(57)【要約】管理サーバがＵＥのアンライセンス帯／ライセンス帯の回線選択を管理するとともにアンライセンス帯のパラメータを管理する無線通信制御方法において、管理サーバは、ライセンス帯を使用するＵＥをアンライセンス帯システムにおける最適化対象から除外し、ＳＴＡおよびアンライセンス帯を使用するＵＥの存在を加味してアンライセンス帯のパラメータを最適化する制御ステップを有する。さらに、ＵＥの回線選択について、アンライセンス帯のパラメータ最適化後のアンライセンス帯の通信容量およびライセンス帯の通信容量の合計が高くなる時のパターンを採用し、その回線選択の最適化後のアンライセンス帯のパラメータを、アンライセンス帯のＡＰ、ＳＴＡ、ＵＥに対して設定する。
2019172055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンライセンス帯の基地局ＡＰと、ライセンス帯の基地局ＢＳと、アンライセンス帯の端末局ＳＴＡと、ライセンス帯およびアンライセンス帯に対応する端末局ＵＥとを備え、管理サーバがＵＥのアンライセンス帯／ライセンス帯の回線選択を管理するとともにアンライセンス帯のパラメータを管理する無線通信制御方法において、
前記管理サーバは、前記ライセンス帯を使用する前記ＵＥをアンライセンス帯システムにおける最適化対象から除外し、前記ＳＴＡおよび前記アンライセンス帯を使用する前記ＵＥの存在を加味して前記アンライセンス帯のパラメータを最適化する制御ステップを有する
ことを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信制御方法において、
前記制御ステップは、前記ＵＥの回線選択について、前記アンライセンス帯のパラメータ最適化後のアンライセンス帯の通信容量および前記ライセンス帯の通信容量の合計が高くなる時のパターンを採用し、その回線選択の最適化後の前記アンライセンス帯のパラメータを、前記アンライセンス帯の前記ＡＰ、前記ＳＴＡ、前記ＵＥに対して設定する
ことを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信制御方法において、
前記制御ステップは、前記アンライセンス帯のパラメータとして、送信電力、受信感度閾値、周波数、周波数幅を調整し、前記ＡＰのサービスエリアにおいて、前記ＳＴＡまたは前記アンライセンス帯を使用する前記ＵＥが存在しない場所については、低い伝送レートおよび隠れ端末問題／さらし端末問題発生を許容するパラメータを設定する
ことを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信制御方法において、
前記制御ステップは、前記ライセンス帯を使用する前記ＵＥの選定について、接続する前記ＡＰと前記ＵＥとの間の電波強度の情報、前記ＵＥの周辺ＡＰおよび接続する前記ＡＰの周辺ＡＰ同士の間の電波強度の情報、接続する前記ＡＰおよび前記ＵＥの周辺ＡＰおよび接続する前記ＡＰの周辺ＡＰにおける通信量の情報をもとに決定する
ことを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項５】
アンライセンス帯の基地局ＡＰと、ライセンス帯の基地局ＢＳと、アンライセンス帯の端末局ＳＴＡと、ライセンス帯およびアンライセンス帯に対応する端末局ＵＥと、ＵＥのアンライセンス帯／ライセンス帯の回線選択を管理するとともにアンライセンス帯のパラメータを管理する管理サーバとを備えた無線通信システムにおいて、
前記管理サーバは、前記ライセンス帯を使用する前記ＵＥをアンライセンス帯システムにおける最適化対象から除外し、前記ＳＴＡおよび前記アンライセンス帯を使用する前記ＵＥの存在を加味して前記アンライセンス帯のパラメータを最適化する制御手段を備えた  ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
請求項５に記載の無線通信システムにおいて、
前記制御手段は、前記ＵＥの回線選択について、前記アンライセンス帯のパラメータ最適化後のアンライセンス帯の通信容量および前記ライセンス帯の通信容量の合計が高くなる時のパターンを採用し、その回線選択の最適化後の前記アンライセンス帯のパラメータを、前記アンライセンス帯の前記ＡＰ、前記ＳＴＡ、前記ＵＥに対して設定する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項５に記載の無線通信システムにおいて、
前記制御手段は、前記アンライセンス帯のパラメータとして、送信電力、受信感度閾値、周波数、周波数幅を調整し、前記ＡＰのサービスエリアにおいて、前記ＳＴＡまたは前記アンライセンス帯を使用する前記ＵＥが存在しない場所については、低い伝送レートおよび隠れ端末問題／さらし端末問題発生を許容するパラメータを設定する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
請求項５に記載の無線通信システムにおいて、
前記制御手段は、前記ライセンス帯を使用する前記ＵＥの選定について、接続する前記ＡＰと前記ＵＥとの間の電波強度の情報、前記ＵＥの周辺ＡＰおよび接続する前記ＡＰの周辺ＡＰ同士の間の電波強度の情報、接続する前記ＡＰおよび前記ＵＥの周辺ＡＰおよび接続する前記ＡＰの周辺ＡＰにおける通信量の情報をもとに決定する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
アンライセンス帯の基地局ＡＰと、ライセンス帯の基地局ＢＳと、アンライセンス帯の端末局ＳＴＡと、ライセンス帯およびアンライセンス帯に対応する端末局ＵＥと、ＵＥのアンライセンス帯／ライセンス帯の回線選択を管理するとともにアンライセンス帯のパラメータを管理する管理サーバとを備えた無線通信システムの管理サーバにおいて、
前記ライセンス帯を使用する前記ＵＥをアンライセンス帯システムにおける最適化対象から除外し、前記ＳＴＡおよび前記アンライセンス帯を使用する前記ＵＥの存在を加味して前記アンライセンス帯のパラメータを最適化する制御手段を備えた
ことを特徴とする管理サーバ。
【請求項１０】
請求項９に記載の管理サーバにおいて、
前記制御手段は、前記ＵＥの回線選択について、前記アンライセンス帯のパラメータ最適化後のアンライセンス帯の通信容量および前記ライセンス帯の通信容量の合計が高くなる時のパターンを採用し、その回線選択の最適化後の前記アンライセンス帯のパラメータを、前記アンライセンス帯の前記ＡＰ、前記ＳＴＡ、前記ＵＥに対して設定する構成である
ことを特徴とする管理サーバ。
【請求項１１】
請求項９に記載の管理サーバにおいて、
前記制御手段は、前記アンライセンス帯のパラメータとして、送信電力、受信感度閾値、周波数、周波数幅を調整し、前記ＡＰのサービスエリアにおいて、前記ＳＴＡまたは前記アンライセンス帯を使用する前記ＵＥが存在しない場所については、低い伝送レートおよび隠れ端末問題／さらし端末問題発生を許容するパラメータを設定する構成である
ことを特徴とする管理サーバ。
【請求項１２】
請求項９に記載の管理サーバにおいて、
前記制御手段は、前記ライセンス帯を使用する前記ＵＥの選定について、接続する前記ＡＰと前記ＵＥとの間の電波強度の情報、前記ＵＥの周辺ＡＰおよび接続する前記ＡＰの周辺ＡＰ同士の間の電波強度の情報、接続する前記ＡＰおよび前記ＵＥの周辺ＡＰおよび接続する前記ＡＰの周辺ＡＰにおける通信量の情報をもとに決定する構成である
ことを特徴とする管理サーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access ）方式を用いるアンライセンス帯無線アクセスと、ライセンス帯無線アクセスの両方の通信インターフェースを備えた端末装置（ＵＥ）に対して、ネットワーク側の管理サーバがその使用回線をコントロールするとともに、管理サーバがアンライセンス帯無線アクセスの設定パラメータを最適化する無線通信制御方法、無線通信システムおよび管理サーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格（非特許文献１）の無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムでは、ＣＳＭＡ方式を用いるアンライセンス帯無線アクセスを採用し、スループットが年々向上することによって主要な無線アクセスの１つとして普及している。さらに、ライセンス帯を用いるセルラ通信システムにおいても、近年のスマートフォンのように、セルラ通信用のインターフェースに加えて無線ＬＡＮ通信用のインターフェースも備えた端末装置（ＵＥ）が増えている。【０００３】
ただし、ＣＳＭＡ方式を用いるアンライセンス帯無線アクセスでは、アンライセンス帯を用いる通信が免許不要で誰でも使用可能である点や、ＣＳＭＡ方式の通信はキャリアセンスに基づく通信プロトコルの性質に起因し、その品質や通信容量が干渉問題によって大きく劣化することがある。【０００４】
端末装置（ＵＥ）におけるアンライセンス帯とライセンス帯の選択については、非特許文献２によると、無線ＬＡＮのアンライセンス帯からＬＴＥのライセンス帯の順番で接続している。すなわち、端末装置（ＵＥ）は、無線ＬＡＮが存在しなければＬＴＥに接続するという流れで、自己判断によって回線を選択する。【０００５】
一方、無線ＬＡＮシステムにおける各種パラメータの最適化は、特許文献１によると、無線ＬＡＮシステムに閉じて行われており、端末装置（ＵＥ）における無線ＬＡＮのアンライセンス帯からＬＴＥのライセンス帯の回線選択の要素にはなっていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−１７５２０５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】IEEE Std 802.11TM-2016, December 2016.
