CN111788844B - 无线通信控制方法、无线通信系统以及管理服务器 - Google Patents

Abstract

在管理服务器管理UE的非许可频带与许可频带的线路选择并且管理非许可频带的参数的无线通信控制方法中，管理服务器将使用许可频带的UE从非许可频带系统中的优化对象中排除，考虑STA和使用非许可频带的UE的存在来对非许可频带的参数进行优化。此外，对于UE的线路选择，采用非许可频带的参数优化后的非许可频带的通信容量和许可频带的通信容量的合计变高时的模式，对非许可频带的AP、STA、UE设定该线路选择的优化后的非许可频带的参数。

Description

无线通信控制方法、无线通信系统以及管理服务器

技术领域

本发明涉及一种无线通信控制方法、无线通信系统以及管理服务器，在所述无线通信控制方法中，网络侧的管理服务器对终端装置(UE)控制其使用线路，其中，终端装置(UE)具有使用CSMA(Carrier Sense Multiple Access，载波侦听多路访问)方式的非许可频带无线接入和许可频带无线接入两者的通信接口，并且，管理服务器优化非许可频带无线接入的设定参数。

背景技术

在IEEE802.11标准规格(非专利文献1)的无线LAN(Local Area Network，局域网)系统中，采用使用CSMA方式的非许可频带无线接入，吞吐量逐年提高，从而作为主要的无线接入之一而普及。进而，即使在使用了许可频带的蜂窝通信系统中，也如近年来的智能手机那样，除了蜂窝通信用的接口之外、还具备无线LAN通信用的接口的终端装置(UE)正在增加。

但是，在使用CSMA方式的非许可频带无线接入中，由于使用非许可频带的通信不需要许可而任何人都可以使用，以及CSMA方式的通信基于载波侦听的通信协议的性质，有时其质量和通信容量因干扰问题而大幅劣化。

关于终端装置(UE)中的非许可频带和许可频带的选择，根据非专利文献2，按照从无线LAN的非许可频带到LTE的许可频带的顺序进行连接。即，终端装置(UE)按照如果不存在无线LAN则连接到LTE的流程，通过自身判断来选择线路。

另一方面，根据专利文献1，无线LAN系统中的各种参数的优化在无线LAN系统中封闭地进行，并不成为终端装置(UE)中的从无线LAN的非许可频带到LTE的许可频带的线路选择的要素。

在先技术文件

专利文献

专利文献1：日本特开2017-175205号公报。

非专利文献

非专利文献1：IEEE Std 802.11TM-2016，December 2016.；

非专利文献2：神崎洋治、西井美鹰著，《系统学习Wi-Fi/3G/4G/LTE/WiMAX》(体系的に学ぶWi-Fi/3G/4G/LTE/WiMAX)。

发明内容

在终端装置(UE)优先连接到无线LAN时，即使无线LAN的通信质量低的情况下，也是只要存在无线LAN就进行连接。无线LAN的通信质量低的终端装置(UE)不仅自身的通信质量降低，而且由于信号的重发、低传输速率，有时会引起使用无线LAN的其他终端的通信质量降低，进而引起作为无线LAN系统整体的通信容量的降低。

另外，在无线LAN中，通过发送功率、接收灵敏度阈值、频率、带宽等参数调整，通信容量可能会提高。但是，为了确保服务区中的终端装置的通信质量，需要对与无线LAN连接的、或假定连接的所有终端装置进行参数的优化计算来进行设定(专利文献1)。其结果是，在服务区中，需要普遍地进行确保电波强度、避免干扰，因此，不得不牺牲一部分由发送功率、接收灵敏度阈值的调整引起的发送机会的增加或由频率、带宽的调整引起的通信频带的提高等扩大通信容量的机会。

然而，为了实现高传输速率，需要接收侧的接收信号的SINR(Signal toInterference plus Noise Ratio，信号噪声干扰比)高，因此需要接收电波强度(＝S)高、且噪声的强度(＝N)和干扰电波的强度(＝I)低。在接收电波强度低或存在干扰电波的情况下，为了使通信成功，需要降低传输速率。在该情况下，与高传输速率时相比，能够减少在相同时间进行交换的数据量。

另外，在CSMA方式中，通过载波侦听来确认线路的空闲状况，在判断为空闲的情况下能够进行信号发送。为了提高通信容量，还需要利用载波侦听中成为空闲的机会。因此，在无线LAN等的使用了CSMA方式的非许可频带无线接入中，在获得高接收信号强度的同时，需要保持干扰的电波强度低且干扰的频率少的状况，并且需要减少载波侦听中与其他无线台站的竞争。

此外，在CSMA方式中，有可能发生引起通信质量的显著劣化的隐藏终端问题、暴露终端问题。这在通过载波侦听判断为空闲而发送的多个信号在某一地点同时被接收的情况下发生。

图13示出隐藏终端问题、暴露终端问题的状况。这里，A1、A2、A3表示无线LAN的基站AP，STA表示与非许可频带的无线LAN对应的终端装置。虚线的圆圈表示与基站AP中的接收灵敏度阈值或载波侦听阈值对应的覆盖区域。

图13的(1)示出发送侧的暴露终端问题，在A1与A2之间载波侦听不起作用，彼此独立地发送信号。另一方面，A3在载波侦听时由于来自A1和A2的电波而变得繁忙，因此A1和A2发送信号越多，在A3中载波侦听中成为空闲的机会越显著地减少，通信质量显著减少。

图13的(2)示出接收侧的隐藏终端问题，在A1与A2之间载波侦听不起作用，彼此独立地发送信号。另一方面，由于不仅A1的信号，A2的信号也到达STA，因此A2的信号对从A1发送的信号成为干扰，从而SINR减小。即，A2越发送信号，从A1向STA的信号越受到干扰。此外，A1无法检测来自A2的信号，因此无法掌握STA受到干扰的情况。因此，当A1向STA发送以STA未受到干扰为前提的高传输速率的信号时，在STA中由于干扰而信号的解调失败，发生重发或分组丢失，通信质量下降，并且由于无线资源的浪费而使非许可频带系统整体的通信容量下降。A1即使能够向STA发送以STA受到干扰为前提的低传输速率的信号，传输速率也较低，相反地，即使在没有受到干扰的情况下，也有可能保持低传输速率。

