(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、少なくとも第１基地局の周波数帯域における全受信電力を用いて前記第１基地局の通信負荷に依存する第１通信路品質指標を計算する第１通信路品質指標計算部と、少なくとも参照信号が送信される搬送波における干渉雑音電力を用いて干渉雑音電力指標を計算する干渉雑音電力指標計算部と、前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とをサーバに通知する通知部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１基地局の周波数帯域における全受信電力を用いて前記第１基地局の通信負荷に依存する第１通信路品質指標を計算する第１通信路品質指標計算部と、  
少なくとも参照信号が送信される搬送波における干渉雑音電力を用いて干渉雑音電力指標を計算する干渉雑音電力指標計算部と、  
前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とをサーバに通知する通知部と、を備える無線端末から、
前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とを用いて前記第１基地局の通信負荷を推定する通信負荷推定部を備えるサーバ。
【請求項２】
前記通信負荷推定部は、  
複数の前記無線端末から通知された前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とを用いて前記第１基地局の周辺にある第２基地局の通信負荷に依存する第２通信路品質指標を更に用いて前記第１基地局の通信負荷を推定する請求項１に記載のサーバ。
【請求項３】
前記無線端末から、前記第１通信路品質指標に代えて、前記第１基地局の周波数帯域における全受信電力を示す全受信電力指標を受信し、
前記通信負荷推定部は、前記全受信電力指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とを用いて前記第１基地局の通信負荷を推定する通信負荷推定部を備える請求項２に記載のサーバ。
【請求項４】
前記全受信電力指標は、ＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｑｕａｌｉｔｙ）であり、
前記干渉雑音電力指標は、前記参照信号の信号対干渉雑音比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：ＳＩＮＲ）である請求項３に記載のサーバ。
【請求項５】
少なくとも第１基地局の周波数帯域における全受信電力を用いて前記第１基地局の通信負荷に依存する第１通信路品質指標を計算する第１通信路品質指標計算部と、
少なくとも参照信号が送信される搬送波における干渉雑音電力を用いて干渉雑音電力指標を計算する干渉雑音電力指標計算部と、
前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とをサーバに通知する通知部と、を備える無線端末。
【請求項６】
前記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の比を用いる請求項５に記載の無線端末。
【請求項７】
前記搬送波に関する指標と、前記全受信電力と、前記干渉雑音電力指標とを用いて前記第１通信路品質指標を計算する請求項５又は６に記載の無線端末。
【請求項８】
前記第１通信路品質指標計算部に代えて、前記第１基地局の周波数帯域における全受信電力を示す全受信電力指標を測定する全受信電力指標測定部を備え、
前記サーバに対して、前記全受信電力指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とを通知する請求項５に記載の無線端末。
【請求項９】
少なくとも第１基地局の周波数帯域における全受信電力を用いて前記第１基地局の通信負荷に依存する第１通信路品質指標を計算する第１通信路品質指標計算部と、少なくとも参照信号が送信される搬送波における干渉雑音電力を用いて干渉雑音電力指標を計算する干渉雑音電力指標計算部と、前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とをサーバに通知する通知部と、を備える無線端末から、前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とを受信し、
前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とを用いて前記第１基地局の通信負荷を推定する、通信負荷推定方法。
【請求項１０】
少なくとも第１基地局の周波数帯域における全受信電力を用いて前記第１基地局の通信負荷に依存する第１通信路品質指標を計算する第１通信路品質指標計算部と、少なくとも参照信号が送信される搬送波における干渉雑音電力を用いて干渉雑音電力指標を計算する干渉雑音電力指標計算部と、前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とをサーバに通知する通知部と、を備える無線端末から、前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とを受信する処理と、
前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とを用いて前記第１基地局の通信負荷を推定する処理と、を前記サーバに実行させるプログラム。
【請求項１１】
少なくとも第１基地局の周波数帯域における全受信電力を用いて前記第１基地局の通信負荷に依存する第１通信路品質指標を計算する処理と、
少なくとも参照信号が送信される搬送波における干渉雑音電力を用いて干渉雑音電力指標を計算する処理と、
前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とをサーバに通知する処理と、
