JP6506217B2 - Mobile radio station control method, radio communication system and central control station - Google Patents

Mobile radio station control method, radio communication system and central control station

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Description

本発明は、複数の無線局の制御技術に関する。   The present invention relates to control techniques for multiple radio stations.

近年、スマートフォンやタブレット端末をはじめとする端末装置の急速な普及に伴い、端末装置による大容量コンテンツの利用者が増加している。その結果、無線ネットワーク上のトラヒック量は急激に増大している。例えば、現在検討されている第5世代移動通信(5G)システムにおいて、第4世代マクロセル環境と比較して単位面積あたりの伝送容量を1000倍(×1000capacity/km2)にすることを要求条件に挙げている。このために、高密度なスモールセルを効率的に運用するための技術、及び無線LAN(Local Area Network)等へ高効率なオフロード等を相互補完的に導入していく必要性を考察している(例えば、非特許文献1参照)。非特許文献1では、単位面積当たりのセル数(cell/km2)を10倍に向上することが目標として掲げられている。 In recent years, with the rapid spread of terminal devices such as smartphones and tablet terminals, users of large-capacity content by the terminal devices are increasing. As a result, the traffic volume on the wireless network is rapidly increasing. For example, in the 5th generation mobile communication (5G) system currently under consideration, the requirement is to increase the transmission capacity per unit area by 1000 times (× 1000 capacity / km 2 ) compared to the 4th generation macrocell environment. I have listed. For this purpose, we consider the necessity to mutually complement and introduce highly efficient offload to wireless LAN (Local Area Network) etc., technology to operate high density small cells efficiently. (See, for example, Non-Patent Document 1). In Non-Patent Document 1, the goal is to improve the number of cells per unit area (cell / km 2) by 10 times.

送信電力の小さい基地局装置を有するスモールセルによるネットワークの高密度化は、特にトラヒックの高いホットスポットのようなエリアにおけるトラヒックの爆発的増加を効率よくサポートするソリューションとして有望である。広域エリアをカバーするマクロセル内の局所的なエリアをカバーするスモールセルを追加配置し、マクロセルとスモールセル間において異なる周波数を使用する。これらを集中制御局においてキャリアアグリゲーションを適用することにより、接続性を維持しつつ追加されるスモールセル(アドオンセル)によって、スループットの向上と大容量化を実現する。   Densification of networks with small cells having base station devices with low transmission power is promising as a solution that efficiently supports explosive growth of traffic, particularly in areas such as high traffic hot spots. A small cell covering a local area in a macro cell covering a wide area is additionally arranged, and different frequencies are used between the macro cell and the small cell. By applying carrier aggregation in the central control station, throughput improvement and capacity increase are realized by small cells (add-on cells) added while maintaining connectivity.

無線LANにおいても、アンライセンスバンドを用いたオフロードの利用も盛んに検討されている(例えば、非特許文献2参照)。また、トラヒックオフロードを評価するための指標として、Wi−Fi(登録商標)(Wireless Fidelity)によって伝送したデータ量÷発生した総データ量をオフロード効率として定義し、オフロード効率を向上することがトラヒックオフロードを効率的に行える指標として評価している(例えば、非特許文献3参照)。このように、局所的なサービスエリアを作ることで広範囲なサービスエリアであるセルラ基地局の負荷を軽減するトラヒックオフロードを効率的に行うことが重要であると考えられている。   Also in the wireless LAN, utilization of offload using an unlicensed band is also actively studied (see, for example, Non-Patent Document 2). In addition, as an index for evaluating traffic offload, define the total amount of data generated by the amount of data transmitted by Wi-Fi (Wireless Fidelity) as the offload efficiency, and improve the offload efficiency. Have evaluated traffic offload as an index that can be efficiently performed (see, for example, Non-Patent Document 3). As described above, it is considered important to efficiently perform traffic offload, which reduces the load on the cellular base station which is a wide coverage area by creating a local coverage area.

局所的なトラヒック増加の例として、特に多くのユーザが端末装置を使用するイベント会場などでは、一般的にユーザの数が増加することでそのエリアのトラヒックも同様に増加することが考えられる。このような環境は特定の時間においてユーザ密度が増加し、さらにその中でユーザが密集するエリアも状況によって異なる。非特許文献4に記載された技術は、複数の無線LANアクセスポイントを集中制御することによってチャネル割当制御を行うものであり、時間・分布の変動に対応できる可能性がある。しかし、非特許文献4に記載された技術は、数十台の基地局装置を稠密に隈なく配置することが前提となる。   As an example of local traffic increase, it is generally considered that the traffic in the area increases as the number of users increases, particularly in an event hall where many users use terminal devices. Such an environment increases the user density at a specific time, and furthermore, the area in which the users are concentrated varies depending on the situation. The technology described in Non-Patent Document 4 performs channel assignment control by centrally controlling a plurality of wireless LAN access points, and may respond to fluctuations in time and distribution. However, the technology described in Non-Patent Document 4 is premised on densely arranging tens of base station apparatuses in a dense manner.

トラヒックオフロードのための小エリアの基地局装置は、数が多いほどオフロード効率が増加することが期待できる。しかし、ユーザの密集が想定される全エリアに基地局装置を配置する必要があり現実的ではない。非特許文献5においても、基地局装置が多素子アンテナを用いてユーザ分布に応じてアンテナビーム制御を行う技術であるが、全基地局装置が多素子アンテナを所有していることが前提となるためコストが多大になることに加え、非特許文献4と同様に時変動する局所的なユーザ密集エリアにおける面的周波数利用効率の向上には基地局装置が多数必要であることは不可避である。   In the small area base station apparatus for traffic offload, it can be expected that the offload efficiency increases as the number increases. However, it is not realistic because it is necessary to place the base station apparatus in the entire area where the concentration of users is expected. Also in Non-Patent Document 5, although the base station apparatus performs antenna beam control according to user distribution using a multi-element antenna, it is premised that all base station apparatuses possess a multi-element antenna. Therefore, in addition to the cost being increased, it is inevitable that a large number of base station apparatuses are required to improve the planar frequency utilization efficiency in a time-varying local user dense area as in Non-Patent Document 4.

上記のような問題を解決するために、限られた数のオフロード無線局を用いて、変動するユーザ密集エリアのユーザをより多く収容する方法が必要となる。非特許文献6では、オフロード効率の向上を目的として、ユーザ分布の変動に応じて基地局装置が動的に位置を変更する技術が提案されている。非特許文献6に記載された技術を用いることで、局所的なエリアに適応的に基地局装置を配備することができるため、限られた基地局装置で効率的なトラヒックオフロードの構築が期待できる。   In order to solve the above-mentioned problems, a method is needed to accommodate more users in a variable user crowded area, using a limited number of offload radio stations. In Non-Patent Document 6, in order to improve the offload efficiency, a technology is proposed in which the base station apparatus dynamically changes the position according to the fluctuation of the user distribution. By using the technology described in Non-Patent Document 6, it is possible to adaptively deploy base station apparatuses in a local area, so it is expected that efficient traffic offload will be achieved with limited base station apparatuses. it can.