【非特許文献２】神崎洋治、西井美鷹著、「体系的に学ぶWi-Fi/3G/4G/LTE/WiMAX 」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
端末装置（ＵＥ）が無線ＬＡＮに優先的に接続する場合、無線ＬＡＮの通信品質が低い場合でも、無線ＬＡＮが存在するだけで接続してしまう。無線ＬＡＮの通信品質が低い端末装置（ＵＥ）は、自身の通信品質が低下するだけでなく、信号の再送や、低い伝送レートに起因して、無線ＬＡＮを使用する他の端末の通信品質の低下、ひいては無線ＬＡＮシステム全体としての通信容量の低下を引き起こす場合がある。【０００９】
また、無線ＬＡＮでは、送信電力・受信感度閾値・周波数・周波数幅等のパラメータ調整により、通信容量が上がる可能性を有する。しかし、サービスエリアにおける端末装置の通信品質を確保するために、無線ＬＡＮに接続している、もしくは接続が想定される端末装置の全てについて、パラメータの最適化計算を行って設定する必要がある（特許文献１）。結果として、サービスエリアにおいて、くまなく電波強度確保や干渉回避を行う必要があるため、送信電力・受信感度閾値の調整による送信機会の増加や、周波数・周波数幅の調整による通信帯域の向上等の通信容量拡大のチャンスを、一部犠牲にせざるを得ない。【００１０】
ところで、高い伝送レートを実現するには、受信側における受信信号のＳＩＮＲが高い必要があるので、受信電波強度（＝Ｓ）が高く、かつノイズの強度（＝Ｎ）や干渉電波の強度（＝Ｉ）が低い必要がある。低い受信電波強度であったり、干渉電波が存在する場合、通信を成功させるには伝送レートを下げる必要がある。この場合は、高い伝送レートの時と比べて、同じ時間でやりとりできるデータ量が減少することとなる。【００１１】
また、ＣＳＭＡ方式では、キャリアセンスによって回線の空き状況を確認し、アイドルと判断された場合に信号送信が可能となる。通信容量を上げるには、キャリアセンスでアイドルとなる機会に恵まれる必要もある。したがって、無線ＬＡＮ等のＣＳＭＡ方式を用いるアンライセンス帯無線アクセスでは、高い受信信号強度を得ながら、干渉の電波強度は低くて干渉の頻度が少ない状況を保ちつつ、キャリアセンスにおける他の無線局との競合を減らす必要がある。【００１２】
なお、ＣＳＭＡ方式では、著しい通信品質の劣化を引き起こす、隠れ端末問題／さらし端末問題が発生する可能性がある。これは、キャリアセンスによりアイドルと判断されて送信された複数の信号が、ある地点で両方受信される場合において発生する。【００１３】
図１３は、隠れ端末問題／さらし端末問題の状況を示す。ここで、Ａ１，Ａ２，Ａ３は無線ＬＡＮの基地局ＡＰを示し、ＳＴＡはアンライセンス帯の無線ＬＡＮに対応する端末装置を示す。点線の円は、基地局ＡＰにおける受信感度閾値またはキャリアセンス閾値に応じたカバーエリアを示す。【００１４】
図１３(1) は、送信側のさらし端末問題を示し、Ａ１とＡ２の間ではキャリアセンスが機能せず、互いに独立して信号を送信する。一方、Ａ３は、キャリアセンスするとＡ１とＡ２からの電波によりビジーとなるため、Ａ１とＡ２が信号を送信すればするほど、Ａ３ではキャリアセンスでアイドルとなる機会が著しく減少し、通信品質は著しく減少する。【００１５】
図１３(2) は、受信側の隠れ端末問題を示し、Ａ１とＡ２の間ではキャリアセンスが機能せず、互いに独立して信号を送信する。一方、ＳＴＡには、Ａ１の信号だけでなくＡ２の信号も届くため、Ａ１から送信された信号に対し、Ａ２の信号が干渉となってＳＩＮＲが減少する。すなわち、Ａ２が信号を送信すればするほど、Ａ１からＳＴＡへの信号は干渉を受ける。なお、Ａ１は、Ａ２からの信号を検知できないので、ＳＴＡが干渉を受けていることを把握できない。したがって、ＳＴＡが干渉を受けていないことを前提とした高い伝送レートの信号をＡ１がＳＴＡに送信すると、ＳＴＡでは干渉によって信号の復調に失敗し、再送やパケットロスが発生して通信品質は低下するとともに、無線リソースの浪費によりアンライセンス帯システム全体の通信容量が低下する。Ａ１は、ＳＴＡが干渉を受けていることを前提とした低い伝送レートの信号をＳＴＡに送ることができても、伝送レートは低いし、逆に干渉を受けていない場合でも低い伝送レートのままとなってしまう可能性もある。【００１６】
なお、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格の無線ＬＡＮでは、隠れ端末問題に対して、ＲＴＳ／ＣＴＳという仕組みが用意されている。しかし、図１３(2) の状況ではＡ１がＲＴＳをＳＴＡに送信しても、ＳＴＡがＡ２によって干渉を受けているため、ＳＴＡのキャリアセンスではビジーになり、ＣＴＳをＡ１に返すことができず、期待した効果が得られない場合がある。【００１７】
また通信帯域は、使用できる周波数幅が広いほど向上する。ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格の無線ＬＡＮでは、20ＭHz幅、40ＭHz幅、80ＭHz幅、 160ＭHz幅といった複数の帯域から選択でき、 160ＭHzのような広い周波数幅を使用する設定が可能である。【００１８】
ところで、アンライセンス帯のＡＰのみで、１つのＡＰではカバーしきれない広さのサービスエリアをカバーしようとすると、図１３(3) または図１３(4) のように、複数のＡＰのサービスエリアのオーバーラップを許容せざるを得ない。仮に、全てのＡＰの周波数が同一の場合、図１３(3) では図１３(2) のように隠れ端末問題が発生する可能性がある。さらに、隠れ端末問題を避けるために、図１３(4) のようにＡ１とＡ２のオーバーラップエリアにＡ３を設置すると、図１３(1) のようにさらし端末問題が発生する。このように、サービスエリアのオーバーラップは、隠れ端末問題／さらし端末問題を発生させるので、この発生を回避するためには周波数で棲み分けする考え方がある。しかし、アンライセンス帯の無線周波数には限りがあるので、広い周波数幅を使用した広い通信帯域が実現できなくなるし、周波数棲み分けをした場合であっても、ＡＰの密度が高ければ対応しきれなくなる可能性がある。【００１９】
ここで、アンライセンス帯無線アクセスとライセンス帯無線アクセスの複数の通信インターフェースを備える無線端末（ＵＥ）は、アンライセンス帯が使えなくても、ライセンス帯を通信に使うことができる。したがって、ＵＥについてはライセンス帯の使用を優先させ、アンライセンス帯の使用を制限すれば、そのＵＥについてはアンライセンス帯の品質が低くても問題ないこととなる。【００２０】
以下に、システム全体として通信容量を上げる方法について、図１４および図１５を参照して説明する。図１４および図１５において、Ａ１〜Ａ３は基地局ＡＰ、ＵＥはアンライセンス帯の無線ＬＡＮとライセンス帯のＬＴＥに対応する端末装置、ＳＴＡはアンライセンス帯の無線ＬＡＮのみに対応する端末装置とする。点線の円は、基地局ＡＰにおける送信電力、受信感度閾値または周波数に応じたカバーエリアを示す。【００２１】
