JP7044152B2 - 無線通信制御方法、無線通信システムおよび管理サーバ - Google Patents
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Description
図1は、本発明の無線通信システムの基本構成例を示す。
図1において、アンライセンス帯の基地局(以下、APという)10は、アンライセンス帯通信部11とアンライセンス帯パラメータ変更部12を備える。ライセンス帯の基地局(以下、BSという)20は、ライセンス帯通信部21を備える。アンライセンス帯に対応する端末局(以下、STAという)30は、アンライセンス帯通信部31を備え、AP10と通信する。アンライセンス帯およびライセンス帯に対応する端末局(以下、UEという)40は、アンライセンス帯通信部41とライセンス帯通信部42と回線変更部43を備え、回線変更部43の選択によりAP10またはBS20と通信する。
図2は、回線・パラメータ決定部53の他の構成例を示す。
図2において、回線・パラメータ決定部53は、図1の基本構成における回線選択最適化とアンライセンス帯パラメータ最適化の順番を逆にし、アンライセンス帯パラメータ仮決定部532がUE回線仮決定部531の前段に配置する。アンライセンス帯パラメータ仮決定部532によるパラメータ仮決定およびUE回線仮決定部531による回線仮決定後の処理手順を図4に示す。
管理サーバ50の回線・パラメータ決定部53のライセンス帯品質推定部533における通信品質推定のための構成例について、以下の2通りの例を示す。
ここでは、接続するAPと該当UEの間の電波強度の情報を使用する場合を示す。
確率的に、APとUE間の伝送レートは、その間の電波強度が高い程高くでき、隠れ端末問題/さらし端末問題は発生しにくくなる。一方、APとUE間の電波強度が低いUEにライセンス帯を使用させると、図14および図15に示すように、通信容量増大が期待できる確率は高く、かつフローの要求品質を満たせる確率も高い。
図7において、管理サーバ50のUE回線仮決定部531は、接続するAPとUEとの間の電波強度の情報を取得し(S31)、電波強度の閾値をα(dBm)とし(S32)、α未満のUEをライセンス帯使用として仮決定し(S33)、その閾値αに基づいてライセンス帯の使用が選択されたフローの通信品質推定を行う(S34)。回線選択を行う電波強度の閾値αを変化させてシステム容量の計算を行い、要求品質を満たせないフローが存在しないという条件(通信容量の上限を超えない)において、最もシステム容量の大きな閾値で、回線選択を行う電波強度の閾値を決定する(S35,S36,S37)。また、アンライセンス帯の使用が選択されたフローについては、アンライセンス帯品質推定部534で通信品質推定を行いつつ、アンライセンス帯パラメータ仮決定部532によって最適なパラメータを仮決定する(S38~S42)。この方法では、UEにおけるAPからの電波強度に対して閾値を設ける場合、閾値さえUEに通知すれば、UE自身でも回線選択を判断できることとなる。
図8において、管理サーバ50のUE回線仮決定部531は、接続するAPとUEとの間の電波強度の情報を取得し(S31)、電波強度の低いUEのフローから順にライセンス帯の使用を仮決定し(S32’~S36’)、ライセンス帯の使用が仮決定されたフローの通信品質推定を行う。アンライセンス帯の品質推定とパラメータ仮決定(S38~S42)は、図7の絞り込み手順例1と同様である。この場合においては、要求品質を満たせないフローが存在しないという条件において、最もシステム容量の大きな回線選択のパターンで決定する。この方法は、ライセンス帯を使用するフローを順々に増やしていく手法であるので、例えばライセンス帯において許容できるフロー数やフローによる通信容量の上限が決まっている場合、その上限に収まる範囲というのを条件として、UEにおけるフローのライセンス帯の仮決定の範囲をあらかじめ絞る事が可能となる。
