JP6449188B2 - Wireless communication system and wireless communication method - Google Patents
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Description
本発明は、複数の無線基地局に接続される集中制御局を用いて、各無線基地局の通信制御に用いるパラメータを制御する無線通信システムおよび無線通信方法に関する。 The present invention relates to a radio communication system and a radio communication method for controlling parameters used for communication control of each radio base station using a centralized control station connected to a plurality of radio base stations.
近年、ノートパソコンやスマートフォン等の持ち運び可能で高性能な無線端末の普及により企業や公共スペースだけではなく、一般家庭でもIEEE802.11標準規格の無線LANが広く使われるようになっている。IEEE802.11標準規格の無線LANには、 2.4GHz帯を用いるIEEE802.11b/g/n 規格の無線LANと、5GHz帯を用いるIEEE802.11a/n/ac規格の無線LANがある。 In recent years, with the spread of portable and high-performance wireless terminals such as laptop computers and smartphones, wireless LANs based on the IEEE 802.11 standard have been widely used not only in businesses and public spaces, but also in general homes. The IEEE802.11 standard wireless LAN includes an IEEE802.11b / g / n standard wireless LAN using the 2.4 GHz band and an IEEE802.11a / n / ac standard wireless LAN using the 5 GHz band.
IEEE802.11b規格やIEEE802.11g規格の無線LANでは、2400MHzから2483.5MHz間に5MHz間隔で13チャネルが用意されている。ただし、同一場所で複数のチャネルを使用する際は、干渉を避けるためスペクトルが重ならないようにチャネルを使用すると最大で3チャネル、場合によっては4チャネルまで同時に使用できる。 In the wireless LAN of IEEE802.11b standard or IEEE802.11g standard, 13 channels are prepared at intervals of 5 MHz between 2400 MHz and 2483.5 MHz. However, when a plurality of channels are used at the same location, if the channels are used so that the spectra do not overlap in order to avoid interference, a maximum of 3 channels, and in some cases, 4 channels can be used simultaneously.
IEEE802.11a規格の無線LANでは、日本の場合は、5170MHzから5330MHz間と、5490MHzから5710MHz間で、それぞれ互いに重ならない8チャネルおよび11チャネルの合計19チャネルが規定されている。なお、IEEE802.11a規格では、チャネル当たりの帯域幅が20MHzに固定されている。 In the wireless LAN of IEEE802.11a standard, in Japan, a total of 19 channels of 8 channels and 11 channels that do not overlap each other are defined between 5170 MHz and 5330 MHz and between 5490 MHz and 5710 MHz. In the IEEE802.11a standard, the bandwidth per channel is fixed at 20 MHz.
無線LANの最大伝送速度は、IEEE802.11b規格の場合は11Mbps であり、IEEE802.11a規格やIEEE802.11g規格の場合は54Mbps である。ただし、ここでの伝送速度は物理レイヤ上での伝送速度である。実際にはMAC(Medium Access Control )レイヤでの伝送効率が50〜70%程度であるため、実際のスループットの上限値はIEEE802.11b規格では5Mbps 程度、IEEE802.11a規格やIEEE802.11g規格では30Mbps 程度である。また、伝送速度は、情報を送信しようとする通信局が増えればさらに低下する。 The maximum transmission speed of the wireless LAN is 11 Mbps for the IEEE802.11b standard, and 54 Mbps for the IEEE802.11a standard or the IEEE802.11g standard. However, the transmission rate here is the transmission rate on the physical layer. Actually, since the transmission efficiency in the MAC (Medium Access Control) layer is about 50 to 70%, the upper limit of the actual throughput is about 5 Mbps in the IEEE802.11b standard, and 30 Mbps in the IEEE802.11a standard and the IEEE802.11g standard. Degree. In addition, the transmission rate further decreases as the number of communication stations that attempt to transmit information increases.
一方で、有線LANでは、Ethernet(登録商標)の100Base-T インタフェースをはじめ、各家庭にも光ファイバを用いたFTTH(Fiber to the home)の普及から、 100Mbps 〜1Gbps 級の高速回線の提供が普及しており、無線LANにおいても更なる伝送速度の高速化が求められている。 On the other hand, in wired LANs, the introduction of Ethernet (registered trademark) 100Base-T interface and the spread of FTTH (Fiber to the home) using optical fiber in each home has led to the provision of high-speed lines of 100Mbps to 1Gbps. It is widespread, and further increase in transmission speed is required even in wireless LAN.
そのため、2009年に標準化が完了したIEEE802.11n規格では、これまで20MHzと固定されていたチャネル帯域幅が最大で40MHzに拡大され、また、空間多重送信技術(MIMO:Multiple input multiple output)技術の導入が決定された。IEEE802.11n規格で規定されているすべての機能を適用して送受信を行うと、物理レイヤでは最大で 600Mbps の通信速度を実現可能である。 Therefore, in the IEEE802.11n standard, which was standardized in 2009, the channel bandwidth, which had been fixed at 20 MHz, has been expanded to a maximum of 40 MHz, and the multiple input multiple output (MIMO) technology The introduction was decided. When transmission / reception is performed by applying all functions defined in the IEEE802.11n standard, a maximum communication speed of 600 Mbps can be realized in the physical layer.
さらに、2013年に標準化が完了したIEEE802.11ac規格では、チャネル帯域幅を80MHzや最大で 160MHzまで拡大することや、空間分割多元接続(SDMA:Space Division Multiple Access)を適用したマルチユーザMIMO(MU−MIMO)送信方法の導入が決定している(例えば、非特許文献1参照)。IEEE802.11ac規格で規定されているすべての機能を適用して送受信を行うと、物理レイヤでは最大で約 6.9Gbps の通信速度を実現可能である。 Furthermore, in the IEEE802.11ac standard, which was standardized in 2013, the channel bandwidth was expanded to 80 MHz or up to 160 MHz, and multi-user MIMO (MU) using Space Division Multiple Access (SDMA) was applied. -MIMO) The introduction of a transmission method has been decided (for example, see Non-Patent Document 1). When transmission / reception is performed by applying all functions defined in the IEEE802.11ac standard, a maximum communication speed of about 6.9 Gbps can be realized in the physical layer.
IEEE802.11規格の無線LANは、 2.4GHz帯または5GHz帯の免許不要な周波数帯で運用するため、IEEE802.11規格の無線基地局は、無線LANセル(BSS:Basic Service Set )を形成する際に、自無線基地局で対応可能な周波数チャネルのうち、運用する周波数チャネルを決定する必要がある。 The IEEE802.11 standard wireless LAN operates in the 2.4 GHz band or the 5 GHz band in the license-free frequency band. Therefore, the IEEE802.11 standard wireless base station forms a wireless LAN cell (BSS: Basic Service Set). In addition, it is necessary to determine a frequency channel to be operated among frequency channels that can be handled by the own radio base station.
さらに、IEEE802.11n規格またはIEEE802.11ac規格の無線基地局では、運用する帯域幅も決定する必要がある。例えば、IEEE802.11n規格の場合は、帯域幅は最大で40MHzまで対応可能であるが、周辺の無線環境状況によって40MHzではなく20MHzで運用した方が効率的な場合がある。同様に、IEEE802.11ac規格の場合は、連続した80MHzまたは連続した 160MHzまたは非連続の80+80MHz、すなわち最大で 160MHzまで対応可能であるが、周辺の無線環境状況によって40MHzや20MHzで運用した方が効率的な場合がある。 Furthermore, in the wireless base station of the IEEE802.11n standard or the IEEE802.11ac standard, it is necessary to determine the operating bandwidth. For example, in the case of the IEEE802.11n standard, the maximum bandwidth is 40 MHz, but it may be more efficient to operate at 20 MHz instead of 40 MHz depending on the surrounding wireless environment conditions. Similarly, in the case of the IEEE802.11ac standard, continuous 80 MHz, continuous 160 MHz, or discontinuous 80 + 80 MHz, that is, up to 160 MHz can be supported, but it is more efficient to operate at 40 MHz or 20 MHz depending on the surrounding wireless environment conditions There are cases.
自セルで使用するチャネル、帯域幅およびそれ以外のパラメータの設定値および自無線基地局において対応可能なその他のパラメータは、定期的に送信するBeaconフレームや、無線端末から受信するProbe Request フレームに対するProbe responseフレーム等に記載し、運用が決定された周波数チャネル上でフレームを送信し、配下の無線端末および周辺の他通信局に通知することで、セルの運用を行っている。 The channel used in the own cell, bandwidth and other parameter settings, and other parameters that can be supported by the own radio base station are the Beacon frame that is periodically transmitted and the Probe for the Probe Request frame that is received from the radio terminal. The cell is operated by transmitting a frame on a frequency channel described in a response frame or the like and determined to be used, and notifying the subordinate radio terminal and other peripheral communication stations.
自セルで使用するパラメータの設定値には、例えば、アクセス権取得に関するパラメータ値やQoS(Quality of Services )等のパラメータ値が含まれる。また、自無線基地局において対応可能なその他のパラメータには、フレーム送信に用いる帯域幅、制御フレーム送信に使用する基本データレートや、データ送受信可能な変調方式と符合化率に関するデータレートセットなどが含まれる。 The parameter setting values used in the own cell include, for example, parameter values related to access right acquisition and parameter values such as QoS (Quality of Services). Other parameters that can be supported by the own radio base station include the bandwidth used for frame transmission, the basic data rate used for control frame transmission, and the data rate set related to the modulation scheme and coding rate that data can be transmitted and received. included.
無線基地局において、周波数チャネルや帯域幅およびその他のパラメータの選択および設定方法には、次の4つの方法がある。
(1) 無線基地局の製造メーカで設定されたデフォルトのパラメータ値をそのまま使用する方法
(2) 無線基地局を運用するユーザが手動で設定した値を使用する方法
(3) 各無線基地局が起動時に自局において検知する無線環境情報に基づいて自律的にパラメータ値を選択して設定する方法
(4) 無線LANコントローラなどの集中制御局で決定されたパラメータ値を設定する方法
In the radio base station, there are the following four methods for selecting and setting the frequency channel, bandwidth and other parameters.
(1) Using the default parameter values set by the wireless base station manufacturer as they are
(2) Method to use manually set values by users operating radio base stations
(3) A method for autonomously selecting and setting parameter values based on the radio environment information detected by each radio base station at startup
(4) Method for setting parameter values determined by a central control station such as a wireless LAN controller
ここで、IEEE802.11ac規格においてチャネル帯域幅を40MHz、80MHz、 160MHzと広くする場合、5GHz帯において同一場所で同時に使えるチャネル数は、チャネル帯域幅が20MHzで19チャネルだったものが、9チャネル、4チャネル、2チャネルと少なくなる。すなわち、チャネル帯域幅が増加するにつれて、使えるチャネル数が低減することになる。 Here, when the channel bandwidth is widened to 40 MHz, 80 MHz, and 160 MHz in the IEEE802.11ac standard, the number of channels that can be used simultaneously in the same place in the 5 GHz band is 19 channels with a channel bandwidth of 20 MHz and 19 channels. There are fewer 4 channels and 2 channels. That is, as the channel bandwidth increases, the number of usable channels decreases.