しかし、非特許文献6に記載された技術では、非特許文献7に記載されているk−means法というクラスタリング手法を用いて4台の基地局装置に端末装置を収容することを検討している。k−means法は、基地局装置と端末装置との平均距離を最小化するアルゴリズムであり、サービスエリアに対して端末装置の密集を考慮したアルゴリズムにはなっていない。非特許文献8では、移動可能な基地局装置(以下「可動無線局」という。)を用いて、急激な人口変動やトラヒック変動に応じて基地局装置を動的に配置する技術が提案されている。   However, in the technology described in Non-Patent Document 6, the use of a clustering method called k-means method described in Non-Patent Document 7 is considered to accommodate terminal devices in four base station devices. . The k-means method is an algorithm for minimizing the average distance between the base station apparatus and the terminal apparatus, and is not an algorithm that takes into consideration the density of the terminal apparatus for the service area. Non-Patent Document 8 proposes a technique for dynamically arranging a base station apparatus according to a rapid population change or a traffic change using a movable base station apparatus (hereinafter referred to as a "mobile radio station"). There is.

NTT DOCOMO, “ドコモ 5G ホワイトペーパー”, 2014 NTT DOCOMO, INC. All Rights Reserved, (Sep. 2014).NTT DOCOMO, “DOCOMO 5G White Paper”, 2014 NTT DOCOMO, INC. All Rights Reserved, (Sep. 2014). Bangerter, Boyd, et al. “Networks and Devices for the 5G Era”, IEEE Communications Magazine 52.2 (2014): 90-96.Bangerter, Boyd, et al. "Networks and Devices for the 5G Era", IEEE Communications Magazine 52.2 (2014): 90-96. Lee, Kyunghan, et al. “Mobile Data Offloading: How Much Can WiFi Deliver?”, IEEE/ACM Transactions on Networking (TON) 21.2 (2013): 536-550.Lee, Kyunghan, et al. "Mobile Data Offloading: How Much Can WiFi Deliver?", IEEE / ACM Transactions on Networking (TON) 21.2 (2013): 536-550. B.A.H.S. Abeysekera, K. Ishihara, Y. Inoue, and M. Mizoguchi, “Network-controlled Channel Allocation Scheme for IEEE 802.11 Wireless LANs: Experimental and Simulation Study” Proc. IEEE VTC’14-Spring, May. 2014.B. A. H. S. Abeysekera, K. Ishihara, Y. Inoue, and M. Mizoguchi, "Network-controlled Channel Allocation Scheme for IEEE 802.11 Wireless LANs: Experimental and Simulation Study" Proc. IEEE VTC '14-Spring, May. 2014. 松尾大輔、森田基樹、信清貴宏、松永泰彦、"B-5-33 密集ユーザを適応的に収容するカバーエリア制御方式の提案 (B-5. 無線通信システム A (移動通信))." 電子情報通信学会総合大会講演論文集 2015.1 (2015): 388.Daisuke Matsuo, Motoki Morita, Takahiro Nobuhiro, Yasuhiko Matsunaga, "B-5-33 A Proposal of a Cover Area Control Method Adaptively Housing Dense Users (B-5. Wireless Communication System A (Mobile Communication) A)". Electron Proceedings of the IEICE General Conference 2015.1 (2015): 388. 新井拓人、五藤大介、岩渕匡史、岩國辰彦、丸田一輝、”オフロード効率改善を実現する適応可動APシステムの提案“ 信学技法, RCS2016-43, pp. 107-112, May. 2016.Takuto Arai, Daisuke Goto, Fumi Iwabuchi, Akihiko Iwakuni, Ikki Maruta, "Proposal of Adaptive Mobile AP System to Realize Off-Road Efficiency Improvement" "Shingaku Technique, RCS2016-43, pp. 107-112, May. 2016. J. Macqueen, “SOME METHODS FOR CLASSIFICATION AND ANALYSIS OF MULTIVARIATE OBSERVATIONS”, Proc. of 5th Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability, pp.281-297, 1967.J. Macqueen, "SOME METHODS FOR CLASSIFICATION AND ANALYSIS OF MULTIVARIATE OBSERVATIONS", Proc. Of 5th Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability, pp. 281-297, 1967. Bhattarai Sulabh, et al. “Optimizing the Location Deployment of Dynamic Mobile Base Stations”, Computing, Networking and Communications (ICNC), 2015 International Conference on Computing Networking and Communications, Invited Position Papers, IEEE, 2015.Bhattarai Sulabh, et al. “Optimizing the Location of Dynamic Mobile Base Stations”, Computing, Networking and Communications (ICNC), 2015 International Conference on Computing Networking and Communications, Invited Position Papers, IEEE, 2015.

しかしながら、非特許文献8に記載された技術の指針は、可動無線局の移動距離が最小になるように設計されたものである。そのため、上記の各種技術では、端末装置が密集しているエリアにおいてオフロード効率を向上させることができないという問題があった。   However, the guidelines of the technology described in Non-Patent Document 8 are designed to minimize the moving distance of the mobile radio station. Therefore, in the various techniques described above, there is a problem that the offload efficiency can not be improved in the area where the terminal devices are concentrated.

上記事情に鑑み、本発明は、オフロード効率を向上させることができる技術の提供を目的としている。   In view of the above circumstances, the present invention aims to provide a technology that can improve offload efficiency.

本発明の一態様は、端末装置との間でオフロードを目的とした通信を行う移動可能な複数の可動無線局と、前記複数の可動無線局の通信範囲よりも広い通信範囲をカバーする主要無線局と、前記複数の可動無線局及び前記主要無線局を制御する集中制御局とを備える無線通信システムにおける可動無線局制御方法であって、前記集中制御局が、前記可動無線局の周囲に位置する前記端末装置の分布に関する情報を含む端末情報を収集する端末情報収集ステップと、前記集中制御局が、前記主要無線局及び前記複数の可動無線局のいずれもが干渉を及ぼさない周波数となるように前記主要無線局及び前記複数の可動無線局が使用する周波数を決定し、収集された前記端末情報から得られる前記端末装置が密集しているエリアに基づいて、前記端末装置を分散し、かつ、前記可動無線局と前記端末装置との平均距離を最小にする位置を前記可動無線局の配置先の位置として決定し、決定した配置先の位置及び周波数に基づいて前記複数の可動無線局を制御する制御ステップと、前記可動無線局が、前記集中制御局による制御に従って自装置が使用する周波数及び自装置の移動を制御する制御ステップと、を有する可動無線局制御方法である。   According to one aspect of the present invention, there is mainly provided a plurality of movable mobile radio stations that perform communication for the purpose of offloading with a terminal device, and a communication range wider than the communication range of the plurality of mobile radio stations. A mobile radio station control method in a radio communication system comprising a radio station, and a central control station for controlling the plurality of mobile radio stations and the main radio station, wherein the central control station is located around the mobile radio station. A terminal information collecting step of collecting terminal information including information on a distribution of the terminal devices located; and the central control station has a frequency at which neither the main radio station nor the plurality of mobile radio stations exert interference. As described above, the frequency used by the main radio station and the plurality of mobile radio stations is determined, and the end is determined based on the area in which the terminal devices are obtained from the collected terminal information. The position of the mobile radio station is determined based on the determined position and frequency of the placement destination, by determining the location where the device is distributed and the average distance between the mobile wireless station and the terminal device is minimized. Mobile wireless station control method comprising: control steps of controlling a plurality of mobile wireless stations; and control steps of controlling the movement of the mobile wireless station and the frequency used by the mobile wireless station according to control by the central control station. It is.

本発明の一態様は、上記の可動無線局制御方法であって、前記集中制御局が、前記制御ステップにおいて、前記端末装置が密集しているエリア内に存在する全端末装置の重心を算出し、算出した前記重心に基づいて得られるエリア内に存在する全端末装置をクラスタリングすることによって前記複数の可動無線局の配置先の位置を決定する。   One aspect of the present invention is the mobile wireless station control method described above, wherein the central control station calculates, in the control step, the centers of gravity of all the terminal devices present in an area in which the terminal devices are concentrated. The position of the arrangement destination of the plurality of mobile radio stations is determined by clustering all the terminal devices present in the area obtained based on the calculated center of gravity.

