WO2020250285A1 - 無線通信システム、無線通信方法および無線局装置 - Google Patents

無線通信システム、無線通信方法および無線局装置 Download PDF

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俊朗 中平
ヒランタ アベセカラ
友規 村上
浩一 石原
崇文 林
泰司 鷹取
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日本電信電話株式会社
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Definitions

  • the present invention provides a wireless communication system, a wireless communication method, and a wireless communication method for improving a decrease in throughput caused by CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) control of each wireless station in a dense environment of a wireless LAN (Local Area Network). Regarding radio station equipment.
  • CSMA / CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance
  • the IEEE802.11 standard wireless LAN includes an IEEE802.11b / g / n standard wireless LAN that uses the 2.4 GHz band and an IEEE802.11a / n / ac standard wireless LAN 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 5490 MHz and 5710 MHz, respectively.
  • the bandwidth per channel is fixed at 20 MHz.
  • the maximum transmission speed of a wireless LAN is 11 Mbps in the case of the IEEE802.11b standard, and 54 Mbps in the case of the IEEE802.11a standard and the IEEE802.11g standard.
  • the transmission speed here is the transmission speed 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. Degree. Further, the transmission speed is further reduced as the number of radio stations that try to 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 currently being formulated defines 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 small subchannels. It is expected. 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 and operated from the frequency channels that can be supported by the own radio base station.
  • the channel, bandwidth and other parameter settings used in the own cell and other parameters that can be handled by the own wireless base station are the Beacon frames that are transmitted regularly and the Probe Request frames that are 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 own station at startup (4)
  • Non-Patent Document 1 the number of channels that can be used simultaneously at the same location is 3, 4 for 2.4 GHz band wireless LAN, 2, 4, 9, or 19 channels for 5 GHz band wireless LAN, depending on the channel bandwidth used for communication. 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 1).
  • the number of channels that can be used simultaneously at the same location in the 5 GHz band is 19 channels at 20 MHz, but 9 channels, 4 channels, and 2 channels. Less. That is, as the channel bandwidth increases, the number of available 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, perform a random backoff. 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. Transmission / reception by another radio station is determined by whether or not a signal larger than a preset carrier sense threshold value 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
  • each vendor Since 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 IEEE 802.11 standard, each vendor has its own method. Is 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 aim is to increase the user throughput in the service area by mounting multiple wireless modules in the same housing and dividing the frequency band and usage channel.
  • the present invention by appropriately setting the transmission power values of a plurality of wireless modules mounted on a wireless station, the area coverage rate and the throughput of the entire system are improved, and a high-quality wireless environment is provided for each user. It is an object of the present invention to provide a wireless communication system, a wireless communication method, and a radio station device capable of realizing the above.
  • the first invention is a wireless communication system transmitted by a wireless station equipped with a plurality of wireless modules operated on a shared frequency band, wherein the wireless station has environmental information including own station capability information and surrounding wireless environment information.
  • the control device and the plurality of wireless modules are provided with means for setting the transmission power value notified from the control device, and the control device controls predetermined control based on the environmental information collected from each radio station.
  • a means for calculating the transmission power value of each wireless module of each wireless station based on the guideline and notifying the wireless station is provided.
  • a second invention is a wireless communication method transmitted by a wireless station equipped with a plurality of wireless modules operated on a shared frequency band, wherein the wireless station has environmental information including own station capability information and surrounding wireless environment information. Is notified to the control device, the transmission power value notified from the control device is set in a plurality of wireless modules, and the control device is based on a predetermined control guideline based on the environmental information collected from each radio station. The transmission power value of each wireless module of each wireless station is calculated and notified to the wireless station.
  • a third invention is a means for notifying a control device of environmental information including own station capability information and surrounding wireless environment information in a radio station device equipped with a plurality of radio modules operated on a shared frequency band.
  • the control device includes means for inputting and setting transmission power values of a plurality of radio modules calculated based on predetermined control guidelines based on environmental information collected from each radio station device.
  • the transmission power values of a plurality of wireless modules mounted on a wireless station can be appropriately set, the area coverage rate and the throughput of the entire system are improved, and the quality is high for each user.
  • a wireless environment can be realized.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a wireless communication system according to the present invention.
  • a radio base station AP transmission power control
  • RF radio modules
  • the wireless communication system has a configuration in which a plurality of wireless base stations (APs) 10-1 to 10-2 are connected to the control device 20.
  • Each AP10-1 to 10-2 is provided with one or more wireless modules (RF), and communicates with a wireless terminal (not shown) under the control.
