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技術 無線通信システム、無線通信方法および集中制御局

出願人 日本電信電話株式会社
発明者 アベーセーカラヒランタシティラ松井宗大石原浩一村上友規中平俊朗鷹取泰司溝口匡人
出願日 2015年11月30日 (4年3ヶ月経過) 出願番号 2015-234154
公開日 2017年6月8日 (2年9ヶ月経過) 公開番号 2017-103556
状態 特許登録済
技術分野 移動無線通信システム
主要キーワード 通常パラメータ 強制移行 設定パラメータ値 時間占有率 制御対象外 公共スペース 無線基地局群 クラスタ割当
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図面 (14)

課題

無線LANの稠密環境において、無線基地局および無線端末スループットの改善およびシステム全体のスループットの改善を図る。

解決手段

それぞれ配下の無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局と、複数の無線基地局または無線端末の周辺環境情報および能力情報に応じて各無線基地局通信制御に用いるパラメータを制御する集中制御局とを備えた無線通信システムであって、複数の無線基地局は、周辺の環境情報および能力情報を取得して集中制御局に通知する無線環境情報通知手段を備え、集中制御局は、複数の無線基地局から通知される環境情報および能力情報に応じて、同一周波数同時送信を行う無線基地局として選定した無線基地局群に対して、同時送信を行うためのパラメータとしてチャネルおよび帯域幅割り当てを制御する同時送信制御手段を備える。

概要

背景

近年、ノートパソコンスマートフォン等の持ち運び可能で高性能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通信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(例えば、非特許文献1参照)。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。

ただし、IEEE802.11ac規格においてチャネル帯域幅を40MHz、80MHz、 160MHz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。

このように、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アクセスポイントAP))が自セルBSS:Basic Service Set )内で使用するチャネルを選択する必要がある。

ここで、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:OverlappingBSS )。その場合、同一チャネルを使用するBSS間の干渉の影響により、当該BSSおよびシステム全体のスループットが低下することになる。そのため無線LANでは、CSMA/CA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通信局は、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、この間に他の通信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。通信局は、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、この間にも他の通信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(TXOP:Transmission Opportunity)を得る。チャネルの利用権を得た通信局(TXOP Holder )は、同一BSS内の他の通信局にデータを送信したり、それらの通信局からデータを受信したりできる。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、送信機会(チャネルの利用権を得る機会)が低下し、スループットが低下することになる。したがって、周辺環境モニタリングし、適切なチャネルを選択することが重要になる。

無線基地局におけるチャネルの選択方法は、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が、最も一般的なチャネル選択方法としては、干渉電力の最も少ないチャネルを自律分散的に選択する方法がある。APは、一定期間すべてのチャネルについてキャリアセンスして最も干渉電力が小さいチャネルを選択し、選択したチャネル上で配下の端末装置とデータの送受信を行う。なお、干渉電力とは、近隣BSSや他システムから受信する信号のレベルであり、例えば、受信信号強度RSSI:Received Signal Strength Indicator)により測定することができる。

ここで、無線基地局においてキャリアセンスを行うに当たり、受信信号強度(RSSI)を用いてチャネル使用状況を判断するCCA(Clear Channel Assessment)閾値が設定されている。例えばIEEE802.11規格では、2つのCCA閾値が規定されている。1つは、キャリアセンスの際に受信する受信信号において無線LAN信号プリアンブルを検出できた場合のCCA閾値(以下、CCA−SD(Signal Detection)閾値とする)であり、もう1つは、キャリアセンスの際に受信する受信信号において無線LAN信号のプリアンブルを検出できなかった場合のCCA閾値(以下、CCA−ED(Energy Detection)閾値とする)である。例えば、IEEE802.11a規格では、CCA−SD閾値は−82dBmに設定される。CCA−ED閾値は−62dBmに設定される。

キャリアセンスにより、RSSIがCCA−SD閾値以上で、かつ無線LAN信号のプリアンブルを検出した場合は、そのチャネルはビジー(通信不可)と判定する。また、キャリアセンスにより無線LAN信号のプリアンブルを検出できない場合でも、RSSIがCCA−ED閾値以上の場合は、近隣BSSや他システムからの干渉波と見なしてそのチャネルはビジー(通信不可)と判定する。それ以外の場合は、チャネルがアイドル(通信可)と判定する。

また、IEEE802.11標準規格では、BSS周辺無線状況が変化した場合におけるチャネルの変更手順が規定されているが、基本的に、レーダ検出などによる強制移行以外は、一度選択したチャネルの再選択を行っていない。すなわち、現状無線LANでは、無線状況の変化に応じたチャネルの最適化は行われていない。

概要

無線LANの稠密環境において、無線基地局および無線端末のスループットの改善およびシステム全体のスループットの改善をる。それぞれ配下の無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局と、複数の無線基地局または無線端末の周辺の環境情報および能力情報に応じて各無線基地局通信制御に用いるパラメータを制御する集中制御局とを備えた無線通信システムであって、複数の無線基地局は、周辺の環境情報および能力情報を取得して集中制御局に通知する無線環境情報通知手段を備え、集中制御局は、複数の無線基地局から通知される環境情報および能力情報に応じて、同一周波数同時送信を行う無線基地局として選定した無線基地局群に対して、同時送信を行うためのパラメータとしてチャネルおよび帯域幅の割り当てを制御する同時送信制御手段を備える。

目的

本発明は、無線LANの稠密環境において、無線基地局(AP)および無線端末のスループットの改善およびシステム全体のスループットの改善ができる無線通信システム、無線通信方法および集中制御局を提供する

効果

実績

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牽制数
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請求項1

