WO2006075447A1

WO2006075447A1 - ユーザスループット地理的分布推定システムおよびユーザスループット地理的分布推定方法

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Publication number: WO2006075447A1
Application number: PCT/JP2005/021097
Authority: WO
Inventors: Akio Aoyama; Kojiro Hamabe
Original assignee: Nec Corporation
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2006-07-20
Also published as: JPWO2006075447A1; GB2437012B; GB2437012A; CN101099310A; CN101099310B; US7697474B2; US20090003236A1; JP4636282B2; GB0713612D0

Abstract

　ユーザ端末と、自己のセル内のユーザ端末との間で共有チャネルを利用して無線パケット通信を行う基地局とを含むセルラシステムにおけるユーザスループットの地理的分布を推定するシステムが提供される。受信品質推定手段（１１）は、セル内のユーザ端末の位置での共用チャネルの受信品質を推定する。トラヒック情報読込み手段（１２）は、受信品質の推定が行われた推定対象範囲におけるトラヒック情報を読込む。ユーザスループット推定手段（１３）は、セル内のユーザ端末の位置での共用チャネルの受信品質と推定対象範囲におけるトラヒック情報とを入力値としてユーザスループットを算出するユーザスループット算出関数を用いて、セル内のユーザ端末の位置でのユーザスループットを推定する。

Description

明細書

ユーザスループット地理的分布推定システムおよびユーザスループット地理的分布推定方法

技術分野

[0001] 本発明は、ユーザスループット地理的分布推定システムおよびユーザスループット地理的分布推定方法に関し、特に、基地局とユーザ端末との間で共有チャネルを利用して無線パケット通信を行うセルラシステムにおけるユーザスループットを推定する技術に関する。

背景技術

[0002] 従来、ユーザ端末と、自己のセル内のユーザ端末との間で共有チャネルを利用して無線パケット通信を行う基地局とを含むセルラシステムがある。

[0003] セルラシステムでは、ユーザスループットは、基地局の周囲の地理に応じて異なる値を示す。ユーザスループットとは、ユーザ端末にて測定される値で、ユーザ端末が単位時間あたりに基地局から受信したパケットのビット数を表すものである。

[0004] セルラシステムにおけるユーザスループットの地理的分布を推定する方法としては、コンピュータによって、セルラシステムのシステムレベルシミュレーションを連続時間行う方法が一般的である。その理由は、セル内のユーザ端末が高速な制御を行って共用チャネルを共用するため、その共用の過程を高い時間分解能で連続時間模擬し、上位層を含めた無線パケット通信のプロセスを詳細に模擬しないと、ユーザスル一プットを正確に推定することができないためである。

[0005] 従来のユーザスループットの地理的分布推定方法について、図 1を参照して説明する。

[0006] 図 1に示すように、セルラシステムの連続時間のシステムレベルシミュレーションは、システムレベルシミュレータ 300にて行われる。

[0007] システムレベルシミュレータ 300は、基地局コンフィギュレーション、各ユーザ端末がダウンロードを要求することで発生するパケットのトラヒック量、セル内の全ユーザ数を入力値とする。なお、基地局コンフィギュレーションとは、基地局の設定や状態を表すもので、例えば、基地局の位置、送信電力、アンテナパターン、アンテナ方位、アンテナチルト、ユーザ端末へのパケット送信処理の優先順位をスケジューリングするパケットスケジューラの種類などである。

[0008] システムレベルシミュレータ 300は、上記の入力値に基づいて、各ユーザ端末の位置での共用チャネルの受信品質を推定し、現実に近!、無線パケット通信のプロセスをプロトコルの上位層も含めて連続時間模擬し、ユーザスループットを推定する。なお、共用チャネルの受信品質としては、通常、共用チャネルの受信信号電力対干渉波信号電力比を表す受信 SIR (Signal to Interference power Ratio)が用いられる。

[0009] ここで、システムレベルシミュレータ 300による連続時間のシステムレベルシミュレ一シヨンの手順について詳細に説明する。

[0010] システムレベルシミュレータ 300は、基地局からユーザ端末への下りリンクの無線パケット通信方式として、 W— CDMA (Wide band-Code Division Multiple Access)の高速下りリンクパケットアクセスである HSDPA (High SPEED Downlink Packet Access )方式を用いる場合、以下の第 1から第 5の処理を模擬的に行う。

•まず、第 1の処理:様々な位置にユーザ

端末を発生させる。そして、た後にユーザ端末を移動さ各せ、ユーザ端末から基地局に対し、共用チャネルでパケットを送信するようトラヒック要求する。ここで要求するパケットのトラヒック量が、上述したユーザ端末が発生するトラヒック量となる。

•第 2の処理:各ユーザ端末の位置での共用チャネルの受信品質を推定する。詳細には、各ユーザ端末ごとに、複数の基地局から受信したパケットの干渉波信号電力を計算し繰り返し、その計算結果に基づいて共用チャネルである HS— PDSCH (Hig h Speed-Physical Downlink Shared CHannel)の受信品質を計算推定する。

•第 3の処理:基地局力各ユーザ端末に対し、各ユーザ端末が発生するトラヒック量

、各ユーザ端末の位置での共用チャネルの受信品質、および基地局のパケットスケジユーラに基づ、て、共用チャネルを利用してパケットを送信する。

•第 4の処理:各ユーザ端末ごとに、基地局から受信したパケットのビット数に基づきユーザスループットを計算する。第 4の処理が終了すると第 1の処理に戻る。このとき

、各ユーザ端末の位置を、そのユーザ端末の移動速度に応じて更新し、再び、第 1 から第 4の処理を繰り返す。

•第 5の処理：第 4の処理での計算結果であるユーザスループットを平均化する。そして、各せ、ユーザ端末の位置を出力するとともに、各せ、ユーザ端末のユーザスループットの平均値をユーザスループットの推定結果として出力する。

