無線通信装置、無線モジュール切り替え方法および制御プログラム
【課題】異種無線システムの冗長な切り替え動作を回避する。
【解決手段】複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信装置であって、それぞれ異なる通信方式で通信を行なう複数の無線モジュール１４ａ〜１４ｃと、各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、前記算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定する無線環境認識部１５と、選定結果に応じて無線モジュールを切り替えるスイッチ部１３と、を備える。無線環境認識部１５は、過去の伝送レートの瞬時値から伝送レートの予測値を算出し、予測値を伝送レートの平均値で除算することにより、前記評価関数を算出する。
【解決手段】複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信装置であって、それぞれ異なる通信方式で通信を行なう複数の無線モジュール１４ａ〜１４ｃと、各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、前記算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定する無線環境認識部１５と、選定結果に応じて無線モジュールを切り替えるスイッチ部１３と、を備える。無線環境認識部１５は、過去の伝送レートの瞬時値から伝送レートの予測値を算出し、予測値を伝送レートの平均値で除算することにより、前記評価関数を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信装置、無線モジュール切り替え方法および制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１には、ピコセル、マイクロセル、マクロセルなる異なるセルサイズを有する異種無線システムを、コグニティブ基地局、コグニティブ端末を用いて統合する技術が開示されている。これらのコグニティブ基地局、コグニティブ端末は、スイッチ、複数の無線モジュール、無線環境認識部を備えており、無線環境認識部は、無線環境を認識して、その認識結果に基づき、スイッチに対してリンクフレームの分配先である無線モジュールを指示する。リンクフレームは指示された無線モジュールを介して送受信される。
【０００３】
また、特許文献２に開示されている技術は、既存の無線メディアの無線リソース制御方式に修正を加えずに、複数の無線メディアをスイッチにより統合して、ＱｏＳ要求を満たす伝送レートを確保し、セル外周部等の低レートにならざるを得ない通信を避けるように、動的に無線メディアを選択して通信する。
【０００４】
また、非特許文献１に開示されている技術は、一無線メディアのみに対応した一般端末、複数無線メディアに対応したコグニティブ端末、基地局を対象とする。基地局は、複数無線メディアの無線Ｉ／Ｆとパケットをそれらに振り分けるパケットバッファから構成される。非特許文献１では、一般端末、コグニティブ端末間で無線リソースのバランスを保つために、無線Ｉ／Ｆ（ＥＶ−ＤＯ方式）の無線リソース制御方式を提案している。
【０００５】
また、非特許文献２では、携帯電話システムにおいて、複数端末間の公平性と高スループットを両立させるスケジューラが提案されている。端末は、通信可能な伝送速度を測定して基地局へ報告する。基地局は、“瞬時伝送速度÷平均伝送速度”が最大値をとる端末を選択して、パケットを送信する。
【０００６】
また非特許文献３では、無線ＬＡＮを対象として、混雑度の実測値の時系列変化をＡＲモデルで回帰分析することで、近い未来の混雑度を予測する技術を提案している。この技術は、通信品質の未来予測に利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−０８５７５９号公報
【特許文献２】特願２００８−２８３１４６号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】松本謙尚他“コグニティブ無線のための無線下りパケットスケジューリング方式の提案”、電子情報通信学会技術報告 NS2006-102
【非特許文献２】A. Jalali他“Data Throughput of CDMA-HDR a High Efficiency-High Data Rate Personal Communication Wireless System”、Proc. of IEEE VTC2000 Spring
【非特許文献３】“Experimental Verification on the Prediction of the Trend in Radio Resource Availability in Cognitive Radio”, Proc. VTC2007 Fall, pp.1568-1572
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１記載の技術は、複数無線システムの切り替え判断を、基地局主体で行なうものである。この技術は、ネットワーク構成に関するものであり、無線環境認識部がスイッチを制御する具体的な制御方式に触れていない。また、非特許文献１は、異種無線システムを切り替える制御方式を提案している。ただし、各無線システムのスケジューラを改修するアプローチを取っており、既存システムへの影響が生じる問題がある。
【００１０】
また、非特許文献２は、公平性とスループットを両立させるスケジューラ方式を提案するものであるが、その適用先は一無線システムであり、異種無線システム切り替えを対象としていない。また、非特許文献３は、通信品質の変化を、自己回帰分析により数式化することで、近未来の通信品質を予測できることを示している。
【００１１】
特許文献２記載の技術は、低い伝送レートしか得られない無線メディアを積極的に回避して、評価関数（瞬時伝送レート÷平均伝送レート）が高い無線メディアを積極的に選択することを特徴とする。しかし、瞬時値および平均値に基づく選択を行なっているために、その効果が得られない状況が発生する。例えば、切り替え先候補である無線システムＡ、Ｂが存在し、それらの（特許文献２における評価関数）ＦＡ、ＦＢが各々、１００、９０である例を考える。さらに、ＦＡの変化率が−１０／１００ｍｓ毎、ＦＢの変化率が＋１０／１００ｍｓ毎であった場合、瞬時値を用いる特許文献２の無線システム選択では、無線システムＡが選択される。
【００１２】