  • Each AP10-1 to 10-2 notifies the control device 20 of the environmental information, and operates each RF based on the operation parameter information notified from the control device 20.
  • the environmental information here is the RF capability information installed in each AP and the surrounding wireless environment information.
  • the RF capability information is, for example, wireless LAN compatible standards 11a, 11b, 11g, 11n20MHz, 11n40MHz, 11ac, 11ax.
  • the peripheral wireless environment information includes the RSSI value of the connected terminal, the number of connected terminals, the amount of data of the connected terminal (uplink / downlink), the MCS of the connected terminal, the surrounding interference situation, and the like.
  • Each AP collects these environmental information and notifies the control device 20.
  • the control device 20 associates these environmental information with the priority of each RF of each AP, determines the operation parameter information corresponding to the priority of each RF, and notifies each AP.
  • the priority of each RF is determined according to the capability information of the RF or the service content provided by the RF (number of connected terminals, traffic amount, traffic QoS, application, etc.). For example, the priority based on RF capability information increases from 11a to 11ax.
  • the operation parameter information is the transmission power value of the beacon signal in the RF mounted on each AP.
  • the transmission power value of the beacon signal is set to the maximum value (reference Tx level) so that the RF having the lowest priority covers a wide area and all wireless terminals can be accommodated in the RF.
  • the relationship between the RF priority and the transmission power value is shown in FIG.
  • the transmission power value of the beacon signal defines the RF communication area.
  • the communication area becomes narrower by lowering the transmission power value, so that the communication partner of the RF becomes a nearby wireless terminal.
  • a high-priority 11ac-compatible RF avoids distant wireless terminals so that high-speed communication is possible, and is limited to communication with neighboring wireless terminals.
  • the transmission power value is lowered to narrow the communication area. This enables high-speed communication with nearby 11ac-compatible wireless terminals.
  • high-speed communication is difficult for a distant 11ac-compatible wireless terminal, it is possible to secure the same throughput even if it is connected to an AP's 11n-compatible RF.
  • the value of Xb which determines how much to lower the maximum transmission power value, is appropriately adjusted according to the surrounding wireless environment information. That is, the value of Xb is the RSSI value of the connected terminal, the number of connected terminals, the amount of data of the connected terminal (uplink / downlink), the MCS of the connected terminal, and the interference status of the surroundings, which is the wireless environment information around each RF of the AP. Determined by one or a combination of two. For example, when the number of connected terminals has reached the limit, Xb is increased to narrow the communication area. Further, when the interference around the AP is small, Xb is reduced to increase the communication area, and when the interference around the AP is large, Xb is increased to narrow the communication area.
  • FIG. 4 shows a configuration example of the radio base station (AP) 10.
  • the AP10 has its own station capability information holding unit 11 that holds the capability information of each RF mounted, the peripheral radio environment information collecting unit 12 that collects peripheral radio environment information, and these capability information and peripheral radio.
  • Operation parameter setting that sets the operation parameter (transmission power value) of each RF based on the environment information notification unit 13 that notifies the control device 20 of the environment information including the environment information and the operation parameter information notified from the control device 20.
  • It is composed of a unit 14, wireless communication units 15-1 and 15-2 including RF, respectively, and a control device communication unit 16 that communicates with the control device 20 by wire or wirelessly.
  • FIG. 5 shows a configuration example of the control device 20.
  • the control device 20 is based on the environmental information collecting unit 21 that collects the environmental information notified from each AP10, the environmental information holding unit 22 that holds the collected environmental information, and the collected / held environmental information.
  • the operation parameter calculation unit 23 that determines the operation parameter (transmission power value) of each RF mounted on each AP10, the operation parameter notification unit 24 that notifies the determined operation parameter (transmission power value), and each AP10 by wire or It is composed of an AP communication unit 25 that communicates wirelessly.
  • FIG. 6 shows the operation flow of the control device 20 in the present invention. This operation flow is executed by the operation parameter calculation unit 23 of the control device 20.
  • one unselected control target AP that has not yet been controlled by the main operation flow is selected from the control target APs (S1). Then, it is confirmed whether or not the number of RFs mounted on the selected AP-x is 2 or more (S2). If two or more RFs are not installed, the RF transmission power value of the AP-x is set as the default (S3), and this operation flow is executed for the other unselected AP-x (S4, S1). ). On the other hand, when two or more RFs are mounted on the AP-x, the transmission power value is set in order from the RF having the lowest priority.
  • the transmission power value is minimized.
  • the RF with the highest priority avoids connection with a distant wireless terminal having a low RSSI value and is not suitable for high-speed communication, and is limited to a nearby wireless terminal.
  • Radio base station (AP) 11 Own station capability information holding unit 12 Peripheral wireless environment information collecting unit 13 Environmental information notification unit 14 Operation parameter setting unit 15 Wireless communication unit 16 Control device communication unit 20 Control device 21 Environmental information collecting unit 22 Environmental information holding unit 23 Operation parameter calculation Department 24 Operation Parameter Notification Department 25 Associated Press Communication Department

