WO2024069761A1 - 無線通信システム、集中局、無線通信方法及び集中制御プログラム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a wireless communication system, a central station, a wireless communication method, and a central control program.
- the present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide a wireless communication system, a central station, a wireless communication method, and a centralized control program that enable optimal selection of a base station to which each terminal should connect from among multiple base stations while maintaining a predetermined communication quality.
- a wireless communication system includes a plurality of central stations that cooperate to centrally control a plurality of base stations each capable of accommodating a plurality of terminals.
- the central station includes a selection unit that predicts traffic between each of the terminals and each of the base stations based on the relevance of each of the users using the terminals, and selects the base station to which the terminals should connect based on the traffic of each of the terminals.
- a collection unit that continuously collects terminal location information indicating the location of each of the terminals and propagation loss information indicating the propagation loss between each of the terminals and each of the base stations.
- a calculation unit that calculates a packet error rate for each of the base stations selected by the selection unit based on the terminal location information and propagation loss information continuously collected by the collection unit.
- a determination unit that determines whether or not there is a terminal whose communication quality with respect to the base station is below a predetermined value based on the packet error rate calculated by the calculation unit. When the determination unit determines that there is a terminal whose communication quality with respect to the base station is below a predetermined value, a change unit that changes the base station to which the terminals connect so that the communication quality of each of the terminals connected to the base station exceeds the predetermined value.
- a central station is a central station that centrally controls a plurality of base stations each capable of accommodating a plurality of terminals in cooperation with each other, and includes a selection unit that predicts traffic between each of the terminals and each of the base stations based on the relevance of each of the users using the terminals, and selects the base station to which the terminals should be connected based on the traffic of each of the terminals; a collection unit that continuously collects terminal location information indicating the location of each of the terminals and propagation loss information indicating the propagation loss between each of the terminals and each of the base stations; a calculation unit that calculates a packet error rate for each of the base stations selected by the selection unit based on the terminal location information and propagation loss information continuously collected by the collection unit; a determination unit that determines whether or not there is a terminal whose communication quality with respect to the base station is below a predetermined value based on the packet error rate calculated by the calculation unit; and a change unit that changes the base station to which
- a wireless communication method is a wireless communication method in which multiple central stations cooperate to centrally control multiple base stations each capable of accommodating multiple terminals, the method comprising: a selection step of predicting traffic between each of the terminals and each of the base stations based on the relevance of each of the users using the terminals, and selecting the base station to which the terminals should be connected based on the traffic of each of the terminals; a collection step of continuously collecting terminal location information indicating the location of each of the terminals and propagation loss information indicating the propagation loss between each of the terminals and each of the base stations; a calculation step of calculating a packet error rate for each of the base stations selected by the selection step based on the terminal location information and propagation loss information continuously collected by the collection step; a determination step of determining whether or not there is a terminal whose communication quality with respect to the base station is below a predetermined value based on the packet error rate calculated by the calculation step; and a change step of changing the base station to which the terminals are
- the present invention makes it possible to optimize and select the base station to which each terminal should connect from among multiple base stations while maintaining a specified communication quality.
- FIG. 1 is a diagram showing an overview of a wireless communication system according to an embodiment
- FIG. 2 is a functional block diagram illustrating functions of a terminal.
- FIG. 2 is a functional block diagram illustrating functions of a base station.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a central station according to an embodiment.
- FIG. 1 is a diagram showing an overview of a wireless communication system 1 according to one embodiment.
- the wireless communication system 1 includes multiple central stations 4 that cooperate with each other to centrally control multiple base stations 3, each capable of accommodating multiple terminals 2.
- the terminals 2 are wireless terminals that are used by users for wireless communication.
- the base stations 3 may be reflectors that relay radio waves.
- the central station 4 is configured to cooperate with other central stations 4 to centrally control a plurality of base stations 3.
- FIG. 2 is a functional block diagram illustrating the functions of the terminal 2.
- the terminal 2 has, for example, an antenna 20, an amplifier 21, an AD converter 22, a demodulator/decoder 23, an information bit detector 24, and a position information notification unit 25.
- the amplifier 21 amplifies the signal received via the antenna 20 and outputs it to the AD converter 22. Note that a converter that converts the frequency may be provided in front of the amplifier 21.
- the AD conversion unit 22 is an analog-to-digital conversion unit that converts the analog signal amplified by the amplifier unit 21 into a digital signal.
- the demodulation and decoding unit 23 demodulates the received data that has been converted into a digital signal by the AD conversion unit 22, performs error correction decoding, and outputs the data to the information bit detection unit 24.
