JP7155796B2 - 無線通信システム、集約装置、干渉源エアタイム取得方法および干渉源エアタイム取得プログラム - Google Patents

無線通信システム、集約装置、干渉源エアタイム取得方法および干渉源エアタイム取得プログラム Download PDF

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Description

本発明は、無線を用いてデータ通信を行う無線通信システムを構成する管理対象の無線装置において、その周辺の干渉源（特に、管理対象外の無線装置）の無線信号送信状況（エアタイム）を取得する無線通信システム、集約装置、干渉源エアタイム取得方法および干渉源エアタイム取得プログラムに関する。
従来は、管理対象の無線装置の周辺に干渉源がある場合、その影響度を正確に把握することが困難だった。その理由は、図５に示す無線通信システムの無線基地局（ＡＰ）１０，２０では、自局の信号の送受信中であれば、干渉源５１が送信する干渉源信号を検出することができず、非送受信中の無線基地局で干渉源５１の無線信号送信状況（エアタイム）を断片的にしか把握できないためである。さらに、管理対象の無線装置の一部、特にネットワークを介して集約装置（サーバ）１００に接続された無線基地局１０，２０の情報のみを参照するため、情報量も少ないことが挙げられる。
例えば、非特許文献１に記載の事例では、周辺の干渉アクセスポイントの影響度を３段階で表示しているだけで、詳細な数値は示されず、またチャンネル使用率として干渉源のみの表示はされない。
「無線ＬＡＮ見える化ツール機能」，http://www.rtpro.yamaha.co.jp/RT/docs/visualization/index.html
従来技術の課題を解決するには、管理対象の無線装置ごとに、干渉源が送信する干渉源信号の検出可能なタイミングにばらつきがある中で、それぞれの検出情報を集約・統合することが必要になる。さらに、ネットワークに接続された無線基地局のみで監視するのではなく、無線基地局の配下の無線端末で検出される干渉源信号も参照することなど、参照情報を増やす手段が必要となる。
本発明は、管理対象の無線装置で干渉源信号を検出し、それぞれの検出情報を集約・統合し、干渉源の無線信号送信状況（エアタイム）を取得することができる無線通信システム、集約装置、干渉源エアタイム集約方法および干渉源エアタイム集約プログラムを提供することを目的とする。
第１の発明の無線通信システムは、干渉源が送信する干渉源信号をそれぞれ検出し、所定の時間単位ごとに該干渉源信号の有無を示すエアタイム情報をそれぞれ生成する複数の無線装置と、複数の無線装置からそれぞれエアタイム情報を取得し、取得したエアタイム情報を所定の単位時間ごとにタイミングを合わせて集約・統合することで、干渉源のエアタイムを推定する集約装置とを備える。
第１の発明の無線通信システムにおいて、集約装置は、複数の無線装置が干渉源信号を検出するタイミングを合わせるために、基準時刻Ｔと時間単位Ｄを管理し、エアタイム管理情報として複数の無線装置に通知する構成としてもよい。複数の無線装置は、集約装置に接続される少なくとも１つの無線基地局と、該無線基地局の配下の少なくとも１つの無線端末であり、エアタイム管理情報は、集約装置から該無線基地局に通知され、さらに該無線基地局から配下の無線端末に通知される構成としてよい。
第１の発明の無線通信システムにおいて、複数の無線装置は、エアタイム情報として、干渉源信号の検出レベルと各無線装置の位置情報を含めて、集約装置に送信する構成であり、集約装置は、複数の無線装置における干渉源信号の検出レベルとそれぞれの位置情報から、干渉源の位置を推定する構成としてもよい。
第１の発明の無線通信システムにおいて、集約装置は、推定した干渉源のエアタイムの傾向パターンを分析し、その傾向パターンに応じて干渉源の今後のエアタイムを予測し、無線装置に有利な送信タイミングを決定して各無線装置に通知する構成としてもよい。
第２の発明は、干渉源が送信する干渉源信号をそれぞれ検出し、所定の時間単位ごとに該干渉源信号の有無を示すエアタイム情報をそれぞれ生成する複数の無線装置に接続される集約装置において、複数の無線装置からそれぞれエアタイム情報を取得し、取得したエアタイム情報を所定の単位時間ごとにタイミングを合わせて集約・統合することで、干渉源のエアタイムを推定する処理手段を備える。
