JP7468549B2 - 無線通信システム、基地局制御装置、通信制御方法及び通信制御プログラム - Google Patents

無線通信システム、基地局制御装置、通信制御方法及び通信制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、無線通信システム、基地局制御装置、通信制御方法及び通信制御プログラムに関する。
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（Local Area Network）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。
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格やＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格の無線ＬＡＮでは、２４００ＭＨｚから２４８３．５ＭＨｚの間に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場合には、干渉を避けるためにスペクトルが重ならないようにチャネルを使用することにより、最大で３チャネル、又は４チャネルまで同時に使用することができる。
ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格の無線ＬＡＮは、日本では、５１７０ＭＨｚから５３３０ＭＨｚの間と、５４９０ＭＨｚから５７１０ＭＨｚの間で、それぞれ互いに重ならない８チャネル及び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。
無線ＬＡＮの最大伝送速度は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格では１１Ｍｂｐｓであり、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格やＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格では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、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無線局が増えればさらに低下する。
一方、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）が普及し、１００Ｍｂｐｓ～１Ｇｂｐｓ級の高速回線が提供されている。このため、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。
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、空間多重送信技術（ＭＩＭＯ：Multiple input multiple output）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。
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１６０ＭＨｚ（又は８０＋８０ＭＨｚ）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）の送信方法を導入することが決定している。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。
また、現在策定中のＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格では、上述した２０ＭＨｚ，４０ＭＨｚ，８０ＭＨｚ，１６０ＭＨｚ，８０＋８０ＭＨｚのチャネルを細かいサブチャネルに分け、フレームの送受信をすることができるＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が規定される見込みである。ＯＦＤＭＡを用いると、上述したチャネルを細かいサブチャネルに分け、リソースユニット単位で複数の無線局による同時送信が可能となる。さらに、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格では、キャリアセンス閾値（ＣＣＡ閾値）制御により、周辺の他セルからの干渉を抑えつつ通信機会を増大する機能が規定される見込みである。
ＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮは、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯の免許不要な周波数帯で運用される。このとき、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の基地局は、無線ＬＡＮセル（ＢＳＳ：Basic Service Set）を形成する場合、自局で対応可能な周波数チャネルの中から１つの周波数チャネルを選択して運用する。