しかしながら、無線システムＡへ切り替えた１００ｍｓ後に、ＦＢ＞ＦＡと評価関数値の上下関係が逆転するため、無線システムＢへの切り替えが起動される。評価関数の変化の傾向を把握していない為に、２回の切り替えが発生している。この例では、無線システム切り替え回数を、無線システムＢへの１回に削減して、制御負荷を軽減することが可能である。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、異種無線システムの冗長な切り替え動作を回避することができる無線通信装置、無線モジュール切り替え方法および制御プログラム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】
【００１４】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の無線通信装置は、複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信装置であって、それぞれ異なる通信方式で通信を行なう複数の無線モジュールと、前記各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、前記算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定する無線環境認識部と、前記選定結果に応じて無線モジュールを切り替えるスイッチ部と、を備えることを特徴としている。
【００１５】
このように、各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【００１６】
（２）また、本発明の無線通信装置において、前記無線環境認識部は、過去の伝送レートの瞬時値から伝送レートの予測値を算出し、前記予測値を伝送レートの平均値で除算することにより、前記評価関数を算出することを特徴としている。
【００１７】
このように、過去の伝送レートの瞬時値から伝送レートの予測値を算出し、前記予測値を伝送レートの平均値で除算することにより、評価関数を算出するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【００１８】
（３）また、本発明の無線通信装置において、前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの瞬時値を前記予測値で累乗した値を伝送レートの平均値で除算することにより、前記評価関数を算出することを特徴としている。
【００１９】
このように、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの瞬時値を前記予測値で累乗した値を伝送レートの平均値で除算することにより、評価関数を算出するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【００２０】
（４）また、本発明の無線通信装置において、前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの平均値を前記予測値で累乗した値を算出することにより、前記評価関数を算出することを特徴としている。
【００２１】
このように、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの平均値を前記予測値で累乗した値を算出することにより、前記評価関数を算出するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【００２２】
（５）また、本発明の無線通信装置において、前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの瞬時値を伝送レートの平均値で除算した値に前記予測値を乗算することにより、前記評価関数を算出することを特徴としている。
【００２３】
このように、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの瞬時値を伝送レートの平均値で除算した値に前記予測値を乗算することにより、前記評価関数を算出するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【００２４】
（６）また、本発明の無線通信装置において、前記無線環境認識部は、前記評価関数が最大となる無線モジュールを選択することを特徴としている。
【００２５】
このように、評価関数が最大となる無線モジュールを選択するので、瞬時的に伝搬路状況が良い無線モジュールを選択することが可能となる。
【００２６】
（７）また、本発明の無線通信装置において、前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値が、予め定められた閾値以上である無線モジュールを選択することを特徴としている。
【００２７】
このように、伝送レートの平均値が、予め定められた閾値以上である無線モジュールを選択するので、極端に伝搬路状況が悪い無線モジュールを選択候補から除外することができる。これにより、無線モジュールを選択する精度を向上させることが可能となる。
【００２８】
（８）また、本発明の無線通信装置において、前記無線環境認識部は、要求伝送レートを満たす無線モジュールを選択することを特徴としている。
【００２９】
このように、要求伝送レートを満たす無線モジュールを選択するので、一定の伝送レートを確保することが可能となる。
【００３０】
（９）また、本発明の無線モジュール切り替え方法は、複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信システムの無線モジュール切り替え方法であって、無線環境認識部において、それぞれ異なる通信方式で通信を行なう複数の無線モジュールの通信品質情報を取得するステップと、前記取得した通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出するステップと、前記算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定するステップと、スイッチ部において、前記選定結果に応じて無線モジュールを切り替えるステップと、を少なくとも含むことを特徴としている。
【００３１】
このように、各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【００３２】
（１０）また、本発明の制御プログラムは、複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信装置の制御プログラムであって、無線環境認識部において、それぞれ異なる通信方式で通信を行なう複数の無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出する処理と、前記算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定する処理と、スイッチ部において、前記選定結果に応じて無線モジュールを切り替える処理と、の一連の処理を、コンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化したことを特徴としている。
【００３３】