無線端末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、サーバ、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、サーバ、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８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８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］
2019054320.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］
2019054320.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］
2019054320.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］
2019054320.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］
2019054320.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］
2019054320.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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【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
【非特許文献】
【００１８】
【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】
【００１９】
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。
【００２０】
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］
2019054320.tif 000009
【００２１】
［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。  
【００２２】
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。  
【００２３】
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、サーバ、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】
【００２４】
第１の視点によれば、第１基地局と、少なくとも前記第１基地局の周波数帯域における全受信電力を用いて前記第１基地局の通信負荷に依存する第１通信路品質指標を計算する第１通信路品質指標計算部と、少なくとも参照信号が送信される搬送波における干渉雑音電力を用いて干渉雑音電力指標を計算する干渉雑音電力指標計算部と、前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とをサーバに通知する通知部と、を備える少なくとも２以上の無線端末と、前記少なくとも２以上の無線端末から通知された前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とを用いて前記第１基地局の通信負荷を推定する通信負荷推定部を備えるサーバと、を含む通信システムが提供される。
【００２５】
第２の視点によれば、少なくとも第１基地局の周波数帯域における全受信電力を用いて前記第１基地局の通信負荷に依存する第１通信路品質指標を計算する第１通信路品質指標計算部と、少なくとも参照信号が送信される搬送波における干渉雑音電力を用いて干渉雑音電力指標を計算する干渉雑音電力指標計算部と、前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とをサーバに通知する通知部と、を備える無線端末が提供される。
【００２６】
第３の視点によれば、少なくとも第１基地局の周波数帯域における全受信電力を用いて前記第１基地局の通信負荷に依存する第１通信路品質指標を計算する第１通信路品質指標計算部と、少なくとも参照信号が送信される搬送波における干渉雑音電力を用いて干渉雑音電力指標を計算する干渉雑音電力指標計算部と、前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とをサーバに通知する通知部と、を備える少なくとも２以上の無線端末から、前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とを用いて前記第１基地局の通信負荷を推定する通信負荷推定部を備えるサーバが提供される。
【００２７】
第４の視点によれば、少なくとも第１基地局の周波数帯域における全受信電力を用いて前記第１基地局の通信負荷に依存する第１通信路品質指標を計算する第１通信路品質指標計算部と、少なくとも参照信号が送信される搬送波における干渉雑音電力を用いて干渉雑音電力指標を計算する干渉雑音電力指標計算部と、前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とをサーバに通知する通知部と、を備える少なくとも２以上の無線端末から、前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とを受信し、前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とを用いて前記第１基地局の通信負荷を推定する、通信負荷推定方法が提供される。本方法は、第１基地局の通信負荷を推定するサーバという、特定の機械に結びつけられている。
【００２８】
第５の視点によれば、上記したサーバ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。
【００２９】
同様に、第６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】
【００３０】