- the information bit detection unit 24 detects information bits from the signal input from the demodulation and decoding unit 23.
- the location information notification unit 25 generates a notification signal for notifying the base station 3 of information (terminal location information) indicating the location of the own station (the terminal 2), and notifies the base station 3 of the generated notification signal via the antenna 20.
- FIG. 3 is a functional block diagram illustrating the functions of the base station 3.
- the base station 3 has, for example, an antenna 30, an information bit generation unit 31, a modulation coding unit 32, a DA conversion unit 33, a wireless conversion unit 34, a wireless conversion unit 35, an AD conversion unit 36, a demodulation and decoding unit 37, an information bit detection unit 38, a power intensity detection unit 300, an obstacle information detection unit 302, and an environmental information detection unit 304.
- the information bit generator 31 generates information bits indicating data to be transmitted to the terminal 2, and outputs them to the modulation and coding unit 32.
- the modulation and coding unit 32 performs error correction coding on the information bits generated by the information bit generation unit 31, digitally modulates them into a data signal, and outputs the data signal to the DA conversion unit 33.
- the DA conversion unit 33 converts the data signal digitally modulated by the modulation and coding unit 32 into an analog signal and outputs it to the wireless conversion unit 34.
- the wireless conversion unit 34 converts the analog signal converted by the DA conversion unit 33 into a specified wireless signal and transmits it via the antenna 30.
- the wireless conversion unit 35 converts the wireless signal received via the antenna 30 into an analog signal of a specific frequency and outputs it to the AD conversion unit 36.
- the AD conversion unit 36 is an analog-to-digital conversion unit that converts the analog signal converted by the wireless conversion unit 35 into a digital signal.
- the demodulation and decoding unit 37 demodulates the received data that has been converted into a digital signal by the AD conversion unit 36, performs error correction decoding, and outputs the data to the information bit detection unit 38.
- the information bit detection unit 38 detects information bits from the signal input from the demodulation and decoding unit 37.
- the power intensity detection unit 300 detects the power intensity of the signal received from each terminal 2 via the antenna 30, and notifies the central station 4. For example, the power intensity detection unit 300 detects the gain of each multipath for each delay time.
- the power intensity detection unit 300 may also have a function of detecting the distance to the terminal 2, the propagation loss between the terminal 2, etc.
- the obstacle information detection unit 302 is an image sensor such as a CMOS sensor that detects obstacles that affect communication with the terminal 2, and performs processing to notify the central station 4 of information indicating the detected obstacle. For example, the obstacle information detection unit 302 captures an image of an object located between each terminal 2.
- the environmental information detection unit 304 detects the surrounding environment that may affect communication with the terminal 2, and notifies the central station 4 of the environmental information indicating the detected surrounding environment.
- the base station 3 is configured to have the function of transmitting to the central station 4, for example, the wireless quality status between the terminal 2 (propagation loss, fading environment, shadowing) and terminal location information indicating the location of the terminal 2 notified from the terminal 2.
- FIG. 4 is a functional block diagram illustrating the functions of the central station 4. Note that the central station 4 is configured to have a function for linking with other central stations 4, so the other central stations 4 are also shown in a simplified form in FIG. 4.
- the central station 4 has, for example, a collection unit 40, a big data processing unit 42, a collaboration unit 44, a selection unit 46, and a change unit 48.
- the collection unit 40 has, for example, a location information collection unit 402, a power intensity collection unit 404, an obstacle information collection unit 406, and an environmental information collection unit 408, and continuously collects terminal location information indicating the location of each terminal 2, and propagation loss information indicating the propagation loss between each terminal 2 and each base station 3, and outputs it to the big data processing unit 42.
- the location information collection unit 402 collects terminal location information indicating the location of each terminal 2 transmitted from the base station 3, and outputs the information to the big data processing unit 42.
- the power intensity collection unit 404 collects power information indicating the intensity of the received power from each terminal 2 transmitted from the base station 3, and outputs it to the big data processing unit 42.
- the obstacle information collection unit 406 collects information indicating obstacles that affect communication with the terminal 2 sent from the base station 3, and outputs the information to the big data processing unit 42.
- the environmental information collection unit 408 collects environmental information indicating the surrounding environment that affects communication with the terminal 2 and is sent from the base station 3, and outputs the information to the big data processing unit 42.
- the collection unit 40 has the function of collecting terminal position information and propagation loss information calculated based on the power intensity detected by the power intensity detection unit 300 of the base station 3 and the object photographed by the obstacle information detection unit 302.
