JP6646224B2 - 制御装置、通信システム、及び無線制御方法 - Google Patents
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Description
第1の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では、制御装置が、端末装置と無線装置との間の無線伝搬特性を取得し、取得した無線伝搬特性に基づいて、端末装置に対応するクラスタを構成する複数の無線装置を決定する。また、制御装置は、決定したクラスタを構成する複数の無線装置それぞれの無線伝搬特性に基づき、決定したクラスタ内の複数の無線装置それぞれの送信重みを決定し、決定した送信重みによる端末装置への送信を複数の無線装置に指示する。
図1は、通信システム10の構成例を示す図である。通信システム10は、端末装置100−1(以降、端末装置100と呼ぶ場合がある)、無線送受信を行う無線装置200−1〜12(以降、無線装置200と呼ぶ場合がある)、無線装置200の無線送信を制御する制御装置300、及び外部ネットワーク400を有する。
図2は、制御装置300の構成例を示す図である。制御装置300は、例えば、コンピュータであり、CPU(Central Processing Unit)310、ストレージ320、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などのメモリ330、及びNIC(Network Interface Card)340−1〜nを有する。
図3は、無線装置200の構成例を示す図である。無線装置200は、CPU210、ストレージ220、メモリ230、及びNIC240−1〜n、RF(Radio Frequency)回路250、及びアンテナ251を有する。
図4は、端末装置100の構成例を示す図である。端末装置100は、CPU110、ストレージ120、メモリ130、RF回路150、及びアンテナ151−1〜nを有する。
第1の実施の形態では、制御装置300は、外部ネットワーク400から端末装置100に送信するデータを受信した場合、当該端末装置100の属するクラスタを決定する。データ送信制御処理は、制御装置300がクラスタを決定し、各無線装置200に対して端末装置100にデータを送信するよう指示する処理である。以下、制御装置300におけるデータ送信制御処理について説明する。
次に、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態では、制御装置300が決定したクラスタ(第1クラスタ)を構成する無線装置(第1無線装置)200が、他のクラスタ(第2クラスタ)を構成する無線装置(第2無線装置)200と、1つ以上重複する場合の、制御装置の処理である。制御装置300は、第1クラスタを構成する第1無線装置それぞれの送信重みを、第1無線装置が送信する電波の、第1クラスタに属する第1端末装置の第1受信電力と、第2クラスタに属する第2端末装置における第2受信電力とに基づいて決定する。
第2の実施の形態における、第1端末装置が属する第1クラスタを構成する第1無線装置と、第2端末装置が属する第2クラスタを構成する第2無線装置が、少なくとも1台以上重複する場合の、制御装置300におけるデータ送信処理について説明する。
次に、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態では、制御装置300は、クラスタに属する端末装置100の数が、クラスタが同時又は並行にデータ送信することを許容する許容数より多い場合、それらの端末装置100から、許容数以下の端末装置100を選択する。
図11は、制御装置300の構成例を示す図である。制御装置300は、ストレージ320に、さらに複数ユーザ対応プログラム323を記憶する。
第3の実施の形態では、あるクラスタ(第1クラスタ)に属する端末装置100(第1端末装置)の数が、許容数以上である場合、端末選択処理を実行する。端末選択処理は、例えば、第1の実施の形態における図5の処理フローチャートの処理S107に代えて実行する処理である。
次に、第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態では、第3の実施の形態で説明したクラスタ内に複数の端末装置100を選択する処理での仮の送信重みの算出に、第2の実施の形態の近傍の無線装置200が存在する場合の仮の送信重みの算出方法を適用する。
図14は、第4の実施の形態における通信システム10の構成例を示す図である。クラスタC7に、端末装置100−10〜14の5台の端末装置100が属し、クラスタC7の許容数4を超えている。また、クラスタC8に、端末装置100−15〜19の5台の端末装置100が属し、クラスタC8の許容数4を超えている。さらに、クラスタC7とクラスタC8は、それぞれを構成する無線装置200として、無線装置200−6が重複する。以降、端末装置100の選択を行うクラスタを選択対象クラスタ(第1クラスタ)、選択対象クラスタと1台以上の無線装置200が重複するクラスタを重複クラスタ(第2クラスタ)と呼ぶ。
制御装置300は、複数の重複クラスタ内の端末装置100を1台ずつ順番に選択する。図16に示す通り、クラスタ番号「n」に、最初の端末装置100の選択対象クラスタのクラスタ番号である1を代入(n=1)し(S401)、クラスタ番号が1であるクラスタC7からの端末装置100の選択を開始する。すなわち、1台目の端末装置100の選択においては、選択対象クラスタ(第1クラスタ)は、クラスタC7であり、重複クラスタ(第2クラスタ)はクラスタC8である。