それぞれ配下の無線端末無線通信を行う複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局または前記無線端末の周辺環境情報および能力情報に応じて各無線基地局通信制御に用いるパラメータを制御する集中制御局とを備えた無線通信システムであって、前記複数の無線基地局は、周辺の環境情報および能力情報を取得して前記集中制御局に通知する無線環境情報通知手段を備え、前記集中制御局は、前記複数の無線基地局から通知される前記環境情報および能力情報に応じて、同一周波数同時送信を行う無線基地局として選定した無線基地局群に対して、同時送信を行うための前記パラメータとしてチャネルおよび帯域幅割り当てを制御する同時送信制御手段を備えたことを特徴とする無線通信システム。

請求項2

請求項1に記載の無線通信システムにおいて、前記集中制御局の前記同時送信制御手段は、前記同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能なチャネルを示す割当可能チャネルリストを作成する割当可能チャネルリスト作成手段と、前記同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能な帯域幅を示す割当可能帯域幅リストを作成する割当可能帯域幅リスト作成手段と、前記同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、前記割当可能帯域幅リストの中から帯域幅を割り当てる帯域幅割当手段と、前記同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、前記割当可能チャネルリストの中からチャネルを割り当てるチャネル割当手段とを含むことを特徴とする無線通信システム。

請求項3

請求項2に記載の無線通信システムにおいて、前記割当可能チャネルリスト作成手段は、前記無線基地局群で使用可能なチャネルの中から、所定の割当対象チャネルでないチャネル、所定期間内にレーダ信号を検出したチャネル、前記集中制御局が管理できないシステム外の無線基地局で使用中のチャネル、前記集中制御局の制御対象外の無線基地局で使用中のチャネルの全部または一部のチャネルを除外して前記割当可能チャネルリストを作成する構成であることを特徴とする無線通信システム。

請求項4

請求項2に記載の無線通信システムにおいて、前記割当可能帯域幅リスト作成手段は、前記割当可能帯域幅リストの各帯域幅について、前記割当可能チャネルリストのチャネルで当該帯域幅を使用したセル立ち上げが可能か否かを所定のプライマリチャネル選択規定に基づいて判定し、前記割当可能チャネルリストのチャネルのすべてでセルの立ち上げが不可となる帯域幅を除外して前記割当可能帯域幅リストを作成する構成であることを特徴とする無線通信システム。

請求項5

請求項2に記載の無線通信システムにおいて、前記割当可能帯域幅リスト作成手段は、前記割当可能帯域幅リストの各帯域幅のうち、前記無線基地局群、または前記無線基地局群とその帰属の全無線端末の各対応可能帯域幅より大きい帯域幅を除外して前記割当可能帯域幅リストを作成する構成であることを特徴とする無線通信システム。

請求項6

請求項2に記載の無線通信システムにおいて、前記帯域幅割当手段は、前記無線基地局群に対して、前記割当可能帯域幅リストの中から割当可能な最大帯域幅または最小帯域幅を割り当てる構成であることを特徴とする無線通信システム。

請求項7

請求項2に記載の無線通信システムにおいて、前記チャネル割当手段は、前記無線基地局群に対して、前記割当可能チャネルリストから周辺の無線基地局群に帰属する無線基地局に割当済みのチャネルを除外し、さらに周辺の無線基地局における割当可能チャネルリストに含まれる最少数のチャネルを選択して割り当てる構成であることを特徴とする無線通信システム。

請求項8

請求項7に記載の無線通信システムにおいて、前記チャネル割当手段は、前記割当可能チャネルリストから所定の推奨チャネル以外のチャネルを除外してチャネルの割り当てを行う構成であることを特徴とする無線通信システム。

請求項9

それぞれ配下の無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局または前記無線端末の周辺の環境情報および能力情報に応じて各無線基地局の通信制御に用いるパラメータを制御する集中制御局とを備え、同一周波数で同時送信を行う無線基地局として選定した無線基地局群のパラメータを制御する無線通信方法であって、前記複数の無線基地局は、周辺の環境情報および能力情報を取得して前記集中制御局に通知するステップを有し、前記集中制御局は、前記複数の無線基地局から通知される前記環境情報および能力情報に応じて、前記無線基地局群に対して、同時送信を行うための前記パラメータとしてチャネルおよび帯域幅の割り当てを制御するステップを有することを特徴とする無線通信方法。

請求項10

請求項9に記載の無線通信方法において、前記集中制御局は、前記同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能なチャネルを示す割当可能チャネルリストを作成するステップ1と、前記同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能な帯域幅を示す割当可能帯域幅リストを作成するステップ2と、前記同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、前記割当可能帯域幅リストの中から帯域幅を割り当てるステップ3と、前記同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、前記割当可能チャネルリストの中からチャネルを割り当てるステップ4とを含むことを特徴とする無線通信方法。

請求項11

それぞれ配下の無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局と、前記複数の無線基地局または前記無線端末の周辺の環境情報および能力情報に応じて各無線基地局の通信制御に用いるパラメータを制御する集中制御局とを備え、同一周波数で同時送信を行う無線基地局として選定した無線基地局群のパラメータを制御する無線通信システムの集中制御局であって、前記複数の無線基地局から通知される前記環境情報および能力情報に応じて、前記無線基地局群に対して、同時送信を行うための前記パラメータとしてチャネルおよび帯域幅の割り当てを制御する同時送信制御手段を備えたことを特徴とする集中制御局。

請求項12

請求項11に記載の集中制御局において、前記同時送信制御手段は、前記同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能なチャネルを示す割当可能チャネルリストを作成する割当可能チャネルリスト作成手段と、前記同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能な帯域幅を示す割当可能帯域幅リストを作成する割当可能帯域幅リスト作成手段と、前記同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、前記割当可能帯域幅リストの中から帯域幅を割り当てる帯域幅割当手段と、前記同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、前記割当可能チャネルリストの中からチャネルを割り当てるチャネル割当手段とを含むことを特徴とする集中制御局。

