記周辺基地局は、異常が生じたチャネルの他に測定すべきチャネルを受信し、
前記環境情報測定部は、前記異常が生じたチャネルと前記測定すべきチャネルの無線環境情報を測定し、前記異常通知部は、前記測定した無線環境情報を前記複数基地局コントローラに通知する
ことを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項に記載の複数基地局無線通信システム。 - 無線基地局において
無線通信の伝送品質を示す無線環境情報をチャネルごとに測定するステップと、
前記無線環境情報を予め定められた閾値と比較し伝送品質の異常を判定するステップと、
前記伝送品質の異常を判定すると予め定められた周辺基地局に異常発生と異常が生じたチャネルとを通知するステップと、を有し、
前記異常発生の通知を受信した前記周辺基地局において、
前記異常が生じたチャネルの無線環境情報を測定するステップと、
前記測定した無線環境情報をネットワークで接続された複数基地局コントローラに通知するステップと、を有し、
前記複数基地局コントローラにおいて、
受信した無線環境情報に基づいて前記無線基地局の動作に必要な無線リソースパラメータの設定を決定するステップを有する
ことを特徴とする複数基地局無線通信システムの制御方法。
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