WO2020179546A1 - 無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents

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ヒランタ アベセカラ
俊朗 中平
笑子 篠原
浩一 石原
崇文 林
泰司 鷹取
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    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system and a wireless communication method for improving an area coverage rate and a throughput of the entire system in a wireless LAN (Local Area Network) system by selecting an operating frequency band of a wireless station.
  • a wireless LAN Local Area Network
  • the wireless LAN of the IEEE802.11 standard includes a wireless LAN of the IEEE802.11b/g/n standard that uses the 2.4 GHz band and a wireless LAN of the IEEE802.11a/n/ac standard that uses the 5 GHz band.
  • 13 channels are prepared at 5MHz intervals between 2400MHz and 2483.5MHz.
  • a maximum of 3 channels, and in some cases up to 4 channels can be used at the same time.
  • the IEEE802.11a standard wireless LAN defines a total of 19 channels, 8 channels and 11 channels that do not overlap each other, between 5170 MHz and 5330 MHz and between 5490 MHz and 5710 MHz, respectively.
  • the bandwidth per channel is fixed at 20 MHz.
  • the maximum transmission speed of the wireless LAN is 11 Mbps for the IEEE 802.11b standard and 54 Mbps for the IEEE 802.11a standard and the IEEE 802.11g standard.
  • the transmission rate here is the transmission rate on the physical layer.
  • the transmission efficiency in the MAC (Medium Access Control) layer is about 50 to 70%, so the upper limit of the actual throughput is about 5 Mbps in the IEEE802.11b standard, and 30 Mbps in the IEEE802.11a standard and the IEEE802.11g standard. It is a degree.
  • the transmission rate further decreases as the number of wireless stations that transmit information increases.
  • the channel bandwidth which was previously fixed at 20 MHz, has been expanded to a maximum of 40 MHz, and the spatial multiplex transmission technology (MIMO: Multiple input multiple output) technology.
  • MIMO Multiple input multiple output
  • the channel bandwidth can be expanded to 80 MHz or up to 160 MHz (or 80 + 80 MHz), and multi-access (SDMA: Space Division Multiple Access) is applied. It has been decided to introduce a user MIMO (MU-MIMO) transmission method. By applying all the functions specified in the IEEE802.11ac standard for transmission and reception, it is possible to achieve a maximum communication speed of approximately 6.9 Gbps in the physical layer.
  • SDMA Space Division Multiple Access
  • the IEEE802.11ax standard that is currently being formulated is expected to define OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) that can transmit and receive frames by dividing the above 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, 160 MHz, 80+80 MHz channels into fine subchannels. Is. When OFDMA is used, the channel is divided into small subchannels, and simultaneous transmission by a plurality of radio stations is possible for each resource unit. Further, the IEEE802.11ax standard is expected to specify a function of increasing communication opportunities while suppressing interference from other peripheral cells by controlling a carrier sense threshold (CCA threshold).
  • CCA carrier sense threshold
  • the IEEE802.11 standard wireless base station is used when forming a wireless LAN cell (BSS: Basic Service Set).
  • BSS Basic Service Set
  • one frequency channel is selected from the frequency channels supported by the own radio base station and operated.
  • the channel used in the own cell, the bandwidth and the setting values of other parameters and other parameters that can be supported by the own wireless base station are the Beacon frame that is periodically transmitted and the Probe Request frame that is received from the wireless terminal.
  • the cell is operated by describing it in the response frame or the like, transmitting the frame on the frequency channel whose operation is determined, and notifying the subordinate wireless terminal and other wireless stations in the vicinity.
  • a radio base station there are four methods for selecting and setting frequency channels, bandwidths, and other parameters.