技術分野

0001

本発明は、無線LAN(Local Area Network)の稠密環境において、各通信局の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集中制御局に関する。

背景技術

0002

近年、ノートパソコンスマートフォン等の持ち運び可能で高性能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。

0003

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。

0004

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。

0005

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通信局が増えればさらに低下する。

0006

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。

0007

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。

0008

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(例えば、非特許文献1参照)。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。

0009

ただし、IEEE802.11ac規格においてチャネル帯域幅を40MHz、80MHz、 160MHz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。

0010

このように、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アクセスポイントAP))が自セルBSS:Basic Service Set )内で使用するチャネルを選択する必要がある。

0011

ここで、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:OverlappingBSS )。その場合、同一チャネルを使用するBSS間の干渉の影響により、当該BSSおよびシステム全体のスループットが低下することになる。そのため無線LANでは、CSMA/CA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。

0012

具体的には、送信要求が発生した通信局は、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、この間に他の通信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。通信局は、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、この間にも他の通信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(TXOP:Transmission Opportunity)を得る。チャネルの利用権を得た通信局(TXOP Holder )は、同一BSS内の他の通信局にデータを送信したり、それらの通信局からデータを受信したりできる。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、送信機会(チャネルの利用権を得る機会)が低下し、スループットが低下することになる。したがって、周辺環境モニタリングし、適切なチャネルを選択することが重要になる。

0013

無線基地局におけるチャネルの選択方法は、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が、最も一般的なチャネル選択方法としては、干渉電力の最も少ないチャネルを自律分散的に選択する方法がある。APは、一定期間すべてのチャネルについてキャリアセンスして最も干渉電力が小さいチャネルを選択し、選択したチャネル上で配下の端末装置とデータの送受信を行う。なお、干渉電力とは、近隣BSSや他システムから受信する信号のレベルであり、例えば、受信信号強度RSSI:Received Signal Strength Indicator)により測定することができる。

0014

ここで、無線基地局においてキャリアセンスを行うに当たり、受信信号強度(RSSI)を用いてチャネル使用状況を判断するCCA(Clear Channel Assessment)閾値が設定されている。例えばIEEE802.11規格では、2つのCCA閾値が規定されている。1つは、キャリアセンスの際に受信する受信信号において無線LAN信号プリアンブルを検出できた場合のCCA閾値(以下、CCA−SD(Signal Detection)閾値とする)であり、もう1つは、キャリアセンスの際に受信する受信信号において無線LAN信号のプリアンブルを検出できなかった場合のCCA閾値(以下、CCA−ED(Energy Detection)閾値とする)である。例えば、IEEE802.11a規格では、CCA−SD閾値は−82dBmに設定される。CCA−ED閾値は−62dBmに設定される。

0015

キャリアセンスにより、RSSIがCCA−SD閾値以上で、かつ無線LAN信号のプリアンブルを検出した場合は、そのチャネルはビジー(通信不可)と判定する。また、キャリアセンスにより無線LAN信号のプリアンブルを検出できない場合でも、RSSIがCCA−ED閾値以上の場合は、近隣BSSや他システムからの干渉波と見なしてそのチャネルはビジー(通信不可)と判定する。それ以外の場合は、チャネルがアイドル(通信可)と判定する。

0016

また、IEEE802.11標準規格では、BSS周辺無線状況が変化した場合におけるチャネルの変更手順が規定されているが、基本的に、レーダ検出などによる強制移行以外は、一度選択したチャネルの再選択を行っていない。すなわち、現状無線LANでは、無線状況の変化に応じたチャネルの最適化は行われていない。

先行技術

0017

IEEE 802.11ac Standard, December 2013.

発明が解決しようとする課題

0018

既存の無線LANシステムは、自律分散的に動作する。また、前述の通り、各無線基地局起動時における周辺の無線環境に基づいて使用するチャネルを選択し、一度選択したチャネルの再選択は基本的に行っていない。環境変化には、例えば起動中の無線基地局数の変化、各無線基地局配下の無線端末の変化、各々のセル内の無線装置から送出されるデータ量の変化などがある。しかし、既存の無線LANシステムでは、そのような環境変化があっても使用チャネルの最適化を行なっていないため、各々の基地局、または各々の端末のスループット間で差が生じ、スループット値不公平となったりシステム全体でもスループットが劣化する問題があった。

0019

本発明は、無線LANの稠密環境において、無線基地局(AP)および無線端末のスループットの改善およびシステム全体のスループットの改善ができる無線通信システム、無線通信方法および集中制御局を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0020

第1の発明は、それぞれ配下の無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局と、複数の無線基地局または無線端末の周辺の環境情報および能力情報に応じて各無線基地局の通信制御に用いるパラメータを制御する集中制御局とを備えた無線通信システムであって、複数の無線基地局は、周辺の環境情報および能力情報を取得して集中制御局に通知する無線環境情報通知手段を備え、集中制御局は、複数の無線基地局から通知される環境情報および能力情報に応じて、同一周波数同時送信を行う無線基地局として選定した無線基地局群に対して、同時送信を行うためのパラメータとしてチャネルおよび帯域幅の割り当てを制御する同時送信制御手段を備える。

0021

第1の発明の無線通信システムにおいて、集中制御局の同時送信制御手段は、同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能なチャネルを示す割当可能チャネルリストを作成する割当可能チャネルリスト作成手段と、同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能な帯域幅を示す割当可能帯域幅リストを作成する割当可能帯域幅リスト作成手段と、同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能帯域幅リストの中から帯域幅を割り当てる帯域幅割当手段と、同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能チャネルリストの中からチャネルを割り当てるチャネル割当手段とを含む。

