(57)【要約】【課題】基地局パラメータの算出時の計算量を削減し、最適な基地局パラメータの算出時間を短縮する。【解決手段】実施形態の基地局パラメータ算出装置の記憶部は、ローカルネットワークエリア内に分散配置された複数の基地局が通信端末との無線通信を行う際に収集した通信パラメータに基づいて予め作成されたローカルネットワークエリア内における電波環境を表す複数の電波環境マップを記憶する。算出処理部は、設定した基地局パラメータに対するローカルネットワークエリア内に仮想的に配置した複数の仮想通信端末の通信パラメータを複数の電波環境マップに基づいて推定して基地局パラメータの評価を行い、評価の結果に基づいて複数の基地局に対する新たな基地局パラメータをそれぞれ算出する処理を、算出した基地局パラメータに対し、所定の算出終了条件を満たすまで繰り返し行う。【選択図】図１
2015177274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローカルネットワークエリア内に分散配置された複数の基地局が通信端末との無線通信を行う際に収集した通信パラメータに基づいて予め作成された前記ローカルネットワークエリア内における電波環境を表す複数の電波環境マップを記憶する記憶部と、
設定した基地局パラメータに対する前記ローカルネットワークエリア内に仮想的に配置した複数の仮想通信端末の通信パラメータを前記複数の電波環境マップに基づいて推定して前記基地局パラメータの評価を行い、前記評価の結果に基づいて前記複数の基地局に対する新たな前記基地局パラメータをそれぞれ算出する処理を、算出した前記基地局パラメータに対し、所定の算出終了条件を満たすまで繰り返し行う算出処理部と、
を備えた基地局パラメータ算出装置。
【請求項２】
前記算出処理部は、遺伝的アルゴリズムを適用して、前記基地局パラメータの評価及び前記新たな前記基地局パラメータの算出を行う、
請求項１記載の基地局パラメータ算出装置。
【請求項３】
前記算出処理部は、前記基地局パラメータの評価に際し、通信スループットを評価する、
請求項２記載の基地局パラメータ算出装置。
【請求項４】
前記算出処理部は、評価対象の前記通信スループットとして、最低通信スループット及び平均通信スループットを含む、
請求項３記載の基地局パラメータ算出装置。
【請求項５】
前記算出処理部は、前記最低通信スループットが最大となる前記基地局パラメータの組み合わせのうち、前記平均通信スループットがより大きな前記基地局パラメータをより高く評価する、
請求項３又は請求項４記載の基地局パラメータ算出装置。
【請求項６】
前記算出処理部は、前記通信スループットとして、ＳＩＮＲ（Signal  to  Interference  and  Noise  power  Ratio）を用いる、
請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の基地局パラメータ算出装置。
【請求項７】
前記算出処理部は、得られた評価に基づいて前記基地局パラメータを複数段階の適応度に区分し、より適応度の高い基地局パラメータに基づいて前記新たな前記基地局パラメータの算出を行う、
請求項２乃至請求項６のいずれかに記載の基地局パラメータ算出装置。
【請求項８】
前記算出処理部は、前記基地局パラメータ毎に得られた最低通信スループットと前記最低通信スループットの最大値との誤差及び前記基地局パラメータ毎に得られた平均通信スループットと前記平均通信スループットの最大値との誤差の組み合わせに基づいて、前記基地局パラメータを複数段階の適応度に区分し、より適応度の高い基地局パラメータに基づいて前記新たな前記基地局パラメータの算出を行う、
請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の基地局パラメータ算出装置。
【請求項９】
前記基地局パラメータは、前記基地局の運用周波数及び送信電力を含む、
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の基地局パラメータ算出装置。
【請求項１０】
前記通信パラメータは、前記通信端末が対応する前記基地局に送信した前記基地局の送信信号の受信電力及び前記送信信号を送信した基地局の物理セルＩＤを含む、
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の基地局パラメータ算出装置。
【請求項１１】
ローカルネットワークエリア内に分散配置された複数の基地局が通信端末との無線通信を行う際に収集した通信パラメータに基づいて予め作成された前記ローカルネットワークエリア内における電波環境を表す複数の電波環境マップに基づいて、前記ローカルネットワークエリア内に分散配置された複数の基地局の基地局パラメータを算出する基地局パラメータ算出装置において実行される基地局パラメータの算出方法であって、