本発明の一態様は、上記の可動無線局制御方法であって、前記集中制御局が、前記制御ステップにおいて、算出した前記重心を用いて、前記重心を中心としたエリアに基づき全端末装置数が所定の割合となるエリアを設定し、設定した前記エリア内に存在する全端末装置の重心を求める処理を、前記重心が予め定めた範囲で変化しなくなるまで繰り返し、前記重心が変化しなくなったエリア内に存在する端末装置から最も近い可動無線局までの平均距離が最小となるように前記複数の可動無線局の配置先の位置を決定する。   One aspect of the present invention is the mobile radio station control method described above, wherein the central control station uses the calculated center of gravity in the control step to determine the total number of terminal devices based on an area centered on the center of gravity. The area where the ratio is a predetermined ratio is set, and the process of obtaining the center of gravity of all the terminal devices present in the set area is repeated until the center of gravity does not change in a predetermined range, and the center of gravity does not change The position of the arrangement destination of the plurality of mobile radio stations is determined such that the average distance from the terminal device present in the area to the nearest mobile radio station is minimized.

本発明の一態様は、端末装置との間でオフロードを目的とした通信を行う移動可能な複数の可動無線局と、前記複数の可動無線局の通信範囲よりも広い通信範囲をカバーする主要無線局と、前記複数の可動無線局及び前記主要無線局を制御する集中制御局とを備える無線通信システムであって、前記集中制御局は、前記可動無線局の周囲に位置する前記端末装置の分布に関する情報を含む端末情報を収集する端末情報収集部と、前記主要無線局及び前記複数の可動無線局のいずれもが干渉を及ぼさない周波数となるように前記主要無線局及び前記複数の可動無線局が使用する周波数を決定し、収集された前記端末情報から得られる前記端末装置が密集しているエリアに基づいて、前記端末装置を分散し、かつ、前記可動無線局と前記端末装置との平均距離を最小にする位置を前記可動無線局の配置先の位置として決定し、決定した配置先の位置及び周波数に基づいて前記複数の可動無線局を制御する制御部と、を備え、前記可動無線局は、前記集中制御局による制御に従って自装置が使用する周波数及び自装置の移動を制御する制御部、を備える無線通信システムである。   According to one aspect of the present invention, there is mainly provided a plurality of movable mobile radio stations that perform communication for the purpose of offloading with a terminal device, and a communication range wider than the communication range of the plurality of mobile radio stations. A radio communication system comprising: a radio station; and a central control station for controlling the plurality of mobile radio stations and the main radio station, wherein the central control station is the terminal device located around the mobile radio station. A terminal information collection unit for collecting terminal information including information on distribution; and the main radio station and the plurality of movable radios such that the frequency does not cause interference with any of the main radio station and the plurality of mobile radio stations. Determine the frequency used by the station, disperse the terminal devices based on the area in which the terminal devices are densely obtained from the collected terminal information, and distribute the mobile wireless station and the terminal devices A control unit for determining the position at which the mobile wireless station is located at a position at which the average distance of the mobile stations is minimized, and controlling the plurality of mobile wireless stations based on the determined position and frequency of the deployed position; The mobile wireless station is a wireless communication system including a control unit that controls the frequency used by the device according to control of the central control station and movement of the device.

本発明の一態様は、端末装置との間でオフロードを目的とした通信を行う移動可能な複数の可動無線局と、前記複数の可動無線局の通信範囲よりも広い通信範囲をカバーする主要無線局と、前記複数の可動無線局及び前記主要無線局を制御する集中制御局とを備える無線通信システムにおける集中制御局であって、前記可動無線局の周囲に位置する前記端末装置の分布に関する情報を含む端末情報を収集する端末情報収集部と、前記主要無線局及び前記複数の可動無線局のいずれもが干渉を及ぼさない周波数となるように前記主要無線局及び前記複数の可動無線局が使用する周波数を決定し、収集された前記端末情報から得られる前記端末装置が密集しているエリアに基づいて、前記端末装置を分散し、かつ、前記可動無線局と前記端末装置との平均距離を最小にする位置を前記可動無線局の配置先の位置として決定し、決定した配置先の位置及び周波数に基づいて前記複数の可動無線局を制御する制御部と、を備える集中制御局である。   According to one aspect of the present invention, there is mainly provided a plurality of movable mobile radio stations that perform communication for the purpose of offloading with a terminal device, and a communication range wider than the communication range of the plurality of mobile radio stations. A central control station in a radio communication system comprising a radio station, and a central control station for controlling the plurality of mobile radio stations and the main radio station, which relates to the distribution of the terminal devices located around the mobile radio station A terminal information collection unit for collecting terminal information including information; and the main radio station and the plurality of mobile radio stations such that the frequency does not cause interference with any of the main radio station and the plurality of mobile radio stations. The frequency to be used is determined, the terminal devices are dispersed based on the area where the terminal devices are densely obtained from the collected terminal information, and the mobile wireless station and the terminal device Controlling the plurality of mobile wireless stations based on the determined location and frequency of the placement destination determined as the location of the placement destination of the mobile wireless station, and determining a position that minimizes the average distance of It is a station.

本発明により、オフロード効率を向上させることが可能となる。   The present invention makes it possible to improve offload efficiency.

本発明における無線通信システム100のシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure of the radio | wireless communications system 100 in this invention. 無線局が使用する周波数帯域の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency band which a radio station uses. 集中制御局10及び可動無線局30の機能構成を表す概略ブロック図である。FIG. 2 is a schematic block diagram showing functional configurations of a central control station 10 and a mobile radio station 30. 可動無線局情報テーブルの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of a mobile radio station information table. 集中制御局10の処理の流れを示すフローチャートである。5 is a flowchart showing the flow of processing of the central control station 10. 可動無線局30の配置先を決定する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which determines the arrangement | positioning destination of the mobile radio station 30. FIG. 可動無線局30の配置先を決定する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which determines the arrangement | positioning destination of the mobile radio station 30. FIG. 可動無線局30の配置先を決定する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which determines the arrangement | positioning destination of the mobile radio station 30. FIG. 本発明の効果の検証結果を示す図である。It is a figure which shows the verification result of the effect of this invention. 位置推定方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a position estimation method.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明における無線通信システム100のシステム構成を示す図である。
無線通信システム100は、集中制御局10、主要無線局20及び複数の可動無線局30を備える。集中制御局10と主要無線局20、及び、集中制御局10と複数の可動無線局30は、有線又は無線により通信可能に接続される。複数の可動無線局30は、多数の端末装置40が存在するエリア(以下「サービスエリア」という。)(図1では、「SA」と表す。)内に設けられる。なお、以下の説明では、主要無線局20及び可動無線局30について特に区別しない場合には、単に無線局と記載する。主要無線局20はマクロセルの基地局装置であり、可動無線局30はスモールセルの基地局装置である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration of a wireless communication system 100 in the present invention.
The radio communication system 100 includes a central control station 10, a main radio station 20, and a plurality of mobile radio stations 30. The central control station 10 and the main radio station 20, and the central control station 10 and the plurality of mobile radio stations 30 are communicably connected by wire or wirelessly. The plurality of mobile wireless stations 30 are provided in an area (hereinafter referred to as a "service area") (in FIG. 1, represented as "SA") in which a large number of terminal devices 40 exist. In the following description, the main radio station 20 and the mobile radio station 30 will be simply described as a radio station, unless otherwise distinguished. The main radio station 20 is a macrocell base station apparatus, and the mobile radio station 30 is a small cell base station apparatus.