このように、各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す図である。
【図２】基地局の概略構成を示す図である。
【図３】端末の概略構成を示す図である。
【図４】基地局１０と端末１００が対向して接続する様子を示す図である。
【図５】基地局１０から端末１００方向の下り方向送受信（基地局から端末）で用いる無線モジュールを切り替える手順を示すシーケンスチャートである。
【図６】無線環境認識部１０５が無線モジュールを選択する動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す図である。この無線通信システムのネットワークは、マクロセル無線モジュール１４ａによるマクロセル、マイクロセル無線モジュール１４ｂ、ピコセル無線モジュール１４ｃ、（コグニティブ）端末１００、スイッチ１３から構成される。
【００３７】
図２は、基地局の概略構成を示す図である。基地局１０は、コア網側インタフェイス１１、仮想ＭＡＣ処理部１２、スイッチ部１３、マクロセル無線モジュール１４ａ、マイクロセル無線モジュール１４ｂ、ピコセル無線モジュール１４ｃ、無線環境認識部１５、センサ１６から構成される。図３は、端末の概略構成を示す図である。端末１００は、ユーザ網側インタフェイス１０１、仮想ＭＡＣ処理部１０２、スイッチ部１０３、マクロセル無線モジュール１０４ａ、マイクロセル無線モジュール１０４ｂ、ピコセル無線モジュール１０４ｃ、無線環境認識部１０５、センサ１０６から構成される。図４は、基地局１０と端末１００が対向して接続する様子を示す図である。
【００３８】
図５は、基地局１０から端末１００方向の下り方向送受信（基地局から端末）で用いる無線モジュールを切り替える手順を示すシーケンスチャートである。端末１００では、無線環境認識部１０５が各無線モジュール１０４ａ〜１０４ｃの品質情報を取得して、無線モジュール毎の評価関数を更新する（ステップＳ１）。また、それらの情報を用いて、最も条件を満たす無線モジュールを切り替え先モジュールとして判定する（ステップＳ２）。
【００３９】
切り替え先無線モジュールが現在の無線モジュールと異なるかどうかを判断し（ステップＳ３）、切り替え先無線モジュールが現在の無線モジュールと異なる場合、無線モジュール切り替えが発生するため、端末１００は、基地局１０宛に、切り替え先無線モジュールＩＤ、その瞬時品質、その平均品質を通知する（「無線モジュール切り替え要求」メッセージ）。基地局１０の無線環境認識部１５は、切り替え先無線モジュールに切り替えるタイミングを定めて（ステップＳ４）、端末１００の無線環境認識部１０５宛てに、使用中の無線モジュールを介して通知する。無線環境認識部１０５、無線環境認識部１５は各々、スイッチ１０３、スイッチ１３に指示を出して（ステップＳ５−１、Ｓ５−２）、共に、無線モジュールを切り替える（ステップＳ６−１、Ｓ６−２）。
【００４０】
ここで、評価関数の算出例を説明する。ここでは、無線モジュール１を例として示す。端末１００の無線環境認識部１０５が監視する同モジュールの瞬時レートをＲ１（ｔ）とする。過去の瞬時レートＲ１（ｔ）から、統計分析を介して求めたΔＴ後の瞬時レートをＲ１ｐとする。Ｒ１（ｔ）を用いて、平均レートａｖｇＲ１（ｔ）を求める。そして、評価関数を、Ｆ１（ｔ）＝Ｒ１ｐ／ａｖｇＲ１（ｔ）とする。
【００４１】
瞬時レート：Ｒ１（ｔ）
予測レート：Ｒ１ｐ；過去の瞬時レートＲ１（ｔ）から求めたΔＴ後の瞬時レート
平均レートａｖｇＲ１（ｔ）＝ａｖｇＲ１（ｔ−１）＊｛１−１／ｔｃ１｝＋１／ｔｃ１＊Ｒ１（ｔ）
評価関数Ｆ１（ｔ）＝Ｒ１ｐ／ａｖｇＲ１（ｔ）
なお、瞬時レートＲ１（ｔ）は、当該時刻ｔの下りパケット送信の有無にかかわらず、監視された値を設定する。Proportional Fairnessスケジューラでは、下りパケットが送信されたときのみ、Ｒ１（ｔ）にそのレートが設定されるが、それと異なる処理である。平均レートａｖｇＲ１（ｔ）の算出における時定数は、無線システム固有のスケジューラの制御周期よりも長い時間を設定する。同様に、無線モジュール選択を実施する時間スケールとして、無線システム固有のスケジューラの制御周期よりも長い期間を設定する。これは、無線システム固有のスケジューラがフェージングに追従する等の高速制御を既に行なっているため、その動作を妨げない為である。
【００４２】
図６は、無線環境認識部１０５が無線モジュールを選択する動作を示すフローチャートである。ここでは、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）が閾値Ｒｉｔｈ以上であるかどうか、および、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）が閾値ＲＱｏＳ以上であるかを判断する。平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）が閾値Ｒｉｔｈ以上の無線モジュールを選ぶことで、極端に状況が悪い無線モジュールを選択候補から除外する（セル外周部の通信を避ける対策）。また、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）が閾値ＲＱｏＳ以上の無線モジュールを選ぶことで、一定以上の伝送レートを確保する（ＱｏＳ要求対応）。上記２点の組み合わせにより、十分な伝送レートを確保できない無線モジュールを除外した後に、評価関数Ｆｉ（ｔ）が最大値をとる無線モジュールを切り替え先無線モジュールとする。
【００４３】
図６において、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）が閾値Ｒｉｔｈ以上であり、かつ、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）が閾値ＲＱｏＳ以上であるかどうかを判断し（ステップＳ１０）、このステップＳ１０に該当する無線モジュールが存在する場合、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）＞Ｒｉｔｈ（当該端末をセル外周部に位置させる無線モジュールを避ける）、かつ、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）＞ＲＱｏＳ（一定の伝送レートを確保）かつ、評価関数Ｆｉ（ｔ）が最大である（瞬時的に状況がよい）無線モジュールを切り替え先無線モジュールとして選択する（ステップＳ１１）。
【００４４】
次に、ステップＳ１０を満たす無線モジュールが存在しない場合、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）＞ＲＱｏＳ（一定の伝送レートを確保）を満たす無線モジュールが存在するかどうかを判断する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２に該当する無線モジュールが存在する場合、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）＞ＲＱｏＳ（一定の伝送レートを確保）かつ、評価関数Ｆｉ（ｔ）が最大である（瞬時的に状況がよい）無線モジュールを切り替え先無線モジュールとして選択する（ステップＳ１３）。