図17において、第1クラスタC7から1台の端末装置100−10を選択している状態では、選択済の端末装置100の数は全体許容数以下で(S406のNo)、未選択の端末装置100は9台存在する(S407のYes)。制御装置300は、クラスタ番号は2となり(S408)、重複クラスタ数(クラスタC7及びクラスタC8の2つ)以下であると判定する(S409のYes)。そして、制御装置300は、クラスタ番号2のクラスタC8からは端末装置100を未選択であるため(S402のNo)、クラスタC8から2台目の端末装置100の選択を行う。すなわち、2台目の選択処理のおいては、選択対象クラスタ(第1クラスタ)はクラスタC8であり、重複クラスタ(第2クラスタ)はクラスタC7である。
図17において、クラスタC7から1台、及びクラスタC8から1台の端末装置の合計2台の端末装置100を選択している状態では、選択済の端末装置100の数は全体許容数以下で(S406のNo)、未選択の端末装置100は8台存在する(S407のYes)。そこで、n=3となるが(S408)、クラスタ番号3のクラスタは存在しないため(S409のNo)、n=1にリセットし(S401)、クラスタ番号1のクラスタC7から3台目の端末装置100の選択を行う。すなわち、3台目の選択処理のおいては、選択対象クラスタ(第1クラスタ)はクラスタC7であり、重複クラスタ(第2クラスタ)はクラスタC8である。
制御装置300は、図17の(17−4)に示すように、4台目の端末装置100としてクラスタ2の端末装置100−16を選択する。4台目の選択処理においては、選択対象クラスタ(第1クラスタ)はクラスタC8であり、重複クラスタ(第2クラスタ)はクラスタC7である。
クラスタを構成する複数の無線装置のそれぞれが、前記クラスタに属する端末装置に、同一周波数及びそれぞれの送信重みでデータを送信する無線通信システムにおける、前記複数の無線装置の無線送信を制御する制御装置であって、
前記端末装置と前記複数の無線装置それぞれとの間の無線伝搬特性を取得する取得部と、
前記取得した無線伝搬特性に基づいて、前記端末装置に対応するクラスタを構成する複数の無線装置を決定する決定部と、
前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置それぞれの無線伝搬特性に基づき、前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置それぞれの送信重みを決定し、前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置に、前記決定したそれぞれの送信重みによる前記端末装置への送信を指示する制御部とを有する
制御装置。
前記無線伝搬特性は、前記無線装置が送信する電波の前記端末装置における受信電力である
付記1記載の制御装置。
前記取得部は、前記端末装置が送信する前記無線伝搬特性を測定するためのパイロット信号の、前記無線装置における受信電力を、前記端末装置における受信電力と推定する
付記2記載の制御装置。
前記無線伝搬特性は、前記受信電力が大きい程高い
付記2記載の制御装置。
前記決定部は、前記取得した無線伝搬特性に対応する複数の無線装置から、前記受信電力が大きい順に所定数の無線装置を選出し、前記選出した無線装置を前記端末装置に対応するクラスタを構成する複数の無線装置と決定する
付記2記載の制御装置。
前記所定数は、基準時間より短い時間で前記送信重みの決定が可能な無線装置の数である
付記5記載の制御装置。
前記送信重みは、前記データを送信する電波の位相及び送信電力のいずれか一方又は両方の値である
付記2記載の制御装置。
前記制御部は、前記端末装置における受信電力が最大となる送信重みを決定する
付記2記載の制御装置。
前記制御部は、第1クラスタと第2クラスタを構成する無線装置が1つ以上重複する場合、前記第1クラスタを構成する第1無線装置それぞれの送信重みを、前記第1クラスタに属する第1端末装置における前記第1無線装置が送信する電波の第1受信電力と、前記第2クラスタに属する第2端末装置における前記第1無線装置が送信する電波の第2受信電力とに基づいて決定する
付記2記載の制御装置。
前記制御部は、前記第1受信電力から前記第2受信電力を減じた値が、最大となる前記第1無線装置それぞれの送信重みを決定する
付記9記載の制御装置。
前記制御部は、第1クラスタに属する第1端末装置が、前記第1クラスタが並行にデータ送信することを許容する許容数より多い場合、前記許容数以下の前記第1端末装置を選択する
付記2記載の制御装置。
前記許容数は、基準電力以上の受信電力でデータを受信する端末装置の数のうち、最大数である
付記11記載の制御装置。
前記許容数は、前記第1クラスタを構成する無線装置の数である
付記11記載の制御装置。
前記制御部は、前記選択において、1台ずつ端末装置を選択し、
前記1台ずつの選択は、
未選択の端末装置それぞれについて、
前記未選択の端末装置の過去の単位時間あたりの受信データ量を示す平均スループットに対する、前記未選択の端末装置及び選択済の端末装置の受信電力に基づき決定した仮の送信重みで推定した前記未選択の端末装置の前記単位時間あたりの受信データ量を示す推定スループットの割合を算出し、
前記割合が最大の前記未選択の端末装置を選択することを含む
付記11記載の制御装置。
前記制御部は、前記第1受信電力から前記第2受信電力を減じた値が、最大となる前記仮の送信重みを決定する
付記14記載の制御装置。
前記制御部は、前記第1クラスタと第2クラスタを構成する無線装置が1つ以上重複する場合、前記未選択の端末装置及び選択済の端末装置における第1受信電力に加え、前記第1クラスタを構成する無線装置が送信する電波の、前記第2クラスタに属する第2端末装置における第2受信電力に基づく仮の送信重みに基づき、前記推定スループットを推定する
