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無線通信システム

国内特許コード P150012400
整理番号 3508
掲載日 2015年10月16日
出願番号 特願2011-257896
公開番号 特開2013-115503
登録番号 特許第5761802号
出願日 平成23年11月25日(2011.11.25)
公開日 平成25年6月10日(2013.6.10)
登録日 平成27年6月19日(2015.6.19)
発明者
  • 工藤 理一
  • 石原 浩一
  • 村上 友規
  • 溝口 匡人
  • 山本 高至
出願人
  • 日本電信電話株式会社
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 無線通信システム
発明の概要 【課題】重複する周波数を用いた他の無線通信装置が近隣に存在し干渉信号が生じている無線通信システムにおいて、無線通信の効率を向上させる。
【解決手段】集中制御局と、集中制御局に接続された複数の基地局装置とを備え、基地局装置において干渉信号が受信される環境で無線通信を行う無線通信システムの基地局装置は、干渉信号に関する情報である干渉関係情報を推定し、推定された干渉関係情報を集中制御局に通知し、端末装置との無線通信に用いるチャネルを、集中制御局から通知されたチャネルに変更する。集中制御局は、基地局装置毎に、周波数帯域が異なる複数のチャネルを含むチャネル候補の中から、2つ以上のチャネル候補のスループット指標を計算し、計算されたスループット指標に基づいて基地局装置のチャネルを決定し、決定されたチャネルを、基地局装置に通知する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


近年、2.4GHz帯又は5GHz帯を用いた高速無線アクセスシステムとして、IEEE802.11g規格、IEEE802.11a規格などに基づいた基地局装置(AP:Access point)が広く普及している。これらの規格に基づいたシステムでは、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させるための技術である直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式を用い、最大で54Mbpsの伝送速度を実現している。



ただし、上述した伝送速度は物理レイヤ上での伝送速度であり、ユーザにとって有効なデータのスループットではない。実際には、MAC(Medium Access Control)レイヤでの伝送効率が50~70%程度であるために、スループットは30Mbps程度が上限値となっている。



一方、有線LANの通信速度もFTTH(Fiber to the home)の普及から、上昇の一途をたどっている。そのため、今後無線LANにおいても更なる伝送速度の高速化が求められることが想定される。無線区間のスループット増大のために、MIMOやマルチユーザMIMOなど様々な空間信号処理技術が検討されているが、他の方法として通信周波数帯域の拡大も行なわれている。IEEE802.11aでは、各チャネル20MHzの周波数帯域が用いられていたが、IEEE802.11nでは、40MHzの周波数帯域が用いられている。さらに、IEEE802.11acでは、オプションを含めると160MHzまで検討されている。このように、チャネルの帯域拡大が進んでいる。



このように、チャネルの周波数帯域はIEEE802.11aから11acまでで、8倍に拡大している。しかし、無線LANに用いることのできる周波数帯域全体については、大きな拡張が認められていない。よって、無線端末の普及に伴い、周波数資源は十分でなくなりつつある。例えば、複数の基地局装置が同じ周波数帯域を用いる環境が増加している。このため、基地局装置が選択したチャネルによっては、通信セルが互いにオーバーラップする他の基地局装置からのパケット信号の影響によって、スループットが低下したり、システム全体のスループット効率が低下したりするという問題があった。更に、各基地局装置が選択しうるチャネルの帯域幅も多様化している。そのため、集中制御局(AC)を用いて基地局装置の周波数チャネルを管理する場合、どの周波数を用いるかだけでなく、どの周波数帯域を用いるかも集中制御局において判断する必要がある。



複数の基地局装置を集中制御局に接続し、各基地局装置にチャネルを割り当てる方法については特許文献1に記載されている。特許文献1では、基地局装置におけるスループットなどの通信状態を入力情報として用い、システムスループットを最大化するようにチャネルを選択することができる。