【００４５】
次に、ステップＳ１２を満たす無線モジュールが存在しない場合、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）＞Ｒｉｔｈ（当該端末をセル外周部に位置させる無線モジュールを避ける）を満たす無線モジュールが存在するかどうかを判断する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４に該当する無線モジュールが存在する場合、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）＞Ｒｉｔｈ（当該端末をセル外周部に位置させる無線モジュールを避ける）かつ、評価関数Ｆｉ（ｔ）が最大である（瞬時的に状況がよい）無線モジュールを切り替え先無線モジュールとして選択する（ステップＳ１５）。
【００４６】
全ての無線モジュールがステップＳ１０、１２、１４の全てに該当しない場合、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）が最大である無線モジュールを切り替え先無線モジュールとする（ステップＳ１６）。これは、利用可能な無線モジュールが存在しない状況を避ける為である。
【００４７】
なお、閾値Ｒｉｔｈは、無線モジュール毎に設定する。さらに、端末毎、ＱｏＳクラス毎に設定できてもよい。閾値ＲＱｏＳは、ＱｏＳクラス毎に設定する。これらの閾値は、コグニティブ基地局１０の無線環境認識部１５から、いずれかの無線モジュール１４ａ〜１４ｃを通じて、（コグニティブ）端末１００の無線環境認識部１０５に通知される。
【００４８】
［第２の実施形態］
第２の実施形態では、第１の実施形態の評価関数を、平均レートａｖｇＲｉ（ｔ）の変化の傾きＡを用いる式に変更したものである。すなわち、
瞬時レート：Ｒ１（ｔ）
平均レートａｖｇＲ１（ｔ）＝ａｖｇＲ１（ｔ−１）＊｛１−１／ｔｃ１｝＋１／ｔｃ１＊Ｒ１（ｔ）
平均レートの変化の傾き：Ａ
評価関数Ｆ１第２の実施形態（ｔ）＝Ｒ１（ｔ）Ａ／ａｖｇＲ１（ｔ）
ここで、瞬時レートＲｉ（ｔ）を“Ａ乗”する目的は、増加傾向が強い無線システムを積極的に選択するためである。第２の実施形態は、第１の実施形態と比較して、切り替え回数の削減効果を積極的に狙う評価関数である。
【００４９】
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、第１の実施形態の評価関数を、平均レートａｖｇＲｉ（ｔ）を平均レートの傾きＡ乗に変更したものである。
【００５０】
瞬時レート：Ｒ１（ｔ）
平均レートａｖｇＲ１（ｔ）＝ａｖｇＲ１（ｔ−１）＊｛１−１／ｔｃ１｝＋１／ｔｃ１＊Ｒ１（ｔ）
平均レートの変化の傾き：Ａ
評価関数Ｆ１第３の実施形態（ｔ）＝ａｖｇＲ１（ｔ）Ａ
評価関数の算出に瞬時レートを用いない為、第１、第２の実施形態と比較して、ＥＮＤ ＴＯ ＥＮＤ区間の伝送レートの低下が見込まれる反面、より長い時間レンジを対象として、切り替え回数を削減する効果を得る。無線メディア切り替え回数の削減効果として、第１、第２の実施形態の間の効果を得る。
【００５１】
［第４の実施形態］
無線システム切り替えに伴う遅延時間変動に敏感なアプリケーションに第３の実施形態を適用し、ＷＥＢブラウジング等のベストエフォート的なアプリケーションに第２の実施形態、中間のインタラクティブ型アプリケーションに第１の実施形態を適応する。アプリケーションの特徴に応じた無線システムの切り替えを行なう評価関数を以下のように算出する。
【００５２】
瞬時レート：Ｒ１（ｔ）
平均レートａｖｇＲ１（ｔ）＝ａｖｇＲ１（ｔ−１）＊｛１−１／ｔｃ１｝＋１／ｔｃ１＊Ｒ１（ｔ）
平均レートの変化の傾き：Ａ
評価関数Ｆ１第４の実施形態（ｔ）＝｛Ｒ１（ｔ）／ａｖｇＲ１（ｔ）｝＊Ａ
以上説明したように、本実施形態によれば、各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【符号の説明】
【００５３】
１０ （コグニティブ）基地局
１１ コア網側インタフェイス
１２ 仮想ＭＡＣ処理部
１３ スイッチ部
１４ａ マクロセル無線モジュール
１４ｂ マイクロセル無線モジュール
１４ｃ ピコセル無線モジュール
１５ 無線環境認識部
１６ センサ
１００ （コグニティブ）端末
１０１ ユーザ網側インタフェイス
１０２ 仮想ＭＡＣ処理部
１０３ スイッチ部
１０４ａ マクロセル無線モジュール
１０４ｂ マイクロセル無線モジュール
１０４ｃ ピコセル無線モジュール
１０５ 無線環境認識部
１０６ センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信装置、無線モジュール切り替え方法および制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１には、ピコセル、マイクロセル、マクロセルなる異なるセルサイズを有する異種無線システムを、コグニティブ基地局、コグニティブ端末を用いて統合する技術が開示されている。これらのコグニティブ基地局、コグニティブ端末は、スイッチ、複数の無線モジュール、無線環境認識部を備えており、無線環境認識部は、無線環境を認識して、その認識結果に基づき、スイッチに対してリンクフレームの分配先である無線モジュールを指示する。リンクフレームは指示された無線モジュールを介して送受信される。
【０００３】
また、特許文献２に開示されている技術は、既存の無線メディアの無線リソース制御方式に修正を加えずに、複数の無線メディアをスイッチにより統合して、ＱｏＳ要求を満たす伝送レートを確保し、セル外周部等の低レートにならざるを得ない通信を避けるように、動的に無線メディアを選択して通信する。
【０００４】
また、非特許文献１に開示されている技術は、一無線メディアのみに対応した一般端末、複数無線メディアに対応したコグニティブ端末、基地局を対象とする。基地局は、複数無線メディアの無線Ｉ／Ｆとパケットをそれらに振り分けるパケットバッファから構成される。非特許文献１では、一般端末、コグニティブ端末間で無線リソースのバランスを保つために、無線Ｉ／Ｆ（ＥＶ−ＤＯ方式）の無線リソース制御方式を提案している。
【０００５】
また、非特許文献２では、携帯電話システムにおいて、複数端末間の公平性と高スループットを両立させるスケジューラが提案されている。端末は、通信可能な伝送速度を測定して基地局へ報告する。基地局は、“瞬時伝送速度÷平均伝送速度”が最大値をとる端末を選択して、パケットを送信する。
【０００６】
