(57)【要約】 【課題】ネットワークの通信負荷を高精度に推定する。【解決手段】無線端末は、複数のセルを含む無線通信システムの周波数帯域において参照信号（ＲＳ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）が送信される搬送波（サブキャリア）に関する指標を計算する搬送波指標計算部と、前記参照信号が送信される搬送波における信号対干渉雑音比を表す第１品質指標を測定する第１品質指標測定部と、前記搬送波に関する指標と、前記第１品質指標とを用い、ネットワークの通信負荷を推定する通信負荷推定部と、を備える。【選択図】図１
2019054319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルを含む無線通信システムの周波数帯域において参照信号（ＲＳ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）が送信される搬送波（サブキャリア）に関する指標を計算する搬送波指標計算部と、
前記参照信号が送信される搬送波における信号対干渉雑音比を表す第１品質指標を測定する第１品質指標測定部と、
前記搬送波に関する指標と、前記第１品質指標とを用い、ネットワークの通信負荷を推定する通信負荷推定部と、
を備える無線端末。
【請求項２】
前記通信負荷推定部として、
前記搬送波に関する指標と、前記第１品質指標とを用いて、前記周波数帯域の全搬送波に対する干渉雑音電力を含む第２品質指標を計算する第２品質指標計算部と、
少なくとも前記第２品質指標を用いて、前記ネットワークの通信負荷を推定する通信負荷推定部と、を備える請求項１に記載の無線端末。
【請求項３】
前記搬送波指標計算部は、前記周波数帯域における搬送波の総数と、前記参照信号が送信される搬送波の数と、を用いて、前記参照信号が送信される搬送波に関する指標を計算し、
前記通信負荷推定部は、
前記周波数帯域における搬送波の数と、前記周波数帯域において参照信号が送信される搬送波の数との比を用いて、前記ネットワークの通信負荷を示す数値を計算する請求項１又は２に記載の無線端末。
【請求項４】
前記第２品質指標計算部は、
複数のセル間で前記参照信号の搬送波の位置が異なるものとして前記第１品質指標を計算する請求項２に記載の無線端末。
【請求項５】
前記通信負荷推定部は、
前記第２品質指標に加えて、  
前記参照信号の受信強度である第３品質指標と、  
前記周波数帯域の全搬送波に対する総受信電力を含む第４品質指標と、  
を用いて前記ネットワークの通信負荷を推定する請求項２又は４に記載の無線端末。
【請求項６】
前記第２品質指標は、前記周波数帯域の全搬送波に対する干渉雑音電力を含む信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）であり、  
前記第３品質指標は、ＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｐｏｗｅｒ）であり、  
前記第４品質指標は、ＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｑｕａｌｉｔｙ）である請求項５に記載の無線端末。
【請求項７】
無線端末が接続するセルの識別子をｓ、  
前記セル以外のセルの集合をＩ、  
前記集合におけるセルの識別子をｉ、  
前記第１品質指標をｓｒｓ、  
識別子ｓのセルの前記第３品質指標をｐｓ、  
識別子ｉのセルの前記第３品質指標をｐｉ、  
前記第４品質指標をｑｓ、  
前記周波数帯域における搬送波の数と前記参照信号が送信される搬送波の数との比をω、としたとき、
次式により前記通信負荷ｕｓを計算する請求項５又は６に記載の無線端末。
［数１］
2019054319.tif 000016
【請求項８】
直交周波数分割多元接続（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＯＦＤＭＡ）方式を用いて通信する請求項１から７のいずれか一に記載の無線端末。
【請求項９】
複数のセルを含む無線通信システムの周波数帯域において参照信号（ＲＳ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）が送信される搬送波（サブキャリア）に関する指標を計算する搬送波指標計算部と、
前記参照信号が送信される搬送波における信号対干渉雑音比を表す第１品質指標を測定する第２の手段と、
前記搬送波に関する指標と、前記第１品質指標とを用い、ネットワークの通信負荷を推定する通信負荷推定部と、
を備える無線端末と、
前記無線端末を収容する基地局と、を含む通信システム。
【請求項１０】
複数のセルを含む無線通信システムの周波数帯域において参照信号（ＲＳ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）が送信される搬送波（サブキャリア）に関する指標と、前記参照信号が送信される搬送波における信号対干渉雑音比を表す第１品質指標とを用い、ネットワークの通信負荷を推定することを特徴とするネットワーク通信負荷推定方法。
【請求項１１】
複数のセルを含む無線通信システムの周波数帯域において参照信号（ＲＳ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）が送信される搬送波（サブキャリア）に関する指標を計算する処理と、