此外，在IEEE802.11标准规格的无线LAN中，针对隐藏终端问题，准备了RTS/CTS(Request To Send/Clear To Send，请求发送/清除发送)这样的机制。但是，在图13的(2)的状况下，即使A1向STA发送RTS，也由于STA受到A2的干扰而在STA的载波侦听中成为繁忙，无法将CTS返回给A1，有时无法得到预期的效果。

另外，能够使用的带宽越宽，通信频带越提高。在IEEE802.11标准规格的无线LAN中，能够从20MHz带宽、40MHz带宽、80MHz带宽、160MHz带宽这样的多个频带中选择，能够进行使用160MHz那样的较宽的带宽的设定。

然而，如果仅通过非许可频带的AP来覆盖一个AP无法覆盖的幅度的服务区，则如图13的(3)或图13的(4)所示，不得不允许多个AP的服务区的重叠。假设在全部AP的频率相同的情况下，在图13的(3)中，有可能如图13的(2)那样产生隐藏终端问题。进而，为了避免隐藏终端问题，如果如图13的(4)所示那样在A1与A2的重叠区域设置A3，则如图13的(1)所示那样产生暴露终端问题。这样，由于服务区的重叠会产生隐藏终端问题或暴露终端问题，所以为了避免其发生，考虑以频率来避免竞争而共存。然而，由于非许可频带的无线频率是有限的，因此无法实现使用了较宽的带宽的较宽的通信频带，即使在频率下避免竞争而共存的情况下，如果AP的密度较高，则也有可能无法完全应对。

这里，具备非许可频带无线接入和许可频带无线接入的多个通信接口的无线终端(UE)即使不使用非许可频带，也能够在通信中使用许可频带。因此，如果使UE优先使用许可频带、限制非许可频带的使用，则即使该UE的非许可频带的质量低也没有问题。

以下，参照图14和图15，说明作为系统整体提高通信容量的方法。在图14和图15中，A1～A3设为基站AP，UE设为与非许可频带的无线LAN和许可频带的LTE对应的终端装置，STA设为仅与非许可频带的无线LAN对应的终端装置。虚线的圆圈表示与基站AP中的发送功率、接收灵敏度阈值或频率对应的覆盖区域。

图14的(1)的方法1在A1和UE以及STA以非许可频带连接时，使与A1之间的电波强度弱且传输速率低的UE使用许可频带，将非许可频带的无线资源让给电波强度高且传输速率高的STA。

图14的(2)的方法2在A1与UE以非许可频带连接时，为了降低对其他的干扰而降低非许可频带的发送功率，使此时处于覆盖区域外的UE使用许可频带。

图14的(3)的方法3在A1与UE以非许可频带连接时，为了降低对其他的干扰而降低A1和A2的非许可频带的发送功率，使此时处于隐藏终端问题/暴露终端问题的影响下的UE使用许可频带。

图14的(4)的方法4在A1与UE以非许可频带连接时，为了降低对其他的干扰而降低A2和A3的非许可频带的功率，使此时处于隐藏终端问题/暴露终端问题的影响下的UE使用许可频带。

图15的(1)的方法5在A1与UE以非许可频带连接时，提高A1和A2的非许可频带的接收灵敏度阈值，增加载波侦听中成为空闲的机会，使此时处于隐藏终端问题/暴露终端问题的影响下的UE使用许可频带。

图15的(2)的方法6在A1与UE以非许可频带连接时，提高A2和A3的非许可频带的接收灵敏度阈值，增加载波侦听中成为空闲的机会，使此时处于隐藏终端问题/暴露终端问题的影响下的UE使用许可频带。

图15的(3)的方法7在A1和A2使用不同的频率A、B，A1与UE以非许可频带连接时，如果A1和A2使用相同的频率A，则使此时处于隐藏终端问题/暴露终端问题的影响下的UE使用许可频带。

图15的(4)的方法8在A2和A3使用不同的频率A、B，A1与UE以非许可频带连接时，如果A2和A3使用相同的频率A，则使此时处于隐藏终端问题/暴露终端问题的影响下的UE使用许可频带。

此外，图14～图15所示的例子分别具有提高非许可频带的通信容量的效果，但在还存在仅与非许可频带对应的终端装置STA的情况下，对于它们，也存在传输速率的降低、隐藏终端问题/暴露终端问题的影响等使通信质量降低的要素。因此，需要区分STA和UE，对于STA，需要抑制由图14～图15所示的控制引起的通信质量的降低。

另外，对于方法2、3、4的例子，若降低AP的发送功率，则覆盖区域缩小，产生无法检测到AP的UE或STA。在这种情况下，本来使用非许可频带的可以设为系统整体，但有可能产生无法检测到AP而无法使用非许可频带的UE，或者对于STA而言成为服务区外而通信本身变得不可能。因此，在降低AP发送功率的情况下，需要考虑覆盖区域的变化。但是，不是一律降低AP的发送功率，而是仅按照每个STA或UE、或对满足特定条件的信号，降低发送功率的情况下，能够进行STA或UE中的AP的检测，因此不需要考虑覆盖区域的变化。例如，在对于AP定期地发送的信标信号、对来自STA或UE的探测请求进行应答的探测响应信号不降低发送功率的情况下，STA或UE能够检测到该AP。

本发明的目的在于提供一种无线通信控制方法、无线通信系统以及管理服务器，对于作为非许可频带参数的发送功率、接收灵敏度阈值、频率、带宽的控制、UE所使用的许可频带的线路和非许可频带的线路的选择，考虑存在仅能够使用非许可频带的STA来实施，能够确保STA以及UE的通信质量，进而提高作为系统整体的通信容量。

