JP4902394B2 - 無線装置及び無線リンク選択方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線装置及び無線リンク選択方法に関する。

近年、一つの無線局が複数の無線通信メディアを利用して通信を行うコグニティブ無線通信と呼ばれる技術が検討されている。非特許文献１には、別々の場所に設置された複数の無線通信メディア（例えば、セルラーシステムと、無線ローカルエリアネットワーク（無線ＬＡＮ）システム）に接続して通信を行う場合に、モバイルＩＰ（Internet Protocol）を用いることによりシームレスなメディア切り替えを行う技術が記載されている。非特許文献２には、複数の無線通信メディア（例えば、セルラーシステムと無線ＬＡＮシステム）に接続して通信を行うＩＴＳ（Intelligent Transport System）車両にモバイルルータを搭載した場合のＩＰ層での無線通信メディア切り替えを行う技術が記載されている。非特許文献３には、複数の物理回線を集約して一つの論理回線として提供するリンクアグリゲーションについて記載されている。
齊藤，他，"異種無線通信メディア間切替ソフトの開発"，Ｂ−５−２８９，電子情報通信学会総合大会，２００３ 磯村，他，"通信メディアの切替え可能な車載用モバイルルータの実装"，Ｂ−７−１０３，電子情報通信学会総合大会，２００３ IEEE802.3ad Standard(IEEE Computer Society LAN MAN Standards Committee).Aggregation of Multiple Link Segments,2000.

しかしながら、コグニティブ無線通信において、複数の無線通信メディアの中から、無線局間の利用公平性を確保しつつ安定した通信品質を得ることのできる無線通信メディアを選択する技術が一つの課題となっている。例えば、無線ＬＡＮシステムにおいて、アクセスポイントの無線局（アクセスポイント局）と端末局がコグニティブ無線通信を行うとすると、アクセスポイント局が複数の端末局と接続する（インフラストラクチャーモード）場合、端末局はアクセスポイント局間でどの無線通信メディアを利用すばよいのかを適切に判断することができない。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、複数の無線通信メディアの中から、無線局間の利用公平性を確保しつつ安定した通信品質を得るために適切な無線通信メディアを選択し利用することのできる無線装置及び無線リンク選択方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る無線装置は、複数の無線通信メディアを利用し、複数の無線局との間で無線リンクを確立する無線装置において、無線通信メディア毎に通信を監視する無線通信メディア監視手段と、前記無線通信メディア監視手段の監視結果から、無線通信メディア毎に、無線局の多重度を算出する多重度算出手段と、前記無線通信メディア監視手段の監視結果から、無線通信メディア毎に、無線リンク使用率を算出する無線リンク使用率算出手段と、前記多重度算出手段で算出された無線通信メディア毎の無線局の多重度と、前記無線リンク使用率算出手段で算出された無線通信メディア毎の無線リンク使用率とに基づいて、通信相手の無線局毎に、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する無線リンク決定手段と、前記無線通信メディア毎に、前記多重度算出手段で算出された無線局の多重度を報知する多重度報知手段とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線装置は、複数の無線通信メディアを利用し、一つの無線局との間で無線リンクを確立する無線装置において、無線通信メディア毎に通信を監視する無線通信メディア監視手段と、前記無線通信メディア監視手段の監視結果から、無線通信メディア毎に、無線リンク使用率を算出する無線リンク使用率算出手段と、前記無線通信メディア毎に、報知された無線局の多重度を取得する多重度取得手段と、前記多重度取得手段で取得された無線通信メディア毎の無線局の多重度と、前記無線リンク使用率算出手段で算出された無線通信メディア毎の無線リンク使用率とに基づいて、通信相手の無線局毎に、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する無線リンク決定手段とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線装置においては、前記無線局の多重度は、チャネル使用率が最小である無線チャネルを利用して報知されることを特徴とする。

