WO2021152695A1 - 無線通信システム、中間処理装置、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、中間処理装置、通信制御方法及び通信制御プログラム Download PDF

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WO2021152695A1
WO2021152695A1 PCT/JP2020/002981 JP2020002981W WO2021152695A1 WO 2021152695 A1 WO2021152695 A1 WO 2021152695A1 JP 2020002981 W JP2020002981 W JP 2020002981W WO 2021152695 A1 WO2021152695 A1 WO 2021152695A1
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base station
unit
base stations
control device
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PCT/JP2020/002981
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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
泰司 鷹取
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日本電信電話株式会社
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    • H04W16/02—Resource partitioning among network components, e.g. reuse partitioning
    • H04W16/04—Traffic adaptive resource partitioning
    • H—ELECTRICITY
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, an intermediate processing device, a communication control method, and a communication control program.
  • 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.
  • up to 3 channels or 4 channels can be used at the same time by using the channels so that the spectra do not overlap in order to avoid interference.
  • 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 IEEE802.11b standard, and 54 Mbps in 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%
  • the upper limit of the 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 it has been decided to introduce MIMO: Multiple input multiple output (MIMO). ..
  • 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-users using Space Division Multiple Access (SDMA) are applied. It has been decided to introduce a MIMO (MU-MIMO) transmission method.
  • MU-MIMO MIMO
  • a maximum communication speed of about 6.9 Gbps can be realized in the physical layer.
  • the IEEE802.11ax standard currently being formulated stipulates OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), which can divide the above-mentioned 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, 160 MHz, 80 + 80 MHz channels into fine subchannels and transmit and receive frames. It is expected to be done.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • the above-mentioned channels are divided into fine sub-channels, and simultaneous transmission by a plurality of radio stations is possible for each resource unit.
  • the IEEE802.11ax standard is expected to specify a function of increasing communication opportunities while suppressing interference from other peripheral cells by controlling the carrier sense threshold (CCA threshold).
  • CCA carrier sense threshold
  • the IEEE802.11 standard wireless LAN is operated in the 2.4 GHz band or the 5 GHz band, which does not require a license. At this time, when forming a wireless LAN cell (BSS: Basic Service Set), the base station of the IEEE802.11 standard selects and operates one frequency channel from the frequency channels that the station can handle.
  • BSS Basic Service Set
  • the channels used in the own cell, the bandwidth and other parameter settings, and other parameters that can be handled by the own station are the Beacon frames that are transmitted regularly and the Probe response frames that are received from the wireless terminal. Described on the frame, etc. Then, the base station operates the cell by transmitting a frame on the frequency channel determined to be operated and notifying the subordinate wireless terminal and other wireless stations in the vicinity.
  • the number of channels that can be used simultaneously at the same location is 3, 4 for a 2.4 GHz band wireless LAN, 2, 4, 9, or 19 for a 5 GHz band wireless LAN, depending on the channel bandwidth used for communication. Become a channel. Therefore, when actually introducing a wireless LAN, it is necessary for the base station to select a channel to be used in its own BSS (see, for example, 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 when the channel bandwidth is 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. Therefore, in the wireless LAN, autonomous decentralized access control that uses CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) to transmit data only when the channel is free due to carrier sense is used.
  • 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 no signal is present, a 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.
  • DIFS Distributed Inter-Frame Space
  • transmission / reception by other radio stations is determined by whether or not a signal larger than the 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 can receive data from these other radio stations.
  • the base station Each vendor that supplies the station uses its own method.
  • each radio station selects the above parameters in an autonomous and decentralized manner, the system as a whole cannot be optimized, and especially in an environment with a large number of radio stations, user quality may be significantly deteriorated.
  • the base station control device for centrally controlling each base station is a plurality of bases. There will be differences in the information that can be collected from each station. Further, the base station control device cannot centrally control each base station unless different parameter settings and the like are individually set according to the capabilities and functions of the different characteristics of each base station.
  • control server control engine or controller
  • the present invention provides a wireless communication system, an intermediate processing device, a communication control method, and a communication control program that enable collective control even if any of the characteristics or functions of the plurality of base stations is different.
  • the purpose is.
  • the wireless communication system is a wireless communication provided with an intermediate processing device that performs processing between a plurality of base stations to which a terminal station can be connected and a base station control device that controls each of the base stations.
  • the intermediate processing device includes information about the terminal station connected to the base station, and collects wireless environment information indicating the wireless environment around the base station and the terminal station from each of the base stations.
  • the information collecting unit, the first conversion unit that converts the wireless environment information collected by the information collecting unit into the first information that can be uniformly processed by the base station control device without distinguishing each base station, and the above.
  • a transmission unit that transmits the first information to the base station control device, a reception unit that receives parameters calculated by the base station control device based on the first information, and a parameter received by the reception unit are transmitted to the base.
  • Each of the base stations has a second conversion unit that converts the second information into individual second information according to each station, and each of the base stations has a receiving unit that receives the second information and a terminal station based on the second information. It is characterized by having a setting unit for setting communication.
  • the intermediate processing device is an intermediate processing device that performs processing between a plurality of base stations to which a terminal station can be connected and a base station control device that controls each of the base stations.