自セルで使用するチャネル、帯域幅及びそれ以外のパラメータの設定値、並びに自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フレーム等に記載される。そして、基地局は、運用を決定した周波数チャネル上でフレームを送信し、配下の無線端末及び周辺の他無線局に通知することにより、セルの運用を行う。
基地局において、周波数チャネル、帯域幅及びその他のパラメータの選択と、その設定方法には、次の４つの方法がある。
（１）基地局に予め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）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）各基地局が起動時に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コントローラ等の集中制御局が決定したパラメータ値を設定する方法
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応じて、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，又は１９のチャネルになる。よって、実際に無線ＬＡＮを導入するときには、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（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。
チャネル帯域幅を４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚ又は８０＋８０ＭＨｚ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では１９チャネルであったが、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。
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。
具体的には、送信要求が発生した無線局は、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、この間に他の無線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。無線局は、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、この間にも他の無線局による送信信号が存在しない場合に、チャネルの利用権を得る。
なお、他の無線局による送受信は、予め設定されたキャリアセンス閾値よりも大きな信号を受信するか否かで判断される。チャネルの利用権を得た無線局は、同一ＢＳＳ内の他の無線局にデータを送信することができ、これらの他の無線局からデータを受信することができる。
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、スループットが低下する。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し、同時送受信を可能とする送信電力値及びキャリアセンス閾値を選択することが重要となる。
また、基地局の運用周波数帯である２．４ＧＨｚ又は５ＧＨｚの種別や、運用周波数帯における利用チャネルの選択などの上述したパラメータの選択方法は、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格では定められていないため、基地局を供給する各ベンダーが独自の方法を採用している。
守倉正博、久保田周治監修、「８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」改訂三版、インプレスＲ＆Ｄ、２００８年３月 IEEE Standard for Information Technology-Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolitan area networks-Specific requirements Part 11:Wireless LAN medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications Amendment 8: IEEE 802.11-Wireless Network Management 9 Feb. 2011., p.8