また非特許文献３では、無線ＬＡＮを対象として、混雑度の実測値の時系列変化をＡＲモデルで回帰分析することで、近い未来の混雑度を予測する技術を提案している。この技術は、通信品質の未来予測に利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−０８５７５９号公報
【特許文献２】特願２００８−２８３１４６号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】松本謙尚他“コグニティブ無線のための無線下りパケットスケジューリング方式の提案”、電子情報通信学会技術報告 NS2006-102
【非特許文献２】A. Jalali他“Data Throughput of CDMA-HDR a High Efficiency-High Data Rate Personal Communication Wireless System”、Proc. of IEEE VTC2000 Spring
【非特許文献３】“Experimental Verification on the Prediction of the Trend in Radio Resource Availability in Cognitive Radio”, Proc. VTC2007 Fall, pp.1568-1572
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１記載の技術は、複数無線システムの切り替え判断を、基地局主体で行なうものである。この技術は、ネットワーク構成に関するものであり、無線環境認識部がスイッチを制御する具体的な制御方式に触れていない。また、非特許文献１は、異種無線システムを切り替える制御方式を提案している。ただし、各無線システムのスケジューラを改修するアプローチを取っており、既存システムへの影響が生じる問題がある。
【００１０】
また、非特許文献２は、公平性とスループットを両立させるスケジューラ方式を提案するものであるが、その適用先は一無線システムであり、異種無線システム切り替えを対象としていない。また、非特許文献３は、通信品質の変化を、自己回帰分析により数式化することで、近未来の通信品質を予測できることを示している。
【００１１】
特許文献２記載の技術は、低い伝送レートしか得られない無線メディアを積極的に回避して、評価関数（瞬時伝送レート÷平均伝送レート）が高い無線メディアを積極的に選択することを特徴とする。しかし、瞬時値および平均値に基づく選択を行なっているために、その効果が得られない状況が発生する。例えば、切り替え先候補である無線システムＡ、Ｂが存在し、それらの（特許文献２における評価関数）ＦＡ、ＦＢが各々、１００、９０である例を考える。さらに、ＦＡの変化率が−１０／１００ｍｓ毎、ＦＢの変化率が＋１０／１００ｍｓ毎であった場合、瞬時値を用いる特許文献２の無線システム選択では、無線システムＡが選択される。
【００１２】
しかしながら、無線システムＡへ切り替えた１００ｍｓ後に、ＦＢ＞ＦＡと評価関数値の上下関係が逆転するため、無線システムＢへの切り替えが起動される。評価関数の変化の傾向を把握していない為に、２回の切り替えが発生している。この例では、無線システム切り替え回数を、無線システムＢへの１回に削減して、制御負荷を軽減することが可能である。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、異種無線システムの冗長な切り替え動作を回避することができる無線通信装置、無線モジュール切り替え方法および制御プログラム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】
【００１４】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の無線通信装置は、複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信装置であって、それぞれ異なる通信方式で通信を行なう複数の無線モジュールと、前記各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、前記算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定する無線環境認識部と、前記選定結果に応じて無線モジュールを切り替えるスイッチ部と、を備えることを特徴としている。
【００１５】
このように、各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【００１６】
（２）また、本発明の無線通信装置において、前記無線環境認識部は、過去の伝送レートの瞬時値から伝送レートの予測値を算出し、前記予測値を伝送レートの平均値で除算することにより、前記評価関数を算出することを特徴としている。
【００１７】
このように、過去の伝送レートの瞬時値から伝送レートの予測値を算出し、前記予測値を伝送レートの平均値で除算することにより、評価関数を算出するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【００１８】
（３）また、本発明の無線通信装置において、前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの瞬時値を前記予測値で累乗した値を伝送レートの平均値で除算することにより、前記評価関数を算出することを特徴としている。
【００１９】
このように、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの瞬時値を前記予測値で累乗した値を伝送レートの平均値で除算することにより、評価関数を算出するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【００２０】
（４）また、本発明の無線通信装置において、前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの平均値を前記予測値で累乗した値を算出することにより、前記評価関数を算出することを特徴としている。
【００２１】
このように、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの平均値を前記予測値で累乗した値を算出することにより、前記評価関数を算出するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【００２２】
（５）また、本発明の無線通信装置において、前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの瞬時値を伝送レートの平均値で除算した値に前記予測値を乗算することにより、前記評価関数を算出することを特徴としている。
【００２３】
このように、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの瞬時値を伝送レートの平均値で除算した値に前記予測値を乗算することにより、前記評価関数を算出するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【００２４】