本発明に係る無線装置においては、無線通信メディアにおけるデータリンク層の上位に設けられ、ＩＰパケット又はデータリンク層パケットの単位で使用する無線通信メディアを、前記無線リンク選択制御装置の決定に従って選択するデータリンク層パケットスイッチ手段を備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線リンク選択方法は、複数の無線通信メディアを利用し、複数の無線局との間で無線リンクを確立するときの無線リンク選択方法であって、無線通信メディア毎に通信を監視する過程と、前記監視結果から、無線通信メディア毎に、無線局の多重度を算出する過程と、前記監視結果から、無線通信メディア毎に無線リンク使用率を算出する過程と、前記算出された無線通信メディア毎の無線局の多重度と、前記算出された無線通信メディア毎の無線リンク使用率とに基づいて、通信相手の無線局毎に、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する過程と、前記無線通信メディア毎に、前記算出された無線局の多重度を報知する過程とを含むことを特徴とする。

本発明に係る無線リンク選択方法は、複数の無線通信メディアを利用し、一つの無線局との間で無線リンクを確立するときの無線リンク選択方法であって、無線通信メディア毎に通信を監視する過程と、前記監視結果から、無線通信メディア毎に、無線リンク使用率を算出する過程と、前記無線通信メディア毎に、報知された無線局の多重度を取得する過程と、前記取得された無線通信メディア毎の無線局の多重度と、前記算出された無線通信メディア毎の無線リンク使用率とに基づいて、通信相手の無線局毎に、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する過程とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、複数の無線通信メディアの中から、無線局間の利用公平性を確保しつつ安定した通信品質を得るために適切な無線通信メディアを選択し利用することが可能になる。さらに、インフラストラクチャーモードにおいて、端末局はアクセスポイント局間でどの無線通信メディアを利用すばよいのかを適切に判断することができるようになる。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線装置１の構成を示すブロック図である。本実施形態において無線装置１は、無線ＬＡＮシステムのアクセスポイント（ＡＰ）局と端末局の両方の機能を併せ持つ。また、ＡＰ局は複数の端末局と接続するもの（インフラストラクチャーモード）である。インフラストラクチャーモードにおいては、ＡＰ局は複数の端末局との間で無線リンクを確立することができる。端末局は一つのＡＰ局との間で無線リンクを確立する。

図１において、無線装置１は、複数の無線通信メディアの無線モジュール１１Ａ，１１Ｂと、パケットスイッチ１２と、ＩＰ（Internet Protocol）層部１３と、制御部１４とを備える。無線モジュール１１Ａは、無線装置１がＡＰ局として無線通信するときに使用される。無線モジュール１１Ｂは、無線装置１が端末局として無線通信するときに使用される。なお、以下の説明において、ＡＰ局用か端末局用かを特に区別しないときは「無線モジュール１１」と称する。

各無線モジュール１１は、それぞれの無線通信メディアに対応した物理（ＰＨＹ）層及びデータリンク層の機能を有する。データリンク層の機能としては、例えば、ＭＡＣ（Medium Access Control）やＬＬＣ（Logical Link Control）などが挙げられる。無線モジュール１１は、パケットスイッチ１２との間で、データリンク層パケットを送受する。また、無線モジュール１１は、データリンク層パケットの無線送信及び無線受信を行う。また、無線モジュール１１としては、同じ無線通信メディアであっても、それぞれ異なる周波数チャネルのものを備えるようにしてもよい。

パケットスイッチ１２は、データリンク層パケットのスイッチング機能を有する。パケットスイッチ１２は、無線モジュール１１の各々に対応して設けられるバッファを有し、無線モジュール１１との間で送受されるデータリンク層パケットのバッファリングを行う。また、パケットスイッチ１２は、データリンク層パケットとＩＰパケットの相互変換を行う変換機能を有する。パケットスイッチ１２は、ＩＰ層部１３との間で、ＩＰパケットを送受する。

制御部１４は、パケットスイッチ１２を制御する。具体的には、ＩＰパケット単位で、どの無線モジュール１１の無線リンクを利用するのかを決定し、パケットスイッチ１２に指示する。