しかしながら、各無線局が自律分散的に上述のパラメータを選択するため、システム全体としても最適化はできなく、特に無線局数が多い環境では、ユーザ品質が大きく劣化することがあった。
さらに、近年では、複数の無線モジュールが搭載された無線局が増えてきている。同一筐体の中に複数の無線モジュールを搭載し、周波数帯や利用チャネルを使い分けることにより、使用帯域を広くして、サービスエリア内のユーザスループットを高めるためである。
しかし、搭載する各無線モジュールの利用周波数帯や利用チャネルを適切に設定しなければ、周辺の他の無線局との間でだけでなく、互いの無線モジュールが干渉してしまい、想定するサービス提供をすることができなくなるという問題があった。
本発明は、所定の領域における無線通信を優先させつつ、システム全体として効率的な無線通信を実施させることができる無線通信システム、基地局制御装置、通信制御方法及び通信制御プログラムを提供することを目的とする。
本発明の一態様にかかる無線通信システムは、端末局が接続可能な複数の基地局と、前記基地局それぞれを制御する基地局制御装置を備えた無線通信システムにおいて、前記基地局制御装置は、前記基地局及び前記端末局の周囲の無線環境を示す無線環境情報を前記基地局それぞれから収集する情報収集部と、前記情報収集部が収集した無線環境情報、及び前記基地局それぞれに対して予め設定された優先度が最も高い基地局を基準として、前記基地局それぞれの電波強度を換算することにより、前記基地局間の電波干渉関係を補正するパラメータを算出するパラメータ算出部と、前記パラメータ算出部が算出したパラメータを前記基地局それぞれに対して送信する送信部とを有し、前記基地局それぞれは、前記送信部が送信したパラメータを受信する受信部と、前記受信部が受信したパラメータに基づいて、他の基地局との電波干渉関係を補正するように設定を行う設定部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる基地局制御装置は、端末局が接続可能な複数の基地局それぞれを制御する基地局制御装置において、前記基地局及び前記端末局の周囲の無線環境を示す無線環境情報を前記基地局それぞれから収集する情報収集部と、前記情報収集部が収集した無線環境情報、及び前記基地局それぞれに対して予め設定された優先度が最も高い基地局を基準として、前記基地局それぞれの電波強度を換算することにより、前記基地局間の電波干渉関係を補正するパラメータを算出するパラメータ算出部と、前記パラメータ算出部が算出したパラメータを前記基地局それぞれに対して送信する送信部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる通信制御方法は、端末局が接続可能な複数の基地局それぞれを制御する通信制御方法において、前記基地局及び前記端末局の周囲の無線環境を示す無線環境情報を前記基地局それぞれから収集する情報収集工程と、収集した無線環境情報、及び前記基地局それぞれに対して予め設定された優先度が最も高い基地局を基準として、前記基地局それぞれの電波強度を換算することにより、前記基地局間の電波干渉関係を補正するパラメータを算出するパラメータ算出工程と、算出したパラメータを前記基地局それぞれに対して送信する送信工程とを含むことを特徴とする。
本発明によれば、所定の領域における無線通信を優先させつつ、システム全体として効率的な無線通信を実施させることができる。
一実施形態にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。 端末局が有する機能を例示する機能ブロック図である。 基地局が有する機能を例示する機能ブロック図である。 一実施形態にかかる基地局制御装置が有する機能を例示する機能ブロック図である。 一実施形態にかかる基地局制御装置の動作例を示すフローチャートである。 （ａ）は、無線通信システムが電波干渉関係を補正する前の基地局相互の電波干渉関係を示す図である。（ｂ）は、無線通信システムが電波干渉関係を補正した後の基地局相互の電波干渉関係を示す図である。 （ａ）は、無線通信システムが電波干渉関係を補正する前の基地局相互の電波干渉関係を示す図である。（ｂ）は、無線通信システムが電波干渉関係を補正した後の基地局相互の電波干渉関係を示す図である。 一実施形態にかかる基地局制御装置のハードウェア構成例を示す図である。
以下に、図面を用いて無線通信システムの一実施形態を説明する。図１は、一実施形態にかかる無線通信システム１の構成例を示す図である。図１に示すように、無線通信システム１は、例えば、基地局（ＡＰ）２－１～２－３と、基地局制御装置４とがネットワーク１０を介してそれぞれ接続されることによって構成されている。
基地局２－１～２－３それぞれは、無線通信を可能にする領域（セル）に対して予め優先度が設定されている。例えば、基地局２－１～２－３は、高・中・低の３つの優先度のいずれかがそれぞれ設定される。