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】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施形態の通信システムの構成の一例を示す図である。
【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の実施形態のサーバの詳細構成を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のサーバの動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第２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６】本発明の第２の実施形態のサーバの詳細構成を示す機能ブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態のサーバの動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】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９】本発明の一実施形態の構成を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。
【図１１】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。
【図１２】本発明のサーバ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】
【００３２】
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。
【００３３】
本発明は、その一実施形態において、図９に示すように、第１基地局２０００と、無線端末１０００と、サーバ３０００とを含む通信システムにて実現できる。前記無線端末１０００は、第１通信路品質指標計算部１０２０と、干渉雑音電力指標計算部１０１０と、通知部１０３０と、を備える。また、サーバ３０００は、通信負荷推定部３０１０を備える。
【００３４】
より具体的には、図１０に示すように、干渉雑音電力指標計算部１０１０は、少なくとも参照信号（ＲＳ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）が送信される搬送波（サブキャリア）における干渉雑音電力を用いて干渉雑音電力指標Ｓｒｓ（［数７］参照）を計算する。第１通信路品質指標計算部１０２０は、少なくとも前記第１基地局２０００の周波数帯域における全受信電力を用いて前記第１基地局２０００の通信負荷に依存する指標である第１通信路品質指標（例えば、［数７］を［数５］に代入して得られるＲＢ利用率ｕｓ）を計算する。そして、通知部１０３０は、前記第１通信路品質指標と、搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とをサーバ３０００に通知する。なお、前記搬送波に関する指標としては、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）を用いることできる。
【００３５】
一方、サーバ３０００の通信負荷推定部３０１０は、無線端末１０００を含む前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標Ｓｒｓとを用いて前記第１基地局の通信負荷を推定する。
【００３６】
以上の構成を有するサーバ３０００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。
【００３７】
［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。  
【００３８】
［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、無線端末１０−３と、基地局２０−１と、基地局２０−２と、を備える。無線端末１０−１と無線端末１０−２は、基地局２０−１に接続している。また、無線端末１０−３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３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。  
【００３９】
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とサーバ３０は、ネットワーク（ＮＷ）を介して、通信するよう構成されている。さらに、基地局２０−１と基地局２０−２は、ネットワークを介して、互いに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。
【００４０】
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、図示しない情報処理装置、トランシーバ（トランスミッター及びレシーバ）、入力装置（キーボタン及びマイクロフォン等）、及び、出力装置（ディスプレイ及びスピーカ等）を備える。情報処理装置は、図示しない中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）、及び、記憶装置（メモリ及びハードディスク駆動装置（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ））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。  
【００４１】
基地局２０は、図１１に例示されるように、情報処理装置（図１１のコンピュータ９０００）及びトランシーバ（トランスミッター及びレシーバ；図１１のアンテナ及び通信インターフェース９０２０）を備える。また、この情報処理装置は、中央処理装置（図１１のＣＰＵ９０１０）、及び、記憶装置（図１１のメモリ９０３０並びにハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）等の補助記憶装置９０４０）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。なお、本実施形態において「セル」は、基地局２０が、ある周波数帯域を用いて、無線端末にサービスを提供する単位エリアという意味で用いる。その意味で、基地局２０は、複数のセルを管理する場合もあるが、本実施形態では、説明を簡単にするため、基地局２０とセルが１対１の関係にあるものとして説明する。