次に、本発明における無線通信システム100を適用するための前提条件について説明する。
・端末装置40は、一台の可動無線局30と通信を行うこととする。
・サービスエリア内の端末装置40は、可動無線局30以外の主要無線局20との通信手段を持つこととし、可動無線局30による通信はトラヒックオフロードを目的としたものである。例えば、端末装置40がセルラ方式の端末装置である場合、サービスエリア内の端末装置40はマクロセル基地局(主要無線局20)との通信を補完する形として、可動無線局30を本方式で利用する装置として扱う。
Next, preconditions for applying the wireless communication system 100 in the present invention will be described.
The terminal device 40 communicates with one mobile radio station 30.
The terminal device 40 in the service area has a communication means with the main radio station 20 other than the mobile radio station 30, and the communication by the mobile radio station 30 is intended for traffic offload. For example, when the terminal device 40 is a cellular type terminal device, the terminal device 40 in the service area uses the mobile wireless station 30 in this method as a form to supplement communication with the macro cell base station (main radio station 20) Treat as a device to

集中制御局10は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置を用いて構成される。集中制御局10は、主要無線局20及び可動無線局30を制御する。例えば、集中制御局10は、主要無線局20及び可動無線局30が使用する周波数帯域の設定や、可動無線局30の配置先の位置決定を行う。
主要無線局20は、予め設定された位置に固定されている基地局装置である。主要無線局20は、端末装置40との間で通信を行う。主要無線局20の通信範囲は、可動無線局30の通信範囲よりも広い。例えば、主要無線局20の通信範囲は、サービスエリア全体である。
The central control station 10 is configured using an information processing apparatus such as a personal computer. Central control station 10 controls main radio station 20 and mobile radio station 30. For example, the central control station 10 sets the frequency band used by the main radio station 20 and the mobile radio station 30, and determines the position of the arrangement destination of the mobile radio station 30.
The main radio station 20 is a base station apparatus fixed at a preset position. The main radio station 20 communicates with the terminal device 40. The communication range of the main radio station 20 is wider than the communication range of the mobile radio station 30. For example, the communication range of the main radio station 20 is the entire service area.

可動無線局30は、移動可能な基地局装置である。可動無線局30は、端末装置40との間で無線通信を行う。可動無線局30は、集中制御局10の制御に従って、自装置が使用する周波数の設定や、配置先への移動を行う。可動無線局30が移動する範囲は、無線通信システム100でカバー可能なエリア内である。
端末装置40は、例えばスマートフォン、携帯電話、タブレット端末、ノートパソコン等の情報処理装置を用いて構成される。端末装置40は、主要無線局20又は可動無線局30との間で通信を行う。
The mobile radio station 30 is a movable base station apparatus. The mobile wireless station 30 performs wireless communication with the terminal device 40. The mobile radio station 30 performs setting of the frequency used by its own device and movement to the arrangement destination according to the control of the central control station 10. The range in which the mobile wireless station 30 moves is within an area that can be covered by the wireless communication system 100.
The terminal device 40 is configured using, for example, an information processing device such as a smartphone, a mobile phone, a tablet terminal, or a notebook computer. The terminal device 40 communicates with the main radio station 20 or the mobile radio station 30.

図2は、無線局が使用する周波数帯域の一例を示す図である。図2に示されるように、各無線局(主要無線局20及び可動無線局30)は互いに異なる周波数帯域を使用する。このように、各無線局は互いに干渉を及ぼさないことを前提とする。また、スモールセル基地局(例えば、可動無線局30)をサービスエリア内に複数配置する場合は、マクロセル基地局(例えば、主要無線局20)と異なる周波数を用いることに加え、可動無線局30同士も異なる周波数帯域に設定する方法により干渉を防ぐ必要がある。無線LANでは、あらかじめ集中制御局10が、接近する無線局に対して異なるチャネルを選択させることで、干渉を回避することが可能である。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a frequency band used by a wireless station. As shown in FIG. 2, each wireless station (main wireless station 20 and mobile wireless station 30) uses different frequency bands. Thus, it is assumed that the wireless stations do not interfere with each other. When a plurality of small cell base stations (for example, mobile radio stations 30) are arranged in the service area, in addition to using a frequency different from that of the macro cell base station (for example, the main radio station 20) Also, it is necessary to prevent interference by setting different frequency bands. In the wireless LAN, interference can be avoided by having the central control station 10 select different channels for the approaching wireless stations in advance.

図3は、集中制御局10及び可動無線局30の機能構成を表す概略ブロック図である。
まず、集中制御局10の機能構成を説明する。集中制御局10は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)やメモリや補助記憶装置などを備え、制御プログラムを実行する。制御プログラムの実行によって、集中制御局10は、情報収集部11、記憶部12、制御部13、制御情報通知部14を備える装置として機能する。なお、集中制御局10の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えば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である。また、制御プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
FIG. 3 is a schematic block diagram showing functional configurations of central control station 10 and mobile radio station 30. As shown in FIG.
First, the functional configuration of the central control station 10 will be described. The central control station 10 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, an auxiliary storage device, and the like connected by a bus, and executes a control program. By execution of the control program, the central control station 10 functions as an apparatus including the information collection unit 11, the storage unit 12, the control unit 13, and the control information notification unit 14. Note that all or part of the functions of the central control station 10 may be realized using hardware such as an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (PLD), or a field programmable gate array (FPGA). . Also, the control program may be recorded on a computer readable recording medium. The computer readable recording medium is, for example, a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. Also, the control program may be transmitted and received via a telecommunication line.

情報収集部11は、可動無線局30から端末情報を収集する。端末情報は、可動無線局30の周辺に位置している端末装置40の位置情報や、可動無線局30の位置情報を表す。位置情報は、例えば緯度、経度である。
記憶部12は、端末装置位置情報記憶部121及び可動無線局情報記憶部122で構成される。端末装置位置情報記憶部121は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。端末装置位置情報記憶部121は、端末装置40の位置情報を記憶する。可動無線局情報記憶部122は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。可動無線局情報記憶部122は、可動無線局情報テーブルを記憶する。
The information collection unit 11 collects terminal information from the mobile radio station 30. The terminal information represents the position information of the terminal device 40 located around the mobile radio station 30, and the position information of the mobile radio station 30. Position information is, for example, latitude and longitude.
The storage unit 12 includes a terminal device position information storage unit 121 and a mobile radio station information storage unit 122. The terminal device position information storage unit 121 is configured using a storage device such as a magnetic hard disk drive or a semiconductor storage device. The terminal device position information storage unit 121 stores the position information of the terminal device 40. The mobile radio station information storage unit 122 is configured using a storage device such as a magnetic hard disk drive or a semiconductor storage device. The mobile radio station information storage unit 122 stores a mobile radio station information table.