図１４(1) の方法１は、Ａ１とＵＥおよびＳＴＡがアンライセンス帯で接続されているとき、Ａ１との間の電波強度が弱くて伝送レートが低いＵＥにライセンス帯を使用させ、電波強度が高くて伝送レートが高いＳＴＡにアンライセンス帯の無線リソースを譲る。【００２２】
図１４(2) の方法２は、Ａ１とＵＥがアンライセンス帯で接続されているとき、他への干渉を下げるためにアンライセンス帯の送信電力を下げ、その際にカバーエリア外となるＵＥにライセンス帯を使用させる。【００２３】
図１４(3) の方法３は、Ａ１とＵＥがアンライセンス帯で接続されているとき、他への干渉を下げるためにＡ１とＡ２のアンライセンス帯の送信電力を下げ、その際に隠れ端末問題／さらし端末問題の影響下となるＵＥにライセンス帯を使用させる。【００２４】
図１４(4) の方法４は、Ａ１とＵＥがアンライセンス帯で接続されているとき、他への干渉を下げるためにＡ２とＡ３のアンライセンス帯の電力を下げ、その際に隠れ端末問題／さらし端末問題の影響下となるＵＥにライセンス帯を使用させる。【００２５】
図１５(1) の方法５は、Ａ１とＵＥがアンライセンス帯で接続されているとき、Ａ１とＡ２のアンライセンス帯の受信感度閾値を高くし、キャリアセンスでアイドルとなる機会を増加させ、その際に隠れ端末問題／さらし端末問題の影響下となるＵＥにライセンス帯を使用させる。【００２６】
図１５(2) の方法６は、Ａ１とＵＥがアンライセンス帯で接続されているとき、Ａ２とＡ３のアンライセンス帯の受信感度閾値を高くし、キャリアセンスでアイドルとなる機会を増加させ、その際に隠れ端末問題／さらし端末問題の影響下となるＵＥにライセンス帯を使用させる。【００２７】
図１５(3) の方法７は、Ａ１とＡ２が異なる周波数Ａ，Ｂを使用し、Ａ１とＵＥがアンライセンス帯で接続されているとき、Ａ１とＡ２が同一の周波数Ａを使用すると、その際に隠れ端末問題／さらし端末問題の影響下となるＵＥにライセンス帯を使用させる。【００２８】
図１５(4) の方法８は、Ａ２とＡ３が異なる周波数Ａ，Ｂを使用し、Ａ１とＵＥがアンライセンス帯で接続されているとき、Ａ２とＡ３が同一の周波数Ａを使用すると、その際に隠れ端末問題／さらし端末問題の影響下となるＵＥにライセンス帯を使用させる。【００２９】
なお、図１４〜図１５に示す例は、それぞれアンライセンス帯の通信容量を上げる効果があるが、アンライセンス帯のみに対応する端末装置ＳＴＡも存在する場合、それらに対しては、伝送レートの低下や、隠れ端末問題／さらし端末問題の影響といった、通信品質を低下させる要素もある。したがって、ＳＴＡとＵＥを区別し、ＳＴＡに関しては図１４〜図１５に示す制御による通信品質の低下を抑える必要がある。【００３０】
また、方法２，３，４の例について、ＡＰの送信電力を下げてしまうと、カバーエリアが縮小することとなり、ＡＰを検知できなくなるＵＥやＳＴＡが発生する。この場合、本来はアンライセンス帯を使った方がシステム全体としてよいが、ＡＰを検知できなくてアンライセンス帯を使えないＵＥが発生したり、ＳＴＡについてはサービスエリア外となって通信自体が不可能となったりする可能性がある。そのため、ＡＰの送信電力を下げる場合は、カバーエリアの変化を考慮する必要がある。ただし、ＡＰの送信電力を一律に下げるのではなく、ＳＴＡまたはＵＥごとや、特定の条件を満たした信号のみ送信電力を下げる場合は、ＳＴＡまたはＵＥにおけるＡＰの検知は可能なので、カバーエリアの変化を考慮する必要はない。例えば、ＡＰが定期的に送信するビーコン信号や、ＳＴＡやＵＥからのプローブ要求に対して返答されるプローブ応答信号については送信電力を下げない場合、ＳＴＡやＵＥはそのＡＰを検知することができる。【００３１】
本発明は、アンライセンス帯パラメータである送信電力・受信感度閾値・周波数・周波数幅の制御と、ＵＥが使用するライセンス帯の回線とアンライセンス帯の回線の選択について、アンライセンス帯のみ使用可能なＳＴＡの存在を考慮して実施し、ＳＴＡおよびＵＥの通信品質の確保、さらにシステム全体としての通信容量を向上させることができる無線通信制御方法、無線通信システムおよび管理サーバ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】
【００３２】
第１の発明は、アンライセンス帯の基地局ＡＰと、ライセンス帯の基地局ＢＳと、アンライセンス帯の端末局ＳＴＡと、ライセンス帯およびアンライセンス帯に対応する端末局ＵＥとを備え、管理サーバがＵＥのアンライセンス帯／ライセンス帯の回線選択を管理するとともにアンライセンス帯のパラメータを管理する無線通信制御方法において、管理サーバは、ライセンス帯を使用するＵＥをアンライセンス帯システムにおける最適化対象から除外し、ＳＴＡおよびアンライセンス帯を使用するＵＥの存在を加味してアンライセンス帯のパラメータを最適化する制御ステップを有する。【００３３】
第１の発明の無線通信制御方法において、制御ステップは、ＵＥの回線選択について、アンライセンス帯のパラメータ最適化後のアンライセンス帯の通信容量およびライセンス帯の通信容量の合計が高くなる時のパターンを採用し、その回線選択の最適化後のアンライセンス帯のパラメータを、アンライセンス帯のＡＰ、ＳＴＡ、ＵＥに対して設定する。  【００３４】
第１の発明の無線通信制御方法において、制御ステップは、アンライセンス帯のパラメータとして、送信電力、受信感度閾値、周波数、周波数幅を調整し、ＡＰのサービスエリアにおいて、ＳＴＡまたはアンライセンス帯を使用するＵＥが存在しない場所については、低い伝送レートおよび隠れ端末問題／さらし端末問題発生を許容するパラメータを設定する。【００３５】
第１の発明の無線通信制御方法において、制御ステップは、ライセンス帯を使用するＵＥの選定について、接続するＡＰとＵＥとの間の電波強度の情報、ＵＥの周辺ＡＰおよび接続するＡＰの周辺ＡＰ同士の間の電波強度の情報、接続するＡＰおよびＵＥの周辺ＡＰおよび接続するＡＰの周辺ＡＰにおける通信量の情報をもとに決定する。【００３６】
第２の発明は、アンライセンス帯の基地局ＡＰと、ライセンス帯の基地局ＢＳと、アンライセンス帯の端末局ＳＴＡと、ライセンス帯およびアンライセンス帯に対応する端末局ＵＥと、ＵＥのアンライセンス帯／ライセンス帯の回線選択を管理するとともにアンライセンス帯のパラメータを管理する管理サーバとを備えた無線通信システムにおいて、管理サーバは、ライセンス帯を使用するＵＥをアンライセンス帯システムにおける最適化対象から除外し、ＳＴＡおよびアンライセンス帯を使用するＵＥの存在を加味してアンライセンス帯のパラメータを最適化する制御手段を備える。【００３７】
第２の発明の無線通信システムにおいて、制御手段は、ＵＥの回線選択について、アンライセンス帯のパラメータ最適化後のアンライセンス帯の通信容量およびライセンス帯の通信容量の合計が高くなる時のパターンを採用し、その回線選択の最適化後のアンライセンス帯のパラメータを、アンライセンス帯のＡＰ、ＳＴＡ、ＵＥに対して設定する構成である。【００３８】
