JP6343766B2 - 通信制御装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
本実施形態に係る無線通信システムでは、第1の周波数帯域を用いる第1のセル(マクロセル)と、第2の周波数帯域を用いる第2のセル(スモールセル、ピコセル)が重複するカバレッジエリアを有するように配置されるセル構成を有する。例えば、図1に示すように、マクロセルのカバレッジエリア内に、複数のスモールセルのカバレッジエリアが含まれるように、各セルを供する各基地局装置が配置される。また、マクロセルでは、2GHzの周波数帯域が用いられ、スモールセルでは、3.5GHzや60GHzなどの周波数帯域が用いられる。なお、図1には示していないが、各カバレッジエリアには複数の端末が存在し、マクロセルまたはスモールセルを展開する基地局装置のいずれかとの間で接続を確立して通信を行う。また、図1には、1つのマクロセルのみが示されているが、複数のマクロセルが存在しうることは明らかである。
図2に、通信制御装置の機能構成例を示す。図2に示すように、通信制御装置は、例えば、端末所望容量取得部201、リンク容量算出部202、接続先決定部203、及び通信部204を有する。また、通信制御装置は、決定処理実行判定部205を有することもできる。
・・・(1)
によって与えられる。ここで、Λi,jはチャネル行列から算出する固有値を要素とする対角行列であり、gi,jはパスゲイン、Nはmin(Mt,Mr)で定まるMIMO多重数、niはセル間干渉である。また、ηB及びηSは修正シャノン容量の係数をそれぞれ示し、INはN次元の単位行列である。また、E{・}は期待値を表す。なお、各セルにおいてセル間干渉を低減するために、アンテナを用いて特定の指向性パターンで信号の送信を行う場合がある。この場合は、その指向性パターンによる影響を考慮して上述のリンク容量が算出される。なお、このリンク容量を計算するためのチャネルの状態などの各情報は、例えば通信部204を介して取得される。
続いて、接続先決定部203が実行する接続先決定処理の例について説明する。まず、接続先決定部203は、複数の端末のそれぞれについて、接続先の候補となるマクロセルとスモールセルとを選択する。すなわち、1つの端末について、1つのマクロセルと1つのスモールセルとを選択する。例えば、上述のリンク容量算出部202の算出結果に基づき、各端末について、接続しうるマクロセルのうちの単位帯域幅に対する通信容量(リンク容量)が最大となる1つと、同様に接続しうるスモールセルのうちのリンク容量が最大となる1つが選択される。その後、各端末が選択されたマクロセルとスモールセルとのうちのいずれに接続されると、各端末の要求通信容量と、各セルにおけるユーザ数に応じて割り当てられうる帯域幅にリンク容量を乗じた値の小さい方の通信容量の総和が最大となるかを算出する。なお、接続先決定部203は、総和が所定値以上となるように、各端末の接続先を決定してもよい。
・・・(2)
となる。ここで、WMはマクロセルの、WPはスモールセルの、それぞれ使用可能な帯域幅(Hz)を示す。なお、WPは、各スモールセルで異なる周波数帯域を用いる場合は、iの変数であるWPi(1≦i≦NP)で置き換えられてもよい。CM,uは、マクロセルについての上述のリンク容量(bps/Hz)であり、CPi,uは、i番目のスモールセルについてのリンク容量である。また、|UM|はマクロセルに収容される端末の数であり、|UPi|はi番目のスモールセルに収容される端末の数である。なお、UMはマクロセルに収容される端末の集合を示し、UPiはi番目のスモールセルに収容される端末の集合を示す。そして、Luは、u番目の端末の要求通信容量(bps)である。
・・・(3)
のように近似する。ここで、UMiは、i番目のスモールセルのエリアに存在し、マクロセルに接続するユーザの集合である。例えば、接続先の候補として、i番目のスモールセルが選択されたユーザで、マクロセルに収容されたユーザuが、この集合に含まれる。
・・・(4)
のように変形することができる。ここで、Uは、i番目のスモールセルのエリアに存在する端末の総数である。また、xuは、端末uがマクロセルに収容される場合は1、スモールセルに収容される場合は0となる変数である。ここで、X=[x1、…、xU]Tとし、ψUを要素が全て1で、要素数がUの列ベクトルとすると、Σu=1 Uxu=ψU TXと表される。なお、上付きのTは行列(ベクトル)の転置を表し、XψU T=k(1≦k≦U−1)とする。ここで、式(4)について、右辺の中括弧で括られた2つの項の和をfu,kと表し、第3項をau,kとして表すと、
・・・(5)
となる。
を満たしながら、
