JP6103701B2

JP6103701B2 - 無線通信システム、集中制御局及び無線通信方法

Info

Publication number: JP6103701B2
Application number: JP2013108313A
Authority: JP
Inventors: 浩一石原; 理一工藤; 匡人溝口; 高至山本; 光平花田
Original assignee: Kyoto University; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Kyoto University; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2033-05-22
Also published as: JP2014230093A

Description

本発明は、無線通信を行う基地局装置を制御する技術に関する。

近年、２．４ＧＨｚ(ギガヘルツ）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（メガビット毎秒）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（Local Area Network）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（Multiple Input Multiple Output）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(メガヘルツ）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。

上述したように、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、複数の基地局装置が集中制御局（ＡＣ：Access point controller）によって集中制御され、その各基地局装置の周波数チャネルを管理することで、パケット衝突を回避することができ、システムスループットを向上できる。

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。

特開２００７−７４０９７号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、無線通信システムにおいて制御可能な基地局装置の配置については言及されていない。例えば、無線通信システムにおいて制御できない基地局装置が干渉源として存在する場合に、干渉源が様々な周波数帯域のチャネルを用いて通信するような状況において、複数の制御可能な基地局装置をどのように配置すればよいかについては想定されていない。あるいは、大多数の基地局装置が存在する無線通信システムにおいて、全基地局装置を一括で制御するとシステム規模（もしくは演算量）が膨大になる環境において、どの基地局同士を選択して集中制御局で制御すればよいかということ、つまり効率的な基地局装置の選択、組み合わせ方法に関しては明らかにされていない。
上記事情に鑑み、本発明は、干渉源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、集中制御局の演算負荷を軽減しながら、無線通信の効率を向上させる技術を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、集中制御局と、端末装置と無線通信する複数の基地局装置とを備えた無線通信システムであって、前記基地局装置は、他の前記基地局装置、あるいは、他の前記基地局装置及び他の前記基地局装置の配下の前記端末装置の無線通信に関する情報を示す基地局装置情報を収集する情報収集部と、前記情報収集部が収集した前記基地局装置情報に当該基地局装置の無線通信に関する情報を追加して前記集中制御局に通知する通知部と、前記端末装置との無線通信に用いる通信パラメータを、前記集中制御局から通知された通信パラメータに設定するパラメータ設定部と、前記パラメータ設定部により設定された前記通信パラメータにより当該基地局装置の配下の前記端末装置と無線通信する通信部とを備え、前記集中制御局は、前記基地局装置より通知された前記基地局装置情報に基づいて、複数の前記基地局装置の中から制御対象の基地局装置を選択し、選択した前記基地局装置をグルーピングする基地局装置選択及びグルーピング決定部と、前記基地局装置情報に基づいて、前記基地局装置選択及びグルーピング決定部によりグルーピングされた制御対象の前記基地局装置群ごとに、前記集中制御局により制御されない他の前記基地局装置である制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方において利用されていないチャネル、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方のトラヒック量または通信頻度の少ないチャネル、あるいは、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方による無線信号の信号強度が弱いチャネルのうちいずれかのチャネルを、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方の近傍に位置する制御対象の前記基地局装置に割り当てる通信パラメータとして決定する基地局装置パラメータ決定部と、前記基地局装置パラメータ決定部が決定した前記通信パラメータを制御対象の前記基地局装置に通知する通知部とを備える、ことを特徴とする無線通信システムである。

また、本発明の一態様は、上述する無線通信システムであって、前記基地局装置パラメータ決定部は、グルーピングされた前記基地局装置群ごとに、システムスループット、あるいは、各基地局装置のスループットの和、もしくは積のいずれか一つが最大となるように通信パラメータを決定する、ことを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上述する無線通信システムであって、前記基地局装置選択及びグルーピング決定部は、前記基地局装置情報に基づいて、複数の前記基地局装置から、距離が予め設定された閾値よりも近い、あるいは受信信号強度が予め設定された閾値よりも大きい前記基地局装置の組み合わせを選択する、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、集中制御局と、端末装置と無線通信する複数の基地局装置とを備えた無線通信システムであって、前記集中制御局によって制御され、新たに設置する前記基地局装置、及び、前記集中制御局によって制御され、既に設置されている前記基地局装置は、他の前記基地局装置、あるいは、他の前記基地局装置及び他の前記基地局装置の配下の前記端末装置の無線通信に関する情報を示す基地局装置情報を収集する情報収集部と、前記情報収集部が収集した前記基地局装置情報に当該基地局装置の無線通信に関する情報を追加して前記集中制御局に通知する通知部と、前記端末装置との無線通信に用いる通信パラメータを、前記集中制御局から通知された通信パラメータに設定するパラメータ設定部と、前記パラメータ設定部により設定された前記通信パラメータにより当該基地局装置の配下の前記端末装置と無線通信する通信部とを備え、新たに設置する前記基地局装置は、前記集中制御局から設置位置の再設定が通知された場合に、当該基地局装置の位置を再設定する基地局位置設定部を更に備え、前記集中制御局は、新たに設置する前記基地局装置及び既に設置されている前記基地局装置より通知された前記基地局装置情報に基づいて、新たに設置する前記基地局装置の設定位置の再設定が必要か否かを判定し、再設定が必要と判定した場合は新たに設置する前記基地局装置に設置位置の再設定を通知する基地局位置判定部と、前記基地局位置判定部において設置位置の再設定が不要と判定された場合に、前記基地局装置情報に基づいて、前記基地局装置毎に、前記集中制御局により制御されない他の前記基地局装置である制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方において利用されていないチャネル、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方のトラヒック量または通信頻度の少ないチャネル、あるいは、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方による無線信号の信号強度が弱いチャネルのうちいずれかのチャネルを、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方の近傍に位置する前記基地局装置に割り当てる通信パラメータとして決定する基地局装置パラメータ決定部と、前記基地局装置パラメータ決定部が決定した前記通信パラメータを前記基地局装置に通知する通知部とを備える、ことを特徴とする無線通信システムである。

また、本発明の一態様は、上述する無線通信システムであって、前記基地局装置は、前記パラメータ設定部が前記通信パラメータを設定した後に前記端末装置との間の無線通信におけるスループットを前記集中制御局に通知するスループット通知部を更に備え、前記集中制御局は、前記基地局装置から通知された前記スループットに基づいて、システムスループットが低下したか否か判断する判断部を更に備え、前記基地局装置パラメータ決定部は、前記判断部によりシステムスループットが低下したと判断された場合、前回決定した通信パラメータとは異なる通信パラメータを決定し、前記通知部は、前記基地局装置パラメータ決定部が新たに決定した前記通信パラメータを前記基地局装置に通知する、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、集中制御局と、端末装置と無線通信する複数の基地局装置とを備えた無線通信システムにおける前記集中制御局であって、前記基地局装置から、当該基地局装置の無線通信に関する情報と、他の前記基地局装置、あるいは、他の前記基地局装置及び他の前記基地局装置の配下の前記端末装置の無線通信に関する情報とを示す基地局装置情報を受信し、受信した前記基地局装置情報に基づいて、複数の前記基地局装置の中から制御対象の基地局装置を選択し、選択した前記基地局装置をグルーピングする基地局装置選択及びグルーピング決定部と、前記基地局装置情報に基づいて、前記基地局装置選択及びグルーピング決定部によりグルーピングされた制御対象の前記基地局装置群ごとに、前記集中制御局により制御されない他の前記基地局装置である制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方において利用されていないチャネル、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方のトラヒック量または通信頻度の少ないチャネル、あるいは、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方による無線信号の信号強度が弱いチャネルのうちいずれかのチャネルを、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方の近傍に位置する制御対象の前記基地局装置に割り当てる通信パラメータとして決定する基地局装置パラメータ決定部と、前記基地局装置パラメータ決定部が決定した前記通信パラメータを制御対象の前記基地局装置に通知する通知部と、を備えることを特徴とする集中制御局である。