付記14記載の制御装置。
前記制御部は、前記選択において、前記第1クラスタと前記第2クラスタとを構成する無線装置の数以下の端末装置を選択する
付記16記載の制御装置。
前記制御部は、前記第1クラスタと前記第2クラスタから端末装置を選択する場合、前記1台ずつの選択において、前記第1クラスタからの端末装置の選択と、前記第2クラスタから端末装置の選択を、交互に繰り返す
付記16記載の制御装置。
複数の無線装置と、
前記複数の無線装置を介してデータを受信する端末装置と、
前記複数の無線装置の無線送信を制御する制御装置を有し、
前記複数の無線装置の全部又は一部によってクラスタが構成される通信システムであって、
前記制御装置は、
前記端末装置と前記無線装置との間の無線伝搬特性を取得し、
前記取得した無線伝搬特性に基づいて、前記端末装置に対応するクラスタを構成する複数の無線装置を決定し、
前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置それぞれの無線伝搬特性に基づき、前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置それぞれの送信重みを決定し、前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置に、前記決定したそれぞれの送信重みによる前記端末装置への送信を指示し、
前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置それぞれは、前記指示に従い、同一周波数及び前記決定したそれぞれの送信重みで、前記端末装置にデータを送信する
通信システム。
クラスタを構成する複数の無線装置のそれぞれが、前記クラスタに属する端末装置に、同一周波数及びそれぞれの送信重みでデータを送信する無線通信システムにおける、前記複数の無線装置の無線送信を制御する制御装置による無線制御方法であって、
前記端末装置と前記複数の無線装置それぞれとの間の無線伝搬特性を取得し、
前記取得した無線伝搬特性に基づいて、前記端末装置に対応するクラスタを構成する複数の無線装置を決定し、
前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置それぞれの無線伝搬特性に基づき、前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置それぞれの送信重みを決定し、前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置に、前記決定したそれぞれの送信重みによる前記端末装置への送信を指示する
無線制御方法。
110…CPU、 120…ストレージ、
121…パイロット信号送信プログラム、 122…データ受信プログラム、
1221…無線信号受信モジュール、 1222…データ再構築モジュール、
130…メモリ、 150…RF回路、
151…アンテナ、 200…無線装置、
210…CPU、 220…ストレージ、
221…無線伝搬特性送信プログラム、 222…データ送信プログラム、
2221…無線送信指示受信モジュール、 2222…無線送信モジュール、
230…メモリ、 240…NIC、
250…RF回路、 250…回路、
251…アンテナ、 300…制御装置、
320…ストレージ、 321…データ送信制御プログラム、
3211…無線伝搬特性取得モジュール、 3212…クラスタ決定モジュール、
3213…送信重み決定モジュール、 3214…無線送信指示モジュール、
322…クラスタ情報テーブル、 323…複数ユーザ対応プログラム、
3231…端末選択モジュール、 330…メモリ、
340…NIC、 400…外部ネットワーク
Claims (11)
- クラスタを構成する複数の無線装置のそれぞれが、前記クラスタに属する端末装置に、同一周波数及びそれぞれの送信重みでデータを送信する無線通信システムにおける、前記複数の無線装置の無線送信を制御する制御装置であって、
前記端末装置と前記複数の無線装置それぞれとの間の無線伝搬特性を取得する取得部と、
前記取得した無線伝搬特性に基づいて、前記端末装置に対応するクラスタを構成する複数の無線装置を決定する決定部と、
前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置それぞれの無線伝搬特性に基づき、前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置それぞれの送信重みを決定し、前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置に、前記決定したそれぞれの送信重みによる前記端末装置への送信を指示する制御部とを有し、
前記無線伝搬特性は、前記無線装置が送信する電波の前記端末装置における受信電力であって、
前記制御部は、第1クラスタと第2クラスタを構成する無線装置が1つ以上重複する場合、前記第1クラスタを構成する第1無線装置それぞれの送信重みを、前記第1クラスタに属する第1端末装置における前記第1無線装置の送信する電波の第1受信電力と、前記第2クラスタに属する第2端末装置における前記第1無線装置が送信する電波の第2受信電力とに基づいて決定する
制御装置。 - 前記取得部は、前記端末装置が送信する前記無線伝搬特性を測定するためのパイロット信号の、前記無線装置における受信電力を、前記端末装置における受信電力と推定する