第一发明是一种无线通信控制方法，在无线通信中，包括非许可频带的基站AP、许可频带的基站BS、非许可频带的终端站STA、与许可频带和非许可频带对应的终端站UE，管理服务器管理UE的非许可频带与许可频带的线路选择，并且管理非许可频带的参数，所述无线通信控制方法包括控制步骤，在所述控制步骤中，管理服务器将使用许可频带的UE从非许可频带系统中的优化对象中排除，并考虑STA和使用非许可频带的UE的存在来对非许可频带的参数进行优化。。

在第一发明的无线通信控制方法中，在控制步骤中，对于UE的线路选择，采用非许可频带的参数优化后的非许可频带的通信容量和许可频带的通信容量的合计变高时的模式，对非许可频带的AP、STA、UE设定该线路选择的优化后的非许可频带的参数。

在第一发明的无线通信控制方法中，在控制步骤中，调整发送功率、接收灵敏度阈值、频率、带宽作为非许可频带的参数，在AP的服务区中，对于不存在STA或使用非许可频带的UE的场所，设定低传输速率以及容许隐藏终端问题和暴露终端问题发生的参数。

在第一发明的无线通信控制方法中，在控制步骤中，在使用许可频带的UE的选定中，根据要连接的AP与UE之间的电波强度的信息、UE的周边AP以及要连接的AP的周边AP彼此间的电波强度的信息、要连接的AP以及UE的周边AP以及要连接的AP的周边AP中的通信量的信息来确定。。

第二发明是一种无线通信控制系统，该无线通信控制系统包括：非许可频带的基站AP、许可频带的基站BS、非许可频带的终端站STA、与许可频带和非许可频带对应的终端站UE、以及管理服务器，所述管理服务器管理UE的非许可频带和许可频带的线路选择，并且管理非许可频带的参数，管理服务器具有控制单元，所述控制单元将使用许可频带的UE从非许可频带系统中的优化对象中排除，并考虑STA和使用非许可频带的UE的存在来对非许可频带的参数进行优化。

在第二发明的无线通信控制系统中，控制单元是以下构成：对于UE的线路选择，采用非许可频带的参数优化后的非许可频带的通信容量和许可频带的通信容量的合计变高时的模式，对非许可频带的AP、STA、UE设定该线路选择的优化后的非许可频带的参数。

在第二发明的无线通信控制系统中，控制单元是以下构成：调整发送功率、接收灵敏度阈值、频率、带宽作为非许可频带的参数，在AP的服务区中，对于不存在STA或使用非许可频带的UE的场所，设定低传输速率以及容许隐藏终端问题和暴露终端问题发生的参数。

在第二发明的无线通信控制系统中，控制单元是以下构成：在使用许可频带的UE的选定中，根据要连接的AP与UE之间的电波强度的信息、UE的周边AP以及要连接的AP的周边AP彼此间的电波强度的信息、要连接的AP以及UE的周边AP以及要连接的AP的周边AP中的通信量的信息来确定。

第三发明是一种无线通信系统的管理服务器，无线通信控制系统包括：非许可频带的基站AP、许可频带的基站BS、非许可频带的终端站STA、与许可频带和非许可频带对应的终端站UE、以及管理服务器，所述管理服务器管理UE的非许可频带和许可频带的线路选择并且管理非许可频带的参数，所述管理服务器具有控制单元，所述控制单元将使用许可频带的UE从非许可频带系统中的优化对象中排除，并考虑STA和使用非许可频带的UE的存在来对非许可频带的参数进行优化。。

在第三发明的管理服务器中，控制单元是以下构成：对于UE的线路选择，采用非许可频带的参数优化后的非许可频带的通信容量和许可频带的通信容量的合计变高时的模式，对非许可频带的AP、STA、UE设定该线路选择的优化后的非许可频带的参数。

在第三发明的管理服务器中，控制单元是以下构成：调整发送功率、接收灵敏度阈值、频率、带宽作为非许可频带的参数，在AP的服务区中，对于不存在STA或使用非许可频带的UE的场所，设定低传输速率以及容许隐藏终端问题和暴露终端问题发生的参数。

在第三发明的管理服务器中，控制单元是以下构成：在使用许可频带的UE的选定中，根据要连接的AP与UE之间的电波强度的信息、UE的周边AP以及要连接的AP的周边AP彼此间的电波强度的信息、要连接的AP以及UE的周边AP以及要连接的AP的周边AP中的通信量的信息来确定。

发明效果

本发明在非许可频带的参数优化中，能够有意地减少使用许可频带的UE，因此能够在确保较宽的覆盖区域的同时进行参数的设定。由此，能够实现非许可频带及系统整体通信容量的扩大。

进而，通过设定低传输速率、允许发生隐藏终端问题/暴露终端问题的非许可频带的参数设定，能够实现发送机会的增加、通信带宽的提高。由此，能够实现作为非许可频带及系统整体的通信容量的扩大。

进而，对于使用许可频带的UE，由于能够通过非许可频带的参数控制来进行假设了传输速率降低、隐藏终端问题/暴露终端问题的发生的选定，所以能够减少优化计算中的候选数。

附图说明

图1是示出本发明的无线通信系统的基本构成例的图；

图2是示出线路与参数确定部53的其他构成例的图；

图3是示出对线路选择和非许可频带参数进行优化的处理过程例1的流程图；

图4是示出对线路选择和非许可频带参数进行优化的处理过程例2的流程图；

图5是示出许可频带质量估计部533的用于通信质量估计的构成例1的图；

图6是示出许可频带质量估计部533的用于通信质量估计的构成例2的图；

图7是示出UE线路临时确定的限缩过程例1的流程图；

图8是示出UE线路临时确定的限缩过程例2的流程图；

图9是示出UE线路临时确定的限缩过程例3的流程图；

图10是示出非许可频带参数临时确定的限缩过程例1的流程图；

图11是示出非许可频带参数临时确定的限缩过程例2的流程图；

图12是示出SINR和传输速率之间的关系的图；

图13是说明隐藏终端问题/暴露终端问题的图；

图14是示出作为系统整体提高通信容量的方法1～4的图；

图15是示出作为系统整体提高通信容量的方法5～8的图。

具体实施方式

(基本结构)