基地局２－１～２－３は、それぞれ周囲に位置する複数の端末局６が接続可能にされている。
つまり、無線通信システム１は、優先度が「高」に設定された基地局２－１～２－３のいずれかが無線通信を可能にする領域をいわゆる「プレミアエリア」とし、プレミアエリア内に位置する端末局６の無線通信が優先されるように構成されている。
なお、無線通信システム１は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格に準拠して動作する場合を例に説明するが、これに限定されることなく、他の通信規格に準拠して動作するシステムであってもよい。以下、基地局２－１～２－３のように複数ある構成のいずれかを特定しない場合には、単に基地局２などと略記する。
まず、端末局６について説明する。図２は、端末局６が有する機能を例示する機能ブロック図である。図２に示すように、端末局６は、例えば複数の無線通信部６０、収集部６２、記憶部６４、及び制御部６６を有する。
無線通信部６０は、受信部（取得部）６００及び送信部（通知部）６０２を有し、基地局２及び他の端末局６との間で無線通信を行う。
受信部６００は、例えば基地局２及び他の端末局６が送信する信号を受信して情報を取得し、収集部６２に対して出力する。送信部６０２は、例えば記憶部６４が記憶している情報を示す信号を基地局２及び他の端末局６に対して送信（通知）する。なお、無線通信部６０は、使用する周波数帯や通信方式がそれぞれ異なるものであってもよいし、同一の通信方式によって通信を行うものであってもよい。
収集部６２は、例えば基地局２及び他の端末局６の周囲の無線環境を示す無線環境情報等を、無線通信部６０を介して収集し、記憶部６４に対して出力する。記憶部６４は、収集部６２が収集した無線環境情報等を記憶する。
制御部６６は、設定部６６０を有し、端末局６を構成する各部を制御する。例えば、設定部６６０は、無線通信部６０が基地局２から取得した情報に基づいて当該端末局６の動作に対する設定を行う。
次に、基地局２について説明する。図３は、基地局２が有する機能を例示する機能ブロック図である。図３に示すように、基地局２は、例えば複数の無線通信部２０、収集部２１、記憶部２２、自局情報保持部２３、ネットワーク通信部２４、及び制御部２５を有する。
無線通信部２０は、受信部（取得部）２００及び送信部（通知部）２０２を有し、他の基地局２及び端末局６との間で無線通信を行う。
受信部２００は、例えば他の基地局２及び端末局６が送信する信号を受信して情報を取得し、収集部２１に対して出力する。送信部２０２は、例えば記憶部６４が記憶している情報、自局情報保持部２３が保持している自局情報（後述）、及びネットワーク通信部２４が基地局制御装置４から取得した情報等を示す信号を他の基地局２及び端末局６に対して送信（通知）する。なお、無線通信部２０は、使用する周波数帯や通信方式がそれぞれ異なるものであってもよいし、同一の通信方式によって通信を行うものであってもよい。
収集部２１は、例えば他の基地局２及び端末局６の周囲の無線環境を示す複数の情報項目を含む無線環境情報等を、無線通信部２０を介して他の基地局２及び端末局６から収集し、記憶部２２に対して出力する。なお、無線環境情報には、基地局２と端末局６との間の通信に関する情報、及び基地局２の動作状態に関する情報を含んでいてもよい。記憶部２２は、収集部２１が収集した無線環境情報等を記憶する。
自局情報保持部２３は、当該基地局２に関する情報を保持する。例えば、自局情報保持部２３は、当該基地局２が使用する周波数帯や通信方式、接続可能な端末局数、及び無線通信部２０の数など、自局の仕様・機能等を含む自局情報を保持する。
ネットワーク通信部２４は、送信部（通知部）２４０及び受信部（取得部）２４２を有し、ネットワーク１０を介して基地局制御装置４との間で有線通信又は無線通信を行う。
送信部２４０は、例えば記憶部２２が記憶している情報、及び自局情報保持部２３が保持している自局情報を示す信号を基地局制御装置４に対して送信（通知）する。受信部２４２は、基地局制御装置４が送信する信号を受信して情報（例えば後述するパラメータ）を取得する。また、受信部２４２は、基地局制御装置４から受信して端末局６へ送信すべき情報を無線通信部２０に対して出力する。
制御部２５は、設定部２５０を有し、基地局２を構成する各部を制御する。例えば、設定部２５０は、ネットワーク通信部２４が基地局制御装置４から取得した情報、及び無線通信部２０が端末局６から取得した情報等に基づいて、当該基地局２の動作に対する設定を行う。
例えば、設定部２５０は、受信部２４２受信したパラメータに基づいて、他の基地局との電波干渉関係を補正するように、当該基地局２の動作に対する設定を行う。また、設定部２５０は、端末局６の動作に対する設定を行うように構成されてもよい。