パケットスイッチ１２は、ＩＰ層部１３から受け取ったＩＰパケットを変換機能によりデータリンク層パケットに変換し、該データリンク層パケットを制御部１４から指定された無線モジュール１１に出力する。また、パケットスイッチ１２は、各無線モジュール１１から受け取ったデータリンク層パケットを変換機能によりＩＰパケットに変換し、該ＩＰパケットをＩＰ層部１３に出力する。

無線モジュール１１は、送信時には、パケットスイッチ１２から受け取ったデータリンク層パケットを自己の無線通信メディアの固有フォーマットに変換し、無線送信する。また、受信時には、無線受信した固有フォーマットのデータリンク層パケットを共通フォーマットのデータリンク層パケットに変換し、パケットスイッチ１２に出力する。

ＩＰ層部１３は、入出力するＩＰパケットの情報を制御部１４に通知する。その通知するＩＰパケット情報としては、例えば、アドレス情報（宛先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）ポートアドレス等）、コネクション種別（単一コネクション、複数コネクション）、ＩＰフローに対する通信品質の要求（伝送速度、ＱｏＳ等）などが挙げられる。

制御部１４は、ＩＰ層部１３から通知されるアドレス情報に基づき、ＩＰフローを識別し、通信相手の無線局を判断する。そして、通信相手の無線局との間で利用可能な無線通信メディアの無線モジュール１１の中から、どの無線通信メディアの無線モジュール１１を使用するのかを、ＩＰパケット単位で、選択する。この選択結果はパケットスイッチ１２に指示される。

図２は、本実施形態に係るコグニティブ無線通信システムの例を示す概略図である。
図２において、各無線装置（Ｓ１，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５）は、３種類の無線通信メディアの無線モジュール１１を備え、各無線通信メディアに対応している。その３種類の無線通信メディアの例として、本実施形態では、IEEE（Institute of Electrical and Electronic Engineers）の無線アクセス方式の標準規格「IEEE802.16e」と、無線ＬＡＮの標準規格「IEEE802.11g」，「IEEE802.11j」を挙げて説明する。各無線装置（Ｓ１，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）は、IEEE802.16eの無線モジュールとIEEE802.11gの無線モジュールとIEEE802.11jの無線モジュールを有する。

無線装置（Ｓ１）はＡＰ局と端末局の両方の機能を有する。無線装置（Ｓ１）は図１の無線装置１に対応する。無線装置（Ｓ１）は、ＡＰ局用と端末局用にそれぞれ、IEEE802.16eの無線モジュールとIEEE802.11gの無線モジュールとIEEE802.11jの無線モジュールを有する。無線装置（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）は端末局（ＳＴＡ）の機能を有する。無線装置（Ｄ５）はＡＰ局の機能を有する。

無線装置（Ｓ１）のＡＰ局用のIEEE802.16eの無線モジュールは、３つの無線装置（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）との間で、それぞれ無線リンクを確立している。無線装置（Ｓ１）のＡＰ局用のIEEE802.11gの無線モジュールは、２つの無線装置（Ｄ１，Ｄ２）との間で、それぞれ無線リンクを確立している。無線装置（Ｓ１）のＡＰ局用のIEEE802.11jの無線モジュールは、１つの無線装置（Ｄ１）との間で無線リンクを確立している。

無線装置（Ｓ１）の端末局用のIEEE802.16eの無線モジュールは、１つの無線装置（Ｄ５）との間で無線リンクを確立している。無線装置（Ｓ１）の端末局用のIEEE802.11g及びIEEE802.11jの各無線モジュールは、いずれも無線リンクを確立していない。無線装置（Ｄ５）のIEEE802.16eの無線モジュールは、２つの無線装置（Ｓ１，Ｄ４）との間で、それぞれ無線リンクを確立している。無線装置（Ｄ５）のIEEE802.11gの無線モジュールは、１つの無線装置（Ｄ４）との間で無線リンクを確立している。