前記参照信号が送信される搬送波における信号対干渉雑音比を表す第１品質指標を測定する処理と、
前記搬送波に関する指標と、前記第１品質指標とを用い、ネットワークの通信負荷を推定する処理と、
を無線端末に搭載されたコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク通信負荷推定方法、無線端末、通信システム、及び、プログラムに関し、特に、無線通信システムのネットワーク通信負荷推定方法、無線端末、通信システム、及び、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンやタブレットなどの無線端末の普及を背景に、無線通信のトラフィックが急増している。このため通信事業者は、トラフィックの増加に応じた設備投資が必要となっている。ところが、ネットワークの通信負荷は時間的に変動するため、ネットワークの通信負荷のピークに合わせて単純に設備を増強するだけでは、設備を効率的に利用できない。
【０００３】
そこで、設備投資を抑制しつつ、トラフィックを効率よく収容するため、ネットワークの通信負荷を平準化する手法が検討されている。例えば、非特許文献１には、コンテンツダウンロードなどのリアルタイム性が低いトラヒックを無線基地局の断片的な低負荷時間（ネットワーク資源の利用率が低い時間）を利用して転送する技術が開示されている。非特許文献１に開示された方法によれば、無線端末は、接続する無線基地局が管理するセルの帯域使用率を推定し、その推定値を基準として通信タイミングを制御する。このような手法においては、ネットワークの通信負荷を把握することが重要となる。ネットワークの通信負荷を把握する手法として、実際に通信を行うことなく、無線端末で測定可能な電波指標値を用い、ネットワークの通信負荷を推定する手法が検討されている。
【０００４】
電波指標値を用いてネットワークの通信負荷を推定できる原理を、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）で標準化が進められているＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）を例に説明する。  
【０００５】
ＬＴＥでは、直交周波数分割多元接続（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＯＦＤＭＡ）方式が採用されている。ＯＦＤＭＡ方式における周波数帯域は、サブキャリアと呼ばれる搬送波の集合によって構成される。このサブキャリアを複数束ね、更に、このサブキャリア群を一定時間のタイム・スロットで区切ったものをリソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｂｌｏｃｋ：ＲＢ）と呼ぶ。ＬＴＥでは、１ＲＢあたり、１２のサブキャリアと、０．５ミリ秒のタイムスロットで構成される。このタイムスロットは、複数のＯＦＤＭシンボルから構成される。ＯＦＤＭシンボルとは、ディジタル変調信号を載せる情報の区切りのことである。ＬＴＥでは、１タイムスロットあたり、７つのＯＦＤＭシンボルで構成される。なお、１つのサブキャリアと１つのＯＦＤＭシンボルで区切ったものをリソースエレメント（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ：ＲＥ）と呼ぶ。また、２つのタイムスロットを束ねたものをサブフレームと呼び、さらに、１０サブフレームを束ねたものをフレームと呼ぶ。ＬＴＥでは、サブフレーム毎に、ＲＢに割り当てる無線端末を切り替えることができる。
【０００６】
図５に、ＬＴＥにおける参照信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ：ＲＳ）を含むＯＦＤＭシンボルの構成を示す。参照信号とは、受信側が、送信側から送信された変調信号を復調する際に、振幅・位相変動を検出するための基準とするパイロット信号である。図中のＯＦＤＭシンボルのうち網掛けで示された部分が参照信号を含むＲＥである。図５に示すように、６ＲＥ毎に１つの参照信号のＲＥが含まれる。なお、参照信号が含まれるＲＥの位置は、セルのＰＣＩ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｅｌｌ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）によって決定される。具体的には、セルのＰＣＩを６で割ったときの余りによって、参照信号が含まれるＲＥの位置が決定される。この参照信号を用いた電波指標値として、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｐｏｗｅｒ）、ＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｑｕａｌｉｔｙ）、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）などが規定されている。
【０００７】