【００４２】
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を用いる。また、本実施形態では、基地局２０のＡｎｔｅｎｎａ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎは１ｘ１とする。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。  
【００４３】
サーバ３０は、基地局２０の通信負荷を推定する。サーバ３０は、図１２に例示されるように、情報処理装置（図１２のコンピュータ９０００）及び通信インターフェース（図１２の通信インターフェース９０２０Ａ）を備える。情報処理装置は、中央処理装置（ＣＰＵ９０１０）、及び、記憶装置（メモリ９０３０及びハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）等の補助記憶装置９０４０）を備える。サーバ３０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。なお、本実施形態のサーバ３０が有する機能は、無線端末１０に対して、各種通信サービスを提供する装置に搭載されている形態を採ることができる。例えば、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｗｅｂ）サーバ、ＦＴＰ（Ｆｉｌｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバ、メールサーバ、ファイルサーバ、データベースサーバ、アプリケーションサーバ、ストリーミングサーバ、ＤＮＳ（Ｄｏｍａｉｎ  Ｎａｍｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）サーバ、プロキシサーバ、エッジサーバなどを、本実施形態のサーバ３０として用いることも可能である。
【００４４】
続いて、上記基地局２０に接続する無線端末１０について説明する。図２は、無線端末１０の詳細構成を示す機能ブロック図である。図２の例では、無線端末１０は、基本機能部１０１と、全受信電力指標測定部１０２と、干渉雑音電力指標測定部１０３と、第１通信路品質指標計算部１０４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（ＣＰＵ）、トランシーバ（トランスミッター及びレシーバ）、及び記憶装置（メモリ及びＨＤＤ）が互いに協調して動作することにより実現される。  
【００４５】
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１通信路品質指標計算部１０４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電力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。さらに、本実施形態では、基本機能部１０１が、基地局２０を介してサーバ３０と通信を行うものとして説明する。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。
【００４６】
全受信電力指標測定部１０２は、基地局２０から受信した測定設定情報に基づき、全受信電力指標を測定する。本実施形態では、全受信電力指標として、ＲＳＲＱを用いる。全受信電力指標測定部１０２が測定した全受信電力指標は、第１通信路品質指標計算部１０４で使用される。
【００４７】
干渉雑音電力指標測定部１０３は、基地局２０から受信した測定設定情報に基づき、干渉雑音電力指標を測定する。本実施形態では、干渉雑音電力指標として、参照信号のＳＩＮＲを用いる。干渉雑音電力指標測定部１０３が測定した干渉雑音電力指標は、第１通信路品質指標計算部１０４で使用される。
【００４８】
第１通信路品質指標計算部１０４は、全受信電力指標測定部１０２が測定した全受信電力指標と、干渉雑音電力指標計算部１０３が測定した干渉雑音電力指標と、を用いて、基地局２０の通信負荷に依存する指標（以後、第１通信路品質指標と呼ぶ）を計算する。本実施形態では、第１通信路品質指標は、前述した［数５］において、周波数帯域のＳＩＮＲ（ｓｓｙｓ）の代わりに参照信号のＳＩＮＲ（ｓｒｓ）を用いて計算された無線端末１０が接続する基地局２０のＲＢ利用率であり、［数８］を用いて計算できる。なお、以降、本明細書において［数８］のＲＢ利用率をｈａｔ（ｕｓ）と表す。また、以降、数式中のハット記号が付された数ｘをｈａｔ（ｘ）で表す。
［数８］
2019054320.tif 000010
【００４９】
さらに、第１通信路品質指標計算部１０４は、［数８］により計算した第１通信路品質指標ｈａｔ（ｕｓ）と、前記指標の計算に用いた干渉雑音電力指標ｓｒｓと、基地局２０から報知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と、当該無線端末１０が接続中のセルに関する情報（当該セルのＰＣＩ）と、を、基本機能部１０１を介して、サーバ３０へ通知する機能を有する。従って、本実施形態においては、第１通信路品質指標計算部１０４及び基本機能部１０１が前述の通知部（図８の符号１０３０）として機能することになる。  
【００５０】