第３の発明の干渉源エアタイム取得方法は、複数の無線装置で、干渉源が送信する干渉源信号をそれぞれ検出し、所定の時間単位ごとに該干渉源信号の有無を示すエアタイム情報をそれぞれ生成するステップと、複数の無線装置に接続される集約装置で、複数の無線装置からそれぞれエアタイム情報を取得し、取得したエアタイム情報を所定の単位時間ごとにタイミングを合わせて集約・統合することで、干渉源のエアタイムを推定するステップとを有する。
第４の発明の干渉源エアタイム取得プログラムは、第２の発明の集約装置が実行する処理をコンピュータに実行させ、複数の無線装置からそれぞれエアタイム情報を取得し、取得したエアタイム情報を所定の単位時間ごとにタイミングを合わせて集約・統合することで、干渉源のエアタイムを推定する。
本発明は、管理対象の無線装置（無線基地局および無線端末）で干渉源信号を検出し、その検出情報を集約・統合することで、干渉源の無線信号送信状況（エアタイム）を明確化できるため、干渉源の影響度を把握することが可能となる。
また、管理対象の無線装置の位置情報および干渉源信号の検出レベルを参照することで、干渉源の位置も推定可能となる。さらに、過去のエアタイムから今後のエアタイムを予測することで、管理対象の無線装置に対する適切な送信タイミング制御も可能となる。
本発明の無線通信システムにおける干渉源エアタイム情報集約の実施例１を示す図である。 本発明の実施例１における干渉源エアタイム情報集約の処理手順例を示すフローチャートである。 本発明の実施例２における干渉源の位置推定例を示す図である。 本発明の実施例３における干渉源のエアタイムの利用例を示す図である。 従来の無線通信システムにおける干渉源のエアタイム検出例を示す図である。
（実施例１）
図１は、本発明の無線通信システムにおける干渉源エアタイム情報集約の実施例１を示す。
図１において、管理対象の無線装置として、無線基地局（ＡＰ）１０，２０と、それぞれ配下の無線端末（ＳＴＡ）１１，１２，２１がある。ここでは簡単のために、２台の無線基地局と３台の無線端末のみを示すが、それ以上あってもよい。無線基地局１０，２０は、図示しないネットワークを介して集約装置（サーバ）１００と通信し、無線端末１１，１２，２１はそれぞれ帰属する無線基地局に接続される。干渉源５１が送信する干渉源信号は、無線基地局１０および無線端末１１，１２、無線基地局２０および無線端末２１でそれぞれ検出されるものとする。
ここで、干渉源５１から送信される干渉源信号内に干渉源装置の識別情報が含まれており、管理対象の無線装置（無線基地局１０および無線端末１１，１２、無線基地局２０および無線端末２１）でそれを検出することで、干渉源５１の識別、および干渉源５１が送信する干渉源信号の送信時間の把握を可能とする。
本発明の特徴は、管理対象の無線装置では、個々に無線信号の送受信中に干渉源５１が送信する干渉源信号を検出できないが、管理対象の無線装置がそれぞれ非送受信中に検出した干渉源信号の検出情報（エアタイム情報）を、集約装置１００でタイミングを合わせて集約・統合することで、干渉源５１のエアタイムの推定を可能とするところにある。
図２は、本発明の実施例１における干渉源エアタイム情報集約の処理手順例を示す。図２(1) は集約装置（サーバ）の処理手順例を示し、図２(2) は無線基地局（ＡＰ）の処理手順例を示し、図２(3) は無線端末（ＳＴＡ）の処理手順例を示す。
図２において、管理対象の無線装置で干渉源信号をそれぞれ検出したエアタイム情報を集約・統合するため、管理対象の無線装置間でタイミングを合わせる必要があり、集約装置はそのエアタイム管理情報として基準時刻Ｔと時間単位Ｄを管理し、各無線基地局に通知する（Ｓ１）。なお、干渉源ごとにエアタイム情報を集約・統合するために、対象とする干渉源を特定する識別情報も必要であるが、ここでは省略する。
無線基地局は、集約装置からエアタイム管理情報（Ｔ，Ｄ）が通知されると、それ以前のエアタイム管理情報を更新し、干渉源のエアタイム情報の管理を開始する（Ｓ11）。ここで、自局が無線信号の送受信中または送受信準備中でなければ（Ｓ12，No) 、干渉源信号を検出してエアタイム情報を更新する（Ｓ13）。また、自局が無線信号の送受信中または送受信準備中であり（Ｓ12，Yes)、配下の無線端末宛にデータ信号の送信があれば（Ｓ14，Yes)、配下の無線端末にデータ信号とともにエアタイム管理情報を送信する（Ｓ15）。また、配下の無線端末宛にデータ信号の送信がなく（Ｓ14，No) 、配下の無線端末から干渉源のエアタイム情報の受信があれば（Ｓ16，Yes)、無線端末ごとに干渉源のエアタイム情報を蓄積する（Ｓ17）。無線基地局は、以上の処理を一定時間ごとに行い、自局と、配下の無線端末における干渉源のエアタイム情報を集約装置に送信する（Ｓ18）。