を最大化するベクトルX、すなわち、X=arg maxX(maxkνk)を求める線型計画問題として解くことができる。このとき、接続先決定部203は、ベクトルXにおいて、要素xuが1であれば端末uはマクロセルに収容されるべきであり、要素xuが0であれば端末uはスモールセルに収容されるべきであることを決定する。
Claims (16)
- 第1の周波数帯域を用いる第1のセルと第2の周波数帯域を用いる第2のセルとが、重複するカバレッジエリアを有するように配置されるセル構成において、前記第1のセルを供する第1の基地局装置と前記第2のセルを供する第2の基地局装置とに対して、複数の端末のそれぞれが、いずれの基地局装置との間で通信を行うかを決定する通信制御装置であって、
前記複数の端末のそれぞれが要求する第1の通信容量の情報を取得する取得手段と、
前記複数の端末のそれぞれの、前記第1のセルにおける第2の通信容量と、前記第2のセルにおける第3の通信容量とを算出する算出手段と、
前記第1の基地局装置と接続する端末については前記第1の通信容量と前記第2の通信容量のうちの小さい方の値を、前記第2の基地局装置に接続する端末については前記第1の通信容量と前記第3の通信容量のうちの小さい方の値を、前記複数の端末のそれぞれについて達成される容量とした場合の、当該達成される容量の総和に基づいて、当該複数の端末のそれぞれが、前記第1の基地局装置と前記第2の基地局装置とのうちの、いずれとの間で通信を行うかを決定する決定手段と、
を有し、
前記決定手段は、前記総和が最大となるように又は前記総和が所定値以上となるように、当該複数の端末のそれぞれが、前記第1の基地局装置と前記第2の基地局装置とのうちの、いずれとの間で通信を行うかを決定する、
ことを特徴とする通信制御装置。 - 前記算出手段は、前記第1の基地局装置に接続される端末と当該第1の基地局装置との間の単位帯域幅に対する通信容量に、当該第1の基地局装置が使用できる帯域幅を当該第1の基地局装置に接続される端末の数で除算した結果を乗じた値として、前記第2の通信容量を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の通信制御装置。 - 前記算出手段は、前記第2の基地局装置に接続される端末と当該第2の基地局装置との間の単位帯域幅に対する通信容量に、当該第2の基地局装置が使用できる帯域幅を当該第2の基地局装置に接続される端末の数で除算した結果を乗じた値として、前記第3の通信容量を算出する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の通信制御装置。 - 前記第1のセルはカバレッジエリアの広いセルであり、当該第1のセルの中に、複数の前記第2のセルが含まれる、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の通信制御装置。 - 前記算出手段は、前記複数の端末のそれぞれに対して、複数の前記第2の基地局装置のうちの、単位帯域幅に対する通信容量が最大となる1つの第2の基地局装置について、前記第3の通信容量を算出する、
ことを特徴とする請求項4に記載の通信制御装置。 - 前記算出手段は、前記複数の端末の少なくともいずれかの端末が複数の前記第1の基地局装置に接続しうる場合は、その複数の前記第1の基地局装置のうちの、単位帯域幅に対する通信容量が最大となる1つの第1の基地局装置について、前記第2の通信容量を算出する、
ことを特徴とする請求項5に記載の通信制御装置。 - 前記取得手段は、前記複数の端末の少なくとも1つの端末に対して、当該少なくとも1つの端末に宛てて送信されるべきデータの量に基づいて、前記第1の通信容量を取得する、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の通信制御装置。 - 前記取得手段は、前記複数の端末の少なくとも1つの端末に対して、当該少なくとも1つの端末が実行しているアプリケーションに基づいて、前記第1の通信容量を取得する、
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の通信制御装置。 - 前記第1のセルと前記第2のセルとにおける無線リソースの使用率に基づいて、前記決定を行うか否かを判定する判定手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の通信制御装置。 - 前記判定手段は、前記使用率の偏りの大きさが所定の大きさを超える場合に、前記決定を行うと判定する、