0022

第1の発明の無線通信システムにおける集中制御局の割当可能チャネルリスト作成手段は、無線基地局群で使用可能なチャネルの中から、所定の割当対象チャネルでないチャネル、所定期間内にレーダ信号を検出したチャネル、集中制御局が管理できないシステム外の無線基地局で使用中のチャネル、集中制御局の制御対象外の無線基地局で使用中のチャネルの全部または一部のチャネルを除外して割当可能チャネルリストを作成する構成である。

0023

第1の発明の無線通信システムにおける集中制御局の割当可能帯域幅リスト作成手段は、割当可能帯域幅リストの各帯域幅について、割当可能チャネルリストのチャネルで当該帯域幅を使用したセルの立ち上げが可能か否かを所定のプライマリチャネル選択規定に基づいて判定し、割当可能チャネルリストのチャネルのすべてでセルの立ち上げが不可となる帯域幅を除外して割当可能帯域幅リストを作成する構成である。

0024

第1の発明の無線通信システムにおける集中制御局の割当可能帯域幅リスト作成手段は、割当可能帯域幅リストの各帯域幅のうち、無線基地局群、または無線基地局群とその帰属の全無線端末の各対応可能帯域幅より大きい帯域幅を除外して割当可能帯域幅リストを作成する構成である。

0025

第1の発明の無線通信システムにおける集中制御局の帯域幅割当手段は、無線基地局群に対して、割当可能帯域幅リストの中から割当可能な最大帯域幅または最小帯域幅を割り当てる構成である。

0026

第1の発明の無線通信システムにおける集中制御局のチャネル割当手段は、無線基地局群に対して、割当可能チャネルリストから周辺の無線基地局群に帰属する無線基地局に割当済みのチャネルを除外し、さらに周辺の無線基地局における割当可能チャネルリストに含まれる最少数のチャネルを選択して割り当てる構成である。

0027

第1の発明の無線通信システムにおける集中制御局のチャネル割当手段は、割当可能チャネルリストから所定の推奨チャネル以外のチャネルを除外してチャネルの割り当てを行う構成である。

0028

第2の発明は、それぞれ配下の無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局と、複数の無線基地局または無線端末の周辺の環境情報および能力情報に応じて各無線基地局の通信制御に用いるパラメータを制御する集中制御局とを備え、同一周波数で同時送信を行う無線基地局として選定した無線基地局群のパラメータを制御する無線通信方法であって、複数の無線基地局は、周辺の環境情報および能力情報を取得して集中制御局に通知するステップを有し、集中制御局は、複数の無線基地局から通知される環境情報および能力情報に応じて、無線基地局群に対して、同時送信を行うためのパラメータとしてチャネルおよび帯域幅の割り当てを制御するステップを有する。

0029

第2の発明の無線通信方法において、集中制御局は、同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能なチャネルを示す割当可能チャネルリストを作成するステップ1と、同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能な帯域幅を示す割当可能帯域幅リストを作成するステップ2と、同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能帯域幅リストの中から帯域幅を割り当てるステップ3と、同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能チャネルリストの中からチャネルを割り当てるステップ4とを含む。

0030

第3の発明は、それぞれ配下の無線端末と無線通信を行う複数の無線基地局と、複数の無線基地局または無線端末の周辺の環境情報および能力情報に応じて各無線基地局の通信制御に用いるパラメータを制御する集中制御局とを備え、同一周波数で同時送信を行う無線基地局として選定した無線基地局群のパラメータを制御する無線通信システムの集中制御局であって、複数の無線基地局から通知される環境情報および能力情報に応じて、無線基地局群に対して、同時送信を行うためのパラメータとしてチャネルおよび帯域幅の割り当てを制御する同時送信制御手段を備える。

0031

第3の発明の集中制御局において、同時送信制御手段は、同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能なチャネルを示す割当可能チャネルリストを作成する割当可能チャネルリスト作成手段と、同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能な帯域幅を示す割当可能帯域幅リストを作成する割当可能帯域幅リスト作成手段と、同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能帯域幅リストの中から帯域幅を割り当てる帯域幅割当手段と、同一周波数で同時送信を行う無線基地局群に対して、割当可能チャネルリストの中からチャネルを割り当てるチャネル割当手段とを含む。

発明の効果

0032

本発明は、無線LANの稠密環境において、無線基地局の周辺の無線環境情報に応じて、同一周波数で同時送信する無線基地局群(クラスタ)に対してチャネルおよび帯域幅の割り当てを行うことにより、周波数チャネルの効率的な再利用が可能となり、無線基地局および無線端末のスループットの改善およびシステム全体のスループットの改善を図ることができる。

図面の簡単な説明

0033

本発明の無線通信システムの実施例構成を示す図である。
本発明の無線通信システムにおける集中制御局8の構成例を示す図である。
本発明の無線通信システムにおける無線基地局1の構成例を示す図である。
本発明の無線通信システムにおける無線端末4の構成例を示す図である。
本発明の無線通信システムにおける集中制御局の処理手順概要を示すフローチャートである。
クラスタC(n) の割当可能チャネルリストの作成例を示す図である。
クラスタ帰属APに対するチャネル割当アルゴリズムの概要を示すフローチャートである。
ステップS12のクラスタC(n) の割当可能チャネルリストの作成手順例を示すフローチャートである。
ステップS13のクラスタC(n) の割当可能帯域幅リストの作成手順例1を示すフローチャートである。
ステップS13のクラスタC(n) の割当可能帯域幅リストの作成手順例2を示すフローチャートである。
ステップS13のクラスタC(n) の割当可能帯域幅リストの作成手順例3を示すフローチャートである。
ステップS17のクラスタC(n) の帰属APの割当チャネル決定手順例1を示すフローチャートである。
ステップS17のクラスタC(n) の帰属APの割当チャネルの決定手順例2を示すフローチャートである。