- the big data processing unit 42 generates a collection of big data of the CPS described above, and also has a calculation unit 420 and a determination unit 422, and performs processing to control the collaboration unit 44 and the change unit 48.
- the calculation unit 420 calculates the packet error rate of each base station 3 once selected by the selection unit 46, as described below, based on, for example, the terminal position information and propagation loss information continuously collected by the collection unit 40, and outputs the packet error rate to the determination unit 422.
- the determination unit 422 determines whether there is a terminal 2 whose communication quality with the base station 3 falls below a predetermined value based on the packet error rate calculated by the calculation unit 420.
- the collaboration unit 44 collaborates with other central stations 4 to share the results of processing by the big data processing unit 42 with the other central stations 4 and output the results to the selection unit 46.
- the selection unit 46 performs a process of selecting a base station 3 to which the terminal 2 should connect based on the results of processing by the big data processing unit 42, and outputs the processing result to the change unit 48. For example, the selection unit 46 predicts the traffic between each terminal 2 and each base station 3 based on the relevance of each user who uses the terminal 2, and selects a base station 3 to which the terminal 2 should connect based on the traffic of each terminal 2.
- the change unit 48 controls the base station 3 to change the base station 3 to which the terminal 2 is connected so that the communication quality of each terminal 2 connecting to the base station 3 exceeds the predetermined value.
- the central station 4 is configured to generate a collection of big data using terminal location information indicating the location of each terminal collected via the base station 3, and actual data related to propagation loss (distance between the terminal 2 and the base station 3, shadowing due to obstacles, etc.), and to use this data together with the CPS big data described above to accurately select the base station 3 to which the terminal 2 should connect.
- FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation of the central station 4. As shown in FIG. 5, for example, the central station 4 first collects actual data related to terminal position information and propagation loss for each terminal 2 (S100).
- the central station 4 calculates the wireless packet error rate for the selected base station using the CPS big data (S102).
- the central station 4 checks whether there is a terminal 2 for which the traffic volume for each packet error rate has decreased and fallen below the required predetermined communication quality (S104).
- the central station 4 determines whether all terminals satisfy the required predetermined communication quality (S106), and if all terminals satisfy the communication quality (S106: Yes), ends the process, otherwise (S106: No), proceeds to the process of S108.
- the central station 4 performs a process to change the connected base station of each terminal 2, and returns to the process of S102.
- the wireless communication system 1 continuously collects terminal position information of each terminal 2 and propagation loss information indicating the propagation loss between each terminal 2 and each base station 3, and when there is a terminal 2 whose communication quality with respect to a base station 3 falls below a predetermined value, changes the base station 3 to which the terminal 2 is connected so that the communication quality exceeds the predetermined value, thereby making it possible to optimize and select the base station 3 to which each terminal 2 should connect from among multiple base stations 3 while maintaining a predetermined communication quality.
- each function possessed by the terminal 2, base station 3, and central station 4 may be configured in whole or in part by hardware such as a PLD (Programmable Logic Device) or an FPGA (Field Programmable Gate Array), or may be configured as a program executed by a processor such as a CPU.
- hardware such as a PLD (Programmable Logic Device) or an FPGA (Field Programmable Gate Array)
- the central station 4 can be realized using a computer and a program, and the program can be recorded on a storage medium or provided via a network.
- FIG. 6 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a central station 4 according to one embodiment.
- the central station 4 has an input unit 50, an output unit 51, a communication unit 52, a CPU 53, a memory 54, and a HDD 55 connected via a bus 56, and functions as a computer.
- the central station 4 is also capable of inputting and outputting data to and from a computer-readable storage medium 57.
- the input unit 50 is, for example, a keyboard and a mouse.
- the output unit 51 is, for example, a display device such as a display.
- the input unit 50 and the output unit 51 may also be a touch panel, etc.
- the communication unit 52 is, for example, a communication interface that performs wireless communication.
- the CPU 53 controls each component of the central station 4 and performs predetermined processing.
- the memory 54 and HDD 55 store data, etc.
- the storage medium 57 is capable of storing programs and the like that execute the functions of the central station 4. Note that the architecture that constitutes the central station 4 is not limited to the example shown in FIG. 6.
- 1...wireless communication system 2...terminal, 3...base station, 4...central station, 20...antenna, 21...amplifier, 22...AD converter, 23...demodulation and decoding unit, 24...information bit detector, 25...location information notification unit, 30...antenna, 31...information bit generator, 32...modulation and coding unit, 33...DA converter, 34...wireless converter, 35...wireless converter, 36...AD converter, 37...demodulation and decoding unit, 38...information bit detector, 40...collection unit, 42...bit data processing unit, 44... linking unit, 46... selection unit, 48... change unit, 50... input unit, 51... output unit, 52... communication unit, 53... CPU, 54... memory, 55... HDD, 56... bus, 57... storage medium, 300...
