JP7400969B2 - 情報処理方法、情報処理装置、無線通信システム、及び情報処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、情報処理方法、情報処理装置、無線通信システム、及び情報処理プログラムに関する。

例えば、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯の電波を用いた無線通信システムとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格、及びＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格などに基づくものがある。ここで、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ:Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用いることにより、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させて、最大５４Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度を実現することが可能である。

また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格に基づく無線通信システムでは、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯において、複数アンテナを用いて同一の無線チャネルで空間分割多重を行うＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）や、２０ＭＨｚの周波数チャネルを２つ同時に利用して４０ＭＨｚの周波数チャネルを利用するチャネルボンディング技術を用いて、最大６００Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度を実現している。

また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格に基づく無線通信システムでは、５ＧＨｚ帯において、２０ＭＨｚの周波数チャネルを８つまで同時に利用し、最大１６０ＭＨｚの周波数チャネルとして利用するチャネルボンディング技術や、同一の無線チャネルで複数の宛先に対して異なる信号を同時伝送するマルチユーザＭＩＭＯ技術等を利用し、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格より高速かつ高効率な無線通信を実現している（例えば、非特許文献１参照）。

IEEE Standard for Information technology－ Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolitan area networks－ Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, IEEE Std 802.11-2016, Dec. 2016.

無線通信システムにおいては、基地局それぞれのセル間干渉を計算する場合、各基地局が取得したビーコンなどの無線信号情報を利用することがある。しかしながら、基地局と端末との間が離れている場合や、指向性の高いアンテナを利用している場合などには、基地局が取得した無線信号情報が端末側の無線信号情報と必ずしも同じにならず、結果としてセル間の電波干渉を正しく計算することができないことがあった。

本発明は、無線通信を行う複数の基地局それぞれのセル間干渉を精度よく計算することを可能にする情報処理方法、情報処理装置、無線通信システム、及び情報処理プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様にかかる情報処理方法は、複数の基地局がそれぞれ送信して複数の測定位置で測定された無線信号情報を、測定位置ごとに基地局のセルに関連付ける関連付け工程と、基地局のセルに関連付けた無線信号情報に基づいて、複数の基地局のセル間の干渉を計算する干渉計算工程とを含むことを特徴とする。

本発明の一態様にかかる情報処理装置は、複数の基地局がそれぞれ送信して複数の測定位置で測定された無線信号情報を、測定位置ごとに基地局のセルに関連付ける関連付け部と、前記関連付け部が基地局のセルに関連付けた無線信号情報に基づいて、複数の基地局のセル間の干渉を計算する干渉計算部とを有することを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる無線通信システムは、複数の基地局と、前記基地局がそれぞれ送信して複数の測定位置で測定された無線信号情報を収集して処理する情報処理装置とを備えた無線通信システムにおいて、前記情報処理装置は、収集した無線信号情報を、測定位置ごとに基地局のセルに関連付ける関連付け部と、前記関連付け部が基地局のセルに関連付けた無線信号情報に基づいて、複数の基地局のセル間の干渉を計算する干渉計算部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、無線通信を行う複数の基地局それぞれのセル間干渉を精度よく計算することを可能にすることができる。

一実施形態にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。 カバーエリア内に配置された基地局の位置を模式的に示す図である。 カバーエリア内で基地局が送信する電波の強度を測定する測定位置を模式的に示す図である。 一実施形態にかかる情報処理装置が有する機能を例示する機能ブロック図である。 記憶部が記憶する情報の一例を示す図である。 第１処理部が第１処理（第１動作）を行った結果を例示する図である。 第１処理部が第１処理（第２動作）を行った結果を例示する図である。 情報処理装置が第１処理（第１動作）を伴って行う情報処理の具体例を示すフローチャートである。 情報処理装置がセル間干渉計算処理を行う場合の動作例を示すフローチャートである。 情報処理装置が第１処理（第２動作）を伴って行う情報処理の具体例を示すフローチャートである。 一実施形態にかかる情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。

以下に、図面を用いて無線通信システムの一実施形態を説明する。図１は、一実施形態にかかる無線通信システム１の構成例を示す図である。図１に示すように、無線通信システム１は、例えば、複数の端末局２が無線通信によって接続可能な９台の基地局３－１～３－９と、ネットワーク４に接続された情報処理装置５とを有する。なお、基地局３－１～３－９のように複数ある構成のいずれかを特定しない場合には、単に基地局３などと略記する。