また、同一場所で同時に使えるチャネル数は、通信に用いるチャネル帯域幅によって、 2.4GHz帯の無線LANでは3つ、5GHz帯の無線LANでは2つ,4つ,9つ,または19のチャネルになるので、実際に無線LANを導入する際には無線基地局が自BSS内で使用するチャネルを選択する必要がある。 Also, the number of channels that can be used simultaneously in the same location is 3, 2.4, 9 or 19 for 2.4 GHz wireless LAN depending on the channel bandwidth used for communication. Therefore, when actually introducing a wireless LAN, it is necessary to select a channel used by the wireless base station in its own BSS.
このとき、使用可能なチャネル数よりもBSS数が多い無線LANの稠密環境では、複数のBSSが同一チャネルを使うことになる(OBSS:Overlapping BSS )。その場合、同一チャネルを使用するBSS間の干渉の影響により、当該BSSおよびシステム全体のスループットが低下することになる。そのため無線LANでは、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)を用いて、キャリアセンスによりチャネルが空いているときにのみデータの送信を行う自律分散的なアクセス制御が使われている。 At this time, in a dense environment of a wireless LAN where the number of BSSs is larger than the number of usable channels, a plurality of BSSs use the same channel (OBSS: Overlapping BSS). In this case, the throughput of the BSS and the entire system is reduced due to the influence of interference between BSSs using the same channel. Therefore, in the wireless LAN, autonomous distributed access control that uses CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) to transmit data only when a channel is free due to carrier sense is used.
具体的には、送信要求が発生した通信局は、まず所定のセンシング期間(DIFS:Distributed Inter-Frame Space )だけキャリアセンスを行って無線媒体の状態を監視し、この間に他の通信局による送信信号が存在しなければ、ランダム・バックオフを行う。通信局は、引き続きランダム・バックオフ期間中もキャリアセンスを行うが、この間にも他の通信局による送信信号が存在しない場合に、チャネルの利用権(TXOP:Transmission Opportunity)を得る。チャネルの利用権を得た通信局(TXOP Holder )は、同一BSS内の他の通信局にデータを送信し、またそれらの通信局からデータを受信できる。このようなCSMA/CA制御を行う場合、同一チャネルを使用する無線LANの稠密環境では、キャリアセンスによりチャネルがビジーになる頻度が高くなるため、送信機会(チャネルの利用権を得る機会)が低下し、スループットが低下することになる。したがって、周辺環境をモニタリングし、適切なチャネルを選択することが重要になる。 Specifically, a communication station that has generated a transmission request first performs carrier sense for a predetermined sensing period (DIFS: Distributed Inter-Frame Space) to monitor the state of the wireless medium, and during this time, transmission by other communication stations is performed. If no signal is present, a random backoff is performed. The communication station continues to perform carrier sense even during the random back-off period, and obtains a channel usage right (TXOP: Transmission Opportunity) when there is no transmission signal from another communication station during this period. A communication station (TXOP Holder) that has obtained the right to use the channel can transmit data to other communication stations in the same BSS and receive data from those communication stations. When such CSMA / CA control is performed, in a dense environment of a wireless LAN using the same channel, the frequency of the channel becoming busy due to carrier sense increases, so the transmission opportunity (opportunity to obtain channel usage rights) decreases. As a result, the throughput decreases. Therefore, it is important to monitor the surrounding environment and select an appropriate channel.
無線基地局におけるチャネルの選択方法は、IEEE802.11標準規格で定まっていないため、各ベンダーが独自の方法を採用しているが、最も一般的なチャネル選択方法としては、干渉電力の最も少ないチャネルを自律分散的に選択する方法がある。無線基地局は、一定期間すべてのチャネルについてキャリアセンスして最も干渉電力が小さいチャネルを選択し、選択したチャネル上で配下の端末装置とデータの送受信を行う。なお、干渉電力とは、近隣BSSや他システムから受信する信号のレベルであり、例えば、受信信号強度(RSSI:Received Signal Strength Indicator)により測定することができる。 The channel selection method in the radio base station is not determined by the IEEE802.11 standard, so each vendor adopts its own method, but the most common channel selection method is the channel with the least interference power. There is a method for selecting the items in an autonomous and distributed manner. The radio base station performs carrier sensing for all channels for a certain period, selects a channel with the smallest interference power, and transmits / receives data to / from a terminal device under the selected channel. The interference power is a level of a signal received from a neighboring BSS or another system, and can be measured by, for example, a received signal strength indicator (RSSI).
また、IEEE802.11標準規格では、BSS周辺の無線状況が変化した場合におけるチャネルの変更手順が規定されているが、基本的に、レーダ検出などによる強制移行以外は、一度選択したチャネルの再選択を行っていない。すなわち、現状無線LANでは、無線状況の変化に応じたチャネルの最適化は行われていない。 The IEEE802.11 standard defines the channel change procedure when the radio conditions around the BSS change. Basically, the selected channel is reselected except for forced transition by radar detection. Not done. That is, in the current wireless LAN, the channel is not optimized according to changes in the wireless status.
前述した周波数チャネルや帯域幅およびその他のパラメータの選択および設定方法 (1)〜(4) のうち、特に安価な無線基地局は、(1) の製造メーカで設定されたデフォルトのパラメータをそのまま使用することが多い。しかし、近くに同じ製造メーカの無線基地局が複数台設置された環境の場合は、全ての無線基地局が同じ周波数チャネルや送信電力値を使うことになるので、無線基地局間で干渉が発生してしまい通信品質が劣化する問題がある。 How to select and set the frequency channel, bandwidth and other parameters described above (1) to (4), especially for the inexpensive base station, use the default parameters set by the manufacturer of (1) as they are. Often to do. However, in an environment where multiple wireless base stations of the same manufacturer are installed nearby, all wireless base stations use the same frequency channel and transmission power value, so interference occurs between wireless base stations. As a result, there is a problem that communication quality deteriorates.
一般家庭など比較的小規模なネットワークでは、(2) の無線LANを運用するユーザが適切なパラメータを設定することが考えられる。しかし、外部干渉源がない環境では各種パラメータの設定は可能だが、都市部や集合住宅など周りで無線LANが使われている環境、または中規模や大規模なネットワークでは、ユーザまたは管理者による適切なパラメータ設定が困難である。 In a relatively small network such as a general home, it is conceivable that a user operating the wireless LAN (2) sets appropriate parameters. However, although it is possible to set various parameters in an environment where there is no external interference source, it is appropriate for users or managers in environments where wireless LAN is used in urban areas, apartment buildings, etc., or in medium or large networks. Parameter setting is difficult.
自律分散動作が可能な無線基地局は、(3) の各無線基地局が起動時に自局において検知する無線環境情報に基づいて自律的にパラメータ値の選択が可能である。しかし、無線基地局が起動される順番によって適切なパラメータ値が異なる。また、それぞれの無線基地局は自局における最適なパラメータ値を選択して設定するため、局所的に最適化が可能だがシステム全体の最適化はできず、さらに周辺無線環境が変わった場合は対応が困難となる。例えば、起動中の無線基地局数の変化、各々の無線基地局配下の無線端末装置の変化、各々のセル内の無線装置により送出されるデータ量の変化などの環境変化が起きたときに、使用チャネルや帯域幅の最適化を行っていないため、各々のセルのスループット間で差が生じたり、システム全体でもスループットが劣化したりするという問題がある。 A radio base station capable of autonomous distributed operation can autonomously select parameter values based on radio environment information detected by each radio base station in (3) when it is activated. However, appropriate parameter values differ depending on the order in which the radio base stations are activated. In addition, each radio base station selects and sets the optimal parameter value in its own station, so it can be optimized locally, but the entire system cannot be optimized, and if the surrounding radio environment changes It becomes difficult. For example, when an environmental change occurs, such as a change in the number of active radio base stations, a change in radio terminal devices under each radio base station, or a change in the amount of data transmitted by radio devices in each cell, Since the use channel and the bandwidth are not optimized, there is a problem that a difference occurs between the throughputs of the respective cells or the throughput of the entire system is deteriorated.
このため、例えば、大学、オフィス、スタジアム、駅構内環境など数台〜数百台の無線基地局で形成される小〜大規模な無線LANシステムの場合は、(4) の無線LANコントローラなどの集中制御局によって各無線基地局のパラメータ値を決定し、無線基地局に反映させるなどにより無線基地局を制御する方法が必要になっている。 For this reason, for example, in the case of a small to large-scale wireless LAN system formed by several to several hundreds of wireless base stations such as a university, office, stadium, or station environment, the wireless LAN controller of (4) There is a need for a method for controlling a radio base station by determining parameter values of each radio base station by a centralized control station and reflecting the parameter values in the radio base station.
本発明は、無線通信システム全体のスループットが向上し、また無線基地局が密集している環境において局地的なスループットの低下を回避できるように、集中制御局を用いて無線基地局の帯域幅とチャネルを設定することができる無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。 The present invention uses a centralized control station to improve the bandwidth of a radio base station so that the overall throughput of the radio communication system can be improved and a decrease in local throughput can be avoided in an environment where radio base stations are crowded. It is an object of the present invention to provide a wireless communication system and a wireless communication method capable of setting channels.
第1の発明は、それぞれ配下の無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局と、複数の無線基地局または無線端末の周辺の環境情報および能力情報に応じて各無線基地局の通信制御に用いるパラメータを制御する集中制御局とを備えた無線通信システムであって、各無線基地局は、周辺の無線環境情報および自局および帰属端末の能力情報を取得し、集中制御局に通知する無線環境情報通知手段を備え、集中制御局は、各無線基地局から通知される無線環境情報および能力情報に応じて割り当てる各無線基地局の帯域幅とチャネルを、各無線基地局のスループットを評価する効用関数を用いて算出するパラメータ算出手段を備える。 According to a first aspect of the present invention, a plurality of radio base stations that perform radio communication with subordinate radio terminals and communication control of each radio base station according to environmental information and capability information around the radio base stations or the radio terminals. A wireless communication system including a centralized control station that controls parameters to be used, wherein each wireless base station acquires peripheral wireless environment information and capability information of its own station and belonging terminal and notifies the centralized control station Environmental information notification means is provided, and the centralized control station evaluates the bandwidth and channel of each radio base station allocated according to the radio environment information and capability information notified from each radio base station, and the throughput of each radio base station Parameter calculation means for calculating using the utility function is provided.