次に、基地局制御装置４について説明する。図４は、一実施形態にかかる基地局制御装置４が有する機能を例示する機能ブロック図である。図４に示すように、基地局制御装置４は、例えば入力部４０、出力部４１、ネットワーク通信部４２、情報収集部４３、記憶部４４、パラメータ算出部４５及び制御部４６を有する。
入力部４０は、基地局制御装置４に対する作業者の入力（指示・設定等）を受け入れる。出力部４１は、基地局制御装置４が処理した結果等を作業者に対して示すように出力する。
ネットワーク通信部４２は、受信部（取得部）４２０及び送信部（通知部）４２２を有し、ネットワーク１０を介して基地局２－１～２－３との間で有線通信又は無線通信を行う。
受信部４２０は、基地局２－１～２－３がそれぞれ送信する情報を受信し、受信した情報を情報収集部４３に対して出力する。送信部４２２は、基地局制御装置４が処理した情報等を基地局２－１～２－３に対して送信する。例えば、送信部４２２は、パラメータ算出部４５が算出したパラメータを基地局２－１～２－３に対して送信する。
情報収集部４３は、受信部４２０が受信した情報を収集し、記憶部４４に対して出力する。例えば、情報収集部４３は、各基地局２及び各端末局６の周囲の無線環境を示す複数の情報項目を含む運用ログなどの無線環境情報を、基地局２－１～２－３それぞれから収集し、収集した結果を記憶部４４に記憶させる。
無線環境情報に含まれる情報項目には、例えばＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）の強度、トラヒック、基地局２に対して接続している端末局６の数（接続端末数）、チャネル利用率、データレート、チャネル遷移ログなどがある。
パラメータ算出部４５は、ＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise power Ratio）算出部４５０及び容量算出部４５２を有し、記憶部４４が記憶している無線環境情報、及び基地局２－１～２－３に対して予め設定された優先度に基づいて、基地局間の電波干渉関係を補正するパラメータを算出する。例えば、パラメータ算出部４５は、優先度が高い基地局における通信を、優先度が低い基地局における通信よりも優先させるようにパラメータを算出する。
具体的には、パラメータ算出部４５は、優先度が最も高い基地局を基準として、基地局それぞれの電波強度を換算することにより、基地局間の電波干渉関係を補正するパラメータを算出する。例えば、パラメータ算出部４５は、補正後の電波干渉関係におけるＳＩＮＲを最大化、又はＩＮＲ（Interference to Noise power Ratio）を最小化するように、チャネル及び帯域幅をパラメータの一部として算出する。
また、パラメータ算出部４５は、他の基地局に対して干渉する基地局それぞれに予め設定された重みに基づいて、基地局それぞれの電波強度を換算することにより、基地局間の電波干渉関係を補正するパラメータを算出してもよい。
より詳細には、ＳＩＮＲ算出部４５０が、基地局２のいずれか（ＡＰ－ａとする）の通信領域のＳＩＮＲを下式（１）によって算出する。
Figure 0007468549000001
ここで、基地局２のいずれか（ＡＰ－ａ）の通信領域における合計干渉レベルの真値は、下式（２）によって表される。
Figure 0007468549000002
なお、ａ＝１～３とし、全ての制御対象となる基地局２－１～２－３のＳＩＮＲを算出する。また、ＡＰ－ａに対して干渉する基地局は、ＡＰ－ａの使用チャネル及び帯域幅の少なくとも一部を使用している基地局であるとする。ここでは、ＳＩＮＲ算出部４５０は、例えばＲＳＳＩ＝－６２ｄＢｍを閾値として、干渉の有無を判断する。
また、ＲＳＳＩに対する重みｗは、非干渉基地局（受信側）及び与干渉基地局（送信側）それぞれに設定された優先度に応じて決定される。例えば、優先度が「高」である基地局２に対しては、重みｗの値を＋１０ｄＢｍとする。また、優先度が「中」である基地局２に対しては、重みｗの値を０ｄＢｍとする。また、優先度が「低」である基地局２に対しては、重みｗの値を－１０ｄＢｍとする。
また、容量算出部４５２が、ＡＰ－ａの容量Ｃａを下式（３）によって算出する。
Figure 0007468549000003
ここで、ＡＰ－ａとチャネルを共用する基地局（ＡＰ）の総数は、ＡＰ－ａの使用チャネル及び帯域幅の少なくとも一部を使用している基地局数であるとする。例えば、容量算出部４５２は、ＲＳＳＩ＝－８２ｄＢｍを閾値として、干渉を受ける周辺の基地局台数＋１台であるとする。
なお、パラメータ算出部４５は、ＳＩＮＲを算出するＳＩＮＲ算出部４５０に替えて、上述したＩＮＲを算出するＩＮＲ算出部を有する構成であってもよい。
制御部４６は、設定部４６０を有し、基地局制御装置４を構成する各部を制御する。また、制御部４６は、基地局制御装置４を構成する各部が情報を処理した結果を記憶部４４に対して記憶させる。
設定部４６０は、基地局制御装置４を構成する各部に対する設定を行う。例えば、設定部４６０は、入力部４０を介して作業者が入力した設定に基づいて、情報収集部４３及びパラメータ算出部４５に対する設定を行う。