ＲＳＳＩは、周波数帯域の全搬送波に対する総受信電力であり、無線端末が接続しているセルから信号の受信電力と干渉雑音電力の総和であることから、原理的には、下記［数１］で計算できる。ここで、ｒはＲＳＳＩ、ＮＲＢはリソースブロック数、ＮＳＣＲＢはＲＢあたりのサブキャリアの数である。また、ｓは無線端末が接続しているセルの識別子、Ｉは無線端末が接続しているセルの周囲にあるセルの集合、ｉは、前記集合におけるセルの識別番号である。また、ｐｓは無線端末が接続しているセルの参照信号に対する受信強度（ＲＳＲＰ）であり、ｐｉは識別番号ｉのセルの参照信号に対する受信強度である。また、ｕｓは無線端末が接続しているセルのリソースブロック利用率（以降、ＲＢ利用率と呼ぶ）、ｕｉは識別番号ｉのセルのＲＢ利用率である、また、Ｎは搬送波あたりの熱雑音である。また、以下の数式において“・”は、乗算を意味し、“Ａ・Ｂ”は“Ａ×Ｂ”と置き換えることもできる。
［数１］
2019054319.tif 000003
【０００８】
一方、ＲＳＲＱは、ＲＳＲＰとＲＳＳＩとを用いて、下記［数２］で計算される。［数２］において、ｑｓは無線端末が接続しているセルのＲＳＲＱである。  
［数２］
2019054319.tif 000004
【０００９】
［数２］に［数１］を代入し、無線端末が接続しているセルのＲＢ利用率ｕｓについて解くと、下記［数３］を導出できる。  
［数３］
2019054319.tif 000005
【００１０】
したがって、［数３］の右辺にある各変数の値を取得できれば、無線端末が接続しているセルのＲＢ利用率を計算することができる。但し、［数３］において、識別番号ｉのセルのＲＢ利用率ｕｉ（ｉ∈Ｉ）だけは、無線端末では測定できない。そのため次のような手法が提案されている。  
【００１１】
特許文献１には、［数３］において、すべてのセルでＲＢ利用率が同一（ｕｓ＝ｕｉ（ｉ∈Ｉ））と仮定し、無線端末が接続しているセルのＲＢ利用率ｕｓについて解いた式をネットワークの通信負荷の推定式として利用する手法が開示されている。特許文献１に開示された方法によれば、［数４］を用いてネットワークの通信負荷を推定できる。  
［数４］
2019054319.tif 000006
【００１２】
しかしながら、実際はセル毎に通信負荷が異なるため、［数４］を用いて帯域使用率を推定しても、高い精度が得られない課題があった。  
【００１３】
そこで、特許文献２には、［数３］において、無線通信システムの周波数帯域の全搬送波に対する干渉雑音電力を含むＳＩＮＲ（以下、周波数帯域のＳＩＮＲと呼ぶ）を用い、無線端末が接続しているセルのＲＢ利用率ｕｓについて解いた式をネットワークの通信負荷の推定式として利用する手法が開示されている。特許文献２に開示された方法によれば、［数５］を用いてネットワークの通信負荷を推定できる。  
［数５］
2019054319.tif 000007
【００１４】
数５において、Ｓｓｙｓは、周波数帯域のＳＩＮＲであり、原理的には、［数６］で計算される。
［数６］
2019054319.tif 000008
【００１５】
この［数６］をΣi∈Ｉ（２・ｐｉ＋１０・ｕｉ・ｐｉ）について解き、［数３］へ代入することで、［数５］が導出できる。  
【００１６】
その他、特許文献３には、ネットワークの通信をモニタリングすることなく、無線通信システムの負荷を測定できるという推定装置が開示されている。具体的には、この推定装置は、ＬＴＥシステムの一のセル内において測定された、一のセルから受信した参照信号の受信強度を示す自セルＲＳＲＰと、参照信号の受信品質を示すＲＳＲＱと、一のセル以外の他のセルから受信した参照信号の受信強度を示す他セルＲＳＲＰとを取得する測定結果取得部と、自セルＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ及び他セルＲＳＲＰに基づいて、一のセルにおけるＰＲＢの使用率と、一のセル及び他のセルにおけるＰＲＢの平均使用率との少なくともいずれかの推定値を導出する推定値導出部とを備える、とされている。
【００１７】
また、特許文献４には、ダウンリンクＣＱＩ（チャネル品質インジケータ）送信モジュールと、ＳＲＳ（Ｓｏｕｎｄｉｎｇ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）送信モジュールと、受信モジュールとを備え、基地局にダウンリンクＣＱＩのフィードバックや、ＳＲＳを送信することで、基地局により正確なダウンリンクＭＣＳを判定させることができるというＵＥ（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０８７６７１号
【特許文献２】国際公開第２０１４／１８５０４８号
【特許文献３】特許第５６５０３４３号公報
【特許文献４】特表２０１６−５２６３５２号公報
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】高橋  英士他、“ＬＴＥ基地局の断片的な低負荷時間を利用したデータ転送方式”、  信学技報、ｖｏｌ．１１４、ｎｏ．５２３、ＩＣＭ２０１４−７１、ｐｐ．１０３−１０８、Ｍａｒｃｈ  ２０１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
以下の分析は、本発明によって与えられたものである。上記した背景技術の問題点は、［数５］で推定するネットワークの通信負荷の推定精度が低いことである。その理由は、周波数帯域のＳＩＮＲ（Ｓｓｙｓ）は無線端末では測定できないため、通常、無線端末で測定可能な参照信号を含むＲＥに対するＳＩＮＲ（以降、参照信号のＳＩＮＲと呼ぶ。）で代替するためである。以下、その原理を説明する。
【００２１】
参照信号のＳＩＮＲは、原理的には、下記［数７］で計算される。［数７］において、Ｓｒｓは参照信号のＳＩＮＲであり、δｓ，ｉは無線端末が接続するセルのＰＣＩを６で除算した剰余と、識別番号ｉのセルのＰＣＩを６で除算した剰余が同一の場合は“１”を、異なる場合は“０”を返すステップ関数である。  