图1示出本发明的无线通信系统的基本构成例。

在图1中，非许可频带的基站(以下称为AP)10包括非许可频带通信部11和非许可频带参数变更部12。许可频带的基站(以下称为BS)20包括许可频带通信部21。与非许可频带对应的终端(以下称为STA)30包括非许可频带通信部31，与AP 10进行通信。与非许可频带和许可频带对应的终端(以下称为UE)40包括非许可频带通信部41、许可频带通信部42和线路变更部43，通过线路变更部43的选择与AP 10或BS 20进行通信。

管理服务器50包括非许可频带参数指示部51、UE线路指示部52、以及线路和参数确定部53。线路和参数确定部53包括UE线路临时确定部531、非许可频带参数临时确定部532、许可频带质量估计部533、非许可频带质量估计部534、系统容量计算部535、线路和参数最终确定部536。

非许可频带参数指示部51对AP 10的非许可频带参数变更部12指示非许可频带参数。AP 10的非许可频带参数变更部12基于从管理服务器50指示的非许可频带参数，变更与自身相关的非许可频带参数。

UE线路指示部52对AP 10的非许可频带通信部11以及BS 20的许可频带通信部21指示UE 40的使用线路。UE 40的线路变更部43经由AP10从非许可频带通信部41接收从管理服务器50指示的使用线路，或者经由BS 20从许可频带通信部42接收从管理服务器50指示的使用线路，基于该指示选择使用线路。

管理服务器50的线路和参数确定部53如下确定AP 10的非许可频带参数以及UE40的使用线路。

首先，UE线路临时确定部531临时确定许可频带或非许可频带作为UE 40的流所使用的线路。这里，流是指STA 30及UE 40进行通信的单位。例如，在UE 40执行语音通信和视频流这两个应用时，语音通信和视频流分别成为一个流。但是，在UE 40中不能按照每个流进行线路选择、而只能对全部流一并实施许可频带或非许可频带的选择的情况下，在UE40中的全部流中选择相同的线路。STA 30的流全部使用非许可频带。

许可频带质量估计部533根据临时确定使用许可频带的流的信息，估计许可频带的各流的通信质量以及许可频带整体的通信容量。

非许可频带质量估计部534假设临时确定使用许可频带的流不使用非许可频带，由非许可频带参数临时确定部532临时确定发送功率、接收灵敏度阈值、频率、带宽作为参数，估计该临时确定后的参数中的非许可频带的各流的通信质量以及非许可频带整体的通信容量。此外，接收灵敏度阈值也可以是载波侦听阈值。关于该参数临时确定，在非许可频带质量估计部534中以在清除每个流的要求质量的同时使整个非许可频带的通信容量最大来实施。

系统容量计算部535基于由许可频带质量估计部533和非许可频带质量估计部534估计出的各自的通信容量，计算许可频带和非许可频带的合计的通信容量、即系统容量。

这里所说的通信质量、要求质量对于吞吐量、延迟、抖动这样的关于与通信相关的质量以任何形式均没有问题，也可以是它们的组合。例如，在进行语音通信情况下，作为通信质量在延迟及抖动上存在要求。在进行视频流的情况下，作为通信质量存在吞吐量的要求。

另外，在流的通信质量的辨别方法中，例如AP 10以及BS 20从STA30以及UE 40的各流信息通知部直接获取STA 30以及UE 40使用的应用程序的信息，管理服务器50的流信息接收部收集并辨别流的通信质量。此外，流信息通知部和流信息接收部未图示。或者，在AP 10中具备STA/UE通信历史掌握部，在BS 20中具备UE通信历史掌握部，管理服务器50的通信历史信息接收部收集各通信历史中的数据收发的模式，辨别流的通信质量。此外，STA/UE通信历史掌握部、UE通信历史掌握部以及通信历史信息接收部未图示。或者，也可以在网络侧使用深度包检测等方法进行辨别。根据这些辨别出的流的通信质量的信息求出流的要求质量。例如，如果是视频流的流，则存在动画能够没有延迟地再现的最低吞吐量这样的要求质量。

同时，估计当无线接入线路不是吞吐量瓶颈时可实现的最大吞吐量。例如，如果是视频流的流，则根据动画的大小确定最大吞吐量，但如果是下载数据的流，则只要比保有数据的服务器或无线访问线路位于上位侧的网络以及通信协议允许，则最大吞吐量变大。此外，关于该最大的吞吐量，在由于上限变动而难以估计时，在网络侧、AP或STA/UE中，可以通过对各流的通信速度设置上限这样的方法来限缩最大的吞吐量从而使得估计变得容易，也可以使用平均值等的统计值。另外，在不具有辨别流的通信质量的方法的系统的情况下，也可以设想UE或STA统一的要求质量、以及它们能够实现的最大吞吐量。

另外，对于由UE线路临时确定部531进行的线路临时确定，在满足各流的要求质量的同时，以系统容量最大的方式实施。此外，在非许可频带中，在存在无论进行怎样的参数变更都不能满足要求质量的流的情况下，不采用相应的线路临时确定。另一方面，在许可频带中，在存在不能满足要求质量的流的情况下，不采用相应的线路临时确定。

线路和参数最终确定部536在以上的流程中，以系统容量最大的UE线路临时确定以及非许可频带参数临时确定的内容，确定AP 10的非许可频带参数和UE 40的各流的使用线路。

此外，关于由UE线路临时确定部531进行的线路临时确定以及由非许可频带参数临时确定部532进行的参数临时确定，能够选择的线路以及参数由于在各UE 40以及非许可频带中的AP 10、STA 30、UE 40中存在能够获取的范围，因此，如果在计算机的能力以及计算能够容许的时间内计算完成，则计算全部组合中的优选值。图3示出其过程的一个例。