実施例

0034

図1は、本発明の無線通信システムの実施例構成を示す。
図1において、無線基地局(AP)1〜3は、それぞれ帰属する無線端末(STA)4〜6と無線通信を行う。ここでは、無線基地局1に無線端末4,5が帰属し、無線基地局2には帰属する無線端末がなく、無線基地局3に無線端末6が帰属するものとする。無線基地局1,2は、ネットワーク7を介して集中制御局8に接続され、無線基地局3は、集中制御局8の管理外のネットワーク9に接続される。

0035

集中制御局8は、無線基地局1,2または無線端末4,5から環境情報(無線環境情報、トラヒック情報現設定情報)および能力情報を収集し、無線環境情報に基づいて同一周波数で同時送信が可能な複数の無線基地局の組合せであるクラスタを作成し、さらに環境情報および能力情報に基づいて、クラスタごとに複数の無線基地局の通信制御に用いる設定パラメータ値として、クラスタごとのチャネルおよび帯域幅を決定する。これにより、従来のCSMA/CAによるアクセス制御と異なり、クラスタごとに複数の無線基地局が同一周波数で同時送信する機会が増え、無線基地局および無線端末のスループットの改善およびシステム全体のスループットを改善することができる。

0036

ここで、(1)無線環境情報、(2)トラヒック情報、(3)現設定情報、(4)能力情報の一例について以下に示す。

0037

(1)無線環境情報
無線基地局(AP)および無線端末(STA)が測定する周辺無線環境情報であり、例えば周辺AP数, 各々のSSID, 各々のBSSID(MACアドレス), 各々が送信するフレーム受信RSSI値, 各々の使用チャネル, 各々の使用帯域幅, 各々の能力情報, 各々AP帰属端末数,時間占有率情報, 各々のトラヒック情報などである。また、APが測定する帰属端末に関する無線環境情報であり、STAが測定する接続先APに関する無線環境情報である。

0038

(2)トラヒック情報
APがバッファ内で収容する帰属端末宛てのトラヒック量、STAがバッファ内で収容する接続先AP宛てのトラヒック量、AP/STAのバッファに入力されるトラヒックレート、AP/STAのバッファから送出されるトラヒックレートなどである。

0039

(3)現設定情報
APおよびSTAの現在の運用規格(11a/b/g/n/ac種別),チャネル,帯域幅などである。

0040

(4)能力情報
対応可能規格(11a/b/g/n/ac),対応可能周波数帯,対応可能帯域幅などである。

0041

図2は、本発明の無線通信システムにおける集中制御局8の構成例を示す。
図2において、集中制御局8は、接続部81と、通信部82と、制御部83と、情報収集部84と、情報記憶部85と、情報処理部86と、パラメータ算出部87と、設定情報記憶部88とを備える。

0042

通信部82は、接続部81を介して無線基地局1,2および無線端末4,5と通信を行う。情報収集部84は、無線通信システム内に存在する制御対象の無線基地局1,2または無線端末4,5から環境情報(無線環境情報、トラヒック情報、現設定情報)および能力情報を収集する。情報記憶部85は、情報収集部84が収集した各情報を保持する。情報処理部86は、情報記憶部85が保持している各情報の平均化処理最新化などを行う。パラメータ算出部87は、情報処理部86で処理された各情報および情報記憶部85が保持している各情報を基に、無線基地局のクラスタ作成および無線基地局の通信制御に用いる設定パラメータ値を算出する。設定情報記憶部88は、パラメータ算出部87が算出した無線基地局の設定パラメータ値を保持する。制御部83は、無線基地局1,2および無線端末4,5の各情報の収集、無線基地局のクラスタ作成および設定パラメータ値の算出を含む集中制御局8の動作を統括して制御する。

0043

図3は、本発明の無線通信システムにおける無線基地局1の構成例を示す。なお、無線基地局2も同様の構成である。
図3において、無線基地局1は、接続部11と、通信部12と、制御部13と、環境情報保持部14と、パラメータ設定部15と、アクセス権獲得部16と、無線通信部17と、アンテナ部18とを備える。

0044

通信部12は、接続部11を介してネットワーク7上の集中制御局8と通信を行う。環境情報保持部14は、定期的に無線基地局周辺をスキャンして取得した環境情報を保持する。ここで、環境情報には、利用可能なそれぞれのチャネルにおいて存在する他の無線基地局の数および識別情報、他の無線基地局から受信するビーコンなどの信号のRSSIなどが含まれる。さらに、自セル内の端末装置数各端末装置から受信する信号のRSSI、SINRなども含まれる。パラメータ設定部15は、集中制御局8より通知されたパラメータを設定する。アクセス権獲得部16は、CSMA/CAによるアクセス権を獲得する。無線通信部17は、パラメータ設定部15より設定されたパラメータを使用し、CSMA/CAによるアクセス権を獲得してアンテナ部18を介して帰属する端末装置と無線通信を行う。また、無線通信部17は、無線通信において利用可能なチャネルそれぞれに対して、予め定められた期間スキャンし、得られた周辺の環境情報を環境情報保持部14に出力する。制御部13は、無線基地局の動作を統括して制御する。

0045

図4は、本発明の無線通信システムにおける無線端末4の構成例を示す。なお、無線端末5も同様の構成である。
図4において、無線端末4は、制御部41と、環境情報保持部42と、アクセス権獲得部43と、無線通信部44と、アンテナ部45とを備える。

0046

環境情報保持部42は、定期的に無線端末周辺をスキャンして取得した環境情報を保持する。ここで、環境情報には、利用可能なそれぞれのチャネルにおいて存在する他の無線基地局の数や識別情報、他の無線基地局から受信するビーコンなどの信号のRSSIなどが含まれる。さらに、帰属する無線基地局から受信する信号のRSSI、SINRなども含まれる。アクセス権獲得部43は、CSMA/CAによるアクセス権を獲得する。無線通信部44は、アンテナ部48を介して無線基地局と無線通信を行う。また、無線通信部44は、無線通信において利用可能なチャネルそれぞれに対して、予め定められた期間スキャンし、得られた周辺の環境情報を環境情報保持部42に出力する。制御部41は、無線端末の動作を統括して制御する。