  • Each wireless base station A method of autonomously selecting and setting parameter values based on the wireless environment information detected by the local station at startup (4) A method of setting parameter values determined by a centralized control station such as a wireless LAN controller
  • Non-Patent Document 2 The number of channels that can be used at the same location at the same time depends on the channel bandwidth used for communication, and is 3, 4, or 9, or 19 in 2.4 GHz band wireless LAN and 5 GHz band wireless LAN. Therefore, when actually introducing a wireless LAN, it is necessary for the wireless base station to select a channel to be used in its own BSS (Non-Patent Document 2).
  • the number of channels that can be used simultaneously at the same location in the 5 GHz band is 9 channels, 4 channels, and 2 channels instead of 19 channels at 20 MHz. Less. That is, as the channel bandwidth increases, the number of usable channels decreases.
  • OBSS Overlapping BSS
  • CSMA / CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance
  • the radio station in which the transmission request is generated first performs carrier sense for a predetermined sensing period (DIFS: Distributed Inter-Frame Space) to monitor the state of the radio medium, and during this period, transmission by another radio station is performed. If there is no signal, then random backoff is performed. The radio station continues to perform carrier sense during the random backoff period, during which time it gains the right to use the channel if there is no transmission signal from another radio station. Note that transmission/reception by another wireless station is determined by whether or not a signal larger than a preset carrier sense threshold is received. A radio station that has obtained the right to use a channel can transmit data to other radio stations in the same BSS and receive data from those radio stations.
  • DIFS Distributed Inter-Frame Space
  • the method of selecting the above parameters such as the 2.4 GHz / 5 GHz type, which is the operating frequency band of the wireless base station, and the selection of the channel to be used in the operating frequency band is not defined by the IEEE802.11 standard, so each vendor has its own method. Has been adopted.
  • each radio station since each radio station selects the above parameters in an autonomous and decentralized manner, the system as a whole cannot be optimized, and there is a problem that user quality is significantly deteriorated especially in an environment with a large number of radio stations.
  • the few channels should be used by multiple radio stations unless the 2.4 GHz band and 5 GHz band are properly distributed. become.
  • the service area cannot be secured in either frequency band, or the service area overlaps unnecessarily, resulting in inefficient operation.
  • the present invention provides wireless communication in which the operating frequency band of each wireless station can be appropriately set in order to provide each user with a high-quality wireless environment by improving the area coverage rate and throughput of the entire wireless LAN system.
  • An object is to provide a system and a wireless communication method.
  • the first invention is a wireless communication system in which a plurality of wireless stations transmit on a shared frequency band, in which the wireless station transmits the capability / environmental information including the capability information of the own radio station and the surrounding environment information to the radio station control device.
  • the radio station control device is provided with a means for notifying the radio station, based on the capability / environmental information collected from the radio station, and based on a predetermined control guideline for the radio station capable of using a plurality of frequency bands.
  • a control means for selecting and setting a frequency band to be used is provided.
  • control means has a configuration in which, as a control guideline, a frequency band in which the area coverage rate is improved is selected for a wireless station below a predetermined threshold value based on the area coverage rate by the wireless station. is there.
  • a second invention is a wireless communication method in which a plurality of wireless stations transmit on a shared frequency band, wherein the wireless station sends capability/environment information including capability information of its own wireless station and surrounding environment information to the wireless station control device.
  • the radio station control device has a step of executing a process of notifying the radio station, and the radio station control device controls predetermined control for a radio station capable of using a plurality of frequency bands based on the capability / environment information collected from the radio station. It has a control step of selecting and setting a frequency band to be used based on the guide.
  • control step selects, as a control guideline, a frequency band in which the area coverage is improved for wireless stations having a predetermined threshold value or less based on the area coverage by the wireless station.
  • the present invention by appropriately setting the operating frequency band of each wireless station, it is possible to improve the area coverage and throughput of the wireless LAN system as a whole and provide each user with a high-quality wireless environment. ..
  • FIG. 1 shows a configuration example of a wireless communication system according to the present invention.
  • a plurality of wireless stations 10-1 to 10-2 are connected to the wireless station control device 20.