図4は、可動無線局情報テーブルの具体例を示す図である。可動無線局情報テーブルは、可動無線局30に関する情報を表すレコード(以下「可動無線局情報レコード」という。)を複数有する。可動無線局情報レコードは、図4に示すように、無線局ID、位置情報、使用周波数、決定後位置情報及び収容端末装置数の各値を有する。無線局IDの値は、可動無線局30を識別するための識別情報であり、例えば可動無線局30のMACアドレスである。位置情報の値は、可動無線局30が現在配置されている位置を表す。使用周波数の値は、可動無線局30が使用している周波数を表す。決定後位置情報の値は、制御部13による処理によって決定された可動無線局30が配置される位置を表す。収容端末装置数の値は、可動無線局30が収容している端末装置40の数を表す。   FIG. 4 is a diagram showing a specific example of the mobile radio station information table. The mobile radio station information table has a plurality of records (hereinafter referred to as “mobile radio station information records”) representing information related to the mobile radio station 30. As shown in FIG. 4, the mobile wireless station information record has the following values: wireless station ID, position information, used frequency, position information after determination, and the number of accommodated terminal devices. The value of the wireless station ID is identification information for identifying the mobile wireless station 30, and is, for example, the MAC address of the mobile wireless station 30. The value of the position information represents the position where the mobile radio station 30 is currently located. The value of the used frequency represents the frequency used by the mobile radio station 30. The value of the position information after determination represents the position where the mobile wireless station 30 determined by the processing by the control unit 13 is disposed. The value of the number of accommodated terminal devices represents the number of terminal devices 40 accommodated by the mobile radio station 30.

図3に戻って、集中制御局10の説明を続ける。
制御部13は、主要無線局20及び可動無線局30を制御する。例えば、制御部13は、記憶部12に記憶されている情報に基づいて、可動無線局30の配置先の位置を決定する。また、例えば、制御部13は、主要無線局20及び可動無線局30が使用する周波数が異なるように各無線局が使用する周波数を決定する。
制御情報通知部14は、制御部13によって決定された配置先の位置情報を含む制御情報を可動無線局30に通知する。また、制御情報通知部14は、制御部13によって決定された周波数情報を含む制御情報を主要無線局20及び可動無線局30に通知する。
Returning to FIG. 3, the description of the central control station 10 will be continued.
The control unit 13 controls the main radio station 20 and the mobile radio station 30. For example, the control unit 13 determines the position of the arrangement destination of the mobile wireless station 30 based on the information stored in the storage unit 12. Also, for example, the control unit 13 determines the frequency used by each wireless station so that the frequencies used by the main wireless station 20 and the mobile wireless station 30 are different.
The control information notification unit 14 notifies the mobile radio station 30 of control information including the position information of the arrangement destination determined by the control unit 13. Also, the control information notification unit 14 notifies the main radio station 20 and the mobile radio station 30 of control information including the frequency information determined by the control unit 13.

次に、可動無線局30の機能構成を説明する。
可動無線局30は、バスで接続されたCPUやメモリや補助記憶装置などを備え、可動基地局プログラムを実行する。可動基地局プログラムの実行によって、可動無線局30は、情報収集部31、通信部32、制御部33、可動部34を備える装置として機能する。なお、可動無線局30の各機能の全て又は一部は、ASICやPLDやFPGA等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、可動基地局プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えば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である。また、可動基地局プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
Next, the functional configuration of the mobile radio station 30 will be described.
The mobile radio station 30 includes a CPU, a memory, an auxiliary storage device, and the like connected by a bus, and executes a mobile base station program. By executing the mobile base station program, the mobile radio station 30 functions as an apparatus including the information collection unit 31, the communication unit 32, the control unit 33, and the movable unit 34. Note that all or part of the functions of the mobile radio station 30 may be realized using hardware such as an ASIC, a PLD, or an FPGA. Also, the mobile base station program may be recorded on a computer readable recording medium. The computer readable recording medium is, for example, a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. Also, the mobile base station program may be transmitted and received via a telecommunication line.

情報収集部31は、定期的(例えば、1時間毎)に端末情報を収集する。なお、情報収集部31は、不定期(例えば、予め設定された時刻、指示がなされたタイミング)に端末情報を収集してもよい。位置情報は、GPS(Global Positioning System)などの測位機能を用いて取得してもよい。
通信部32は、集中制御局10との間で通信を行う。例えば、通信部32は、情報収集部31によって収集された端末情報を集中制御局10に送信する。また、例えば、通信部32は、集中制御局10から通知された制御情報を受信する。
The information collection unit 31 collects terminal information periodically (for example, every hour). The information collecting unit 31 may collect terminal information at irregular intervals (for example, a preset time, timing when an instruction is given). Position information may be acquired using a positioning function such as GPS (Global Positioning System).
The communication unit 32 communicates with the central control station 10. For example, the communication unit 32 transmits the terminal information collected by the information collection unit 31 to the central control station 10. Also, for example, the communication unit 32 receives the control information notified from the central control station 10.

制御部33は、通信部32によって受信された制御情報に基づいて自装置を制御する。例えば、制御部33は、制御情報に含まれる配置先の位置情報に基づいて、可動部34を制御して自装置を配置先に移動するように制御する。なお、制御部33は、配置先の位置情報に基づいて自動で可動部34を制御してもよいし、可動無線局30を操作するユーザの指示に応じて可動部34を制御してもよい。
可動部34は、制御部33の制御に従って自装置を移動させる。例えば、可動部34は、タイヤなどである。
The control unit 33 controls the own device based on the control information received by the communication unit 32. For example, the control unit 33 controls the movable unit 34 to move the own device to the placement destination based on the location information of the placement destination included in the control information. The control unit 33 may automatically control the movable unit 34 based on the position information of the arrangement destination, or may control the movable unit 34 according to an instruction of the user operating the movable wireless station 30. .
The movable unit 34 moves the device itself according to the control of the control unit 33. For example, the movable portion 34 is a tire or the like.

図5は、集中制御局10の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図5の説明では、図1に示すようにサービスエリア内に多数の端末装置40が存在しているものとする。
情報収集部11は、各可動無線局30から端末情報を収集する(ステップS101)。情報収集部11は、収集した端末情報を記憶部12に記憶する。具体的には、情報収集部11は、端末情報に含まれる端末装置40の位置情報を端末装置位置情報記憶部121に記憶し、端末情報に含まれる可動無線局30の位置情報を各可動無線局30の識別情報に対応付けて可動無線局情報記憶部122に記憶する。
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of processing of the central control station 10. In the description of FIG. 5, it is assumed that a large number of terminal devices 40 exist in the service area as shown in FIG.
The information collecting unit 11 collects terminal information from each mobile radio station 30 (step S101). The information collection unit 11 stores the collected terminal information in the storage unit 12. Specifically, the information collection unit 11 stores the position information of the terminal device 40 included in the terminal information in the terminal device position information storage unit 121, and the position information of the movable wireless station 30 included in the terminal information is The mobile radio station information storage unit 122 stores the information in association with the identification information of the station 30.

制御部13は、記憶部12に記憶されている端末情報に基づいて、サービスエリア内の全端末装置40の重心(X,Y)を算出する(ステップS102)。具体的には、制御部13は、サービスエリア内の端末装置40数をNall、端末装置40−n(nは1以上の整数)の位置座標を(x,y)とした場合、以下の式1に基づいてサービスエリア内の全端末装置40の重心(X,Y)を算出する(図6(A)参照)。なお、図6(A)において、円3−1は、可動無線局30−1がカバーする通信可能なエリアを表す。 The control unit 13 calculates the centers of gravity (X, Y) of all the terminal devices 40 in the service area based on the terminal information stored in the storage unit 12 (step S102). Specifically, when the control unit 13 sets the number of terminal devices 40 in the service area to N all and the position coordinates of the terminal devices 40-n (n is an integer of 1 or more) to (x n , y n ), The center of gravity (X, Y) of all the terminal devices 40 in the service area is calculated based on the following equation 1 (see FIG. 6A). In FIG. 6A, a circle 3-1 represents a communicable area covered by the mobile radio station 30-1.