0047

(集中制御局の処理手順)
図5は、本発明の無線通信システムにおける集中制御局の処理手順の概要を示す。
図5において、集中制御局は、接続している無線基地局から周辺の無線環境情報、トラヒック情報、設定情報などの環境情報を収集して必要な処理を行う(S1)。次に、集中制御局は収集した無線環境情報に基づいて、同一周波数で同時送信が可能な複数の無線基地局APの組合せであるクラスタを作成する(S2)。次に、クラスタに帰属する各無線基地局APに対してチャネル割当を行い(S3)、処理を終える。なお、クラスタに帰属する各無線基地局APのチャネル割当の際に、送信機会を増やすために、あるいは周辺BSSとの間で生じる被干渉および与干渉を考慮し、キャリアセンスに用いるCCA閾値を変更する等の処理を行ってもよい。

0048

本発明は、このステップS3のクラスタに帰属する各無線基地局APに対するチャネル割当(チャネルおよび帯域幅の割り当て)に関するものであり、以下に詳しく説明する。

0049

(クラスタ帰属APに対するチャネル割当アルゴリズム)
図7は、クラスタ帰属APに対するチャネル割当アルゴリズムの概要を示す。
図7において、チャネルが決定していないクラスタの中から1つのクラスタC(n) を選択し(S11)、クラスタC(n) の帰属APに割当可能なチャネルリストを作成し(S12)し、クラスタC(n) の帰属APに割当可能な帯域幅リストを作成し(S13)、チャネルが決定していないすべてのクラスタについてステップS12,S13の処理を行う(S14)。

0050

続いて、チャネルが決定していないクラスタの中から1つのクラスタC(n) を選択し(S15)、ステップS11〜S14で作成した各クラスタの割当可能チャネルリストおよび割当可能帯域幅リストに基づき、クラスタC(n) の帰属APに割り当てる帯域幅を決定し(S16) 、クラスタC(n) の帰属APに割り当てるチャネルを決定し(S17) 、チャネルが決定していないすべてのクラスタについてステップS16,S17の処理を行う(S18)。

0051

なお、ステップS12の詳細は図6および図8、ステップS13の詳細は図9図11、ステップS17の詳細は図12図13を参照して説明する。

0052

(ステップS12の詳細)
図6は、クラスタC(n) の割当可能チャネルリストの作成例を示す。
図6において、システム内APとしてAP1〜AP5があり、システム外APとしてAPx,APy、APzがある。互いに検知できるAP間を線で接続している。ここで、AP1,AP2,AP3はクラスタC(n) の帰属APであり、AP4,AP5はクラスタに帰属しない単独APであり、システム内APのうち制御対象外APはないものとする。

0053

ここで、システム内APで使用可能チャネルは、例えば5GHz帯無線LANシステムにおいて、W52,W53,W56の合計19チャネルあるものとする。そのうち、システムユーザが予め選択するクラスタC(n) の割当対象チャネルは、W52およびW53の合計8チャネル(36,40,44,48,52,56,60,64)とする。一方、レーダやシステム外APで使用中はチャネル36,40,56,64である。よって、使用可能チャネルかつクラスタC(n) の割当対象チャネルの中で、クラスタC(n) の割当可能チャネルはチャネル44,48,52,60となる。

0054

図8は、ステップS12のクラスタC(n) の割当可能チャネルリストの作成手順例を示す。
図8において、クラスタC(n) の帰属APの中から1台のAP(i) を選択し(S1201)、AP(i) において使用可能チャネルの中から1つのチャネルCH(j) を選択する(S1202)。このチャネルCH(j) について、以下の条件(S1203〜S1206)の1つでもクリアできなければ、クラスタC(n) の割当不可チャネルとして記録する(S1207)。

0055

条件1は、チャネルCH(j) がクラスタ割当対象チャネルであるか否かである(S1203)。チャネルCH(j) がクラスタ割当対象チャネルでなければ、当該チャネルCH(j) を割当不可チャネルとして記録する(S1207)。図6の例では、使用可能チャネルはW52,W53,W56の合計19チャネルであり、クラスタC(n) の割当対象チャネルはそのうちのW52およびW53の合計8チャネル(36,40,44,48,52,56,60,64)であり、それ以外のチャネルは割当不可チャネルとなる。

0056

条件2は、チャネルCH(j) において所定期間内でレーダ信号を検出したか否かである(S1204)。ここで、所定期間内(例えば30分間)でレーダ信号を検出したチャネルCH(j) は、割当不可チャネルとして記録する(S1207)。図6の例では、チャネル64が該当する。

0057

条件3は、チャネルCH(j) がシステム外のAP(図6の例ではAPx 〜APz )で使用されているか否かである(S1205)。複数のAPが同一周波数で同時送信を行うシステムにおいて、システム管理外のAPは制御不能なので、システム外のAPでチャネルCH(j) の使用を検知した場合は、当該チャネルCH(j) を割当不可チャネルとして記録する(S1207)。図6の例では、チャネル36,40,56が該当する。

0058

条件4は、チャネルCH(j) がシステム内APのうち制御対象外APで使用されているか否かである(S1206)。同一周波数で同時送信を行うシステム内APのうち制御対象外APを設定した場合に、当該制御対象外APでチャネルCH(j) の使用を検知した場合は、当該チャネルCH(j) を割当不可チャネルとして記録する(S1207)。図6の例では、該当チャネルはない。

0059

なお、システム外APまたはシステム内APのうち制御対象外APで使用中のチャネルは、プライマリチャネルとして使用している場合に限らず、セカンダリチャネルセカンダリ20MHz、セカンダリ40MHz、セカンダリ80MHz)として使用する場合も含み、割当不可チャネルとなる。