本実施形態では、第１通信路品質指標計算部１０４は、ＯＳＩ基本参照モデルにおけるレイヤ３以上のパケットのヘッダ領域、および、ペイロード領域を操作できる機能を備える。第１通信路品質指標計算部１０４による第１通信路品質指標などの情報のサーバ３０への通知は、当該無線端末１０が送信したサーバ３０宛のデータに対応するＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットのペイロード領域に当該情報を追加することで行われるものとする。もちろん、この形態に限定されず、例えば、当該ＩＰパケットのヘッダのオプション領域に当該情報を格納することで、サーバ３０への情報の通知を行う方法も採用可能である。また、当該ＩＰの上位層で使用されるＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）にて、当該ＩＰパケットに対応するＴＣＰパケットのペイロード領域に当該情報を追加することで前記通知を行う方法も採用可能である。また、当該ＴＣＰパケットのヘッダのオプション領域に当該情報を格納することで前記通知を行う方法も採用可能である。あるいはＴＣＰではなく、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）にて、当該ＩＰパケットに対応するＵＤＰパケットのペイロード領域に当該情報を追加することで前記通知を行う方法も採用可能である。また、当該ＵＤＰパケットのヘッダのオプション領域に当該情報を格納することで前記通知を行う方法も採用可能である。あるいは、無線端末１０とサーバ３０との間に、当該情報を通知するための新たなインターフェースを設置し、当該インターフェースを介して前記通知を行う方法も採用可能である。
【００５１】
続いて、上記無線端末１０から通知を受けるサーバ３０について説明する。図３は、サーバ３０の詳細構成を示す機能ブロック図である。図３の例では、サーバ３０は、基本機能部３０１と、通信負荷推定部３０２と、を備える。前述のとおり、以下で説明する各機能部の動作は、サーバ３０が備える中央処理装置（ＣＰＵ）、トランシーバ（トランスミッター及びレシーバ）、及び記憶装置（メモリ及びＨＤＤ）が互いに協調して動作することにより実現される。  
【００５２】
基本機能部３０１は、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）基本参照モデルにおけるレイヤ１（物理層）からレイヤ７（アプリケーション層）のプロトコルを備え、無線端末１０とネットワークを介して信号を送受信する機能を有する。なお、当該信号は、基地局２０で中継される。  
【００５３】
通信負荷推定部３０２は、複数の無線端末１０から通知される情報を用いて、ネットワークの通信負荷を推定する機能を有する。無線端末１０から通知される情報とは、第１通信路品質指標と、前記指標の計算に用いた干渉雑音電力指標と、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、当該無線端末１０が接続中のセルに関する情報（当該セルのＰＣＩ）と、を含む。本実施形態では、通信負荷推定部３０２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。前述のとおり、通信システム１は、無線アクセスネットワークと、ネットワークと、を含む。ここで、無線アクセスネットワークは無線区間であり、ネットワークは有線区間である。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、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。  
【００５４】
本実施形態では、通信負荷推定部３０２は、基地局２０を介してネットワーク側から、無線端末１０が送信したサーバ３０宛のデータに対応するＩＰパケットを受信する。そして、通信負荷推定部３０２は、このＩＰパケットから、上述の情報を取得する。なお、サーバ３０への通知において、無線端末１０がＩＰパケットの代わりにＴＣＰパケットやＵＤＰパケットを用いる場合も同様に、通信負荷推定部３０２は、基地局２０を介してネットワーク側から、無線端末１０が送信したサーバ３０宛のデータに対応するＴＣＰパケットまたはＵＤＰパケットを受信する。そして、通信負荷推定部３０２は、ＴＣＰパケットまたはＵＤＰパケットから前述した情報を取得する。また、基地局２０とサーバ３０との間に、当該情報を通知するための新たなインターフェースを設置し、当該インターフェースを介して当該情報を通知する場合、通信負荷推定部３０２は、当該インターフェースを介して情報を取得することになる。そして、通信負荷推定部３０２は、当該インターフェースを介して通知される情報から、前述した情報を取得する。
【００５５】
［動作の説明］
次に、サーバ３０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。  
【００５６】
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９］で計算できる。  
［数９］
2019054320.tif 000011
【００５７】
［数６］と［数９］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１０］で示すことができる。  
［数１０］
2019054320.tif 000012
【００５８】
［数１０］において、ωは［数１１］で計算される値である。また、［数１１］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１１］
2019054320.tif 000013
【００５９】
上記［数１０］を［数５］へ代入すると、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ｕｓは、［数１２］で計算される。  
［数１２］
2019054320.tif 000014
【００６０】
ここで、図１に示すように、通信システム１が備える基地局２０が２つの場合において、基地局２０−２からの干渉電力が熱雑音よりも充分大きいと仮定すると、［数９］で計算されるＳＩＮＲを、［数１２］で計算される無線端末が接続しているセルのＲＢ利用率ｕｓへ代入することで、［数１３］が導出される。［数１３］において、ｕｋは基地局２０−２のＲＢ利用率である。
［数１３］
2019054320.tif 000015
【００６１】
［数１３］に［数８］を代入すると、［数１４］となる。  
［数１４］
2019054320.tif 000016
【００６２】