［数７］
2019054319.tif 000009
【００２２】
［数７］は［数６］と異なるため、［数６］の代わりに［数７］を［数５］に代入してネットワークの通信負荷を推定すると、想定とは異なる通信負荷が導出されることになる。その結果、ネットワークの通信負荷の推定精度が劣化する。  
【００２３】
例えば、集合Ｉに含まれるセルｉが１つであり、かつ、そのセルの参照信号が含まれるＲＥの位置が、無線端末が接続するセルの前記位置と異なる環境において、両セルの境界付近にいる無線端末がネットワークの通信負荷を推定することと仮定する。無線端末が接続するセルのＲＳＲＰが−１０７ｄＢｍ、識別子ｉのセルのＲＳＲＰが−１１０ｄＢｍ、識別子ｉのセルのＲＢ利用率が２０％とすると、参照信号のＳＩＮＲは［数６］より約１３ｄＢとなる。これに対し、周波数帯域のＳＩＮＲは［数７］より約９ｄＢとなる。その結果、［数６］の代わりに［数７］を［数５］に代入してネットワークの通信負荷を推定すると、約１０％の誤差が生じることになる。  
【００２４】
本発明は、ネットワークの通信負荷の推定精度の向上に貢献できるネットワーク通信負荷推定方法、無線端末、通信システム、及び、プログラム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】
【００２５】
第１の視点によれば、複数のセルを含む無線通信システムの周波数帯域において参照信号（ＲＳ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）が送信される搬送波（サブキャリア）に関する指標と、前記参照信号が送信される搬送波における信号対干渉雑音比を表す第１品質指標とを用い、ネットワークの通信負荷を推定することを特徴とするネットワーク通信負荷推定方法が提供される。本方法は、ネットワークの通信負荷を推定する無線端末という、特定の機械に結びつけられている。
【００２６】
第２の視点によれば、複数のセルを含む無線通信システムの周波数帯域において参照信号（ＲＳ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）が送信される搬送波（サブキャリア）に関する指標を計算する搬送波指標計算部と、前記参照信号が送信される搬送波における信号対干渉雑音比を表す第１品質指標を測定する第１品質指標測定部と、前記搬送波に関する指標と、前記第１品質指標とを用い、ネットワークの通信負荷を推定する通信負荷推定部と、を備える無線端末が提供される。
【００２７】
第３の視点によれば、上記した無線端末と、前記無線端末を収容する基地局と、を含む通信システムが提供される。
【００２８】
第４の視点によれば、上記した無線端末の機能を実現するためのコンピュータプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な（非トランジエントな）記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ネットワークの通信負荷を高精度に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態の通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の無線端末の詳細構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の無線端末の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態における無線端末の詳細構成を示す機能ブロック図である。
【図５】ＬＴＥにおける参照信号を含むＯＦＤＭシンボルの構成図である。
【図６】本発明の一実施形態の構成を示す図である。
【図７】本発明の無線端末として機能するコンピュータの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号（データ）の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。
【００３２】
本発明は、その一実施形態において、図６に示すように、搬送波指標計算部１０１０と、第１品質指標測定部１０２０と、通信負荷推定部１０３０と、を備える無線端末１０００にて実現できる。
【００３３】
より具体的には、搬送波指標計算部１０１０は、複数のセルを含む無線通信システムの周波数帯域において参照信号（ＲＳ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）が送信される搬送波（サブキャリア）に関する指標を計算する。前記指標としては、例えば、周波数帯域における搬送波の数と前記周波数帯域において参照信号が送信される搬送波の数との比（後記ω）を用いることができる。
【００３４】
一方、第１品質指標測定部１０２０は、前記参照信号が送信される搬送波における信号対干渉雑音比を表す第１品質指標Ｓｒｓ（［数７］参照）を測定する。そして、通信負荷推定部１０３０は、前記搬送波に関する指標（例えば、前述のω）と、前記第１品質指標Ｓｒｓとを用い、周波数帯域のＳＩＮＲであるＳｓｙｓを計算し、ネットワークの通信負荷を推定する（例えば［数５］を用いる）。
【００３５】