0060

このように、条件2〜条件4は、チャネルCH(j) が制御不能または制御対象外の媒体で使用中であれば割当不可チャネルとする条件であり、チャネルCH(j) が未使用であるか、システム内APのうち制御対象APがチャネルCH(j) を使用している場合に限り割当可能チャネルとなる。

0061

なお、条件1〜条件4は、任意の組合せで少なくとも1つ採用してもよいが、図8では条件1〜条件4を対象とする例を示す。チャネルCH(j) について、条件1〜条件4の1つでもクリアできない場合はクラスタ割当不可チャネルとする。

0062

したがって、チャネルCH(j) がクラスタC(n) の使用可能チャネルであっても、レーダ、システム外のAP、システム内APのうち制御対象外APのいずれかで使用中であれば、クラスタC(n) の割当不可チャネルとして記録する(S1207)。以上の処理を、AP(i) において使用可能チャネルのすべてのチャネルについて繰り返し(S1208)、さらに、クラスタC(n) のすべての帰属APについて繰り返す(S1209)。最後に、クラスタC(n) の使用可能チャネルから割当不可チャネルを除外し、クラスタC(n) の割当可能チャネルリストを作成する(S1210)。図6の例では、チャネル44,48,52,64が割当可能チャネルとなる。

0063

(ステップS13の詳細)
図9は、ステップS13のクラスタC(n) の割当可能帯域幅リストの作成手順例1を示す。
図9において、既知の割当可能帯域幅リストB(例えば、20MHz、40MHz、80MHz、160 MHz、80+80MHz)の中から1つの帯域幅bを選択する(S1301)。次に、ステップS12の処理(図8)で作成されたクラスタC(n) の割当可能チャネルリストの中から1つのチャネルCH(j) を選択し(S1302)、クラスタC(n) の帰属APの中から1台のAP(i) を選択する(S1303)。

0064

次に、選択された基地局AP(i) において、チャネルCH(j) 上で帯域幅bの無線LANセル(BSS)を立ち上げ可能か否かを判定する(S1304)。IEEE802.11無線LANでは、20MHzよりも広い帯域幅を使用するBSSを立ち上げる際は、プライマリチャネルとして周辺の他BSSのセカンダリチャネルを使用できない規定がある。ステップS1304の処理では、このプライマリチャネル選択規定に基づいて、セルの立ち上げが可能か否かを判定する。チャネルCH(j) がプライマリチャネル選択規定を満たしていない場合は、割当不可チャネルとしてチャネルCH(j) を記録する(S1305)。そして、クラスタC(n) のすべての帰属APについて、ステップS1303〜S1305の処理を繰り返し(S1306)、さらにクラスタC(n) の割当可能チャネルリストのすべてのチャネルについて、ステップS1302〜S1306の処理を繰り返す(S1307)。

0065

次に、帯域幅bにおけるクラスタC(n) の割当可能チャネルリストから、ステップS1305で記録された割当不可チャネルを除外する(S1308)。その結果、帯域幅bにおけるクラスタC(n) の割当可能チャネルのすべてが割当不可チャネルとして除外されれば、クラスタC(n) では帯域幅bの割り当ては不可となる。

0066

よって、帯域幅bにおけるクラスタC(n) の割当可能チャネルリストに登録されたチャネルがあるか否かを判定し(S1309)、割当可能チャネルリストに登録されたチャネルがなければ、割当不可帯域幅として帯域幅bを記録する(S1310)。そして、割当可能帯域幅リストBのすべての帯域幅について、ステップS1301〜S1310の処理を繰り返す。

0067

最後に、クラスタC(n) の割当可能帯域幅リストBからステップS1310で記録された割当不可帯域幅を除外し、クラスタC(n) の割当可能帯域幅リストを作成する(S1312)。

0068

図10は、ステップS13のクラスタC(n) の割当可能帯域幅リストの作成手順例2を示す。
図10において、既知の割当可能帯域幅リストB(例えば、20MHz、40MHz、80MHz、160 MHz、80+80MHz)の中から1つの帯域幅bを選択する(S1321)。次に、クラスタC(n) の帰属APの中から1台のAP(i) を選択する(S1322)。

0069

次に、選択されたAP(i) の対応可能帯域幅(ケーパビリティ)が帯域幅b以上か否かを判定し(S1323)、帯域幅b以上でなければ、割当不可帯域幅として帯域幅bを記録する(S1324)。そして、クラスタC(n) のすべての帰属APについて、ステップS1322〜S1324の処理を繰り返し(S1325)、さらに割当可能帯域幅リストBのすべての帯域幅について、ステップS1321〜S1325の処理を繰り返す(S1326)。

0070

最後に、クラスタC(n) の割当可能帯域幅リストBからステップS1324で記録された割当不可帯域幅を除外し、クラスタC(n) の割当可能帯域幅リストを作成する(S1327)。

0071

図11は、ステップS13のクラスタC(n) の割当可能帯域幅リストの作成手順例3を示す。
図11において、既知の割当可能帯域幅リストB(例えば、20MHz、40MHz、80MHz、160 MHz、80+80MHz)の中から1つの帯域幅bを選択する(S1331)。次に、クラスタC(n) の帰属APの中から1台のAP(i) を選択する(S1332)。

0072

次に、選択されたAP(i) およびAP(i) に帰属する全端末の対応可能帯域幅が帯域幅b以上か否かを判定し(S1333)、帯域幅b以上でなければ、割当不可帯域幅として帯域幅bを記録する(S1334)。そして、クラスタC(n) のすべての帰属APについて、ステップS1332〜S1334の処理を繰り返し(S1335)、さらに割当可能帯域幅リストBのすべての帯域幅について、ステップS1331〜S1335の処理を繰り返す(S1336)。