このパラメータ算出手段は、各無線基地局に割り当て可能な帯域幅とチャネルに応じて、チャネルを共用する無線基地局のリストを作成する手段と、各無線基地局に割り当て可能な帯域幅とチャネルに応じて、リストの無線基地局が該チャネルを共用した場合の効用関数を計算し、無線基地局ごとに効用関数が最大または所定の閾値以上となる帯域幅とチャネルを仮割り当てとして算出する手段と、各無線基地局の仮割り当ての帯域幅とチャネルの算出を繰り返し行い、無線基地局ごとの効用関数が全体で改善されるように各無線基地局の帯域幅とチャネルの最適化を行う手段とを備える。 This parameter calculation means includes means for creating a list of radio base stations sharing the channel according to the bandwidth and channel that can be allocated to each radio base station, and the bandwidth and channel that can be allocated to each radio base station. Accordingly, a means for calculating a utility function when the wireless base stations in the list share the channel, and calculating a bandwidth and a channel for which the utility function is the maximum or a predetermined threshold value or more for each wireless base station as a temporary allocation, Means for repeatedly calculating the bandwidth and channel of the temporary allocation of each radio base station and optimizing the bandwidth and channel of each radio base station so that the utility function for each radio base station is improved as a whole; Is provided.
第1の発明の無線通信システムにおいて、効用関数は、無線基地局のみが存在するときに取得可能な最大スループットに対して、無線基地局に帯域幅とチャネルを割り当て周辺の無線基地局とチャネルを共用したときに取得可能な見込みスループットの割合とする。 In the wireless communication system of the first invention, the utility function assigns a bandwidth and a channel to the wireless base station for a maximum throughput that can be obtained when only the wireless base station exists, and sets the surrounding wireless base station and channel. The ratio of the expected throughput that can be acquired when shared.
第1の発明の無線通信システムにおいて、効用関数は、無線基地局に帯域幅とチャネルを割り当てたときに、当該無線基地局に帰属する無線端末ごとのスループットの中の最小値とする。 In the radio communication system of the first invention, the utility function is a minimum value in the throughput for each radio terminal belonging to the radio base station when a bandwidth and a channel are allocated to the radio base station.
第1の発明の無線通信システムにおいて、各無線基地局の帯域幅とチャネルの最適化を行う手段は、各無線基地局の帯域幅とチャネルの仮割り当てにそれぞれ用いた効用関数の合計値または乗算値を計算し、該合計値または該乗算値が劣化しないように各無線基地局にそれぞれ割り当てる帯域幅とチャネルの最適化を行う構成である。 In the radio communication system of the first invention, means for optimizing the bandwidth and channel of each radio base station is the sum or multiplication of utility functions respectively used for the temporary allocation of the bandwidth and channel of each radio base station. This is a configuration in which values are calculated and the bandwidth and channel allocated to each radio base station are optimized so that the total value or the multiplied value does not deteriorate.
また、リストを作成する手段は、各無線基地局に割り当て可能なチャネルと、各無線基地局の周辺の無線基地局で使用中または仮割り当てのチャネルの一部でも干渉する関係にあれば、当該周辺の無線基地局をリストに加える構成である。
第2の発明は、それぞれ配下の無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局と、複数の無線基地局または無線端末の周辺の環境情報および能力情報に応じて各無線基地局の通信制御に用いるパラメータを制御する集中制御局とを備えた無線通信システムであって、各無線基地局は、周辺の無線環境情報および自局および帰属端末の能力情報を取得し、集中制御局に通知する無線環境情報通知手段を備え、集中制御局は、各無線基地局から通知される無線環境情報および能力情報に応じて割り当てる各無線基地局の帯域幅とチャネルを、各無線基地局のスループットを評価する効用関数を用いて算出するパラメータ算出手段を備え、効用関数は、無線基地局に帯域幅とチャネルを割り当てたときに、当該無線基地局に帰属する無線端末ごとのスループットの中の最小値とする。
In addition, the means for creating the list is that the channels that can be allocated to each radio base station and the radio base stations in the vicinity of each radio base station are in use or are in a relationship that interferes even with part of the temporarily allocated channels. In this configuration, peripheral wireless base stations are added to the list.
According to a second aspect of the present invention, communication control of each radio base station is performed in accordance with a plurality of radio base stations that perform radio communication with subordinate radio terminals, and environment information and capability information around the radio base stations or the radio terminals. A wireless communication system including a centralized control station that controls parameters to be used, wherein each wireless base station acquires peripheral wireless environment information and capability information of its own station and belonging terminal and notifies the centralized control station Environmental information notification means is provided, and the centralized control station evaluates the bandwidth and channel of each radio base station allocated according to the radio environment information and capability information notified from each radio base station, and the throughput of each radio base station Parameter calculation means for calculating using the utility function is provided, and the utility function is assigned to each wireless terminal belonging to the wireless base station when the bandwidth and channel are allocated to the wireless base station. The minimum value in the Putto.
第3の発明は、それぞれ配下の無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局に接続される集中制御局で、複数の無線基地局または無線端末の周辺の環境情報および能力情報に応じて各無線基地局の通信制御に用いるパラメータを制御する無線通信方法であって、各無線基地局は、周辺の無線環境情報および自局および帰属端末の能力情報を取得し、集中制御局に通知するステップを有し、集中制御局は、各無線基地局から通知される無線環境情報および能力情報に応じて割り当てる各無線基地局の帯域幅とチャネルを、各無線基地局のスループットを評価する効用関数を用いて算出するパラメータ算出ステップを有する。 A third invention is a centralized control station connected to a plurality of radio base stations that perform radio communication with subordinate radio terminals, respectively, in accordance with environment information and capability information around the plurality of radio base stations or radio terminals. A wireless communication method for controlling parameters used for communication control of a wireless base station, wherein each wireless base station acquires surrounding wireless environment information and capability information of the own station and belonging terminal and notifies the centralized control station The central control station has a utility function for evaluating the throughput of each radio base station, the bandwidth and channel of each radio base station to be allocated according to the radio environment information and capability information notified from each radio base station. A parameter calculating step to calculate using the parameter.
このパラメータ算出ステップは、各無線基地局に割り当て可能な帯域幅とチャネルに応じて、チャネルを共用する無線基地局のリストを作成するステップと、各無線基地局に割り当て可能な帯域幅とチャネルに応じて、リストの無線基地局が該チャネルを共用した場合の効用関数を計算し、無線基地局ごとに効用関数が最大または所定の閾値以上となる帯域幅とチャネルを仮割り当てとして算出するステップと、各無線基地局の仮割り当ての帯域幅とチャネルの算出を繰り返し行い、無線基地局ごとの効用関数が全体で改善されるように各無線基地局の帯域幅とチャネルの最適化を行うステップとを有する。 This parameter calculation step includes the steps of creating a list of radio base stations that share a channel according to the bandwidth and channel that can be allocated to each radio base station, and the bandwidth and channel that can be allocated to each radio base station. Accordingly, calculating a utility function when the wireless base stations in the list share the channel, and calculating a bandwidth and a channel for which the utility function is maximum or a predetermined threshold value or more for each wireless base station as a temporary allocation; Repetitively calculating the bandwidth and channel of the temporary allocation of each radio base station and optimizing the bandwidth and channel of each radio base station so that the utility function for each radio base station is improved as a whole; Have
第3の発明の無線通信方法において、効用関数は、無線基地局のみが存在するときに取得可能な最大スループットに対して、無線基地局に帯域幅とチャネルを割り当て周辺の無線基地局とチャネルを共用したときに取得可能な見込みスループットの割合とする。 In the wireless communication method of the third invention, the utility function assigns a bandwidth and a channel to the wireless base station for a maximum throughput that can be obtained when only the wireless base station exists, and assigns a wireless base station and a channel in the vicinity. The ratio of the expected throughput that can be acquired when shared.
第3の発明の無線通信方法において、効用関数は、無線基地局に帯域幅とチャネルを割り当てたときに、当該無線基地局に帰属する無線端末ごとのスループットの中の最小値とする。 In the radio communication method of the third invention, the utility function is a minimum value in the throughput for each radio terminal belonging to the radio base station when the bandwidth and channel are allocated to the radio base station.
第3の発明の無線通信方法において、各無線基地局の帯域幅とチャネルの最適化を行うステップは、各無線基地局の帯域幅とチャネルの仮割り当てにそれぞれ用いた効用関数の合計値または乗算値を計算し、該合計値または該乗算値が劣化しないように各無線基地局にそれぞれ割り当てる帯域幅とチャネルの最適化を行う。 In the wireless communication method of the third invention, the step of optimizing the bandwidth and channel of each radio base station is the sum or multiplication of utility functions respectively used for the temporary allocation of the bandwidth and channel of each radio base station. A value is calculated, and a bandwidth and a channel allocated to each radio base station are optimized so that the total value or the multiplication value does not deteriorate.
また、リストを作成するステップは、各無線基地局に割り当て可能なチャネルと、各無線基地局の周辺の無線基地局で使用中または仮割り当てのチャネルの一部でも干渉する関係にあれば、当該周辺の無線基地局をリストに加える構成である。
第4の発明は、それぞれ配下の無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局に接続される集中制御局で、複数の無線基地局または無線端末の周辺の環境情報および能力情報に応じて各無線基地局の通信制御に用いるパラメータを制御する無線通信方法であって、各無線基地局は、周辺の無線環境情報および自局および帰属端末の能力情報を取得し、集中制御局に通知するステップを有し、集中制御局は、各無線基地局から通知される無線環境情報および能力情報に応じて割り当てる各無線基地局の帯域幅とチャネルを、各無線基地局のスループットを評価する効用関数を用いて算出するパラメータ算出ステップを有し、効用関数は、無線基地局に帯域幅とチャネルを割り当てたときに、当該無線基地局に帰属する無線端末ごとのスループットの中の最小値とする。
In addition, the step of creating the list includes a channel that can be allocated to each radio base station and a channel that is in use or temporarily allocated by a radio base station in the vicinity of each radio base station. In this configuration, peripheral wireless base stations are added to the list.
A fourth invention is a centralized control station connected to a plurality of radio base stations that perform radio communication with subordinate radio terminals, respectively, according to environment information and capability information around the plurality of radio base stations or radio terminals. A wireless communication method for controlling parameters used for communication control of a wireless base station, wherein each wireless base station acquires surrounding wireless environment information and capability information of the own station and belonging terminal and notifies the centralized control station The central control station has a utility function for evaluating the throughput of each radio base station, the bandwidth and channel of each radio base station to be allocated according to the radio environment information and capability information notified from each radio base station. The utility function has a throughput for each wireless terminal belonging to the wireless base station when a bandwidth and a channel are allocated to the wireless base station. The minimum value of in.