  • An information collecting unit that includes information about the terminal station connected to the base station and collects radio environment information indicating the radio environment around the base station and the terminal station from each of the base stations, and the information collecting unit.
  • a first conversion unit that converts the collected wireless environment information into first information that can be uniformly processed by the base station control device without distinguishing each base station, and a first conversion unit that converts the first information to the base station control device.
  • the communication control method is a communication control method for controlling a wireless communication system including a base station control device for controlling each of a plurality of base stations to which a terminal station can be connected.
  • An information collection process for collecting wireless environment information including information about the connected terminal station and indicating the wireless environment around the base station and the terminal station from each of the base stations, and collecting wireless environment information.
  • a receiving step of receiving parameters calculated by the base station control device based on the first information, a second conversion step of converting the received parameters into individual second information corresponding to each of the base stations, and individual It is characterized by including a second transmission step of transmitting the second information of the above to each of the base stations.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the wireless communication system 1 according to the embodiment.
  • the wireless communication system 1 includes, for example, n base stations (AP) 2-1 to 2-n, a base station control device 4, and an intermediate processing device 8, and base station 2-.
  • AP base stations
  • base station control device 4 for example, n terminal stations 6-1 to 6-m are located around 1 to 2-n.
  • intermediate processing device 8 for example, m terminal stations 6-1 to 6-m are located around 1 to 2-n.
  • the base stations 2-1 to 2-n are connected to the intermediate processing device 8 via the network 10. Further, the base stations 2-1 to 2-n are connected to the base station control device 4 via the intermediate processing device 8. The terminal stations 6-1 to 6-m can be connected to at least one of the base stations 2-1 to 2-n. Then, the intermediate processing device 8 performs the processing described later between the base stations 2-1 to 2-n and the base station control device 4 that controls the base stations 2-1 to 2-n.
  • the base stations 2-1 to 2-n include a plurality of base stations having different characteristics and functions.
  • base station 2-1 and base station 2-2 are manufactured by different manufacturers or models, and have different characteristics and functions.
  • the difference in the characteristics is that, for example, even if the base station 2-1 and the base station 2-2 have a receiving function corresponding to the same communication standard, their respective RSSIs (Received Signal Strength Indicators) are used. ) Has different characteristics such as sensitivity (including collection method and calculation method).
  • the difference in function is, for example, the number of antennas that can be received by base station 2-1 even if base station 2-1 and base station 2-2 have a receiving function corresponding to the same communication standard.
  • the number of antennas that the base station 2-2 can receive is different, it means that the presence or absence of the function that the own station has is different.
  • the base station 2-1 and the base station 2-2 are different in the interface with other devices and the control command from the outside.
  • the wireless communication system 1 will be described, for example, in the case of operating in accordance with the IEEE802.11ax standard, but the present invention is not limited to this, and the system may operate in accordance with other communication standards. good.
  • base station 2 when any one of a plurality of configurations such as base stations 2-1 to 2-n is not specified, it is simply abbreviated as base station 2 and the like.
  • FIG. 2 is a functional block diagram illustrating the functions of the terminal station 6.
  • the terminal station 6 has, for example, a plurality of wireless communication units 60, a collection unit 62, a storage unit 64, and a control unit 66.
  • the wireless communication unit 60 has a reception unit (acquisition unit) 600 and a transmission unit (notification unit) 602, and performs wireless communication with the base station 2 and another terminal station 6.
  • the receiving unit 600 receives signals transmitted by, for example, the base station 2 and another terminal station 6, acquires information, and outputs the information to the collecting unit 62.
  • the transmission unit 602 transmits (notifies), for example, a signal indicating information stored in the storage unit 64 to the base station 2 and another terminal station 6.
  • the wireless communication unit 60 may use different frequency bands and communication methods, or may communicate using the same communication method.
  • the collecting unit 62 collects, for example, wireless environment information indicating the wireless environment around the base station 2 and the other terminal station 6 via the wireless communication unit 60, and outputs the information to the storage unit 64.
  • the storage unit 64 stores the wireless environment information and the like collected by the collection unit 62.
  • the control unit 66 has a setting unit 660 and controls each unit constituting the terminal station 6. For example, the setting unit 660 sets the operation of the terminal station 6 based on the information acquired from the base station 2 by the wireless communication unit 60.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating the functions of the base station 2.
  • the base station 2 has, for example, a plurality of wireless communication units 20, a collection unit 21, a storage unit 22, a self-station information holding unit 23, a network communication unit 24, and a control unit 25.
  • the wireless communication unit 20 has a reception unit (acquisition unit) 200 and a transmission unit (notification unit) 202, and performs wireless communication with other base stations 2 and terminal stations 6.
  • the collecting unit 21 collects, for example, wireless environment information including a plurality of information items indicating the wireless environment around the other base station 2 and the terminal station 6 via the wireless communication unit 20 to the other base station 2 and the terminal station 6. Is collected from and output to the storage unit 22.
  • the wireless environment information may include information on communication between the base station 2 and the terminal station 6 and information on the operating state of the base station 2.
  • the storage unit 22 stores the wireless environment information and the like collected by the collection unit 21.
  • the network communication unit 24 has a transmission unit (notification unit) 240 and a reception unit (acquisition unit) 242, and performs wired communication or wireless communication with the base station control device 4 via the network 10.