以上の構成を有する無線端末１０００は、ネットワークの通信負荷を高精度に推定することができる。その理由は、無線通信システムの周波数帯域における搬送波の数と、前記周波数帯域において参照信号が送信される搬送波の数と、前記参照信号のＳＩＮＲ、即ち第１品質指標Ｓｒｓを用い、前記周波数帯域のＳＩＮＲを算出し、このＳＩＮＲを用いて、ネットワークの通信負荷を推定する構成を採用したことにある。
【００３６】
［第１の実施形態］
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態を含む本発明の実施の形態の説明で参照される図面上の参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。  
【００３７】
［構成の説明］
図１に、本発明の第１の実施形態に係る通信システム１の構成を示す。図１の例では、通信システム１は、無線端末１０−１と、無線端末１０−２と、基地局２０−１と、基地局２０−２と、を備える。無線端末１０−１は、基地局２０−１に接続している。また、無線端末１０−２は、基地局２０−２に接続している。なお、以下の説明では、無線端末、基地局、で共通した事項を説明する場合、それぞれ、「無線端末１０は〜」、「基地局２０は〜」のように述べる。説明の便宜上、本図においては、通信システム１は、無線端末を２つしか備えていないが、無線端末の数は幾つでもよい。同様に、本図においては、通信システム１は、基地局を２つしか備えていないが、基地局の数も幾つでもよい。
【００３８】
無線端末１０と基地局２０は、無線アクセスネットワークを介して、通信されるように構成されている。また、基地局２０は、ネットワーク（ＮＷ）を介して、互いに通信するよう構成されている。なお、図示していないが、基地局２０は、ネットワークを介して、インターネットなどの外部ネットワークに接続されるサーバと通信するよう構成されている。ネットワークは、インターネットなどの外部ネットワークと、無線コアネットワークとを少なくとも含んでいてもよい。本実施形態では、無線アクセスネットワークは、ＬＴＥの無線通信システム（ＲＡＴ：Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）におけるモバイルアクセスネットワーク（ＥＵＴＲＡＮ：Ｅｖｏｌｖｅｄ  ＵＭＴＳ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）であるものとして説明する。また、ネットワークは、ＬＴＥのモバイルコアネットワーク（ＥＰＣ：Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｃｏｒｅ）であるものとして説明する。もちろん、前記無線アクセスネットワークとネットワークは別の無線通信システムとしてもよい。例えば、ネットワークはＬＴＥの無線通信システムにおけるＥＰＣとし、無線アクセスネットワークはＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ）やＯＦＤＭＡ方式を用いた無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）など、ＬＴＥ以外の他の無線通信システムとしてもよい。以上は、後述する他の実施形態についても同様とする。  
【００３９】
無線端末１０は、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）端末、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ、Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、スマートフォン、タブレット端末、カーナビゲーション端末、または、ゲーム端末等の何れかである。無線端末１０は、図７に例示されるように、情報処理装置（図７のコンピュータ９０００参照）、トランシーバ（トランスミッター及びレシーバ；図７のアンテナ及び通信インターフェース９０２０）、図示省略する入力装置（キーボタン及びマイクロフォン等）、及び、図示省略する出力装置（ディスプレイ及びスピーカ等）を備える。また、この情報処理装置は、中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ９０１０）、及び、記憶装置（図７のメモリ９０３０及び図７のハードディスク駆動装置（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）等の補助記憶装置９０４０）を備える。無線端末１０は、記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することにより、後述する機能を実現するように構成されてもよい。
【００４０】
基地局２０は、図示しない情報処理装置及びトランシーバ（トランスミッター及びレシーバ）を備える。情報処理装置は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）、及び、記憶装置（メモリ及びハードディスク駆動装置（ＨＤＤ））を備える。基地局２０は、記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することにより、一般的な無線通信システムにおける基地局２０が備える機能を実現するように構成されている。
【００４１】