[0011] システムレベルシミュレータ 300は、第 1から第 4の処理を実時間に合わせて 2ms毎に行っている。また、システムレベルシミュレータ 300は、

統計的に信頼度の高いユーザスループットの推定結果を得るために、第 1から第 4 の処理を 2ms毎に 1時間以上に渡って模擬している。

[0012] その結果、ユーザスループットの推定結果の精度は向上する。しかし、その反面、第 1から第 4の処理を 2ms毎に 1時間以上に渡って模擬する処理量は非常に膨大なものとなるため、ユーザスループットの推定時間が長くなる。

[0013] また、システムレベルシミュレータ 300は、ユーザスループットの地理的分布を表示するために第 5の処理でユーザスループットを平均化する処理を行って!/、るため、ュ一ザスループットの推定時間がさらに長くなる。

[0014] ユーザスループットの推定時間の長時間化は、特に、ユーザスループットに応じて基地局コンフィギュレーションの適正値を検討する際に問題となる。基地局コンフィギユレーシヨンの適正値を検討する場合、基地局コンフィギュレーションを変更するたびに、システムレベルシミュレーションを行う。そのため、基地局コンフィギュレーションの適正値が決定されるまで、何度も長時間のシステムレベルシミュレーションを繰り返すことになり、検討時間が非常に長くなる。

[0015] なお、従来のスループットを推定する他の方法としては、スループットを推定して通信開始の適否を判断する方法 (例えば、特開 2000— 224094号公報参照）、システムスループットを改善する方法 (例えば、特開 2003— 298498号公報参照）、バケツト品質を推定できる基地局を実現する方法 (例えば、特開 2004— 112597号公報参照)などがある。

発明の開示

[0016] そこで、本発明の目的は、セルラシステムにおけるユーザスループットの地理的分布推定を精度良くかつ短時間で行うことができるユーザスループット地理的分布推定システムおよびユーザスループット地理的分布推定方法を提供することにある。

[0017] 本発明のユーザスループット地理的分布推定システムは、ユーザ端末と、自己のセル内のユーザ端末との間で共有チャネルを利用して無線パケット通信を行う基地局とを含むセルラシステムにおけるユーザスループットの地理的分布を推定するために適用される。

[0018] 本発明のユーザスループット地理的分布推定システムは、セル内のユーザ端末の位置での共用チャネルの受信品質を推定する受信品質推定手段と、受信品質の推定が行われた推定対象範囲におけるトラヒック情報を読込むトラヒック情報読込み手段と、セル内のユーザ端末の位置での共用チャネルの受信品質と推定対象範囲におけるトラヒック情報とを入力値としてユーザスループットを算出するユーザスループット算出関数を用いて、セル内のユーザ端末の位置でのユーザスループットを推定するユーザスループット推定手段とを有する構成である。

[0019] ユーザスループット算出関数のような関数は、入力値に対応する出力値が定まっているため、入力値が得られると、瞬時に出力値を求めることが可能である。従って、上記のように関数を用いる構成によれば、従来のシステムレベルシミュレーションを用いる構成と比較して、パケットスケジューラの処理によってユーザ端末が共用チャネルを共用する過程を高い時間分解能で詳細に連続時間模擬する必要がないため、ュ一ザスループットの地理的分布を短時間で推定することができる。

[0020] また、トラヒック情報読込み手段は、基地局または無線ネットワーク制御装置のいずれかにて測定された推定対象範囲におけるトラヒック情報を読込む構成としても良い。この構成によれば、ユーザスループット算出関数の入力値を現実に近い値とすることができるため、ユーザスループットの推定精度の向上を図ることができる。

[0021] また、セル内を走行し、セル内のユーザ端末の位置での共用チャネルの受信品質とユーザスループットとを実測するユーザ端末実測手段をさらに有し、ユーザスループット推定手段は、共用チャネルの受信品質の実測値とユーザスループットの実測値との関係に応じてユーザスループット算出関数を補正する関数補正手段を含む構成としても良い。この構成によれば、共用チャネルの受信品質の実測値とユーザスル一プットの実測値との関係に応じて補正したユーザスループット算出関数を利用することができるため、ユーザスループットの推定精度の向上を図ることができる。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]従来のユーザスループット地理的分布推定方法を説明する図である。

[図 2]本発明の実施例 1によるユーザスループット地理的分布推定システムの構成を示すブロック図である。

[図 3]本発明の実施例 1で用いられるユーザスループット算出関数の例を説明するグラフである。

[図 4]本発明の実施例 1で推定されたユーザスループットの推定結果を用いたユーザスループットの地理的分布の表示例を示す図である。

[図 5]本発明の実施例 2によるユーザスループット地理的分布推定システムの構成を示すブロック図である。

[図 6]本発明の実施例 3によるユーザスループット地理的分布推定システムの構成を示すブロック図である。

[図 7]本発明の実施例 3で用いられるユーザスループット算出関数の例を説明するグラフである。

[図 8]本発明の実施例 4によるユーザスループット地理的分布推定システムの構成を示すブロック図である。

[図 9]本発明の実施例 4で用いられるユーザスループット算出関数の例を説明するグラフである。

[図 10]本発明の第 8の実施例によるユーザスループット地理的分布推定システムの構成を示すブロック図である。

[図 11]ユーザスループット算出関数をユーザ端末実測値の関数によって補正する方法の例を説明するグラフである。

発明を実施するための最良の形態

[0023] 以下に、本発明のユーザスループット地理的分布推定システムの実施例について図面を参照して説明する。なお、以下の記載では、基地局からユーザ端末への下りリンクの無線パケット通信方式として、 W— CDMAの HSDPA方式を用いるものとして説明する。実施例 1

[0024] 図 2は、本発明の実施例 1によるユーザスループット地理的分布推定システムの構成を示すブロック図である。なお、本実施例が適用されるセルラシステムは、ユーザ端末と、自己のセル内のユーザ端末との間で共有チャネルを利用して無線パケット通信を行う基地局とを含むセルラシステムであるものとする。

[0025] 図 2を参照すると、本実施例によるユーザスループット地理的分布推定システムは、受信品質推定手段 11と、トラヒック情報読込み手段 12と、ユーザスループット推定手段 13とを有している。