  • Each of the wireless stations 10-1 and 10-2 notifies the wireless station control device 20 of capability/environment information (details will be described later), and is operated based on the parameter setting information notified from the wireless station control device 20.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the wireless station 10.
  • the wireless station 10 includes a local wireless station capability information holding unit 11 that holds capability information of its own wireless station, a peripheral wireless environment information collection unit 12 that collects surrounding environment information, capability information and peripheral environment information (capability /Environmental information) to the radio station controller 20, the operation/environment information notification unit 13, an operation parameter setting unit 14 that sets operation parameters based on the operation parameter information notified from the radio station controller 20, and wireless communication. It is composed of the unit 15.
  • the capability information of the wireless station is information such as a corresponding wireless frequency (2.4 GHz/5 GHz), a corresponding wireless standard (11a/b/g/n/ac/ax), and the number of accommodated antennas.
  • FIG. 3 shows a configuration example of the radio station controller 20.
  • the wireless station control device 20 includes an ability/environment information collecting unit 21 for collecting ability/environment information notified from each wireless station and an ability/environment information holding unit for holding the collected ability/environment information. 22, an operation parameter calculation unit 23 that determines operation parameters in each wireless station based on the collected capability/environment information, an operation parameter notification unit 24 that notifies the determined operation parameters, and a radio that communicates with the wireless station.
  • the communication unit 25 is included.
  • FIG. 4 shows an operation flow of the radio station controller 20 according to the present invention.
  • the operation flow is executed by the operation parameter calculation unit 23 of the radio station controller 20.
  • each wireless station is classified into two lists A and B according to a predetermined rule based on the confirmation result ( S1).
  • list A is an available wireless station of 5 GHz.
  • List B is a wireless station that cannot use 5 GHz but can use only 2.4 GHz. Therefore, 2.4 GHz/5 GHz switchable wireless stations are classified in list A.
  • the 2.4 GHz/5 GHz switchable wireless stations may be classified in the list C as described later.
  • the area coverage contribution is calculated using, for example, the following equation (S2).
  • Area coverage contribution of radio station X (number of measurement points covered only by X) / (total number of measurement points covered by X)
  • “covering” means having a signal strength (RSSI value) equal to or higher than the service area threshold value R (for example, -75 dBm).
  • the number of measurement points may be an area having the signal strength. For example, in the example of FIG. 5, in the service area of the wireless station AP1, only AP1 covers three measurement points ( ⁇ ), and AP1 covers five measurement points ( ⁇ ). The area coverage contribution of will be 3/5. Similarly, the area coverage contribution of the wireless station AP2 is 1/3.
  • the index of the area coverage contribution of the radio station X is not limited to this, and may be determined according to, for example, the importance of the measurement point.
  • the premium points may be weighted and reflected in the area cover contribution rate.
  • the one wireless station X selected in step S4 will be randomly selected from them, or You may select in order with a small cover contribution.
  • step S7 the area coverage contribution of each wireless station belonging to the list B is calculated (S7), and it is determined whether the area coverage contribution of the wireless station X in the list B is improved as compared with the list A. Yes (S8). If the area coverage contribution is improved by moving the wireless station X from the list A to the list B, that is, switching to 2.4 GHz, the process returns to step S2, and the area coverage contribution of each wireless station belonging to the list A is recalculated. Then, the processing from step S3 onward is repeated.
  • step S4 if the area coverage contribution is not improved by switching the radio station X to 2.4 GHz, the radio station X is moved (returned) from the list B to the list A (S9). Then, returning to step S3, if there is another unselected radio station whose area cover contribution degree is equal to or less than a predetermined threshold value among the radio stations belonging to the list A, the process of step S4 or less is repeated.
  • FIGS. 6 and 7 show an example of calculating the operating frequency band of a radio station (AP).
  • AP1 can use only the 2.4 GHz band
  • AP2, AP3, and AP4 can use the 2.4 / 5 GHz band.