本発明の一態様は、集中制御局と、端末装置と無線通信する複数の基地局装置とを備えた無線通信システムが実行する無線通信方法であって、前記基地局装置が、他の前記基地局装置、あるいは、他の前記基地局装置及び他の前記基地局装置の配下の前記端末装置の無線通信に関する情報を示す基地局装置情報を収集する情報収集過程と、前記情報収集過程において収集した前記基地局装置情報に当該基地局装置の無線通信に関する情報を追加して前記集中制御局に通知する通知過程と、前記端末装置との無線通信に用いる通信パラメータを、前記集中制御局から通知された通信パラメータに設定するパラメータ設定過程と、前記パラメータ設定過程において設定された前記通信パラメータにより当該基地局装置の配下の前記端末装置と無線通信する通信過程と、前記集中制御局が、前記基地局装置より通知された前記基地局装置情報に基づいて、複数の前記基地局装置の中から制御対象の基地局装置を選択し、選択した前記基地局装置をグルーピングする基地局装置選択及びグルーピング決定過程と、前記基地局装置情報に基づいて、前記基地局装置選択及びグルーピング決定過程においてグルーピングされた制御対象の前記基地局装置群ごとに、前記集中制御局により制御されない他の前記基地局装置である制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方において利用されていないチャネル、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方のトラヒック量または通信頻度の少ないチャネル、あるいは、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方による無線信号の信号強度が弱いチャネルのうちいずれかのチャネルを、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方の近傍に位置する制御対象の前記基地局装置に割り当てる通信パラメータとして決定する基地局装置パラメータ決定過程と、前記基地局装置パラメータ決定過程において決定した前記通信パラメータを制御対象の前記基地局装置に通知する通知過程と、を有することを特徴とする無線通信方法である。

本発明の一態様は、集中制御局と、端末装置と無線通信する複数の基地局装置とを備えた無線通信システムが実行する無線通信方法であって、前記集中制御局によって制御され、新たに設置する前記基地局装置、及び、前記集中制御局によって制御され、既に設置されている前記基地局装置が、他の前記基地局装置、あるいは、他の前記基地局装置及び他の前記基地局装置の配下の前記端末装置の無線通信に関する情報を示す基地局装置情報を収集する情報収集過程と、前記情報収集過程において収集した前記基地局装置情報に当該基地局装置の無線通信に関する情報を追加して前記集中制御局に通知する通知過程と、前記端末装置との無線通信に用いる通信パラメータを、前記集中制御局から通知された通信パラメータに設定するパラメータ設定過程と、前記パラメータ設定過程において設定された前記通信パラメータにより当該基地局装置の配下の前記端末装置と無線通信する通信過程と、新たに設置する前記基地局装置が、前記集中制御局から設置位置の再設定が通知された場合に、当該基地局装置の位置を再設定する基地局位置設定過程と、前記集中制御局が、新たに設置する前記基地局装置及び既に設置されている前記基地局装置より通知された前記基地局装置情報に基づいて、新たに設置する前記基地局装置の設定位置の再設定が必要か否かを判定し、再設定が必要と判定した場合は新たに設置する前記基地局装置に設置位置の再設定を通知する基地局位置判定過程と、前記基地局位置判定過程において設置位置の再設定が不要と判定された場合に、前記基地局装置情報に基づいて、前記基地局装置毎に、前記集中制御局により制御されない他の前記基地局装置である制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方において利用されていないチャネル、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方のトラヒック量または通信頻度の少ないチャネル、あるいは、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方による無線信号の信号強度が弱いチャネルのうちいずれかのチャネルを、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方の近傍に位置する前記基地局装置に割り当てる通信パラメータとして決定する基地局装置パラメータ決定過程と、前記基地局装置パラメータ決定過程が決定した前記通信パラメータを前記基地局装置に通知する通知過程と、を有することを特徴とする無線通信方法である。

本発明により、干渉源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、集中制御局の演算負荷を軽減しながら、無線通信の効率を向上させることが可能となる。

本発明の第一実施形態における無線通信システムのシステム構成を示す図である。同実施形態において使用するチャネル及び帯域幅の一例を示す図である。同実施形態における無線通信システムのシステム構成の一例を示す図である。同実施形態における集中制御局及び基地局装置の機能構成を表す概略ブロック図である。同実施形態におけるＲＳＳＩ値の例を示す図である。同実施形態における基地局装置選択・グルーピング方法および通信パラメータ決定方法の処理の流れを示すフローチャートである。第二実施形態における無線通信システムのシステム構成の一例を示す図である。同実施形態における集中制御局及び基地局装置の機能構成を表す概略ブロック図である。同実施形態における基地局設定方法および通信パラメータ決定方法の処理の流れをフローチャートである。第一実施形態の無線通信システムにおける効果の具体例を示す図である。図１０に示す無線通信システムにおける総スループットの向上率を示す図である。図１０に示す無線通信システムにおけるチャネル利用状態を示す図である。第二実施形態の無線通信システムにおける効果の具体例を示す図である。図１３に示す無線通信システムにおける総スループットの向上率を示す図である。

［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第一実施形態における無線通信システムのシステム構成を示す図である。本実施形態の無線通信システムは、集中制御局（ＡＣ：Access point controller）１０、ネットワーク（ＮＷ）９０、複数の基地局装置（ＡＰ：Access point）２０を備えて構成される。同図に示す無線通信システムは、複数の基地局装置２０として、ＡＰ１、ＡＰ２、…、ＡＰＭのＭ台のＡＰを備える。各基地局装置２０の近傍には単数もしくは複数の端末装置が存在する。なお、端末装置についての図は省略する。

集中制御局１０は、情報処理装置を用いて構成され、複数の基地局装置２０とネットワーク９０を介して通信可能に接続される。集中制御局１０は、基地局装置２０の動作を制御する。
基地局装置２０は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）のアクセスポイントであり、自装置に接続された配下の端末装置(配下端末装置）と無線通信を行う。基地局装置２０は、集中制御局１０による制御にしたがって各端末装置と無線通信する。
端末装置は、例えばスマートフォン、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯ゲーム装置、タブレット装置、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置を用いて構成される。端末装置は、基地局装置２０と無線通信を行う。

図２は、本実施形態で使用するチャネル及び帯域幅の一例である。各基地局装置２０は、予め定められた複数のモードのいずれか一つで動作する。基地局装置２０は、例えば４０ＭＨｚモード、８０ＭＨｚモード、１６０ＭＨｚモードの３つのいずれかのモードで動作する。基地局装置２０が使用可能な帯域は、５．１７ＧＨｚから５．３３ＧＨｚまでの１６０ＭＨｚ帯域（８つの２０ＭＨｚチャネル）である。使用可能なチャネル（帯域）を左（低い周波数側）から順に４０ＭＨｚずつに分け、順にチャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４とする。また、使用可能なチャネルを左から順に８０ＭＨｚずつに分け、順にチャネル５、チャネル６とし、１６０ＭＨｚのチャネルをチャネル７とする。なお、（チャネル１，チャネル２，チャネル３，チャネル４）のうち使用しているチャネルを“１”、使用していないチャネルを“０”で表す。例えば、（０，０，１，１）は、チャネル３及びチャネル４、すなわちチャネル６を用いて８０ＭＨｚモードで動作していることを表している。

各基地局装置２０は、通信を行うために１から７のいずれかのチャネルを用いる。各基地局装置２０が用いるチャネルの集合Ｃｉは、Ｃｉ＝｛（０，０，０，１），（０，０，１，０），（０，１，０，０），（１，０，０，０），（０，０，１，１），（１，１，０，０），（１，１，１，１）｝である。（０，０，０，１）はチャネル４、（０，０，１，０）はチャネル３、（０，１，０，０）はチャネル２、（１，０，０，０）はチャネル１、（０，０，１，１）はチャネル６、（１，１，０，０）はチャネル５、（１，１，１，１）はチャネル７を表す。