[0026] 受信品質推定手段 11は、セル内の様々な位置にユーザ端末が存在していると想定する。その上で、受信品質推定手段 11は、基地局コンフィギュレーションとして入力された基地局の位置と、セル内の各ユーザ端末の位置とに基づいて、基地局と各ユーザ端末との間の伝搬損を計算する。なお、伝搬損は、基地局と各ユーザ端末との間の距離を、所定の伝搬式に代入することで導出される。

[0027] さらに、受信品質推定手段 11は、基地局コンフィギュレーションとして入力された、共用チャネルでのパケット送信電力、アンテナパターン、およびアンテナ方位と、上記で計算した伝搬損の計算結果とに基づ、て、セル内の各ユーザ端末の位置での共用チャネルの受信品質を推定する。なお、受信品質としては、受信 SIRを用いるものとする。

[0028] 受信品質推定手段 11は、セル内の各ユーザ端末の位置と、その位置での共用チャネルの受信品質とを出力する。このうち、共用チャネルの受信品質は、ユーザスル一プット推定手段 13に出力される。

[0029] トラヒック情報読込み手段 12は、受信品質推定手段 11にて受信品質が推定された推定対象範囲におけるトラヒック情報を外部力読込み、読込んだトラヒック情報をュ一ザスループット推定手段 13に出力する。推定対象範囲におけるトラヒック情報とは、推定対象範囲に存在するユーザ端末が発生するパケットによって、推定対象範囲に加えられる負荷のことである。

[0030] 例えば、 W— CDMAの下りリンクのトラヒック情報の指標としては、基地局の送信電力が一般的に用いられる。下りリンクでは、セル内のユーザ端末の数が増えるにしたがって、基地局がセル内のユーザ端末へのパケット送信に用いる総送信電力が増加する。すなわち、トラヒック情報は、セル内のユーザ端末の数に関連する定量的な値となる。

[0031] そこで、以後、本発明の実施例 1から 4においては、推定対象範囲におけるトラヒック情報をセル内のユーザ端末の数と定義して説明する。ただし、このトラヒック情報は

「0」よりも大きヽ値であるものとする。

[0032] ユーザスループット推定手段 13は、共用チャネルの受信品質と、推定対象範囲におけるトラヒック情報とを入力値として、ユーザスループット Uを算出するユーザスル一プット算出関数 fを内蔵して、る。

[0033] ユーザスループット推定手段 13は、受信品質推定手段 11から出力される共用チヤネルの受信品質と、トラヒック情報読込み手段 12から出力される推定対象範囲におけるトラヒック情報との入力に対し、上述したユーザスループット算出関数 fを用いて、セル内の各ユーザ端末の位置でのユーザスループットを算出し、ユーザスループットの推定結果として出力する。

[0034] ユーザスループット算出関数 fは、システムレベルシミュレーションによるユーザスル一プットの推定結果、無線ネットワーク制御装置力受信するユーザスループットの実測値、およびユーザスループットを近似解析した結果等を利用して事前に用意され、ユーザスループット推定手段 13に内蔵されたものである。

[0035] ユーザスループット算出関数 fは、共用チャネルの受信品質と、推定対象範囲におけるトラヒック情報とを入力値とする連続関数として近似し定式ィ匕すると、連続的な入力値がある場合の推定処理が容易になる。

[0036] ユーザスループットの定性的な性質としては、共用チャネルの受信品質が高ければ

、ユーザスループットが上昇し、トラヒックが多ければ、ユーザスループットが低下するという性質がある。このことから、ユーザスループット算出関数 fの例として、次の数式

1を用いることができる。

[0037] [数 1]

U = f(SIR,Load_celI) = C x 。 _π

Loaaceu 数式 1において、 Uはユーザスループット、 SIRは共用チャネルの受信品質、 Load は推定対象範囲におけるトラヒック情報（=セル内のユーザ端末数。ただし、 Load eil eel

>0)、 Aは累乗に用いる任意の定数、 Bは累乗に用いる任意の定数、 Cは任意の定

1

数である。

[0038] 上述したように、共用チャネルの受信品質が高ければ、ユーザスループットが上昇する。そのため、数式 1は、共用チャネルの受信品質を累乗した値を分子とする形式をとる。また、トラヒックが多くなれば、ユーザスループットが低下する。そのため、数式 1は、トラヒック情報を累乗した値を分母とする形式をとる。なお、任意の定数 A, B, C は、ユーザスループット算出関数 fをシステムレベルシミュレーションの推定結果等に近似させるために、事前に調整しておく必要がある。

[0039] 図 3は、本発明の実施例 1で用いられるユーザスループット算出関数 fの例を説明するグラフである。

[0040] ユーザスループット算出関数 fは、横軸に共用チャネルの受信品質、縦軸にユーザスループットを取り、推定対象範囲におけるトラヒック情報をパラメータとした場合、図 3のようなグラフで表すことができる。

[0041] 本実施例においては、受信品質推定手段 11にて想定されたセル内の各ユーザ端末の位置と、ユーザスループット推定手段 13にて推定されたセル内の各ユーザ端末の位置でのユーザスループットの推定結果とを併せて出力している。そのため、これら出力に基づいて、セル内のユーザスループットの地理的分布を推定することが可能となる。

[0042] 図 4は、本発明の実施例 1にて推定されたユーザスループットの推定結果を用いたユーザスループットの地理的分布の表示例を示す図である。

[0043] 図 4を参照すると、 3セクタ構成の基地局の周囲にあるユーザ端末のユーザスループットの地理的分布が示されている。図 4のように、ユーザスループットの地理的分布は、視覚的に把握しやすいように平面的に表示するのが良ぐさらに色分け表示するのが良い。

[0044] 上述したように本実施例においては、ユーザスループット推定手段 13が、セル内の各ユーザ端末の位置での共用チャネルの受信品質と、推定対象範囲におけるトラヒック情報とをユーザスループット算出関数 fに入力することで、セル内の各ユーザ端末の位置でのユーザスループットを算出して、る。