無線端末では、帰属する無線基地局からエアタイム管理情報（Ｔ，Ｄ）が通知されると、それ以前のエアタイム管理情報を更新し、干渉源のエアタイム情報の管理を開始する（Ｓ21）。ここで、自局が無線信号の送受信中または送受信準備中でなければ（Ｓ22，No) 、干渉源信号を検出してエアタイム情報を更新する（Ｓ23）。無線端末は、一定時間ごとに、もしくは無線基地局へのデータ送信の機会ごとに、更新したエアタイム情報を無線基地局に送信する（Ｓ24）。
集約装置は、無線基地局およびその配下の無線端末における干渉源のエアタイム情報を受信し（Ｓ２）、一定時間経過後に時間単位Ｄごとに統合し、干渉源のエアタイムを導出して画面表示等を更新する（Ｓ３）。ここで、エアタイム管理情報（Ｔ，Ｄ）の更新が必要な場合はステップＳ１にもどり、エアタイム管理情報（Ｔ，Ｄ）の更新が不要の場合はステップＳ２に戻る（Ｓ４）。
なお、無線基地局および無線端末から集約装置に送信される干渉源のエアタイム情報には、基準時刻Ｔ、時間単位Ｄ、干渉源の識別情報、基準時刻Ｔから時間単位Ｄごとの干渉源信号の検出有無が含まれる。ここで、集約装置が無線基地局および無線端末にエアタイム管理情報として通知する基準時刻Ｔおよび時間単位Ｄと、無線基地局および無線端末から集約装置にエアタイム情報として送信される基準時刻Ｔおよび時間単位Ｄは、通常は一致している。しかし、エアタイム管理情報の不達などにより、無線基地局および無線端末で基準時刻Ｔおよび時間単位Ｄの更新が行われていない場合は不一致が生じる。この場合には、無線基地局および無線端末から送信されたエアタイム情報に基づいて集約・統合し、干渉源のエアタイムの導出を行う。
以下、図１を参照して、実施例１における干渉源のエアタイム情報の集約・統合例を示す。
無線基地局（ＡＰ）１０が干渉源信号を検出するのは、基準時刻Ｔを起点にした時間単位Ｄとしてタイムスロット１，２である。無線端末（ＳＴＡ）１１が干渉源信号を検出するのは、タイムスロット１，２，５，11である。無線端末（ＳＴＡ）１２が干渉源信号を検出するのは、タイムスロット１，２，４，９，10である。無線基地局（ＡＰ）２０が干渉源信号を検出するのは、タイムスロット11，12である。無線端末（ＳＴＡ）２１が干渉源信号を検出するのは、タイムスロット２，３，11，12である。
例えば、タイムスロット１では、ＡＰ１０，ＳＴＡ１１，１２が非送受信中であるために干渉源信号を検出し、ＡＰ２０とＳＴＡ２１が送受信中であるために干渉源信号を検出できない。タイムスロット４では、ＡＰ１０とＳＴＡ１１およびＡＰ２０とＳＴＡ２１が送受信中で干渉源信号を検出できず、ＳＴＡ１２のみが非送受信中であるために干渉源信号を検出できる。タイムスロット６～８では、干渉源信号が送信されていないか、ＡＰ１０、ＳＴＡ１１，１２、ＡＰ２０、ＳＴＡ２１がいずれも送受信中であるために干渉源信号を検出できない。
このように、ＡＰおよびＳＴＡにおける干渉源信号の検出は、まず干渉源から干渉源信号が送信されていること、さらにＡＰおよびＳＴＡが非送受信中のときに干渉源信号を検出できることを前提に、各無線装置のエアタイム情報をタイムスロット（時間単位Ｄ）ごとに集約・統合する（論理和をとる）ことにより、干渉源のエアタイムを把握する。
（実施例２）
管理対象の無線装置は、エアタイム情報として、基準時刻Ｔ、時間単位Ｄ、干渉源の識別情報、基準時刻Ｔから時間単位Ｄごとの干渉源信号の検出有無に加えて、管理対象の無線装置の位置情報および干渉源信号の検出レベルを追加してもよい。例えば、図２(2) のステップＳ13において、無線基地局が干渉源信号を検出したときにその検出レベルも含めてエアタイム情報の更新を行う。また、図２(3) のステップＳ23において、無線端末が干渉源信号を検出したときにその検出レベルも含めてエアタイム情報の更新を行う。そして、図２(2) のステップＳ18において、無線基地局および無線端末における干渉源のエアタイム情報を集約装置に送信するとき、無線基地局および無線端末の位置情報も含めるようにする。