第２の発明の無線通信システムにおいて、制御手段は、アンライセンス帯のパラメータとして、送信電力、受信感度閾値、周波数、周波数幅を調整し、ＡＰのサービスエリアにおいて、ＳＴＡまたはアンライセンス帯を使用するＵＥが存在しない場所については、低い伝送レートおよび隠れ端末問題／さらし端末問題発生を許容するパラメータを設定する構成である。【００３９】
第２の発明の無線通信システムにおいて、制御手段は、ライセンス帯を使用するＵＥの選定について、接続するＡＰとＵＥとの間の電波強度の情報、ＵＥの周辺ＡＰおよび接続するＡＰの周辺ＡＰ同士の間の電波強度の情報、接続するＡＰおよびＵＥの周辺ＡＰおよび接続するＡＰの周辺ＡＰにおける通信量の情報をもとに決定する構成である。【００４０】
第３の発明は、アンライセンス帯の基地局ＡＰと、ライセンス帯の基地局ＢＳと、アンライセンス帯の端末局ＳＴＡと、ライセンス帯およびアンライセンス帯に対応する端末局ＵＥと、ＵＥのアンライセンス帯／ライセンス帯の回線選択を管理するとともにアンライセンス帯のパラメータを管理する管理サーバとを備えた無線通信システムの管理サーバにおいて、ライセンス帯を使用するＵＥをアンライセンス帯システムにおける最適化対象から除外し、ＳＴＡおよびアンライセンス帯を使用するＵＥの存在を加味してアンライセンス帯のパラメータを最適化する制御手段を備える。【００４１】
第３の発明の管理サーバにおいて、制御手段は、ＵＥの回線選択について、アンライセンス帯のパラメータ最適化後のアンライセンス帯の通信容量およびライセンス帯の通信容量の合計が高くなる時のパターンを採用し、その回線選択の最適化後のアンライセンス帯のパラメータを、アンライセンス帯のＡＰ、ＳＴＡ、ＵＥに対して設定する構成である。【００４２】
第３の発明の管理サーバにおいて、制御手段は、アンライセンス帯のパラメータとして、送信電力、受信感度閾値、周波数、周波数幅を調整し、ＡＰのサービスエリアにおいて、ＳＴＡまたはアンライセンス帯を使用するＵＥが存在しない場所については、低い伝送レートおよび隠れ端末問題／さらし端末問題発生を許容するパラメータを設定する構成である。【００４３】
第３の発明の管理サーバにおいて、制御手段は、ライセンス帯を使用するＵＥの選定について、接続するＡＰとＵＥとの間の電波強度の情報、ＵＥの周辺ＡＰおよび接続するＡＰの周辺ＡＰ同士の間の電波強度の情報、接続するＡＰおよびＵＥの周辺ＡＰおよび接続するＡＰの周辺ＡＰにおける通信量の情報をもとに決定する構成である。
【発明の効果】
【００４４】
本発明は、アンライセンス帯のパラメータ最適化において、ライセンス帯を使用するＵＥを意図的に減らすことができるため、広いカバーエリアを確保しながらパラメータの設定が可能になる。これにより、アンライセンス帯およびシステム全体の通信容量の拡大を図ることができる。【００４５】
さらに、低い伝送レート、隠れ端末問題／さらし端末問題の発生を許容するアンライセンス帯のパラメータ設定により、送信機会の増加や、通信周波数幅の向上が実現できるようになる。これにより、アンライセンス帯およびシステム全体としての通信容量の拡大を図ることができる。【００４６】
さらに、ライセンス帯を使用するＵＥについて、アンライセンス帯のパラメータ制御により伝送レート低下、隠れ端末問題／さらし端末問題の発生を想定した選定が可能となるため、最適化計算における候補数の削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の無線通信システムの基本構成例を示す図である。
【図２】回線・パラメータ決定部５３の他の構成例を示す図である。
【図３】回線選択およびアンライセンス帯パラメータを最適化する処理手順例１を示すフローチャートである。
【図４】回線選択およびアンライセンス帯パラメータを最適化する処理手順例２を示すフローチャートである。
【図５】ライセンス帯品質推定部５３３の通信品質推定のための構成例１を示す図である。
【図６】ライセンス帯品質推定部５３３の通信品質推定のための構成例２を示す図である。
【図７】ＵＥ回線仮決定の絞り込み手順例１を示すフローチャートである。
【図８】ＵＥ回線仮決定の絞り込み手順例２を示すフローチャートである。
【図９】ＵＥ回線仮決定の絞り込み手順例３を示すフローチャートである。
【図１０】アンライセンス帯パラメータ仮決定の絞り込み手順例１を示すフローチャートである。
【図１１】アンライセンス帯パラメータ仮決定の絞り込み手順例２を示すフローチャートである。
【図１２】ＳＩＮＲと伝送レートの関係を示す図である。
【図１３】隠れ端末問題／さらし端末問題を説明する図である。
【図１４】システム全体として通信容量を上げる方法１〜４を示す図である。
【図１５】システム全体として通信容量を上げる方法５〜８を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
（基本構成）
図１は、本発明の無線通信システムの基本構成例を示す。
図１において、アンライセンス帯の基地局（以下、ＡＰという）１０は、アンライセンス帯通信部１１とアンライセンス帯パラメータ変更部１２を備える。ライセンス帯の基地局（以下、ＢＳという）２０は、ライセンス帯通信部２１を備える。アンライセンス帯に対応する端末局（以下、ＳＴＡという）３０は、アンライセンス帯通信部３１を備え、ＡＰ１０と通信する。アンライセンス帯およびライセンス帯に対応する端末局（以下、ＵＥという）４０は、アンライセンス帯通信部４１とライセンス帯通信部４２と回線変更部４３を備え、回線変更部４３の選択によりＡＰ１０またはＢＳ２０と通信する。
【００４９】
管理サーバ５０は、アンライセンス帯パラメータ指示部５１とＵＥ回線指示部５２と回線・パラメータ決定部５３を備える。回線・パラメータ決定部５３は、ＵＥ回線仮決定部５３１、アンライセンス帯パラメータ仮決定部５３２、ライセンス帯品質推定部５３３、アンライセンス帯品質推定部５３４、システム容量計算部５３５、回線・パラメータ最終決定部５３６を備える。
【００５０】
アンライセンス帯パラメータ指示部５１は、ＡＰ１０のアンライセンス帯パラメータ変更部１２にアンライセンス帯パラメータを指示する。ＡＰ１０のアンライセンス帯パラメータ変更部１２は、管理サーバ５０から指示されたアンライセンス帯パラメータに基づき、自身に関するアンライセンス帯パラメータを変更する。
【００５１】
ＵＥ回線指示部５２は、ＡＰ１０のアンライセンス帯通信部１１およびＢＳ２０のライセンス帯通信部２１に、ＵＥ４０の使用回線を指示する。ＵＥ４０の回線変更部４３は、管理サーバ５０から指示された使用回線をＡＰ１０経由でアンライセンス帯通信部４１から受信、もしくはＢＳ２０経由でライセンス帯通信部４２から受信し、その指示に基づいて使用回線を選択する。
【００５２】