Figure 0006506217
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次に、制御部13は、図6(B)に示すように、算出した重心(X,Y)を中心とした半径dの円50を生成する(ステップS103)。この際、制御部13は、円内の端末装置40の数をNcとし、R≧Nc/Nallを満たす最大の半径dを算出し、算出した半径dに応じた円を生成する。ここで、Rは、サービスエリア内の全端末装置40のうち、オフロード効率を向上させる対象となるエリア(以下「対象エリア」という。)内に収容される端末装置40の数の割合を表す。対象エリアとしては、例えば、端末装置40が密集しているエリアである。例えば、サービスエリア内の全端末装置数のうち80%の端末装置40が存在するエリアを対象エリアと設定する場合にはR=0.8となる。なお、Rは、予め設定されていてもよいし、処理の度に入力されてもよい。 Next, as shown in FIG. 6B, the control unit 13 generates a circle 50 of radius d centered on the calculated center of gravity (X, Y) (step S103). At this time, the control unit 13, the number of terminal devices 40 in a circle and Nc, calculating the maximum radius d satisfying R ≧ Nc / N all, to generate a circle corresponding to the calculated radius d. Here, R represents the ratio of the number of terminal devices 40 accommodated in an area (hereinafter referred to as “target area”) to be targeted for improving offload efficiency among all the terminal devices 40 in the service area. . The target area is, for example, an area in which the terminal devices 40 are concentrated. For example, in the case where an area in which 80% of the terminal devices 40 in the total number of terminal devices in the service area exist is set as a target area, R = 0.8. R may be set in advance or may be input each time processing is performed.

次に、制御部13は、ステップS103の処理で生成した円(図6(B)に示す円50)内の全端末装置40の重心(Xu,Yu)を算出する(ステップS104)。重心(Xu,Yu)の算出方法は、重心(X,Y)の算出方法と同様である。この場合、制御部13は、上式1において、対象エリア内の全端末装置数をNall、端末装置40−nの位置座標を(x,y)として上式1に基づいて対象エリア内の全端末装置40の重心(Xu,Yu)を算出する(図7(A)参照)。 Next, the control unit 13 calculates the centroids (Xu, Yu) of all the terminal devices 40 in the circle (circle 50 shown in FIG. 6B) generated in the process of step S103 (step S104). The method of calculating the center of gravity (Xu, Yu) is the same as the method of calculating the center of gravity (X, Y). In this case, the control unit 13 sets the number of all terminal devices in the target area as N all and the position coordinates of the terminal device 40-n as (x n , y n ) in the above equation 1 based on the above equation 1 The center of gravity (Xu, Yu) of all the terminal devices 40 in the inside is calculated (see FIG. 7A).

その後、制御部13は、(Xu=X)、かつ、(Yu=Y)であるか否か判定する(ステップS105)。(Xu=X)、かつ、(Yu=Y)ではないと判定した場合(ステップS105−NO)、制御部13はステップS104の処理で算出したXuを新たなXとし、Yuを新たなYとして(ステップS106)、(Xu=X)、かつ、(Yu=Y)となるまでステップS103〜S105の処理を繰り返し実行する。   Thereafter, the control unit 13 determines whether (Xu = X) and (Yu = Y) (step S105). When it is determined that (Xu = X) and (Yu = Y) are not satisfied (step S105-NO), the control unit 13 sets Xu calculated in the process of step S104 as a new X and Yu as a new Y. (Step S106) The processing of steps S103 to S105 is repeatedly executed until (Xu = X) and (Yu = Y).

一方、(Xu=X)、かつ、(Yu=Y)であると判定した場合(ステップS105−YES)、制御部13は図7(B)に示すように、算出した重心(Xu,Yu)を中心とした半径duの円51を生成する(ステップS107)。この際、制御部13は、円内の端末装置40の数をNcとし、R≧Nc/Nallを満たす最大の半径duを算出し、算出した半径duに応じた円を生成する。その後、制御部13は、図8(A)に示すように、重心(Xu,Yu)から一定距離dap(<du)離れた位置に、等間隔に各クラスタの中心点を仮設定する(ステップS108)。この中心点は、可動無線局30の配置先の位置を表わす。 On the other hand, when it is determined that (Xu = X) and (Yu = Y) (step S105-YES), the control unit 13 calculates the center of gravity (Xu, Yu) as shown in FIG. 7B. A circle 51 of radius du centering on is generated (step S107). Under the present circumstances, the control part 13 sets the number of the terminal devices 40 in a circle | round | yen to Nc, calculates the largest radius du which satisfy | fills R> = Nc / N all , and produces | generates the circle according to the calculated radius du. Thereafter, as shown in FIG. 8A, the control unit 13 temporarily sets the center points of each cluster at equal intervals at positions separated by a fixed distance d ap (<du) from the center of gravity (Xu, Yu) ( Step S108). This center point represents the position of the arrangement place of the mobile radio station 30.

制御部13は、円51内の端末装置40のみにk−means法を適用し、可動無線局30によるクラスタリングを行う(ステップS109)。k−means法は、各端末装置40から最も近い可動無線局30までの平均距離が最小になるように可動無線局30の位置を決定するクラスタリングアルゴリズムであり、以下のような式2に従って行われる。まず初めに、初期重心座標x−(−はxの上)(iは1以上の整数)をk点定めて、端末装置40全体を最近傍のx−にクラスタ分けする。クラスタ分割後に各クラスタ集合Xの重心座標を算出し、新たな重心座標x−として定義する。重心座標を更新後に再度、全端末装置40を最近傍のx−にクラスタ分けする。以上の操作を以下の式2に示す目的関数fが収束するまで繰り返し行う。 The control unit 13 applies the k-means method only to the terminal device 40 in the circle 51, and performs clustering by the mobile wireless station 30 (step S109). The k-means method is a clustering algorithm that determines the position of the mobile wireless station 30 such that the average distance from each terminal device 40 to the nearest mobile wireless station 30 is minimized, and is performed according to Equation 2 below. . First, the initial barycentric coordinates x i (with-above x) (i is an integer of 1 or more) are determined at k points, and the whole terminal device 40 is divided into the nearest x i- . Calculating the centroid coordinates of each cluster set X i after Clustering, new barycentric coordinates x i - defined as. After updating the barycentric coordinates, all the terminal devices 40 are again divided into the closest x i −. The above operation is repeated until the objective function f shown in Equation 2 below converges.

Figure 0006506217
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ここで、上式2におけるxは端末装置40−nの位置座標を表し、NはXの要素数を表す。制御部13は、決定された各クラスタの中心点を可動無線局30の配置先の位置に決定する(ステップS110)(図8(B)参照)。制御部13は、決定した各可動無線局30の配置先の位置の情報を可動無線局30の識別情報に対応付けて可動無線局情報記憶部122に記憶する。制御情報通知部14は、決定された各可動無線局30の配置先に関する情報を含む制御情報を各可動無線局30に送信する(ステップS111)。 Here, x n in the above equation 2 represents the position coordinates of the terminal device 40-n, and N i represents the number of elements of X i . The control unit 13 determines the center point of each of the determined clusters as the position of the arrangement destination of the mobile wireless station 30 (step S110) (see FIG. 8B). The control unit 13 stores the information on the determined position of the arrangement destination of each mobile radio station 30 in the mobile radio station information storage unit 122 in association with the identification information of the mobile radio station 30. The control information notification unit 14 transmits control information including information on the determined arrangement destination of each mobile wireless station 30 to each mobile wireless station 30 (step S111).