具体的には、基地局２０は、基地局２０のシステム情報に関するシステム情報ブロック（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｂｌｏｃｋ：ＳＩＢ）や前記システム情報を受信するのに必要な物理層の情報に関するマスター情報ブロック（Ｍａｓｔｅｒ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｂｌｏｃｋ：ＭＩＢ）などを報知（ブロードキャスト）する機能を備える。また、基地局２０は、接続中の（通信リンク（ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）が確立されている）無線端末１０の間で無線信号を送受信する機能を備える。また、基地局２０は、無線端末１０が各種品質指標を測定するための測定設定情報を通知する機能や、無線端末１０が各種品質指標を測定するために用いる参照信号を生成して送信する機能を備える。また、基地局２０は、ネットワークを介して到着する各無線端末１０宛の送信データを蓄積する機能や、各無線端末１０に割り当てるリソースブロックを決定する機能を備える。また、基地局２０は、基地局２０との無線リンクが確立している無線端末１０のハンドオーバ先のセルの候補となる特定の隣接セルが登録された隣接セルリストを無線端末１０へ通知する機能、などを備える。なお、基地局２０の前記システム情報や前記システム情報を受信するのに必要な物理層の情報には、無線通信システムの周波数帯域において参照信号が送信される搬送波に関する指標が含まれる。本実施形態では、無線通信システムの周波数帯域において参照信号が送信される搬送波に関する指標として、前記周波数帯域における搬送波の総数と、前記参照信号が送信される搬送波の数と、を用いる。上記基地局２０が備える機能は当業者の周知事項であるため、基地局２０の各構成要素の説明は省略する。
【００４２】
図２は、上記基地局２０に接続する無線端末１０の機能を表すブロック図である。図２の例では、無線端末１０は、基本機能部１０１と、第１品質指標測定部１０２と、第３品質指標測定部１０３と、第４品質指標測定部１０４と、第２品質指標計算部１０５と、通信負荷推定部１０６と、を備えている。前述の通り、以下で説明する各機能部の動作は、無線端末１０が備える中央処理装置（図７のＣＰＵ９０１０）、トランシーバ（トランスミッター及びレシーバ（図７のアンテナ及び通信インターフェース９０２０））、及び記憶装置（図７のメモリ９０３０及び補助記憶装置９０４０）が互いに協調して動作することにより実現される。
【００４３】
基本機能部１０１は、一般的な無線通信システムにおける無線端末が備える機能（無線通信機能）を有する。具体的には、この基本機能には、ＳＩＢにより報知された基地局２０のシステム情報やＭＩＢにより報知された前記システム情報を受信するのに必要な物理層の情報を管理する機能が含まれる。この機能に関連し、基本機能部１０１は、第２品質指標計算部１０５に、前記周波数帯域における搬送波の総数と、前記参照信号が送信される搬送波の数と、を提供する。また、この基本機能には、接続中の基地局２０との間で無線信号を送受信する機能や、基地局２０から通知された各種品質指標を測定するための測定設定情報を管理する機能や、基地局２０から通知された隣接セルリストを管理する機能、などが含まれる。なお、基本機能部１０１が備える機能は当業者の周知事項であるため、基本機能部１０１が備える各機能の説明は省略する。
【００４４】
第１品質指標測定部１０２は、基地局２０から受信した測定設定情報に基づき、第１品質指標を測定する。本実施形態では、第１品質指標として、参照信号のＳＩＮＲを用いる。第１品質指標測定部１０２が測定収集した第１品質指標は、第２品質指標計算部１０５で使用される。
【００４５】
第３品質指標測定部１０３は、基地局２０から受信した測定設定情報に基づき、第３品質指標を測定する。本実施形態では、第３品質指標として、ＲＳＲＰを用いる。第３品質指標測定部１０３が測定収集した第３品質指標は、第２品質指標計算部１０５で使用される。
【００４６】
第４品質指標測定部１０４は、基地局２０から受信した測定設定情報に基づき、第４品質指標を測定する。本実施形態では、第４品質指標として、ＲＳＲＱを用いる。第４品質指標測定部１０４が測定収集した第４品質指標は、通信負荷推定部１０６で使用される。
【００４７】
第２品質指標計算部１０５は、基本機能部１０１が有する無線通信システムの周波数帯域において参照信号が送信される搬送波に関する指標と、第１品質指標測定部１０２が測定した第１品質指標と、第３品質指標測定部１０３が測定した第３品質指標と、を用いて第２品質指標を計算する機能を有する。本実施形態では、第２品質指標は、周波数帯域のＳＩＮＲである。第２品質指標測定部１０３が測定した第２品質指標、即ち、前述の［数５］中のＳｓｙｓは、通信負荷推定部１０６で使用される。
【００４８】
通信負荷推定部１０６は、第４品質指標測定部１０４が測定した第４品質指標ＲＳＲＱと、第２品質指標計算部１０５が測定した第２品質指標Ｓｓｙｓと、を用いて、ネットワークの通信負荷を推定する機能を有する。本実施形態では、通信負荷推定部１０６が推定するネットワークの通信負荷は、無線端末１０が接続する基地局２０のＲＢ利用率である。通信システム１におけるネットワークには、無線区間である無線アクセスネットワークと、有線区間（コアネットワーク）がある。一般的に、無線区間は、有線区間と比較して、帯域変動（通信速度の変動）が大きいため、無線区間の通信負荷が、ネットワークの通信負荷のボトルネックとなる。したがって、無線区間である基地局２０のＲＢ利用率を、ネットワークの通信負荷とみなすことができる。