これにより、集約装置では図３に示すように、無線基地局１０およびその配下の無線端末１１，１２における干渉源信号の検出レベルから、干渉源５１までの距離の比（ａ：ｂ：ｃ）を算出できる。無線基地局１０および無線端末１１，１２の位置情報と、この干渉源５１までの距離の比（ａ：ｂ：ｃ）から、三点測位により干渉源５１の位置を推定することができる。
また、図１に示す無線基地局２０およびその配下の無線端末２１における干渉源信号の検出レベルと、それぞれの位置情報を加えることにより、干渉源５１の位置をさらに精度よく推定することができる。
（実施例３）
集約装置１００は、干渉源５１のエアタイムの情報を画面表示し、視覚化することにより対処策を講じることも可能である。例えば、干渉源５１のエアタイムの傾向を分析し、特定の時間帯での集中利用や、一定時間使用後に不使用状態になるなどのパターンが分かれば、具体的な対処も可能となる。
さらに、集約装置１００は、図４(1) に示すように干渉源５１の過去のエアタイムから今後のエアタイムを予測し、予測される干渉源５１の送信タイミングを避けるように、管理対象の無線装置に有利な送信タイミングとして、図４(2) に示すように干渉源５１の送信タイミングを避ける送信開始時刻を通知する。あるいは、図４(3) に示すように、干渉源５１の送信タイミングに先行する送信開始時刻を通知することにより、干渉源５１の影響を受けずに送信が可能になる。このとき、干渉源５１は、キャリアセンスにより信号送信不可となる。
以上説明した集約装置１００は、コンピュータとコンピュータプログラムにより実現することができる。このコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶することも、ネットワークを介して提供することも可能である。
１０，２０ 無線基地局（ＡＰ）
１１，１２，２１ 無線端末（ＳＴＡ）
５１ 干渉源
１００ 集約装置（サーバ）

Claims (9)

  1. 干渉源が送信する干渉源信号をそれぞれ検出し、所定の時間単位ごとに該干渉源信号の有無を示すエアタイム情報をそれぞれ生成する複数の無線装置と、
    前記複数の無線装置からそれぞれ前記エアタイム情報を取得し、取得した前記エアタイム情報を前記所定の時間単位ごとにタイミングを合わせて集約・統合することで、前記干渉源のエアタイムを推定する集約装置と
    を備え、
    前記集約装置は、前記複数の無線装置が前記干渉源信号を検出するタイミングを合わせるために、基準時刻Ｔと時間単位Ｄを管理し、エアタイム管理情報として前記複数の無線装置に通知する構成であり、
    前記複数の無線装置は、前記集約装置に接続される少なくとも１つの無線基地局と、該無線基地局の配下の少なくとも１つの無線端末であり、前記エアタイム管理情報は、前記集約装置から該無線基地局に通知され、さらに該無線基地局から配下の無線端末に通知される構成である
    ことを特徴とする無線通信システム。
  2. 干渉源が送信する干渉源信号をそれぞれ検出し、所定の時間単位ごとに該干渉源信号の有無を示すエアタイム情報をそれぞれ生成する複数の無線装置と、
    前記複数の無線装置からそれぞれ前記エアタイム情報を取得し、取得した前記エアタイム情報を前記所定の時間単位ごとにタイミングを合わせて集約・統合することで、前記干渉源のエアタイムを推定する集約装置と
    を備え、
    前記複数の無線装置は、前記エアタイム情報として、前記干渉源信号の検出レベルと各無線装置の位置情報を含めて、前記集約装置に送信する構成であり、
    前記集約装置は、前記複数の無線装置における前記干渉源信号の検出レベルとそれぞれの位置情報から、前記干渉源の位置を推定する構成である
    ことを特徴とする無線通信システム。
  3. 干渉源が送信する干渉源信号をそれぞれ検出し、所定の時間単位ごとに該干渉源信号の有無を示すエアタイム情報をそれぞれ生成する複数の無線装置と、
    前記複数の無線装置からそれぞれ前記エアタイム情報を取得し、取得した前記エアタイム情報を前記所定の時間単位ごとにタイミングを合わせて集約・統合することで、前記干渉源のエアタイムを推定する集約装置と
    を備え、
    前記集約装置は、推定した前記干渉源のエアタイムの傾向パターンを分析し、その傾向パターンに応じて前記干渉源の今後のエアタイムを予測し、前記無線装置に有利な送信タイミングを決定して各無線装置に通知する構成である