図9は、本発明の効果の検証結果を示す図である。図9では、可動無線局30を固定配置した場合、k−means法を適用した場合、本発明の技術を適用した場合の3つのパターンの検証結果を示している。また、検証の条件として、±200mの正方形のサービスエリア内において、可動無線局30数を4台、端末装置40数を100とし、各端末装置40は最近傍の可動無線局30に収容されるものとする。端末装置分布は、特定の位置に混雑な状況を作るために、ランダムな位置に端末装置40が密集するホットスポットを設定する。ホットスポットの半径は30mとし、ホットスポット内に全端末装置40数の80%が存在することを想定する。   FIG. 9 is a diagram showing verification results of the effects of the present invention. FIG. 9 shows verification results of three patterns in the case where the technology of the present invention is applied in the case where the mobile radio station 30 is fixedly arranged and in which the k-means method is applied. Further, as a condition for verification, in the ± 200 m square service area, the number of mobile wireless stations 30 is four, the number of terminal devices 40 is 100, and each terminal device 40 is accommodated in the nearest mobile wireless station 30 It shall be. The terminal device distribution sets hot spots in which the terminal devices 40 are concentrated at random positions in order to create a congested situation at a specific position. The radius of the hotspot is 30 m, and it is assumed that 80% of the total number of terminal devices 40 exist in the hotspot.

固定配置では、(X,Y)=(+75,+75)、(−75,+75)、(+75,−75)、(−75,−75)の4か所に可動無線局30を固定配置している。4つの円はそれぞれ各可動無線局30の通信エリア(半径100mに設定)であり、可動無線局30は円の中心に位置しているものとする。端末装置40の分布は、それぞれ収容された可動無線局30によって異なるマーカでプロットしている。図9に示すように、固定配置では1番の可動無線局30に端末装置40が集中していることが分かる。これに対して、サービスエリアの端末装置40に対してk−means法を適用した場合には、各可動無線局30が、自装置が収容する端末装置40との距離が小さくなっていることが分かるが、端末装置40による端末装置40収容の割合は固定配置と変化は見られない。これに対して、本発明の技術をR=0.8に設定して適用した場合には、端末装置40の密集エリア(図9におけるAP1収容端末装置〜AP4収容端末装置が密集しているエリア)に可動無線局30(図9では、AP1〜AP4)が移動し、多数の端末装置40を均等に分散する形になっていることが分かる。このように、本発明における技術では、端末装置40の密集エリアを集中的に、かつ、分散して収容する無線局位置設計が可能であることが分かる。   In the fixed arrangement, the mobile radio station 30 is fixedly arranged at four locations of (X, Y) = (+ 75, +75), (-75, +75), (+75, -75), and (-75, -75). ing. The four circles are the communication areas (set to a radius of 100 m) of the respective movable radio stations 30, and the movable radio station 30 is assumed to be located at the center of the circle. The distribution of the terminal device 40 is plotted with different markers depending on the mobile radio station 30 accommodated. As shown in FIG. 9, it can be seen that in the fixed arrangement, the terminal device 40 is concentrated on the first mobile radio station 30. On the other hand, when the k-means method is applied to the terminal device 40 in the service area, the distance between each mobile radio station 30 and the terminal device 40 accommodated by the own device is short. Although it understands, the ratio of terminal device 40 accommodation by the terminal device 40 does not see fixed arrangement and a change. On the other hand, when the technology of the present invention is set to R = 0.8 and applied, the dense area of the terminal device 40 (an area in which the AP1 accommodating terminal device to the AP4 accommodating terminal device in FIG. It can be seen that the mobile radio station 30 (AP1 to AP4 in FIG. 9) moves, and a number of terminal devices 40 are evenly distributed. As described above, it is understood that the wireless station position design is possible in which the dense area of the terminal device 40 is accommodated in a concentrated and distributed manner by the technique in the present invention.

以上のように構成された無線通信システム100によれば、オフロード効率を向上させることが可能になる。以下、この効果について具体的に説明する。
集中制御局10は、可動無線局30から収集する情報に基づいて、サービスエリア全体のうち端末装置40の分布が高密度なエリアである対象エリア内に収容されている端末装置40を分散し、かつ、可動無線局30と端末装置40の平均距離を最小にする位置を各可動無線局30の配置先の位置に決定する。これにより、負荷分散と平均受信電力を向上させることが可能になり、オフロード効率を向上させることが可能になる。
また、端末装置40の集中するエリアに可動無線局30を移動させることで、可動無線局30までの伝搬距離が短くなる端末装置40の割合が増加し、伝搬損失が低減可能になる。そのため、端末装置40の省電力化や平均受信電力改善の効果も期待できる。
According to the wireless communication system 100 configured as described above, the offload efficiency can be improved. Hereinafter, this effect will be specifically described.
The central control station 10 disperses, based on the information collected from the mobile radio station 30, the terminal devices 40 accommodated in the target area, which is an area in which the distribution of the terminal devices 40 is high in the entire service area, Also, the position at which the average distance between the mobile radio station 30 and the terminal device 40 is minimized is determined as the position of the arrangement destination of each mobile radio station 30. This makes it possible to improve load distribution and average received power, and to improve offload efficiency.
Further, by moving the mobile wireless station 30 to the area where the terminal device 40 concentrates, the proportion of the terminal device 40 in which the propagation distance to the mobile wireless station 30 becomes short increases, and the propagation loss can be reduced. Therefore, the effect of power saving of the terminal device 40 and improvement of average received power can be expected.

<変形例>
集中制御局10は、参考文献1に記載された技術を用いて位置推定方法を行ってもよい。参考文献1には、複数の可動無線局30を利用し、端末装置40の受信信号強度情報(RSSI:Received Signal Strength Indicator)を用いて位置推定を行う方法が記載されている。例えば、図10のように無線LANシステムでは、各可動無線局30が端末装置40のRSSIを取得することが可能である。集中制御局10は、RSSIから推定距離を算出し、これを複数の端末装置40を用いることによって三角測量によって位置推定を行う。
(参考文献1: Mazuelas, Santiago, et al. "Robust indoor positioning provided by real-time RSSI values in unmodified WLAN networks." IEEE Journal of selected topics in signal processing 3.5 (2009): 821-831.)
<Modification>
The central control station 10 may perform the position estimation method using the technique described in reference 1. Reference 1 describes a method of performing position estimation using a plurality of mobile radio stations 30 and using received signal strength indicator (RSSI) of a terminal device 40. For example, as shown in FIG. 10, in the wireless LAN system, each mobile wireless station 30 can acquire the RSSI of the terminal device 40. The central control station 10 calculates the estimated distance from the RSSI, and uses the plurality of terminal devices 40 to estimate the position by triangulation.
(Reference 1: Mazuelas, Santiago, et al. "Robus indoor positioning provided by real-time RSSI values in unmodified WLAN networks." IEEE Journal of selected topics in signal processing 3.5 (2009): 821-831.)

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 design and the like within the scope of the present invention.