算出した基地局パラメータに対する前記ローカルネットワークエリア内に仮想的に配置した複数の仮想通信端末の通信パラメータを前記複数の電波環境マップに基づいて推定して前記基地局パラメータの評価を行う過程と、
前記評価の結果に基づいて前記複数の基地局に対する新たな前記基地局パラメータをそれぞれ算出する処理を、算出した前記基地局パラメータに対し、所定の算出終了条件を満たすまで繰り返し行う過程と、
を備えた基地局パラメータの算出方法。
【請求項１２】
ローカルネットワークエリア内に分散配置された複数の基地局の基地局パラメータを算出する基地局パラメータ算出装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムであって、
前記コンピュータを、
ローカルネットワークエリア内に分散配置された複数の基地局が通信端末との無線通信を行う際に収集した通信パラメータに基づいて予め作成された前記ローカルネットワークエリア内における電波環境を表す複数の電波環境マップを記憶する記憶手段と、
設定した基地局パラメータに対する前記ローカルネットワークエリア内に仮想的に配置した複数の仮想通信端末の通信パラメータを前記複数の電波環境マップに基づいて推定して前記基地局パラメータの評価を行い、前記評価の結果に基づいて前記複数の基地局に対する新たな前記基地局パラメータをそれぞれ算出する処理を、算出した前記基地局パラメータに対し、所定の算出終了条件を満たすまで繰り返し行う算出処理手段と、
して機能させる、制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、基地局パラメータ算出装置、基地局パラメータの算出方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイルトラフィックが年々増加しており、移動通信の更なる速度向上が求められている中、各通信事業者は高速な無線通信であるＬＴＥ（Long  Term  Evolution）サービスを開始している。一方、屋内においてもモバイルトラフィックが年々増加しており、モバイルデータトラフィックの更なる伸長により、屋内トラフィックの無線品質向上が求められる。
【０００３】
屋内のトラフィック容量を向上するためには、電波半径が数１０ｍのフェムトセルと呼ばれる基地局を近距離に多数配置する必要がある。屋内に小規模な基地局を複数台設置して運用する場合、各基地局に割当てる送信電力、周波数などのパラメータの組合せが基地局台数の指数関数に比例して増加する。また、各基地局に割当てる送信電力、周波数などのパラメータの組合せが基地局台数の指数関数的に増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７４３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、基地局パラメータの組合せを全通り探索すると、最適パラメータの算出時間が膨大となってしまうという問題点があった。
そこで、本発明の目的は、基地局パラメータの算出時の計算量を削減し、最適な基地局パラメータの算出時間を短縮することが可能な基地局パラメータ算出装置、基地局パラメータの算出方法及び制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の基地局パラメータ算出装置の記憶部は、ローカルネットワークエリア内に分散配置された複数の基地局が通信端末との無線通信を行う際に収集した通信パラメータに基づいて予め作成されたローカルネットワークエリア内における電波環境を表す複数の電波環境マップを記憶する。
そして、算出処理部は、設定した基地局パラメータに対するローカルネットワークエリア内に仮想的に配置した複数の仮想通信端末の通信パラメータを複数の電波環境マップに基づいて推定して基地局パラメータの評価を行い、評価の結果に基づいて複数の基地局に対する新たな基地局パラメータをそれぞれ算出する処理を、算出した基地局パラメータに対し、所定の算出終了条件を満たすまで繰り返し行う。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態の無線通信システムの概要構成ブロック図である。
【図２】図２は、制御装置、基地局及び通信端末の機能構成ブロック図である。
【図３】図３は、本実施形態で用いる染色体モデルの説明図である。
【図４】図４は、遺伝的アルゴリズムを用いた基地局パラメータの算出処理の説明図である。