  • the service area threshold R of each AP is ⁇ 75 dBm, which is the inner point of the circle.
  • the area coverage contribution threshold is 0.65.
  • step S4 when there are a plurality of APs (AP3, AP4) whose area coverage contribution is equal to or less than the threshold value among AP1 to AP4, the APs that use 2.4 GHz will be replaced depending on the selection method in step S4. Further, when returning from step S8 to step S2, the area cover contribution degree is recalculated, so that the area cover contribution degree of the AP that was not selected last time does not necessarily fall below the threshold value again.
  • the relation between the area coverage contribution corresponding to the range of the service area determined by the RSSI from the wireless station (AP) and the frequency band used is the control guideline.
  • the carrier sense threshold and the transmission power are used. It may be a control mode in which the relationship between the area cover contribution degree corresponding to the range determined by the value and the magnitude of the carrier sense threshold value or the transmission power value is used as a control guideline.
  • Radio station 20 Radio station control device 11 Own radio station capacity information holding unit 12 Peripheral radio environment information collection unit 13 Capacity / environment information notification unit 14 Operation parameter setting unit 15 Wireless communication unit 21 Capacity / environment information collection unit 22 Capacity / environment Information holding unit 23 Operation parameter calculation unit 24 Operation parameter notification unit 25 Wireless communication unit

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

共用周波数帯上で複数の無線局が送信する無線通信システムにおいて、無線局は、自無線局の能力情報および周辺の環境情報を含めた能力／環境情報を無線局制御装置に通知する手段を備え、無線局制御装置は、無線局より収集した能力／環境情報を基に、複数の周波数帯の使用が可能な無線局に対して予め定められた制御指針に基づいて、使用する周波数帯を選択して設定する制御手段を備える。制御指針は、無線局によるエリアカバー率を基に、所定の閾値以下の無線局についてはエリアカバー率が改善される周波数帯を選択する。

Description

無線通信システムおよび無線通信方法