図9において、接続するAPとUEとの間の電波強度の情報を取得し(S51)、UEの周辺APおよび接続するAPの周辺AP同士の間の電波強度、接続するAPおよびUEの周辺APおよび接続するAPの周辺APの通信量の情報を取得する(S52)。ここで、接続するAPとUEの間の電波強度が同様な複数のUEが存在する場合、それらのUEにおいて、隠れ端末問題/さらし端末問題が同様に発生する、もしくは同様なSINRになるとは限らない。実際には、各々のUEにおける隠れ端末問題/さらし端末問題やSINR低下の原因となる無線局(以下、原因局という)との関係、および接続するAPとそれら原因局の間の関係により、隠れ端末問題/さらし端末問題の発生やSINRについては異なってくる。
(1) 送信電力・受信感度閾値
送信電力を下げる程、他の無線局へ与える干渉強度Iが低減したり、他の無線局におけるキャリアセンスでアイドルとなる機会が増加したりする場合がある。また、受信感度閾値を上げる程、その無線局においてキャリアセンスでアイドルとなる機会が増加する。一方で送信電力を下げると、SINRにおける受信電波強度Sが下がるため伝送レートは低下する恐れがあり、また干渉源へ電波が届かずに、自身との通信相手における干渉強度Iが増加する恐れがある。また受信感度閾値を上げると、隠れ端末問題により自身との通信相手における干渉強度Iが増加する、もしくはさらし端末問題により他の無線局におけるキャリアセンスでアイドルとなる機会を著しく減少させる可能性がある。これに対し、受信感度閾値を上げた分、送信電力を下げることで、受信感度閾値を上げることによる他の無線局への干渉強度Iの増加およびキャリアセンスでアイドルとなる機会の低下を、送信電力の低減によって抑制する考え方がある。
図10において、SINRと伝送レートの関係が線形関係でないアンライセンス帯のシステムでは、APおよびSTA・UEに対するターゲットSをパラメータとして仮決定し(S71)、アンライセンス帯におけるAPおよびSTA・UEに対してターゲットSとなるように送信電力を下げる、または上げる(S72)。その上で、送信電力を下げた、または上げた分だけ受信感度閾値を上げる、または下げる(S73)、ライセンス帯・アンライセンス帯合計のシステム容量を記録する(S74)。これを取りうるターゲットSの範囲で実施することにより(S75)、ターゲットSの最適化のみに絞ることが可能となる。
周波数幅については、拡大するほど通信帯域は拡大するが、同時に同じ周波数を用いる無線局数が増え、同一の周波数を使用する事によって発生する隠れ端末問題/さらし端末問題が発生する確率は高くなる。
したがって、STAの分布や数の情報を用いれば、選択可能な周波数・周波数幅を絞ることが可能となる。
図11において、APに帰属するUE/STA数の情報を取得し(S81)、全APの周波数幅を最小値に設定し(S82)、帰属するUE/STA数の多いAPから順に周波数幅を広くし(S83)、周波数をパラメータとして仮決定し(S84)、図4に示す回線選択最適化処理(S22~S25)を実行する。それを全周波数の組合せに対して実施し(S85)、次に帰属するUE/STA数の多いAPの周波数幅を広げて同様の処理を繰り返す(S86)、システム容量が最大となるライセンス帯を使用するUEと、アンライセンス帯のパラメータを決定する(S87)。
また、各絞り込み方法を組み合わせ、最適化計算の更なる簡易化を行ってもよい。
11 アンライセンス帯通信部
12 アンライセンス帯パラメータ変更部
20 ライセンス帯の基地局(BS)
21 ライセンス帯通信部
22 UE/無線リソース管理部
30 アンライセンス帯に対応する端末局(STA)
31 アンライセンス帯通信部
40 アンライセンス帯およびライセンス帯に対応する端末局(UE)
41 アンライセンス帯通信部
42 ライセンス帯通信部
43 回線変更部
44 ライセンス帯情報把握/通知部
50 管理サーバ
51 アンライセンス帯パラメータ指示部
52 UE回線指示部
53 回線・パラメータ決定部
531 UE回線仮決定部
532 アンライセンス帯パラメータ仮決定部