【図５】図５は、生成した染色体毎の最低ＳＩＮＲと適応度との関係の説明図（その１）である。
【図６】図６は、生成した染色体毎の最低ＳＩＮＲと適応度との関係の説明図（その２）である。
【図７】図７は、生成した染色体毎の最低ＳＩＮＲ及び平均ＳＩＮＲの組み合わせと適応度との関係の説明図（その１）である。
【図８】図８は、生成した染色体毎の最低ＳＩＮＲ及び平均ＳＩＮＲの組み合わせと適応度との関係の説明図（その２）である。
【図９】図９は、生成した染色体毎の最低ＳＩＮＲ及び平均ＳＩＮＲの組み合わせと適応度との関係の説明図（その３）である。
【図１０】図１０は、実施形態の主要通信動作の通信シーケンスフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、実施形態の無線通信システムの概要構成ブロック図である。
無線通信システム１００は、無線通信システム１００を統括的に制御する制御装置１０と、制御装置１０とローカルネットワーク１１を介して接続された複数の基地局２０−１〜２０−３と、ローカルネットワーク１１をゲートウェイ（サーバ）１２を介して接続されたコアネットワーク（事業者ネットワーク）１３と、基地局２０−１の無線通信エリア内で基地局２０−１に収容されて無線通信を行う複数の通信端末３０−１〜３０−３と、を備えている。
【００１０】
図２は、制御装置、基地局及び通信端末の機能構成ブロック図である。
この場合において、基地局２０−１〜２０−３及び対応する通信端末（３０−１〜３０−３）は、同様の構成であるので、図２においては、基地局２０−１及び通信端末３０−１を例として図示している。
【００１１】
制御装置１０は、自己の管理下にある全ての基地局２０−１〜２０−３に収容された通信端末３０−１〜３０−３を含む全ての通信端末の端末情報を集約する端末情報集約部１０１と、自己の管理下にある全ての基地局２０−１〜２０−３を制御する基地局制御部１０２と、暫定的に定めた最適基地局パラメータを随時更新する暫定最適パラメータ更新部１０３と、設定されている基地局パラメータの評価値の適応度を算出する適応度算出部１０４と、適応度算出部１０４で算出された複数の適応度を比較する適応度比較部１０５と、適応度の設定を行う適応度設定部１０６と、探索数を選択する探索数選択部１０７と、電波環境を分析する電波環境分析部１０８と、基地局パラメータを算出するパラメータ算出部１０９と、基地局２０−１〜２０−３に算出された基地局パラメータを設定するパラメータ設定部１１０と、を備えている。
【００１２】
上記構成において、端末情報には、受信電力情報、通信対象の基地局に対応する物理セルIＤ、接続基地局情報、ＧＰＳ情報（通信端末位置情報）、通信スループット（ＳＩＮＲ：Signal  to  Interference  and  Noise  power  Ratio）、通信時のエラー率、端末特定情報等を含む。
【００１３】
また、制御装置１０は、例えば、ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）、並びに、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等のＭＰＵが処理を実行するためのプログラムやデータの格納領域等を含む。制御装置１０は、ＭＰＵにプログラムを実行させることで、端末情報集約部１０１、基地局制御部１０２、暫定最適パラメータ更新部１０３、適応度算出部１０４、適応度比較部１０５、適応度設定部１０６、探索数選択部１０７、電波環境分析部１０８、パラメータ算出部１０９及びパラメータ設定部１１０として機能する。
また、電波環境分析部１０８は、電波環境を表す複数の電波環境マップを記憶する記憶部としても機能している。
【００１４】
上記構成において、端末情報集約部１０１は、基地局２０−１〜２０−３から送信された端末情報を集約する。端末情報集約部１０１は、集約した端末情報を電波環境分析部１０８に出力する。なお、端末情報集約部１０１は、基地局２０−１〜２０−３からの端末情報を定期的に受け取っても、各基地局２０−１〜２０−３に対して端末情報の取得要求を行うことにより受け取ってもよい。
【００１５】
電波環境分析部１０８は、電波環境マップを作成するマップ作成部、マップ作成部が作成した電波環境マップを蓄積するマップ蓄積部として機能する。
ここで、電波環境分析部１０８がマップ蓄積部として機能する場合には、マップ作成部からの要求により、蓄積される過去の電波環境マップから、マップ作成部により作成される電波環境マップと仮想通信端末の分布が類似する電波環境マップを検索する。
【００１６】
そしてマップ蓄積部は、検索により抽出した電波環境マップをマップ作成部へと引き渡す。