[0045] ユーザスループット算出関数 fのような関数は、入力値に対応する出力値が定まつているため、入力値が得られると、瞬時に出力値を求めることが可能である。従って、こうした関数を用いる推定方法は、従来のシステムレベルシミュレーションを用いる推定方法と比較して、無線パケット通信のプロセスを詳細に連続時間模擬する必要がな、ため、ユーザスループットの地理的分布を短時間で推定することができる。

[0046] ところで、ユーザスループット算出関数 fは、上述したように、セル内の各ユーザ端末の位置での共用チャネルの受信品質と、推定対象範囲におけるトラヒック情報との 2つの情報のみでユーザスループットを推定することを可能とするものである。 2つの情報のみでユーザスループットを推定することができる根拠は、以下の通りである。

[0047] ユーザスループットは、基本的に、ユーザ端末に無線リソースが割り当てられる頻度と、無線リソースが割り当てられた際の無線リンクの伝送レートとに応じて決定される。ユーザ端末に無線リソースが割り当てられる頻度は、基地局におけるユーザ端末の混雑度、つまり推定対象範囲におけるトラヒックに関連する。また、無線リンクの伝送レートは、無線リンクの共用チャネルの受信品質に関連する。また、ユーザスループットは、定性的に、基地局におけるユーザ端末の混雑度が高ければユーザスループットが低下し、ユーザ端末の混雑度が低ければユーザスループットが上昇する傾向がある。

[0048] また、 HSDPAでは、共用チャネルの受信品質が高ければ高伝送レートの変調方式が選択されるため、伝送レートが上昇し、共用チャネルの受信品質が低ければ低伝送レートの変調方式が選択されるため、伝送レートが低下する傾向がある。

[0049] HSDPA以外の無線パケット通信方式でも、共用チャネルの受信品質が高ければ誤り率が低いため、実効伝送レートが上昇し、共用チャネルの受信品質が低ければ誤り率が高いため、実効伝送レートが低下する。よって、上述した HSDPAと同様の傾向がある。

[0050] 以上のことから、共用チャネルの受信品質と、推定対象範囲におけるトラヒック情報と、ユーザスループットとの対応関係は定性的に定まっている。従って、その対応関係を、システムレベルシミュレーションによるユーザスループットの推定結果、無線ネットワーク制御装置から受信するユーザスループットの実測値、およびユーザスループットを近似解析した結果等を利用して事前に取得し、さらには近似して定式化しておく。それによつて、共用チャネルの受信品質と推定対象範囲におけるトラヒック情報との 2つの情報のみでユーザスループットを推定することが可能となる。

[0051] このように、共用チャネルの受信品質と推定対象範囲におけるトラヒック情報との 2 つの情報のみでユーザスループットを推定する方法は、ユーザスループットに影響を与える要素を極端に限定しているため、非常に簡略化された方法といえる。

[0052] ただし、推定方法の簡略化に伴い、推定精度に幾らかの劣化が発生する。しかし、システムレベルシミュレーションの結果等に近似させるために、ユーザスループット算出関数 fを正確に定式ィ匕しておくことによって、実用上問題のない良い推定精度で、推定時間を大幅に短縮することができるというメリットを得ることができる。

[0053] 特に、基地局コンフィギュレーションの適正値を検討する際には、基地局コンフィギユレーシヨンを幾つも変更して迅速に適正値を求めることが重要となる。そのため、本実施例によるユーザスループットの高速な推定方法によって、基地局コンフィギユレーシヨンの適正値の検討時間を大幅に短縮することができる。

実施例 2

[0054] 図 5は、本発明の実施例 2によるユーザスループット地理的分布推定システムの構成を示すブロック図である。

[0055] 図 5を参照すると、本実施例によるユーザスループット地理的分布推定システムは、図 2に示した実施例 1と比較して、適用されるセルラシステムが異なっている。すなわち、本実施例が適用されるセルラシステムには、無線ネットワーク制御装置 100が追カロされている。なお、本実施例のこれ以外の構成は、図 2に示した実施例 1と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。

[0056] なお、図 5においては、無線ネットワーク制御装置 100には、基地局 101〜103が接続されている。また、基地局 103のセル内には、 3つのユーザ端末 1031〜1033 が存在している。

[0057] 本実施例では、基地局 101〜103または無線ネットワーク制御装置 100力セル内のユーザ端末の数を測定し、測定されたユーザ端末の数を推定対象範囲におけるトラヒック情報としてトラヒック情報読込み手段 12に出力する。

[0058] 例えば、基地局 103のセル内のユーザスループットを推定する場合は、基地局 10 3または無線ネットワーク制御装置 100が基地局 103のセル内のユーザ端末の数を測定し、測定されたユーザ端末の数を推定対象範囲におけるトラヒック情報としてトラヒック情報読込み手段 12に出力する。なお、図 5には、無線ネットワーク制御装置 10 0がセル 103内のユーザ端末の数を測定する例が示されている。

[0059] 同様に、基地局 101, 102のセル内のユーザスループットを推定する場合も、該当する基地局または無線ネットワーク制御装置 100が該当する基地局のセル内のユーザ端末の数を測定し、測定されたユーザ端末の数を推定対象範囲におけるトラヒック情報としてトラヒック情報読込み手段 12に出力する。

[0060] トラヒック情報は時々刻々と変化する。そのため、トラヒック情報読込み手段 12は、トラヒック情報をリアルタイムで読込んでユーザスループット推定手段 13に出力しても良いし、一定期間（例えば 1日）に読込んだトラヒック情報の最大値をユーザシステムスループット推定手段 13に出力しても良い。

[0061] 上述したように本実施例においては、トラヒック情報読込み手段 12がセルラシステムで実際に測定されたトラヒック情報を出力する構成としたため、ユーザスループット推定手段 13はユーザスループットの推定に正確なトラヒック情報を用いることができる。それにより、ユーザスループットの推定精度の向上を図ることができる。