在图3中，作为线路选择优化，临时确定使用许可频带的UE(S11)，判定在许可频带中是否不存在不满足要求质量的流(S12)。对于临时确定的UE，当在许可频带中不存在不满足要求质量的流的情况下(S12：是)，进入非许可频带的参数优化，将发送功率、接收灵敏度阈值、频率、带宽临时确定为参数(S13)。接着，判定在非许可频带中是否不存在不满足要求质量的流(S14)。在不存在该流的情况下(S14：是)，记录许可频带和非许可频带的合计的系统容量(S15)。并且，对全部参数组合反复进行从步骤S13开始的处理(S16)。并且，对所有UE的组合重复从步骤S11开始的处理(S17)，确定使用系统容量成为最大的许可频带的UE和非许可频带的参数(S18)。

此外，如果组合数多而在计算机的能力以及计算时间上存在问题，则也可以使用蒙特卡罗法或者遗传算法这样的优化算法。

另外，非许可频带质量估计部534中的通信质量估计能够使用如下方法：使用了模拟器的计算、使用了马尔可夫链的解析函数的计算、使用了图形理论的计算、通过经验或学习导出的函数的计算等。

(管理服务器50的线路和参数确定部53的其他构成例)

图2示出线路和参数确定部53的其他构成例。

在图2中，线路和参数确定部53使得图1的基本结构中的线路选择优化和非许可频带参数优化的顺序相反，非许可频带参数临时确定部532配置在UE线路临时确定部531的前级。图4示出由非许可频带参数临时确定部532进行的参数临时确定以及由UE线路临时确定部531进行的线路临时确定后的处理过程。

在图4中，作为非许可频带的参数优化，将发送功率、接收灵敏度阈值、频率、带宽临时确定为参数(S21)。接着，作为线路选择优化，临时确定使用许可频带的UE(S22)，判定在许可频率和非许可频带中是否不存在不满足要求质量的流(S23)。对于临时确定的UE，当在许可频带和非许可频带中不存在不满足要求质量的流的情况下(S23：是)，记录许可频带和非许可频带的合计的系统容量(S24)。并且，对全部UE组合反复进行从步骤S22开始的处理(S25)，并对全部参数的组合反复进行从步骤S21开始的处理(S26)，确定使用系统容量成为最大的许可频带的UE和非许可频带的参数(S27)。

(许可频带质量估计部533的用于通信质量估计的构成例)

关于管理服务器50的线路和参数确定部53的许可频带质量估计部533中的用于通信质量估计的构成例，示出以下两个例子。

图5示出许可频带质量估计部533中的用于通信质量估计的构成例1。在此，示出从BS 20收集信息例子。

在图5中，AP 10、BS 20、STA 30、UE 40、管理服务器50与图1所示基本结构相同。在这里，在许可频带的通信中，由BS 20的UE和无线资源管理部22或基站管理装置对分配给UE40的无线资源进行管理。因此，管理服务器50的UE和无线资源管理信息接收部54与BS 20的UE和无线资源管理部22或基站管理装置进行通信，获取UE 40的信息和与无线资源管理相关的信息，由此估计各UE的使用了许可频带时的通信质量，并通知给许可频带质量估计部533。

图6示出许可频带质量估计部533的用于通信质量估计的构成例2。这里，示出从UE40收集许可频带信息例子。

在图6中，AP 10、BS 20、STA 30、UE 40、管理服务器50与图1所示基本结构相同。这里，UE 40的许可频带信息掌握与通知部44获取自身正在连接中或能够连接的BS 20的信息、以及与BS 20之间的电波质量相关的信息。因此，管理服务器50的UE许可频带信息接收部55经由AP10或BS 20收集这些信息来估计通信质量，并通知给许可频带质量估计部533。

然而，许可频带由于因台站设计而确定其设置的点、以及不存在管理外的干扰源或者是分别进行管理的点，与非许可频带相比，容易掌握通信质量，也能够设想不会发生隐藏终端问题和暴露终端问题。另外，在使用高无线频率的许可频带中的通信有可能因遮挡物等引起的电波衰减的影响而不稳定，但作为许可频带的通信服务，考虑与另外使用低频率的稳定的许可频带一起运用，因此假定通信质量稳定。并且，在许可频带中，由于分配给UE的无线资源被管理，因此能够忽略各UE中的电波强度给周边的其他UE带来的通信质量的变化。因此，许可频带通信质量能够以掌握许可频带基站及UE的能力(capability)、掌握基站中的连接UE数量及其流、以及掌握各UE中的与基站间的电波强度来代替。

另一方面，在管理服务器中，由于无法考虑管理服务器中不存在信息的UE在许可频带中的通信，所以在非许可频带的服务区内存在在管理服务器中不存在信息的UE的情况下、或许可频带与非许可频带的服务区不一致、在非许可频带的服务区外且许可频带的服务区内存在UE的情况下，连接的UE的数量及其流的信息不足。在这些情况下，预先针对在管理服务器中存在信息的UE的数量，统计地掌握存在于非许可频带的服务区内但在管理服务器中不存在信息的UE的数量、存在于非许可频带的服务区外且许可频带的服务区内的UE的数量，并求出其占比。并且，也可以根据当前在管理服务器中存在信息的许可频带UE的信息，估计不存在信息的许可频带UE数量及其流。另外，也可以是通过来自许可频带基站或基站管理装置信息收集来仅补充不足的信息的方法。

另外，在管理服务器中，为了简化对管理服务器中不存在信息的UE、许可频带和非许可频带的服务区的不一致相关的管理，对在管理服务器中存在信息的UE，能够预先确定在许可频带中可容许的流数、流的通信容量。然后，在该范围内进行UE线路选择，许可频带质量估计部533中的通信质量估计也可以基于该可容许的流数或流的通信容量的信息来实施。