マップ蓄積部は、蓄積している電波環境マップに対し、使用頻度が高い電波環境マップの優先度を高く設定する。例えば、マップ蓄積部は、使用頻度を把握するための指標として、電波環境マップごとに電波環境マップをマップ作成部へ引き渡した回数をカウントし、回数が多い電波環境マップの優先度を高く設定する。
【００１７】
一方、マップ作成部として機能する電波環境分析部１０８は、端末情報集約部１０１から送信される端末情報に対してクラスタリングを行い、互いに近傍にあると判断した通信端末をまとめることで仮想通信端末として抽出する。
ここで、「互いに近傍にある」とは、例えば、通信端末間の距離が所定の距離よりも近い範囲に位置することである。この仮想通信端末に、通信端末をまとめた際に集約された端末情報を含む。クラスタリングの方法としては、一般的に知られている群平均法、単連結法、完全連結法等の階層クラスタリングであっても、Ｋ−ｍｅａｎｓ法、ＥＭ（Expectation  Maximization）アルゴリズム等の非階層クラスタリングであってもよい。例えば、階層クラスタリングを採用する場合、マップ作成部は、端末情報が類似する通信端末を近傍にあると判断する。マップ作成部は、屋内エリアにおける仮想通信端末の分布を示す電波環境マップを作成する。マップ作成部は、作成した電波環境マップをマップ蓄積部に引き渡す。
【００１８】
また、通信端末が存在せず、端末情報が取得できないため、仮想通信端末を抽出できないエリアがある場合、マップ作成部として機能する電波環境分析部１０８は、仮想通信端末が抽出されないエリアに対して仮想通信端末を適宜補完する。
このとき、マップ作成部は、マップ蓄積部に対して、電波環境マップの検索要求を行う。マップ作成部は、マップ蓄積部に蓄積される電波環境マップから、作成した電波環境マップと仮想通信端末の分布が類似する電波環境マップを取得する。
そして、マップ作成部は、取得した電波環境マップにより仮想通信端末が抽出されないエリアの仮想通信端末を補完して、補完した仮想通信端末を含む補完電波環境マップを作成する。マップ作成部は、作成した補完電波環境マップをパラメータ算出部１０９へ送信する。
【００１９】
なお、マップ作成部として機能する電波環境分析部１０８は、通信端末（３０−１〜３０−３）から基地局（２０−１〜２０−３）を介して送信される、ＧＰＳ等のセンサ情報に基づいて各通信端末（３０−１〜３０−３）の位置を特定してもよい。このとき、マップ作成部として機能する電波環境分析部１０８は、各通信端末（３０−１〜３０−３）の位置情報に基づいて通信端末（３０−１〜３０−３）が互いに近傍にあるかを判断し、互いに近傍にあると判断した通信端末をまとめることで仮想通信端末として抽出することとなる。
【００２０】
パラメータ算出部１０９は、マップ作成部として作成する補完電波環境マップから、送信電力、運用周波数、物理セルＩＤ、隣接セル情報を含むネイバー（neighbor：隣接セル）リスト、ハンドオーバ閾値、基地局ＩＤ、周波数帯域幅、基地局のＩＰアドレス、セルサイズ等を決定する。なお、ネイバーリスト及びハンドオーバ閾値は、送信電力及び運用周波数と組み合わせて電波環境を作成することが可能となる。すなわち、ネイバーリスト（含む隣接セル情報）については、ネイバーリスト（含む隣接セル情報）を運用中に意図的に変更することで、運用中での通信端末に対する周波数リソースの再割当てを想定した場合に、ハンドオーバを制御し、電波環境を作成することが可能となる。また、ハンドオーバ閾値については、変更後のハンドオーバ閾値を用いれば、端末の接続先を変更してスループットを向上させることが可能となる。
【００２１】
パラメータ設定部１１０は、基地局２０−１〜２０−３にパラメータ算出部１０９により算出された基地局パラメータを設定する。
【００２２】
ここで、基地局パラメータの具体例として、基地局の送信電力及び運用周波数の決定方法について説明する。
【００２３】
本実施形態においては、パラメータ算出部１０９は、遺伝的アルゴリズムを用いて基地局パラメータを算出している。
図３は、本実施形態で用いる染色体モデルの説明図である。
図３においては、基地局が６個存在する染色体モデルを示している。
染色体モデル４０は、各基地局に対し、送信電力の遺伝子及び運用周波数の遺伝子の組を備えている。
図３の例の場合、送信電力としては、１００ｍＷ、５０ｍＷ、１０ｍＷの３種類を想定しており、それぞれ遺伝子は、０、１、２となっている。
また、運用周波数としては、周波数Ｆ１、周波数Ｆ２、周波数Ｆ３の３種類を想定しており、それぞれ遺伝子は、０、１、２となっている。
すなわち、図３の例の場合、第１の基地局ＢＳ１の送信電力は５０ｍＷ、運用周波数は周波数Ｆ１となっていることがわかる。