図２の例において、ＡＰ局（Ｓ１，Ｄ５）は、自己の無線モジュールを監視することにより、無線モジュールの多重度を知ることができる。
無線モジュールの多重度とは、無線モジュールが無線リンクを確立している場合に、当該無線モジュール、又は、当該無線モジュールとの間で無線リンクを確立している相手の無線モジュール、のいずれか一つの無線モジュールが無線リンクを確立している相手の無線局の数のうち、最大の無線局数である。本実施形態において無線モジュールの多重度は、無線通信メディアについての無線局の多重度に対応する。

ＡＰ局は複数の端末局と接続するが、端末局は一つのＡＰ局としか接続しない。従って、無線モジュールの多重度は、ＡＰ局の無線モジュールが無線リンクを確立している相手の端末局の数に等しい。例えば、ＡＰ局（Ｓ１）は、自己のIEEE802.16eの無線モジュールを監視することにより、該IEEE802.16eの無線モジュールが３つの端末局（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）と無線リンクを確立していることを知ることができる。このとき、ＡＰ局（Ｓ１）のIEEE802.16eの無線モジュール又は無線リンク確立相手（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）のIEEE802.16eの無線モジュールのいずれかが無線リンクを確立している相手の無線局の数のうち、最大の無線局数は、ＡＰ局（Ｓ１）のIEEE802.16eの無線モジュールが無線リンクを確立している相手の無線局の数「３」である。一方、端末局（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）は、自己の無線モジュールを監視しても、ＡＰ局が無線リンクを確立している自己以外の他の端末局の数を知ることができないので、無線モジュールの多重度を知ることはできない。

図３は、図１に示す制御部１４の構成を示すブロック図である。図３には、制御部１４の構成のうち、本発明に係る特徴的な部分を示している。制御部１４は、ＡＰ局の機能を実現するための制御を行うＡＰ局対応部１４Ａと、端末局の機能を実現するための制御を行う端末局対応部１４Ｂを有する。図４は、図３に示すＡＰ局対応部１４Ａの構成を示すブロック図である。図５は、図３に示す端末局対応部１４Ｂの構成を示すブロック図である。

まず、図４を参照して、ＡＰ局対応部１４Ａを説明する。
図４において、無線通信メディア監視部２１Ａは、ＡＰ局用の無線モジュール１１Ａ毎に、通信を監視する。多重度テーブル生成部２２Ａは、無線通信メディア監視部２１Ａの監視結果から、無線モジュール１１Ａ毎の多重度を算出する。その多重度の算出結果は、多重度テーブル２３Ａに格納される。無線リンク使用率測定部２４ＡＡは、無線通信メディア監視部２１Ａの監視結果から、各無線通信メディアの無線リンク毎の使用率を測定する。無線リンク決定部２５Ａは、無線リンク使用率測定部２４Ａで測定された各無線リンクの使用率と、多重度テーブル２３Ａとに基づいて、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する。ビーコン情報送信部２６は、ビーコンフレームに格納する無線モジュールの多重度を各無線モジュール１１Ａに送信する。

無線通信メディア監視部２１Ａは、無線モジュール１１Ａ毎に、どの端末局との間で無線リンクが確立されているのか（無線リンク接続情報）を記録する。このとき、無線リンク確立相手の端末局がアクティブ状態（直ぐに通信可能な状態）にあるか否かについても記録するようにしてもよい。

また、無線通信メディア監視部２１Ａは、無線通信メディア別に、一定期間毎の無線リンクの実使用時間を記録する。ここで、一無線通信メディアに関し、複数の無線リンクが確立されている場合には、無線リンク別に実使用時間を記録する。同じ無線通信メディアの無線モジュール１１Ａが一つしかなければ、当該無線モジュール１１Ａのみを当該無線通信メディアの記録対象とする。同じ無線通信メディアの無線モジュール１１Ａが複数あれば、それら全ての無線モジュール１１Ａを当該無線通信メディアの記録対象とする。無線リンクの実使用時間とは、無線リンクが実際にパケット伝送に使用された時間をいう。