請求項1記載の制御装置。 - 前記決定部は、前記取得した無線伝搬特性に対応する複数の無線装置から、前記受信電力が大きい順に所定数の無線装置を選出し、前記選出した無線装置を前記端末装置に対応するクラスタを構成する複数の無線装置と決定する
請求項1記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記第1受信電力から前記第2受信電力を減じた値が、最大となる前記第1無線装置それぞれの送信重みを決定する
請求項1記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記第1端末装置が、前記第1クラスタが並行にデータ送信することを許容する許容数より多い場合、前記許容数以下の前記第1端末装置を選択する
請求項1記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記選択において、1台ずつ端末装置を選択し、
前記1台ずつの選択は、
未選択の端末装置それぞれについて、
前記未選択の端末装置の過去の単位時間あたりの受信データ量を示す平均スループットに対する、前記未選択の端末装置及び選択済の端末装置の受信電力に基づき決定した仮の送信重みで推定した前記未選択の端末装置の前記単位時間あたりの受信データ量を示す推定スループットの割合を算出し、
前記割合が最大の前記未選択の端末装置を選択することを含む
請求項5記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記第1受信電力から前記第2受信電力を減じた値が、最大となる前記仮の送信重みを決定する
請求項6記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記第1クラスタと前記第2クラスタを構成する無線装置が1つ以上重複する場合、前記未選択の端末装置及び選択済の端末装置における第1受信電力に加え、前記第1クラスタを構成する無線装置が送信する電波の、前記第2クラスタに属する第2端末装置における第2受信電力に基づく仮の送信重みに基づき、前記推定スループットを推定する
請求項6記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記第1クラスタと前記第2クラスタから端末装置を選択する場合、前記1台ずつの選択において、前記第1クラスタからの端末装置の選択と、前記第2クラスタから端末装置の選択を、交互に繰り返す
請求項8記載の制御装置。 - 複数の無線装置と、
前記複数の無線装置を介してデータを受信する端末装置と、
前記複数の無線装置の無線送信を制御する制御装置を有し、
前記複数の無線装置の全部又は一部によってクラスタが構成される通信システムであって、
前記制御装置は、
前記端末装置と前記無線装置との間の無線伝搬特性を取得し、
前記取得した無線伝搬特性に基づいて、前記端末装置に対応するクラスタを構成する複数の無線装置を決定し、
前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置それぞれの無線伝搬特性に基づき、前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置それぞれの送信重みを決定し、前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置に、前記決定したそれぞれの送信重みによる前記端末装置への送信を指示し、
前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置それぞれは、前記指示に従い、同一周波数及び前記決定したそれぞれの送信重みで、前記端末装置にデータを送信し、
前記無線伝搬特性は、前記無線装置が送信する電波の前記端末装置における受信電力であって、
前記送信重みの決定において、第1クラスタと第2クラスタを構成する無線装置が1つ以上重複する場合、前記第1クラスタを構成する第1無線装置それぞれの送信重みを、前記第1クラスタに属する第1端末装置における前記第1無線装置の送信する電波の第1受信電力と、前記第2クラスタに属する第2端末装置における前記第1無線装置が送信する電波の第2受信電力とに基づいて決定する
通信システム。 - クラスタを構成する複数の無線装置のそれぞれが、前記クラスタに属する端末装置に、同一周波数及びそれぞれの送信重みでデータを送信する無線通信システムにおける、前記複数の無線装置の無線送信を制御する制御装置による無線制御方法であって、
前記端末装置と前記複数の無線装置それぞれとの間の無線伝搬特性を取得し、
前記取得した無線伝搬特性に基づいて、前記端末装置に対応するクラスタを構成する複数の無線装置を決定し、
前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置それぞれの無線伝搬特性に基づき、前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置それぞれの送信重みを決定し、前記決定したクラスタを構成する複数の無線装置に、前記決定したそれぞれの送信重みによる前記端末装置への送信を指示する
前記無線伝搬特性は、前記無線装置が送信する電波の前記端末装置における受信電力であって、
前記送信重みの決定において、第1クラスタと第2クラスタを構成する無線装置が1つ以上重複する場合、前記第1クラスタを構成する第1無線装置それぞれの送信重みを、前記第1クラスタに属する第1端末装置における前記第1無線装置の送信する電波の第1受信電力と、前記第2クラスタに属する第2端末装置における前記第1無線装置が送信する電波の第2受信電力とに基づいて決定する
無線制御方法。
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