本発明は、各無線基地局が割り当て可能な帯域幅とチャネルに応じてチャネルを共用する周辺の無線基地局の干渉を考慮し、各無線基地局のスループットを評価する効用関数を用いて各無線基地局の帯域幅とチャネルの割り当てを行うことにより、無線基地局を含む無線通信システム全体のスループットを改善することができる。特に、本発明によれば、無線基地局が密集している環境において局地的なスループットの低下を回避することができる。 The present invention considers interference of neighboring radio base stations that share a channel according to the bandwidth and channel that can be allocated by each radio base station, and uses the utility function for evaluating the throughput of each radio base station. By assigning the bandwidth and channel of the base station, the throughput of the entire wireless communication system including the wireless base station can be improved. In particular, according to the present invention, it is possible to avoid a local decrease in throughput in an environment where radio base stations are densely packed.
図1は、本発明の無線通信システムの実施例構成を示す。
図1において、無線基地局(AP)1,2は、それぞれ帰属する無線端末(STA,図示せず)と無線通信を行う。AP1,2は、ネットワーク3を介して集中制御局4に接続される。集中制御局4は、AP1,2から収集した環境情報および能力情報に基づいてAPの通信制御に用いる設定パラメータ値を算出し、各APに設定する。
FIG. 1 shows an embodiment of a radio communication system according to the present invention.
In FIG. 1, wireless base stations (AP) 1 and 2 perform wireless communication with their associated wireless terminals (STA, not shown). The
図2は、本発明の無線通信システムにおける集中制御局4の構成例を示す。
図2において、集中制御局4は、接続部41と、通信部42と、制御部43と、情報収集部44と、パラメータ算出部45とを備える。
FIG. 2 shows a configuration example of the central control station 4 in the wireless communication system of the present invention.
In FIG. 2, the central control station 4 includes a connection unit 41, a
通信部42は、接続部41を介してAP1,2と通信を行う。情報収集部44は、無線通信システム内に存在する制御対象のAP1,2から環境情報(無線環境情報,トラヒック情報,現設定情報)および能力情報を収集し、保持する。パラメータ算出部45は、情報収集部44で収集された各情報の平均化処理および最新化などを行い、各情報に基づいてAP1,2に割り当て可能な帯域幅とチャネルに応じて、帰属STAのサービス品質として例えばスループットやシステム全体のスループットなどの満足度の評価に用いるそれぞれの効用関数を算出し、効用関数が最大または所定の閾値以上になる帯域幅とチャネルを決定する。制御部43は、AP1,2の各情報の収集、APの設定パラメータ値の算出および設定を含む集中制御局4の動作を統括して制御する。
The
図3は、本発明の無線通信システムにおけるAP1,2の構成例を示す。なお、AP1,2は同じ構成である。
図3において、AP1,2は、接続部11と、通信部12と、制御部13と、環境情報保持部14と、パラメータ設定部15と、アクセス権獲得部16と、無線通信部17と、アンテナ部18とを備える。
FIG. 3 shows a configuration example of the
In FIG. 3,
通信部12は、接続部11を介してネットワーク3上の集中制御局4と通信を行う。環境情報保持部14は、定期的に無線基地局周辺をスキャンして取得した環境情報を保持する。パラメータ設定部15は、集中制御局4より通知されたパラメータを設定する。アクセス権獲得部16は、CSMA/CAによるアクセス権を獲得する。無線通信部17は、パラメータ設定部15より設定されたパラメータを使用し、CSMA/CAによるアクセス権を獲得してアンテナ部18を介して帰属するSTAと無線通信を行う。また、無線通信部17は、無線通信において利用可能なチャネルそれぞれに対して、予め定められた期間スキャンし、得られた周辺の環境情報を環境情報保持部14に出力する。制御部13は、APの動作を統括して制御する。
The
ここで、(1) 無線環境情報、(2) トラヒック情報、(3) 現設定情報、(4) 能力情報の一例について以下に示す。
(1) 無線環境情報
APおよびSTAが測定する周辺無線環境情報であり、例えば周辺AP数、各々のSSID、各々のBSSID(MACアドレス)、各々が送信するフレームの受信RSSI値、各々の使用チャネル、各々の使用帯域幅(20MHz,40MHz,80MHz, 160MHz, 80+80MHz)、各々の能力情報、各々のAP帰属端末数、各々の時間占有率情報、各々のトラヒック情報などである。また、APが測定する帰属端末に関する無線環境情報であり、STAが測定する接続先APに関する無線環境情報である。
Here, examples of (1) radio environment information, (2) traffic information, (3) current setting information, and (4) capability information are shown below.
(1) Radio environment information Peripheral radio environment information measured by the AP and STA, for example, the number of neighboring APs, each SSID, each BSSID (MAC address), the received RSSI value of each frame transmitted, and each used channel Each used bandwidth (20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, 160 MHz, 80 + 80 MHz), each capability information, each AP belonging terminal number, each time occupation rate information, each traffic information, and the like. Further, it is wireless environment information related to the belonging terminal measured by the AP, and is wireless environment information related to the connection destination AP measured by the STA.
(2) トラヒック情報
APがバッファ内で収容する帰属端末宛てのトラヒック量、STAがバッファ内で収容する接続先AP宛てのトラヒック量、AP/STAのバッファに入力されるトラヒックレート、AP/STAのバッファから送出されるトラヒックレートなどである。
(2) Traffic information The amount of traffic addressed to the belonging terminal accommodated in the buffer by the AP, the amount of traffic addressed to the connected AP accommodated in the buffer by the STA, the traffic rate input to the AP / STA buffer, the AP / STA This is the traffic rate sent from the buffer.
(3) 現設定情報
APおよびSTAの現在の運用規格(11a/b/g/n/ac種別)、チャネル, 帯域幅(20MHz,40MHz,80MHz, 160MHz, 80+80MHz)などである。
(3) Current setting information The current operation standard of AP and STA (11a / b / g / n / ac type), channel, bandwidth (20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, 160 MHz, 80 + 80 MHz), etc.
(4) 能力情報
対応可能規格(11a/b/g/n/ac)、対応可能周波数帯、対応可能帯域幅(20MHz,40MHz,80MHz, 160MHz, 80+80MHz)などである。
(4) Capability information Supported standards (11a / b / g / n / ac), supported frequency bands, supported bandwidths (20MHz, 40MHz, 80MHz, 160MHz, 80 + 80MHz).
図4は、IEEE802.11標準規格における固定帯域幅伝送例を示す。図5は、IEEE802.11標準規格における可変帯域幅伝送例を示す。
図4および図5において、帯域幅80MHzでプライマリチャネルとして36chを用いるAP1とその配下のSTA5が存在し、AP1およびSTA5の周辺に、帯域幅20MHzでプライマリチャネルとして48chで用いるAP2とその配下のSTA6が存在する環境を想定する。
FIG. 4 shows an example of fixed bandwidth transmission in the IEEE 802.11 standard. FIG. 5 shows an example of variable bandwidth transmission in the IEEE 802.11 standard.
4 and 5, AP1 using 36 channels as a primary channel with a bandwidth of 80 MHz and its subordinate STA5 exist, and AP2 used for 48 channels as a primary channel with a bandwidth of 20 MHz and STA6 under its control are located around AP1 and STA5. Assuming an environment where
図4に示す固定帯域幅伝送では、データの送信予定帯域幅(AP1では80MHz、AP2では20MHz)すべてにおいて信号を検知しなかった場合にのみデータを送信できる。すなわち、AP1は、プライマリチャネルの36ch、セカンダリ20チャネルの40ch、セカンダリ40チャネルの44chおよび48chのすべてにおいて信号を検知するか否かを判定する。したがって、AP2とSTA6が48ch上で通信を行っている場合には、AP1とSTA5は通信できず、AP2とSTA6の通信が終了するまで待機する必要がある。
In the fixed bandwidth transmission shown in FIG. 4, data can be transmitted only when no signal is detected in the entire data transmission planned bandwidth (80 MHz for AP1 and 20 MHz for AP2). That is, the
一方、図5に示す可変帯域幅伝送では、少なくともプライマリチャネル上で他APやSTAによる信号を検知しなかった場合にデータを送信することができる。この際に使用する帯域幅は、信号を検知しなかった帯域幅に縮小する。このため、AP2とSTA6が48ch上で通信を行っている場合には、AP1とSTA5は帯域幅を40MHzに縮小してデータを送信し、AP2とSTA6が通信していない場合は、帯域幅を80MHzにしてデータを送信する。 On the other hand, in the variable bandwidth transmission shown in FIG. 5, data can be transmitted when a signal from another AP or STA is not detected on at least the primary channel. The bandwidth used at this time is reduced to a bandwidth where no signal is detected. For this reason, when AP2 and STA6 are communicating on 48ch, AP1 and STA5 transmit data by reducing the bandwidth to 40 MHz, and when AP2 and STA6 are not communicating, the bandwidth is reduced. Data is transmitted at 80MHz.
当然、可変帯域幅伝送が効率的であるが、データ信号を送信する直前に使用帯域幅が縮小すると、データ内に記載されるフレーム長やNAV期間などの再計算が必要で処理量が増える。このため、現在市販されているすべてのAPやSTAは固定帯域で信号伝送を行っており、本発明においても固定帯域幅伝送を前提とする。 Naturally, the variable bandwidth transmission is efficient, but if the bandwidth used is reduced immediately before transmitting the data signal, the frame length and NAV period described in the data need to be recalculated and the processing amount increases. For this reason, all APs and STAs currently on the market perform signal transmission in a fixed band, and the present invention also assumes fixed bandwidth transmission.
図6は、本発明による集中制御局4のパラメータ算出部45の処理手順の概要を示す。 図6において、集中制御局4のパラメータ算出部45は、周辺に他のAPがないなど干渉がない環境を想定し、制御対象の各APにおいて取得可能な最大スループットおよびプライマリチャネルのアクセス確率を算出する(S101)。 FIG. 6 shows an outline of the processing procedure of the parameter calculation unit 45 of the centralized control station 4 according to the present invention. In FIG. 6, the parameter calculation unit 45 of the centralized control station 4 calculates the maximum throughput and the primary channel access probability that can be acquired in each AP to be controlled, assuming an environment where there is no interference such as no other AP in the vicinity. (S101).