多重度テーブル生成部２２Ａは、無線通信メディア監視部２１Ａで記録された無線リンク接続情報に基づいて、多重度テーブル２３Ａを生成する。多重度テーブル生成部２２Ａは、無線モジュール１１Ａ毎に、無線リンク接続情報中の無線リンク確立相手の端末局を検出する。もしくは、無線モジュール１１Ａ毎に、無線リンク接続情報中の無線リンク確立相手のアクティブ状態にある端末局のみを検出するようにしてもよい。多重度テーブル生成部２２Ａは、無線モジュール１１Ａ毎に、その検出された端末局の数を計算し、その計算結果を各無線モジュールの多重度として多重度テーブル２３Ａに書き込む。多重度テーブル生成部２２Ａは、多重度テーブル２３Ａにおいて、一つの無線モジュールに関し、無線リンクが確立されている全ての端末局の欄に当該無線モジュールの多重度を書き込む。

図６には、図２の例に対応する、ＡＰ局（Ｓ１）の多重度テーブル２３Ａが示されている。IEEE802.16eの無線モジュールに関しては、端末局（Ｄ１）、端末局（Ｄ２）及び端末局（Ｄ３）の３つの端末局の間で、無線リンクを確立している。従って、多重度テーブル２３Ａにおいて、IEEE802.16eの無線モジュールと各端末局（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）の欄には、全て多重度「３」が書き込まれる。IEEE802.11gの無線モジュールに関しては、端末局（Ｄ１）及び端末局（Ｄ２）の２つの端末局の間で、無線リンクを確立している。従って、多重度テーブル２３Ａにおいて、IEEE802.11gの無線モジュールと各端末局（Ｄ１，Ｄ２）の欄には、全て多重度「２」が書き込まれる。IEEE802.11jの無線モジュールに関しては、端末局（Ｄ１）のみの１つの端末局の間で、無線リンクを確立している。従って、多重度テーブル２３Ａにおいて、IEEE802.11jの無線モジュールと端末局（Ｄ１）の欄には、多重度「１」が書き込まれる。

無線リンク使用率測定部２４Ａは、無線通信メディア監視部２１Ａで無線通信メディア別に記録された、一定期間毎の各無線リンクの実使用時間に基づいて、各無線通信メディアの無線リンク毎の使用率を算出する。無線リンクの使用率は、単位時間当たりの実使用時間である。

無線リンク決定部２５Ａは、無線リンク使用率測定部２４Ａで測定された各無線リンクの使用率と、多重度テーブル２３Ａとに基づいて、端末局毎に無線リンクの評価値を算出する。そして、その評価値に基づいて、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する。

無線局毎の無線リンクの評価値は以下に示される。
無線局Ｘに関する無線モジュールＹの無線リンクＺの評価値Ｘ_Ｙ_Ｚは、次式で表される。この評価値は無線リンクの負荷を表す。
評価値Ｘ_Ｙ_Ｚ＝（無線リンクＺの使用率）×（無線モジュールＹの多重度）

無線リンク決定部２５Ａは、ある端末局に関し、最小の評価値が得られる無線モジュール１１Ａとその無線リンクを、使用する無線モジュール及び無線リンクとして決定する。

制御部１４は、無線リンク決定部２５Ａによる決定内容（通信相手の端末局との間で、どの無線モジュール１１Ａ及び無線リンクを使用するのかの情報）に従って、ＩＰパケット単位で、使用する無線モジュール１１Ａを選択する。そして、その選択結果をパケットスイッチ１２に指示する。

ビーコン情報送信部２６は、多重度テーブル２３Ａに基づいて、無線モジュールの多重度を各無線モジュール１１Ａに送信する。ビーコン情報送信部２６は、多重度テーブル２３Ａから、各無線モジュール１１Ａの多重度を読み出す。図６の例では、例えばIEEE802.16eの無線モジュールの多重度は「３」である。ビーコン情報送信部２６は、多重度テーブル２３Ａから読み出した無線モジュールの多重度を各無線モジュール１１Ａに送信する。無線モジュール１１Ａは、ビーコン情報送信部２６から受信した無線モジュールの多重度をビーコンフレーム内の所定位置に格納する。図７には本実施形態に係るビーコンフレーム４０の構成例が示されている。図７の例では、ビーコンフレーム４０の最後尾のＦＣＳ（Frame Check Sequence）の直前の位置に、無線モジュールの多重度を格納している。ビーコンフレーム４０は、定期的に、ブロードキャスト形式で無線送信される。端末局は、ビーコンフレーム４０を受信することにより、無線モジュールの多重度を取得することができる。