（６）また、本発明の無線通信装置において、前記無線環境認識部は、前記評価関数が最大となる無線モジュールを選択することを特徴としている。
【００２５】
このように、評価関数が最大となる無線モジュールを選択するので、瞬時的に伝搬路状況が良い無線モジュールを選択することが可能となる。
【００２６】
（７）また、本発明の無線通信装置において、前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値が、予め定められた閾値以上である無線モジュールを選択することを特徴としている。
【００２７】
このように、伝送レートの平均値が、予め定められた閾値以上である無線モジュールを選択するので、極端に伝搬路状況が悪い無線モジュールを選択候補から除外することができる。これにより、無線モジュールを選択する精度を向上させることが可能となる。
【００２８】
（８）また、本発明の無線通信装置において、前記無線環境認識部は、要求伝送レートを満たす無線モジュールを選択することを特徴としている。
【００２９】
このように、要求伝送レートを満たす無線モジュールを選択するので、一定の伝送レートを確保することが可能となる。
【００３０】
（９）また、本発明の無線モジュール切り替え方法は、複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信システムの無線モジュール切り替え方法であって、無線環境認識部において、それぞれ異なる通信方式で通信を行なう複数の無線モジュールの通信品質情報を取得するステップと、前記取得した通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出するステップと、前記算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定するステップと、スイッチ部において、前記選定結果に応じて無線モジュールを切り替えるステップと、を少なくとも含むことを特徴としている。
【００３１】
このように、各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【００３２】
（１０）また、本発明の制御プログラムは、複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信装置の制御プログラムであって、無線環境認識部において、それぞれ異なる通信方式で通信を行なう複数の無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出する処理と、前記算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定する処理と、スイッチ部において、前記選定結果に応じて無線モジュールを切り替える処理と、の一連の処理を、コンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化したことを特徴としている。
【００３３】
このように、各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す図である。
【図２】基地局の概略構成を示す図である。
【図３】端末の概略構成を示す図である。
【図４】基地局１０と端末１００が対向して接続する様子を示す図である。
【図５】基地局１０から端末１００方向の下り方向送受信（基地局から端末）で用いる無線モジュールを切り替える手順を示すシーケンスチャートである。
【図６】無線環境認識部１０５が無線モジュールを選択する動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す図である。この無線通信システムのネットワークは、マクロセル無線モジュール１４ａによるマクロセル、マイクロセル無線モジュール１４ｂ、ピコセル無線モジュール１４ｃ、（コグニティブ）端末１００、スイッチ１３から構成される。
【００３７】
図２は、基地局の概略構成を示す図である。基地局１０は、コア網側インタフェイス１１、仮想ＭＡＣ処理部１２、スイッチ部１３、マクロセル無線モジュール１４ａ、マイクロセル無線モジュール１４ｂ、ピコセル無線モジュール１４ｃ、無線環境認識部１５、センサ１６から構成される。図３は、端末の概略構成を示す図である。端末１００は、ユーザ網側インタフェイス１０１、仮想ＭＡＣ処理部１０２、スイッチ部１０３、マクロセル無線モジュール１０４ａ、マイクロセル無線モジュール１０４ｂ、ピコセル無線モジュール１０４ｃ、無線環境認識部１０５、センサ１０６から構成される。図４は、基地局１０と端末１００が対向して接続する様子を示す図である。
【００３８】
図５は、基地局１０から端末１００方向の下り方向送受信（基地局から端末）で用いる無線モジュールを切り替える手順を示すシーケンスチャートである。端末１００では、無線環境認識部１０５が各無線モジュール１０４ａ〜１０４ｃの品質情報を取得して、無線モジュール毎の評価関数を更新する（ステップＳ１）。また、それらの情報を用いて、最も条件を満たす無線モジュールを切り替え先モジュールとして判定する（ステップＳ２）。
【００３９】
切り替え先無線モジュールが現在の無線モジュールと異なるかどうかを判断し（ステップＳ３）、切り替え先無線モジュールが現在の無線モジュールと異なる場合、無線モジュール切り替えが発生するため、端末１００は、基地局１０宛に、切り替え先無線モジュールＩＤ、その瞬時品質、その平均品質を通知する（「無線モジュール切り替え要求」メッセージ）。基地局１０の無線環境認識部１５は、切り替え先無線モジュールに切り替えるタイミングを定めて（ステップＳ４）、端末１００の無線環境認識部１０５宛てに、使用中の無線モジュールを介して通知する。無線環境認識部１０５、無線環境認識部１５は各々、スイッチ１０３、スイッチ１３に指示を出して（ステップＳ５−１、Ｓ５−２）、共に、無線モジュールを切り替える（ステップＳ６−１、Ｓ６−２）。
【００４０】
ここで、評価関数の算出例を説明する。ここでは、無線モジュール１を例として示す。端末１００の無線環境認識部１０５が監視する同モジュールの瞬時レートをＲ１（ｔ）とする。過去の瞬時レートＲ１（ｔ）から、統計分析を介して求めたΔＴ後の瞬時レートをＲ１ｐとする。Ｒ１（ｔ）を用いて、平均レートａｖｇＲ１（ｔ）を求める。そして、評価関数を、Ｆ１（ｔ）＝Ｒ１ｐ／ａｖｇＲ１（ｔ）とする。
【００４１】
瞬時レート：Ｒ１（ｔ）
予測レート：Ｒ１ｐ；過去の瞬時レートＲ１（ｔ）から求めたΔＴ後の瞬時レート
平均レートａｖｇＲ１（ｔ）＝ａｖｇＲ１（ｔ−１）＊｛１−１／ｔｃ１｝＋１／ｔｃ１＊Ｒ１（ｔ）
評価関数Ｆ１（ｔ）＝Ｒ１ｐ／ａｖｇＲ１（ｔ）