- power intensity detection unit 302... obstacle information detection unit, 304... environmental information detection unit, 402... position information collection unit, 404... power intensity collection unit, 406... obstacle information collection unit, 408... environmental information collection unit, 420... calculation unit, 422... determination unit
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Abstract
一実施形態にかかる無線通信システムは、端末を使用するユーザそれぞれの関連度に基づいて、端末それぞれと基地局それぞれとのトラフィックを予想して、端末それぞれのトラフィックに基づく接続すべき基地局を選択し、端末それぞれの端末位置情報、及び、端末それぞれと基地局それぞれとの間の伝搬損失情報をそれぞれ継続して収集し、収集した端末位置情報及び伝搬損失情報それぞれに基づいて、選択した基地局それぞれのパケット誤り率を算出し、算出したパケット誤り率に基づいて、基地局に対する通信品質が所定値を下回る端末の有無を判定し、所定値を下回る端末があると判定した場合に、端末それぞれが基地局に対して接続する通信品質が所定値を上回るように、端末が接続する基地局を変更する。
Description
本発明は、無線通信システム、集中局、無線通信方法及び集中制御プログラムに関する。
従来より、SNS(social networking service)におけるユーザそれぞれの関連度に対してページランク(PageRank)と同様のアルゴリズムを適用し、グラフ理論、ビッグデータ解析などを活用することにより、情報通信を効率的に行う技術が検討されている(例えば、非特許文献1参照)。
例えば、CPS(cyber physical system)の各基地局(サイバー空間内に存在)のトラフィック予想を行い、その予想を現実世界にフィードバックして各ユーザ端末の基地局選択の指針に利用することが検討されている。
また、例えば無線通信システムにおいて使用する電力についても、エネルギーハーベスティング(Energy Harvesting)の技術を用いて効率化を図る方法が検討されている(例えば、非特許文献2参照)。
F.Amin, et al.,"Hotspots Analysis Using Cyber-Physical-Social System for a Smart City," IEEE Access VOLUME 8, 2020 p.122197-122209
J. Rubio and A.P.Iserte, "User grouping and resource allocation in multiuser MIMO systems under SWIPT," EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking 2019.
しかしながら、従来は、端末それぞれの実際の無線状況が反映されておらず、端末それぞれが接続すべき基地局を選択する精度が低く、所定の通信品質を得られないことがあった。
本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、複数の基地局の中から端末それぞれが接続すべき基地局を、所定の通信品質を維持しつつ最適化して選択することを可能にする無線通信システム、集中局、無線通信方法及び集中制御プログラムを提供することを目的とする。
本発明の一実施形態にかかる無線通信システムは、複数の端末をそれぞれ収容可能な複数の基地局を連携して集中制御する複数の集中局を備えた無線通信システムにおいて、前記集中局が、前記端末を使用するユーザそれぞれの関連度に基づいて、前記端末それぞれと前記基地局それぞれとのトラフィックを予想して、前記端末それぞれのトラフィックに基づく接続すべき前記基地局を選択する選択部と、前記端末それぞれの位置を示す端末位置情報、及び、前記端末それぞれと前記基地局それぞれとの間の伝搬損失を示す伝搬損失情報をそれぞれ継続して収集する収集部と、前記収集部が継続して収集した端末位置情報及び伝搬損失情報それぞれに基づいて、前記選択部が選択した前記基地局それぞれのパケット誤り率を算出する算出部と、前記算出部が算出したパケット誤り率に基づいて、前記基地局に対する通信品質が所定値を下回る前記端末の有無を判定する判定部と、前記基地局に対する通信品質が所定値を下回る前記端末があると前記判定部が判定した場合に、前記端末それぞれが前記基地局に対して接続する通信品質が所定値を上回るように、前記端末が接続する前記基地局を変更する変更部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一実施形態にかかる集中局は、複数の端末をそれぞれ収容可能な複数の基地局を連携して集中制御する集中局において、前記端末を使用するユーザそれぞれの関連度に基づいて、