次に、図５を参照して、端末局対応部１４Ｂを説明する。
図５において、無線通信メディア監視部２１Ｂは、端末局用の無線モジュール１１Ｂ毎に、通信を監視する。無線通信メディア監視部２１Ｂが監視するのは、無線リンクの実使用時間のみである。無線通信メディア監視部２１Ｂは、無線通信メディア別に、一定期間毎の無線リンクの実使用時間を記録する。この記録方法は、無線通信メディア監視部２１Ａと同様である。

無線リンク使用率測定部２４Ｂは、無線通信メディア監視部２１Ｂで無線通信メディア別に記録された、一定期間毎の各無線リンクの実使用時間に基づいて、各無線通信メディアの無線リンク毎の使用率を算出する。

ビーコン情報受信部３１は、各無線モジュール１１Ｂから、無線モジュール１１Ｂで受信されたビーコンフレーム中の無線モジュールの多重度を受け取る。

多重度テーブル生成部２２Ｂは、ビーコン情報受信部３１が受け取った無線モジュールの多重度に基づいて、多重度テーブル２３Ｂを生成する。多重度テーブル生成部２２Ｂは、無線モジュール１１Ｂ毎に、無線モジュールの多重度を多重度テーブル２３Ｂに書き込む。

図８には、図２の例に対応する、端末局（Ｄ２）の多重度テーブル２３Ｂが示されている。端末局（Ｄ２）の多重度テーブル２３Ｂは、ＡＰ局（Ｓ１）から受信したビーコンフレーム中の無線モジュールの多重度に基づいて生成されることから、ＡＰ局（Ｓ１）の多重度テーブル２３Ａと共通化される。図８において、IEEE802.16eの無線モジュールの多重度は「３」であり、IEEE802.11gの無線モジュールの多重度は「２」である。これは、図６の多重度テーブル２３Ａと共通化されている。なお、図２の例で端末局（Ｄ２）は、IEEE802.11jの無線モジュールの無線リンクをＡＰ局（Ｓ１）間で確立していないので、IEEE802.11jのビーコンフレームを受信しない。このため、IEEE802.11jの無線モジュールの多重度は取得できないので、図８の多重度テーブル２３Ｂ中のIEEE802.11jの無線モジュールの欄は空欄（情報なし）となっている。

無線リンク決定部２５Ｂは、無線リンク使用率測定部２４Ｂで測定された各無線リンクの使用率と、多重度テーブル２３Ｂとに基づいて、ＡＰ局間の無線リンクの評価値を算出する。そして、その評価値に基づいて、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する。この決定方法および無線リンクの評価値は、無線リンク決定部２５Ａと同様である。

無線リンク決定部２５Ｂは、最小の評価値が得られる無線モジュール１１Ｂとその無線リンクを、ＡＰ局間で使用する無線モジュール及び無線リンクとして決定する。

制御部１４は、無線リンク決定部２５Ｂによる決定内容（通信相手のＡＰ局との間で、どの無線モジュール１１Ｂ及び無線リンクを使用するのかの情報）に従って、ＩＰパケット単位で、使用する無線モジュール１１Ｂを選択する。そして、その選択結果をパケットスイッチ１２に指示する。

上述したように本実施形態によれば、無線通信メディアにおけるデータリンク層（ＭＡＣ、ＬＬＣ等）の上位に、ＩＰパケットの単位で使用する無線通信メディアを選択するデータリンク層パケットスイッチを設ける。さらに、無線リンクの使用率と無線モジュールの多重度からなる評価値（無線リンクの負荷）に基づき、最小の評価値が得られる無線モジュール及び無線リンクを使用する。これにより、低負荷の無線リンクが優先的に使用されるので、各無線局に対して公平に無線リンクを利用させながら、通信品質の安定化を図ることが可能になる。