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Abstract

共用周波数帯上で運用される複数の無線モジュールが搭載された無線局が送信する無線通信システムにおいて、無線局は、自局能力情報および周辺の無線環境情報を含む環境情報を制御装置に通知し、複数の無線モジュールに該制御装置から通知された送信電力値を設定する手段を備え、制御装置は、各無線局より収集した環境情報を基に、予め定められた制御指針に基づいて各無線局の各無線モジュールの送信電力値を算出し、無線局に通知する手段を備える。

Description

無線通信システム、無線通信方法および無線局装置
　本発明は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）の稠密環境において、各無線局のＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）制御に起因するスループットの低下を改善する無線通信システム、無線通信方法および無線局装置に関する。
　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，160 ＭHz，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１）。
　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、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およびキャリアセンス閾値を選択することが重要となる。
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.
　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。
　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済み分けることで使用帯域を広くしサービスエリア内のユーザスループットを高めるのが狙いである。
　しかし、搭載各無線モジュールの利用周波数帯や利用チャネル、また送信電力を適切に設定しなければ、周辺他無線局だけではなく、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はできなくなる。
　本発明は、無線局が搭載する複数の無線モジュールの送信電力値を適切に設定することで、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、各ユーザに対して品質の高い無線環境を実現することができる無線通信システム、無線通信方法および無線局装置を提供することを目的とする。
　第１の発明は、共用周波数帯上で運用される複数の無線モジュールが搭載された無線局が送信する無線通信システムにおいて、無線局は、自局能力情報および周辺の無線環境情報を含む環境情報を制御装置に通知し、複数の無線モジュールに該制御装置から通知された送信電力値を設定する手段を備え、制御装置は、各無線局より収集した環境情報を基に、予め定められた制御指針に基づいて各無線局の各無線モジュールの送信電力値を算出し、無線局に通知する手段を備える。
　第２の発明は、共用周波数帯上で運用される複数の無線モジュールが搭載された無線局が送信する無線通信方法において、無線局は、自局能力情報および周辺の無線環境情報を含む環境情報を制御装置に通知し、複数の無線モジュールに該制御装置から通知された送信電力値を設定し、制御装置は、各無線局より収集した環境情報を基に、予め定められた制御指針に基づいて各無線局の各無線モジュールの送信電力値を算出し、無線局に通知する。
　第３の発明は、共用周波数帯上で運用される複数の無線モジュールが搭載された無線局装置において、自局能力情報および周辺の無線環境情報を含む環境情報を制御装置に通知する手段と、制御装置が各無線局装置より収集した環境情報を基に、予め定められた制御指針に基づいて算出した複数の無線モジュールの送信電力値を入力して設定する手段とを備える。
　本発明は、無線局が搭載する複数の無線モジュールの送信電力値を適切に設定することができるので、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、各ユーザに対して品質の高い無線環境を実現することができる。
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。 ＲＦの優先度と送信電力値との関係を示す図である。 本発明の送信電力値の制御前と制御後の様子を示す図である。 無線基地局（ＡＰ）１０の構成例を示す図である。 制御装置２０の構成例を示す図である。 本発明における制御装置２０の動作フローを示すフローチャートである。
　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。ここでは、共用周波数帯上で運用される複数の無線モジュール（ＲＦ）を搭載した無線局として、無線基地局（ＡＰの送信電力制御を例に説明する。
　図１において、無線通信システムは、複数の無線基地局（ＡＰ）１０－１～１０－２が制御装置２０に接続される構成である。各ＡＰ１０－１～１０－２は、それぞれ１または複数の無線モジュール（ＲＦ）を備え、それぞれ配下の無線端末（図示せず）と通信する。各ＡＰ１０－１～１０－２は、制御装置２０に環境情報を通知し、制御装置２０から通知された運用パラメータ情報を基に各ＲＦを運用する。