前記端末それぞれと前記基地局それぞれとのトラフィックを予想して、前記端末それぞれのトラフィックに基づく接続すべき前記基地局を選択する選択部と、前記端末それぞれの位置を示す端末位置情報、及び、前記端末それぞれと前記基地局それぞれとの間の伝搬損失を示す伝搬損失情報をそれぞれ継続して収集する収集部と、前記収集部が継続して収集した端末位置情報及び伝搬損失情報それぞれに基づいて、前記選択部が選択した前記基地局それぞれのパケット誤り率を算出する算出部と、前記算出部が算出したパケット誤り率に基づいて、前記基地局に対する通信品質が所定値を下回る前記端末の有無を判定する判定部と、前記基地局に対する通信品質が所定値を下回る前記端末があると前記判定部が判定した場合に、前記端末それぞれが前記基地局に対して接続する通信品質が所定値を上回るように、前記端末が接続する前記基地局を変更する変更部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一実施形態にかかる無線通信方法は、複数の端末をそれぞれ収容可能な複数の基地局を複数の集中局が連携して集中制御する無線通信方法において、前記端末を使用するユーザそれぞれの関連度に基づいて、前記端末それぞれと前記基地局それぞれとのトラフィックを予想して、前記端末それぞれのトラフィックに基づく接続すべき前記基地局を選択する選択工程と、前記端末それぞれの位置を示す端末位置情報、及び、前記端末それぞれと前記基地局それぞれとの間の伝搬損失を示す伝搬損失情報をそれぞれ継続して収集する収集工程と、前記収集工程により継続して収集した端末位置情報及び伝搬損失情報それぞれに基づいて、前記選択工程により選択した前記基地局それぞれのパケット誤り率を算出する算出工程と、前記算出工程により算出したパケット誤り率に基づいて、前記基地局に対する通信品質が所定値を下回る前記端末の有無を判定する判定工程と、前記基地局に対する通信品質が所定値を下回る前記端末があると前記判定工程により判定した場合に、前記端末それぞれが前記基地局に対して接続する通信品質が所定値を上回るように、前記端末が接続する前記基地局を変更する変更工程とを含むことを特徴とする。
本発明によれば、複数の基地局の中から端末それぞれが接続すべき基地局を、所定の通信品質を維持しつつ最適化して選択することを可能にすることができる。
以下に、図面を用いて一実施形態にかかる無線通信システムについて説明する。図1は、一実施形態にかかる無線通信システム1の概要を示す図である。図1に示すように、一実施形態にかかる無線通信システム1は、複数の端末2をそれぞれ収容可能な複数の基地局3を連携して集中制御する複数の集中局4を備える。
端末2は、ユーザがそれぞれ無線通信に使用する無線端末である。基地局3は、電波を中継する反射板などであってもよい。集中局4は、他の集中局4と連携して複数の基地局3を集中制御するように構成されている。
次に、端末2、基地局3及び集中局4それぞれが有する機能について、図2~4を用いて具体的に説明する。
図2は、端末2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2は、例えばアンテナ20、増幅部21、AD変換部22、復調復号部23、情報ビット検出部24及び位置情報通知部25を有する。
増幅部21は、アンテナ20を介して受信した信号を増幅させ、AD変換部22に対して出力する。なお、増幅部21の前段に周波数を変換する変換部などが設けられてもよい。
AD変換部22は、増幅部21が増幅させたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部である。
復調復号部23は、AD変換部22がデジタル信号に変換した受信データを復調し、誤り訂正復号を行って情報ビット検出部24へ出力する。
情報ビット検出部24は、復調復号部23から入力された信号から情報ビットを検出する。
位置情報通知部25は、自局(当該端末2)の位置を示す情報(端末位置情報)を基地局3へ通知するための通知信号を生成し、生成した通知信号をアンテナ20を介して基地局3へ通知する。
図3は、基地局3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3は、例えばアンテナ30、情報ビット生成部31、変調符号化部32、DA変換部33、無線変換部34、無線変換部35、AD変換部36、復調復号部37、情報ビット検出部38、電力強度検出部300、障害物情報検知部302及び環境情報検知部304を有する。
情報ビット生成部31は、端末2へ伝送すべきデータ等を示す情報ビットを生成し、変調符号化部32に対して出力する。
変調符号化部32は、情報ビット生成部31が生成した情報ビットに誤り訂正符号化を施した後、データ信号にデジタル変調し、DA変換部33に対して出力する。
DA変換部33は、変調符号化部32がデジタル変調したデータ信号をアナログ信号に変換し、無線変換部34に対して出力する。
無線変換部34は、DA変換部33が変換したアナログ信号を所定の無線信号に変換し、アンテナ30を介して送信する。
無線変換部35は、アンテナ30を介して受信した無線信号を所定周波数のアナログ信号に変換し、AD変換部36に対して出力する。