次に、基地局制御装置４の動作例について説明する。図５は、基地局制御装置４の動作例を示すフローチャートである。図５に示すように、基地局制御装置４は、まず全制御対象基地局（ＡＰ）に対し、干渉レベルに対して重みｗを付けた値Ｉ、ＳＩＮＲ、容量を算出する（Ｓ１００）。ここで、基地局制御装置４は、ｃａｐ＿ｘ＝容量の下位ｘ％値、及びｃａｐ＿ｔｏｔａｌ＝容量の合計値とする。
次に、基地局制御装置４は、制御対象基地局を１台ランダムに選択する（Ｓ１０２）。ここで、基地局制御装置４は、Ｃｈ－ａ＝ＡＰ－ａの現使用チャネル、及びＢｗ－ａ＝ＡＰ－ａの現使用帯域幅とする。
また、基地局制御装置４は、ランダムに選択した割当可能な帯域幅Ｂｗ－ｂに応じてＡＰ－ａに割当てるチャネルＣｈ－ｂを選択する（Ｓ１０４）。
次に、基地局制御装置４は、ＡＰ－ａのチャネル及び帯域幅をＣｈ－ｂ及びＢｗ－ｂに変更した場合の全制御対象基地局（ＡＰ）に対し、ＳＩＮＲ、容量を算出する（Ｓ１０６）。ここで、基地局制御装置４は、ｃａｐ＿ｘ＿ｎｅｗ＝容量の下位ｘ％値、及びｃａｐ＿ｔｏｔａｌ＿ｎｅｗ＝容量の合計値とする。
そして、基地局制御装置４は、ｃａｐ＿ｘ＿ｎｅｗがｃａｐ＿ｘよりも大きいか否かを判定し（Ｓ１０８）、ｃａｐ＿ｘ＿ｎｅｗがｃａｐ＿ｘ以下である場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）はＳ１１０の処理へ進み、ｃａｐ＿ｘ＿ｎｅｗがｃａｐ＿ｘよりも大きい場合（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）はＳ１１２の処理へ進む。
Ｓ１１０の処理において、基地局制御装置４は、ｃａｐ＿ｘ＿ｎｅｗ＝ｃａｐ＿ｘ、且つ、ｃａｐ＿ｔｏｔａｌ＿ｎｅｗ≧ｃａｐ＿ｔｏｔａｌであるか否かを判定し、条件を満たす場合（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）はＳ１１２の処理へ進み、条件を満たさない場合（Ｓ１１０：Ｎｏ）はＳ１１６の処理へ進む。
Ｓ１１２の処理において、基地局制御装置４は、ＡＰ－ａのチャネル及び帯域幅をＣｈ－ｂ及びＢｗ－ｂに変更する。そして、基地局制御装置４は、ｃａｐ＿ｘ＝ｃａｐ＿ｘ＿ｎｅｗ、及びｃａｐ＿ｔｏｔａｌ＝ｃａｐ＿ｔｏｔａｌ＿ｎｅｗとするように変更する（Ｓ１１４）。
Ｓ１１６の処理においては、基地局制御装置４は、ＡＰ－ａのチャネル及び帯域幅をＣｈ－ａ及びＢｗ－ａに戻す。
そして、基地局制御装置４は、全制御対象基地局に対する処理の繰り返しが完了したか否かを判定し（Ｓ１１８）、繰り返しが完了していない場合（Ｓ１１８：Ｎｏ）にはＳ１０２の処理に進み、繰り返しが完了している場合（Ｓ１１８：Ｙｅｓ）には処理を終了する。
次に、無線通信システム１の具体的な動作例について説明する。以下、基地局２－１の優先度が最も高く（優先度：高）、基地局２－２，２－３の優先度が低い（優先度：低）場合を例として説明する。また、基地局２－１～２－３は、いずれもチャネルが１４４ｃｈであり、帯域幅が２０ＭＨｚであるとする。また、優先度が「高」である基地局２－１に対しては、重みｗの値を＋１０ｄＢｍとし、優先度が「低」である基地局２－２，２－３に対しては、重みｗの値を－１０ｄＢｍとする。
図６は、無線通信システム１の具体的な動作の第１例を模式的に示す図である。図６（ａ）は、無線通信システム１が電波干渉関係を補正する前の基地局２－１～２－３相互の電波干渉関係を示す図である。図６（ｂ）は、無線通信システム１が電波干渉関係を補正した後の基地局２－１～２－３相互の電波干渉関係を示す図である。
無線通信システム１が電波干渉関係を補正する前の図６（ａ）に示した状態では、基地局２－１から基地局２－２への電波は－６４ｄＢｍであり、基地局２－１から基地局２－３への電波は－４９ｄＢｍであるとする。基地局２－２から基地局２－１への電波は－７０ｄＢｍであり、基地局２－２から基地局２－３への電波は－６６ｄＢｍであるとする。また、基地局２－３から基地局２－１への電波は－５１ｄＢｍであり、基地局２－３から基地局２－２への電波は－６０ｄＢｍであるとする。
これに対し、無線通信システム１が電波干渉関係を補正した後の図６（ｂ）に示した状態では、基地局２－１から基地局２－２への電波は－５４ｄＢｍとなり、基地局２－１から基地局２－３への電波は－３９ｄＢｍとなる。基地局２－２から基地局２－１への電波は－６０ｄＢｍとなり、基地局２－２から基地局２－３への電波は－７６ｄＢｍとなる。また、基地局２－３から基地局２－１への電波は－４１ｄＢｍとなり、基地局２－３から基地局２－２への電波は－７０ｄＢｍとなる。
図７は、無線通信システム１の具体的な動作の第２例を模式的に示す図である。図７（ａ）は、無線通信システム１が電波干渉関係を補正する前の基地局２－１～２－３相互の電波干渉関係を示す図である。図７（ｂ）は、無線通信システム１が電波干渉関係を補正した後の基地局２－１～２－３相互の電波干渉関係を示す図である。