  • the transmission unit 240 transmits (notifies), for example, the information stored in the storage unit 22 and the signal indicating the own station information held by the own station information holding unit 23 to the base station control device 4.
  • the receiving unit 242 receives the signal transmitted by the base station control device 4 via the intermediate processing device 8 to acquire information (for example, individual second information such as parameters described later). Further, the receiving unit 242 outputs the information to be received from the base station control device 4 and transmitted to the terminal station 6 to the wireless communication unit 20.
  • the control unit 25 has a setting unit 250 and controls each unit constituting the base station 2.
  • the setting unit 250 communicates with the terminal station 6 based on the second information described later acquired by the network communication unit 24 from the intermediate processing device 8 and the information acquired from the terminal station 6 by the wireless communication unit 20. To set the operation of the base station 2.
  • the setting unit 250 sets the operation of the base station 2 so as to correct the radio wave interference relationship with another base station based on the individual second information (parameter) received by the receiving unit 242. conduct. Further, the setting unit 250 may be configured to make settings for the operation of the terminal station 6.
  • FIG. 4 is a functional block diagram illustrating the functions of the intermediate processing device 8 according to the embodiment.
  • the intermediate processing device 8 includes a first communication unit 80, an information collection unit 81, a storage unit 82, a conversion unit 83, a second communication unit 84, and a control unit 85, and includes base station 2-. Processing is performed between 1 to 2-n and the base station control device 4.
  • the first communication unit 80 has a first reception unit (acquisition unit) 800 and a second transmission unit (notification unit) 802, and is wired to each of the base stations 2-1 to 2-n via the network 10. Perform communication or wireless communication.
  • the first receiving unit 800 receives the signals transmitted by the base stations 2-1 to 2-n, acquires the information, and outputs the information to the information collecting unit 81.
  • the second transmission unit 802 transmits the information converted by the second conversion unit 832 to the base stations 2-1 to 2-n. For example, the second transmission unit 802 transmits individual second information described later to each base station 2 to each base station 2.
  • the information collecting unit 81 collects the wireless environment information received by the first receiving unit 800 and outputs it to the storage unit 82.
  • the wireless environment information collected by the information collecting unit 81 includes information about the terminal station 6 connected to the base station 2, and is information indicating the wireless environment around the base station 2 and the terminal station 6.
  • the storage unit 82 stores the wireless environment information and the like collected by the information collecting unit 81 and the second information and the like described later. Further, the storage unit 82 temporarily stores the first information so that the base station control device 4 can calculate the parameters based on the first information described later. Further, the storage unit 82 temporarily stores the second information so that each of the base stations 2 can make settings based on the second information.
  • the conversion unit 83 has a first conversion unit 830 and a second conversion unit 832.
  • the first conversion unit 830 converts the wireless environment information stored in the storage unit 82 into first information that can be uniformly processed by the base station control device 4 without distinguishing each base station 2.
  • the first conversion unit 830 not only unifies the data format based on the difference in the functions of the base stations 2, but also corrects the difference in the characteristics of each base station 2 and the type of control information.
  • the first information is generated by unifying by adjustment or the like, and is output to the second communication unit 84.
  • the second conversion unit 832 has a selection unit 833 and a command issuing unit 834, and receives information such as parameters received from the base station control device 4 by the second communication unit 84 in an individual second unit corresponding to each of the base stations 2. It is converted into information and output to the first communication unit 80 and the storage unit 82.
  • the selection unit 833 selects the parameters received from the base station control device 4 by the second communication unit 84 according to the functions and characteristic capabilities of each of the base stations 2.
  • the command issuing unit 834 issues control commands according to the functions of each of the base stations 2.
  • the second conversion unit 832 generates individual second information for each of the base stations 2 including the results processed by the selection unit 833 and the command issuing unit 834, and outputs the second information to the first communication unit 80 and the storage unit 82. do.
  • the second communication unit 84 has a first transmission unit (notification unit) 840 and a second reception unit (acquisition unit) 842, and performs wired communication or wireless communication with the base station control device 4.
  • the first transmission unit 840 transmits the first information converted by the first conversion unit 830 to the base station control device 4.
  • the second receiving unit 842 receives the parameters and the like calculated by the base station control device 4 based on the first information.
  • the control unit 85 has a setting unit 850 and controls each unit constituting the intermediate processing device 8.
  • the setting unit 850 may make settings for each of the base stations 2 via the second conversion unit 832 and the first communication unit 80 based on the information acquired by the second communication unit 84 from the base station control device 4. good.
  • FIG. 5 is a functional block diagram illustrating the functions of the base station control device 4.
  • the base station control device 4 includes, for example, an input unit 40, an output unit 41, a network communication unit 42, an information collection unit 43, a storage unit 44, a parameter calculation unit 45, and a control unit 46.
  • Base stations 2-1 to 2-n are controlled via the processing device 8.
  • the input unit 40 receives an operator's input (instruction, setting, etc.) to the base station control device 4.
  • the output unit 41 outputs the result of processing by the base station control device 4 as shown to the operator.
  • the network communication unit 42 has a reception unit (acquisition unit) 420 and a transmission unit (notification unit) 422, and performs wired communication with the base stations 2-1 to 2-n via the intermediate processing device 8 and the network 10. Or perform wireless communication.