ネットワーク９０に接続されている複数の基地局装置２０の一部は、集中制御局１０に接続されている。そのため、集中制御局１０に接続されている基地局装置２０の一部は、集中制御局１０の制御に応じて連携して動作することが可能である。

以下、説明を簡単にするため、基地局装置２０を４台とし、集中制御局１０は、そのうち２台を選択して制御することを考える。図３は、基地局装置２０を４台としたときの本実施形態における無線通信システムのシステム構成の一例を示す。４台の基地局装置２０であるＡＰ１〜ＡＰ４の無線通信エリアはそれぞれ、通信セルＣ１〜Ｃ４である。また、各基地局装置２０（ＡＰ１〜ＡＰ４）を総称して通信装置ｉとして表現する。

本実施形態においては、集中制御局１０は、制御対象として選択した２台の通信装置１（１台目の基地局装置２０）と通信装置２（２台目の基地局装置２０）を連携して動作させる。そのため、通信装置１と通信装置２が使用するチャネルがオーバーラップしており、プライマリチャネルを揃えることが可能な場合、集中制御局１０は、優先してプライマリチャネルを揃えて通信装置１と通信装置２を動作させる。

例えば、３台の通信装置ｉが使用するチャネルの一部又は全てがオーバーラップする場合、集中制御局１０は、これら３台の全ての通信装置ｉのチャネルがオーバーラップしているチャネルをプライマリチャネルとして通信装置ｉに設定するよう制御する。また、これら３台のうち２台の通信装置ｉの使用するチャネルの一部又は全てがオーバーラップする場合、集中制御局１０は、オーバーラップしているチャネルをプライマリとして通信装置ｉに設定するよう制御する。
また、通信装置ｉの帯域内に２つの直交するチャネルを使用する通信装置ｊ及び通信装置ｋ（ｉ≠ｊ，ｋ）が存在する場合、集中制御局１０は、通信装置ｉのプライマリチャネルと通信装置ｊ又は通信装置ｋのプライマリチャネルとを揃える。

図４は、集中制御局１０及び基地局装置２０の機能構成を表す概略ブロック図である。まず、集中制御局１０の機能構成を説明する。集中制御局１０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、制御プログラムを実行する。制御プログラムの実行によって、集中制御局１０は、受信部１０１、基地局装置情報記憶部１０２、基地局装置選択・グルーピング決定部１０３、基地局装置パラメータ決定部１０４−１〜１０４−Ｌ（ＬはＬ≧１の整数）、スループット記憶部１０５、判断部１０６、及び通知部１０７を備える装置として機能する。なお、集中制御局１０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、制御プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。

受信部１０１は、基地局装置２０から通知された情報（例えば周辺の基地局装置２０のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度）などの基地局情報、当該基地局装置２０のスループット）を受信する。受信部１０１は、基地局装置２０との間で無線通信を行ってもよいし有線通信を行ってもよい。
基地局装置情報記憶部１０２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。基地局装置情報記憶部１０２は、基地局装置２０から通知された基地局装置情報を記憶する。基地局装置情報とは、周辺の基地局装置２０（以下、「周辺基地局装置２０」と記載する。）が行っている無線通信に関する情報や、当該情報の通知元である基地局装置２０自身の無線通信に関する情報である。具体的には、基地局装置情報は、例えば、当該情報の通知元である基地局装置２０および通知元の基地局装置２０の周辺基地局装置２０の使用チャネルや、帯域幅、通信頻度、トラヒック量、信号強度、位置情報、ＱｏＳ（Quality of Service）などを表す。また、基地局装置情報は、周辺基地局装置２０に接続している端末装置数を表してもよい。また、基地局装置情報は、周辺基地局装置２０の配下端末装置の無線通信に関する情報を含んでもよい。

基地局装置選択・グルーピング決定部１０３は、基地局装置情報記憶部１０２に記憶されている情報に基づいて制御対象の基地局装置２０を選択し、グルーピングを行う。例えば、基地局装置選択・グルーピング決定部１０３は、基地局装置２０同士のＲＳＳＩ値が高い場合、基地局装置２０同士の位置関係が近い場合、それらの基地局装置２０を選択してグルーピングを行う。また、基地局装置選択・グルーピング決定部１０３は、選択した基地局装置２０に対してある通信パラメータを設定した場合のシステムスループットの推定値（以下、「スループット指標」という。）を算出する。システムスループットとは、個々の基地局装置２０におけるスループットではなく、複数の基地局装置２０を備える無線通信システム全体のスループットである。なお、スループットの計算方法の具体例は、参考文献「花田, 山本, 工藤, 石原, 守倉, “無線LAN システムにおける基地局連携チャネル選択のゲーム理論的解析,” 信学技報RCS2011-304, pp.211-216, Jan 2012.」に記載されている。

ここで、基地局装置選択・グルーピング決定部１０３の処理の具体例について説明する。基地局装置選択・グルーピング決定部１０３は、基地局装置情報記憶部１０２が記憶している基地局装置情報に基づいて、複数の基地局装置２０の中から制御対象とする基地局装置２０を選択し、グルーピングする。例えば、図３のように４台の基地局装置２０としてＡＰ１〜ＡＰ４があり、基地局装置情報に設定されている位置情報から算出したＡＰ１とＡＰ２の距離、およびＡＰ３およびＡＰ４の距離が、他のＡＰを組み合わせた距離よりも近かった場合、基地局装置選択・グルーピング決定部１０３は、制御するＡＰ数が４台のときは、ＡＰ１とＡＰ２、およびＡＰ３とＡＰ４を選択してグルーピングし、制御するＡＰ数が２台のときは、ＡＰ１とＡＰ２、またはＡＰ３とＡＰ４を選択してグルーピングし、制御対象ＡＰとして集中制御局１０で制御する。
あるいは、基地局装置２０において信号強度としてＲＳＳＩ値を測定し、図５に示すＲＳＳＩ値の情報が得られ、基地局装置情報により通知された場合、ＡＰ２がＡＰ１に対して測定したＲＳＳＩ値が最も大きく、ＡＰ１とＡＰ２が近いと考えられる。このことから、基地局装置選択・グルーピング決定部１０３は、ＡＰ１とＡＰ２を制御対象ＡＰとして選択し、グルーピングして集中制御局１０で制御する。
あるいは、基地局装置選択・グルーピング決定部１０３は、基地局装置２０間の距離が予め設定された閾値よりも小さい場合、もしくは基地局装置２０間のＲＳＳＩ値が予め設定された閾値よりも大きいＡＰの組み合わせがある場合はそのペアリングを選択・グルーピングし、集中制御局１０で制御することもできる。また、集中制御局１０において制御できる最大ＡＰ数やグルーピングした際の最大ＡＰ数を予め設定しておき、基地局装置選択・グルーピング決定部１０３は、それを超えない範囲でＡＰを選択し、その中でグルーピングを行うこともできる。
なお、上記条件を満たさない場合、集中制御局１０は、制御を行わない場合もありうる。また、例えば、集中制御局１０で制御可能な最大ＡＰ数を下回るＡＰ数を制御する場合はＡＰを選択する必要はなく、基地局装置選択・グルーピング決定部１０３は、グルーピングのみを行ってもよい。

また、基地局装置選択・グルーピング決定部１０３は、基地局装置情報記憶部１０２が記憶している基地局装置情報に基づいて、各基地局装置２０に対して割り当てるべき通信パラメータの候補（以下、「通信パラメータ候補」という。）を複数決定する。通信パラメータとは、基地局装置２０と端末装置との間で行われる無線通信に関するパラメータである。通信パラメータは、例えば、使用されるチャネルを表す。基地局装置選択・グルーピング決定部１０３は、例えば制御されていない基地局装置２０とその配下端末装置の少なくとも一方において利用されていないチャネル、制御されていない基地局装置２０とその配下端末装置の少なくとも一方のトラヒック量または通信頻度の少ないチャネル、制御されていない基地局装置２０とその配下端末装置の少なくとも一方による無線信号の信号強度が弱いチャネルなどを、その制御されていない基地局装置２０とその配下端末装置の少なくとも一方の近傍に位置する制御対象の基地局装置２０に割り当てる通信パラメータ候補のチャネルとして選択する。