[0062] 例えば、トラヒック情報読込み手段 12が推定対象範囲におけるトラヒック情報の実測値をリアルタイムに出力する構成とした場合、ユーザスループット推定手段 13はュ一ザスループットをリアルタイムに推定することができる。それにより、セル内でユーザスループットが低下した地点をリアルタイムに発見することができる。

[0063] あるいは、トラヒック情報読込み手段 12が一定期間（例えば 1日）に読込んだ推定対象範囲におけるトラヒック情報の最大値をユーザシステムスループット推定手段 13 に出力する構成とした場合、基地局コンフィギュレーションの適正値として、一定期間中の最大のトラヒック情報に耐えられる適正値を検討することができる。

実施例 3 [0064] 図 6は、本発明の実施例 3によるユーザスループット地理的分布推定システムの構成を示すブロック図である。

[0065] 図 6を参照する、本実施例によるユーザスループット地理的分布推定システムは、図 5に示した実施例 2と比較して、パケットスケジューラ読込み手段 14aを追加した点が異なる。本実施例のこれ以外の構成は、図 5に示した実施例 2と同様の構成となつており、同一構成要素には同一符号を付してある。

[0066] パケットスケジューラ読込み手段 14aは、基地局で用いられているパケットスケジューラ（共用チャネルを利用するユーザ端末へのパケット送信処理の優先順位をスケジユーリングするもの）の種類を読込み、読込んだパケットスケジューラの種類をユーザスループット推定手段 13に出力する。

[0067] ユーザスループット推定手段 13には、上述した実施例 1で用いたユーザスループット算出関数 fに対して、パケットスケジューラの種類が新たなパラメータとして追加されたユーザスループット算出関数 f 1が内蔵されて、る。

[0068] ユーザスループット推定手段 13は、受信品質推定手段 11から出力される共用チヤネルの受信品質と、トラヒック情報読込み手段 12から出力される推定対象範囲におけるトラヒック情報と、パケットスケジューラ読込み手段 14aから出力されるパケットスケジユーラの種類との入力に対し、ユーザスループット算出関数 flを用いて、セル内の各ユーザ端末の位置でのユーザスループットを算出し、ユーザスループットの推定結果として出力する。

[0069] ユーザスループット算出関数 flは、パケットスケジューラの種類毎に用意しても良く、上述した実施例 1と同様に、連続関数として近似し定式ィ匕しても良い。ユーザスル一プット算出関数 flを連続関数として近似し定式化する場合、ユーザスループット算出関数 flの例として、次の数式 2を用いることができる。

[0070] [数 2]

D(Schedular)

U =

= ~リ、。レ^{11 cuuld}" _fl x

E (l + Load_cell)

数式 2において、 Uはユーザスループット、 SIRは共用チャネルの受信品質、 Sche dularはパケットスケジューラの種類、 Load は推定対象範囲におけるトラヒック情報

cell

(=セル内のユーザ端末の数。ただし、 Load 〉0)、 D (Schedular)はパケットスケ

cell

ジユーラの種類に応じて決まる定数、 Eは任意の定数、 Gは累乗に用いる任意の定数である。

[0071] ユーザスループットは、パケットスケジューラの種類に応じて、上昇したり低下したりする。そのため、数式 2は、パケットスケジューラの種類に応じた定数 Dを、上述した実施例 1で用いたユーザスループット算出関数 fに乗算する形式をとる。また、バケツトスケジューラの影響は、トラヒックが高くなるにしたがって小さくなる傾向がある。そのため、数式 2は、定数 Dをトラヒック情報で除算する形式をとる。

[0072] 図 7は、本発明の実施例 3で用いられるユーザスループット算出関数 flの例を説明するグラフである。

[0073] ユーザスループット算出関数 flは、横軸に共用チャネルの受信品質、縦軸にユーザスループットを取り、パケットスケジューラの種類と推定対象範囲におけるトラヒック情報とをパラメータとしたグラフで表すことができる。例えば、推定対象範囲におけるトラヒック情報を固定し、パケットスケジューラの種類を変化させた場合、ユーザスループット算出関数 flは、図 7のようなグラフで表すことができる。

[0074] 上述したように本実施例においては、ユーザスループット推定手段 13が、ノケットスケジユーラ読込み手段 14aから出力されるパケットスケジューラの種類を新たなパラメータとして追加してユーザスループットを算出する構成であるため、より現実に近いュ一ザスループットを推定することができる。それにより、ユーザスループットの推定精度のさらなる向上を図ることができる。

実施例 4

[0075] 図 8は、本発明の実施例 4によるユーザスループット地理的分布推定システムの構成を示すブロック図である。

[0076] 図 8を参照すると、本実施例によるユーザスループット地理的分布推定システムは、図 6に示した実施例 3と比較して、共用チャネル利用割合読込み手段 14bを追加した点が異なる。本実施例のこれ以外の構成は、図 6に示した実施例 3と同様の構成となつており、同一構成要素には同一符号を付してある。 [0077] 共用チャネル利用割合読込み手段 14bは、セル内の全てのユーザ端末 (共用チヤネルを利用して無線パケット通信を行うユーザ端末と、共用チャネルを利用せずに基地局から個別に割り当てられた個別チャネルのみを利用して音声通信等を行うユーザ端末）に対して、共用チャネルを利用して無線パケット通信を行うユーザ端末が占める割合を読込み、読込んだ割合をユーザスループット推定手段 13に出力する。なお、共用チャネルを利用するユーザ端末の割合は、共用チャネルを利用するユーザ端末の普及率を基にして共用チャネル利用割合読込み手段 14bにて推定して求めても良いし、無線ネットワーク制御装置 100で測定可能であれば、実際に無線ネットワーク制御装置 100で測定された結果を共用チャネル利用割合読込み手段 14bにて利用しても良い。

[0078] ユーザスループット推定手段 13には、上述した実施例 3で用いたユーザスループット算出関数 flに対して、共用チャネルを利用するユーザ端末の割合が新たなパラメータとして追加されたユーザスループット算出関数 f 2が内蔵されている。