【００４９】
［動作の説明］
次に、無線端末１０がネットワークの通信負荷を推定するための動作手順について説明する。
【００５０】
セル設計の観点では、隣接セル間で参照信号を含むＲＥの位置が異なるように設定するのが一般的である。そこで、セル間で参照信号を含むＲＥの位置が異なると仮定すると、参照信号のＳＩＮＲは、原理的には、下記［数８］で計算できる。  
［数８］
2019054319.tif 000010
【００５１】
［数６］と［数８］から、周波数帯域のＳＩＮＲと、参照信号のＳＩＮＲとの関係に着目して整理すると、周波数帯域のＳＩＮＲは、［数９］で示すことができる。  
［数９］
2019054319.tif 000011
【００５２】
［数９］において、ωは［数１０］で計算される値である。また、［数１０］において、ＮＲＢとＮＳＣＲＢの積は、リソースブロック数とリソースブロック当たりの搬送波の積であるから、無線通信システムの周波数帯域における搬送波の総数である。また、分子のＮＲＢと２の積は前記周波数帯域において参照信号が送信される搬送波の数である。  
［数１０］
2019054319.tif 000012
【００５３】
図３は、無線端末１０が、基地局２０のＲＢ利用率を計算する動作手順を表すものである。図３に示すとおり、無線端末１０は、所定周期毎に基地局２０のＲＢ利用率を計算する。本実施形態では、前記所定周期は、１ミリ秒毎であるものとして説明するが、ＲＢ利用率を計算する周期は、任意に設定することができる。  
【００５４】
まず、無線端末１０の第２品質指標計算部１０５が、基本機能部１０１から提供された無線通信システムの周波数帯域において参照信号が送信される搬送波に関する指標を用い、［数１０］により前記周波数帯域における搬送波の数と前記周波数帯域において参照信号が送信される搬送波の数との比であるωを計算する（ステップＳ１０１）。
【００５５】
次に、無線端末１０の第２品質指標計算部１０５は、ステップＳ１０１で計算したωと、第１品質指標である参照信号のＳＩＮＲ（Ｓｒｓ）と、第３品質指標であるＲＳＲＰと、を用い、［数９］により、第２品質指標である周波数帯域のＳＩＮＲ（Ｓｓｙｓ）を計算する（ステップＳ１０２）。  
【００５６】
続いて、無線端末１０の通信帯域推定部１０６は、ステップＳ１０２で計算した第２品質指標であるＳｓｙｓと、第４品質指標であるＲＳＲＱ、即ち［数５］のｑｓを用い、［数５］により基地局２０のＲＢ利用率を推定する（ステップＳ１０３）。  
【００５７】
その後、無線端末１０は、図３の処理を終了する。なお、ステップＳ１０１の処理、即ちωの計算を基本機能部１０１で予め行っておくことができる。これにより、図３の動作手順からステップＳ１０１を省略できるため、第２品質指標計算部１０５における処理ステップを削減することもできる。  
【００５８】
以上、説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、ネットワークの通信負荷を高精度に推定することができる。その理由は、周波数帯域における搬送波の総数と、参照信号が送信される搬送波の数と、参照信号のＳＩＮＲを用い、周波数帯域のＳＩＮＲを算出し、このＳＩＮＲを用いてネットワークの通信負荷を推定する構成を採用したことにある。
【００５９】
［その他の実施形態］
以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００６０】
例えば、本実施形態では、周波数帯域のＳＩＮＲを計算してから、この周波数帯域のＳＩＮＲを用いてネットワークの通信負荷を推定する手順を採用していたが、ネットワークの通信負荷の推定方法はこれに限られない。
【００６１】
例えば、［数９］を［数５］へ代入することで［数１１］を導出することができる。この［数１１］を用いることで、ネットワークの通信負荷の推定を、１つのステップで実施することもできる。図４は、このようなネットワークの通信負荷の推定をなしうる無線端末１０Ａの構成を示す図である（第２の実施形態）。図２に示した第１の実施形態の無線端末１０と大きな差異は、第２品質指標計算部１０５が省略され、通信負荷推定部１０６が通信負荷推定部１０７に置き換わっている点である。通信負荷推定部１０７は、基本機能部１０１が有する無線通信システムの周波数帯域において参照信号が送信される搬送波に関する指標と、第１品質指標測定部１０２が測定した第１品質指標と、第３品質指標測定部１０３が測定した第３品質指標と、第４品質指標測定部１０４が測定した第４品質指標と、を用い、［数１１］を用いて、基地局２０のＲＢ利用率を推定する。  
［数１１］
2019054319.tif 000013
【００６２】
以上のように、本発明は、第２品質指標の計算を省略する形態に変形することが可能であり、第１の実施形態と同様に精度よくネットワークの通信負荷を推定することが可能である。
【００６３】
また、上記実施形態は、Ａｎｔｅｎｎａ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎが１ｘ１の場合で説明していたが、他のＡｎｔｅｎｎａ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎの場合にも適用できる。この場合、［数９］におけるωは、［数１２］を用いて計算される。  
［数１２］
2019054319.tif 000014