無線通信システム１が電波干渉関係を補正する前の図７（ａ）に示した状態では、基地局２－１から基地局２－２への電波は－６４ｄＢｍであり、基地局２－１から基地局２－３への電波は－４９ｄＢｍであるとする。基地局２－２から基地局２－１への電波は－７０ｄＢｍであり、基地局２－２から基地局２－３への電波は－６６ｄＢｍであるとする。また、基地局２－３から基地局２－１への電波は－５１ｄＢｍであり、基地局２－３から基地局２－２への電波は－６０ｄＢｍであるとする。
これに対し、無線通信システム１が電波干渉関係を補正した後の図７（ｂ）に示した状態では、基地局２－１から基地局２－２への電波は－５４ｄＢｍとなり、基地局２－１から基地局２－３への電波は－３９ｄＢｍとなる。基地局２－２から基地局２－１への電波は－８０ｄＢｍとなり、基地局２－２から基地局２－３への電波は－７６ｄＢｍとなる。また、基地局２－３から基地局２－１への電波は－６１ｄＢｍとなり、基地局２－３から基地局２－２への電波は－７０ｄＢｍとなる。
なお、重みｗの値に応じて電波が＋１０ｄＢｍとなるように補正された場合、基地局間の距離がより近い（干渉が大きい）場合と同等にみなす補正となる。また、重みｗの値に応じて電波が－１０ｄＢｍとなるように補正された場合、基地局間の距離がより遠い（干渉が小さい）場合と同等にみなす補正となる。
このように、無線通信システム１は、基地局間の電波干渉関係を補正することにより、所定の領域における無線通信を優先させつつ、システム全体として効率的な無線通信を実施させることができる。
すなわち、無線通信システム１は、所定の領域における無線通信を優先させるように所定の基地局にパラメータを設定し、周辺の他の基地局に対して差異があるサービスを展開することを可能としている。すなわち、無線通信システム１は、無線通信を優先させて高速化や品質改善を図るいわゆるプレミアエリアを効率的に実現させることができる。
なお、基地局２、基地局制御装置４、及び端末局６が有する各機能は、それぞれ一部又は全部がＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアによって構成されてもよいし、ＣＰＵ等のプロセッサが実行するプログラムとして構成されてもよい。
例えば、本発明にかかる基地局制御装置４は、コンピュータとプログラムを用いて実現することができ、プログラムを記憶媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
図８は、一実施形態にかかる基地局制御装置４（基地局２、端末局６）のハードウェア構成例を示す図である。図８に示すように、例えば基地局制御装置４は、入力部５００、出力部５１０、通信部５２０、ＣＰＵ５３０、メモリ５４０及びＨＤＤ５５０がバス５６０を介して接続され、コンピュータとしての機能を備える。また、基地局制御装置４は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体５７０との間でデータを入出力することができるようにされている。
入力部５００は、例えばキーボード及びマウス等である。出力部５１０は、例えばディスプレイなどの表示装置である。通信部５２０は、例えば有線又は無線のネットワークインターフェースであり、複数の無線通信を行うことができるようにされている。
ＣＰＵ５３０は、基地局制御装置４を構成する各部を制御し、上述した計算等を行う。メモリ５４０及びＨＤＤ５５０は、データを記憶する上述した記憶部４４を構成する。特に、メモリ５４０は、上述した計算に用いる各データを記憶する。記憶媒体５７０は、基地局制御装置４が有する機能を実行させる無線通信プログラム等を記憶可能にされている。なお、基地局制御装置４（基地局２、端末局６）を構成するアーキテクチャは図９に示した例に限定されない。
すなわち、ここでいう「コンピュータ」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するものや、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータ内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものを含んでもよい。
以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明してきたが、上述の実施形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明が上述の実施形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で、構成要素の追加、省略、置換、その他の変更が行われてもよい。