AD変換部36は、無線変換部35が変換したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部である。
復調復号部37は、AD変換部36がデジタル信号に変換した受信データを復調し、誤り訂正復号を行って情報ビット検出部38へ出力する。
情報ビット検出部38は、復調復号部37から入力された信号から情報ビットを検出する。
電力強度検出部300は、アンテナ30を介して端末2それぞれから受信する信号の電力の強度を検出し、集中局4へ通知する処理を行う。例えば、電力強度検出部300は、マルチパスそれぞれのゲインを遅延時間ごとに検出する。また、電力強度検出部300は、端末2との距離、及び端末2との間の伝搬損失などを検出する機能を備えていてもよい。
障害物情報検知部302は、端末2との通信に影響がある障害物を検知するCMOSセンサなどの画像センサであり、検知した障害物を示す情報を集中局4に対して通知する処理を行う。例えば、障害物情報検知部302は、端末2それぞれとの間に位置する物を撮影する。
環境情報検知部304は、端末2との通信に影響がある周辺環境を検知し、検知した周辺環境を示す環境情報を集中局4に対して通知する処理を行う。
そして、基地局3は、例えば端末2との間の無線品質状況(伝搬損失、フェージング環境、シャドーイング)と、端末2から通知された端末2の位置を示す端末位置情報などを集中局4に対して送信する機能を有するように構成されている。
図4は、集中局4が有する機能を例示する機能ブロック図である。なお、集中局4は、他の集中局4と連携する機能を備えるように構成されているため、図4においては他の集中局4も簡略化して示されている。
図4に示すように、集中局4は、例えば収集部40、ビッグデータ処理部42、連携部44、選択部46及び変更部48を有する。
収集部40は、例えば位置情報収集部402、電力強度収集部404、障害物情報収集部406及び環境情報収集部408を有し、端末2それぞれの位置を示す端末位置情報、及び、端末2それぞれと基地局3それぞれとの間の伝搬損失を示す伝搬損失情報をそれぞれ継続して収集し、ビッグデータ処理部42に対して出力する。
例えば、位置情報収集部402は、基地局3から送信される端末2それぞれの位置を示す端末位置情報を収集し、ビッグデータ処理部42に対して出力する。
電力強度収集部404は、基地局3から送信される端末2それぞれからの受信電力の強度を示す電力情報を収集し、ビッグデータ処理部42に対して出力する。
障害物情報収集部406は、基地局3から送信される端末2との通信に影響がある障害物を示す情報を収集し、ビッグデータ処理部42に対して出力する。
環境情報収集部408は、基地局3から送信される端末2との通信に影響がある周辺環境を示す環境情報を収集し、ビッグデータ処理部42に対して出力する。
つまり、収集部40は、基地局3の電力強度検出部300が検出した電力の強度及び障害物情報検知部302が撮影した物に基づいて算出された端末位置情報及び伝搬損失情報を収集する機能を備える。
ビッグデータ処理部42は、上述したCPSのビッグデータの集合を生成するとともに、算出部420及び判定部422を備えて連携部44及び変更部48を制御する処理を行う。
算出部420は、例えば収集部40が継続して収集した端末位置情報及び伝搬損失情報それぞれに基づいて、後述するように選択部46が一旦選択した基地局3それぞれのパケット誤り率を算出し、判定部422に対して出力する。
判定部422は、算出部420が算出したパケット誤り率に基づいて、基地局3に対する通信品質が所定値を下回る端末2の有無を判定する。
連携部44は、他の集中局4との間で連携して、ビッグデータ処理部42が処理した結果を他の集中局4との間で共有するとともに、選択部46に対して出力する。
選択部46は、ビッグデータ処理部42が処理した結果に基づいて、端末2が接続すべき基地局3を選択する処理を行い、処理結果を変更部48に対して出力する。例えば、選択部46は、端末2を使用するユーザそれぞれの関連度に基づいて、端末2それぞれと基地局3それぞれとのトラフィックを予想して、端末2それぞれのトラフィックに基づく接続すべき基地局3を選択する。
変更部48は、基地局3に対する通信品質が所定値を下回る端末2があると判定部422が判定した場合に、端末2それぞれが基地局3に対して接続する通信品質が所定値を上回るように、端末2が接続する基地局3を変更する制御を基地局3に対して行う。
そして、集中局4は、基地局3を介して収集した端末それぞれの位置を示す端末位置情報、伝搬損失に関わる実データ(端末2と基地局3の距離、障害物によるシャドーイングなど)を用いてビッグデータの集合を生成し、上述したCPSのビッグデータと併せて、端末2が接続すべき基地局3の選択を精度よく行うように構成されている。
次に、集中局4の動作例について説明する。図5は、集中局4の動作例を示すフローチャートである。図5に示すように、例えば、集中局4は、まず端末2それぞれの端末位置情報と伝搬損失に関わる実データを収集する(S100)。
次に、集中局4は、CPSのビッグデータを用いて選択された基地局に対し、無線のパケット誤り率を算出する(S102)。
そして、集中局4は、各パケット誤り率に対するトラフィック量が低下し、必要な所定通信品質を下回る端末2の有無を確認する(S104)。