此外，在UE线路选择中，从在UE中能够选择的线路的列表中进行选择。关于非许可频带参数，从AP/STA/UE收集与AP/STA/UE的非许可频带的能力相关的信息并进行判断。关于非许可频带质量估计，收集使用非许可频带的各STA/UE的流的信息、AP中的周边AP的列表和与该AP之间的电波强度、STA/UE中的与连接AP之间的电波强度、STA/UE中的周边AP的列表和与该AP之间的电波强度的信息来实施质量估计。但是，这些只是一个例子，也可以用统计信息或其他信息代替，以及追加提高估计精度的信息。

另外，在本发明中，由于AP以能够被管理服务器管理为前提，因此假定能够收集与AP的非许可频带相关的信息、与其连接的STA/UE的能力相关的信息。另外，对于STA/UE，也假定通过AP的周边AP的列表和与该AP之间的电波强度的信息获取指示，能够获取与STA/UE的非许可频带相关的信息，由于以UE能够由管理服务器管理为前提，因此也能够根据来自管理服务器的指示来获取。

另外，如果使用以下所示的例子的方法，则能够减少优化中的组合数，能够缩短计算时间

(UE线路临时确定的限缩例)

在此，示出使用所连接AP与相应UE间的电波强度的信息的情况。

概率上来说，AP和UE之间的传输速率可以随着其间的电波强度变高而变高，难以发生隐藏终端问题/暴露终端问题。另一方面，如果使AP和UE之间的电波强度低的UE使用许可频带，则如图14和图15所示，能够期待通信容量增大的概率高，并且能够满足流的要求质量的概率也高。

因此，通过基于UE中的来自AP的电波强度、或者AP中的来自UE的电波强度，选择使用非许可频带和许可频带中的哪一个，能够限缩UE线路临时确定的组合。

图7示出UE线路临时确定的限缩过程例1。

在图7中，管理服务器50的UE线路临时确定部531获取要连接的AP与UE之间的电波强度的信息(S31)，将电波强度的阈值设为α(dBm)(S32)，将小于α的UE临时确定为使用许可频带(S33)，根据该阈值α进行选择了使用许可频带的流的通信质量估计(S34)。改变进行线路选择的电波强度的阈值α来进行系统容量的计算，在不存在不满足要求质量的流的条件(不超过通信容量的上限)下，以系统容量最大的阈值来确定进行线路选择的电波强度的阈值(S35、S36、S37)。另外，对于选择了使用非许可频带的流，在由非许可频带质量估计部534进行通信质量估计的同时，由非许可频带参数临时确定部532临时确定优化参数(S38～S42)。在该方法中，在对UE中的来自AP的电波强度设置阈值的情况下，只要将阈值通知给UE，则UE自身也能够判断线路选择。

图8示出UE线路临时确定的限缩过程例2。

在图8中，管理服务器50的UE线路临时确定部531获取要连接的AP与UE之间的电波强度的信息(S31)，从电波强度低的UE的流开始依次临时确定许可频带的使用(S32’～S36’)，进行临时确定了许可频带的使用的流的通信质量估计。非许可频带的质量估计和参数临时确定(S38～S42)与图7的限缩过程例1相同。在这种情况下，在不存在不满足要求质量的流的条件下，以系统容量最大的线路选择的模式来确定。该方法是依次增加使用许可频带的流的方法，因此，例如在许可频带中可容许的流数或流的通信容量的上限确定的情况下，以收敛于该上限的范围为条件，能够预先限缩UE中的流的许可频带的临时确定的范围。

然而，在将电波强度作为阈值使用、或者按照电波强度低的顺序选择的情况下，若实施降低发送功率的控制，则在控制后电波强度下降而低于阈值、或者电波强度的顺序被调换，控制有可能不收敛。另外，作为AP或UE的能力能够设定高发送功率，也存在能够提高UE或AP中的电波强度的情况。在这种情况下，在进行阈值判定或顺序判定时，可以通过以下方法来应对：对由控制变更的部分的发送功率进行校正，进行基于变更前的发送功率的判定。另外，以下应对也没有问题：监视电波强度的信号使用在控制中发送功率没有被变更的信号。作为具体例子，在AP定期发送的信标信号的发送功率没有被变更的情况下，监视该信标信号就没有问题。

图9示出UE线路临时确定的限缩过程例3。

在图9中，获取要连接的AP与UE间的电波强度的信息(S51)，获取UE的周边AP以及要连接的AP的周边AP彼此间的电波强度、要连接的AP及UE的周边AP以及要连接的AP的周边AP的通信量的信息(S52)。这里，在存在要连接的AP和UE之间的电波强度相同的多个UE的情况下，在这些UE中，不一定同样地发生隐藏终端问题/暴露终端问题，或者未必被成为同样的SINR。实际上，根据各个UE中的成为隐藏终端问题/暴露终端问题、与成为SINR降低的原因的无线台站(以下称为原因站)的关系、以及要连接的AP与这些原因站之间的关系，隐藏终端问题/暴露终端问题的发生或SINR变得不同。

然而，不仅AP，STA/UE也可以成为原因站。在这种情况下，通过掌握AP与AP之间、AP与UE之间、STA与UE之间、UE与UE之间的关系，能够估计正确的隐藏终端问题/暴露终端问题的发生或SINR。但是，在从AP向STA/UE方向的下行通信占支配地位的环境、以及STA与UE发送的电波的强度比AP小且来自STA与UE的上行通信由AP管理、即STA与UE按照来自AP的轮询/触发帧而进行上行通信的系统中，即使不掌握STA与UE之间、UE与UE之间的关系，影响也是有限的。因此，能够仅通过AP与AP之间、AP与UE之间的信息来实施优化。另外，对于没有通信量或通信量少的AP，即使是原因站，也由于电波的发送少，因此也可以考虑从周边AP中除外。