0073

最後に、クラスタC(n) の割当可能帯域幅リストBからステップS1334で記録された割当不可帯域幅を除外し、クラスタC(n) の割当可能帯域幅リストを作成する(S1337)。

0074

(ステップS16の詳細)
図7のステップS16において、クラスタC(n) の帰属APに割り当てる帯域幅の決定は、図9図11の処理手順により作成されたクラスタC(n) の割当可能帯域幅リストの中で、最小帯域幅または最大帯域幅のいずれかを選択すればよい。なお、クラスタC(n) の割当可能帯域幅リストが空であれば、クラスタC(n) の帰属APに割り当てる帯域幅はないことになり、クラスタC(n) へ割り当てるチャネルもなく、当該クラスタC(n) は解体される。

0075

(ステップS17の詳細)
図12は、ステップS17のクラスタC(n) の帰属APの割当チャネルの決定手順例1を示す。
図12において、ステップS12の処理(図8)で作成されたクラスタC(n) の割当可能チャネルリストから、周辺に存在する別のクラスタの帰属APにすでに割り当てられたチャネルをすべて除外する(S1701)。ここで、除外するチャネルには、周辺クラスタにおいてプライマリチャネルとして使用しているチャネルだけではなく、セカンダリチャネル(セカンダリ20MHz、セカンダリ40MHz、セカンダリ80MHz)として使用しているチャネルも含まれる。

0076

次に、クラスタC(n) の割当可能チャネルリストが空になっているか否かを判定し(S1702)、空になっている場合はクラスタC(n) へ割り当てるチャネルがなく、クラスタC(n) は解体される(S1703)。すなわち、クラスタC(n) に割り当てるチャネルがないため、同時送信を実現するAPとして残すのではなく、通常パラメータ値でCSMA/CAを実施するAPとみなす

0077

一方、クラスタC(n) の割当可能チャネルリストに割当可能チャネルがあれば、割当可能チャネルリストの中から1つのチャネルCH(i) を選択する(S1708)。ここで、選択したチャネルCH(i) において、競合し合う他クラスタ帰属AP数を示す「チャネルCH(i) の競合AP数」という変数初期化を行い、変数の値をゼロにする(S1709)。そして、チャネルCH(i) が、割当可能チャネルの候補となっている周辺他クラスタから1つのクラスタC(m) を選択する(S1710)。次に、チャネルCH(i) の競合AP数に、選択したクラスタC(m) の帰属AP数を追加する(S1711)。そして、チャネル割当を実施するクラスタC(n) のすべての周辺クラスタについて、ステップS1710〜S1711の処理を繰り返し(S1712)、さらに、割当可能チャネルリストのすべてのチャネルについてステップS1708〜S1712の処理を繰り返す(S1713)。

0078

最後に、割当可能チャネルリストの各チャネルの中で、競合AP数が最小となるチャネルをクラスタC(n) の帰属APに対して割り当てるチャネルとする(S1714)。ここで、競合AP数が最小となるチャネルが複数ある場合は、その中からランダムに選択するか、候補の中から最も離れたプライマリチャネルを選択してもよい。

0079

図13は、ステップS17のクラスタC(n) の帰属APの割当チャネルの決定手順例2を示す。決定手順例2は、図12に示す決定手順例のステップS1702とS1708との間に、クラスタC(n) の割当可能チャネルリストの更新処理を挿入したものである。

0080

図13において、ステップS12の処理(図8)で作成されたクラスタC(n) の割当可能チャネルリストから、周辺に存在する別のクラスタの帰属APにすでに割り当てられたチャネルをすべて除外する(S1701)。次に、クラスタC(n) の割当可能チャネルリストが空になっているか否かを判定し(S1702)、空になっている場合はクラスタC(n) へ割り当てるチャネルがなく、クラスタC(n) は解体される(S1703)。

0081

一方、クラスタC(n) の割当可能チャネルリストに割当可能チャネルがあれば、クラスタC(n) の割当帯域幅が20MHzより大きいか否かを確認する(S1704)。ここで、クラスタC(n) の割当帯域幅が20MHzより大きい(例えば、40MHz、80MHz、160 MHz、80+80MHz)場合は、予め設定されている推奨チャネルがあるか否かを確認し(S1705)、推奨チャネルがあれば、クラスタC(n) の割当可能チャネルリストから推奨ではないチャネルを除外し、クラスタC(n) の割当可能チャネルリストの更新を行う(S1706)。なお、クラスタC(n) の割当帯域幅が20MHz以下の場合や、推奨チャネルがない場合は、クラスタC(n) の割当可能チャネルリストの更新は行われない。

0082

次に、クラスタC(n) の割当可能チャネルリストを更新した結果、割当可能チャネルリストが空になっているか否かを判定し(S1707)、空になっている場合はクラスタC(n) へ割り当てるチャネルがなく、クラスタC(n) は解体される(S1703)。

0083

一方、クラスタC(n) の更新した割当可能チャネルリストに割当可能チャネルがあれば、以下のステップS1708〜S1713の処理は、図12に示す決定手順例1と同様であり、最後に、割当可能チャネルリストの各チャネルの中で、競合AP数が最小となるチャネルをクラスタC(n) の帰属APに対して割り当てるチャネルとする(S1714)。

0084

1〜3無線基地局(AP)
4〜6無線端末
7ネットワーク
8集中制御局
9 ネットワーク(管理外)
11 接続部
12通信部
13 制御部
14環境情報保持部
15パラメータ設定部
16アクセス権獲得部
17無線通信部
18アンテナ部
41 制御部
42無線環境情報保持部
43 アクセス権獲得部
44 無線通信部
45 アンテナ部
81 接続部
82 通信部
83 制御部
84情報収集部
85情報記憶部
86情報処理部
87パラメータ算出部
88設定情報記憶部

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