同様に、第２の基地局ＢＳ２の送信電力は１００ｍＷ、運用周波数は周波数Ｆ２となっており、第３の基地局ＢＳ３の送信電力は５０ｍＷ、運用周波数は周波数Ｆ１となっており、第４の基地局ＢＳ４の送信電力は１００ｍＷ、運用周波数は周波数Ｆ３となっており、第５の基地局ＢＳ５の送信電力は５０ｍＷ、運用周波数は周波数Ｆ１となっており、第６の基地局ＢＳ６の送信電力は５０ｍＷ、運用周波数は周波数Ｆ３となっていることがわかる。
【００２４】
次に遺伝的アルゴリズムを用いた基地局パラメータの算出処理について説明する。
図４は、遺伝的アルゴリズムを用いた基地局パラメータの算出処理の説明図である。
なお、図４においては、図示の簡略化のため、基地局が基地局２０−１、２０−２の二つの場合を例示している。
【００２５】
まず、染色体モデルの初期染色体モデルを作成する。
具体的には、決められた個体数、すなわち、２個の基地局２０−１、２０−２に対応する４（＝２×２）個の染色体をランダムに生成する。
【００２６】
すなわち、パラメータ算出部１０９は、基地局２０−１、２０−２に対して運用周波数及び送信電力を模擬的に設定し、電波環境分析部１０８から送信された補完電波環境マップを受信し、受信した補完電波環境マップの仮想通信端末に対応する端末情報から、仮想通信端末ごとにＳＩＮＲ（通信スループット）を推定する。さらに、パラメータ算出部１０９は、算出した仮想通信端末ごとのＳＩＮＲからＳＩＮＲの分散、最低ＳＩＮＲ（値）、平均ＳＩＮＲ（値）及び最高ＳＩＮＲ（値）を求め、適応度算出部１０４に通知する。
【００２７】
これにより適応度算出部１０４は、算出したＳＩＮＲの分散、最低ＳＩＮＲ（値）、平均ＳＩＮＲ（値）及び最高ＳＩＮＲ（値）に基づいて適応度を算出する。
【００２８】
ここでは、具体例として最低ＳＩＮＲに基づいて適応度を算出する場合について説明する。
図５は、生成した染色体毎の最低ＳＩＮＲと適応度との関係の説明図（その１）である。
図５の例においては、最低ＳＩＮＲの値が高いほど適応度が高いとして、最低ＳＩＮＲの値をそのまま適応度として採用している。
【００２９】
より具体的には、適応度算出部１０４は、染色体＝“０００１”の場合は最低ＳＩＮＲ＝１０ｄＢであるので適応度＝１０とし、染色体＝“１１１１”の場合は最低ＳＩＮＲ＝７ｄＢであるので適応度＝７とし、染色体＝“１１０１”の場合は最低ＳＩＮＲ＝６ｄＢであるので適応度＝６としている。
【００３０】
図６は、生成した染色体毎の最低ＳＩＮＲと適応度との関係の説明図（その２）である。
図６の例においては、最低ＳＩＮＲと閾値とを比較して、閾値以上の最低ＳＩＮＲの場合に適応度が高いとし、閾値未満の最低ＳＩＮＲの場合に適応度が低いとする二値評価を採用している。
【００３１】
より具体的には、適応度算出部１０４は、閾値＝８ｄＢとし、染色体＝“０００１”の場合は最低ＳＩＮＲ＝１０ｄＢであり閾値以上であるので適応度＝高とし、染色体＝“１１１１”の場合は最低ＳＩＮＲ＝７ｄＢであり閾値未満であるので適応度＝低とし、染色体＝“１１０１”の場合は最低ＳＩＮＲ＝６ｄＢであり閾値未満であるので適応度＝低としている。
【００３２】
このように二値評価を採用する理由は、単純に最低ＳＩＮＲの値を適応度として用いた場合に、必ずしも最適な遺伝子が残るとは限らないからである。
【００３３】
図７は、生成した染色体毎の最低ＳＩＮＲ及び平均ＳＩＮＲの組み合わせと適応度との関係の説明図（その１）である。
図５及び図６の例の場合は、最低ＳＩＮＲのみで適応度を求めていたが、図７は、最低ＳＩＮＲ及び平均ＳＩＮＲの組み合わせに基づいて適応度を二値評価する場合のものである。
【００３４】
図７の例においては、最低ＳＩＮＲが最低ＳＩＮＲ閾値を超え、かつ、平均ＳＩＮＲが平均ＳＩＮＲ閾値を超えている場合に適応度＝高とし、それ以外の組み合わせについては、適応度＝低としている。
【００３５】
図８は、生成した染色体毎の最低ＳＩＮＲ及び平均ＳＩＮＲの組み合わせと適応度との関係の説明図（その２）である。
図８の例においては、算出した全ての最低ＳＩＮＲのうち最も高い値を有している最適解の最低ＳＩＮＲと染色体毎の最低ＳＩＮＲとの差（誤差）の値及び算出した全ての平均ＳＩＮＲのうち最も高い値を有している最適解の平均ＳＩＮＲと染色体毎の平均ＳＩＮＲとの差（誤差）の値に基づいて適応度を二値評価している。
【００３６】
すなわち、図８に示すように、最適解の最低ＳＩＮＲと染色体毎の最低ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値α（＞０）ｄＢ以上、かつ、最適解の平均ＳＩＮＲと染色体毎の平均ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値αｄＢ以上である場合は、適応度＝低としている。