AP−aがSTA−sと帯域幅bを用いた通信において、M(s,a,b) ビットを送受信するのに費やす合計時間をt(s,a,b) とする。時間t(s,a,b) には、当該データ通信におけるすべてのオーバヘッドが含まれる。AP−aのみが存在する、すなわち干渉源がない環境で取得可能な最大スループットMax Thput(a)は、
Max Thput(a)=(ΣsM(s,a,b))/(Σst(s,a,b))
と表すことができる。ここで、Σs は、AP−aの帰属STA数をn(a) としたときに、s=1からs=n(a) までの積算を表す。
Let t (s, a, b) be the total time that AP-a spends in transmitting and receiving M (s, a, b) bits in communication using STA-s and bandwidth b. The time t (s, a, b) includes all overhead in the data communication. The maximum throughput Max Thput (a) obtainable in an environment where only AP-a exists, that is, no interference source is
Max Thput (a) = (Σ s M (s, a, b)) / (Σ s t (s, a, b))
It can be expressed as. Here, Σ s represents the integration from s = 1 to s = n (a) where the number of AP-a belonging STAs is n (a).
次に、AP−aにおけるプライマリチャネルの占有予定時間率α(a) は
α(a) = min〔θ(a)×n(a)/Max Thput(a),1〕
として算出する。ここで、θ(a) は、AP−aの帰属STA当たりの収容トラヒック量であり、θ(a)×n(a)は発生トラヒックの総量である。
Next, the primary channel occupation time rate α (a) in AP-a is α (a) = min [θ (a) × n (a) / Max Thput (a), 1].
Calculate as Here, θ (a) is the amount of accommodated traffic per AP-a belonging STA, and θ (a) × n (a) is the total amount of generated traffic.
次に、AP−aにおけるプライマリチャネルcのアクセス確率λ(a,c) は、
λ(a,c) =α(a) として算出する。
Next, the access probability λ (a, c) of the primary channel c in AP-a is
Calculated as λ (a, c) = α (a).
次に、制御対象のAPごとに、割り当て可能な帯域幅とプライマリチャネルからスループットの満足度を示す効用関数が最大または所定の閾値以上となる帯域幅とプライマリチャネルを仮割り当てする(S102)。このステップS102の処理手順については図7を参照して別途説明する。次に、繰り返し計算により、制御対象のAPごとの効用関数がシステム全体で改善されるように、APごとの帯域幅とプライマリチャネルの最適化を行い、所定の収束条件が満たされた場合に繰り返し計算を終了する(S103)。このステップ103の処理手順については図9を参照して別途説明する。最後に、APごとに最適化された帯域幅とプライマリチャネルを割り当てて終了する(S104)。 Next, for each AP to be controlled, a bandwidth and a primary channel for which the utility function indicating the satisfaction degree of throughput from the assignable bandwidth and the primary channel is maximum or equal to or greater than a predetermined threshold value are temporarily allocated (S102). The processing procedure of step S102 will be separately described with reference to FIG. Next, the iterative calculation optimizes the bandwidth and primary channel for each AP so that the utility function for each AP to be controlled is improved in the entire system, and repeats when a predetermined convergence condition is satisfied. The calculation is terminated (S103). The processing procedure of step 103 will be described separately with reference to FIG. Finally, the bandwidth and the primary channel optimized for each AP are allocated and the process ends (S104).
(ステップS102の処理手順)
図7は、ステップS102の処理手順例を示す。
図7において、まず、制御対象のAPを1台選択する(S201)。選択されたAPをAP−aとする。あらかじめ集中制御局に登録されているAP−aに関する情報、またはAP−aから収集される情報を基に、AP−aにおいて送受信可能な帯域幅の中から1つの帯域幅bを選択し、帯域幅bに応じてプライマリチャネルcを選択する(S202)。例えば、AP−aがIEEE802.11ac対応で使用可能な帯域幅が80MHzの場合は、AP−aに割り当てられる帯域幅bは{20,40,80}の3つになる。S202の処理では、この中から1つの帯域幅bを選択する。そして、選択された帯域幅bに応じてAP−aに割り当てるプライマリチャネルcを選択する。ただし、AP−aのプライマリチャネルcの選択ルールとして、帯域幅bが40MHz以上の場合に、周辺のAPのセカンダリ20チャネルを使用できないルールが設定されている場合には、当該セカンダリ20チャネルの除くプライマリチャネルcを選択する。
(Processing procedure of step S102)
FIG. 7 shows an example of the processing procedure of step S102.
In FIG. 7, first, one AP to be controlled is selected (S201). Let the selected AP be AP-a. One bandwidth b is selected from the bandwidths that can be transmitted / received in AP-a based on the information on AP-a registered in the central control station in advance or the information collected from AP-a. The primary channel c is selected according to the width b (S202). For example, when AP-a is compatible with IEEE802.11ac and the usable bandwidth is 80 MHz, the bandwidth b allocated to AP-a is three, {20, 40, 80}. In the process of S202, one bandwidth b is selected from these. Then, the primary channel c assigned to the AP-a is selected according to the selected bandwidth b. However, if the rule that cannot use the secondary 20 channels of the neighboring AP is set as the selection rule for the primary channel c of the AP-a when the bandwidth b is 40 MHz or more, the secondary 20 channel is excluded. Select primary channel c.
次に、AP−aに帯域幅bとプライマリチャネルcを割り当てて運用開始した場合に、AP−aとチャネルを共用するAPのリストL(a,b,c) を作成する(S203)。なお、リストL(a,b,c) には、自APも含める。 Next, when the bandwidth b and the primary channel c are allocated to the AP-a and the operation is started, a list L (a, b, c) of APs sharing the channel with the AP-a is created (S203). The list L (a, b, c) includes its own AP.
AP−aとチャネルを共用するAPのリストL(a,b,c) は、AP−aに割り当てる帯域幅bに応じて、プライマリチャネルcまたはそのセカンダリチャネルを使用するAPのリストとなる。すなわち、AP−aの帯域幅bが20MHzであればプライマリチャネルcを使用するAPが対象となり、帯域幅bが40MHz,80MHz, 160MHz,80+80MHzであれば、プライマリチャネルcおよびそのセカンダリ20チャネル,セカンダリ40チャネル,セカンダリ80チャネルを使用するAPが対象となる。さらに、AP−aとチャネルを共用するAPのうち、AP−aにおける信号レベル(RSSI)が所定の閾値以上のAPを対象としてもよい。 The list of APs L (a, b, c) sharing the channel with AP-a is a list of APs using the primary channel c or its secondary channel according to the bandwidth b allocated to AP-a. That is, if the bandwidth b of the AP-a is 20 MHz, the AP using the primary channel c is targeted, and if the bandwidth b is 40 MHz, 80 MHz, 160 MHz, 80 + 80 MHz, the primary channel c and its secondary 20 channels, secondary This applies to APs that use 40 channels and secondary 80 channels. Furthermore, among APs sharing a channel with AP-a, APs having a signal level (RSSI) in AP-a of a predetermined threshold or more may be targeted.
ここで、図8を参照してAP−aとチャネルを共用するAPのリストL(a,b,c) の作成例を示す。AP−aの周辺には、互いに検知可能なAP−x,AP−y,AP−zがあり、それぞれの帯域幅/プライマリチャネルは次の通りとする。
AP−x:40MHz/44ch
AP−y:20MHz/60ch
AP−z:80+80MHz/128ch(52ch)
Here, an example of creating a list L (a, b, c) of APs sharing a channel with AP-a will be shown with reference to FIG. There are AP-x, AP-y, and AP-z that can be detected in the vicinity of AP-a, and the bandwidth / primary channel of each is as follows.
AP-x: 40MHz / 44ch
AP-y: 20MHz / 60ch
AP-z: 80 + 80MHz / 128ch (52ch)
AP−aに帯域幅b=20MHzとプライマリチャネルc(ここでは36〜64ch)を割り当てた場合に、次の基準に基づいて、AP−aとチャネルを共用するAPのリストL(a,b,c) は以下のようになる。
・cchをプライマリチャネルとする帯域幅20MHz以上のAP
・cchのセカンダリ20チャネルをプライマリチャネルとする帯域幅 40 MHz以上のAP
・cchのセカンダリ40チャネルをプライマリチャネルとする帯域幅 80 MHz以上のAP ・cchのセカンダリ80チャネルをプライマリチャネルとする帯域幅160 MHzのAP
・cchをセカンダリ80チャネルに含む帯域幅80+80MHzのAP
When the bandwidth b = 20 MHz and the primary channel c (36 to 64ch in this case) are allocated to the AP-a, the list L (a, b, AP) of the AP sharing the channel with the AP-a based on the following criteria: c) is as follows.
・ AP with bandwidth of 20MHz or more with cch as primary channel
・ AP with bandwidth of 40 MHz or more with cch secondary 20 channels as primary channel
AP with bandwidth of 80 MHz or more with cch secondary 40 channels as primary channel AP with bandwidth of 160 MHz with cch secondary 80 channels as primary channel
・ AP with
b=20MHz、c=36ch:L(a,b,c) ={a}
c=40ch:L(a,b,c) ={a}
c=44ch:L(a,b,c) ={a,x}
c=48ch:L(a,b,c) ={a,x}
c=52ch:L(a,b,c) ={a,z} (図8に例示)
c=56ch:L(a,b,c) ={a,z}
c=60ch:L(a,b,c) ={a,y,z}
c=64ch:L(a,b,c) ={a,y,z}
b = 20 MHz, c = 36 ch: L (a, b, c) = {a}
c = 40ch: L (a, b, c) = {a}
c = 44ch: L (a, b, c) = {a, x}
c = 48ch: L (a, b, c) = {a, x}
c = 52ch: L (a, b, c) = {a, z} (illustrated in FIG. 8)
c = 56ch: L (a, b, c) = {a, z}
c = 60ch: L (a, b, c) = {a, y, z}
c = 64ch: L (a, b, c) = {a, y, z}
AP−aに帯域幅b=40MHzとプライマリチャネルc(ここでは36〜64ch)を割り当てた場合に、次の基準に基づいて、AP−aとチャネルを共用するAPのリストL(a,b,c) は以下のようになる。
・cchをプライマリチャネルとする帯域幅20MHz以上のAP
・cchのセカンダリ20チャネルをプライマリチャネルとする帯域幅 20 MHz以上のAP
・cchのセカンダリ40チャネルをプライマリチャネルとする帯域幅 80 MHz以上のAP ・cchのセカンダリ80チャネルをプライマリチャネルとする帯域幅160 MHzのAP
・cchをセカンダリ80チャネルに含む帯域幅80+80MHzのAP
When a bandwidth b = 40 MHz and a primary channel c (36 to 64ch in this case) are assigned to AP-a, a list L (a, b, AP) of APs sharing the channel with AP-a is based on the following criteria. c) is as follows.