基地局装置パラメータ決定部１０４−１〜１０４−Ｌは、基地局装置選択・グルーピング決定部１０３から出力された基地局装置２０の選択・グルーピング結果及びスループット指標と、基地局装置情報記憶部１０２に記憶されている基地局装置情報とに基づいて、Ｌ個（ＬはＬ≧１の整数）のグルーピングされた基地局装置群ごとに、制御対象の基地局装置２０の通信パラメータ候補の中から一つの通信パラメータを決定する。例えば、基地局装置パラメータ決定部１０４−１〜１０４−Ｌは、基地局装置選択・グルーピング決定部１０３が計算したスル−プット指標に基づいて、無線通信システムのＬ個のグルーピングされた基地局装置群ごとに、システムスループット、あるいは、各基地局装置２０のスループットの和、もしくは積の少なくとも一つが最大となるように通信パラメータを決定する。また、プライマリチャネルを揃えることが可能な場合、基地局装置パラメータ決定部１０４−１〜１０４−Ｌは、基地局装置群内においてプライマリチャネルを揃える。

スループット記憶部１０５は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。スループット記憶部１０５は、受信部１０１が受信した各基地局装置２０のスループットの実測値を記憶する。
判断部１０６は、スループット記憶部１０５が記憶している基地局装置２０毎のスループットの実測値に基づいて、無線通信システムのシステムスループットの実測値を算出する。例えば、判断部１０６は、制御対象となっている基地局装置２０のみのスループットの実測値の和をシステムスループットの実測値として算出してもよいし、基地局装置情報を収集しうるすべての基地局装置２０の実測値の和をシステムスループットの実測値として算出してもよい。判断部１０６は、算出したシステムスループットの実測値に基づいて、通信パラメータの再設定が必要か否かを判断する。
通知部１０７は、基地局装置パラメータ決定部１０４−１〜１０４−Ｌが決定した通信パラメータを各基地局装置２０に通知する。

次に、基地局装置２０の機能構成を説明する。基地局装置２０は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、基地局プログラムを実行する。基地局プログラムの実行によって、基地局装置２０は、情報収集部２０１、検出部２０２、通知部２０３、受信部２０４、パラメータ設定部２０５、パラメータ記憶部２０６、通信部２０７、及びスループット算出部２０８を備える装置として機能する。なお、基地局装置２０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、基地局プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、基地局プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。

情報収集部２０１は、自装置（基地局装置２０）の近傍に位置する周辺基地局装置２０の基地局装置情報を収集する。自装置（基地局装置２０）において周辺基地局装置２０から送出された無線信号を受信可能な場合、その周辺基地局装置２０が「近傍に位置する周辺基地局装置２０」である。例えば、図３において、ＡＰ２が、ＡＰ１とＡＰ３の無線信号を受信可能であり、ＡＰ４の無線通信信号を受信できない場合、近傍に位置する周辺基地局装置２０は、ＡＰ１とＡＰ３である。無線ＬＡＮでは、帯域情報、通信頻度などをビーコンやデータにより送受信している。そこで、情報収集部２０１は、ビーコンを常に監視することにより、近傍に位置する周辺基地局装置２０の使用チャネル、帯域情報、通信頻度を取得することができる。また、情報収集部２０１は、受信したビーコン信号から受信信号強度を得ることができる。また、情報収集部２０１は、近傍に位置する周辺基地局装置２０が送受信する無線信号から、その周辺基地局装置２０の占有帯域を得ることができる。また、各基地局装置２０がＧＰＳ（Global Positioning System）を備える場合、周辺基地局装置２０からＧＰＳにより取得した位置情報を受信してもよい。あるいは、情報収集部２０１は、周辺基地局装置２０が送信した無線信号のチャネルの伝搬路の情報から到来方向を推測するとともに、その無線信号の電力強度から相対的な位置を推定することで、自装置の位置から周辺基地局装置２０の位置を推定することができる。また、情報収集部２０１は、周辺基地局装置２０が送受信する無線信号のヘッダの部分からＱｏＳを取得してもよく、ネットワーク９０が有線ネットワークである場合、ネットワーク９０を介して周辺基地局装置２０が送受信する信号を取得し、取得した信号内容からＶｏＩＰ、データダウンロードなどを表すＱｏＳを取得したり、周辺基地局装置２０の配下端末装置の数を取得したりすることができる。また、さらに、情報収集部２０１は、近傍に位置する周辺基地局装置２０の配下端末装置から、基地局装置情報を収集してもよい。情報収集部２０１は、近傍に位置する周辺基地局装置２０の配下端末装置から、上記と同様に使用チャネル、帯域情報、通信頻度、ＱｏＳなどを取得し、基地局装置情報とする。
検出部２０２は、情報収集部２０１が収集した基地局装置情報の変化を検出する。

受信部２０４は、集中制御局１０から通知される情報（例えば、通信パラメータ）を受信する。
パラメータ設定部２０５は、受信部２０４が集中制御局１０から受信した通信パラメータを、自装置（基地局装置２０）が行う無線通信の通信パラメータとして設定する。具体的には、パラメータ設定部２０５は、受信部２０４が受信した通信パラメータを用いて、パラメータ記憶部２０６に記憶されている通信パラメータを上書きする。
パラメータ記憶部２０６は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。パラメータ記憶部２０６は、パラメータ設定部２０５によって設定された通信パラメータを記憶する。
通信部２０７は、パラメータ記憶部２０６に記憶されている通信パラメータを用いて自装置（基地局装置２０）の配下端末装置との間で無線通信を行う。
スループット算出部２０８は、自装置（基地局装置２０）と自装置の配下端末装置との間の無線通信におけるスループットを算出する。例えば、スループット算出部２０８は、パラメータ設定直後と、一定時間経過後（例えば、５秒後、３０秒後、１分後、５分後など）とで、端末装置との間で行われる無線通信におけるスループット実測値を算出する。
通知部２０３は、基地局装置情報や、スループット算出部２０８が算出したスループット実測値を集中制御局１０に通知する。なお、通知部２０３は、基地局装置情報を通知する際、自装置の基地局装置情報、すなわち、自装置の通信に関する情報（使用チャネル、帯域幅、通信頻度、トラヒック量、信号強度、位置情報、ＱｏＳなど）を追加する。

なお、集中制御局１０が制御を行わないと判断した基地局装置２０に対しては、従来通り、自装置内で通知パラメータを算出・決定するものとする。

図６は、本実施形態における基地局装置選択・グルーピング方法および通信パラメータ決定方法の処理の流れを示すフローチャートである。
まず、集中制御局１０が制御可能な基地局装置２０の情報収集部２０１は、周辺基地局装置２０とその配下端末装置の基地局装置情報を収集する。通知部２０３は、情報収集部２０１が収集した基地局装置情報に、自装置の基地局装置情報を追加して集中制御局１０に通知する。集中制御局１０の受信部１０１は、各基地局装置２０から基地局装置情報を受信し、収集する（ステップＳ１０１）。受信部１０１は、各基地局装置２０から受信した基地局装置情報を基地局装置情報記憶部１０２に記録する。次に、基地局装置選択・グルーピング決定部１０３は、基地局装置情報記憶部１０２に記録された基地局装置情報に基づいて、集中制御する対象の基地局装置２０を選択し（ステップＳ１０２）、選択された基地局装置２０をグルーピングする（ステップＳ１０３）。その後、基地局装置選択・グルーピング決定部１０３は、スループット指標をＬ個にグルーピングされた基地局装置群ごとに計算する。基地局装置パラメータ決定部１０４−ｌ（ｌ＝１〜Ｌ）はそれぞれ、ｌ番目のグループの選択された基地局装置２０が使用する通信パラメータを、スループット指標値に基づいて算出する。基地局装置パラメータ決定部１０４−１〜１０４−Ｌが、グルーピングされた基地局群ごとに、選択された基地局装置２０が使用する通信パラメータを算出すると、通知部１０７は、選択された基地局装置２０に、当該基地局装置２０について算出された通信パラメータを通知する（ステップＳ１０４）。なお、例えば、集中制御局１０で制御可能な最大ＡＰ数を下回るＡＰ数を制御する場合など、基地局装置２０を選択する必要はない場合は、ステップＳ１０２における基地局装置２０の選択処理は不要となる。