１・・・無線通信システム、２－１～２－３・・・基地局、４・・・基地局制御装置、６・・・端末局、２０・・・無線通信部、２１・・・収集部、２２・・・記憶部、２３・・・自局情報保持部、２４・・・ネットワーク通信部、２５・・・制御部、４０・・・入力部、４１・・・出力部、４２・・・ネットワーク通信部、４３・・・情報収集部、４４・・・記憶部、４５・・・パラメータ算出部、４６・・・制御部、６０・・・無線通信部、６２・・・収集部、６４・・・記憶部、６６・・・制御部、２００，２４２，４２０，６００・・・受信部（取得部）、２０２，２４０，４２２，６０２・・・送信部（通知部）、２５０，４６０，６６０・・・設定部、４５０・・・ＳＩＮＲ算出部、４５２・・・容量算出部、５００・・・入力部、５１０・・・出力部、５２０・・・通信部、５３０・・・ＣＰＵ、５４０・・・メモリ、５５０・・・ＨＤＤ、５６０・・・バス、５７０・・・記憶媒体

Claims (8)

  1. 端末局が接続可能な複数の基地局と、前記基地局それぞれを制御する基地局制御装置を備えた無線通信システムにおいて、
    前記基地局制御装置は、
    前記基地局及び前記端末局の周囲の無線環境を示す無線環境情報を前記基地局それぞれから収集する情報収集部と、
    前記情報収集部が収集した無線環境情報、及び前記基地局それぞれに対して予め設定された優先度が最も高い基地局を基準として、前記基地局それぞれの電波強度を換算することにより、前記基地局間の電波干渉関係を補正するパラメータを算出するパラメータ算出部と、
    前記パラメータ算出部が算出したパラメータを前記基地局それぞれに対して送信する送信部と
    を有し、
    前記基地局それぞれは、
    前記送信部が送信したパラメータを受信する受信部と、
    前記受信部が受信したパラメータに基づいて、他の基地局との電波干渉関係を補正するように設定を行う設定部と
    を有することを特徴とする無線通信システム。
  2. 前記パラメータ算出部は、
    前記優先度が高い基地局における通信を、前記優先度が低い基地局における通信よりも優先させるようにパラメータを算出すること
    を特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 前記パラメータ算出部は、
    前記優先度が最も高い基地局を基準として、前記基地局それぞれの電波強度を換算することにより、前記基地局間の電波干渉関係を補正するパラメータを算出すること
    を特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
  4. 前記パラメータ算出部は、
    他の基地局に対して干渉する基地局それぞれに予め設定された重みに基づいて、前記基地局それぞれの電波強度を換算することにより、前記基地局間の電波干渉関係を補正するパラメータを算出すること
    を特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
  5. 前記パラメータ算出部は、
    補正後の電波干渉関係におけるＳＩＮＲを最大化、又はＩＮＲを最小化するように、チャネル及び帯域幅をパラメータの一部として算出すること
    を特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
  6. 端末局が接続可能な複数の基地局それぞれを制御する基地局制御装置において、
    前記基地局及び前記端末局の周囲の無線環境を示す無線環境情報を前記基地局それぞれから収集する情報収集部と、
    前記情報収集部が収集した無線環境情報、及び前記基地局それぞれに対して予め設定された優先度が最も高い基地局を基準として、前記基地局それぞれの電波強度を換算することにより、前記基地局間の電波干渉関係を補正するパラメータを算出するパラメータ算出部と、
    前記パラメータ算出部が算出したパラメータを前記基地局それぞれに対して送信する送信部と
    を有することを特徴とする基地局制御装置。
  7. 端末局が接続可能な複数の基地局それぞれを制御する通信制御方法において、
    前記基地局及び前記端末局の周囲の無線環境を示す無線環境情報を前記基地局それぞれから収集する情報収集工程と、
    収集した無線環境情報、及び前記基地局それぞれに対して予め設定された優先度が最も高い基地局を基準として、前記基地局それぞれの電波強度を換算することにより、前記基地局間の電波干渉関係を補正するパラメータを算出するパラメータ算出工程と、
    算出したパラメータを前記基地局それぞれに対して送信する送信工程と
    を含むことを特徴とする通信制御方法。
  8. 請求項６に記載の基地局制御装置の各部としてコンピュータを機能させるための通信制御プログラム。
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