　本発明は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムにおいて、無線局の運用周波数帯の選択により、システム全体としてのエリアカバー率の向上とスループットの改善を行う無線通信システムおよび無線通信方法に関する。
　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際は、干渉を避けるためスペクトルが重ならないようにチャネルを使用すると最大で３チャネル、場合によっては４チャネルまで同時に使用できる。
　IEEE802.11ａ規格の無線ＬＡＮでは、日本の場合は、5170ＭHzから5330ＭHz間と、5490ＭHzから5710ＭHz間で、それぞれ互いに重ならない８チャネルおよび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規格の場合は11Ｍbps であり、IEEE802.11ａ規格やIEEE802.11ｇ規格の場合は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、実際の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。
　一方で、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)の普及から、 100Ｍbps ～１Ｇbps 級の高速回線の提供が普及しており、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。
　そのため、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、また、空間多重送信技術（ＭＩＭＯ：Multiple input multiple output）技術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や最大で 160ＭHz（または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）送信方法の導入が決定している。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、上記の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、上記チャネルを細かいサブチャネルに分けて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帯または５ＧHz帯の免許不要な周波数帯で運用するため、IEEE802.11規格の無線基地局は、無線ＬＡＮセル（ＢＳＳ：Basic Service Set ）を形成する際に、自無線基地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、帯域幅およびそれ以外のパラメータの設定値および自無線基地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フレーム等に記載し、運用が決定された周波数チャネル上でフレームを送信し、配下の無線端末および周辺の他無線局に通知することで、セルの運用を行っている。
　無線基地局において、周波数チャネルや帯域幅およびその他のパラメータの選択および設定方法には、次の４つの方法がある。
　(1) 無線基地局の製造メーカで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) 無線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) 各無線基地局が起動時に自局において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コントローラなどの集中制御局で決定され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よって、 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，または19のチャネルになるので、実際に無線ＬＡＮを導入する際には無線基地局が自ＢＳＳ内で使用するチャネルを選択する必要がある（非特許文献２）。
　チャネル帯域幅を40ＭHz、80ＭHz、 160ＭHzまたは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19チャネルだったものが、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し、またそれらの無線局からデータを受信できる。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、使用するチャネル、送信電力値、キャリアセンス閾値、減衰値、ＯＦＤＭＡリソースユニット、収容トラヒック量や、環境情報に応じて同時送信の選定などを適切に実施することが重要になる。