    ことを特徴とする無線通信システム。
  4. 干渉源が送信する干渉源信号をそれぞれ検出し、所定の時間単位ごとに該干渉源信号の有無を示す情報であって前記干渉源信号の検出レベルと各無線装置の位置情報を含むエアタイム情報をそれぞれ生成する複数の無線装置に接続される集約装置において、
    前記複数の無線装置からそれぞれ前記エアタイム情報を取得し、取得した前記エアタイム情報を前記所定の時間単位ごとにタイミングを合わせて集約・統合することで、前記干渉源のエアタイムを推定する処理手段を備え、
    前記複数の無線装置における前記干渉源信号の検出レベルとそれぞれの位置情報から、前記干渉源の位置を推定する構成である
    ことを特徴とする集約装置。
  5. 干渉源が送信する干渉源信号をそれぞれ検出し、所定の時間単位ごとに該干渉源信号の有無を示すエアタイム情報をそれぞれ生成する複数の無線装置に接続される集約装置において、
    前記複数の無線装置からそれぞれ前記エアタイム情報を取得し、取得した前記エアタイム情報を前記所定の時間単位ごとにタイミングを合わせて集約・統合することで、前記干渉源のエアタイムを推定する処理手段を備え、
    推定した前記干渉源のエアタイムの傾向パターンを分析し、その傾向パターンに応じて前記干渉源の今後のエアタイムを予測し、前記無線装置に有利な送信タイミングを決定して各無線装置に通知する構成である
    ことを特徴とする集約装置。
  6. 複数の無線装置で、干渉源が送信する干渉源信号をそれぞれ検出し、所定の時間単位ごとに該干渉源信号の有無を示すエアタイム情報をそれぞれ生成するステップと、
    前記複数の無線装置に接続される集約装置で、前記複数の無線装置からそれぞれ前記エアタイム情報を取得し、取得した前記エアタイム情報を前記所定の時間単位ごとにタイミングを合わせて集約・統合することで、前記干渉源のエアタイムを推定するステップと、
    前記集約装置で、前記複数の無線装置が前記干渉源信号を検出するタイミングを合わせるために、基準時刻Ｔと時間単位Ｄを管理し、エアタイム管理情報として前記複数の無線装置に通知するステップと
    を有し、
    前記複数の無線装置は、前記集約装置に接続される少なくとも１つの無線基地局と、該無線基地局の配下の少なくとも１つの無線端末であり、前記エアタイム管理情報は、前記集約装置から該無線基地局に通知され、さらに該無線基地局から配下の無線端末に通知される
    ことを特徴とする干渉源エアタイム取得方法。
  7. 複数の無線装置で、干渉源が送信する干渉源信号をそれぞれ検出し、所定の時間単位ごとに該干渉源信号の有無を示す情報であって前記干渉源信号の検出レベルと各無線装置の位置情報を含むエアタイム情報をそれぞれ生成するステップと、
    前記複数の無線装置に接続される集約装置で、前記複数の無線装置からそれぞれ前記エアタイム情報を取得し、取得した前記エアタイム情報を前記所定の時間単位ごとにタイミングを合わせて集約・統合することで、前記干渉源のエアタイムを推定するステップと、
    前記集約装置で、前記複数の無線装置における前記干渉源信号の検出レベルとそれぞれの位置情報から、前記干渉源の位置を推定するステップと
    を有することを特徴とする干渉源エアタイム取得方法。
  8. 複数の無線装置で、干渉源が送信する干渉源信号をそれぞれ検出し、所定の時間単位ごとに該干渉源信号の有無を示すエアタイム情報をそれぞれ生成するステップと、
    前記複数の無線装置に接続される集約装置で、前記複数の無線装置からそれぞれ前記エアタイム情報を取得し、取得した前記エアタイム情報を前記所定の時間単位ごとにタイミングを合わせて集約・統合することで、前記干渉源のエアタイムを推定するステップと、
    前記集約装置で、推定した前記干渉源のエアタイムの傾向パターンを分析し、その傾向パターンに応じて前記干渉源の今後のエアタイムを予測し、前記無線装置に有利な送信タイミングを決定して各無線装置に通知するステップと
    を有することを特徴とする干渉源エアタイム取得方法。
  9. 請求項４または５に記載の集約装置が実行する処理をコンピュータに実行させる
    ことを特徴とする干渉源エアタイム取得プログラム。
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