・ AP with bandwidth of 20MHz or more with cch as primary channel
-AP with bandwidth 20 MHz or higher with cch secondary 20 channels as primary channel
AP with bandwidth of 80 MHz or more with cch secondary 40 channels as primary channel AP with bandwidth of 160 MHz with cch secondary 80 channels as primary channel
・ AP with
b=40MHz、c=36ch:L(a,b,c) ={a}
c=40ch:L(a,b,c) ={a}
c=44ch:L(a,b,c) ={a,x}
c=48ch:L(a,b,c) ={a,x}
c=52ch:L(a,b,c) ={a,z}
c=56ch:L(a,b,c) ={a,z}
c=60ch:L(a,b,c) ={a,y,z}
c=64ch:L(a,b,c) ={a,z}
なお、AP−aのプライマリチャネルcに対して上記の選択ルールがある場合には、AP−xのセカンダリ20チャネルである48ch、AP−yのセカンダリ20チャネルである64chは除外される。帯域幅bが80MHz以上の場合も同様である。
b = 40 MHz, c = 36 ch: L (a, b, c) = {a}
c = 40ch: L (a, b, c) = {a}
c = 44ch: L (a, b, c) = {a, x}
c = 48ch: L (a, b, c) = {a, x}
c = 52ch: L (a, b, c) = {a, z}
c = 56ch: L (a, b, c) = {a, z}
c = 60ch: L (a, b, c) = {a, y, z}
c = 64ch: L (a, b, c) = {a, z}
If there is the above selection rule for the primary channel c of AP-a, 48ch that is the secondary 20 channel of AP-x and 64ch that is the secondary 20 channel of AP-y are excluded. The same applies when the bandwidth b is 80 MHz or higher.
AP−aに帯域幅b=80MHzとプライマリチャネルc(ここでは36〜64ch)を割り当てた場合に、次の基準に基づいて、AP−aとチャネルを共用するAPのリストL(a,b,c) は以下のようになる。
・cchをプライマリチャネルとする帯域幅20MHz以上のAP
・cchのセカンダリ20チャネルをプライマリチャネルとする帯域幅 20 MHz以上のAP
・cchのセカンダリ40チャネルをプライマリチャネルとする帯域幅 20 MHz以上のAP ・cchのセカンダリ80チャネルをプライマリチャネルとする帯域幅160 MHzのAP
・cchをセカンダリ80チャネルに含む帯域幅80+80MHzのAP
When a bandwidth b = 80 MHz and a primary channel c (36 to 64ch in this case) are assigned to AP-a, a list L (a, b, AP) of APs sharing the channel with AP-a is based on the following criteria. c) is as follows.
・ AP with bandwidth of 20MHz or more with cch as primary channel
-AP with bandwidth 20 MHz or higher with cch secondary 20 channels as primary channel
AP with bandwidth of 20 MHz or more with cch secondary 40 channels as primary channel AP with bandwidth of 160 MHz with cch secondary 80 channels as primary channel
・ AP with
b=80MHz、c=36ch:L(a,b,c) ={a,x}
c=40ch:L(a,b,c) ={a,x}
c=44ch:L(a,b,c) ={a,x}
c=48ch:L(a,b,c) ={a,x}
c=52ch:L(a,b,c) ={a,y,z} (図8に例示)
c=56ch:L(a,b,c) ={a,y,z}
c=60ch:L(a,b,c) ={a,y,z}
c=64ch:L(a,b,c) ={a,y,z}
b = 80 MHz, c = 36 ch: L (a, b, c) = {a, x}
c = 40ch: L (a, b, c) = {a, x}
c = 44ch: L (a, b, c) = {a, x}
c = 48ch: L (a, b, c) = {a, x}
c = 52ch: L (a, b, c) = {a, y, z} (illustrated in FIG. 8)
c = 56ch: L (a, b, c) = {a, y, z}
c = 60ch: L (a, b, c) = {a, y, z}
c = 64ch: L (a, b, c) = {a, y, z}
AP−aに帯域幅b= 160MHzとプライマリチャネルc(ここでは36〜64ch)を割り当てた場合に、次の基準に基づいてAP−aとチャネルを共用するAPのリストL(a,b,c) は以下のようになる。
・cchをプライマリチャネルとする帯域幅20MHz以上のAP
・cchのセカンダリ20チャネルをプライマリチャネルとする帯域幅 20 MHz以上のAP
・cchのセカンダリ40チャネルをプライマリチャネルとする帯域幅 20 MHz以上のAP ・cchのセカンダリ80チャネルをプライマリチャネルとする帯域幅 20 MHz以上のAP
・cchをセカンダリ80チャネルに含む帯域幅80+80MHzのAP
When a bandwidth b = 160 MHz and a primary channel c (36 to 64ch in this case) are allocated to AP-a, a list L (a, b, c) of APs sharing channels with AP-a based on the following criteria: ) Is as follows.
・ AP with bandwidth of 20MHz or more with cch as primary channel
-AP with bandwidth 20 MHz or higher with cch secondary 20 channels as primary channel
・ AP with bandwidth of 20 MHz or more with cch secondary 40 channels as primary channel ・ AP with bandwidth of 20 MHz or more with cch secondary 80 channels as primary channel
・ AP with
b= 160MHz、c=36ch:L(a,b,c) ={a,x,y,z}
c=40ch:L(a,b,c) ={a,x,y,z}
c=44ch:L(a,b,c) ={a,x,y,z}
c=48ch:L(a,b,c) ={a,x,y,z}
c=52ch:L(a,b,c) ={a,x,y,z}
c=56ch:L(a,b,c) ={a,x,y,z}
c=60ch:L(a,b,c) ={a,x,y,z}
c=64ch:L(a,b,c) ={a,x,y,z}
b = 160 MHz, c = 36 ch: L (a, b, c) = {a, x, y, z}
c = 40ch: L (a, b, c) = {a, x, y, z}
c = 44ch: L (a, b, c) = {a, x, y, z}
c = 48ch: L (a, b, c) = {a, x, y, z}
c = 52ch: L (a, b, c) = {a, x, y, z}
c = 56ch: L (a, b, c) = {a, x, y, z}
c = 60ch: L (a, b, c) = {a, x, y, z}
c = 64ch: L (a, b, c) = {a, x, y, z}
AP−aに帯域幅b=80+80MHzとプライマリチャネルc(ここでは36〜64ch)を割り当てた場合には、次の基準に基づいて、AP−aとチャネルを共用するAPリストL(a,b,c) は以下のようになる。
・cchをプライマリチャネルとする帯域幅20MHz以上のAP
・cchのセカンダリ20チャネルをプライマリチャネルとする帯域幅 20 MHz以上のAP
・cchのセカンダリ40チャネルをプライマリチャネルとする帯域幅 20 MHz以上のAP ・cchのセカンダリ80チャネルをプライマリ/セカンダリチャネルとするすべてのAP
When the bandwidth b = 80 + 80 MHz and the primary channel c (36 to 64ch in this case) are allocated to the AP-a, the AP list L (a, b, sharing the channel with the AP-a is based on the following criteria. c) is as follows.
・ AP with bandwidth of 20MHz or more with cch as primary channel
-AP with bandwidth 20 MHz or higher with cch secondary 20 channels as primary channel
・ AP with bandwidth of 20 MHz or higher with cch secondary 40 channel as primary channel ・ All APs with cch secondary 80 channel as primary / secondary channel
b=80+80MHz、c=36ch(100ch):L(a,b,c) ={a,x}
c=40ch(100ch):L(a,b,c) ={a,x}
c=44ch(100ch):L(a,b,c) ={a,x}
c=48ch(100ch):L(a,b,c) ={a,x}
c=52ch(100ch):L(a,b,c) ={a,y,z}
c=56ch(100ch):L(a,b,c) ={a,y,z}
c=60ch(100ch):L(a,b,c) ={a,y,z}
c=64ch(100ch):L(a,b,c) ={a,y,z}
b = 80 + 80 MHz, c = 36 ch (100 ch): L (a, b, c) = {a, x}
c = 40ch (100ch): L (a, b, c) = {a, x}
c = 44 ch (100 ch): L (a, b, c) = {a, x}
c = 48ch (100ch): L (a, b, c) = {a, x}
c = 52 ch (100 ch): L (a, b, c) = {a, y, z}
c = 56 ch (100 ch): L (a, b, c) = {a, y, z}
c = 60ch (100ch): L (a, b, c) = {a, y, z}
c = 64 ch (100 ch): L (a, b, c) = {a, y, z}
このように、AP−aに帯域幅bとプライマリチャネルcを割り当てた場合に、そのセカンダリ20チャネル、セカンダリ40チャネル、セカンダリ80チャネルをプライマリチャネルとするAPも変化するので、AP−aとチャネルを共用するAPのリストL(a,b,c) は異なることがわかる。すなわち、AP−aにおけるスループットは、帯域幅bとプライマリチャネルcとチャネルを共用するAPの関係によって決まるので、AP−aにおける帯域幅bとプライマリチャネルcに応じたスループットを評価する効用関数Uを用い、効用関数Uに応じて帯域幅bとプライマリチャネルcを選択する必要がある。さらに、AP−aだけでなく、制御対象のAP全体のスループットについても考慮することが有効である。 Thus, when the bandwidth b and the primary channel c are allocated to the AP-a, the AP having the secondary 20 channel, the secondary 40 channel, and the secondary 80 channel as the primary channel also changes. It can be seen that the shared AP list L (a, b, c) is different. That is, since the throughput in AP-a is determined by the relationship between the bandwidth b, the primary channel c, and the AP sharing the channel, the utility function U for evaluating the throughput according to the bandwidth b and the primary channel c in AP-a is It is necessary to select the bandwidth b and the primary channel c according to the utility function U. Furthermore, it is effective to consider not only AP-a but also the throughput of the entire AP to be controlled.
ステップS204では、AP−aに帯域幅bとプライマリチャネルcを割り当てたときに、リストL(a,b,c) のAPとチャネルを共用した場合のスループットを評価する効用関数U(a,b,c) を計算する。 In step S204, when the bandwidth b and the primary channel c are allocated to the AP-a, the utility function U (a, b) for evaluating the throughput when the AP and the channel of the list L (a, b, c) are shared. , c).