端末局２は、無線通信端末であり、基地局３との間で無線通信を行う。また、端末局２は、信号測定器としての機能も備えているものとする。例えば、端末局２は、基地局３が送信するビーコンの信号強度（受信強度）を測定する信号強度測定機能、ビーコンを受信した位置を信号強度の測定位置として経度及び緯度などを取得するＧＰＳ（Global Positioning System）機能、及びビーコンに含まれるＭＡＣアドレス（Media Access Control address）を取得する機能を兼ね備えていることとする。

基地局３－１～３－９は、例えばセルそれぞれが他の基地局３のセルと重なるように設置されていてもよく、ネットワーク４に接続されている。このとき、基地局３－１～３－９の少なくともいずれかは、所定の領域（カバーエリア）１００内に位置する端末局２との間で無線通信を可能にされている。さらに、基地局３－１～３－９は、端末局２が測定した信号強度と、取得した測定位置及びＭＡＣアドレスを端末局２それぞれから受信可能にされていている。

図２は、カバーエリア１００内に配置された基地局３－１～３－９の位置を模式的に示す図である。図２に示すように、基地局３－１～３－９は、カバーエリア１００を形成するように、所定の範囲内に所定の間隔を空けて配置されている。ここでは、基地局３－１～３－９それぞれは、送信電力等の性能が同一であるとは限らず、セルの形状（アンテナの指向性）及び大きさも同一ではないとする。

また、基地局３－１～３－９それぞれが設置されている位置は、例えば経度及び緯度を含む基地局位置情報として予め情報処理装置５が記憶していることとする。また、基地局３と、当該基地局３の基地局位置情報とを対応付けた情報を基地局特定情報（基地局配置情報）とする。

図３は、カバーエリア１００内で基地局３－１～３－９が送信する電波の強度を測定する測定位置１０－１～１０－１６を模式的に示す図である。図３に示すように、例えば端末局２は、カバーエリア１００内で所定の間隔を空けられた１６箇所の測定位置１０－１～１０－１６において、基地局３が送信するビーコンを受信する。そして、端末局２は、測定した信号強度と、取得した測定位置及びＭＡＣアドレスを接続可能な基地局３に対して送信する。なお、測定位置１０－１～１０－１６は、カバーエリア１００内であれば、位置は限定されない。また、測定した信号強度と、取得した測定位置及びＭＡＣアドレスを接続可能な基地局３に対して送信する装置は、端末局２に限定されることなく、他の装置であってもよい。

次に、情報処理装置５が有する機能について説明する。図４は、一実施形態にかかる情報処理装置５が有する機能を例示する機能ブロック図である。図４に示すように、情報処理装置５は、例えば、通信部５０、収集部５１、記憶部５２、関連付け部５３、干渉計算部５４、及び制御部５５を有する。

そして、情報処理装置５は、複数の基地局３がそれぞれ送信して複数の測定位置１０で測定された無線信号情報（ビーコンなど）を収集し、複数の基地局３それぞれのセル間干渉を精度よく計算する機能を備える。

具体的には、通信部５０は、ネットワーク４を介して基地局３－１～３－９それぞれとの間で通信を行う通信インターフェースである。

収集部５１は、通信部５０を介して、基地局３－１～３－９が端末局２から受信する信号強度（受信強度）、測定位置及びＭＡＣアドレス（ビーコンＭＡＣアドレス）を収集し、記憶部５２に記憶させる。

図５は、記憶部５２が記憶する情報の一例を示す図である。図５に示すように、記憶部５２は、収集部５１が収集した信号強度（受信強度）、測定位置及びＭＡＣアドレス（ビーコンＭＡＣアドレス）を記憶する。

関連付け部５３（図４）は、第１処理部５６及び第２処理部５７を有し、記憶部５２が記憶した情報を用いて関連付けする処理を行い、処理結果を干渉計算部５４に対して出力する。例えば、関連付け部５３は、複数の基地局３がそれぞれ送信して複数の測定位置１０で測定された無線信号情報を、測定位置１０ごとに基地局３のセルに関連付ける処理を行う。