また、ＡＰ局が自局で検出した無線モジュールの多重度をビーコンフレームに格納してブロードキャスト形式で送信するようにしたので、端末局は、受信したビーコンフレームから、自局では知り得ない無線モジュールの多重度を知ることができる。これにより、インフラストラクチャーモードにおいて、端末局はＡＰ局間でどの無線通信メディアを利用すばよいのかを適切に判断することができるようになる。

なお、無線モジュールの多重度は、チャネル使用率が最小である無線チャネルのビーコンフレームで送信することが好ましい。この理由は、チャネル使用率が最小である無線チャネルを利用することにより、端末局でビーコンフレームが正常受信され、端末局に無線モジュールの多重度が確実に伝達される可能性が高くなるからである。

なお、端末局は、自局以外の他の端末局が実際にパケット伝送に使用した時間のみを無線リンクの実使用時間に含めるようにしてもよい。言い換えれば、端末局は、自局の通信に関連したパケットに係る時間は除外して無線リンクの実使用時間を記録するようにしてもよい。端末局の無線モジュール１１Ｂは、自局の通信に関連したパケットも、それ以外の他のパケットも受信する。従って、端末局は、無線リンクの総実使用時間から自局の通信に関連したパケットに係る時間を差し引いた時間を無線リンクの実使用時間としてもよい。自局の通信に関連したパケットには、通信パケット及び該通信パケットにかかわる制御パケットを含む。例えば、IEEE802.11関連規格では、４種類のパケット（ＲＴＳ，ＣＴＳ，ＤＡＴＡ，ＡＣＫ）を用いた一連の手順で、通信パケットであるＤＡＴＡパケットの送達が行われる。ＤＡＴＡパケット以外の他のパケット（ＲＴＳ，ＣＴＳ，ＡＣＫ）は、ＤＡＴＡパケット送達用の制御パケットである。従って、自局の通信に関連した、それら４種類のパケット（ＲＴＳ，ＣＴＳ，ＤＡＴＡ，ＡＣＫ）は、無線リンクの実使用時間の対象から除外するようにしてもよい。

また、上述の評価値については変形が可能である。例えば、次式で得られる値を、無線局Ｘに関する無線モジュールＹの無線リンクＺの評価値Ｘ_Ｙ_Ｚとしてもよい。
評価値Ｘ_Ｙ_Ｚ＝（無線リンクＺの未使用率）÷（無線モジュールＹの多重度）
この場合には、最大の評価値が得られる無線モジュールとその無線リンクを、使用する無線モジュール及び無線リンクとして決定する。

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述の実施形態では、無線装置１はＡＰ局と端末局の両方の機能を有するようにしたが、ＡＰ局の機能のみを有する無線装置および端末局の機能のみを有する無線装置に対しても、同様に適用することができる。ＡＰ局の機能のみを有する無線装置の場合には、無線モジュールはＡＰ局用のみを具備すればよく、また、図３においてＡＰ局対応部１４Ａのみを具備すればよく、端末局対応部１４Ｂは不要となる。端末局の機能のみを有する無線装置の場合には、無線モジュールは端末局用のみを具備すればよく、また、図３において端末局対応部１４Ｂのみを具備すればよく、ＡＰ局対応部１４Ａは不要となる。

また、制御部１４は、データリンク層パケットの単位で、使用する無線通信メディアを選択し、パケットスイッチ１２に指示するようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る無線装置１の構成を示すブロック図である。 同実施形態に係るコグニティブ無線通信システムの例を示す概略図である。 図１に示す制御部１４の構成を示すブロック図である。 図３に示すＡＰ局対応部１４Ａの構成を示すブロック図である。 図３に示す端末局対応部１４Ｂの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るＡＰ局の多重度テーブル２３Ａの構成例である。 本発明の一実施形態に係るビーコンフレーム４０の構成例である。 本発明の一実施形態に係る端末局の多重度テーブル２３Ｂの構成例である。