【００３７】
また、最適解の最低ＳＩＮＲと染色体毎の最低ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値αｄＢ未満、かつ、最適解の平均ＳＩＮＲと染色体毎の平均ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値αｄＢ以上である場合も、適応度＝低としている。
【００３８】
また、最適解の最低ＳＩＮＲと染色体毎の最低ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値αｄＢ以上、かつ、最適解の平均ＳＩＮＲと染色体毎の平均ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値αｄＢ未満である場合は、適応度＝低としている。
【００３９】
一方、最適解の最低ＳＩＮＲと染色体毎の最低ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値αｄＢ未満、かつ、最適解の平均ＳＩＮＲと染色体毎の平均ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値αｄＢ未満である場合は、適応度＝高としている。
【００４０】
図９は、生成した染色体毎の最低ＳＩＮＲ及び平均ＳＩＮＲの組み合わせと適応度との関係の説明図（その３）である。
上述した図７及び図８の場合には、二値評価していたが、図９においては、適応度を多段階（図９の例の場合、４段階）で評価する場合のものである。
【００４１】
すなわち、図９に示すように、最適解の最低ＳＩＮＲと染色体毎の最低ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値α（＞０）ｄＢ以上、かつ、最適解の平均ＳＩＮＲと染色体毎の平均ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値αｄＢ以上である場合は、適応度＝低としている。
【００４２】
また、最適解の最低ＳＩＮＲと染色体毎の最低ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値β（０＜β＜α）ｄＢ以上、かつ、所定値αｄＢ未満であって、さらに最適解の平均ＳＩＮＲと染色体毎の平均ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値βｄＢ以上、かつ、所定値αｄＢ未満である場合には、適応度＝中低（中の低）としている。
【００４３】
また、最適解の最低ＳＩＮＲと染色体毎の最低ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値γ（０＜γ＜β）ｄＢ以上、かつ、所定値βｄＢ未満であって、さらに最適解の平均ＳＩＮＲと染色体毎の平均ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値γｄＢ以上、かつ、所定値βｄＢ未満である場合には、適応度＝中高（中の高）としている。
【００４４】
また、最適解の最低ＳＩＮＲと染色体毎の最低ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値γｄＢ未満、かつ、最適解の平均ＳＩＮＲと染色体毎の平均ＳＩＮＲとの差（誤差）の値が所定値γｄＢ未満である場合は、適応度＝高としている。
【００４５】
再びパラメータ算出の処理を説明する。
続いて、パラメータ算出部１０９は、上述した適応度に基づいて、最低ＳＩＮＲ（最低通信スループットあるいは最低通信速度）を重視した遺伝子（基地局パラメータ：上述の例の場合、送信電力及び周波数）を優性遺伝子（優性基地局パラメータ）として選択し（残し）、選択した優先遺伝子の中から二つの染色体（＝複数の基地局に対応する基地局パラメータの組み合わせ：両親）を選択し、交叉を行う。
【００４６】
ここで、交叉の手法としては、遺伝的アルゴリズムとして一般的な、一点交叉、多点交叉、一様交叉などを行う。
さらに適応度算出部１０４は、交叉処理後、所定の突然変異確率で染色体の一部の値（本実施形態では、送信電力あるいは周波数）を変更する突然変異操作を行って、得られた染色体（＝複数の基地局に対応する基地局パラメータの組み合わせ）を用いて、再び上述した適応度の評価処理を行う。
【００４７】
そしてパラメータ算出部１０９は、得られた染色体、すなわち、算出した複数の基地局に対応する基地局パラメータの組み合わせに対し、所定の算出終了条件を満たすまで繰り返し行う。