这里，在进行频率和带宽的优化的情况下，不局限于频率和带宽的设定，而在不进行优化的情况下，根据频率与带宽的当前设定值进行以下的处理。对于不发生隐藏终端问题和暴露终端问题的位置上的UE、以及不存在成为SINR中的干扰强度I的原因站、或者干扰小而能够忽略的UE，即使使其使用非许可频带也不会在通信质量上产生问题，因此能够忽略由重发或分组丢失引起的无线资源的浪费。因此，对于上述UE，除了仅在许可频带中满足通信质量的流以外，通过将线路选择固定为非许可频带而不选择许可频带，能够预先限缩UE中的流的许可频带的临时确定范围(S53、S54、S55)。

如上所述，在临时确定使用许可频带的UE之后的步骤S56～S63的处理中，除了临时确定发送功率和接收灵敏度阈值作为非许可频带参数的步骤S58以外，与图3所示的处理过程S11～S18相同。

(非许可频带参数临时确定的限缩例)

(1)发送功率和接收灵敏度

存在以下情况：越降低发送功率，对其他无线台站造成的干扰强度I越低，或者在其他无线台站的载波侦听中成为空闲的机会越增加。另外，越提高接收灵敏度阈值，在该无线台站中在载波侦听中成为空闲的机会越增加。另一方面，如果降低发送功率，则由于SINR中的接收电波强度S降低，所以传输速率有可能降低，另外，电波无法到达干扰源，与自身进行通信的通信对象中的干扰强度I有可能增加。另外，如果提高接收灵敏度阈值，则有可能因隐藏终端问题而使与自身进行通信的通信对象中的干扰强度I增加，或者因暴露终端问题而使其他无线台站中的载波侦听中成为空闲的机会显著减少。与此相对，存在以下想法：通过将发送功率降低与提高接收灵敏度阈值相应的量，从而通过降低发送功率来抑制因提高接收灵敏度阈值而引起的对其他无线台站的干扰强度I的增加以及在载波侦听中成为空闲的机会的降低。

另外，作为SINR和传输速率的关系，如图12所示，存在不是线性关系的情况。在这种情况下，相对于接收电波强度S的降低以及干扰强度I的增加，传输速率的降低不是线性的，产生没有降低或者降低比较小的区域。在该区域中，在降低了发送功率的情况下，与伴随S降低的传输速率降低所带来的缺点相比，更大地表现出其他无线台站中的I降低、载波侦听中成为空闲的机会增加这样的优点的可能性更高。因此，由于考虑将优点变大的SINR作为目标，在此基础上，S的降低和I的降低联动，因此，假定成为目标的S(以下，称为目标S)。

图10示出非许可频带参数临时确定的限缩过程例1。

在图10中，在SINR与传输速率的关系不是线性关系的非许可频带的系统中，将针对AP以及STA/UE来说成为目标的S临时确定为参数(S71)，降低或者提高发送功率，以使得相对于非许可频带中的AP以及STA、UE成为目标S(S72)。在此基础上，将接收灵敏度阈值提高或降低相当于降低或提高发送功率的量(S73)，记录许可频带、非许可频带合计的系统容量(S74)。通过在能够采取的目标S的范围内实施该处理(S75)，能够仅限缩为目标S的优化。

(2)频率和带宽

关于带宽，越扩大带宽，通信频带越扩大，但是同时使用相同频率的无线台站数增加，因使用相同频率而发生的隐藏终端问题/暴露终端问题的发生的概率变高。

在受到隐藏终端问题/暴露终端问题影响的是UE的情况下，能够使相应的UE使用许可频带。因此，如果能够使存在于发生隐藏终端问题和暴露终端问题的场所的UE使用许可频带，则能够扩大带宽。

但是，在服务区中存在STA的情况下，由于在STA中无法跟踪由隐藏终端问题/暴露终端问题引起的通信质量的降低，所以存在频带扩大不理想的情况，所以需要考虑服务区中的STA的存在。

因此，如果使用STA的分布、数量的信息，则能够限缩可选择的频率、带宽。

另外，归属的UE及STA越多的AP，各UE及STA能够使用的频带越小。在这种情况下，由于S高，所以SINR高，即使在不发生隐藏终端问题和暴露终端问题的状况下，在非许可频带中产生不能满足要求质量的流的概率也变高。在该状况下，例如在图4的优化计算中，由于在非许可频带中不存在不满足要求质量的流的条件中被遗漏而引起计算资源的浪费、图7～图9的线路选择中的精度的降低、即去除了尽管在非许可频带中是不满足要求质量的流但选择了非许可频带的情况的可能性高。由此，通过从归属的UE以及STA较多的AP开始依次优先地赋予较宽的带宽，能够减少计算资源浪费，提高精度。

图11示出非许可频带参数临时确定的限缩过程例2。

在图11中，获取归属于AP的UE和STA数的信息(S81)，将全部AP的带宽设定为最小值(S82)，从归属的UE与STA数多的AP开始依次扩大带宽(S83)，将频率临时确定为参数(S84)，执行图4所示的线路选择优化处理(S22～S25)。对所有频率的组合实施该处理(S85)，接下来，扩大归属的UE和STA数多的AP的带宽，重复同样的处理(S86)，确定使用系统容量最大的许可频带的UE和非许可频带的参数(S87)。

此外，在图7～图9所示的UE线路临时确定的限缩例、图10～图11所示的非许可频带参数临时确定的限缩例中，在存在能够得到缩放效应的多个无线台站的服务区中，在AP、STA、使用非许可频带的UE的分布、数量类似的状况下，即使STA、UE的详细配置变化，即使用回过去计算出的优化值，也能够获得同样的系统容量提高效果的可能性变高。因此，也可以不进行优化计算，而使用预先准备的、以分布或数量为索引的UE线路选择或非许可频带参数的表来进行设定。

另外，也可以组合各限缩方法，进行优化计算的进一步简化。

符号说明

10 非许可频带的基站(AP)

11 非许可频带通信部

12 非许可频带参数变更部

20 许可频带的基站(BS)