産業上の利用分野


本発明は、無線通信におけるチャネルの切り替え技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
集中制御局と、前記集中制御局に接続された複数の基地局装置とを備え、前記基地局装置において干渉信号が受信される環境で無線通信を行う無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記干渉信号に関する情報である干渉関係情報を推定する干渉推定手段と、
推定された干渉関係情報を前記集中制御局に通知する干渉関係情報通知手段と、
端末装置との無線通信に用いるチャネルを、前記集中制御局から通知されたチャネルに変更するチャネル設定手段と、を備え、
前記集中制御局は、
前記基地局装置毎に、周波数帯域が異なる複数のチャネルを含むチャネル候補の中から、2つ以上のチャネル候補のスループット指標を計算し、計算されたスループット指標に基づいて前記基地局装置のチャネルを決定するチャネル決定手段と、
決定されたチャネルを、前記基地局装置に通知するチャネル通知手段と、を備え
前記チャネル決定手段は、接続されている基地局装置のチャネル候補の周波数帯域の範囲内で通信している他の装置であって当該基地局装置と無線通信している前記端末装置以外の装置の数または通信頻度と、前記チャネル候補の周波数帯域幅またはデータサブキャリア数と、に基づいて前記スループット指標を計算する、無線通信システム。

【請求項2】
集中制御局と、前記集中制御局に接続された複数の基地局装置とを備え、前記基地局装置において干渉信号が受信される環境で無線通信を行う無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記干渉信号に関する情報である干渉関係情報を推定する干渉推定手段と、
推定された干渉関係情報を前記集中制御局に通知する干渉関係情報通知手段と、
端末装置との無線通信に用いるチャネルを、前記集中制御局から通知されたチャネルに変更するチャネル設定手段と、
自装置と通信している前記端末装置の数と、前記端末装置との通信に用いている周波数帯域幅またはデータサブキャリア数と、前記端末装置の通信頻度情報、のうち少なくとも一つを含む端末情報を、前記集中制御局に通知する端末情報通知手段と、を備え、
前記集中制御局は、
前記基地局装置毎に、周波数帯域が異なる複数のチャネルを含むチャネル候補の中から、2つ以上のチャネル候補のスループット指標を計算し、計算されたスループット指標に基づいて前記基地局装置のチャネルを決定するチャネル決定手段と、
決定されたチャネルを、前記基地局装置に通知するチャネル通知手段と、を備え、
前記チャネル決定手段は、前記端末情報に基づいて前記スループット指標を計算する、無線通信システム。

【請求項3】
集中制御局と、前記集中制御局に接続された複数の基地局装置とを備え、前記基地局装置において干渉信号が受信される環境で無線通信を行う無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記干渉信号に関する情報である干渉関係情報を推定する干渉推定手段と、
推定された干渉関係情報を前記集中制御局に通知する干渉関係情報通知手段と、
端末装置との無線通信に用いるチャネルを、前記集中制御局から通知されたチャネルに変更するチャネル設定手段と、を備え、
前記集中制御局は、
前記基地局装置毎に、周波数帯域が異なる複数のチャネルを含むチャネル候補の中から、2つ以上のチャネル候補のスループット指標を計算し、計算されたスループット指標に基づいて前記基地局装置のチャネルを決定するチャネル決定手段と、
決定されたチャネルを、前記基地局装置に通知するチャネル通知手段と、
前記基地局装置に一定時間通信を行わず、干渉関係情報を収集するように通知する通信停止手段と、を備え、
記干渉推定手段は、前記集中制御局から通信の停止を指定されると、データ通信を停止し、自装置において通信停止中に受信されるビーコンで通知される情報又は通信パケットの送信元アドレス、通信パケットの送信先アドレス、所属する基地局装置のアドレス、通信パケットの時間占有率、のうち少なくとも一つを干渉関係情報として収集する、無線通信システム。

【請求項4】
集中制御局と、前記集中制御局に接続された複数の基地局装置とを備え、前記基地局装置において干渉信号が受信される環境で無線通信を行う無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記干渉信号に関する情報である干渉関係情報を推定する干渉推定手段と、
推定された干渉関係情報を前記集中制御局に通知する干渉関係情報通知手段と、
端末装置との無線通信に用いるチャネルを、前記集中制御局から通知されたチャネルに変更するチャネル設定手段と、を備え、
前記集中制御局は、
前記基地局装置毎に、周波数帯域が異なる複数のチャネルを含むチャネル候補の中から、2つ以上のチャネル候補のスループット指標を計算し、計算されたスループット指標に基づいて前記基地局装置のチャネルを決定するチャネル決定手段と、
決定されたチャネルを、前記基地局装置に通知するチャネル通知手段と、
前記基地局装置に共通のチャネルを指定する干渉測定指定手段と、を備え、
記干渉推定手段は、前記集中制御局から指定されたチャネルを用いて、各基地局装置から送信された信号が検出可能か否か判定し、干渉関係情報として取得する、無線通信システム。