ことを特徴とする請求項9に記載の通信制御装置。 - 前記複数の端末の少なくともいずれかと接続できる基地局装置が追加または除去されたことに応じて、前記決定を行うと判定する判定手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の通信制御装置。 - 前記第1の基地局装置および前記第2の基地局装置は、無線周波数部分の処理を行う装置であると共に、当該第1の基地局装置および当該第2の基地局装置のベースバンドの処理を共通して実行する、前記通信制御装置を含む装置に接続される、
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の通信制御装置。 - 前記通信制御装置は、前記第1の基地局装置と前記第2の基地局装置とのいずれかに含まれる、
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の通信制御装置。 - 請求項1から11のいずれか1項に記載の通信制御装置を含むことを特徴とするネットワークノード。
- 第1の周波数帯域を用いる第1のセルと第2の周波数帯域を用いる第2のセルとが、重複するカバレッジエリアを有するように配置されるセル構成において、前記第1のセルを供する第1の基地局装置と前記第2のセルを供する第2の基地局装置とに対して、複数の端末のそれぞれが、いずれの基地局装置との間で通信を行うかを決定する通信制御装置の制御方法であって、
取得手段が、前記複数の端末のそれぞれが要求する第1の通信容量の情報を取得する取得工程と、
算出手段が、前記複数の端末のそれぞれの、前記第1のセルにおける第2の通信容量と、前記第2のセルにおける第3の通信容量とを算出する算出工程と、
決定手段が、前記第1の基地局装置と接続する端末については前記第1の通信容量と前記第2の通信容量のうちの小さい方の値を、前記第2の基地局装置に接続する端末については前記第1の通信容量と前記第3の通信容量のうちの小さい方の値を、前記複数の端末のそれぞれについて達成される容量とした場合の、当該達成される容量の総和に基づいて、当該複数の端末のそれぞれが、前記第1の基地局装置と前記第2の基地局装置とのうちの、いずれとの間で通信を行うかを決定する決定工程と、
を有し、
前記決定工程では、前記総和が最大となるように又は前記総和が所定値以上となるように、当該複数の端末のそれぞれが、前記第1の基地局装置と前記第2の基地局装置とのうちの、いずれとの間で通信を行うかが決定される、
ことを特徴とする制御方法。 - 第1の周波数帯域を用いる第1のセルと第2の周波数帯域を用いる第2のセルとが、重複するカバレッジエリアを有するように配置されるセル構成において、前記第1のセルを供する第1の基地局装置と前記第2のセルを供する第2の基地局装置とに対して、複数の端末のそれぞれが、いずれの基地局装置との間で通信を行うかを決定する通信制御装置に備えられたコンピュータに、
前記複数の端末のそれぞれが要求する第1の通信容量の情報を取得する取得工程と、
前記複数の端末のそれぞれの、前記第1のセルにおける第2の通信容量と、前記第2のセルにおける第3の通信容量とを算出する算出工程と、
前記第1の基地局装置と接続する端末については前記第1の通信容量と前記第2の通信容量のうちの小さい方の値を、前記第2の基地局装置に接続する端末については前記第1の通信容量と前記第3の通信容量のうちの小さい方の値を、前記複数の端末のそれぞれについて達成される容量とした場合の、当該達成される容量の総和に基づいて、当該複数の端末のそれぞれが、前記第1の基地局装置と前記第2の基地局装置とのうちの、いずれとの間で通信を行うかを決定する決定工程と、
を実行させるためのプログラムであって、
前記決定工程では、前記総和が最大となるように又は前記総和が所定値以上となるように、当該複数の端末のそれぞれが、前記第1の基地局装置と前記第2の基地局装置とのうちの、いずれとの間で通信を行うかが決定される、
ことを特徴とするプログラム。
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| JP2014107462A JP6343766B2 (ja) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | 通信制御装置、制御方法、及びプログラム |
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| JP2014107462A JP6343766B2 (ja) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | 通信制御装置、制御方法、及びプログラム |
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