符号の説明

１…無線装置、１１Ａ，１１Ｂ…無線モジュール、１２…パケットスイッチ、１３…ＩＰ層部、１４…制御部、１４Ａ…ＡＰ局対応部、１４Ｂ…端末局対応部１４Ｂ、２１Ａ，２１Ｂ…無線通信メディア監視部、２２Ａ，２２Ｂ…多重度テーブル生成部、２３Ａ，２３Ｂ…多重度テーブル、２４Ａ，２４Ｂ…無線リンク使用率測定部、２５Ａ，２５Ｂ…無線リンク決定部、２６…ビーコン情報送信部、３１…ビーコン情報受信部、４０…ビーコンフレーム

Claims (6)

1. 複数の無線通信メディアを利用し、複数の無線局との間で無線リンクを確立する無線装置において、
   無線通信メディア毎に通信を監視する無線通信メディア監視手段と、
   前記無線通信メディア監視手段の監視結果から、無線通信メディア毎に、無線局の多重度を算出する多重度算出手段と、
   前記無線通信メディア監視手段の監視結果から、無線通信メディア毎に、無線リンク使用率を算出する無線リンク使用率算出手段と、
   前記多重度算出手段で算出された無線通信メディア毎の無線局の多重度と、前記無線リンク使用率算出手段で算出された無線通信メディア毎の無線リンク使用率とに基づいて、通信相手の無線局毎に、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する無線リンク決定手段と、
   前記無線通信メディア毎に、前記多重度算出手段で算出された無線局の多重度を報知する多重度報知手段と、
   を備えたことを特徴とする無線装置。
2. 複数の無線通信メディアを利用し、一つの無線局との間で無線リンクを確立する無線装置において、
   無線通信メディア毎に通信を監視する無線通信メディア監視手段と、
   前記無線通信メディア監視手段の監視結果から、無線通信メディア毎に、無線リンク使用率を算出する無線リンク使用率算出手段と、
   前記無線通信メディア毎に、報知された無線局の多重度を取得する多重度取得手段と、
   前記多重度取得手段で取得された無線通信メディア毎の無線局の多重度と、前記無線リンク使用率算出手段で算出された無線通信メディア毎の無線リンク使用率とに基づいて、通信相手の無線局毎に、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する無線リンク決定手段と、
   を備えたことを特徴とする無線装置。
3. 前記無線局の多重度は、チャネル使用率が最小である無線チャネルを利用して報知されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線装置。
4. 無線通信メディアにおけるデータリンク層の上位に設けられ、ＩＰパケット又はデータリンク層パケットの単位で使用する無線通信メディアを、前記無線リンク選択制御装置の決定に従って選択するデータリンク層パケットスイッチ手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線装置。
5. 複数の無線通信メディアを利用し、複数の無線局との間で無線リンクを確立するときの無線リンク選択方法であって、
   無線通信メディア毎に通信を監視する過程と、
   前記監視結果から、無線通信メディア毎に、無線局の多重度を算出する過程と、
   前記監視結果から、無線通信メディア毎に無線リンク使用率を算出する過程と、
   前記算出された無線通信メディア毎の無線局の多重度と、前記算出された無線通信メディア毎の無線リンク使用率とに基づいて、通信相手の無線局毎に、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する過程と、
   前記無線通信メディア毎に、前記算出された無線局の多重度を報知する過程と、
   を含むことを特徴とする無線リンク選択方法。
6. 複数の無線通信メディアを利用し、一つの無線局との間で無線リンクを確立するときの無線リンク選択方法であって、
   無線通信メディア毎に通信を監視する過程と、
   前記監視結果から、無線通信メディア毎に、無線リンク使用率を算出する過程と、
   前記無線通信メディア毎に、報知された無線局の多重度を取得する過程と、
   前記取得された無線通信メディア毎の無線局の多重度と、前記算出された無線通信メディア毎の無線リンク使用率とに基づいて、通信相手の無線局毎に、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する過程と、
   を含むことを特徴とする無線リンク選択方法。

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