ここで、効用関数Uの例について以下に示す。AP−aに帯域幅bとプライマリチャネルcを割り当て、リストL(a,b,c) のAPとチャネルを共用したときに取得可能な見込みスループット、またはAP−aのトラヒック量に対する見込みスループットの比、または帰属STAの見込みスループット、または帰属STAが複数存在する場合にその帰属STAの見込みスループットの最小値、またはAP−aの取得可能なアクセス確率、またはシステム全体のスループットなどである。 Here, an example of the utility function U is shown below. The expected throughput that can be obtained when the bandwidth b and the primary channel c are allocated to the AP-a and the channel is shared with the AP of the list L (a, b, c), or the ratio of the expected throughput to the traffic volume of the AP-a , Or the expected throughput of the belonging STA, or the minimum value of the expected throughput of the belonging STA when there are a plurality of belonging STAs, the access probability that can be obtained by the AP-a, or the throughput of the entire system.
効用関数U(a,b,c) の計算例を以下に示す。
U(a,b,c) =A/mim(B,C)
ここで、Aは、AP−aに帯域幅bとプライマリチャネルcを割り当て、リストL(a,b,c) のAPとチャネルを共用したときに取得可能な見込みスループットExptd Thput(a,b,c)である。Bは、AP−aのみが存在するときに取得可能な最大スループットMax Thput(a)であり、図6のS101で算出される。Cは、AP−aと帰属STAとの間で発生するトラヒックの総量(θ(a)×n(a))である。
An example of calculating the utility function U (a, b, c) is shown below.
U (a, b, c) = A / mim (B, C)
Here, A assigns bandwidth b and primary channel c to AP-a, and the expected throughput Exptd Thput (a, b, c) that can be acquired when sharing the channel with the AP of list L (a, b, c). c). B is the maximum throughput Max Thput (a) that can be acquired when only AP-a exists, and is calculated in S101 of FIG. C is the total amount of traffic (θ (a) × n (a)) generated between the AP-a and the assigned STA.
AP−aで取得可能な見込みスループットExptd Thput(a,b,c)は、AP−aを含め、周辺のAPの能力、帰属端末数、収容データ量に応じて以下のように算出される。AP−aにおける帰属STA1台当たりにフレームを送信する送信機会割合γ(a) は、
γ(a) =1/n(a)
となる。ただし、これは帰属STA数n(a) が1以上の場合であり、n(a) =0であればγ(a) =1とする。
The expected throughput Exptd Thput (a, b, c) that can be acquired by the AP-a is calculated as follows according to the capability of the neighboring AP, the number of belonging terminals, and the amount of stored data including the AP-a. The transmission opportunity rate γ (a) for transmitting a frame per belonging STA in AP-a is:
γ (a) = 1 / n (a)
It becomes. However, this is a case where the number of belonging STAs n (a) is 1 or more. If n (a) = 0, γ (a) = 1.
ここで、帯域幅bを20MHz,40MHz,80MHz, 160MHz, 80+80MHzとしたときに、AP−aにおける通信時間T1 ,T2 ,T3 ,T4 ,T5 は、それぞれ次のように計算される。
T1 =Σi〔λ(i,c) γ(i) Σst(s,i,20) 〕
T2 =Σi〔λ(i,c) γ(i) Σst(s,i,40) 〕
T3 =Σi〔λ(i,c) γ(i) Σst(s,i,80) 〕
T4 =Σi〔λ(i,c) γ(i) Σst(s,i,160)〕
T5 =Σi〔λ(i,c) γ(i) Σst(s,i,80+80)〕
Here, when the bandwidth b is 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, 160 MHz, 80 + 80 MHz, the communication times T 1 , T 2 , T 3 , T 4 , and T 5 in the AP-a are calculated as follows. The
T 1 = Σ i [λ (i, c) γ ( i) Σ s t (s, i, 20) ]
T 2 = Σ i [λ (i, c) γ ( i) Σ s t (s, i, 40) ]
T 3 = Σ i [λ (i, c) γ ( i) Σ s t (s, i, 80) ]
T 4 = Σ i [λ (i, c) γ ( i) Σ s t (s, i, 160) ]
T 5 = Σ i [λ (i, c) γ ( i) Σ s t (s, i, 80 + 80) ]
ここで、Σi は、AP−aとチャネルを共用するリストL(a,b,c) のAPに対応する積算を表す。Σs は、AP−iの帰属STA数をn(i) としたときに、s=1からs=n(i) までの積算を表す。 Here, Σ i represents an integration corresponding to APs in the list L (a, b, c) sharing the channel with AP-a. Σ s represents an integration from s = 1 to s = n (i), where n (i) is the number of AP-i belonging STAs.
よって、AP−aに帯域幅bとプライマリチャネルcを割り当てたときに取得可能な見込みスループットExptd Thput(a,b,c)および効用関数U(a,b,c) は、次のように計算される。
Exptd Thput(a,b,c)
= min〔 (λ(a,c)×γ(a)×ΣsM(s,a,b)/(T1+T2+T3+T4+T5),θ(a)×n(a) 〕 U(a,b,c) =Exptd Thput(a,b,c)/ min〔Max Thput(a),θ(a)×n(a) 〕
Therefore, the expected throughput Exptd Thput (a, b, c) and utility function U (a, b, c) that can be obtained when the bandwidth b and the primary channel c are allocated to AP-a are calculated as follows: Is done.
Exptd Thput (a, b, c)
= Min [(λ (a, c) × γ (a) × Σ s M (s, a, b) / (
次に、AP−aに割当可能なすべての帯域幅bとプライマリチャネルcについて、ステップS202〜S204の処理を実施し(S205)、AP−aに対して、効用関数Uが所定条件(最大または所定の閾値以上)を満たす帯域幅bとプライマリチャネルcを仮割当とする(S206)。 Next, the processing of steps S202 to S204 is performed for all bandwidths b and primary channels c that can be allocated to AP-a (S205), and the utility function U has a predetermined condition (maximum or A bandwidth b and a primary channel c that satisfy a predetermined threshold or more are assumed to be temporarily allocated (S206).
次に、制御対象の他のAPについても同様の処理が終了するまでステップS201に戻り(S207)、制御対象の各APに仮割当の帯域幅とプライマリチャネルを決定する。以上の処理が終了すると、制御対象の各APおよびシステム全体の性能が改善される帯域幅とプライマリチャネルの最適化を行う図6に示すステップS103の処理に移行する。 Next, the process returns to step S201 until the same process is completed for other APs to be controlled (S207), and a bandwidth and a primary channel for temporary allocation are determined for each AP to be controlled. When the above process is completed, the process proceeds to the process of step S103 shown in FIG. 6 for optimizing the bandwidth and primary channel for improving the performance of each AP to be controlled and the entire system.
(S103の処理手順)
図9は、ステップS103の処理手順例を示す。
図9において、図6のS102(図7のS201〜S207)の処理により、制御対象の各APでそれぞれ効用関数Uが所定条件を満たす帯域幅bとプライマリチャネルcを仮割当した後に、各APにおける効用関数Uの合計値ΣUを算出する(S301)。
(Processing procedure of S103)
FIG. 9 shows an example of the processing procedure of step S103.
In FIG. 9, after the processing of S102 in FIG. 6 (S201 to S207 in FIG. 7), the bandwidth b and the primary channel c that the utility function U satisfies the predetermined condition in each AP to be controlled are temporarily allocated, and then each AP The total value ΣU of the utility function U is calculated (S301).
次に、制御対象のAPを1台選択し(S302)、AP−aに対して図7のステップS202〜S205の処理を行い、AP−aにおける効用関数Uが所定条件を満たす帯域幅bとプライマリチャネルcを仮割当する(S303)。 Next, one AP to be controlled is selected (S302), the processing of steps S202 to S205 in FIG. 7 is performed on AP-a, and the bandwidth b satisfying a predetermined condition for the utility function U in AP-a The primary channel c is provisionally allocated (S303).
次に、各APにおける効用関数Uの合計値ΣU* を算出する(S304)。次に、各APにおける効用関数Uの合計値ΣU* と前回の合計値ΣUを比較し(S305)、改善している場合には、仮割当の各APの帯域幅bとプライマリチャネルcを更新する(S306)。 Next, the total value ΣU * of the utility function U in each AP is calculated (S304). Next, the total value ΣU * of the utility function U in each AP is compared with the previous total value ΣU (S305), and if improved, the bandwidth b and the primary channel c of each temporary allocation AP are updated. (S306).
以上の処理を各APにおける効用関数Uの合計値ΣUが更新される回数、またはあらかじめ決められた収束条件が満たされるまで繰り返す(S307)。集中制御局4では、このような繰り返し処理により確定した制御対象の各APにおける帯域幅とプライマリチャネルを各APにそれぞれ設定する。 The above processing is repeated until the total value ΣU of the utility function U in each AP is updated or until a predetermined convergence condition is satisfied (S307). The centralized control station 4 sets the bandwidth and primary channel in each AP to be controlled, which is determined by such repeated processing, in each AP.
なお、各APにおける効用関数Uの合計値ΣUに代えて、各APにおける効用関数Uの乗算値を用いてもよい。 Instead of the total value ΣU of the utility function U at each AP, a multiplication value of the utility function U at each AP may be used.
1,2 無線基地局(AP)
3 ネットワーク
4 集中制御局
5,6 無線端末(STA)
11 接続部
12 通信部
13 制御部
14 環境情報保持部
15 パラメータ設定部
16 アクセス権獲得部
17 無線通信部
18 アンテナ部
41 接続部
42 通信部
43 制御部
44 情報収集部
45 パラメータ算出部
1, 2 Radio base station (AP)
3 Network 4
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記複数の無線基地局または前記無線端末の周辺の環境情報および能力情報に応じて各無線基地局の通信制御に用いるパラメータを制御する集中制御局と
を備えた無線通信システムであって、
前記各無線基地局は、周辺の無線環境情報および自局および帰属端末の能力情報を取得し、前記集中制御局に通知する無線環境情報通知手段を備え、
前記集中制御局は、前記各無線基地局から通知される前記無線環境情報および前記能力情報に応じて割り当てる前記各無線基地局の帯域幅とチャネルを、前記各無線基地局のスループットを評価する効用関数を用いて算出するパラメータ算出手段として、
前記各無線基地局に割り当て可能な帯域幅とチャネルに応じて、チャネルを共用する無線基地局のリストを作成する手段と、
前記各無線基地局に割り当て可能な帯域幅とチャネルに応じて、前記リストの無線基地局が該チャネルを共用した場合の前記効用関数を計算し、前記無線基地局ごとに前記効用関数が最大または所定の閾値以上となる帯域幅とチャネルを仮割り当てとして算出する手段と、
前記各無線基地局の仮割り当ての帯域幅とチャネルの算出を繰り返し行い、前記無線基地局ごとの前記効用関数が全体で改善されるように前記各無線基地局の帯域幅とチャネルの最適化を行う手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。 A plurality of radio base stations that perform radio communication with subordinate radio terminals,
A wireless communication system comprising: a centralized control station that controls parameters used for communication control of each wireless base station according to environmental information and capability information around the plurality of wireless base stations or the wireless terminals,
Each of the radio base stations includes a radio environment information notification means for acquiring peripheral radio environment information and capability information of the own station and the belonging terminal, and notifying the central control station,
The centralized control station evaluates the throughput of each radio base station using the bandwidth and channel of each radio base station allocated according to the radio environment information and the capability information notified from each radio base station. As a parameter calculation means to calculate using a function ,
Means for creating a list of radio base stations sharing a channel according to the bandwidth and channel that can be allocated to each radio base station;
According to the bandwidth and channel that can be allocated to each radio base station, the utility function when the radio base stations in the list share the channel is calculated, and the utility function is maximized for each radio base station or Means for calculating a bandwidth and a channel that are equal to or greater than a predetermined threshold as a temporary allocation;
The calculation of the bandwidth and channel of each radio base station is repeated, and the bandwidth and channel of each radio base station are optimized so that the utility function for each radio base station is improved as a whole. wireless communication system comprising the means for performing.