守倉正博、久保田周治　監修、改定三版802.11高速無線ＬＡＮ教科書、pp.5-10 、2008年４月、インプレスＲ＆Ｄ
　無線基地局の運用周波数帯である 2.4ＧHz／５ＧHz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記パラメータの選択方法は、IEEE802.11標準規格で定まっていないため、各ベンダーが独自の方法を採用している。
　また、各無線局は自律分散的に上記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問題がある。
　例えば、 2.4ＧHzと５ＧHzの周波数帯を選択して運用できる複数の無線局が存在する場合は、 2.4ＧHz帯と５ＧHz帯を適切に振り分けしなければ、数少ないチャネルを複数の無線局で供用することになる。また、どちらかの周波数帯でサービスエリアの確保ができなかったり、また不要にオーバーラップしたりし、効率の悪い運用をすることになる。
　本発明は、無線ＬＡＮシステム全体としてエリアカバー率の向上とスループットの改善により各ユーザに品質の高い無線環境を提供するために、各無線局の運用周波数帯を適切に設定することができる無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。
　第１の発明は、共用周波数帯上で複数の無線局が送信する無線通信システムにおいて、無線局は、自無線局の能力情報および周辺の環境情報を含めた能力／環境情報を無線局制御装置に通知する手段を備え、無線局制御装置は、無線局より収集した能力／環境情報を基に、複数の周波数帯の使用が可能な無線局に対して予め定められた制御指針に基づいて、使用する周波数帯を選択して設定する制御手段を備える。
　第１の発明の無線通信システムにおいて、制御手段は、制御指針として、無線局によるエリアカバー率を基に、所定の閾値以下の無線局についてエリアカバー率が改善される周波数帯を選択する構成である。
　第２の発明は、共用周波数帯上で複数の無線局が送信する無線通信方法において、無線局は、自無線局の能力情報および周辺の環境情報を含めた能力／環境情報を無線局制御装置に通知する処理を実行するステップを有し、無線局制御装置は、無線局より収集した能力／環境情報を基に、複数の周波数帯の使用が可能な無線局に対して予め定められた制御指針に基づいて、使用する周波数帯を選択して設定する制御ステップを有する。
　第２の発明の無線通信方法において、制御ステップは、制御指針として、無線局によるエリアカバー率を基に、所定の閾値以下の無線局についてエリアカバー率が改善される周波数帯を選択する。
　本発明は、各無線局の運用周波数帯を適切に設定することにより、無線ＬＡＮシステム全体としてエリアカバー率の向上とスループットの改善を図り、各ユーザに品質の高い無線環境を提供することができる。
本発明における無線通信システムの構成例を示す図である。 無線局１０の構成例を示す図である。 無線局制御装置２０の構成例を示す図である。 本発明における無線局制御装置２０の動作フローを示すフローチャートである。 エリアカバー貢献度の概要を説明する図である。 本発明による無線局（ＡＰ）の運用周波数帯の算出例１を示す図である。 本発明による無線局（ＡＰ）の運用周波数帯の算出例２を示す図である。
　図１は、本発明における無線通信システムの構成例を示す。
　図１において、無線通信システムは、複数の無線局１０－１～１０－２が無線局制御装置２０に接続されている。各無線局１０－１～１０－２は、無線局制御装置２０に能力／環境情報（詳しくは後述）を通知し、無線局制御装置２０より通知されたパラメータ設定情報を基に運用される。
　図２は、無線局１０の構成例を示す。
　図２において、無線局１０は、自無線局の能力情報を保持する自無線局能力情報保持部１１、周辺の環境情報を収集する周辺無線環境情報収集部１２、能力情報および周辺環境情報（能力／環境情報）を無線局制御装置２０に通知する能力／環境情報通知部１３、無線局制御装置２０から通知される運用パラメータ情報を基に運用パラメータを設定する運用パラメータ設定部１４、および無線通信部１５より構成される。ここで、無線局の能力情報とは、対応する無線周波数（ 2.4ＧHz／５ＧHz）、対応する無線規格（11a/b/g/n/ac/ax ）、収容アンテナ数などの情報である。
　図３は、無線局制御装置２０の構成例を示す。