なお、瞬時レートＲ１（ｔ）は、当該時刻ｔの下りパケット送信の有無にかかわらず、監視された値を設定する。Proportional Fairnessスケジューラでは、下りパケットが送信されたときのみ、Ｒ１（ｔ）にそのレートが設定されるが、それと異なる処理である。平均レートａｖｇＲ１（ｔ）の算出における時定数は、無線システム固有のスケジューラの制御周期よりも長い時間を設定する。同様に、無線モジュール選択を実施する時間スケールとして、無線システム固有のスケジューラの制御周期よりも長い期間を設定する。これは、無線システム固有のスケジューラがフェージングに追従する等の高速制御を既に行なっているため、その動作を妨げない為である。
【００４２】
図６は、無線環境認識部１０５が無線モジュールを選択する動作を示すフローチャートである。ここでは、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）が閾値Ｒｉｔｈ以上であるかどうか、および、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）が閾値ＲＱｏＳ以上であるかを判断する。平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）が閾値Ｒｉｔｈ以上の無線モジュールを選ぶことで、極端に状況が悪い無線モジュールを選択候補から除外する（セル外周部の通信を避ける対策）。また、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）が閾値ＲＱｏＳ以上の無線モジュールを選ぶことで、一定以上の伝送レートを確保する（ＱｏＳ要求対応）。上記２点の組み合わせにより、十分な伝送レートを確保できない無線モジュールを除外した後に、評価関数Ｆｉ（ｔ）が最大値をとる無線モジュールを切り替え先無線モジュールとする。
【００４３】
図６において、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）が閾値Ｒｉｔｈ以上であり、かつ、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）が閾値ＲＱｏＳ以上であるかどうかを判断し（ステップＳ１０）、このステップＳ１０に該当する無線モジュールが存在する場合、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）＞Ｒｉｔｈ（当該端末をセル外周部に位置させる無線モジュールを避ける）、かつ、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）＞ＲＱｏＳ（一定の伝送レートを確保）かつ、評価関数Ｆｉ（ｔ）が最大である（瞬時的に状況がよい）無線モジュールを切り替え先無線モジュールとして選択する（ステップＳ１１）。
【００４４】
次に、ステップＳ１０を満たす無線モジュールが存在しない場合、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）＞ＲＱｏＳ（一定の伝送レートを確保）を満たす無線モジュールが存在するかどうかを判断する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２に該当する無線モジュールが存在する場合、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）＞ＲＱｏＳ（一定の伝送レートを確保）かつ、評価関数Ｆｉ（ｔ）が最大である（瞬時的に状況がよい）無線モジュールを切り替え先無線モジュールとして選択する（ステップＳ１３）。
【００４５】
次に、ステップＳ１２を満たす無線モジュールが存在しない場合、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）＞Ｒｉｔｈ（当該端末をセル外周部に位置させる無線モジュールを避ける）を満たす無線モジュールが存在するかどうかを判断する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４に該当する無線モジュールが存在する場合、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）＞Ｒｉｔｈ（当該端末をセル外周部に位置させる無線モジュールを避ける）かつ、評価関数Ｆｉ（ｔ）が最大である（瞬時的に状況がよい）無線モジュールを切り替え先無線モジュールとして選択する（ステップＳ１５）。
【００４６】
全ての無線モジュールがステップＳ１０、１２、１４の全てに該当しない場合、平均伝送レートａｖｇＲｉ（ｔ）が最大である無線モジュールを切り替え先無線モジュールとする（ステップＳ１６）。これは、利用可能な無線モジュールが存在しない状況を避ける為である。
【００４７】
なお、閾値Ｒｉｔｈは、無線モジュール毎に設定する。さらに、端末毎、ＱｏＳクラス毎に設定できてもよい。閾値ＲＱｏＳは、ＱｏＳクラス毎に設定する。これらの閾値は、コグニティブ基地局１０の無線環境認識部１５から、いずれかの無線モジュール１４ａ〜１４ｃを通じて、（コグニティブ）端末１００の無線環境認識部１０５に通知される。
【００４８】
［第２の実施形態］
第２の実施形態では、第１の実施形態の評価関数を、平均レートａｖｇＲｉ（ｔ）の変化の傾きＡを用いる式に変更したものである。すなわち、
瞬時レート：Ｒ１（ｔ）
平均レートａｖｇＲ１（ｔ）＝ａｖｇＲ１（ｔ−１）＊｛１−１／ｔｃ１｝＋１／ｔｃ１＊Ｒ１（ｔ）
平均レートの変化の傾き：Ａ
評価関数Ｆ１第２の実施形態（ｔ）＝Ｒ１（ｔ）Ａ／ａｖｇＲ１（ｔ）
ここで、瞬時レートＲｉ（ｔ）を“Ａ乗”する目的は、増加傾向が強い無線システムを積極的に選択するためである。第２の実施形態は、第１の実施形態と比較して、切り替え回数の削減効果を積極的に狙う評価関数である。
【００４９】
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、第１の実施形態の評価関数を、平均レートａｖｇＲｉ（ｔ）を平均レートの傾きＡ乗に変更したものである。
【００５０】
瞬時レート：Ｒ１（ｔ）
平均レートａｖｇＲ１（ｔ）＝ａｖｇＲ１（ｔ−１）＊｛１−１／ｔｃ１｝＋１／ｔｃ１＊Ｒ１（ｔ）
平均レートの変化の傾き：Ａ
評価関数Ｆ１第３の実施形態（ｔ）＝ａｖｇＲ１（ｔ）Ａ
評価関数の算出に瞬時レートを用いない為、第１、第２の実施形態と比較して、ＥＮＤ ＴＯ ＥＮＤ区間の伝送レートの低下が見込まれる反面、より長い時間レンジを対象として、切り替え回数を削減する効果を得る。無線メディア切り替え回数の削減効果として、第１、第２の実施形態の間の効果を得る。
【００５１】
［第４の実施形態］
無線システム切り替えに伴う遅延時間変動に敏感なアプリケーションに第３の実施形態を適用し、ＷＥＢブラウジング等のベストエフォート的なアプリケーションに第２の実施形態、中間のインタラクティブ型アプリケーションに第１の実施形態を適応する。アプリケーションの特徴に応じた無線システムの切り替えを行なう評価関数を以下のように算出する。
【００５２】
瞬時レート：Ｒ１（ｔ）