21 许可频带通信部

22 UE和无线资源管理部

30 对应于非许可频带的终端站(STA)

31 非许可频带通信部

40 对应于非许可频带以及许可频带的终端站(UE)

41 非许可频带通信部

42 许可频带通信部

43 线路变更部

44 许可频带信息掌握和通知部

50 管理服务器

51 非许可频带参数指示部

52 UE线路指示部

53 线路和参数确定部

531 UE线路临时确定部

532 非许可频带参数临时确定部

533 许可频带质量估计部

534 非许可频带质量估计部

535 系统容量计算部

536 线路和参数最终确定部

54 UE和无线资源管理信息接收部

55 UE许可频带信息接收部

Claims (12)

1.一种无线通信控制方法，其特征在于，

在无线通信中，包括非许可频带的基站AP、许可频带的基站BS、非许可频带的一个以上的终端站STA、与许可频带和非许可频带对应的一个以上的终端站UE，管理服务器管理非许可频带与许可频带，

所述无线通信控制方法包括以下步骤，

由管理服务器从一个以上的终端站UE中识别使用许可频带的选定的终端站UE；

判定在许可频带中不存在不满足要求质量的流；以及

通过管理服务器，考虑包含一个以上的终端站STA以及一个以上的终端站UE但不包含所述选定的终端站UE的终端站的组合，来优化非许可频带的参数。

2.根据权利要求1所述的无线通信控制方法，其特征在于，

还包括以下步骤：对于所述UE的线路选择，采用所述非许可频带的参数优化后的非许可频带的通信容量和所述许可频带的通信容量的合计变高时的模式，对所述非许可频带的所述AP、所述STA、所述UE设定该线路选择的优化后的所述非许可频带的参数。

3.根据权利要求1所述的无线通信控制方法，其特征在于，

还包括以下步骤：调整发送功率、接收灵敏度阈值、频率、带宽作为所述非许可频带的参数，在所述AP的服务区中，对于不存在所述STA或使用所述非许可频带的所述UE的场所，设定低传输速率以及容许隐藏终端问题和暴露终端问题发生的参数。

4.根据权利要求1所述的无线通信控制方法，其特征在于，

还包括以下步骤：在使用所述许可频带的所述UE的选定中，根据要连接的所述AP与所述UE之间的电波强度的信息、所述UE的周边AP以及要连接的所述AP的周边AP彼此间的电波强度的信息、要连接的所述AP以及所述UE的周边AP以及要连接的所述AP的周边AP中的通信量的信息来确定。

5.一种无线通信系统，其特征在于，包括：

非许可频带的基站AP、许可频带的基站BS、非许可频带的一个以上的终端站STA、与许可频带和非许可频带对应的一个以上的终端站UE、以及管理服务器，所述管理服务器管理非许可频带和许可频带的，

所述管理服务器具有以下单元：

从一个以上的终端站UE中识别使用许可频带的选定的终端站UE；

判定在许可频带中不存在不满足要求质量的流；以及

考虑包含一个以上的终端站STA以及一个以上的终端站UE但不包含所述选定的终端站UE的终端站的组合，来优化非许可频带的参数。

6.根据权利要求5所述的无线通信系统，其特征在于，

还包括以下单元：对于所述UE的线路选择，采用所述非许可频带的参数优化后的非许可频带的通信容量和所述许可频带的通信容量的合计变高时的模式，对所述非许可频带的所述AP、所述STA、所述UE设定该线路选择的优化后的所述非许可频带的参数。

7.根据权利要求5所述的无线通信系统，其特征在于，

还包括以下单元：调整发送功率、接收灵敏度阈值、频率、带宽作为所述非许可频带的参数，在所述AP的服务区中，对于不存在所述STA或使用所述非许可频带的所述UE的场所，设定低传输速率以及容许隐藏终端问题和暴露终端问题发生的参数。

8.根据权利要求5所述的无线通信系统，其特征在于，

还包括以下单元：在使用所述许可频带的所述UE的选定中，根据要连接的所述AP与所述UE之间的电波强度的信息、所述UE的周边AP以及要连接的所述AP的周边AP彼此间的电波强度的信息、要连接的所述AP以及所述UE的周边AP以及要连接的所述AP的周边AP中的通信量的信息来确定。

9.一种管理服务器，用于无线通信系统，其特征在于，

所述无线通信系统包括：非许可频带的基站AP、许可频带的基站BS、非许可频带的一个以上的终端站STA、与许可频带和非许可频带对应的一个以上的终端站UE、以及管理服务器，所述管理服务器管理非许可频带和许可频带，

所述管理服务器具有以下单元：

从一个以上的终端站UE中识别使用许可频带的选定的终端站UE；

判定在许可频带中不存在不满足要求质量的流；以及

考虑包含一个以上的终端站STA以及一个以上的终端站UE但不包含所述选定的终端站UE的终端站的组合，来优化非许可频带的参数。

10.根据权利要求9所述的管理服务器，其特征在于，

还包括以下单元：对于所述UE的线路选择，采用所述非许可频带的参数优化后的非许可频带的通信容量和所述许可频带的通信容量的合计变高时的模式，对所述非许可频带的所述AP、所述STA、所述UE设定该线路选择的优化后的所述非许可频带的参数。

11.根据权利要求9所述的管理服务器，其特征在于，

还包括以下单元：调整发送功率、接收灵敏度阈值、频率、带宽作为所述非许可频带的参数，在所述AP的服务区中，对于不存在所述STA或使用所述非许可频带的所述UE的场所，设定低传输速率以及容许隐藏终端问题和暴露终端问题发生的参数。

12.根据权利要求9所述的管理服务器，其特征在于，

还包括以下单元：在使用所述许可频带的所述UE的选定中，根据要连接的所述AP与所述UE之间的电波强度的信息、所述UE的周边AP以及要连接的所述AP的周边AP彼此间的电波强度的信息、要连接的所述AP以及所述UE的周边AP以及要连接的所述AP的周边AP中的通信量的信息来确定。