【００４８】
ここで、「所定の算出終了条件を満たす」とは、一般的に、同一の基地局パラメータの組み合わせが繰り返し生成される状態、あるいは、技術的に類似とみなせる複数の基地局パラメータの組み合わせが短い周期で繰り返し生成される状態などを言う。
【００４９】
この場合において、経験則に基づいて、電波環境の変化に応じて最適解、すなわち、所定の評価が得られる複数の基地局に対応する基地局パラメータの組み合わせが求まるまでの計算量が最小になるように、遺伝的アルゴリズムにおける世代数、個体数、遺伝子の種類、遺伝子長、世代数、交叉確率、交叉の種類、突然変異確率、突然変異方式、両親の選択種類等を変更することが可能である。
この結果、より一層、基地局パラメータの算出時間が短縮される。
【００５０】
次に基地局の構成について再び図２を参照して説明する。
基地局２０−１は、無線通信部２０１、端末情報集約部２０２及び端末情報通知部２０３を備えている。
【００５１】
無線通信部２０１は、通信端末３０−１〜３０−３と無線通信を行う。
【００５２】
端末情報集約部２０２は、通信端末３０−１〜３０−３から送信される端末情報を受信し、受信した端末情報を識別子と共に集約する。
ここで、通信端末３０−１〜３０−３に対して端末情報を要求する場合、端末情報集約部２０２は、通信端末３０−１〜３０−３の全てに対して端末情報を要求しても良いし、アイドル（idle）状態を除き、接続済み（connected）状態となっている通信端末のみに対して端末情報を要求するようにしても良い。なお、アイドル状態とは、基地局と通信端末との間で所定期間通信がない場合に、通信端末が通信機能を停止している状態をいう。
【００５３】
端末情報通知部２０３は、集約した端末情報を制御装置１０へ通知（送信）する。なお、端末情報通知部２０３は、端末情報を予め設定されるタイミングで、制御装置１０へ通知（送信）するようにしても構わない。
【００５４】
次に通信端末の構成について図２を参照して説明する。
通信端末３０−１は、無線通信部３０１、端末情報取得部３０２、端末情報保持部３０３及び端末情報通知部３０４を備えている。
【００５５】
無線通信部３０１は、ＬＴＥプロトコルに基づき、例えば、基地局２０−１〜２０−３のうち、受信電力が最も高い基地局（図２の例の場合、基地局２０−１）と無線通信を行う。
【００５６】
端末情報取得部３０２は、基地局２０−１〜２０−３から送信される信号の受信電力と、信号を送信した基地局を特定する物理セルＩＤと、ＳＩＮＲ（通信スループット：通信速度）と、通信時のエラー率と、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）等の通信端末の位置を特定するセンサ情報とを、予め設定される周期で取得する。なお、受信電力及び物理セルＩＤは、ＬＴＥ標準仕様で取得可能である。
【００５７】
端末情報保持部３０３は、取得した受信電力と物理セルＩＤとについての対応表を端末情報として作成して保持する。端末情報保持部３０３は、保持する端末情報（対応表）を、端末情報取得部３０２で新たな受信電力及び物理セルＩＤが取得される度に更新する。
【００５８】
端末情報通知部３０４は、保持する端末情報及びセンサ情報を、接続している基地局２０−１からの要求に応じて端末情報として基地局２０−１へ送信する。このとき、端末情報通知部３０４は、自端末の識別子を端末情報に付して基地局２０−１へ送信する。なお、端末情報通知部３０４は、予め設定されたタイミングで、端末情報を能動的に基地局２０−１へ送信しても構わない。
【００５９】
次に実施形態の概要動作を説明する。
図１０は、実施形態の主要通信動作の通信シーケンスフローチャートである。
図３においては、制御装置１０、基地局２０−１及び通信端末３０−１〜３０−３の通信動作を例として説明する。
【００６０】
まず、通信端末３０−１〜３０−３は、保持している受信電力と物理セルＩＤとについての対応表を端末情報として、自端末を識別可能な識別子と共に基地局２０−１へ送信する（ステップＳ１０１）。
【００６１】
基地局２０−１は、通信端末３０−１〜３０−３から送信される端末情報を受信し、受信した端末情報を集約する（ステップＳ１０２）。
そして、基地局２０−１は、集約した端末情報を制御装置１０へ通知（送信）する（ステップＳ１０３）。この制御装置１０への通知は、定期的に行われる。
【００６２】
これにより、制御装置１０の端末情報集約部１０１は、ローカルネットワーク１１を介して基地局２０−１〜２０−３から送信される少なくとも受信電力、物理セルＩＤ及び端末特定情報を含む端末情報を受信し、受信した端末情報を集約し、更新する（ステップＳ１０４）。