具体的には、第１処理部５６は、所定値以上の受信強度の無線信号情報を得られる測定位置１０を基地局３のセルそれぞれに対して関連付ける第１処理（第１動作）を行い、処理結果を第２処理部５７に対して出力する。

図６は、第１処理部５６が第１処理（第１動作）を行った結果を例示する図である。図６に示すように、第１処理部５６は、第１処理（第１動作）において、所定値以上の受信強度の無線信号情報を得られる測定位置１０を基地局３のセルそれぞれに対して関連付ける。ここでは、基地局３のビーコンＭＡＣアドレスが基地局３のセルに対応することとする。

また、第１処理部５６は、所定値以上で受信強度が最大である基地局３のセルを測定位置１０それぞれに対して関連付ける処理を第１処理（第２動作）として行い、処理結果を第２処理部５７に対して出力してもよい。

図７は、第１処理部５６が第１処理（第２動作）を行った結果を例示する図である。図７に示すように、第１処理部５６は、第１処理（第２動作）において、所定値以上で受信強度が最大である基地局３のセルを測定位置１０それぞれに対して関連付ける。ここでも、基地局３のビーコンＭＡＣアドレスが基地局３のセルに対応することとする。

第２処理部５７は、第１処理部５６が関連付けた測定位置１０の数が０である基地局３のセルに対し、無線信号情報の受信強度が最も高い測定位置１０を関連付ける第２処理を行い、処理結果を干渉計算部５４に対して出力する。このとき、情報処理装置５は、重複を許して測定位置１０を関連付ける。

干渉計算部５４は、基地局３のセルに関連付けた無線信号情報に基づいて、複数の基地局３のセル間の干渉を計算し、計算結果を記憶部５２に記憶させる。より具体的には、干渉計算部５４は、基地局３のセルごとに他の基地局３のセルからの干渉の強度が最も高い測定位置１０の受信強度を用いてセル間の干渉を計算（セル間干渉計算処理）し、計算結果を記憶部５２に記憶させる。

また、干渉計算部５４は、各測定位置１０の希望波／干渉波の受信強度情報を用いて、セル間の干渉を計算してもよい。

制御部５５は、情報処理装置５を構成する各部を制御する。例えば、制御部５５は、収集部５１が収集した情報に基づいて、関連付け部５３が処理を行い、干渉計算部５４がセル間の干渉を計算するように制御を行う。

次に、情報処理装置５が行う情報処理の具体例について、図８～１０を用いて説明する。図８は、情報処理装置５が第１処理（第１動作）を伴って行う情報処理の具体例を示すフローチャートである。

図８に示すように、情報処理装置５は、基地局３それぞれの全てのセルに対して第１処理（第１動作）が済んだか否かを判定する（Ｓ１００）。情報処理装置５は、全てのセルに対して第１処理（第１動作）が済んでいないと判定した場合（Ｓ１００：Ｎｏ）にはＳ１０２の処理に進み、全てのセルに対して第１処理（第１動作）が済んだと判定した場合（Ｓ１００：Ｙｅｓ）にはＳ１０４の処理に進む。

Ｓ１０２の処理において、情報処理装置５は、未処理のセルを１つ選択し、所定値以上の受信強度が得られた測定位置１０を関連付け（第１処理：図６参照）、Ｓ１００の処理に戻る。

Ｓ１０４の処理において、情報処理装置５は、関連付けた測定位置１０の数が０であるセルが存在するか否かを判定する。情報処理装置５は、関連付けた測定位置１０の数が０であるセルが存在すると判定した場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）にはＳ１０６の処理に進み、関連付けた測定位置１０の数が０であるセルが存在しないと判定した場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）には処理を終了する。

Ｓ１０６の処理において、情報処理装置５は、該当するセルそれぞれに対し、受信強度が最も高い測定位置１０を関連付ける（第２処理）。例えば、図６に示したように、ビーコンＭＡＣアドレスがＧＧ：ＧＧ：ＧＧ：ＧＧ：ＧＧ：ＧＧであるセルには、所定値以上の受信強度が得られた測定位置１０が存在しないため、情報処理装置５は、記憶部５２が記憶している情報に基づいて、所定値未満で受信強度が最も高い測定位置１０を関連付ける。