図４は、サーバ３０の通信負荷推定部３０２が、基地局２０のＲＢ利用率を計算する動作手順を表す図である。図４に示すとおり、サーバ３０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、サーバ３０は、１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。  
【００６３】
説明の便宜上、以下では、基地局２０−１のＲＢ利用率を計算する動作手順を例に説明する。まず、サーバ３０の通信負荷推定部３０２は、無線端末１０から通知され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を用い、［数１１］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）。  
【００６４】
次に、サーバ３０の通信負荷推定部３０２は、下記［数１５］を用いて、基地局２０−２の通信負荷に依存する第２通信路品質指標を計算する（ステップＳ１０２）。［数１５］において、ｓｒｓ，１は無線端末１０−１から通知された参照信号のＳＩＮＲであり、ｓｒｓ，２は無線端末１０−２から通知された参照信号のＳＩＮＲである。また、ｈａｔ（ｕｓ，１）は無線端末１０−１から通知された基地局２０−１の第１通信路品質指標である。同様に、ｈａｔ（ｕｓ，２）は無線端末１０−２から通知された基地局２０−１の第１通信路品質指標である。  
［数１５］
2019054320.tif 000017
【００６５】
ここで、［数１５］の導出過程を説明する。  
無線端末１０−１から通知された参照信号のＳＩＮＲ、即ち、ｓｒｓ，１と第１通信路品質指標ｈａｔ（ｕｓ，１）を用いて［数１４］により得られる基地局２０−１のＲＢ利用率ｕｓは、無線端末１０−２から通知された参照信号のＳＩＮＲ、即ち、ｓｒｓ，２と第１通信路品質指標ｈａｔ（ｕｓ，２）を用いて［数１４］により得られる基地局２０−１のＲＢ利用率ｕｋと、原理的に同値となる（［数１６］参照）。  
［数１６］
2019054320.tif 000018
【００６６】
上記［数１６］から、第２通信路品質指標（ｕｋ）について求めると、［数１５］となる。
【００６７】
次に、サーバ３０の通信負荷推定部３０２は、ステップＳ１０２で計算した第２通信路品質指標（ｕｋ）と、無線端末１０−１が通知した参照信号のＳＩＮＲ（ｓｒｓ，１）と基地局２０−１の第１通信路品質指標値（ｈａｔ（ｕｓ，１））を用いて、［数１４］により基地局２０−１のＲＢ利用率ｕｓを推定する（ステップＳ１０３）。
【００６８】
その後、サーバ３０の通信負荷推定部３０２は、図４の処理を終了する。ここで、［数１５］及び［数１６］を用いる意義について補足する。ある時刻において［数１３］中のｑｓ、ｓｒｓは、無線端末毎に異なる値となる。これに対し、ｕｓ、ｕｉ（ｕｋ）、Ｎは、同値となる（ωは、時間に拘わらず、常に同値。）。そのため、［数１３］や［数１４］で計算されるｕｓは、原理的に、どの無線端末で測定しても同じ値となる（異なる無線端末間において同じ値が得られる）。一方、サーバ３０からは、［数１３］中のｕｓとｕｋの２変数は未知である。他方、サーバ３０は、ｑｓ、ｓｒｓについて、無線端末毎の異なる値の通知を受ける。［数１６］は、これらｑｓ、ｓｒｓ、ωを係数として、ｕｓとｕｋに関する連立方程式であり、これを解くことで、ｕｓとｕｋをそれぞれ求めることができる。また、［数１６］は、無線端末１０から通知される、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（ＳＩＮＲ）の分布状態を表している。従って、本実施形態は、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（ＳＩＮＲ）の分布状態に基づいて、周波数帯域のＳＩＮＲを推定する方法と位置づけることもできる。
【００６９】
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、複数の無線端末が測定した参照信号のＳＩＮＲ及びＲＳＲＱと、を用いて無線端末が接続する基地局に隣接する基地局（第２基地局）のＲＢ利用率、即ち、第２通信路品質指標ｕｋを計算し、そのＲＢ利用率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。
【００７０】
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。
【００７１】
例えば、ステップＳ１０１の処理を通信負荷推定部３０２で予め行っておくことができる。これにより、図４の動作手順からステップＳ１０１を省略できるため、通信負荷推定部３０２における処理ステップを削減することもできる。また、無線端末１０がサーバ３０に代わってステップＳ１０１の処理を行うように構成することもできる。この場合、無線端末１０の第１通信路品質指標計算部１０４が、基地局２０から報知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の代わりに、数１１により計算されるωを、基本機能部１０１を介して、サーバ３０へ通知する。
【００７２】
また、本実施形態では、通信システム１が備える基地局２０が２つの場合について説明したが、通信システム１が備える基地局２０がＮ（＞２）個の場合でも適用できる。この場合、無線端末１０は、基本機能部１０１が管理する隣接セルリストに含まれる各セルのＲＳＲＰをそれぞれ測定し、前記セルの中からＲＳＲＰが最大となるセルに関する情報（当該セルのＰＣＩ）をサーバ３０へ通知し、サーバ３０は、ステップＳ１０２で、複数の無線端末１０から通知されたＲＳＲＰが最大となるセルのＰＣＩの中から任意に１つを取り出し、そのＰＣＩのセルを管理する基地局２０−ｉ（ｉ＞１）のＲＢ利用率を計算する。なお、前記ＲＢ利用率の計算では、前記基地局２０−ｉが管理するセルのＰＣＩを通知した無線端末１０から通知された参照信号のＳＩＮＲと第１通信路品質指標を用いることになる。  
【００７３】
また、本実施形態は、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１１］におけるωは、［数１２］を用いて計算される。  