選択された基地局装置２０の受信部２０４は、集中制御局１０から通知された通信パラメータを受信する。パラメータ設定部２０５は、パラメータ記憶部２０６に記憶されている通信パラメータを、受信部２０４が受信した通信パラメータにより上書きし、自装置が行う無線通信の通信パラメータとして設定する（ステップＳ１０５）。通信部２０７は、設定された通信パラメータにより、自装置の配下端末装置と無線通信を行う（ステップＳ１０６）。スループット算出部２０８は、パラメータ設定直後及び一定時間経過後に配下端末装置との間の無線通信におけるスループットを算出する。通知部２０３は、算出されたスループットを評価パラメータとして集中制御局１０に通知する（ステップＳ１０７）。

集中制御局１０の受信部１０１は、各基地局装置２０から通知された評価パラメータであるスループットを受信・収集し、スループット記憶部１０５に記録する。判断部１０６は、パラメータ設定直後のシステムスループットの実測値と、一定時間経過後のシステムスループットの実測値とに基づいて、通信パラメータの再設定の要否を判定する（ステップＳ１０８）。判断部１０６は、システムスループットの実測値が既定値以上減少している場合に、システムスループットの実測値が減少しているそのグループ内の基地局装置群に対して通信パラメータの再設定が必要であると判定する（ステップＳ１０８−ＹＥＳ）。この場合、無線通信システムは、該当グループ内の基地局装置群に対してステップＳ１０４から処理を繰り返し実行する。そして、ステップＳ１０５の処理において、通信パラメータの再設定が必要と判断されたグループに対応した基地局装置パラメータ決定部１０４−１〜１０４−Ｌは、前回のステップＳ１０５の処理で決定された通信パラメータとは異なる通信パラメータを決定し、通知部１０７は、新たに決定された通信パラメータを基地局装置２０に通知する。

一方、判断部１０６は、システムスループットの実測値が既定値以上減少していない場合に、通信パラメータの再設定が不要であると判定する（ステップＳ１０８−ＮＯ）。この場合、処理は終了する。

本実施形態によれば、集中制御局１０において全ての基地局装置２０を集中制御することなく、基地局装置情報（ＲＳＳＩ値など）を用いて、干渉回避またはスループット改善に有効な基地局装置２０を選択してグルーピングを行い、そのグループに対して通信パラメータの設定を行う。具体的には、最も近い基地局装置２０同士を組として設定し、その組のＡＰに対して、例えば、同じ周波数帯域で直交するチャネルをプライマリチャネルとして設定する。基地局装置２０は、設定された通信パラメータを用いて端末装置と無線通信を行う。これにより、集中制御局１０の演算量を低減させながら、干渉波からの影響を抑えて、スループットが向上させることができる。

［第二実施形態］
続いて、本実施形態の第二実施形態を、図面を参照しながら説明する。
第二実施形態では、集中制御局により制御できない単数もしくは複数の基地局装置が存在しており、集中制御局により制御可能な複数の基地局装置の一部もしくは全てに対して干渉を与える環境における、制御可能な複数基地局装置の配置位置の設定に関する方法を示す。以下では、第一実施形態との差分を中心に説明する。

図７は、本実施形態の第二実施形態における無線通信システムのシステム構成の一例を示す図である。本実施形態の無線通信システムは、図３に示す第一実施形態の集中制御局１０、基地局装置２０に代えて、集中制御局１０ａ、基地局装置２０ａを備える。説明を簡単にするために、基地局装置２０ａをＡＰ１〜ＡＰ４の４台とし、そのうち２台のＡＰ１とＡＰ２が集中制御局１０ａで制御可能である。また、ＡＰ１、ＡＰ３、およびＡＰ４は既に設置済みであり、新たにＡＰ２を設置することを考える。

図８は、集中制御局１０ａ及び基地局装置２０ａの機能構成を表す概略ブロック図である。同図において、図４に示す第１の実施形態による集中制御局１０ａ及び基地局装置２０ａと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

同図に示す集中制御局１０ａが、図４に示す集中制御局１０と異なる点は、基地局装置選択・グルーピング決定部１０３に代えて計算部３０１を備える点、基地局位置判定部３０２を更に備える点、及び基地局装置パラメータ決定部１０４−１〜１０４−Ｌに代えて基地局装置パラメータ決定部１０４を備える点である。

計算部３０１は、基地局装置情報記憶部１０２に基づいて、制御可能な基地局装置２０ａの位置が適当か否かを判定するためのパラメータを算出する。
基地局位置判定部３０２は、計算部３０１によるパラメータの算出結果をもとに、制御可能な基地局装置２０ａの位置が適当か否かを判定する。例えば、パラメータとして、基地局装置２０ａが備えるＧＰＳにより取得した位置情報から算出される基地局装置２０ａ間の距離や、基地局装置２０ａが測定したＲＳＳＩ値がある。基地局位置判定部３０２は、既に設置されている基地局装置２０ａのうち少なくとも一つと新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａとの間の距離が予め設定された閾値よりも大きい場合、あるいは、既に設置されている基地局装置２０ａのうち少なくとも一つと新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａとの間のＲＳＳＩ値が予め設定された閾値よりも小さい場合は、新たに設置する基地局装置２０ａの設置位置を再度設定し直すよう判定し、通知部１０７を通して基地局装置２０ａに通知する。あるいは、基地局位置判定部３０２は、既に設置されている制御可能な基地局装置２０ａのうち少なくとも一つと、新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａとの間の距離が、制御可能な基地局装置２０ａあるいは新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａと制御できない基地局装置２０ａとの間の距離のうち最小の距離よりも大きい場合は、新たに設置する基地局装置２０ａの設置位置を再度設定し直すよう判定し、通知部１０７を通して基地局装置２０ａに通知する。あるいは、基地局位置判定部３０２は、既に設置されている制御可能な基地局装置２０ａのうち少なくとも一つと新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａとの間のＲＳＳＩ値が、既に設置されている制御可能な基地局装置２０ａあるいは新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａと制御できない基地局装置２０ａとの間のＲＳＳＩ値うち最大のＲＳＳＩ値よりも小さい場合は、新たに設置する基地局装置２０ａの設置位置を再度設定し直すよう判定し、通知部１０７を通して基地局装置２０ａに通知する。
基地局装置パラメータ決定部１０４は、第一実施形態の基地局装置パラメータ決定部１０４−１〜１０４−Ｌと同様の処理により、制御可能な基地局装置２０ａ（新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａ及び既に設置されている制御可能な基地局装置２０ａ）それぞれの通信パラメータを決定する。

同図に示す基地局装置２０ａが、図４に示す基地局装置２０と異なる点は、基地局位置設定部４０１を更に備える点である。
基地局装置２０ａにおける基地局位置設定部４０１は、集中制御局１０ａから通知された制御情報が、新たに設置する基地局装置２０ａの設置位置を再度設定し直す旨を示している場合、新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａの位置を再設定する。この際、新たに設置する基地局装置２０ａは、情報収集部２０１より得られた情報（ＲＳＳＩ値やＧＰＳ情報）をもとに、新たに設置される制御可能な基地局装置２０ａが他の制御可能な基地局装置２０ａの少なくとも一つと位置が近くなる、もしくは電波の受信電力が大きくなるように位置を設置する。ここで、新たに設置する基地局装置２０ａの位置の設置方法としては、手動で設置場所を変更してもよいし、自走式の基地局装置２０ａであれば自動で設置位置を変更することも可能である。