管理サーバ５０の回線・パラメータ決定部５３は、ＡＰ１０のアンライセンス帯パラメータおよびＵＥ４０の使用回線を以下のように決定する。
【００５３】
まず、ＵＥ回線仮決定部５３１は、ＵＥ４０のフローが使用する回線として、ライセンス帯またはアンライセンス帯を仮決定する。ここでフローとは、ＳＴＡ３０およびＵＥ４０が通信を行う単位である。例えば、ＵＥ４０が音声通信と動画ストリーミングの２つのアプリケーションを実行する場合、音声通信および動画ストリーミングがそれぞれ１つのフローとなる。ただし、ＵＥ４０においてフロー毎の回線選択ができず、全フロー一括でライセンス帯またはアンライセンス帯の選択しか実施できない場合は、ＵＥ４０における全フローで同じ回線を選択する。ＳＴＡ３０のフローは全てアンライセンス帯を使用する。
【００５４】
ライセンス帯品質推定部５３３は、ライセンス帯の使用が仮決定されたフローの情報から、ライセンス帯の各フローの通信品質およびライセンス帯全体の通信容量を推定する。  
【００５５】
アンライセンス帯品質推定部５３４は、ライセンス帯の使用が仮決定されたフローはアンライセンス帯を用いないものとして、アンライセンス帯パラメータ仮決定部５３２で送信電力・受信感度閾値・周波数・周波数幅をパラメータとして仮決定し、その仮決定後のパラメータにおけるアンライセンス帯の各フローの通信品質およびアンライセンス帯全体の通信容量を推定する。なお、受信感度閾値はキャリアセンス閾値でもよい。このパラメータ仮決定は、アンライセンス帯品質推定部５３４において、各フローの要求品質をクリアしつつ、アンライセンス帯全体の通信容量が最大になるよう実施する。
【００５６】
システム容量計算部５３５は、ライセンス帯品質推定部５３３およびアンライセンス帯品質推定部５３４で推定したそれぞれの通信容量に基づき、ライセンス帯およびアンライセンス帯の合計の通信容量、すなわちシステム容量を計算する。
【００５７】
ここでいう通信品質・要求品質は、スループット・遅延・ジッタといった、通信に関する品質についてどのような形でも問題なく、それらの組み合わせでもよい。例えば、音声通信を行う場合は、通信品質として遅延およびジッタに要求が存在する。動画ストリーミングを行う場合は、通信品質としてスループットの要求が存在する。
【００５８】
また、フローの通信品質の判別方法には、例えばＡＰ１０およびＢＳ２０がＳＴＡ３０およびＵＥ４０の各フロー情報通知部から、ＳＴＡ３０およびＵＥ４０が使用するアプリケーションの情報を直接入手し、管理サーバ５０のフロー情報受信部が収集してフローの通信品質を判別する。なお、フロー情報通知部およびフロー情報受信部は図示していない。または、ＡＰ１０にＳＴＡ／ＵＥ通信履歴把握部を備え、ＢＳ２０にＵＥ通信履歴把握部を備え、各通信履歴におけるデータ送受信のパターンを管理サーバ５０の通信履歴情報受信部が収集してフローの通信品質を判別する。なお、ＳＴＡ／ＵＥ通信履歴把握部、ＵＥ通信履歴把握部および通信履歴情報受信部は図示していない。または、ネットワーク側でディープパケットインスペクション等の手法を用いて判別してよい。これらの判別されたフローの通信品質の情報から、フローの要求品質を求める。例えば、動画ストリーミングのフローであれば、動画が滞りなく再生できる最低のスループットという要求品質が存在する。
【００５９】
併せて、無線アクセス回線がスループットのボトルネックでない場合に実現され得る最大のスループットを推定する。例えば、動画ストリーミングのフローであれば、動画の大きさによって最大スループットは決まるが、データをダウンロードするフローであれば、データを保有するサーバや無線アクセス回線より上位側のネットワーク、および通信プロトコルが許す限り、最大のスループットは大きくなる。なお、この最大のスループットについて、上限が変動するために推定が難しい場合は、ネットワーク側、ＡＰ、もしくはＳＴＡ・ＵＥにおいて、各フローの通信速度に上限を設けるといった手法で最大のスループットを絞って推定を容易にすることも可能であるし、平均値等の統計値を用いてもよい。また、フローの通信品質を判別する方法を持たないシステムの場合は、ＵＥやＳＴＡ一律の要求品質、およびそれらが実現しうる最大のスループットを想定してもよい。
【００６０】
また、ＵＥ回線仮決定部５３１による回線仮決定については、各フローの要求品質をクリアしつつ、システム容量が最大になるように実施する。なお、アンライセンス帯において、どのようなパラメータ変更を行っても要求品質を満たせないフローが存在する場合、該当の回線仮決定は採用しない。一方、ライセンス帯において、要求品質を満たせないフローが存在する場合、該当の回線仮決定は採用しない。
【００６１】
回線・パラメータ最終決定部５３６は、以上の流れにおいて、システム容量が最大となるＵＥ回線仮決定およびアンライセンス帯パラメータ仮決定の内容で、ＡＰ１０のアンライセンス帯パラメータと、ＵＥ４０の各フローの使用回線を決定する。
【００６２】
なお、ＵＥ回線仮決定部５３１による回線仮決定、およびアンライセンス帯パラメータ仮決定部５３２によるパラメータ仮決定について、選択できる回線およびパラメータは、各ＵＥ４０およびアンライセンス帯におけるＡＰ１０・ＳＴＡ３０・ＵＥ４０において取りうる範囲が存在することから、計算機の能力および計算に許容できる時間内に計算が完了するならば、全組み合わせにおける最適値を算出する。その手順の一例を図３に示す。
【００６３】
図３において、回線選択最適化として、ライセンス帯を使用するＵＥを仮決定し（Ｓ11）、ライセンス帯において要求品質を満たさないフローが存在しないことを判定する（Ｓ12）。仮決定したＵＥについて、ライセンス帯において要求品質を満たさないフローが存在しない場合（Ｓ12：Yes ）、アンライセンス帯のパラメータ最適化に入り、送信電力・受信感度閾値・周波数・周波数幅をパラメータとして仮決定する（Ｓ13）。次に、アンライセンス帯において要求品質を満たさないフローが存在しないことを判定する（Ｓ14）。当該フローが存在しない場合（Ｓ14：Yes ）、ライセンス帯とアンライセンス帯の合計のシステム容量を記録する（Ｓ15）。さらに、全パラメータの組合せに対してステップＳ13からの処理を繰り返す（Ｓ16）。さらに、全ＵＥの組合せに対してステップＳ11からの処理を繰り返し（Ｓ17）、システム容量が最大となるライセンス帯を使用するＵＥと、アンライセンス帯のパラメータを決定する（Ｓ18）。
【００６４】
なお、組み合わせ数が多く、計算機の能力および計算時間に問題があるのならば、モンテカルロ法を用いたり、遺伝的アルゴリズムといった最適化アルゴリズムを用いたりしてもよい。
【００６５】
また、アンライセンス帯品質推定部５３４における通信品質推定は、シミュレータを用いた算出、マルコフチェーンを用いた解析関数による算出、グラフ理論を用いた算出、経験や学習により導かれた関数による算出等の手法を用いることができる。
【００６６】
（管理サーバ５０の回線・パラメータ決定部５３の他の構成例）