  • the receiving unit 420 receives the information transmitted by the base stations 2-1 to 2-n via the intermediate processing device 8, and outputs the received information to the information collecting unit 43.
  • the receiving unit 420 receives the first information transmitted by the intermediate processing device 8 and outputs the first information to the information collecting unit 43.
  • the transmission unit 422 transmits the information processed by the base station control device 4 to the base stations 2-1 to 2-n via the intermediate processing device 8.
  • the transmission unit 422 transmits the parameters calculated by the parameter calculation unit 45 to the base stations 2-1 to 2-n via the intermediate processing device 8.
  • the information collecting unit 43 collects the information (first information and the like) received by the receiving unit 420 and outputs it to the storage unit 44.
  • the information collecting unit 43 obtains wireless environment information such as an operation log including a plurality of information items indicating the wireless environment around each base station 2 and each terminal station 6 from each of the base stations 2-1 to 2-n. It is collected via the intermediate processing device 8 and the collected result is stored in the storage unit 44.
  • Information items included in the wireless environment information include, for example, RSSI strength, traffic, number of terminal stations 6 connected to base station 2 (number of connected terminals), channel utilization rate, data rate, channel transition log, and the like. There is.
  • the parameter calculation unit 45 calculates a parameter for correcting the radio wave interference relationship between base stations by converting the radio wave intensity of each base station with the base station having the highest priority as a reference. For example, the parameter calculation unit 45 calculates the channel and bandwidth as a part of the parameter so as to maximize the SINR in the corrected radio wave interference relationship or minimize the INR (Interference to Noise power Ratio).
  • the parameter calculation unit 45 converts the radio wave intensity of each base station based on the weight set in advance for each base station that interferes with other base stations, thereby determining the radio wave interference relationship between the base stations.
  • the parameters to be corrected may be calculated.
  • the control unit 46 has a setting unit 460 and controls each unit constituting the base station control device 4. Further, the control unit 46 stores the result of processing the information by each unit constituting the base station control device 4 in the storage unit 44.
  • the setting unit 460 makes settings for each unit constituting the base station control device 4. For example, the setting unit 460 sets the information collecting unit 43 and the parameter calculating unit 45 based on the settings input by the operator via the input unit 40.
  • the intermediate processing device 8 converts the wireless environment information transmitted by each of the base stations 2 into the first information that can be uniformly processed by the base station control device 4, and the first information is transmitted to the base station control device 4. And send. Further, the intermediate processing device 8 converts information such as parameters transmitted by the base station control device 4 into individual second information corresponding to each of the base stations 2, and transfers the individual second information to each of the base stations 2. And send.
  • the intermediate processing device 8 converts into the first information that can be uniformly processed by the base station control device 4, and the conversion into individual second information according to each of the base stations 2. Therefore, even if any of the characteristics or functions of the plurality of base stations 2 is different, it is possible to collectively control by the base station control device 4.
  • the functions of the intermediate processing unit 8, the base station 2, the base station control device 4, and the terminal station 6 are partially or completely hardware such as PLD (Programmable Logic Device) and FPGA (Field Programmable Gate Array). It may be configured by hardware, or it may be configured as a program executed by a processor such as a CPU.
  • PLD Processable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the intermediate processing device 8 can be realized by using a computer and a program, and the program can be recorded on a storage medium or provided through a network.
  • FIG. 6 is a diagram showing a hardware configuration example of the intermediate processing device 8 (base station control device 4, base station 2, terminal station 6) according to the embodiment.
  • the intermediate processing device 8 has an input unit 500, an output unit 510, a communication unit 520, a CPU 530, a memory 540, and an HDD 550 connected via a bus 560, and has a function as a computer. Further, the intermediate processing device 8 is capable of inputting / outputting data to / from a computer-readable storage medium 570.
  • the input unit 500 is, for example, a keyboard and a mouse.
  • the output unit 510 is a display device such as a display.
  • the communication unit 520 is, for example, a wired or wireless network interface, and is capable of performing a plurality of wireless communications.
  • the CPU 530 controls each part constituting the intermediate processing device 8 and performs the above-mentioned calculation and the like.
  • the memory 540 and the HDD 550 constitute the above-mentioned storage unit 44 for storing data.
  • the memory 540 stores each data used in the above-mentioned calculation.
  • the storage medium 570 can store a wireless communication program or the like that executes a function of the intermediate processing device 8.
  • the architecture constituting the intermediate processing device 8 (base station control device 4, base station 2, terminal station 6) is not limited to the example shown in FIG.
  • a "computer-readable storage medium” is a communication line for transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, and dynamically holds the program for a short period of time. It may include a program or a program that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer that is a server or a client in that case.
  • FIG. 7 is a diagram showing a modified example of the wireless communication system 1 (wireless communication system 1a).
  • the wireless communication system 1a includes base stations 2a to 2c, base station control devices 4a to 4c, and a server 8a.
  • the base stations 2a to 2c have different functions and interface performances, and the terminal station 6 can be connected.
  • the base station 2a is connected to the server 8a via a predetermined API (Application Programming Interface).
  • the base station 2b is controlled by using HTTP (Hypertext Transfer Protocol) / HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure) via the network 10a.
  • the base station 2c includes a CLI (Command line interface) that can be remotely controlled by SSH (Secure Shell).