　ここでの環境情報は、各ＡＰが搭載するＲＦの能力情報と周辺の無線環境情報である。ＲＦの能力情報とは、例えば無線ＬＡＮの対応規格11ａ，11ｂ，11ｇ，11ｎ20ＭHz，11ｎ40ＭHz，11ac，11axである。周辺の無線環境情報とは、接続端末のＲＳＳＩ値、接続端末台数、接続端末のデータ量（上り／下り）、接続端末のＭＣＳ、周囲の干渉状況などである。各ＡＰはこれらの環境情報を収集して制御装置２０に通知する。制御装置２０はこれらの環境情報と各ＡＰの各ＲＦの優先度を対応付け、各ＲＦの優先度に対応する運用パラメータ情報を決定して各ＡＰに通知する。
　ここで、各ＲＦの優先度は、ＲＦの能力情報、またはＲＦが提供しているサービス内容（接続端末台数、トラヒック量、トラヒックＱｏＳ、アプリケーションなど）に応じて決定される。例えば、ＲＦの能力情報に基づく優先度は11ａから11axに向けて高くなる。
　運用パラメータ情報は、各ＡＰが搭載するＲＦにおけるビーコン信号の送信電力値である。ビーコン信号の送信電力値は、優先度が最も低いＲＦについては、広いエリアをカバーし、あらゆる無線端末を当該ＲＦで収容できるようにするために最大値（基準Ｔx レベル）とする。ＲＦの優先度が高くなるごとに、基準Ｔx レベルをＸb ずつ下げた送信電力値とする（基準Ｔx レベル＝基準Ｔx レベル－Ｘb ）。ＲＦの優先度と送信電力値との関係を図２に示す。
　ビーコン信号の送信電力値はＲＦの通信エリアを規定する。ＲＦの優先度が高くなるに従って送信電力値を下げることにより通信エリアが狭くなるので、当該ＲＦの通信相手は近隣の無線端末となる。例えば、図３の制御前と制御後に示すように、優先度が高い11ac対応のＲＦは、高速通信が可能なように遠方の無線端末を回避し、近隣の無線端末との通信に限定するために送信電力値を下げて通信エリアを狭くする。これにより、近隣の11ac対応の無線端末との高速通信が可能になる。一方、遠方の11ac対応の無線端末は高速通信が困難なために、ＡＰの11ｎ対応のＲＦに接続しても同等のスループットの確保は可能である。
　ただし、送信電力値の最大値からどの程度下げるかを決めるＸb の値は、周辺の無線環境情報に応じて適宜調整される。すなわち、Ｘb の値は、ＡＰの各ＲＦの周辺の無線環境情報である接続端末のＲＳＳＩ値、接続端末台数、接続端末のデータ量（上り／下り）、接続端末のＭＣＳ、周囲の干渉状況の１つまたは複数の組合せにより決定する。例えば、接続端末台数が制限に達している場合には、Ｘb を大きくして通信エリアを狭める。また、当該ＡＰの周辺の干渉が小さい場合にはＸb を小さくして通信エリアを大きくし、周辺の干渉が大きい場合にはＸb を大きくして通信エリアを狭める。
　図４は、無線基地局（ＡＰ）１０の構成例を示す。
　図４において、ＡＰ１０は、搭載する各ＲＦの能力情報を保持する自局能力情報保持部１１と、周辺の無線環境情報を収集する周辺無線環境情報収集部１２と、これらの能力情報や周辺無線環境情報を含む環境情報を制御装置２０に通知する環境情報通知部１３と、制御装置２０から通知される運用パラメータ情報を基に、各ＲＦの運用パラメータ（送信電力値）を設定する運用パラメータ設定部１４と、それぞれＲＦを含む無線通信部１５－１，１５－２と、制御装置２０と有線または無線により通信を行う制御装置通信部１６より構成される。
　図５は、制御装置２０の構成例を示す。
　図５において、制御装置２０は、各ＡＰ１０から通知される環境情報を収集する環境情報収集部２１と、収集した環境情報を保持する環境情報保持部２２と、収集・保持された環境情報を基に各ＡＰ１０が搭載する各ＲＦの運用パラメータ（送信電力値）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（送信電力値）を通知する運用パラメータ通知部２４と、各ＡＰ１０と有線または無線により通信を行うＡＰ通信部２５より構成される。
　図６は、本発明における制御装置２０の動作フローを示す。なお、本動作フローは、制御装置２０の運用パラメータ算出部２３で実行される。
　図６において、本動作フローが開始すると、制御対象のＡＰのうち、まだ本動作フローにより制御していない未選択の制御対象ＡＰ（ＡＰ－ｘ）を１台選択する（Ｓ１）。そして、選択されたＡＰ－ｘに搭載されているＲＦ数が２以上か否かを確認する（Ｓ２）。ＲＦが２つ以上搭載されていない場合は、当該ＡＰ－ｘのＲＦの送信電力値をデフォルトに設定し（Ｓ３）、他の未選択のＡＰ－ｘについて本動作フローを実施する（Ｓ４，Ｓ１）。一方、ＡＰ－ｘにＲＦが２つ以上搭載されている場合は、優先度が低いＲＦから順に送信電力値を設定する。
　ここで、優先度が最も低いＲＦａ（例えば11ａ～11ｎ）については、ビーコン信号の送信電力値を最大値Ｔx(a)とし（基準Ｔx レベル＝Ｔx(a)) 、エリアカバーを保証する（Ｓ５）。次に、優先度が１ランク高いＲＦｂを１つ選択し（Ｓ６）、ＲＦｂの送信電力値を基準Ｔx レベルよりＸb 下げる（基準Ｔx レベル＝基準Ｔx レベル－Ｘb ）（Ｓ７）。この動作を当該ＡＰ－ｘ搭載の全てのＲＦについて優先度順に実施する（Ｓ８）。そして、優先度が最高のＲＦについては高速通信を優先するため、送信電力値を最小とする。これにより、優先度が最高のＲＦ（例えば11ax）は、ＲＳＳＩ値が低く高速通信に向かない遠方の無線端末との接続を回避し、近隣の無線端末に限定されることになる。
　１０　無線基地局（ＡＰ）
　１１　自局能力情報保持部
　１２　周辺無線環境情報収集部
　１３　環境情報通知部
　１４　運用パラメータ設定部
　１５　無線通信部
　１６　制御装置通信部
　２０　制御装置
　２１　環境情報収集部
　２２　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　ＡＰ通信部