図９は、情報処理装置５がセル間干渉計算処理を行う場合の動作例を示すフローチャートである。図９に示すように、情報処理装置５は、複数の基地局３に対し、セル間干渉を未計算のセルの組合せが存在するか否かを判定する（Ｓ２００）。情報処理装置５は、セル間干渉を未計算のセルの組合せが存在すると判定した場合（Ｓ２００：Ｙｅｓ）にはＳ２０２の処理に進み、セル間干渉を未計算のセルの組合せが存在しないと判定した場合（Ｓ２００：Ｎｏ）には処理を終了する。

Ｓ２０２の処理において、情報処理装置５は、未処理のセル組合せを１つ選択し、被干渉値が最大である測定位置１０の受信強度をセル間干渉値とする（セル間干渉計算処理）。

次に、第１処理部５６が第１処理（第２動作）を行う場合について説明する。図１０は、情報処理装置５が第１処理（第２動作）を伴って行う情報処理の具体例を示すフローチャートである。

図１０に示すように、情報処理装置５は、関連付け先のセルが未選択である測定位置１０が存在するか否かを判定する（Ｓ３００）。情報処理装置５は、関連付け先のセルが未選択である測定位置１０が存在すると判定した場合（Ｓ３００：Ｙｅｓ）にはＳ３０２の処理に進み、関連付け先のセルが未選択である測定位置１０が存在しないと判定した場合（Ｓ３００：Ｎｏ）にはＳ３０４の処理に進む。

Ｓ３０２の処理において、情報処理装置５は、未処理の測定位置１０を１つ選択し、所定値以上の受信強度が最も高いセルを関連付けて、当該測定位置１０をカバーする基地局３とし（第１処理：図７参照）、Ｓ３００の処理に戻る。

Ｓ３０４の処理において、情報処理装置５は、関連付けた測定位置１０の数が０であるセルが存在するか否かを判定する。情報処理装置５は、関連付けた測定位置１０の数が０であるセルが存在すると判定した場合（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）にはＳ３０６の処理に進み、関連付けた測定位置１０の数が０であるセルが存在しないと判定した場合（Ｓ３０４：Ｎｏ）には処理を終了する。

Ｓ３０６の処理において、情報処理装置５は、該当するセルそれぞれに対し、受信強度が最も高い測定位置１０を関連付ける。なお、図７に示したように、例えば測定位置１０－８には、受信強度が所定値以上であるセルが存在しない。よって、情報処理装置５は、記憶部５２が記憶している情報に基づいて、所定値未満で受信強度が最も高いセルを測定位置１０－８に関連付けてＳ３０６の処理としてもよい。

なお、上述した説明では、ビーコンＭＡＣアドレスが基地局配置情報におけるいずれかの基地局３に該当することとしたが、無線通信システム１の動作は、この場合に限定されない。例えば、カバーエリア１００内において、カバーエリア１００内に配置されていない基地局からのビーコンＭＡＣアドレスが検出される場合には、情報処理装置５は、当該基地局からのビーコンＭＡＣアドレスを区別する。

この場合、情報処理装置５は、ビーコンＭＡＣアドレスに含まれるその他の情報（例えば基地局の製造メーカを特定する製造メーカ情報）、又は、無線信号情報に含まれる基地局の性能（ケーパビリティ）を示す性能情報等に基づいて、基地局を識別する。

このように、実施形態にかかる無線通信システム１は、複数の基地局３がそれぞれ送信して複数の測定位置１０で測定された無線信号情報を、測定位置１０ごとに基地局３のセルに関連付け、基地局３のセルに関連付けた無線信号情報に基づいて、複数の基地局３のセル間の干渉を計算するので、複数の基地局３それぞれのセル間干渉を精度よく計算することを可能にすることができる。このとき、端末局２側におけるセル間干渉も考慮されることとなる。

なお、端末局２、基地局３、及び情報処理装置５が有する各機能は、それぞれ一部又は全部がＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアによって構成されてもよいし、ＣＰＵ等のプロセッサが実行するプログラムとして構成されてもよい。

例えば、本発明にかかる情報処理装置５は、コンピュータとプログラムを用いて実現することができ、プログラムを記憶媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