  • the server 8a has an intermediate processing device 8b, a database 8c, and a large-capacity engine 8d.
  • the intermediate processing device 8b has the same functions as the intermediate processing device 8 described above. For example, the intermediate processing device 8b communicates with the base stations 2a to 2c according to the respective interfaces of the base stations 2a to 2c. Further, the intermediate processing device 8b communicates with the base station control devices 4a to 4c using HTTP / HTTPS.
  • the database 8c stores information on the characteristic capabilities and functions of the base stations 2a to 2c and the base station control devices 4a to 4c, and assists the operation of the intermediate processing device 8b.
  • the large-capacity engine 8d temporarily stores data and controls timing so that the base station control devices 4a to 4c can execute processing in parallel.
  • Each of the base station control devices 4a to 4c has the same function as the base station control device 4 described above, for example.
  • the wireless communication system 1a is a server so that the base station control devices 4a to 4c can collectively control even if any of the characteristics or functions of the base stations 2a to 2c is different. 8a performs conversion to absorb the difference between the base stations 2a to 2c.
  • 1,1a ... Wireless communication system 1,1a ... Wireless communication system, 2-1 to 2-n, 2a to 2c ... Base station, 4,4a to 4c ... Base station control device, 6-1 to 6-m ... Terminal station, 8,8b ... Intermediate processing device, 8a ... Server, 8c ... Database, 8d ... Large capacity engine, 10,10a ... Network, 20 ... Wireless communication unit, 21 ... collection unit, 22 ... storage unit, 23 ... own station information holding unit, 24 ... network communication unit, 25 ... control unit, 40 ... input unit, 41 ... output Unit, 42 ... Network communication unit, 43 ... Information collection unit, 44 ... Storage unit, 45 ... Parameter calculation unit, 46 ... Control unit, 60 ...
  • Wireless communication unit 62. ⁇ ⁇ Collection unit, 64 ⁇ ⁇ ⁇ storage unit, 66 ⁇ ⁇ ⁇ control unit, 80 ⁇ ⁇ ⁇ first communication unit, 81 ⁇ ⁇ ⁇ information collection unit, 82 ⁇ ⁇ ⁇ storage unit, 83 ⁇ ⁇ ⁇ conversion unit, 84 ... 2nd communication unit, 85 ... control unit, 200, 242, 420, 600 ... reception unit (acquisition unit), 202, 240, 422, 602 ... transmission unit (notification unit), 250, 460, 660 ... Setting unit, 500 ... Input unit, 510 ... Output unit, 520 ... Communication unit, 530 ... CPU, 540 ... Memory, 550 ... HDD, 560 ... Bus, 570 ...
  • Storage medium 800 ... First receiving unit, 802 ... Second transmitting unit, 830 ... First conversion unit, 832 ... Second conversion unit, 833 ... selection unit, 834 ... command issuing unit, 840 ... first transmitting unit, 842 ... second receiving unit

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Abstract

端末局が接続可能な複数の基地局と、基地局それぞれを制御する基地局制御装置との間で処理を行う中間処理装置を備えた無線通信システムにおいて、中間処理装置は、基地局に接続された端末局に関する情報を含み、基地局及び端末局の周囲の無線環境を示す無線環境情報を、基地局それぞれから収集する情報収集部と、情報収集部が収集した無線環境情報を、基地局ごとに区別することなく基地局制御装置が一律に処理可能な第１情報に変換する第１変換部と、第１情報を基地局制御装置へ送信する送信部と、第１情報に基づいて基地局制御装置が算出したパラメータを受信する受信部と、受信部が受信したパラメータを、基地局それぞれに応じた個別の第２情報に変換する第２変換部とを有し、基地局それぞれは、第２情報を受信する受信部と、第２情報に基づいて端末局と通信を行うように設定する設定部とを有する。

Description

無線通信システム、中間処理装置、通信制御方法及び通信制御プログラム
　本発明は、無線通信システム、中間処理装置、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など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インターフェースをはじめ、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フレームなどに記載される。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コントローラなど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。