集中局4は、全端末が必要な所定通信品質を満足するか否かを判定し(S106)、全端末が通信品質を満足する場合(S106:Yes)には処理を終了し、その他の場合(S106:No)にはS108の処理に進む。
S108の処理において、集中局4は、各端末2の接続基地局を変更する処理を行い、S102の処理に戻る。
このように、一実施形態にかかる無線通信システム1は、端末2それぞれの端末位置情報、及び端末2それぞれと基地局3それぞれとの間の伝搬損失を示す伝搬損失情報をそれぞれ継続して収集し、基地局3に対する通信品質が所定値を下回る端末2がある場合に、通信品質が所定値を上回るように端末2が接続する基地局3を変更するので、複数の基地局3の中から端末2それぞれが接続すべき基地局3を、所定の通信品質を維持しつつ最適化して選択することを可能にすることができる。
なお、端末2、基地局3及び集中局4がそれぞれ有する各機能は、それぞれ一部又は全部がPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアによって構成されてもよいし、CPU等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、集中局4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集中局4が有するハードウェア構成例を示す図である。図6に示すように、集中局4は、入力部50、出力部51、通信部52、CPU53、メモリ54及びHDD55がバス56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、集中局4は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体57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50は、例えばキーボード及びマウス等である。出力部51は、例えばディスプレイなどの表示装置である。また、入力部50及び出力部51は、タッチパネルなどであってもよい。
通信部52は、例えば無線通信を行う通信インターフェースである。
CPU53は、集中局4を構成する各部を制御し、所定の処理等を行う。メモリ54及びHDD55は、データ等を記憶する。
記憶媒体57は、集中局4が有する機能を実行させるプログラム等を記憶可能にされている。なお、集中局4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。
1・・・無線通信システム、2・・・端末、3・・・基地局、4・・・集中局、20・・・アンテナ、21・・・増幅部、22・・・AD変換部、23・・・復調復号部、24・・・情報ビット検出部、25・・・位置情報通知部、30・・・アンテナ、31・・・情報ビット生成部、32・・・変調符号化部、33・・・DA変換部、34・・・無線変換部、35・・・無線変換部、36・・・AD変換部、37・・・復調復号部、38・・・情報ビット検出部、40・・・収集部、42・・・ビッグデータ処理部、44・・・連携部、46・・・選択部、48・・・変更部、50・・・入力部、51・・・出力部、52・・・通信部、53・・・CPU、54・・・メモリ、55・・・HDD、56・・・バス、57・・・記憶媒体、300・・・電力強度検出部、302・・・障害物情報検知部、304・・・環境情報検知部、402・・・位置情報収集部、404・・・電力強度収集部、406・・・障害物情報収集部、408・・・環境情報収集部、420・・・算出部、422・・・判定部
Claims (7)
- 複数の端末をそれぞれ収容可能な複数の基地局を連携して集中制御する複数の集中局を備えた無線通信システムにおいて、
前記集中局は、
前記端末を使用するユーザそれぞれの関連度に基づいて、前記端末それぞれと前記基地局それぞれとのトラフィックを予想して、前記端末それぞれのトラフィックに基づく接続すべき前記基地局を選択する選択部と、
前記端末それぞれの位置を示す端末位置情報、及び、前記端末それぞれと前記基地局それぞれとの間の伝搬損失を示す伝搬損失情報をそれぞれ継続して収集する収集部と、
前記収集部が継続して収集した端末位置情報及び伝搬損失情報それぞれに基づいて、前記選択部が選択した前記基地局それぞれのパケット誤り率を算出する算出部と、
前記算出部が算出したパケット誤り率に基づいて、前記基地局に対する通信品質が所定値を下回る前記端末の有無を判定する判定部と、
前記基地局に対する通信品質が所定値を下回る前記端末があると前記判定部が判定した場合に、前記端末それぞれが前記基地局に対して接続する通信品質が所定値を上回るように、前記端末が接続する前記基地局を変更する変更部と
を有することを特徴とする無線通信システム。 - 前記基地局は、
前記端末それぞれから受信する電力の強度を検出する電力強度検出部と、
前記端末それぞれとの間に位置する物を撮影する画像センサと
を有し、
前記収集部は、
前記電力強度検出部が検出した電力の強度及び前記画像センサが撮影した物に基づいて算出された端末位置情報及び伝搬損失情報を収集すること
を特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 複数の端末をそれぞれ収容可能な複数の基地局を連携して集中制御する集中局において、