[0079] ユーザスループット推定手段 13は、受信品質推定手段 11から出力される共用チヤネルの受信品質と、トラヒック情報読込み手段 12から出力される推定対象範囲におけるトラヒック情報と、パケットスケジューラ読込み手段 14aから出力されるパケットスケジユーラの種類と、共用チャネル利用割合読込み手段 14bから出力される共用チヤネルを利用するユーザ端末の割合との入力に対し、ユーザスループット算出関数 f 2 を用いて、セル内の各ユーザ端末の位置でのユーザスループットを算出し、ユーザスループットの推定結果として出力する。

[0080] 個別チャネルのみを利用するユーザ端末は、共用チャネルを利用するユーザ端末と比較して、トラヒックへ与える影響が大きい。例えば、共用チャネルを利用するユーザ端末は、無線リソース (基地局の電力や周波数)を必要な時だけ利用するため、無線リソースの利用頻度が低い。他方、個別チャネルのみを利用するユーザ端末は、個別に割り当てられた個別チャネルの無線リソースを通信中に継続して消費し、接続処理にも時間が掛カるため、無線リソースの利用頻度が高い。

[0081] つまり、個別チャネルのみを利用するユーザ端末は、共用チャネルを利用するユーザ端末と比較して、トラヒックを上昇させる影響度が大きいため、ユーザスループット U を低下させる要因となる。

[0082] このことを考慮すると、ユーザスループット算出関数 f 2を、実施例 1と同様に、連続関数として近似し定式化する場合、ユーザスループット算出関数 f 2の例として、次の数式 3を用いることができる。

[0083] [数 3]

U = i₂ (SIR , Load_∞11 , Schedular , Ratio _SCH )

_ D(Schedular)

J x [{Ratio + H x (1 - Ratio_SCH )} Load^ 数式 3において、 Uはユーザスループット、 SIRは共用チャネルの受信品質、 Load ellは推定対象範囲におけるトラヒック情報（=セル内のユーザ端末の数。ただし、 Loa d 〉0)、 Schedularはパケットスケジューラの種類、 Ratio は共用チャネルを利 cell SCH

用するユーザ端末の割合、 D (Schedular)はパケットスケジューラの種類に応じて決まる定数、 Gは累乗に用いる任意の定数、 Hは個別チャネルのみを利用するユーザ端末がトラヒックへ与える影響を表す係数、 Jは任意の定数である。

[0084] 数式 3は、上述した実施例 3で用いた数式 2と基本的に同様であるが、推定対象範囲におけるトラヒックを、個別チャネルのみを利用するユーザ端末が与える影響度を考慮したトラヒックに近似した形式をとつている。

[0085] 数式 3の分母において、（1 Ratio )は個別チャネルのみを利用するユーザ端

SCH

末の割合を表している。この割合に係数 Hを乗算した結果は、個別チャネルのみを利用しトラヒックへ影響を与える実効的なユーザ端末の割合を表して、る。この割合に共用チャネルを利用するユーザ端末の割合 Ratio を加えた上で、トラヒック情報

SCH

Load を乗算した結果は、推定対象範囲におけるトラヒックを近似した結果となり、 [{ cell

Ratio +H X (1 -Ratio ) } X Load ]で表される。

SCH SCH cell

[0086] 図 9は、本発明の実施例 4で用いられるユーザスループット算出関数 f 2の例を説明するグラフである。

[0087] ユーザスループット算出関数 f 2は、横軸に共用チャネルの受信品質、縦軸にユーザスループットを取り、共用チャネルを利用するユーザ端末の割合とパケットスケジューラの種類と推定対象範囲におけるトラヒック情報とをパラメータとしたグラフで表すことができる。例えば、パケットスケジューラの種類と推定対象範囲におけるトラヒック情報とを固定し、共用チャネルを利用するユーザ端末の割合を変化させた場合、ユーザスループット算出関数 f 2は、図 9のようなグラフで表すことができる。

[0088] 上述したように本実施例においては、ユーザスループット推定手段 13が、共用チヤネル利用割合読込み手段 14bから出力される、共用チャネルを利用するユーザ端末の割合を新たなパラメータとして追加してユーザスループットを算出する構成であるため、より現実に近いユーザスループットを推定することができる。それにより、ユーザスループットの推定精度のさらなる向上を図ることができる。

[0089] 今後のセルラシステムは、 HSDPA対応のユーザ端末の普及に伴い、共用チヤネルを利用するユーザ端末の割合が徐々に増加していくことが予想される。このようにセルラシステムが成熟、発展していく過程において、上記のようなユーザスループットの推定方法は、特に有効に利用されると考えられる。

実施例 5

[0090] 本発明の実施例 5によるユーザスループット地理的分布推定システムは、実施例 1 力 4と比較して、推定対象範囲におけるトラヒック情報をシステムスループットと定義している点だけが異なる。

[0091] ユーザスループットは、ユーザ端末側の視点に立ったスループット、つまりユーザ端末側で測定されるスループットである。これに対して、システムスループットは、システムである基地局側の視点に立ったスループット、つまり基地局側で測定されるスループットである。システムスループットとは、基地局が単位時間あたりにセル内の全ユーザ端末に送信した全パケットの総ビット数を表すものである。

[0092] 実施例 1で説明したように、推定対象範囲におけるトラヒック情報は、セル内のユーザ端末の数に関連する定量的な値である。ここで、 1つのセルが持つ周波数、時間、電力は有限であることから、当然に、 1つのセルが扱うことのできる通信量は有限である。このことを考慮すると、推定対象範囲におけるトラヒック情報はセル内のユーザ端末の混雑度として捉えることができる。

[0093] そこで、本実施例においては、ユーザ端末の数に比例する傾向にある基地局のシステムスループットを、推定対象範囲におけるトラヒック情報として用いている。

実施例 6

[0094] 本発明の実施例 6によるユーザスループット地理的分布推定システムは、実施例 1 力も 5と比較して、推定対象範囲におけるトラヒック情報を、セルにおけるユーザ端末の平均同時接続数と定義している点だけが異なる。