　また、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。
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
　しかしながら、例えば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。
　また、無線通信システムにおいて、基地局を製造するメーカが異なる場合など、特性上の能力や機能が異なる複数の基地局を収容するときには、基地局それぞれを集中制御する基地局制御装置が複数の基地局それぞれから収集可能な情報に差異が生じてしまう。また、基地局制御装置は、基地局それぞれの異なる特性上の能力や機能に応じて異なるパラメータ設定などを個別に行わなければ、各基地局を集中制御することができなかった。
　つまり、従来は、特性上の能力や機能が異なる基地局ごとに、個別に制御サーバ（制御エンジン、又はコントローラ）などを設ける必要があった。
　本発明は、複数の基地局それぞれの特性上の能力又は機能のいずれかが異なっていても、一括した制御を可能にする無線通信システム、中間処理装置、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との間で処理を行う中間処理装置を備えた無線通信システムにおいて、前記中間処理装置は、前記基地局に接続された前記端末局に関する情報を含み、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を、前記基地局ごとに区別することなく前記基地局制御装置が一律に処理可能な第１情報に変換する第１変換部と、前記第１情報を前記基地局制御装置へ送信する送信部と、前記第１情報に基づいて前記基地局制御装置が算出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を、前記基地局それぞれに応じた個別の第２情報に変換する第２変換部とを有し、前記基地局それぞれは、前記第２情報を受信する受信部と、前記第２情報に基づいて前記端末局と通信を行うように設定する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中間処理装置は、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との間で処理を行う中間処理装置において、前記基地局に接続された前記端末局に関する情報を含み、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を、前記基地局ごとに区別することなく前記基地局制御装置が一律に処理可能な第１情報に変換する第１変換部と、前記第１情報を前記基地局制御装置へ送信する第１送信部と、前記第１情報に基づいて前記基地局制御装置が算出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を、前記基地局それぞれに応じた個別の第２情報に変換する第２変換部と、個別の前記第２情報を前記基地局それぞれに対して送信する第２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基地局制御装置を備えた無線通信システムを制御する通信制御方法において、前記基地局に接続された前記端末局に関する情報を含み、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を、前記基地局ごとに区別することなく前記基地局制御装置が一律に処理可能な第１情報に変換する第１変換工程と、前記第１情報を前記基地局制御装置へ送信する第１送信工程と、前記第１情報に基づいて前記基地局制御装置が算出したパラメータを受信する受信工程と、受信したパラメータを、前記基地局それぞれに応じた個別の第２情報に変換する第２変換工程と、個別の前記第２情報を前記基地局それぞれに対して送信する第２送信工程とを含むことを特徴とする。
　本発明によれば、複数の基地局それぞれの特性上の能力又は機能のいずれかが異なっていても、一括した制御を可能にすることができる。
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中間処理装置が有する機能を例示する機能ブロック図である。 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中間処理装置のハードウェア構成例を示す図である。 一実施形態にかかる無線通信システムの変形例を示す図である。
　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、ｎ台の基地局（ＡＰ）２－１～２－ｎ、基地局制御装置４、及び中間処理装置８を有し、基地局２－１～２－ｎの周囲には、例えばｍ台の端末局６－１～６－ｍが位置している。
　基地局２－１～２－ｎは、ネットワーク１０を介して中間処理装置８に接続されている。また、基地局２－１～２－ｎは、中間処理装置８を介して基地局制御装置４に接続されている。そして、端末局６－１～６－ｍは、基地局２－１～２－ｎの少なくともいずれかに接続可能となっている。そして、中間処理装置８は、基地局２－１～２－ｎと、基地局２－１～２－ｎを制御する基地局制御装置４との間で後述する処理を行う。
　なお、基地局２－１～２－ｎには、特性上の能力や機能が異なる複数の基地局が含まれている。例えば、基地局２－１と基地局２－２とは、製造するメーカ又は機種などが異なっており、特性上の能力や機能に差異がある。
　ここで、特性上の能力の差異とは、例えば、基地局２－１と基地局２－２とが同一の通信規格に対応する受信機能を備えていても、それぞれのＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）における感度（収集方法・算出方法を含む）などの特性が異なることをいう。
　また、機能の差異とは、例えば、基地局２－１と基地局２－２とが同一の通信規格に対応する受信機能を備えていても、基地局２－１が受信できるアンテナの数と、基地局２－２が受信できるアンテナの数とが異なる場合など、それぞれ自局が備えている機能の有無などが異なることをいう。さらに、基地局２－１と基地局２－２とは、他の装置とのインターフェースや、外部からの制御コマンドなども異なっている。
　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－ｎ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などを、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などを記憶する。
　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が中間処理装置８を介して基地局制御装置４から取得した情報など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などを、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などを記憶する。
　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・機能など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、中間処理装置８を介して受信して情報（例えば後述するパラメータなどの個別の第２情報）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が中間処理装置８から取得した後述する第２情報、及び無線通信部２０が端末局６から取得した情報などに基づいて端末局６と通信を行うように、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が受信した個別の第２情報（パラメータ）に基づいて、例えば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、中間処理装置８について説明する。図４は、一実施形態にかかる中間処理装置８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、中間処理装置８は、第１通信部８０、情報収集部８１、記憶部８２、変換部８３、第２通信部８４、及び制御部８５を有し、基地局２－１～２－ｎと基地局制御装置４との間で処理を行う。