図９は、本実施形態における基地局設定方法および通信パラメータ決定方法の処理の流れをフローチャートであり、図６に示す第１の実施形態の基地局装置選択・グルーピング方法およびパラメータ決定方法と同一の処理には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
まず、既に設置されている基地局装置２０ａの無線通信エリアに対して、集中制御局１０ａが制御可能な基地局装置２０ａを新たに設置する（ステップＳ２０１）。ここで、無線通信エリアとは、基地局装置２０ａの少なくともいずれか一つにおいて無線通信可能なエリア（通信セル）を示す。つまり、既に設置されている基地局装置２０ａの無線通信エリアに対して、新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａを設置するということは、既に設置されている基地局装置２０ａの無線通信エリアと新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａのそれがオーバーラップすることを意味する。図７に示す例では、制御可能なＡＰ１、及び制御できないＡＰ３、ＡＰ４の無線通信エリアと、新たに設置する制御可能なＡＰ２の無線通信エリアとがオーバーラップしている。設置方法としては、手動で設置してもよいし、自走可能な基地局装置であれば自動で設置位置を設置してもよい。

集中制御局１０ａが制御可能な基地局装置２０ａ（新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａ及び既に設置されている制御可能な基地局装置２０ａ）の情報収集部２０１は、周辺基地局装置２０ａとその配下端末装置の基地局装置情報を収集する。通知部２０３は、情報収集部２０１が収集した基地局装置情報に、自装置の基地局装置情報を追加して集中制御局１０ａに通知する。集中制御局１０ａの受信部１０１は、制御可能な各基地局装置２０ａから基地局装置情報を受信し、収集する（ステップＳ１０１）。受信部１０１は、制御可能な各基地局装置２０ａから受信した基地局装置情報を基地局装置情報記憶部１０２に記録する。次に、計算部３０１は、新たに設置した制御可能な基地局装置２０ａが要求条件を満たすかを判定するためのパラメータを、基地局装置情報記憶部１０２に記録された基地局装置情報が示す位置情報もしくは電波受信電力情報を用いて計算し、その結果を基地局位置判定部３０２に出力する。基地局位置判定部３０２は、新たに設置した制御可能な基地局装置２０ａについて計算部３０１が算出したパラメータに基づいて、新たに設置した制御可能な基地局装置２０ａが要求条件を満たしているかを判定する（ステップＳ２０２）。

要求条件を満たしているかの判定に用いられるパラメータとして、例えば、基地局装置２０ａが備えるＧＰＳにより得られた基地局装置２０ａの位置情報から算出される基地局装置２０ａ間の距離や、周辺基地局装置２０ａのＲＳＳＩ値がある。基地局位置判定部３０２は、既に設置されている基地局装置２０ａのうち少なくとも一つと新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａとの間の距離が予め設定された閾値よりも大きい場合、あるいは、既に設置されている基地局装置２０ａのうち少なくとも一つと新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａとの間のＲＳＳＩ値が予め設定された閾値よりもが小さい場合は、新たに設置する基地局装置２０ａは要求条件を満たしていないと判定する。あるいは、基地局位置判定部３０２は、既に設置されている制御可能な基地局装置２０ａのうち少なくとも一つと新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａとの間の距離が、制御可能な基地局装置２０ａあるいは新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａと制御できない基地局装置２０ａとの間の距離のうち最小の距離よりも大きい場合は、新たに設置する基地局装置２０ａは要求条件を満たしていないと判定する。またあるいは、基地局位置判定部３０２は、既に設置されている制御可能な基地局装置２０ａのうち少なくとも一つと新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａとの間のＲＳＳＩ値が、制御可能な基地局装置２０ａあるいは新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａと制御できない基地局装置２０ａとの間のＲＳＳＩ値のうち最大のＲＳＳＩ値よりも小さい場合は、新たに設置する基地局装置２０ａは要求条件を満たしていないと判定する。基地局位置判定部３０２は、要求条件を満たしていないと判定した場合、新たに設置する基地局装置２０ａの設置位置を再度設定し直すよう通知部１０７を通して制御情報により基地局装置２０ａに通知する（ステップＳ２０１−ＮＯ）。なお、通知先の基地局装置２０ａは、新たに設置する基地局装置２０ａのみでもよく、既に設定されている制御可能な基地局装置２０ａを含めてもよい。位置を再設置し直すよう通知された新たに設置する制御可能な基地局装置２０ａは、再びステップＳ２０１からの処理を行い、新たに設置した制御可能な基地局装置２０ａが要求条件を満すまで繰り返し処理を行う。

新たに設置した制御可能な基地局装置２０ａが要求条件を満たしている場合（ステップＳ２０２−ＹＥＳ）、計算部３０１は、制御可能な基地局装置２０ａ（新たに設置した制御可能な基地局装置２０ａと既に設置されている制御可能な基地局装置２０ａ）を一つのグループとみなして、第一実施形態の基地局装置選択・グルーピング決定部１０３と同様の処理により、制御可能な基地局装置２０ａに対するスループット指標を計算し、基地局装置パラメータ決定部１０４は、スループット指標及び基地局情報に基づいて、制御可能な基地局装置２０ａそれぞれが使用する通信パラメータを算出して通知部１０７より通知する（ステップＳ１０４）。

制御可能な基地局装置２０ａの受信部２０４は、集中制御局１０ａから通知された通信パラメータを受信する。パラメータ設定部２０５は、受信された通信パラメータを、自装置が行う無線通信の通信パラメータとして設定する（ステップＳ１０５）。通信部２０７は、設定された通信パラメータで自装置の配下端末装置と無線通信を行う（ステップＳ１０６）。スループット算出部２０８は、パラメータ設定直後及び一定時間経過後に被赤端末装置との間の無線通信におけるスループットを算出する。通知部２０３は、算出されたスループットを集中制御局１０ａに通知する（ステップＳ１０７）。

集中制御局１０ａの受信部１０１は、各基地局装置２０ａから通知されたスループットを収集し、スループット記憶部１０５に記録する。判断部１０６は、パラメータ設定直後のシステムスループットの実測値と、一定時間経過後のシステムスループットの実測値とに基づいて、通信パラメータの再設定の要否を判定する（ステップＳ１０８）。判断部１０６は、システムスループットの実測値が既定値以上減少している場合に、通信パラメータの再設定が必要であると判定する（ステップＳ１０８−ＹＥＳ）。この場合、無線通信システムはステップＳ１０４から処理を繰り返し実行する。そして、ステップＳ１０５の処理において、基地局装置パラメータ決定部１０４は、前回のステップＳ１０５の処理で決定された通信パラメータとは異なる通信パラメータを決定し、通知部１０７より通知する。

なお、上記説明では、電波の受信電力を把握する手段としてＲＳＳＩ値を用いて説明したが、必ずしもＲＳＳＩ値を用いる必要はなく、例えば、受信信号電力対雑音電力比（ＳＮＲ：Signal-to-Noise Power Ratio）や推定したチャネル情報（ＣＳＩ：Channel State Information）から算出される受信信号電力を用いてもよい。

以上のように構成された無線通信システムによれば、周辺ＡＰもしくは制御不可能なＡＰの影響に応じてシステムスループットが最大となるように各ＡＰの通信パラメータが設定される。そのため、周辺ＡＰもしくは制御不可能なＡＰの少なくとも一方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ことが可能となる。
また、通信パラメータを設定した後にシステムスループットが低下した場合には、他の通信パラメータが改めて設定される。そのため、より確実に無線通信の効率の向上を図ることが可能となる。

図１０は、上述した第一実施形態の無線通信システムにおける効果の具体例を示す図である。同図では、４台のＡＰ１〜ＡＰ４が、５．２５〜５．３３ＭＨｚの８０ＭＨｚを使用してそれぞれ５台の端末装置（Station）と通信している場合を想定する。実線の丸に含まれる端末装置は、その中心に位置するＡＰに帰属している。ＡＰｉ（ｉ＝１，２，３，４）のセルをそれぞれＣｉとし、４台のＡＰは等間隔に設置され、ＡＰ１とＡＰ２、ＡＰ２とＡＰ３、ＡＰ３とＡＰ４間におけるＲＳＳＩ値は等しいものとする。４台のＡＰのうち２台を集中制御局１０（ＣＣ（Centralized controller）もしくはＡＣ）により制御するものとし、各ＡＰは、自セル内のスループットの総和が最大になるようにチャネルおよび帯域を選択する。