[0095] セルにおけるユーザ端末の平均同時接続数とは、セル内のユーザ端末が基地局に同時刻に接続している数を一定時間に渡って平均した数である。この値は、基地局で測定可能な値で、明らかにセル内のユーザ端末の数に比例する傾向がある。

[0096] そこで、本実施例においては、ユーザ端末の数に比例する傾向があるセル内のュ一ザ端末の平均同時接続数を、推定対象範囲におけるトラヒック情報として用いている。

実施例 7

[0097] 本発明の実施例 6によるユーザスループット地理的分布推定システムは、実施例 1 力も 6と比較して、推定対象範囲におけるトラヒック情報を、セルにおける基地局のパケット送信電力の使用時間率と定義している点だけが異なる。

[0098] セルにおける基地局のパケット送信電力の使用時間率は、基地局がセル内のユーザ端末へのパケット送信に用いるパケット送信電力の時間的な使用率である。

[0099] セル内にユーザ端末が存在しなければ、基地局はパケットの送信を行わないので、基地局のパケット送信電力の時間的な使用率は低下する。逆に、セル内にユーザ端末が多く存在すれば、基地局のパケット送信電力の時間的な使用率は上昇する。つまり、この値は、基地局で測定可能な値で、明らかにセル内のユーザ端末の数に比例する傾向がある。

[0100] そこで、本実施例においては、ユーザ端末の数に比例する傾向があるセルにおける基地局の送信電力の使用時間率を、推定対象範囲におけるトラヒック情報として用いている。

実施例 8

[0101] 図 10は、本発明の第 8の実施例によるユーザスループット地理的分布推定システムの構成を示すブロック図である。 [0102] 図 10を参照すると、本発明の実施例 8によるユーザスループット地理的分布推定システムは、図 8に示した実施例 4と比較して、ユーザ端末実測手段 200と、ユーザ端末実測値読取り手段 15と、ユーザスループット推定手段 13の内部に設けられた関数補正手段 13aとを追加した点が異なる。本実施例のこれ以外の構成は、図 8に示した実施例 4と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。

[0103] ユーザ端末実測手段 200は、例えば、基地局 103のセル内のユーザスループットを推定する場合、基地局 103のセル内を走行し、セル内のユーザ端末 1031〜103 3の各々の位置で共用チャネルの受信品質とユーザスループットとを同時に実測する。

[0104] ユーザ端末実測値読取り手段 15は、ユーザ端末実測手段 200で実測された共用チャネルの受信品質の実測値とユーザスループットの実測値とを読取る。そして、ュ一ザ端末実測値読取り手段 15は、読取った実測値を一定時間に渡って平均化した上で、共用チャネルの受信品質の実測値とユーザスループットの実測値との関係を表す関数 fcを作成する。平均化を行うのは、共用チャネルの受信品質に対するユーザスループットの変動幅が大き!/、ので、受信品質に対するユーザスループットの平均値を用いるのが有効なためである。さらに、ユーザ端末実測値読取り手段 15は、実測値の関数 f cを、ユーザスループット推定手段 13内の関数補正手段 13aに出力する。

[0105] 関数補正手段 13aは、ユーザ端末実測値読取り手段 15から出力された実測値の関数 fcを基にして、ユーザスループット算出関数 f2に補正を加える。具体的には、関数補正手段 13aは、図 11に示すように、実測値の関数 fcと補正前の関数 f 2とを平均化した関数 f2'へと補正する。上記の具体的な補正方法として、関数補正手段 13a は、以下の数式 4を用いることができる。

[0106] [数 4]

数式 4において、 f2 'は補正後のユーザスループット算出関数、 f2は補正前のユーザスループット算出関数、 fcはユーザ端末の実測値の関数である。

[0107] なお、関数補正手段 13aは、その他の補正方法として、実測値のデータ量や、実測値の信頼度を考慮して、実測値の関数 fcと補正前の関数 f2との両者に重み付け平均を施す方法をとつても良い。

[0108] ユーザスループット推定手段 13は、実施例 4と同じパラメータを入力値として、関数補正手段 13aにより補正されたユーザスループット算出関数 f2を用いて、ユーザスル一プットを推定する。

[0109] 上述したように本実施例においては、ユーザスループット推定手段 13が、共用チヤネルの受信品質の実測値とユーザスループットの実測値とに応じてユーザスループット関数 f2を補正した関数 f2'を用いてユーザスループットを算出する構成であるため、より現実に近いユーザスループットを推定することができる。それにより、ユーザスループットの推定精度のさらなる向上を図ることができる。

[0110] 以上説明したように本発明においては、ユーザ端末の位置での共用チャネルの受信品質と推定対象範囲におけるトラヒック情報とを、ユーザスループット算出関数に入力することで、ユーザスループットを推定している。

[0111] ユーザスループット算出関数のような関数は、入力値に対応する出力値が定まっているため、入力値が得られると、瞬時に出力値を求めることが可能である。従って、こうした関数を用いる推定方法は、従来のシステムレベルシミュレーションを用いる推定方法と比較して、パケットスケジューラの処理によってユーザ端末が共用チャネルを共用する過程を高い時間分解能で詳細に連続時間模擬する必要がないため、ユーザスループットの地理的分布を短時間で推定することができる。

[0112] また、本発明においては、ユーザスループット算出関数として、システムレベルシミユレーシヨン等の推定結果を反映させているため、ユーザスループットの推定精度の向上を図ることができる。

[0113] さらに、本発明においては、ユーザスループット算出関数のパラメータとなる推定対象範囲におけるトラヒック情報として、実測値を利用する構成とすることもできる。つまり、本発明は、ユーザスループット算出関数の入力値を現実に近い値とすることができるため、ユーザスループットの推定精度の向上を図ることができる。さらにまた、本発明においては、ユーザ端末の位置での共用チャネルの受信品質の実測値とユーザスループットの実測値との関係に応じてユーザスループット算出関数を補正する構成とすることもできる。そのため、本発明は、現実に近い共用チヤネルの受信品質とユーザスループットとの関係に応じたユーザスループット算出関数を利用することができるため、ユーザスループットを精度良く推定することができる。