　第１通信部８０は、第１受信部（取得部）８００及び第２送信部（通知部）８０２を有し、ネットワーク１０を介して基地局２－１～２－ｎそれぞれとの間で有線通信又は無線通信を行う。
　第１受信部８００は、基地局２－１～２－ｎが送信する信号を受信して情報を取得し、情報収集部８１に対して出力する。第２送信部８０２は、第２変換部８３２が変換した情報を基地局２－１～２－ｎに対して送信する。例えば、第２送信部８０２は、基地局２それぞれに個別の後述する第２情報を基地局２それぞれに対して送信する。
　情報収集部８１は、第１受信部８００が受信した無線環境情報などを収集し、記憶部８２に対して出力する。情報収集部８１が収集する無線環境情報は、基地局２に接続された端末局６に関する情報を含み、基地局２及び端末局６の周囲の無線環境を示す情報である。
　記憶部８２は、情報収集部８１が収集した無線環境情報などと、後述する第２情報などを記憶する。また、記憶部８２は、基地局制御装置４が後述する第１情報に基づいてパラメータを算出することを可能にするように第１情報を一時記憶する。また、記憶部８２は、基地局２それぞれが第２情報に基づく設定をすることを可能にするように第２情報を一時記憶する。
　変換部８３は、第１変換部８３０及び第２変換部８３２を有する。第１変換部８３０は、記憶部８２が記憶した無線環境情報を、基地局２ごとに区別することなく基地局制御装置４が一律に処理可能な第１情報に変換する。例えば、第１変換部８３０は、基地局２それぞれの機能の差異に基づくデータのフォーマットなどを統一化するだけでなく、基地局２それぞれの特性上の能力の差異、制御情報の種類を補正・調整により統一化することなどによって第１情報を生成し、第２通信部８４に対して出力する。
　第２変換部８３２は、選択部８３３及びコマンド発行部８３４を有し、第２通信部８４が基地局制御装置４から受信したパラメータなどの情報を、基地局２それぞれに応じた個別の第２情報に変換し、第１通信部８０及び記憶部８２に対して出力する。
　例えば、選択部８３３は、第２通信部８４が基地局制御装置４から受信したパラメータを、基地局２それぞれが有する機能及び特性上の能力に応じて選択する。コマンド発行部８３４は、基地局２それぞれが有する機能に応じた制御コマンドを発行する。そして、第２変換部８３２は、選択部８３３及びコマンド発行部８３４が処理した結果を含む基地局２それぞれに個別の第２情報を生成し、第１通信部８０及び記憶部８２に対して出力する。
　第２通信部８４は、第１送信部（通知部）８４０及び第２受信部（取得部）８４２を有し、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。
　第１送信部８４０は、第１変換部８３０が変換した第１情報を基地局制御装置４へ送信する。第２受信部８４２は、第１情報に基づいて基地局制御装置４が算出したパラメータなどを受信する。
　制御部８５は、設定部８５０を有し、中間処理装置８を構成する各部を制御する。設定部８５０は、例えば、第２通信部８４が基地局制御装置４から取得した情報に基づいて、第２変換部８３２及び第１通信部８０を介し、基地局２それぞれに対する設定を行ってもよい。
　次に、基地局制御装置４について説明する。図５は、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５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を有し、中間処理装置８を介して基地局２－１～２－ｎを制御する。
　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・設定など）を受け入れる。出力部４１は、基地局制御装置４が処理した結果など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、中間処理装置８及びネットワーク１０を介して基地局２－１～２－ｎとの間で有線通信又は無線通信を行う。
　受信部４２０は、中間処理装置８を介して基地局２－１～２－ｎ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。例えば、受信部４２０は、中間処理装置８が送信する第１情報を受信し、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が処理した情報などを、中間処理装置８を介して基地局２－１～２－ｎ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、中間処理装置８を介して基地局２－１～２－ｎへ送信する。
　情報収集部４３は、受信部４２０が受信した情報（第１情報など）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－ｎそれぞれから中間処理装置８を介して収集し、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、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－ｎ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。
　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。
　つまり、中間処理装置８は、基地局２それぞれが送信した無線環境情報などを、基地局制御装置４が一律に処理可能な第１情報に変換し、第１情報を基地局制御装置４に対して送信する。また、中間処理装置８は、基地局制御装置４が送信したパラメータなどの情報を、基地局２それぞれに応じた個別の第２情報に変換し、個別の第２情報を基地局２それぞれに対して送信する。
　このように、無線通信システム１は、中間処理装置８が基地局制御装置４によって一律に処理可能な第１情報への変換と、基地局２それぞれに応じた個別の第２情報への変換とを行うので、複数の基地局２それぞれの特性上の能力又は機能のいずれかが異なっていても、一括した基地局制御装置４による制御を可能にする。
　なお、中間処理装置８、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）などのハードウェアによって構成されてもよいし、ＣＰＵなど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、本発明にかかる中間処理装置８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６は、一実施形態にかかる中間処理装置８（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６に示すように、例えば中間処理装置８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、中間処理装置８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などである。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、中間処理装置８を構成する各部を制御し、上述した計算などを行う。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、中間処理装置８が有する機能を実行させる無線通信プログラムなどを記憶可能にされている。なお、中間処理装置８（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６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や周辺機器など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などの可搬媒体など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、インターネットなどのネットワークや電話回線など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。