図１１は、一実施形態にかかる情報処理装置５のハードウェア構成例を示す図である。図１１に示すように、例えば情報処理装置５は、入力部５００、出力部５１０、通信部５２０、ＣＰＵ５３０、メモリ５４０及びＨＤＤ５５０がバス５６０を介して接続され、コンピュータとしての機能を備える。また、情報処理装置５は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体５７０との間でデータを入出力することができるようにされている。

入力部５００は、例えばキーボード及びマウス等である。出力部５１０は、例えばディスプレイなどの表示装置である。通信部５２０は、例えば有線のネットワークインターフェースである。

ＣＰＵ５３０は、情報処理装置５を構成する各部を制御し、所定の処理等を行う。メモリ５４０及びＨＤＤ５５０は、データを記憶する記憶部を構成する。特に、メモリ５４０は、上述した処理に用いる各データを記憶する。記憶媒体５７０は、情報処理装置５が有する機能を実行させる情報処理プログラム等を記憶可能にされている。なお、情報処理装置５を構成するアーキテクチャは図１１に示した例に限定されない。

すなわち、ここでいう「コンピュータ」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するものや、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータ内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものを含んでもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明してきたが、上述の実施形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明が上述の実施形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で、構成要素の追加、省略、置換、その他の変更が行われてもよい。

１・・・無線通信システム、２・・・端末局、３－１～３－９・・・基地局、４・・・ネットワーク、５・・・情報処理装置、１０－１～１０－１６・・・測定位置、５０・・・通信部、５１・・・収集部、５２・・・記憶部、５３・・・関連付け部、５４・・・干渉計算部、５５・・・制御部、５６・・・第１処理部、５７・・・第２処理部、１００・カバーエリア、５００・・・入力部、５１０・・・出力部、５２０・・・通信部、５３０・・・ＣＰＵ、５４０・・・メモリ、５５０・・・ＨＤＤ、５６０・・・バス、５７０・・・記憶媒体

Claims (7)

1. 複数の基地局がそれぞれ送信して複数の測定位置で測定された無線信号情報を、測定位置ごとに基地局のセルに関連付ける関連付け工程と、
   基地局のセルに関連付けた無線信号情報に基づいて、複数の基地局のセル間の干渉を計算する干渉計算工程と
   を含むことを特徴とする情報処理方法。
2. 前記関連付け工程は、
   所定値以上の受信強度の無線信号情報を得られる測定位置を基地局のセルそれぞれに対して関連付ける第１処理工程と、
   関連付けた測定位置の数が０である基地局のセルに対し、無線信号情報の受信強度が最も高い測定位置を関連付ける第２処理工程と
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の情報処理方法。
3. 前記関連付け工程は、
   所定値以上で受信強度が最大である基地局のセルを測定位置それぞれに対して関連付ける第１処理工程と、
   関連付けた測定位置の数が０である基地局のセルに対し、無線信号情報の受信強度が最も高い測定位置を関連付ける第２処理工程と
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の情報処理方法。
4. 前記干渉計算工程は、
   基地局のセルに関連付けられた無線信号情報のうち、干渉源となる基地局からの被干渉電力が最も高い測定位置の受信強度を用いてセル間の干渉をそれぞれ計算すること
   を特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の情報処理方法。
5. 複数の基地局がそれぞれ送信して複数の測定位置で測定された無線信号情報を、測定位置ごとに基地局のセルに関連付ける関連付け部と、
   前記関連付け部が基地局のセルに関連付けた無線信号情報に基づいて、複数の基地局のセル間の干渉を計算する干渉計算部と
   を有することを特徴とする情報処理装置。
6. 複数の基地局と、前記基地局がそれぞれ送信して複数の測定位置で測定された無線信号情報を収集して処理する情報処理装置とを備えた無線通信システムにおいて、
   前記情報処理装置は、
   収集した無線信号情報を、測定位置ごとに基地局のセルに関連付ける関連付け部と、
   前記関連付け部が基地局のセルに関連付けた無線信号情報に基づいて、複数の基地局のセル間の干渉を計算する干渉計算部と
   を有することを特徴とする無線通信システム。
7. 請求項５に記載の情報処理装置の各部としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラム。

Images