Claims

請求の範囲

[1] ユーザ端末と、自己のセル内のユーザ端末との間で共有チャネルを利用して無線パケット通信を行う基地局とを含むセルラシステムにおけるユーザスループットの地理的分布を推定するユーザスループット地理的分布推定システムであって、

前記セル内のユーザ端末の位置での共用チャネルの受信品質を推定する受信品質推定手段と、

前記受信品質の推定が行われた推定対象範囲におけるトラヒック情報を読込むトラヒック情報読込み手段と、

前記セル内のユーザ端末の位置での前記共用チャネルの受信品質と前記推定対象範囲におけるトラヒック情報とを入力値としてユーザスループットを算出するユーザスループット算出関数を用いて、前記セル内のユーザ端末の位置でのユーザスループットを推定するユーザスループット推定手段とを有するシステム。

[2] 前記セルラシステムが前記基地局に接続された無線ネットワーク制御装置をさらに含み、

前記トラヒック情報読込み手段は、前記基地局または前記無線ネットワーク制御装置のいずれかにて測定された前記推定対象範囲におけるトラヒック情報を読込む、請求項 1記載のシステム。

[3] 前記基地局のパケットスケジューラの種類を読込むパケットスケジューラ読込み手段をさらに有し、

前記ユーザスループット推定手段は、前記パケットスケジューラの種類を前記ユーザスループット算出関数の入力値としてさらに用いる、請求項 1記載のシステム。

[4] 前記セル内の全てのユーザ端末に対して、前記共用チャネルを利用して無線パケット通信を行うユーザ端末が占める割合を読込む手段をさらに有し、

前記ユーザスループット推定手段は、前記共用チャネルを利用するユーザ端末の割合を前記ユーザスループット算出関数の入力値としてさらに用いる、請求項 1記載のシステム。

[5] 前記推定対象範囲におけるトラヒック情報は、前記セル内のユーザ端末の数である、請求項 1記載のシステム。

[6] 前記推定対象範囲におけるトラヒック情報は、前記基地局のシステムスループットである、請求項 1記載のシステム。

[7] 前記推定対象範囲におけるトラヒック情報は、前記セル内のユーザ端末が前記基地局に同時刻に接続している数を一定時間に渡って平均した数である、請求項 1記載のシステム。

[8] 前記推定対象範囲におけるトラヒック情報は、前記基地局が前記セル内のユーザ端末へのパケット送信に用いるパケット送信電力の時間的な使用率である、請求項 1 記載のシステム。

[9] 前記セル内を走行し、前記セル内のユーザ端末の位置での前記共用チャネルの受信品質と前記ユーザスループットとを実測するユーザ端末実測手段をさらに有し、前記ユーザスループット推定手段は、前記共用チャネルの受信品質の実測値と前記ユーザスループットの実測値との関係に応じて前記ユーザスループット算出関数を補正する関数補正手段を含む、請求項 1記載のシステム。

[10] ユーザ端末と、自己のセル内のユーザ端末との間で共有チャネルを利用して無線パケット通信を行う基地局とを含むセルラシステムにおけるユーザスループットの地理的分布を推定するユーザスループット地理的分布推定方法であって、

前記セル内のユーザ端末の位置での共用チャネルの受信品質を推定する受信品質推定処理と、

前記受信品質の推定が行われた推定対象範囲におけるトラヒック情報を読込むトラヒック情報読込み処理と、

前記セル内のユーザ端末の位置での前記共用チャネルの受信品質と前記推定対象範囲におけるトラヒック情報とを入力値としてユーザスループットを算出するユーザスループット算出関数を用いて、前記セル内のユーザ端末の位置でのユーザスループットを推定するユーザスループット推定処理とを有する方法。

[11] 前記セルラシステムが前記基地局に接続された無線ネットワーク制御装置をさらに含み、

前記トラヒック情報読込み処理では、前記基地局または前記無線ネットワーク制御装置のいずれかにて測定された前記推定対象範囲におけるトラヒック情報を読込む、請求項 10記載の方法。

[12] 前記基地局のパケットスケジューラの種類を読込む処理をさらに有し、

前記ユーザスループット推定処理では、前記パケットスケジューラの種類を前記ュ一ザスループット算出関数の入力値としてさらに用いる、請求項 10記載の方法。

[13] 前記セル内の全てのユーザ端末に対して、前記共用チャネルを利用して無線パケット通信を行うユーザ端末が占める割合を読込む処理をさらに有し、

前記ユーザスループット推定処理では、前記共用チャネルを利用するユーザ端末の割合を前記ユーザスループット算出関数の入力値としてさらに用いる、請求項 10 記載の方法。

[14] 前記推定対象範囲におけるトラヒック情報は、前記セル内のユーザ端末の数である

、請求項 10記載の方法。

[15] 前記推定対象範囲におけるトラヒック情報は、前記基地局のシステムスループットである、請求項 10記載の方法。

[16] 前記推定対象範囲におけるトラヒック情報は、前記セル内のユーザ端末が前記基地局に同時刻に接続している数を一定時間に渡って平均した数である、請求項 10 記載の方法。

[17] 前記推定対象範囲におけるトラヒック情報は、前記基地局が前記セル内のユーザ端末へのパケット送信に用いるパケット送信電力の時間的な使用率である、請求項 1 0記載の方法。

[18] 前記セル内を走行し、前記セル内のユーザ端末の位置での前記共用チャネルの受信品質と前記ユーザスループットとを実測する処理をさらに有し、

前記ユーザスループット推定処理では、前記共用チャネルの受信品質の実測値と前記ユーザスループットの実測値との関係に応じて前記ユーザスループット算出関数を補正する、請求項 10記載の方法。