10…集中制御局, 20…主要無線局, 30…可動無線局, 40…端末装置, 11…情報収集部, 12…記憶部, 121…端末装置位置情報記憶部, 122…可動無線局情報記憶部, 13…制御部, 14…制御情報通知部, 31…情報収集部, 32…通信部, 33…制御部, 34…可動部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Central control station 20 Main radio station 30 Mobile radio station 40 Terminal device 11 Information collecting unit 12 Storage unit 121 Terminal device position information storage unit 122 Mobile radio station information storage , 13 ... control unit, 14 ... control information notification unit, 31 ... information collection unit, 32 ... communication unit, 33 ... control unit, 34 ... movable unit

Claims (5)

端末装置との間でオフロードを目的とした通信を行う移動可能な複数の可動無線局と、前記複数の可動無線局の通信範囲よりも広い通信範囲をカバーする主要無線局と、前記複数の可動無線局及び前記主要無線局を制御する集中制御局とを備える無線通信システムにおける可動無線局制御方法であって、
前記集中制御局が、前記可動無線局の周囲に位置する前記端末装置の分布に関する情報を含む端末情報を収集する端末情報収集ステップと、
前記集中制御局が、前記主要無線局及び前記複数の可動無線局のいずれもが干渉を及ぼさない周波数となるように前記主要無線局及び前記複数の可動無線局が使用する周波数を決定し、収集された前記端末情報から得られる前記端末装置が密集しているエリアに基づいて、前記端末装置を分散し、かつ、前記可動無線局と前記端末装置との平均距離を最小にする位置を前記可動無線局の配置先の位置として決定し、決定した配置先の位置及び周波数に基づいて前記複数の可動無線局を制御する制御ステップと、
前記可動無線局が、前記集中制御局による制御に従って自装置が使用する周波数及び自装置の移動を制御する制御ステップと、
を有する可動無線局制御方法。
A plurality of movable mobile stations performing communication for the purpose of offloading with a terminal device, a main radio station covering a communication range wider than the communication range of the plurality of mobile stations, and the plurality of mobile stations A mobile radio station control method in a radio communication system comprising: a mobile radio station and a central control station controlling the main radio station,
A terminal information collecting step in which the central control station collects terminal information including information on a distribution of the terminal devices located around the mobile radio station;
The central control station determines the frequency used by the main radio station and the plurality of mobile radio stations so that the main radio station and the plurality of mobile radio stations do not interfere with each other, and collects the frequencies The movable terminal is dispersed based on the area where the terminal devices are densely obtained from the terminal information obtained, and the movable position is minimized such that the average distance between the movable wireless station and the terminal device is minimized. Controlling the plurality of mobile wireless stations based on the determined location and frequency of the placement location determined as the placement location of the wireless station;
A control step in which the mobile wireless station controls the frequency used by the device according to the control of the central control station and the movement of the device;
A mobile radio station control method comprising:
前記集中制御局が、前記制御ステップにおいて、前記端末装置が密集しているエリア内に存在する全端末装置の重心を算出し、算出した前記重心に基づいて得られるエリア内に存在する全端末装置をクラスタリングすることによって前記複数の可動無線局の配置先の位置を決定する、請求項1に記載の可動無線局制御方法。   The central control station calculates, in the control step, the centers of gravity of all the terminals present in the area in which the terminals are dense, and all the terminals present in the area obtained based on the calculated centers of gravity The mobile radio station control method according to claim 1, wherein the position of the arrangement destination of the plurality of mobile radio stations is determined by clustering the 前記集中制御局が、前記制御ステップにおいて、算出した前記重心を用いて、前記重心を中心としたエリアに基づき全端末装置数が所定の割合となるエリアを設定し、設定した前記エリア内に存在する全端末装置の重心を求める処理を、前記重心が予め定めた範囲で変化しなくなるまで繰り返し、前記重心が変化しなくなったエリア内に存在する端末装置から最も近い可動無線局までの平均距離が最小となるように前記複数の可動無線局の配置先の位置を決定する、請求項2に記載の可動無線局制御方法。   The centralized control station sets an area in which the number of all terminal devices is a predetermined ratio based on an area centered on the center of gravity using the calculated center of gravity in the control step, and exists in the set area The process of obtaining the center of gravity of all the terminal devices to be performed is repeated until the center of gravity does not change in a predetermined range, and the average distance from the terminal devices present in the area where the center of gravity does not change to the nearest mobile radio station is The mobile radio station control method according to claim 2, wherein the position of the arrangement destination of the plurality of mobile radio stations is determined so as to be minimized. 端末装置との間でオフロードを目的とした通信を行う移動可能な複数の可動無線局と、前記複数の可動無線局の通信範囲よりも広い通信範囲をカバーする主要無線局と、前記複数の可動無線局及び前記主要無線局を制御する集中制御局とを備える無線通信システムであって、
前記集中制御局は、
前記可動無線局の周囲に位置する前記端末装置の分布に関する情報を含む端末情報を収集する端末情報収集部と、
前記主要無線局及び前記複数の可動無線局のいずれもが干渉を及ぼさない周波数となるように前記主要無線局及び前記複数の可動無線局が使用する周波数を決定し、収集された前記端末情報から得られる前記端末装置が密集しているエリアに基づいて、前記端末装置を分散し、かつ、前記可動無線局と前記端末装置との平均距離を最小にする位置を前記可動無線局の配置先の位置として決定し、決定した配置先の位置及び周波数に基づいて前記複数の可動無線局を制御する制御部と、
を備え、
前記可動無線局は、
前記集中制御局による制御に従って自装置が使用する周波数及び自装置の移動を制御する制御部、
を備える無線通信システム。
A plurality of movable mobile stations performing communication for the purpose of offloading with a terminal device, a main radio station covering a communication range wider than the communication range of the plurality of mobile stations, and the plurality of mobile stations A wireless communication system comprising: a mobile wireless station; and a central control station that controls the main wireless station,
The central control station
A terminal information collection unit that collects terminal information including information on the distribution of the terminal devices located around the mobile radio station;
The frequency used by the main radio station and the plurality of mobile radio stations is determined so that the main radio station and the plurality of mobile radio stations do not interfere with each other, and the collected terminal information is determined Based on the area where the obtained terminal devices are concentrated, the terminal devices are dispersed, and a position at which the average distance between the mobile wireless station and the terminal device is minimized is the location where the mobile wireless stations are disposed. A control unit that determines the position and controls the plurality of mobile wireless stations based on the determined position and frequency of the placement destination;
Equipped with
The mobile radio station is
A control unit that controls the frequency used by the device according to the control of the centralized control station and the movement of the device;
A wireless communication system comprising:
端末装置との間でオフロードを目的とした通信を行う移動可能な複数の可動無線局と、前記複数の可動無線局の通信範囲よりも広い通信範囲をカバーする主要無線局と、前記複数の可動無線局及び前記主要無線局を制御する集中制御局とを備える無線通信システムにおける集中制御局であって、
前記可動無線局の周囲に位置する前記端末装置の分布に関する情報を含む端末情報を収集する端末情報収集部と、
前記主要無線局及び前記複数の可動無線局のいずれもが干渉を及ぼさない周波数となるように前記主要無線局及び前記複数の可動無線局が使用する周波数を決定し、収集された前記端末情報から得られる前記端末装置が密集しているエリアに基づいて、前記端末装置を分散し、かつ、前記可動無線局と前記端末装置との平均距離を最小にする位置を前記可動無線局の配置先の位置として決定し、決定した配置先の位置及び周波数に基づいて前記複数の可動無線局を制御する制御部と、
を備える集中制御局。
A plurality of movable mobile stations performing communication for the purpose of offloading with a terminal device, a main radio station covering a communication range wider than the communication range of the plurality of mobile stations, and the plurality of mobile stations A central control station in a wireless communication system, comprising: a mobile wireless station and a central control station controlling the main wireless station,
A terminal information collection unit that collects terminal information including information on the distribution of the terminal devices located around the mobile radio station;
The frequency used by the main radio station and the plurality of mobile radio stations is determined so that the main radio station and the plurality of mobile radio stations do not interfere with each other, and the collected terminal information is determined Based on the area where the obtained terminal devices are concentrated, the terminal devices are dispersed, and a position at which the average distance between the mobile wireless station and the terminal device is minimized is the location where the mobile wireless stations are disposed. A control unit that determines the position and controls the plurality of mobile wireless stations based on the determined position and frequency of the placement destination;
Central control station with.
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