　次に、無線通信システム１の変形例について説明する。図７は、無線通信システム１の変形例（無線通信システム１ａ）を示す図である。図７に示すように、無線通信システム１ａは、基地局２ａ～２ｃ、基地局制御装置４ａ～４ｃ、及びサーバ８ａを有する。
　基地局２ａ～２ｃは、それぞれ機能やインターフェースの性能などが異なり、端末局６が接続可能にされている。例えば、基地局２ａは、所定のＡＰＩ（Application Programming Interface）を介してサーバ８ａに接続されている。基地局２ｂは、ネットワーク１０ａを介し、ＨＴＴＰ（Hypertext Transfer Protocol）／ＨＴＴＰＳ（Hypertext Transfer Protocol Secure）を用いて制御される。基地局２ｃは、ＳＳＨ（Secure Shell）によって遠隔操作を可能にされたＣＬＩ（Command line interface）を備えている。
　サーバ８ａは、中間処理装置８ｂ、データベース８ｃ、及び大容量エンジン８ｄを有する。中間処理装置８ｂは、上述した中間処理装置８と同様の機能を備える。例えば、中間処理装置８ｂは、基地局２ａ～２ｃそれぞれ個別のインターフェースに応じて、基地局２ａ～２ｃとの間で通信を行う。また、中間処理装置８ｂは、ＨＴＴＰ／ＨＴＴＰＳを用いて基地局制御装置４ａ～４ｃとの間で通信を行う。
　データベース８ｃは、基地局２ａ～２ｃ及び基地局制御装置４ａ～４ｃの特性上の能力や機能に関する情報を記憶し、中間処理装置８ｂの動作を補助する。大容量エンジン８ｄは、基地局制御装置４ａ～４ｃが並列して処理を実行できるようにデータの一時記憶とタイミング制御を行う。
　基地局制御装置４ａ～４ｃそれぞれは、例えば上述した基地局制御装置４と同様の機能を備える。
　つまり、無線通信システム１ａは、基地局２ａ～２ｃそれぞれの特性上の能力又は機能のいずれかが異なっていても、基地局制御装置４ａ～４ｃが一括した制御をすることができるように、サーバ８ａが基地局２ａ～２ｃそれぞれの差異を吸収する変換を行う。
　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。
　１，１ａ・・・無線通信システム、２－１～２－ｎ，２ａ～２ｃ・・・基地局、４，４ａ～４ｃ・・・基地局制御装置、６－１～６－ｍ・・・端末局、８，８ｂ・・・中間処理装置、８ａ・・・サーバ、８ｃ・・・データベース、８ｄ・・・大容量エンジン、１０，１０ａ・・・ネットワーク、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、８０・・・第１通信部、８１・・・情報収集部、８２・・・記憶部、８３・・・変換部、８４・・・第２通信部、８５・・・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、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、８００・・・第１受信部、８０２・・・第２送信部、８３０・・・第１変換部、８３２・・・第２変換部、８３３・・・選択部、８３４・・・コマンド発行部、８４０・・・第１送信部、８４２・・・第２受信部
 

Claims (7)

  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との間で処理を行う中間処理装置を備えた無線通信システムにおいて、
    　前記中間処理装置は、
    　前記基地局に接続された前記端末局に関する情報を含み、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を、前記基地局ごとに区別することなく前記基地局制御装置が一律に処理可能な第１情報に変換する第１変換部と、
    　前記第１情報を前記基地局制御装置へ送信する送信部と、
    　前記第１情報に基づいて前記基地局制御装置が算出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を、前記基地局それぞれに応じた個別の第２情報に変換する第２変換部と
    　を有し、
    　前記基地局それぞれは、
    　前記第２情報を受信する受信部と、
    　前記第２情報に基づいて前記端末局と通信を行うように設定する設定部と
    　を有することを特徴とする無線通信システム。
  2. 　前記中間処理装置は、
    　前記基地局制御装置が前記第１情報に基づいてパラメータを算出することを可能にするように前記第１情報を一時記憶し、前記基地局それぞれが前記第２情報に基づく設定をすることを可能にするように前記第２情報を一時記憶する記憶部をさらに有すること
    　を特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 　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との間で処理を行う中間処理装置において、
    　前記基地局に接続された前記端末局に関する情報を含み、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を、前記基地局ごとに区別することなく前記基地局制御装置が一律に処理可能な第１情報に変換する第１変換部と、
    　前記第１情報を前記基地局制御装置へ送信する第１送信部と、
    　前記第１情報に基づいて前記基地局制御装置が算出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を、前記基地局それぞれに応じた個別の第２情報に変換する第２変換部と、
    　個別の前記第２情報を前記基地局それぞれに対して送信する第２送信部と
    　を有することを特徴とする中間処理装置。
  4. 　前記基地局制御装置が前記第１情報に基づいてパラメータを算出することを可能にするように前記第１情報を一時記憶し、前記基地局それぞれが前記第２情報に基づく設定をすることを可能にするように前記第２情報を一時記憶する記憶部をさらに有すること
    　を特徴とする請求項３に記載の中間処理装置。
  5. 　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を備えた無線通信システムを制御する通信制御方法において、
    　前記基地局に接続された前記端末局に関する情報を含み、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を、前記基地局ごとに区別することなく前記基地局制御装置が一律に処理可能な第１情報に変換する第１変換工程と、
    　前記第１情報を前記基地局制御装置へ送信する第１送信工程と、
    　前記第１情報に基づいて前記基地局制御装置が算出したパラメータを受信する受信工程と、
    　受信したパラメータを、前記基地局それぞれに応じた個別の第２情報に変換する第２変換工程と、
    　個別の前記第２情報を前記基地局それぞれに対して送信する第２送信工程と
    　を含むことを特徴とする通信制御方法。
  6. 　前記基地局制御装置が前記第１情報に基づいてパラメータを算出することを可能にするように前記第１情報を一時記憶する第１記憶工程と、
    　前記基地局それぞれが前記第２情報に基づく設定をすることを可能にするように前記第２情報を一時記憶する第２記憶工程と
    　を含むことを特徴とする請求項５に記載の通信制御方法。
  7. 　請求項１又は２に記載の無線通信システム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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