【００６４】
上述の実施形態は、各々独立に実施されてもよいし、適宜組み合わせて実施されてもよい。    
【００６５】
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したネットワーク構成、各要素の構成、メッセージの表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。
【００６６】
例えば、図２、図４に示した無線端末１０、１０Ａの各部（処理手段）は、無線端末１０に搭載されたプロセッサに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現するほか、専用の回路を用いて構成することもできる。
【００６７】
最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
［第１の形態］
（上記第１の視点によるネットワーク通信負荷推定方法参照）
［第２の形態］
上記したネットワーク通信負荷推定方法において、
前記搬送波に関する指標と、前記第１品質指標とを用いて、前記周波数帯域の全搬送波に対する干渉雑音電力を含む第２品質指標を計算し、  
少なくとも前記第２品質指標を用いて、前記ネットワークの通信負荷を推定することで、前記ネットワークの通信負荷を推定することが好ましい。
［第３の形態］
上記したネットワーク通信負荷推定方法において、
前記参照信号が送信される搬送波に関する指標として、  
前記周波数帯域における搬送波の総数と、
前記参照信号が送信される搬送波の数と、
を用い、  
前記周波数帯域における搬送波の数と、前記周波数帯域において参照信号が送信される搬送波の数との比を計算し、
前記比を用いてネットワークの通信負荷を推定する方法を採ることができる。
［第４の形態］
上記したネットワーク通信負荷推定方法において、
前記複数のセル間で前記参照信号の搬送波の位置が異なる前提で前記第１品質指標を計算することが好ましい。
［第５の形態］
上記したネットワーク通信負荷推定方法において、
前記第２品質指標に加えて、  
前記参照信号の受信強度である第３品質指標と、  
前記周波数帯域の全搬送波に対する総受信電力を含む第４品質指標と、  
を用いて前記ネットワークの通信負荷を推定する方法を採ることができる。
［第６の形態］
上記したネットワーク通信負荷推定方法において、
前記第２品質指標は、前記周波数帯域の全搬送波に対する干渉雑音電力を含む信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）であり、  
前記第３品質指標は、ＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｐｏｗｅｒ）であり、  
前記第４品質指標は、ＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｑｕａｌｉｔｙ）であることが好ましい。
［第７の形態］
上記したネットワーク通信負荷推定方法において、
無線端末が接続するセルの識別子をｓ、  
前記セル以外のセルの集合をＩ、  
前記集合におけるセルの識別子をｉ、  
前記第１品質指標をｓｒｓ、  
識別子ｓのセルの前記第３品質指標をｐｓ、  
識別子ｉのセルの前記第３品質指標をｐｉ、  
前記第４品質指標をｑｓ、  
前記周波数帯域における搬送波の数と前記参照信号が送信される搬送波の数との比をω、
前記通信負荷を前記識別子ｓのセルの周波数ブロック使用率ｕｓとすれば、  
前記通信負荷ｕｓを次式により計算することができる。
2019054319.tif 000015
［第８の形態］
上記したネットワーク通信負荷推定方法において、
前記無線通信システムは、直交周波数分割多元接続（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＯＦＤＭＡ）方式を用いていることが好ましい。
［第９の形態］
（上記第２の視点による無線端末参照）
［第１０の形態］
（上記第３の視点による通信システム参照）
［第１１の形態］
（上記第４の視点によるコンピュータプログラム参照）
なお、上記第９〜第１１の形態は、第１の形態と同様に、第２〜第８の形態に展開することが可能である。
【００６８】
なお、上記の特許文献および非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００６９】
１  通信システム  
１０、１０Ａ、１０−１、１０−２、１０００  無線端末  
２０、２０−１、２０−２  基地局  
１０１  基本機能部  
１０２、１０２０  第１品質指標測定部  
１０３  第３品質指標測定部  
１０４  第４品質指標測定部  
１０５  第２品質指標計算部  
１０６、１０７、１０３０  通信負荷推定部
１０１０  搬送波指標計算部
９０００  コンピュータ
９０１０  ＣＰＵ
９０２０  通信インターフェース
９０３０  メモリ
９０４０  補助記憶装置
【図１】
2019054319.tif 000017
【図２】
2019054319.tif 000018
【図３】
2019054319.tif 000019
【図４】
2019054319.tif 000020
【図５】
2019054319.tif 000021
【図６】
2019054319.tif 000022
【図７】
2019054319.tif 000023