　図３において、無線局制御装置２０は、各無線局から通知される能力／環境情報を収集する能力／環境情報収集部２１と、収集された能力／環境情報を保持する能力／環境情報保持部２２と、収集された能力／環境情報を基に各無線局における運用パラメータを決定する運用パラメータ算出部２３と、決定した運用パラメータを通知する運用パラメータ通知部２４、無線局との通信を行う無線通信部２５より構成される。
　図４は、本発明における無線局制御装置２０の動作フローを示す。なお、本動作フローは、無線局制御装置２０の運用パラメータ算出部２３で実行される。
　図４において、本動作フローが開始すると、各無線局毎に、使用可能な周波数帯域を確認し、確認結果を基に各無線局を所定のルールに従って２つのリストＡ，リストＢに分類する（Ｓ１）。例えば、リストＡは、５ＧHzの使用可能な無線局とする。リストＢは、５ＧHzが使用不可で 2.4ＧHzのみ使用可能な無線局とする。したがって、 2.4ＧHz／５ＧHzの切り替え可能な無線局は、リストＡに分類される。あるいは 2.4ＧHz／５ＧHzの切り替え可能な無線局は、後述するようにリストＣに分類してもよい。
　次に、リストＡに属する各無線局について、例えば次式を用いてエリアカバー貢献度を計算する（Ｓ２）。
　無線局Ｘのエリアカバー貢献度
　　＝（Ｘのみがカバーする測定ポイント数）／（Ｘがカバーする全測定ポイント数）
　ここで、「カバーする」とは、サービスエリア閾値Ｒ（例えば－75dBｍ）以上の信号強度（ＲＳＳＩ値）を有することである。測定ポイント数は、当該信号強度を有する面積でもよい。例えば、図５の例では、無線局ＡＰ１のサービスエリアに、ＡＰ１のみがカバーする測定ポイント（★）は３個であり、ＡＰ１がカバーする全測定ポイント（★）は５個であるので、ＡＰ１のエリアカバー貢献度は３／５となる。同様に、無線局ＡＰ２のエリアカバー貢献度は１／３となる。
　また、無線局Ｘのエリアカバー貢献度の指標はこれに限らず、例えば測定ポイントの重要度に応じて決めてもよい。例えば、プレミアポイントに重み付けし、エリアカバー貢献度に反映させてもよい。
　次に、リストＡに属する無線局の中に、エリアカバー貢献度が所定の閾値以下となる未選択の無線局があるか否かを判定し（Ｓ３）、なければ終了する。一方、リストＡに属する無線局の中に、エリアカバー貢献度が所定の閾値以下となる未選択の無線局があれば、その１台の無線局Ｘを選択し（Ｓ４）、当該無線局Ｘの周波数帯が 2.4ＧHzを使用可能か否かを確認する（Ｓ５）。そして、選択された無線局Ｘが 2.4ＧHzを使用できれば、本無線局ＸをリストＡからリストＢへ移動する（Ｓ６）。
　なお、ステップＳ４で選択する１台の無線局Ｘは、エリアカバー貢献度が所定の閾値以下となる未選択の無線局が複数台あれば、その中からランダムに１台選択するか、またはエリアカバー貢献度が小さい順に選択してもよい。
　また、Ｓ４～Ｓ５の処理は、リストＡの 2.4ＧHz／５ＧHzの切り替え可能な無線局の中から、エリアカバー貢献度が所定の閾値以下となる未選択の１台の無線局Ｘを選択するとしてもよい。もしくは、上述のように、 2.4ＧHz／５ＧHzの切り替え可能な無線局をリストＣに分類している場合には、リストＣの無線局を対象にしてもよい。
　次に、リストＢに属する各無線局のエリアカバー貢献度を計算し（Ｓ７）、当該無線局ＸのリストＢにおけるエリアカバー貢献度が、リストＡの時に比べて改善されているか否かを判定する（Ｓ８）。無線局ＸをリストＡからリストＢに移動、すなわち 2.4ＧHzに切り替えることによりエリアカバー貢献度が改善されていれば、ステップＳ２に戻り、リストＡに属する各無線局のエリアカバー貢献度を再計算し、ステップＳ３以下の処理を繰り返す。
　一方、無線局Ｘを 2.4ＧHzに切り替えることによりエリアカバー貢献度が改善されていなければ、無線局ＸをリストＢからリストＡに移動（復帰）する（Ｓ９）。そして、ステップＳ３に戻り、リストＡに属する無線局の中に、エリアカバー貢献度が所定の閾値以下となる未選択の無線局が他にあれば、ステップＳ４以下の処理を繰り返す。
　図６および図７は、無線局（ＡＰ）の運用周波数帯の算出例を示す。
　図６および図７において、ＡＰ１は 2.4ＧHz帯のみ使用可能、ＡＰ２，ＡＰ３，ＡＰ４は 2.4／５ＧHz帯使用可能とする。各ＡＰのサービスエリア閾値Ｒは－75dBｍとし、円の内側ポイントとする。エリアカバー貢献度の閾値は0.65とする。
（シナリオ１：図６）
図６(1) ：
　Ｓ１　リストＡ：｛ＡＰ２，ＡＰ３，ＡＰ４｝
　　　　リストＢ：｛ＡＰ１｝
　Ｓ２　リストＡに属するＡＰのエリアカバー貢献度
　　　　　ＡＰ２＝２／３
　　　　　ＡＰ３＝３／５
　　　　　ＡＰ４＝１／３
　Ｓ３　エリアカバー貢献度が閾値以下：｛ＡＰ３，ＡＰ４｝
　Ｓ４　ＡＰ３を選択
図６(2) ：
　Ｓ６　ＡＰ３をリストＢに移動、リストＢ：｛ＡＰ１，ＡＰ３｝