533 ライセンス帯品質推定部
534 アンライセンス帯品質推定部
535 システム容量計算部
536 回線・パラメータ最終決定部
54 UE/無線リソース管理情報受信部
55 UEライセンス帯情報受信部
Claims (12)
- アンライセンス帯の基地局APと、ライセンス帯の基地局BSと、
アンライセンス帯の端末局STAと、ライセンス帯およびアンライセンス帯に対応する端末局UEとを備え、管理サーバがUEのアンライセンス帯/ライセンス帯の回線選択を管理するとともにアンライセンス帯のパラメータを管理する無線通信制御方法において、
前記管理サーバは、
前記ライセンス帯を使用する前記UEのフローを仮決定する第一の処理と、
前記仮決定の下でのライセンス帯全体の通信容量を推定する第二の処理と、
前記アンライセンス帯のパラメータを仮決定する第三の処理と、
前記第一の処理で仮決定されたフローはアンライセンス帯を用いないものとして、アンライセンス帯を用いる各フローについて前記パラメータの下での通信品質を推定すると共に、アンライセンス帯全体の通信容量を推定する第四の処理と、
前記ライセンス帯の通信容量と、前記アンライセンス帯の通信容量とを合計してシステム容量を計算する第五の処理と、
前記第一乃至第五の処理を繰り返し実行して、前記システム容量が最大化されるように前記パラメータを最適化する処理と、
を含む制御ステップを実行することを特徴とする無線通信制御方法。 - 請求項1に記載の無線通信制御方法において、
前記制御ステップは、前記UEの回線選択について、前記アンライセンス帯のパラメータ最適化後のアンライセンス帯の通信容量および前記ライセンス帯の通信容量の合計が高くなる時のパターンを採用し、その回線選択の最適化後の前記アンライセンス帯のパラメータを、前記アンライセンス帯の前記AP、前記STA、前記UEに対して設定することを特徴とする無線通信制御方法。 - 請求項1に記載の無線通信制御方法において、
前記制御ステップは、前記アンライセンス帯のパラメータとして、送信電力、受信感度閾値、周波数、周波数幅を調整し、前記APのサービスエリアにおいて、前記STAまたは前記アンライセンス帯を使用する前記UEが存在しない場所については、低い伝送レートおよび隠れ端末問題/さらし端末問題発生を許容するパラメータを設定することを特徴とする無線通信制御方法。 - 請求項1に記載の無線通信制御方法において、
前記制御ステップは、前記ライセンス帯を使用する前記UEの選定について、接続する前記APと前記UEとの間の電波強度の情報、前記UEの周辺APおよび接続する前記APの周辺AP同士の間の電波強度の情報、接続する前記APおよび前記UEの周辺APおよび接続する前記APの周辺APにおける通信量の情報をもとに決定することを特徴とする無線通信制御方法。 - アンライセンス帯の基地局APと、ライセンス帯の基地局BSと、
アンライセンス帯の端末局STAと、ライセンス帯およびアンライセンス帯に対応する端末局UEと、UEのアンライセンス帯/ライセンス帯の回線選択を管理するとともにアンライセンス帯のパラメータを管理する管理サーバとを備えた無線通信システムにおいて、
前記管理サーバは、
前記ライセンス帯を使用する前記UEのフローを仮決定する第一の処理と、
前記仮決定の下でのライセンス帯全体の通信容量を推定する第二の処理と、
前記アンライセンス帯のパラメータを仮決定する第三の処理と、
前記第一の処理で仮決定されたフローはアンライセンス帯を用いないものとして、アンライセンス帯を用いる各フローについて前記パラメータの下での通信品質を推定すると共に、アンライセンス帯全体の通信容量を推定する第四の処理と、
前記ライセンス帯の通信容量と、前記アンライセンス帯の通信容量とを合計してシステム容量を計算する第五の処理と、
前記第一乃至第五の処理を繰り返し実行して、前記システム容量が最大化されるように前記パラメータを最適化する処理と、
を実行する制御手段を備えたことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項5に記載の無線通信システムにおいて、