図２は、回線・パラメータ決定部５３の他の構成例を示す。
図２において、回線・パラメータ決定部５３は、図１の基本構成における回線選択最適化とアンライセンス帯パラメータ最適化の順番を逆にし、アンライセンス帯パラメータ仮決定部５３２がＵＥ回線仮決定部５３１の前段に配置する。アンライセンス帯パラメータ仮決定部５３２によるパラメータ仮決定およびＵＥ回線仮決定部５３１による回線仮決定後の処理手順を図４に示す。
【００６７】
図４において、アンライセンス帯のパラメータ最適化として、送信電力・受信感度閾値・周波数・周波数幅をパラメータとして仮決定する（Ｓ21）。次に、回線選択最適化として、ライセンス帯を使用するＵＥを仮決定し（Ｓ22）、ライセンス帯およびアンライセンス帯において要求品質を満たさないフローが存在しないことを判定する（Ｓ23）。仮決定したＵＥについて、ライセンス帯およびアンライセンス帯において要求品質を満たさないフローが存在しない場合（Ｓ23：Yes ）、ライセンス帯とアンライセンス帯の合計のシステム容量を記録する（Ｓ24）。さらに、全ＵＥの組合せに対してステップＳ22からの処理を繰り返し（Ｓ25）、さらに全パラメータの組合せに対してステップＳ21からの処理を繰り返し（Ｓ26）、システム容量が最大となるライセンス帯を使用するＵＥと、アンライセンス帯のパラメータを決定する（Ｓ27）。
【００６８】
（ライセンス帯品質推定部５３３の通信品質推定のための構成例）
管理サーバ５０の回線・パラメータ決定部５３のライセンス帯品質推定部５３３における通信品質推定のための構成例について、以下の２通りの例を示す。
【００６９】
図５は、ライセンス帯品質推定部５３３の通信品質推定のための構成例１を示す。ここでは、ＢＳ２０から情報収集する例を示す。
【００７０】
図５において、ＡＰ１０、ＢＳ２０、ＳＴＡ３０、ＵＥ４０、管理サーバ５０については、図１に示す基本構成と同様である。ここで、ライセンス帯の通信では、ＢＳ２０のＵＥ／無線リソース管理部２２または基地局管理装置によって、ＵＥ４０に割り当てられる無線リソースが管理されている。したがって、管理サーバ５０のＵＥ／無線リソース管理情報受信部５４は、ＢＳ２０のＵＥ／無線リソース管理部２２または基地局管理装置と通信し、ＵＥ４０の情報および無線リソース管理に関する情報を取得することで、各ＵＥのライセンス帯を使用した場合の通信品質を推定し、ライセンス帯品質推定部５３３に通知する。
【００７１】
図６は、ライセンス帯品質推定部５３３の通信品質推定のための構成例２を示す。ここでは、ＵＥ４０からライセンス帯情報を収集する例を示す。
【００７２】
図６において、ＡＰ１０、ＢＳ２０、ＳＴＡ３０、ＵＥ４０、管理サーバ５０については、図１に示す基本構成と同様である。ここで、ＵＥ４０のライセンス帯情報把握／通知部４４は、自身が接続中または接続可能なＢＳ２０の情報、およびＢＳ２０との間の電波品質に関する情報を取得している。したがって、管理サーバ５０のＵＥライセンス帯情報受信部５５は、ＡＰ１０またはＢＳ２０を介してこれらの情報を収集して通信品質を推定し、ライセンス帯品質推定部５３３に通知する。
【００７３】
ところで、ライセンス帯は、置局設計によって設置が決定されている点と、管理外の干渉源が存在しない、もしくは別に管理されている点から、アンライセンス帯と比較して通信品質の把握は容易であり、隠れ端末問題／さらし端末問題も発生しないことが想定できる。また、高い無線周波数を用いるライセンス帯での通信は、遮蔽物等による電波減衰の影響で安定しない可能性があるが、ライセンス帯の通信サービスとしては、別途低い周波数を用いる安定したライセンス帯と合わせて運用されることが考えられるため、通信品質は安定することが想定される。さらに、ライセンス帯では、ＵＥに割り当てられる無線リソースが管理されていることから、各ＵＥにおける電波強度が周辺の他ＵＥに与える通信品質の変化は無視することができる。したがって、ライセンス帯の通信品質は、ライセンス帯基地局およびＵＥのケイパビリティ、基地局における接続ＵＥ台数とそのフローの把握、および各ＵＥにおける基地局との間の電波強度の把握で代えることができる。
【００７４】
一方、管理サーバでは、管理サーバに情報が存在しないＵＥによるライセンス帯での通信は加味することができないため、管理サーバに情報が存在しないＵＥがアンライセンス帯のサービスエリア内に存在する場合や、ライセンス帯とアンライセンス帯のサービスエリアが一致せず、アンライセンス帯のサービスエリア外かつライセンス帯のサービスエリア内にＵＥが存在する場合に、接続ＵＥ台数とそのフローの情報が不足することになる。これらの場合、あらかじめ、管理サーバに情報が存在するＵＥの数に対して、アンライセンス帯のサービスエリア内に存在するが、管理サーバに情報が存在しないＵＥの数や、アンライセンス帯のサービスエリア外かつライセンス帯のサービスエリア内に存在するＵＥの数を統計的に把握し、その割合を求めておくこと。そして、現時点において管理サーバに情報が存在するライセンス帯ＵＥの情報から、情報が存在しないライセンス帯ＵＥ数およびそのフローを推定してもよい。また、不足する情報だけ、ライセンス帯基地局または基地局管理装置からの情報収集で補うといった方法でもよい。
【００７５】
また、管理サーバでは、管理サーバに情報が存在しないＵＥや、ライセンス帯とアンライセンス帯のサービスエリアの不一致に関する管理を簡単にするために、管理サーバに情報が存在するＵＥに対して、ライセンス帯で許容できるフロー数やフローによる通信容量をあらかじめ決定しておく。そして、その範囲内でＵＥ回線選択を行うこととし、ライセンス帯品質推定部５３３における通信品質推定は、その許容できるフロー数やフローによる通信容量の情報を基に実施してもよい。
【００７６】
なお、ＵＥ回線選択では、ＵＥにおいて選択できる回線のリストの中から選択する。アンライセンス帯パラメータについては、ＡＰ・ＳＴＡ・ＵＥのアンライセンス帯のケイパビリティに関する情報をＡＰ・ＳＴＡ・ＵＥから収集して判断する。アンライセンス帯品質推定については、アンライセンス帯を使用する各ＳＴＡ・ＵＥのフローの情報と、ＡＰにおける周辺ＡＰのリストとそのＡＰとの間の電波強度、ＳＴＡ・ＵＥにおける接続ＡＰとの間の電波強度、ＳＴＡ・ＵＥにおける周辺ＡＰのリストとそのＡＰの間の電波強度の情報を収集し、品質推定を実施する。ただし、これらは一例であり、統計的な情報や別の情報での代替、および推定精度を向上させる情報の追加も可能である。
【００７７】
また、本発明では、ＡＰは管理サーバによって管理できることを前提としているため、ＡＰのアンライセンス帯に関する情報や、そこに接続するＳＴＡ・ＵＥのケイパビリティに関する情報は収集可能であることを想定している。また、ＳＴＡ・ＵＥについても、ＡＰによる周辺ＡＰのリストとそのＡＰの間の電波強度の情報取得指示により、ＳＴＡ・ＵＥのアンライセンス帯に関する情報が取得可能であり、ＵＥは管理サーバによって管理できることを前提としているため、管理サーバからの指示によっても取得可能であると想定している。