図１１は、図１０に示す無線通信システムにおいてゲーム理論により理論解析したときの、集中制御されるＡＰの組み合わせ、その際のナッシュ均衡点におけるチャネル利用状態、および独立動作時と比較した場合の全ＡＰの総スループットの向上率を示す。なお、ナッシュ均衡点におけるチャネル利用状態Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、図１２に示すチャネル利用状態Ａ、Ｂ、ＣおよびＤに対応する。チャネル利用状態Ａでは、ＡＰ１〜ＡＰ４がチャネル７を利用し、チャネル利用状態Ｂでは、ＡＰ１及びＡＰ４がチャネル５を、ＡＰ２がチャネル３を、ＡＰ３はチャネル４を利用する。チャネル利用状態Ｃでは、ＡＰ１及びＡＰ３がチャネル５を、ＡＰ２及びＡＰ４がチャネル６を利用し、チャネル利用状態Ｄでは、ＡＰ１及びＡＰ４がチャネル５を、ＡＰ２及びＡＰ３はチャネル６を利用する。また、図１１の集中制御されるＡＰの組み合わせにおける、ＡＰ２とＡＰ４、およびＡＰ３とＡＰ４の組み合わせは、ＡＰ１とＡＰ３、およびＡＰ１とＡＰ２との組み合わせと実質的に同じなため、省略する。

独立動作時と比較した場合の全ＡＰの総スループットの向上率が示す結果より、距離が最も近い、もしくは電波受信電力が最も大きいＡＰの組み合わせであるＡＰ１とＡＰ２、もしくはＡＰ２とＡＰ３を、制御対象のＡＰの組み合わせとして選択することで、２７〜４７％スループットが向上することが示されている。これは、制御対象のＡＰは、他のＡＰと距離が最も近い、もしくは電波受信電力が最も大きいＡＰを制御対象に選択することで、ナッシュ均衡点としてチャネル利用状態Ｃに収束することができるためである。

図１３は、上述した第二実施形態の無線通信システムにおける効果の具体例を示す図である。同図では、４台のＡＰ１〜ＡＰ４が５．２５〜５．３３ＭＨｚの８０ＭＨｚを使用してそれぞれ５台の端末装置と通信する場合を想定する。ＡＰ１、ＡＰ３、ＡＰ４の３台のＡＰは等間隔に設置され、ＡＰ２を新たに設置するＡＰとする。ＡＰ１とＡＰ３、ＡＰ３とＡＰ４間におけるＲＳＳＩ値は等しいものとする。ＡＰ１およびＡＰ２を集中制御局１０ａ（ＣＣ、もしくはＡＣ）により制御するものとし、各ＡＰは、自セル内のスループットの総和が最大になるようにチャネルおよび帯域を選択する。

図１４は、図１３に示す無線通信システムにおいてゲーム理論により理論解析したときの、集中制御されるＡＰの組み合わせ、その際のナッシュ均衡点におけるチャネル利用状態、および独立動作時と比較した場合の全ＡＰの総スループットの向上率を示す。同図に示すように、ゲーム理論により理論解析すると、ＡＰ１とＡＰ２を近い位置、例えば図１３のようにほぼ同じ場所に設置することでスループットが向上する。ＡＰすべてを独立に動作させた場合と比較すると、５３〜６５％スループットが向上する。

＜変形例＞
基地局装置２０は、自装置に接続する複数の端末装置と無線通信可能な装置であればどのような装置であってもよく、無線ＬＡＮのアクセスポイントに限定される必要は無い。基地局装置２０は、例えば携帯電話通信網の基地局装置であってもよい。なお、無線ＬＡＮシステムの具体例には、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃといったＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance：搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式）によるシステムがある。

また、上記ステップＳ１０８の処理において、システムスループットの実測値が既定値以上減少しているか否かに基づいて分岐の判断を行うのではなく、所定回数ステップＳ１０４〜Ｓ１０８等の処理を繰り返してから処理を終了又は次の処理に移行するように構成されてもよい。また、上記各処理において、システムスループットの実測値が閾値を超えた場合に、処理を終了又は次の処理に移行するように構成されてもよい。また、上記ステップＳ２０２において、新たに設置した制御可能な基地局装置２０ａが要求条件を満たしているか否かに基づいて分岐の判断を行うのではなく、所定回数ステップＳ２０１〜Ｓ２０２等の処理を繰り返してから処理を終了又は次の処理に移行するように構成されてもよい。

なお、基地局装置情報を収集する装置は、基地局装置２０に限定される必要は無く、端末装置であってもよいし、他の装置であってもよい。このように構成されることにより、隠れ端末問題に対する特性劣化を低減することができる。
集中制御局１０、１０ａは、ＬＵＴ記憶部を更に備えるように構成されてもよい。ＬＵＴ記憶部は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。ＬＵＴ記憶部は、シミュレーションなどにより予め求められたＬＵＴ（Look Up Table）のデータを記憶している。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

無線通信を行う複数の基地局装置を備える無線通信システムに利用できる。

１０集中制御局
２０基地局装置
９０ネットワーク
１０１受信部
１０２基地局装置情報記憶部
１０３基地局装置選択・グルーピング決定部（基地局装置選択及びグルーピング決定部）
１０４−１〜１０４−Ｌ、１０４基地局装置パラメータ決定部
１０５スループット記憶部
１０６判断部
１０７通知部
２０１情報収集部
２０２検出部
２０３通知部
２０４受信部
２０５パラメータ設定部
２０６パラメータ記憶部
２０７通信部
２０８スループット算出部
３０１計算部
３０２基地局位置判定部
４０１基地局位置設定部