　Ｓ７　リストＢに属するＡＰのエリアカバー貢献度
　　　　　ＡＰ１＝４／５
　　　　　ＡＰ３＝４／５
　Ｓ８　ＡＰ３のエリアカバー貢献度は、３／５から４／５に改善
　　　　ＡＰ３は 2.4ＧHzを使用
図６(3) ：
　Ｓ２　リストＡに属するＡＰのエリアカバー貢献度
　　　　　ＡＰ２＝２／３
　　　　　ＡＰ４＝２／３
　Ｓ３　エリアカバー貢献度が閾値以下：なし（終了）
　　　　　５ＧHz：ＡＰ２，ＡＰ４
　　　　 2.4ＧHz：ＡＰ１，ＡＰ３
（シナリオ２：図７）
図７(1) ：
　Ｓ１　リストＡ：｛ＡＰ２，ＡＰ３，ＡＰ４｝
　　　　リストＢ：｛ＡＰ１｝
　Ｓ２　リストＡに属するＡＰのエリアカバー貢献度
　　　　　ＡＰ２＝２／３
　　　　　ＡＰ３＝３／５
　　　　　ＡＰ４＝１／３
　Ｓ３　エリアカバー貢献度が閾値以下：｛ＡＰ３，ＡＰ４｝
　Ｓ４　ＡＰ４を選択
図７(2) ：
　Ｓ６　ＡＰ４をリストＢに移動、リストＢ：｛ＡＰ１，ＡＰ４｝
　Ｓ７　リストＢに属するＡＰのエリアカバー貢献度
　　　　　ＡＰ１＝５／５
　　　　　ＡＰ４＝３／３
　Ｓ８　ＡＰ４のエリアカバー貢献度は、３／５から３／３に改善
　　　　ＡＰ４は 2.4ＧHzを使用
図７(3) ：
　Ｓ２　リストＡに属するＡＰのエリアカバー貢献度
　　　　　ＡＰ２＝２／３
　　　　　ＡＰ３＝４／５
　Ｓ３　エリアカバー貢献度が閾値以下：なし（終了）
　　　　　５ＧHz：ＡＰ２，ＡＰ３
　　　　 2.4ＧHz：ＡＰ１，ＡＰ４
　このように、ＡＰ１～ＡＰ４のうち、エリアカバー貢献度が閾値以下となるＡＰが複数（ＡＰ３，ＡＰ４）ある場合、ステップＳ４の選択の仕方によって 2.4ＧHzを使用するＡＰが入れ替わることになる。また、ステップＳ８からステップＳ２に戻ったときに、エリアカバー貢献度の再計算が行われるので、前回未選択だったＡＰのエリアカバー貢献度が再度閾値以下になるとは限らない。
　なお、以上の説明は、５ＧHzから 2.4ＧHzへ移行する例を示したが、逆に 2.4ＧHzから５ＧHzへ移行する無線局を選択する処理であってもよい。
　また、以上の説明は、無線局（ＡＰ）からのＲＳＳＩで決まるサービスエリアの範囲に対応するエリアカバー貢献度と、使用する周波数帯との関係を制御指針としたが、キャリアセンス閾値や送信電力値で決まる範囲に対応するエリアカバー貢献度と、キャリアセンス閾値や送信電力値の大きさとの関係を制御指針とする制御形態であってもよい。
　１０　無線局
　２０　無線局制御装置
　１１　自無線局能力情報保持部
　１２　周辺無線環境情報収集部
　１３　能力／環境情報通知部
　１４　運用パラメータ設定部
　１５　無線通信部
　２１　能力／環境情報収集部
　２２　能力／環境情報保持部
　２３　運用パラメータ算出部
　２４　運用パラメータ通知部
　２５　無線通信部

Claims (4)

  1. 　共用周波数帯上で複数の無線局が送信する無線通信システムにおいて、
    　前記無線局は、自無線局の能力情報および周辺の環境情報を含めた能力／環境情報を無線局制御装置に通知する手段を備え、
    　前記無線局制御装置は、前記無線局より収集した能力／環境情報を基に、複数の周波数帯の使用が可能な前記無線局に対して予め定められた制御指針に基づいて、使用する周波数帯を選択して設定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。
  2. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記制御手段は、前記制御指針として、前記無線局によるエリアカバー率を基に、所定の閾値以下の無線局についてエリアカバー率が改善される周波数帯を選択する構成である
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  3. 　共用周波数帯上で複数の無線局が送信する無線通信方法において、
    　前記無線局は、自無線局の能力情報および周辺の環境情報を含めた能力／環境情報を無線局制御装置に通知する処理を実行するステップを有し、
    　前記無線局制御装置は、前記無線局より収集した能力／環境情報を基に、複数の周波数帯の使用が可能な前記無線局に対して予め定められた制御指針に基づいて、使用する周波数帯を選択して設定する制御ステップを有する
    　ことを特徴とする無線通信方法。
  4. 　請求項３に記載の無線通信方法において、
    　前記制御ステップは、前記制御指針として、前記無線局によるエリアカバー率を基に、所定の閾値以下の無線局についてエリアカバー率が改善される周波数帯を選択する
    　ことを特徴とする無線通信方法。
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