【００６３】
そして、端末情報集約部１０１は、集約した端末情報を電波環境分析部１０８に通知する（ステップＳ１０５）。
電波環境分析部１０８は、集約された端末情報に基づいて基地局２０−１〜２０−３が分散配置されているローカルネットワークエリア内の電波環境を分析して（ステップＳ１０６）、電波環境分析結果である電波環境補完マップをパラメータ算出部１０９に通知する（ステップＳ１０７）。
【００６４】
この結果、パラメータ算出部１０９は、上述した遺伝的アルゴリズムを用いた手法により、基地局パラメータを算出する（ステップＳ１０８）。
そしてパラメータ算出部１０９は、算出した基地局パラメータを適応度算出部１０４に通知する（ステップＳ１０９）。
【００６５】
これにより適応度算出部１０４は、適応度を算出し（ステップＳ１１０）、適応度を評価し（ステップＳ１１１）、適応度に基づいて優性遺伝子を残す（ステップＳ１１２）。
そして、適応度算出部１０４は、暫定最適パラメータを暫定最適パラメータ更新部１０３に通知する（ステップＳ１１３）。
この結果、暫定最適パラメータ更新部１０３は、暫定最適パラメータを更新する（ステップＳ１１４）。
【００６６】
そして、暫定最適パラメータに更新された状態で、再びステップＳ１０１に移行し、以下、同様の処理を行ってより最適な基地局パラメータに設定することとなる。
以上の説明のように、本実施形態によれば、基地局パラメータの算出処理において、遺伝的アルゴリズムを用い、適応度として通信スループット（最低ＳＩＮＲ及び平均ＳＩＮＲ）を用いているため、電波環境が変化した場合でも基地局パラメータの最適解を得る迄の時間を短縮することができる。
【００６７】
以上の説明においては、送信電力及び送信周波数を基地局パラメータとして設定する場合を例にして説明したが、基地局パラメータとしてはこれらに限られず、ハンドオーバ閾値、周波数帯域幅等の電波環境に影響を与える基地局パラメータであれば、適宜選択が可能である。
この場合において、基地局パラメータのパラメータ数を増加する場合には、計算量が指数関数的に増加する。したがって、この場合には、適応度の判別閾値をより厳しく設定して、優性遺伝子の数を削減し、実効的な計算量を削減するようにすることも可能である。
【００６８】
以上の説明においては、仮想通信端末に対応する実際の通信端末の集約数については考慮していなかったが、一つの仮想通信端末に対応する実際の通信端末の集約数が規定数以上の場合、通信端末の集約数を考慮して、上記ＳＩＮＲの分散の許容できる範囲を予め設定した範囲だけを広く設けるようにしても構わない。すなわち、パラメータ算出部１０９は、ＳＩＮＲの分散が大きい基地局パラメータについても考慮するため、より正確に基地局パラメータを決定することが可能となる。
【００６９】
また、電波環境分析部１０８は、蓄積される過去の電波環境マップに対し、使用頻度が高い電波環境マップの優先度を高く設定することも可能である。これにより、電波環境分析部１０８は、優先度を高く設定したマップを優先的に検索の対象とするので、電波環境マップの検索時間を短縮することが可能となる。
【００７０】
また、マップ作成部としての電波環境分析部１０８は、作成した電波環境マップと類似する過去の電波環境マップを、仮想通信端末が抽出されないエリアの仮想通信端末を補完することに使用していたが、これに限定されない。電波環境分析部１０８は、作成した電波環境マップと類似する過去の電波環境マップから、クラスタリングにより仮想通信端末が出現する位置を推定するようにしても構わない。これにより、電波環境分析部１０８は、クラスタリングにかかる時間を短縮することが可能である。
【００７１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
１０    制御装置
１１    ローカルネットワーク
２０    基地局
３０    通信端末
４０    染色体モデル
１００  無線通信システム
１０１  端末情報集約部
１０２  基地局制御部
１０３  暫定最適パラメータ更新部
１０４  適応度算出部
１０５  適応度比較部
１０６  適応度設定部
１０７  探索数選択部
１０８  電波環境分析部
１０９  パラメータ算出部
１１０  パラメータ設定部
２０１  無線通信部
２０２  端末情報集約部
２０３  端末情報通知部
３０１  無線通信部
３０２  端末情報取得部
３０３  端末情報保持部
３０４  端末情報通知部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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