Claims

集中制御局と、端末装置と無線通信する複数の基地局装置とを備えた無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
他の前記基地局装置、あるいは、他の前記基地局装置及び他の前記基地局装置の配下の前記端末装置の無線通信に関する情報を示す基地局装置情報を収集する情報収集部と、
前記情報収集部が収集した前記基地局装置情報に当該基地局装置の無線通信に関する情報を追加して前記集中制御局に通知する通知部と、
前記端末装置との無線通信に用いる通信パラメータを、前記集中制御局から通知された通信パラメータに設定するパラメータ設定部と、
前記パラメータ設定部により設定された前記通信パラメータにより当該基地局装置の配下の前記端末装置と無線通信する通信部とを備え、
前記集中制御局は、
前記基地局装置より通知された前記基地局装置情報に基づいて、複数の前記基地局装置の中から制御対象の基地局装置を選択し、選択した前記基地局装置をグルーピングする基地局装置選択及びグルーピング決定部と、
前記基地局装置情報に基づいて、前記基地局装置選択及びグルーピング決定部によりグルーピングされた制御対象の前記基地局装置群ごとに、前記集中制御局により制御されない他の前記基地局装置である制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方において利用されていないチャネル、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方のトラヒック量または通信頻度の少ないチャネル、あるいは、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方による無線信号の信号強度が弱いチャネルのうちいずれかのチャネルを、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方の近傍に位置する制御対象の前記基地局装置に割り当てる通信パラメータとして決定する基地局装置パラメータ決定部と、
前記基地局装置パラメータ決定部が決定した前記通信パラメータを制御対象の前記基地局装置に通知する通知部とを備える、
ことを特徴とする無線通信システム。
前記基地局装置パラメータ決定部は、グルーピングされた前記基地局装置群ごとに、システムスループット、あるいは、各基地局装置のスループットの和、もしくは積のいずれか一つが最大となるように通信パラメータを決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記基地局装置選択及びグルーピング決定部は、前記基地局装置情報に基づいて、複数の前記基地局装置から、距離が予め設定された閾値よりも近い、あるいは受信信号強度が予め設定された閾値よりも大きい前記基地局装置の組み合わせを選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
集中制御局と、端末装置と無線通信する複数の基地局装置とを備えた無線通信システムであって、
前記集中制御局によって制御され、新たに設置する前記基地局装置、及び、前記集中制御局によって制御され、既に設置されている前記基地局装置は、
他の前記基地局装置、あるいは、他の前記基地局装置及び他の前記基地局装置の配下の前記端末装置の無線通信に関する情報を示す基地局装置情報を収集する情報収集部と、
前記情報収集部が収集した前記基地局装置情報に当該基地局装置の無線通信に関する情報を追加して前記集中制御局に通知する通知部と、
前記端末装置との無線通信に用いる通信パラメータを、前記集中制御局から通知された通信パラメータに設定するパラメータ設定部と、
前記パラメータ設定部により設定された前記通信パラメータにより当該基地局装置の配下の前記端末装置と無線通信する通信部とを備え、
新たに設置する前記基地局装置は、
前記集中制御局から設置位置の再設定が通知された場合に、当該基地局装置の位置を再設定する基地局位置設定部を更に備え、
前記集中制御局は、
新たに設置する前記基地局装置及び既に設置されている前記基地局装置より通知された前記基地局装置情報に基づいて、新たに設置する前記基地局装置の設定位置の再設定が必要か否かを判定し、再設定が必要と判定した場合は新たに設置する前記基地局装置に設置位置の再設定を通知する基地局位置判定部と、
前記基地局位置判定部において設置位置の再設定が不要と判定された場合に、前記基地局装置情報に基づいて、前記基地局装置毎に、前記集中制御局により制御されない他の前記基地局装置である制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方において利用されていないチャネル、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方のトラヒック量または通信頻度の少ないチャネル、あるいは、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方による無線信号の信号強度が弱いチャネルのうちいずれかのチャネルを、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方の近傍に位置する前記基地局装置に割り当てる通信パラメータとして決定する基地局装置パラメータ決定部と、
前記基地局装置パラメータ決定部が決定した前記通信パラメータを前記基地局装置に通知する通知部とを備える、
ことを特徴とする無線通信システム。
前記基地局装置は、前記パラメータ設定部が前記通信パラメータを設定した後に前記端末装置との間の無線通信におけるスループットを前記集中制御局に通知するスループット通知部を更に備え、
前記集中制御局は、前記基地局装置から通知された前記スループットに基づいて、システムスループットが低下したか否か判断する判断部を更に備え、
前記基地局装置パラメータ決定部は、前記判断部によりシステムスループットが低下したと判断された場合、前回決定した通信パラメータとは異なる通信パラメータを決定し、
前記通知部は、前記基地局装置パラメータ決定部が新たに決定した前記通信パラメータを前記基地局装置に通知する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
集中制御局と、端末装置と無線通信する複数の基地局装置とを備えた無線通信システムにおける前記集中制御局であって、
前記基地局装置から、当該基地局装置の無線通信に関する情報と、他の前記基地局装置、あるいは、他の前記基地局装置及び他の前記基地局装置の配下の前記端末装置の無線通信に関する情報とを示す基地局装置情報を受信し、受信した前記基地局装置情報に基づいて、複数の前記基地局装置の中から制御対象の基地局装置を選択し、選択した前記基地局装置をグルーピングする基地局装置選択及びグルーピング決定部と、
前記基地局装置情報に基づいて、前記基地局装置選択及びグルーピング決定部によりグルーピングされた制御対象の前記基地局装置群ごとに、前記集中制御局により制御されない他の前記基地局装置である制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方において利用されていないチャネル、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方のトラヒック量または通信頻度の少ないチャネル、あるいは、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方による無線信号の信号強度が弱いチャネルのうちいずれかのチャネルを、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方の近傍に位置する制御対象の前記基地局装置に割り当てる通信パラメータとして決定する基地局装置パラメータ決定部と、
前記基地局装置パラメータ決定部が決定した前記通信パラメータを制御対象の前記基地局装置に通知する通知部と、
を備えることを特徴とする集中制御局。
集中制御局と、端末装置と無線通信する複数の基地局装置とを備えた無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
前記基地局装置が、
他の前記基地局装置、あるいは、他の前記基地局装置及び他の前記基地局装置の配下の前記端末装置の無線通信に関する情報を示す基地局装置情報を収集する情報収集過程と、
前記情報収集過程において収集した前記基地局装置情報に当該基地局装置の無線通信に関する情報を追加して前記集中制御局に通知する通知過程と、
前記端末装置との無線通信に用いる通信パラメータを、前記集中制御局から通知された通信パラメータに設定するパラメータ設定過程と、
前記パラメータ設定過程において設定された前記通信パラメータにより当該基地局装置の配下の前記端末装置と無線通信する通信過程と、
前記集中制御局が、
前記基地局装置より通知された前記基地局装置情報に基づいて、複数の前記基地局装置の中から制御対象の基地局装置を選択し、選択した前記基地局装置をグルーピングする基地局装置選択及びグルーピング決定過程と、
前記基地局装置情報に基づいて、前記基地局装置選択及びグルーピング決定過程においてグルーピングされた制御対象の前記基地局装置群ごとに、前記集中制御局により制御されない他の前記基地局装置である制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方において利用されていないチャネル、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方のトラヒック量または通信頻度の少ないチャネル、あるいは、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方による無線信号の信号強度が弱いチャネルのうちいずれかのチャネルを、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方の近傍に位置する制御対象の前記基地局装置に割り当てる通信パラメータとして決定する基地局装置パラメータ決定過程と、
前記基地局装置パラメータ決定過程において決定した前記通信パラメータを制御対象の前記基地局装置に通知する通知過程と、
を有することを特徴とする無線通信方法。
集中制御局と、端末装置と無線通信する複数の基地局装置とを備えた無線通信システムが実行する無線通信方法であって、
前記集中制御局によって制御され、新たに設置する前記基地局装置、及び、前記集中制御局によって制御され、既に設置されている前記基地局装置が、
他の前記基地局装置、あるいは、他の前記基地局装置及び他の前記基地局装置の配下の前記端末装置の無線通信に関する情報を示す基地局装置情報を収集する情報収集過程と、
前記情報収集過程において収集した前記基地局装置情報に当該基地局装置の無線通信に関する情報を追加して前記集中制御局に通知する通知過程と、
前記端末装置との無線通信に用いる通信パラメータを、前記集中制御局から通知された通信パラメータに設定するパラメータ設定過程と、
前記パラメータ設定過程において設定された前記通信パラメータにより当該基地局装置の配下の前記端末装置と無線通信する通信過程と、
新たに設置する前記基地局装置が、
前記集中制御局から設置位置の再設定が通知された場合に、当該基地局装置の位置を再設定する基地局位置設定過程と、
前記集中制御局が、
新たに設置する前記基地局装置及び既に設置されている前記基地局装置より通知された前記基地局装置情報に基づいて、新たに設置する前記基地局装置の設定位置の再設定が必要か否かを判定し、再設定が必要と判定した場合は新たに設置する前記基地局装置に設置位置の再設定を通知する基地局位置判定過程と、
前記基地局位置判定過程において設置位置の再設定が不要と判定された場合に、前記基地局装置情報に基づいて、前記基地局装置毎に、前記集中制御局により制御されない他の前記基地局装置である制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方において利用されていないチャネル、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方のトラヒック量または通信頻度の少ないチャネル、あるいは、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方による無線信号の信号強度が弱いチャネルのうちいずれかのチャネルを、前記制御対象外基地局装置と当該制御対象外基地局装置の配下の前記端末装置との少なくとも一方の近傍に位置する前記基地局装置に割り当てる通信パラメータとして決定する基地局装置パラメータ決定過程と、
前記基地局装置パラメータ決定過程が決定した前記通信パラメータを前記基地局装置に通知する通知過程と、
を有することを特徴とする無線通信方法。