Claims (8)

  1. 　共用周波数帯上で運用される複数の無線モジュールが搭載された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、自局能力情報および周辺の無線環境情報を含む環境情報を制御装置に通知し、前記複数の無線モジュールに該制御装置から通知された送信電力値を設定する手段を備え、
    　前記制御装置は、各無線局より収集した前記環境情報を基に、予め定められた制御指針に基づいて各無線局の各無線モジュールの送信電力値を算出し、前記無線局に通知する手段を備えた
    　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、
    　前記制御指針は、前記複数の無線モジュールの能力情報、または提供しているサービス内容に応じて優先度を設定し、前記複数の無線モジュールの中で、優先度が最も低い無線モジュールの送信電力値を最大とし、優先度が高くなるに従って送信電力値を順次低い値に設定する
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  3. 　請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記制御指針は、前記周辺の無線環境情報に応じて、前記優先度に対する前記送信電力値の下げ幅を調整する
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  4. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記周辺の無線環境情報は、接続端末のＲＳＳＩ値、接続端末台数、接続端末のデータ量（上り／下り）、接続端末のＭＣＳ、周囲の干渉状況の１つまたは複数の組み合わせにより構成される
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  5. 　共用周波数帯上で運用される複数の無線モジュールが搭載された無線局が送信する無線通信方法において、
    　前記無線局は、自局能力情報および周辺の無線環境情報を含む環境情報を制御装置に通知し、前記複数の無線モジュールに該制御装置から通知された送信電力値を設定し、
    　前記制御装置は、各無線局より収集した前記環境情報を基に、予め定められた制御指針に基づいて各無線局の各無線モジュールの送信電力値を算出し、前記無線局に通知する
    　ことを特徴とする無線通信方法。
  6. 　請求項５に記載の無線通信方法において、
    　前記制御指針は、前記複数の無線モジュールの能力情報、または提供しているサービス内容に応じて優先度を設定し、前記複数の無線モジュールの中で、優先度が最も低い無線モジュールの送信電力値を最大とし、優先度が高くなるに従って送信電力値を順次低い値に設定する
    　ことを特徴とする無線通信方法。
  7. 　共用周波数帯上で運用される複数の無線モジュールが搭載された無線局装置において、
    　自局能力情報および周辺の無線環境情報を含む環境情報を制御装置に通知する手段と、
    　前記制御装置が各無線局装置より収集した前記環境情報を基に、予め定められた制御指針に基づいて算出した前記複数の無線モジュールの送信電力値を入力して設定する手段と
    　を備えたことを特徴とする無線局装置。
  8. 　請求項７に記載の無線局装置において、
    　前記制御指針は、前記複数の無線モジュールの能力情報、または提供しているサービス内容に応じて優先度を設定し、前記複数の無線モジュールの中で、優先度が最も低い無線モジュールの送信電力値を最大とし、優先度が高くなるに従って送信電力値を順次低い値に設定する
    　ことを特徴とする無線局装置。
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