【００７８】
また、以下に示す例の方法を用いれば、最適化における組み合わせ数を削減可能で、計算時間の短縮が可能となる
【００７９】
（ＵＥ回線仮決定の絞り込み例）
ここでは、接続するＡＰと該当ＵＥの間の電波強度の情報を使用する場合を示す。
確率的に、ＡＰとＵＥ間の伝送レートは、その間の電波強度が高い程高くでき、隠れ端末問題／さらし端末問題は発生しにくくなる。一方、ＡＰとＵＥ間の電波強度が低いＵＥにライセンス帯を使用させると、図１４および図１５に示すように、通信容量増大が期待できる確率は高く、かつフローの要求品質を満たせる確率も高い。
【００８０】
したがって、ＵＥにおけるＡＰからの電波強度、またはＡＰにおけるＵＥからの電波強度を基に、アンライセンス帯とライセンス帯のどちらを使用させるかを選択することで、ＵＥ回線仮決定の組み合わせを絞り込むことができる。
【００８１】
図７は、ＵＥ回線仮決定の絞り込み手順例１を示す。
図７において、管理サーバ５０のＵＥ回線仮決定部５３１は、接続するＡＰとＵＥとの間の電波強度の情報を取得し（Ｓ31）、電波強度の閾値をα（dBｍ）とし（Ｓ32）、α未満のＵＥをライセンス帯使用として仮決定し（Ｓ33）、その閾値αに基づいてライセンス帯の使用が選択されたフローの通信品質推定を行う（Ｓ34）。回線選択を行う電波強度の閾値αを変化させてシステム容量の計算を行い、要求品質を満たせないフローが存在しないという条件（通信容量の上限を超えない）において、最もシステム容量の大きな閾値で、回線選択を行う電波強度の閾値を決定する（Ｓ35，Ｓ36，Ｓ37）。また、アンライセンス帯の使用が選択されたフローについては、アンライセンス帯品質推定部５３４で通信品質推定を行いつつ、アンライセンス帯パラメータ仮決定部５３２によって最適なパラメータを仮決定する（Ｓ38〜Ｓ42）。この方法では、ＵＥにおけるＡＰからの電波強度に対して閾値を設ける場合、閾値さえＵＥに通知すれば、ＵＥ自身でも回線選択を判断できることとなる。
【００８２】
図８は、ＵＥ回線仮決定の絞り込み手順例２を示す。
図８において、管理サーバ５０のＵＥ回線仮決定部５３１は、接続するＡＰとＵＥとの間の電波強度の情報を取得し（Ｓ31）、電波強度の低いＵＥのフローから順にライセンス帯の使用を仮決定し（Ｓ32’〜Ｓ36’）、ライセンス帯の使用が仮決定されたフローの通信品質推定を行う。アンライセンス帯の品質推定とパラメータ仮決定（Ｓ38〜Ｓ42）は、図７の絞り込み手順例１と同様である。この場合においては、要求品質を満たせないフローが存在しないという条件において、最もシステム容量の大きな回線選択のパターンで決定する。この方法は、ライセンス帯を使用するフローを順々に増やしていく手法であるので、例えばライセンス帯において許容できるフロー数やフローによる通信容量の上限が決まっている場合、その上限に収まる範囲というのを条件として、ＵＥにおけるフローのライセンス帯の仮決定の範囲をあらかじめ絞る事が可能となる。
【００８３】
ところで、電波強度を閾値として使用する、または電波強度の低い順に選択する場合に、送信電力を下げる制御を実施すると、制御後に電波強度が下がって閾値を下回る、または電波強度の順番が入れ替わり、制御が収束しない恐れがある。また、ＡＰやＵＥのケイパビリティとしては高い送信電力を設定でき、ＵＥやＡＰにおける電波強度を上げられるという場合も存在する。この場合は、閾値判定や順番判定を行う際には、制御で変更した分の送信電力を補正し、変更前の送信電力を基にした判定を行うといった工夫で対処できる。また、電波強度をモニタする信号は、制御で送信電力が変更されていないものを使用するといった対処でも問題ない。具体例として、ＡＰが定期的に送信するビーコン信号の送信電力は変更されない場合、そのビーコン信号をモニタするならば問題ない。
【００８４】
図９は、ＵＥ回線仮決定の絞り込み手順例３を示す。
図９において、接続するＡＰとＵＥとの間の電波強度の情報を取得し（Ｓ51）、ＵＥの周辺ＡＰおよび接続するＡＰの周辺ＡＰ同士の間の電波強度、接続するＡＰおよびＵＥの周辺ＡＰおよび接続するＡＰの周辺ＡＰの通信量の情報を取得する（Ｓ52）。ここで、接続するＡＰとＵＥの間の電波強度が同様な複数のＵＥが存在する場合、それらのＵＥにおいて、隠れ端末問題／さらし端末問題が同様に発生する、もしくは同様なＳＩＮＲになるとは限らない。実際には、各々のＵＥにおける隠れ端末問題／さらし端末問題やＳＩＮＲ低下の原因となる無線局（以下、原因局という）との関係、および接続するＡＰとそれら原因局の間の関係により、隠れ端末問題／さらし端末問題の発生やＳＩＮＲについては異なってくる。
【００８５】
ところで、ＡＰだけでなくＳＴＡ・ＵＥも原因局となりうる。この場合、ＡＰ・ＡＰ間、ＡＰ・ＵＥ間、ＳＴＡ・ＵＥ間、ＵＥ・ＵＥ間の関係を把握することで、正確な隠れ端末問題／さらし端末問題の発生やＳＩＮＲを推定できるようになる。ただし、ＡＰからＳＴＡ・ＵＥ方向の下り通信が支配的な環境、およびＳＴＡ・ＵＥの送信する電波の強度がＡＰと比べて小さくかつＳＴＡ・ＵＥからの上り通信がＡＰによって管理されている、すなわちＡＰからのポーリング／トリガーフレームに従って、ＳＴＡ・ＵＥが上り通信を行うシステムでは、ＳＴＡ・ＵＥ間、ＵＥ・ＵＥ間の関係を把握しなくても、影響は限定的となる。したがって、ＡＰ・ＡＰ間、ＡＰ・ＵＥ間の情報のみで、最適化を実施することができる。また、通信量がない、もしくは少ないＡＰについては、原因局であっても電波の送信が少ないため、周辺ＡＰから除外して考えてもよい。
【００８６】
ここで、周波数・周波数幅の最適化を行う場合は周波数・周波数幅の設定に拘らず、最適化を行わない場合は周波数・周波数幅の現設定値により、以下の処理を行う。隠れ端末問題／さらし端末問題が発生しない位置のＵＥ、およびＳＩＮＲにおける干渉強度Ｉとなる原因局が存在しない、または干渉が小さく無視できるＵＥについては、アンライセンス帯を使用させても通信品質に問題が発生しないため、再送やパケットロスによる無線リソースの浪費は無視できる。したがって、上記のＵＥについては、ライセンス帯でしか通信品質を満たせないフローを除き、ライセンス帯を選択しないものとして回線選択をアンライセンス帯に固定することで、ＵＥにおけるフローのライセンス帯の仮決定の範囲をあらかじめ絞ることが可能となる（Ｓ53，Ｓ54，Ｓ55）。
【００８７】
以上により、ライセンス帯を使用するＵＥを仮決定した後のステップＳ56〜Ｓ63の処理は、アンライセンス帯パラメータとして送信電力・受信感度閾値を仮決定するステップＳ58以外は、図３に示す処理手順Ｓ11〜Ｓ18と同様である。
【００８８】
（アンライセンス帯パラメータ仮決定の絞り込み例）
(1) 送信電力・受信感度閾値