［数１７］
2019054320.tif 000019
【００７４】
以上の変更を含めた変形例は、上記第１の実施形態に限られず、以降の実施形態にも同様に適用することができる。  
【００７５】
［第２実施形態］  
次に、第１通信路品質指標の代わりに、無線端末が接続しているセルのＲＳＲＱを報告させ、ネットワークの負荷を推定するようにした本発明の第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。上記した第１の実施形態では、無線端末が参照信号のＳＩＮＲとそのＳＩＮＲを用いて計算した第１通信路品質指標をサーバへ通知し、サーバは複数の無線端末から通知された参照信号のＳＩＮＲと第１通信路品質指標とから基地局のＲＢ利用率を推定していた。本実施形態では、無線端末が参照信号のＳＩＮＲとＲＳＲＱをサーバへ通知し、サーバは複数の無線端末から通知された参照信号のＳＩＮＲとＲＳＲＱとから基地局のＲＢ利用率を推定する。
【００７６】
［構成の説明］
図５は、無線端末１１の機能を表すブロック図である。以下では、第１の実施形態と比較して、第２の実施形態で変更された機能について説明する。第２の実施形態の無線端末１１は、第１の実施形態に係る無線端末１０と比較して、第１通信路品質指標計算部１０４の代わりに、通知部１１４の機能を備える点で相違している。その他同一符号の要素は第１の実施形態の無線端末１０と同等であるので、以下、通知部１１４の機能について説明する。  
【００７７】
通知部１１４は、全受信電力指標測定部１０２が測定した全受信電力指標と、干渉雑音電力指標測定部１０３が測定した干渉雑音電力指標と、基地局２０から報知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と、当該無線端末１１が接続中のセルに関する情報（当該セルのＰＣＩ）とを、基本機能部１０１を介して、サーバ３１へ通知する。  
【００７８】
本実施形態では、通知部１１４は、本発明の第１の実施形態における第１通信路品質指標計算部１０４と同様、ＯＳＩ基本参照モデルにおけるレイヤ３以上のパケットのヘッダ領域、および、ペイロード領域を操作できる機能を備える。本実施形態では、上述の情報のサーバ３１への通知は、本発明の第１の実施形態における第１通信路品質指標計算部１０４と同様、当該無線端末１１が送信したサーバ３１宛のデータに対応するＩＰパケットのペイロード領域に当該情報を追加することで行われるものとして説明する。
【００７９】
図６は、上記無線端末１１から受信した情報に基づいてネットワークの負荷を推定するサーバ３１の詳細構成を示す機能ブロック図である。以下では、第１の実施形態のサーバ３０との相違点を中心に説明する。
【００８０】
サーバ３１は、本発明の第１の実施形態に係るサーバ３０と比較して、通信負荷推定部３０２の代わりに、通信負荷推定部３１２を備える。以下、通信負荷推定部３１２の機能について説明する。  
【００８１】
通信負荷推定部３１２は、複数の無線端末１１から通知された情報を用いて、ネットワークの通信負荷を推定する。ここで、無線端末１１から通知された情報には、全受信電力指標と、干渉雑音電力指標と、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、当該無線端末１１が接続中のセルに関する情報（当該セルのＰＣＩ）と、が含まれる。本実施形態では、通信負荷推定部３１２が推定するネットワークの通信負荷は、無線端末１１が接続する基地局２０のＲＢ利用率である。  
【００８２】
本実施形態では、通信負荷推定部３１２は、本発明の第１の実施形態における通信負荷推定部３０２と同様、ネットワークを介して基地局２０から到着した、無線端末１１が送信したサーバ３１宛のデータを格納したＩＰパケットから、上述の情報を取得する。  
【００８３】
［動作の説明］
図７は、サーバ３１の通信負荷推定部３１２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７に示すとおり、サーバ３１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。
【００８４】
図７を参照すると、図４のステップＳ１０２〜ステップＳ１０３が省略され、新たにステップＳ２０２〜ステップＳ２０３が追加されている。以下では、追加されたステップＳ２０２〜ステップＳ２０３の動作についてのみ説明する。なお、説明の便宜上、以下では、基地局２０−１のＲＢ利用率を計算する動作手順を例に説明する。  
【００８５】
サーバ３１の通信負荷推定部３１２は、［数１８］を用いて、基地局２０−２の通信負荷に依存する第２通信路品質指標ｕｋを計算する（ステップＳ２０２）。［数１８］において、ｓｒｓ，１は無線端末１１−１（以下、無線端末１１を区別する場合、第１の実施形態と同様に、無線端末１１−１、１１−２と記す）から通知された参照信号のＳＩＮＲであり、ｓｒｓ，２は無線端末１１−２から通知された参照信号のＳＩＮＲである。また、ｑｓ，１は無線端末１１−１から通知された基地局２０−１のＲＳＲＱであり、ｑｓ，２は無線端末１１−２から通知された基地局２０−１のＲＳＲＱである。  
［数１８］
2019054320.tif 000020
【００８６】
［数１８］の導出過程を説明する。  
無線端末１１−１から通知された参照信号のＳＩＮＲ（ｓｒｓ，１）とＲＳＲＱ（ｑｓ，１）を用いて［数１３］により得られる基地局２０−１のＲＢ利用率は、無線端末１１−２から通知された参照信号のＳＩＮＲ（ｓｒｓ，２）とＲＳＲＱ（ｑｓ，２）を用いて［数１３］により得られる基地局２０−１のＲＢ利用率と、原理的に同値となる（［数１９］参照）。  
［数１９］
2019054320.tif 000021
【００８７】
［数１９］から、第２通信路品質指標（ｕｋ）について求めると、［数１８］となる。
【００８８】
次に、サーバ３１の通信負荷推定部３１２は、ステップＳ２０２で計算した第２通信路品質指標（ｕｋ）と、無線端末１１−１が通知した参照信号のＳＩＮＲ（ｓｒｓ，１）と基地局２０−１のＲＳＲＱ（ｑｓ，１）を用いて、［数１３］により基地局２０−１のＲＢ利用率ｕｓを推定する（ステップＳ２０３）。  