前記制御手段は、前記UEの回線選択について、前記アンライセンス帯のパラメータ最適化後のアンライセンス帯の通信容量および前記ライセンス帯の通信容量の合計が高くなる時のパターンを採用し、その回線選択の最適化後の前記アンライセンス帯のパラメータを、前記アンライセンス帯の前記AP、前記STA、前記UEに対して設定する構成であることを特徴とする無線通信システム。 - 請求項5に記載の無線通信システムにおいて、
前記制御手段は、前記アンライセンス帯のパラメータとして、送信電力、受信感度閾値、周波数、周波数幅を調整し、前記APのサービスエリアにおいて、前記STAまたは前記アンライセンス帯を使用する前記UEが存在しない場所については、低い伝送レートおよび隠れ端末問題/さらし端末問題発生を許容するパラメータを設定する構成であることを特徴とする無線通信システム。 - 請求項5に記載の無線通信システムにおいて、
前記制御手段は、前記ライセンス帯を使用する前記UEの選定について、接続する前記APと前記UEとの間の電波強度の情報、前記UEの周辺APおよび接続する前記APの周辺AP同士の間の電波強度の情報、接続する前記APおよび前記UEの周辺APおよび接続する前記APの周辺APにおける通信量の情報をもとに決定する構成であることを特徴とする無線通信システム。 - アンライセンス帯の基地局APと、ライセンス帯の基地局BSと、
アンライセンス帯の端末局STAと、ライセンス帯およびアンライセンス帯に対応する端末局UEと、UEのアンライセンス帯/ライセンス帯の回線選択を管理するとともにアンライセンス帯のパラメータを管理する管理サーバとを備えた無線通信システムの管理サーバにおいて、
前記ライセンス帯を使用する前記UEのフローを仮決定する第一の処理と、
前記仮決定の下でのライセンス帯全体の通信容量を推定する第二の処理と、
前記アンライセンス帯のパラメータを仮決定する第三の処理と、
前記第一の処理で仮決定されたフローはアンライセンス帯を用いないものとして、アンライセンス帯を用いる各フローについて前記パラメータの下での通信品質を推定すると共に、アンライセンス帯全体の通信容量を推定する第四の処理と、
前記ライセンス帯の通信容量と、前記アンライセンス帯の通信容量とを合計してシステム容量を計算する第五の処理と、
前記第一乃至第五の処理を繰り返し実行して、前記システム容量が最大化されるように前記パラメータを最適化する処理と、
を実行する制御手段を備えたことを特徴とする管理サーバ。 - 請求項9に記載の管理サーバにおいて、
前記制御手段は、前記UEの回線選択について、前記アンライセンス帯のパラメータ最適化後のアンライセンス帯の通信容量および前記ライセンス帯の通信容量の合計が高くなる時のパターンを採用し、その回線選択の最適化後の前記アンライセンス帯のパラメータを、前記アンライセンス帯の前記AP、前記STA、前記UEに対して設定する構成であることを特徴とする管理サーバ。 - 請求項9に記載の管理サーバにおいて、
前記制御手段は、前記アンライセンス帯のパラメータとして、送信電力、受信感度閾値、周波数、周波数幅を調整し、前記APのサービスエリアにおいて、前記STAまたは前記アンライセンス帯を使用する前記UEが存在しない場所については、低い伝送レートおよび隠れ端末問題/さらし端末問題発生を許容するパラメータを設定する構成であることを特徴とする管理サーバ。 - 請求項9に記載の管理サーバにおいて、
前記制御手段は、前記ライセンス帯を使用する前記UEの選定について、接続する前記APと前記UEとの間の電波強度の情報、前記UEの周辺APおよび接続する前記APの周辺AP同士の間の電波強度の情報、接続する前記APおよび前記UEの周辺APおよび接続する前記APの周辺APにおける通信量の情報をもとに決定する構成であることを特徴とする管理サーバ。
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