送信電力を下げる程、他の無線局へ与える干渉強度Ｉが低減したり、他の無線局におけるキャリアセンスでアイドルとなる機会が増加したりする場合がある。また、受信感度閾値を上げる程、その無線局においてキャリアセンスでアイドルとなる機会が増加する。一方で送信電力を下げると、ＳＩＮＲにおける受信電波強度Ｓが下がるため伝送レートは低下する恐れがあり、また干渉源へ電波が届かずに、自身との通信相手における干渉強度Ｉが増加する恐れがある。また受信感度閾値を上げると、隠れ端末問題により自身との通信相手における干渉強度Ｉが増加する、もしくはさらし端末問題により他の無線局におけるキャリアセンスでアイドルとなる機会を著しく減少させる可能性がある。これに対し、受信感度閾値を上げた分、送信電力を下げることで、受信感度閾値を上げることによる他の無線局への干渉強度Ｉの増加およびキャリアセンスでアイドルとなる機会の低下を、送信電力の低減によって抑制する考え方がある。
【００８９】
また、ＳＩＮＲと伝送レートの関係として、図１２のように、線形の関係ではない場合が存在する。この場合、受信電波強度Ｓの低下および干渉強度Ｉの増加に対し、伝送レートの低下は線形ではなく、その低下が無い、もしくは比較的小さい領域が発生する。この領域においては、送信電力を下げたとして、Ｓが下がることに伴う伝送レートの低下によるデメリットよりも、他の無線局におけるＩが低下する・キャリアセンスでアイドルとなる機会が増加するといったメリットがより大きく発現する可能性が高くなる。したがって、メリットの大きくなるＳＩＮＲをターゲットとし、その上で、Ｓの低下とＩの低下は連動することが考えられるので、ターゲットとなるＳ（以下、ターゲットＳという）を想定する。
【００９０】
図１０は、アンライセンス帯パラメータ仮決定の絞り込み手順例１を示す。
図１０において、ＳＩＮＲと伝送レートの関係が線形関係でないアンライセンス帯のシステムでは、ＡＰおよびＳＴＡ・ＵＥに対するターゲットＳをパラメータとして仮決定し（Ｓ71）、アンライセンス帯におけるＡＰおよびＳＴＡ・ＵＥに対してターゲットＳとなるように送信電力を下げる、または上げる（Ｓ72）。その上で、送信電力を下げた、または上げた分だけ受信感度閾値を上げる、または下げる（Ｓ73）、ライセンス帯・アンライセンス帯合計のシステム容量を記録する（Ｓ74）。これを取りうるターゲットＳの範囲で実施することにより（Ｓ75）、ターゲットＳの最適化のみに絞ることが可能となる。
【００９１】
(2) 周波数・周波数幅
周波数幅については、拡大するほど通信帯域は拡大するが、同時に同じ周波数を用いる無線局数が増え、同一の周波数を使用する事によって発生する隠れ端末問題／さらし端末問題が発生する確率は高くなる。
【００９２】
隠れ端末問題／さらし端末問題影響を受けるものがＵＥであった場合、該当ＵＥにライセンス帯を使用させることができる。したがって、隠れ端末問題／さらし端末問題が発生するような場所に存在するＵＥにライセンス帯を使用させることができるならば、周波数幅を拡大できる。
【００９３】
しかし、サービスエリアにおいてＳＴＡが存在する場合、ＳＴＡでは隠れ端末問題／さらし端末問題による通信品質の低下をフォローできないため、帯域拡大は望ましくない場合が存在するので、サービスエリアにおけるＳＴＡの存在を考慮する必要がある。
したがって、ＳＴＡの分布や数の情報を用いれば、選択可能な周波数・周波数幅を絞ることが可能となる。
【００９４】
また、帰属するＵＥおよびＳＴＡが多いＡＰ程、各ＵＥおよびＳＴＡが使用できる帯域は小さくなる。この場合、Ｓが高いのでＳＩＮＲが高く、隠れ端末問題／さらし端末問題が発生しないといった状況であっても、アンライセンス帯において要求品質を満たせないフローが発生する確率は高くなる。この状況では、例えば図４の最適化計算において、アンライセンス帯において要求品質を満たせないフローが存在しないという条件に漏れることによる、計算リソースの浪費や、図７〜図９の回線選択における精度の低下、すなわちアンライセンス帯においては要求品質を満たせないフローであるにもかかわらず、アンライセンス帯を選択してしまうケースを引き越す可能性が高い。これらのことから、帰属するＵＥおよびＳＴＡが多いＡＰから順に優先的に広い周波数幅を与えることで、計算リソース浪費の低減・精度の向上を見込むことが可能となる。
【００９５】
図１１は、アンライセンス帯パラメータ仮決定の絞り込み手順例２を示す。
図１１において、ＡＰに帰属するＵＥ／ＳＴＡ数の情報を取得し（Ｓ81）、全ＡＰの周波数幅を最小値に設定し（Ｓ82）、帰属するＵＥ／ＳＴＡ数の多いＡＰから順に周波数幅を広くし（Ｓ83）、周波数をパラメータとして仮決定し（Ｓ84）、図４に示す回線選択最適化処理（Ｓ22〜Ｓ25）を実行する。それを全周波数の組合せに対して実施し（Ｓ85）、次に帰属するＵＥ／ＳＴＡ数の多いＡＰの周波数幅を広げて同様の処理を繰り返す（Ｓ86）、システム容量が最大となるライセンス帯を使用するＵＥと、アンライセンス帯のパラメータを決定する（Ｓ87）。
【００９６】
なお、図７〜図９に示すＵＥ回線仮決定の絞り込み例、図１０〜図１１に示すアンライセンス帯パラメータ仮決定の絞り込み例では、大群化効果が得られるような多くの無線局が存在するサービスエリアでは、ＡＰ・ＳＴＡ・アンライセンス帯を使用するＵＥの分布や台数が類似した状況では、ＳＴＡ・ＵＥの詳細な配置が変化しても、過去に算出した最適値の使い回しを行っても同様のシステム容量の向上効果が得られる可能性は高い。したがって、最適化計算ではなく、あらかじめ準備しておいた、分布や台数をインデックスとしたＵＥ回線選択やアンライセンス帯パラメータのテーブルを用いた設定も可能である。
また、各絞り込み方法を組み合わせ、最適化計算の更なる簡易化を行ってもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１０  アンライセンス帯の基地局（ＡＰ）
１１  アンライセンス帯通信部
１２  アンライセンス帯パラメータ変更部
２０  ライセンス帯の基地局（ＢＳ）
２１  ライセンス帯通信部
２２  ＵＥ／無線リソース管理部
３０  アンライセンス帯に対応する端末局（ＳＴＡ）
３１  アンライセンス帯通信部
４０  アンライセンス帯およびライセンス帯に対応する端末局（ＵＥ）
４１  アンライセンス帯通信部
４２  ライセンス帯通信部
４３  回線変更部
４４  ライセンス帯情報把握／通知部
５０  管理サーバ
５１  アンライセンス帯パラメータ指示部
５２  ＵＥ回線指示部
５３  回線・パラメータ決定部
５３１  ＵＥ回線仮決定部
５３２  アンライセンス帯パラメータ仮決定部
５３３  ライセンス帯品質推定部
５３４  アンライセンス帯品質推定部
５３５  システム容量計算部
５３６  回線・パラメータ最終決定部
５４  ＵＥ／無線リソース管理情報受信部
５５  ＵＥライセンス帯情報受信部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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