前記効用関数は、前記無線基地局のみが存在するときに取得可能な最大スループットに対して、前記無線基地局に帯域幅とチャネルを割り当て周辺の無線基地局とチャネルを共用したときに取得可能な見込みスループットの割合とする
ことを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 1, wherein
The utility function can be acquired when a bandwidth and a channel are allocated to the radio base station and a channel is shared with a neighboring radio base station for the maximum throughput that can be acquired when only the radio base station exists. A wireless communication system characterized by a ratio of expected throughput.
前記効用関数は、前記無線基地局に帯域幅とチャネルを割り当てたときに、当該無線基地局に帰属する無線端末ごとのスループットの中の最小値とする
ことを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 1, wherein
The wireless communication system, wherein when the bandwidth and channel are allocated to the wireless base station, the utility function is a minimum value in throughput for each wireless terminal belonging to the wireless base station.
前記各無線基地局の帯域幅とチャネルの最適化を行う手段は、前記各無線基地局の帯域幅とチャネルの仮割り当てにそれぞれ用いた前記効用関数の合計値または乗算値を計算し、該合計値または該乗算値が劣化しないように前記各無線基地局にそれぞれ割り当てる帯域幅とチャネルの最適化を行う構成である
ことを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 1 , wherein
The means for optimizing the bandwidth and channel of each radio base station calculates the total value or multiplication value of the utility functions respectively used for the temporary allocation of the bandwidth and channel of each radio base station, A wireless communication system, wherein a bandwidth and a channel to be allocated to each of the wireless base stations are optimized so that a value or a multiplication value does not deteriorate.
前記リストを作成する手段は、前記各無線基地局に割り当て可能なチャネルと、前記各無線基地局の周辺の無線基地局で使用中または仮割り当てのチャネルの一部でも干渉する関係にあれば、当該周辺の無線基地局を前記リストに加える構成である
ことを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 1 , wherein
The means for creating the list is a channel that can be allocated to each radio base station, and if there is a relationship that interferes even with a part of the channels that are in use or temporarily allocated in the radio base stations around each radio base station, A wireless communication system, characterized in that the wireless base station in the vicinity is added to the list.
前記複数の無線基地局または前記無線端末の周辺の環境情報および能力情報に応じて各無線基地局の通信制御に用いるパラメータを制御する集中制御局と
を備えた無線通信システムであって、
前記各無線基地局は、周辺の無線環境情報および自局および帰属端末の能力情報を取得し、前記集中制御局に通知する無線環境情報通知手段を備え、
前記集中制御局は、前記各無線基地局から通知される前記無線環境情報および前記能力情報に応じて割り当てる前記各無線基地局の帯域幅とチャネルを、前記各無線基地局のスループットを評価する効用関数を用いて算出するパラメータ算出手段を備え、
前記効用関数は、前記無線基地局に帯域幅とチャネルを割り当てたときに、当該無線基地局に帰属する無線端末ごとのスループットの中の最小値とする
ことを特徴とする無線通信システム。 A plurality of radio base stations that perform radio communication with subordinate radio terminals,
A wireless communication system comprising: a centralized control station that controls parameters used for communication control of each wireless base station according to environmental information and capability information around the plurality of wireless base stations or the wireless terminals,
Each of the radio base stations includes a radio environment information notification means for acquiring peripheral radio environment information and capability information of the own station and the belonging terminal, and notifying the central control station,
The centralized control station evaluates the throughput of each radio base station using the bandwidth and channel of each radio base station allocated according to the radio environment information and the capability information notified from each radio base station. Provided with parameter calculation means for calculating using a function ,
The wireless communication system , wherein when the bandwidth and channel are allocated to the wireless base station, the utility function is a minimum value among the throughputs of wireless terminals belonging to the wireless base station .
前記各無線基地局は、周辺の無線環境情報および自局および帰属端末の能力情報を取得し、前記集中制御局に通知するステップを有し、
前記集中制御局は、前記各無線基地局から通知される前記無線環境情報および前記能力情報に応じて割り当てる前記各無線基地局の帯域幅とチャネルを、前記各無線基地局のスループットを評価する効用関数を用いて算出するパラメータ算出ステップとして、
前記各無線基地局に割り当て可能な帯域幅とチャネルに応じて、チャネルを共用する無線基地局のリストを作成するステップと、
前記各無線基地局に割り当て可能な帯域幅とチャネルに応じて、前記リストの無線基地局が該チャネルを共用した場合の前記効用関数を計算し、前記無線基地局ごとに前記効用関数が最大または所定の閾値以上となる帯域幅とチャネルを仮割り当てとして算出するステップと、
前記各無線基地局の仮割り当ての帯域幅とチャネルの算出を繰り返し行い、前記無線基地局ごとの前記効用関数が全体で改善されるように前記各無線基地局の帯域幅とチャネルの最適化を行うステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。 In a centralized control station connected to a plurality of radio base stations that perform radio communication with subordinate radio terminals, each of the radio base stations according to environmental information and capability information around the radio base stations or the radio terminals A wireless communication method for controlling parameters used for communication control,
Each of the radio base stations has a step of acquiring surrounding radio environment information and capability information of the own station and the belonging terminal, and notifying the central control station,
The centralized control station evaluates the throughput of each radio base station using the bandwidth and channel of each radio base station allocated according to the radio environment information and the capability information notified from each radio base station. As a parameter calculation step to calculate using a function ,
Creating a list of radio base stations sharing a channel according to the bandwidth and channel that can be allocated to each radio base station;
According to the bandwidth and channel that can be allocated to each radio base station, the utility function when the radio base stations in the list share the channel is calculated, and the utility function is maximized for each radio base station or Calculating a bandwidth and a channel that are equal to or greater than a predetermined threshold as a temporary allocation;
The calculation of the bandwidth and channel of each radio base station is repeated, and the bandwidth and channel of each radio base station are optimized so that the utility function for each radio base station is improved as a whole. And a step of performing .
前記効用関数は、前記無線基地局のみが存在するときに取得可能な最大スループットに対して、前記無線基地局に帯域幅とチャネルを割り当て周辺の無線基地局とチャネルを共用したときに取得可能な見込みスループットの割合とする
ことを特徴とする無線通信方法。 The wireless communication method according to claim 7, wherein
The utility function can be acquired when a bandwidth and a channel are allocated to the radio base station and a channel is shared with a neighboring radio base station for the maximum throughput that can be acquired when only the radio base station exists. A wireless communication method characterized by setting a ratio of expected throughput.
前記効用関数は、前記無線基地局に帯域幅とチャネルを割り当てたときに、当該無線基地局に帰属する無線端末ごとのスループットの中の最小値とする
ことを特徴とする無線通信方法。 The wireless communication method according to claim 7, wherein
The wireless communication method according to claim 1, wherein when the bandwidth and channel are allocated to the wireless base station, the utility function is a minimum value in throughput for each wireless terminal belonging to the wireless base station.
前記各無線基地局の帯域幅とチャネルの最適化を行うステップは、前記各無線基地局の帯域幅とチャネルの仮割り当てにそれぞれ用いた前記効用関数の合計値または乗算値を計算し、該合計値または該乗算値が劣化しないように前記各無線基地局にそれぞれ割り当てる帯域幅とチャネルの最適化を行う
ことを特徴とする無線通信方法。 The wireless communication method according to claim 7 , wherein
The step of optimizing the bandwidth and channel of each radio base station calculates the total value or multiplication value of the utility functions respectively used for the temporary allocation of the bandwidth and channel of each radio base station, A wireless communication method characterized by optimizing a bandwidth and a channel allocated to each of the radio base stations so that a value or a multiplication value does not deteriorate.
前記リストを作成するステップは、前記各無線基地局に割り当て可能なチャネルと、前記各無線基地局の周辺の無線基地局で使用中または仮割り当てのチャネルの一部でも干渉する関係にあれば、当該周辺の無線基地局を前記リストに加える
ことを特徴とする無線通信方法。 The wireless communication method according to claim 7 , wherein
The step of creating the list includes a channel that can be allocated to each radio base station and a relationship that interferes with a part of the channels that are in use or temporarily allocated by the radio base stations around each radio base station, A wireless communication method comprising adding the wireless base stations in the vicinity to the list.
前記各無線基地局は、周辺の無線環境情報および自局および帰属端末の能力情報を取得し、前記集中制御局に通知するステップを有し、
前記集中制御局は、前記各無線基地局から通知される前記無線環境情報および前記能力情報に応じて割り当てる前記各無線基地局の帯域幅とチャネルを、前記各無線基地局のスループットを評価する効用関数を用いて算出するパラメータ算出ステップを有し、
前記効用関数は、前記無線基地局に帯域幅とチャネルを割り当てたときに、当該無線基地局に帰属する無線端末ごとのスループットの中の最小値とする
ことを特徴とする無線通信方法。 In a centralized control station connected to a plurality of radio base stations that perform radio communication with subordinate radio terminals, each of the radio base stations according to environmental information and capability information around the radio base stations or the radio terminals A wireless communication method for controlling parameters used for communication control,
Each of the radio base stations has a step of acquiring surrounding radio environment information and capability information of the own station and the belonging terminal, and notifying the central control station,
The centralized control station evaluates the throughput of each radio base station using the bandwidth and channel of each radio base station allocated according to the radio environment information and the capability information notified from each radio base station. have a parameter calculating step of calculating using a function,
The wireless communication method according to claim 1, wherein when the bandwidth and channel are allocated to the wireless base station, the utility function is a minimum value in throughput for each wireless terminal belonging to the wireless base station .
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