【００８９】
その後、サーバ３１の通信負荷推定部３１２は、図７の処理を終了する。  
【００９０】
なお、通信システム１が備える基地局２０の数が、Ｎ（＞２）個の場合も、通信負荷推定部３１２は、本発明の第１の実施形態における通信負荷推定部３０２と同様の手順でネットワークの通信負荷を推定する。  
【００９１】
［その他の実施形態］  
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。
【００９２】
例えば、図２、図３、図５、図６に示した無線端末１０、１１及びサーバ３０、３１の各部（処理手段）は、これらの装置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。
【００９３】
また例えば、上記した実施形態において、サーバ３０、３１が行っていた処理を、無線端末１０、１１で実行するように構成してもよい。この場合、無線端末１０は、無線端末間（Ｄｅｖｉｃｅ  ｔｏ  Ｄｅｖｉｃｅ：Ｄ２Ｄ）の直接通信（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を実現する機能を有し、第１通信路品質指標計算部１０４がサーバ３０へ通知する情報、または、通知部１１４がサーバ３１へ通知する情報を、無線端末１０の間で交換することになる。  
【００９４】
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。例えば、ネットワークに無線端末１０と、無線端末１１が存在し、これらに対応してサーバ３０、サーバ３１が配置され、それぞれネットワークの負荷を推定する構成も採用可能である。
【００９５】
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の視点による通信システム参照）
［第２の形態］
上記した通信システムの前記通信負荷推定部は、  
複数の前記無線端末から通知された前記第１通信路品質指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とを用いて前記第１基地局の周辺にある第２基地局の通信負荷に依存する第２通信路品質指標を用いて前記第１基地局の通信負荷を推定することができる。
［第３の形態］
上記した通信システムにおいて、  
前記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の比を用いることができる。
［第４の形態］
上記した通信システムの前記通信負荷推定部は、
前記搬送波に関する指標と、前記全受信電力と、前記干渉雑音電力指標とを用いて前記第１通信路品質指標を計算する構成を採ることができる。
［第５の形態］
上記した通信システムの前記第１通信路品質指標計算部に代えて、
前記第１基地局の周波数帯域における全受信電力を示す全受信電力指標を測定する全受信電力指標測定部を備え、
前記サーバの通信負荷推定部は、前記全受信電力指標と、前記搬送波に関する指標と、前記干渉雑音電力指標とを用いて前記第１基地局の通信負荷を推定する構成を採ることができる。
［第６の形態］
上記した通信システムの前記第２基地局は、前記第１基地局に隣接する基地局のうち、前記参照信号の受信電力が最大となる基地局であることが好ましい。
［第７の形態］
上記した通信システムにおいて、
前記干渉雑音電力に前記第２基地局から送信された参照信号による干渉電力をゼロとして、前記干渉雑音電力指標を計算する構成を採ることができる。
［第８の形態］
上記した通信システムは、
直交周波数分割多元接続（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＯＦＤＭＡ）方式を用いる通信システムであることが好ましい。
［第９の形態］
上記した通信システムにおいて、
前記全受信電力指標は、ＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｑｕａｌｉｔｙ）であり、
前記干渉雑音電力指標は、前記参照信号の信号対干渉雑音比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：ＳＩＮＲ）であることが好ましい。
［第１０の形態］
（上記第２の視点による無線端末参照）
［第１１の形態］
（上記第３の視点によるサーバ参照）
［第１２の形態］
（上記第４の視点による通信負荷推定方法参照）
［第１３の形態］
（上記第５、６の視点によるコンピュータプログラム参照）
なお、上記第１０〜第１３の形態は、第１の形態と同様に、第２〜第９の形態に展開することが可能である。
【００９６】
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】
【００９７】
１  通信システム  
１０、１０−１、１０−２、１０−３、１１、１１−１、１１−２、１０００  無線端末
２０、２０−１、２０−２  基地局  
３０、３１、３０００  サーバ  
１０１  基本機能部  
１０２  全受信電力指標測定部  
１０３  干渉雑音電力指標測定部  
１０４、１０２０  第１通信路品質指標計算部
１１４、１０３０  通知部  
３０１  基本機能部  
３０２、３１２、３０１０  通信負荷推定部
１０１０  干渉雑音電力指標計算部
２０００  第１基地局  
９０００  コンピュータ
９０１０  ＣＰＵ
９０２０、９０２０Ａ  通信インターフェース
９０３０  メモリ
９０４０  補助記憶装置
【図１】
2019054320.tif 000022
【図２】
2019054320.tif 000023
【図３】
2019054320.tif 000024
【図４】
2019054320.tif 000025
【図５】
2019054320.tif 000026
【図６】
2019054320.tif 000027
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019054320.tif 000031
【図１１】
2019054320.tif 000032
【図１２】
2019054320.tif 000033