【請求項5】
集中制御局と、前記集中制御局に接続された複数の基地局装置とを備え、前記基地局装置において干渉信号が受信される環境で無線通信を行う無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記干渉信号に関する情報である干渉関係情報を推定する干渉推定手段と、
推定された干渉関係情報を前記集中制御局に通知する干渉関係情報通知手段と、
端末装置との無線通信に用いるチャネルを、前記集中制御局から通知されたチャネルに変更するチャネル設定手段と、を備え、
前記集中制御局は、
前記基地局装置毎に、周波数帯域が異なる複数のチャネルを含むチャネル候補の中から、2つ以上のチャネル候補のスループット指標を計算し、計算されたスループット指標に基づいて前記基地局装置のチャネルを決定するチャネル決定手段と、
決定されたチャネルを、前記基地局装置に通知するチャネル通知手段と、
前記基地局装置から通知された情報に基づいて、特定のチャネル候補の周波数帯域内のチャネルを用いて、独立に動作する基地局装置のグループの数を判定するカウント手段と、を備え、
前記チャネル決定手段は、前記カウント手段で判定された当該チャネル候補内で独立に動作する基地局装置の数を用いて、当該チャネル候補のスループット指標を計算する、無線通信システム。

【請求項6】
集中制御局と、前記集中制御局に接続された複数の基地局装置とを備え、前記基地局装置において干渉信号が受信される環境で無線通信を行う無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記干渉信号に関する情報である干渉関係情報を推定する干渉推定手段と、
推定された干渉関係情報を前記集中制御局に通知する干渉関係情報通知手段と、
端末装置との無線通信に用いるチャネルを、前記集中制御局から通知されたチャネルに変更するチャネル設定手段と、を備え、
前記集中制御局は、
前記基地局装置毎に、周波数帯域が異なる複数のチャネルを含むチャネル候補の中から、2つ以上のチャネル候補のスループット指標を計算し、計算されたスループット指標に基づいて前記基地局装置のチャネルを決定するチャネル決定手段と、
決定されたチャネルを、前記基地局装置に通知するチャネル通知手段と、を備え、
前記集中制御局は、前記基地局装置から通知された情報に基づいて、接続されていない基地局装置が用いているチャネルの周波数帯域の中に、当該接続されていない基地局装置と干渉関係にあり、かつ互いに信号が検出可能な関係ではない複数の前記基地局装置のチャネルを割り当てる、無線通信システム。

【請求項7】
集中制御局と、前記集中制御局に接続された複数の基地局装置とを備え、前記基地局装置において干渉信号が受信される環境で無線通信を行う無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記干渉信号に関する情報である干渉関係情報を推定する干渉推定手段と、
推定された干渉関係情報を前記集中制御局に通知する干渉関係情報通知手段と、
端末装置との無線通信に用いるチャネルを、前記集中制御局から通知されたチャネルに変更するチャネル設定手段と、を備え、
前記集中制御局は、
前記基地局装置毎に、周波数帯域が異なる複数のチャネルを含むチャネル候補の中から、2つ以上のチャネル候補のスループット指標を計算し、計算されたスループット指標に基づいて前記基地局装置のチャネルを決定するチャネル決定手段と、
決定されたチャネルを、前記基地局装置に通知するチャネル通知手段と、を備え、
前記チャネル決定手段は、前記基地局装置の用いるチャネルを評価する順番を決定し、決められた順番で基地局装置毎にスループット指標の高い前記チャネルを決定する、無線通信システム。

【請求項8】
前記チャネル決定手段は、前記順番を複数パターン決定し、パターン毎に決められた順番で基地局装置毎に前記チャネルを決定し、前記パターン毎に決定されたチャネルの組み合わせとスループット指標とに基づいて、いずれか一つのパターンにおけるチャネルの組み合わせを選択する、
請求項に記載の無線通信システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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