前記端末を使用するユーザそれぞれの関連度に基づいて、前記端末それぞれと前記基地局それぞれとのトラフィックを予想して、前記端末それぞれのトラフィックに基づく接続すべき前記基地局を選択する選択部と、
前記端末それぞれの位置を示す端末位置情報、及び、前記端末それぞれと前記基地局それぞれとの間の伝搬損失を示す伝搬損失情報をそれぞれ継続して収集する収集部と、
前記収集部が継続して収集した端末位置情報及び伝搬損失情報それぞれに基づいて、前記選択部が選択した前記基地局それぞれのパケット誤り率を算出する算出部と、
前記算出部が算出したパケット誤り率に基づいて、前記基地局に対する通信品質が所定値を下回る前記端末の有無を判定する判定部と、
前記基地局に対する通信品質が所定値を下回る前記端末があると前記判定部が判定した場合に、前記端末それぞれが前記基地局に対して接続する通信品質が所定値を上回るように、前記端末が接続する前記基地局を変更する変更部と
を有することを特徴とする集中局。 - 前記基地局は、
前記端末それぞれから受信する電力の強度を検出する電力強度検出部と、
前記端末それぞれとの間に位置する物を撮影する画像センサと
を有し、
前記収集部は、
前記電力強度検出部が検出した電力の強度及び前記画像センサが撮影した物に基づいて算出された端末位置情報及び伝搬損失情報を収集すること
を特徴とする請求項3に記載の集中局。 - 複数の端末をそれぞれ収容可能な複数の基地局を複数の集中局が連携して集中制御する無線通信方法において、
前記端末を使用するユーザそれぞれの関連度に基づいて、前記端末それぞれと前記基地局それぞれとのトラフィックを予想して、前記端末それぞれのトラフィックに基づく接続すべき前記基地局を選択する選択工程と、
前記端末それぞれの位置を示す端末位置情報、及び、前記端末それぞれと前記基地局それぞれとの間の伝搬損失を示す伝搬損失情報をそれぞれ継続して収集する収集工程と、
前記収集工程により継続して収集した端末位置情報及び伝搬損失情報それぞれに基づいて、前記選択工程により選択した前記基地局それぞれのパケット誤り率を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出したパケット誤り率に基づいて、前記基地局に対する通信品質が所定値を下回る前記端末の有無を判定する判定工程と、
前記基地局に対する通信品質が所定値を下回る前記端末があると前記判定工程により判定した場合に、前記端末それぞれが前記基地局に対して接続する通信品質が所定値を上回るように、前記端末が接続する前記基地局を変更する変更工程と
を含むことを特徴とする無線通信方法。 - 前記基地局は、
前記端末それぞれから受信する電力の強度を検出する電力強度検出部と、
前記端末それぞれとの間に位置する物を撮影する画像センサと
を有し、
前記収集工程では、
前記電力強度検出部が検出した電力の強度及び前記画像センサが撮影した物に基づいて算出された端末位置情報及び伝搬損失情報を収集すること
を特徴とする請求項5に記載の無線通信方法。 - 請求項3又は4に記載の集中局の各部としてコンピュータを機能させるための集中制御プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/035966 WO2024069761A1 (ja) | 2022-09-27 | 2022-09-27 | 無線通信システム、集中局、無線通信方法及び集中制御プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/035966 WO2024069761A1 (ja) | 2022-09-27 | 2022-09-27 | 無線通信システム、集中局、無線通信方法及び集中制御プログラム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024069761A1 true WO2024069761A1 (ja) | 2024-04-04 |
Family
ID=90476764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/035966 WO2024069761A1 (ja) | 2022-09-27 | 2022-09-27 | 無線通信システム、集中局、無線通信方法及び集中制御プログラム |
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Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2024069761A1 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006333529A (ja) * | 2006-09-04 | 2006-12-07 | Ntt Docomo Inc | 移動局、基地局、通信システム及び通信方法 |
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-
2022
- 2022-09-27 WO PCT/JP2022/035966 patent/WO2024069761A1/ja unknown
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