平均レートａｖｇＲ１（ｔ）＝ａｖｇＲ１（ｔ−１）＊｛１−１／ｔｃ１｝＋１／ｔｃ１＊Ｒ１（ｔ）
平均レートの変化の傾き：Ａ
評価関数Ｆ１第４の実施形態（ｔ）＝｛Ｒ１（ｔ）／ａｖｇＲ１（ｔ）｝＊Ａ
以上説明したように、本実施形態によれば、各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定するので、評価関数値が近接している場合であっても、不要な無線システムの切り替え動作を削減することが可能となる。
【符号の説明】
【００５３】
１０ （コグニティブ）基地局
１１ コア網側インタフェイス
１２ 仮想ＭＡＣ処理部
１３ スイッチ部
１４ａ マクロセル無線モジュール
１４ｂ マイクロセル無線モジュール
１４ｃ ピコセル無線モジュール
１５ 無線環境認識部
１６ センサ
１００ （コグニティブ）端末
１０１ ユーザ網側インタフェイス
１０２ 仮想ＭＡＣ処理部
１０３ スイッチ部
１０４ａ マクロセル無線モジュール
１０４ｂ マイクロセル無線モジュール
１０４ｃ ピコセル無線モジュール
１０５ 無線環境認識部
１０６ センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信装置であって、
それぞれ異なる通信方式で通信を行なう複数の無線モジュールと、
前記各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、前記算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定する無線環境認識部と、
前記選定結果に応じて無線モジュールを切り替えるスイッチ部と、を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記無線環境認識部は、過去の伝送レートの瞬時値から伝送レートの予測値を算出し、前記予測値を伝送レートの平均値で除算することにより、前記評価関数を算出することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの瞬時値を前記予測値で累乗した値を伝送レートの平均値で除算することにより、前記評価関数を算出することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの平均値を前記予測値で累乗した値を算出することにより、前記評価関数を算出することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの瞬時値を伝送レートの平均値で除算した値に前記予測値を乗算することにより、前記評価関数を算出することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記無線環境認識部は、前記評価関数が最大となる無線モジュールを選択することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値が、予め定められた閾値以上である無線モジュールを選択することを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記無線環境認識部は、要求伝送レートを満たす無線モジュールを選択することを特徴とする請求項６または請求項７記載の無線通信装置。
【請求項９】
複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信システムの無線モジュール切り替え方法であって、
無線環境認識部において、
それぞれ異なる通信方式で通信を行なう複数の無線モジュールの通信品質情報を取得するステップと、
前記取得した通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出するステップと、
前記算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定するステップと、
スイッチ部において、
前記選定結果に応じて無線モジュールを切り替えるステップと、を少なくとも含むことを特徴とする無線モジュール切り替え方法。
【請求項１０】
複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信装置の制御プログラムであって、
無線環境認識部において、
それぞれ異なる通信方式で通信を行なう複数の無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出する処理と、
前記算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定する処理と、
スイッチ部において、
前記選定結果に応じて無線モジュールを切り替える処理と、の一連の処理を、コンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化したことを特徴とする無線通信装置の制御プログラム。
【請求項１】
複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信装置であって、
それぞれ異なる通信方式で通信を行なう複数の無線モジュールと、
前記各無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出し、前記算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定する無線環境認識部と、
前記選定結果に応じて無線モジュールを切り替えるスイッチ部と、を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記無線環境認識部は、過去の伝送レートの瞬時値から伝送レートの予測値を算出し、前記予測値を伝送レートの平均値で除算することにより、前記評価関数を算出することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの瞬時値を前記予測値で累乗した値を伝送レートの平均値で除算することにより、前記評価関数を算出することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの平均値を前記予測値で累乗した値を算出することにより、前記評価関数を算出することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値の変化の傾きを予測値として算出し、伝送レートの瞬時値を伝送レートの平均値で除算した値に前記予測値を乗算することにより、前記評価関数を算出することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記無線環境認識部は、前記評価関数が最大となる無線モジュールを選択することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記無線環境認識部は、伝送レートの平均値が、予め定められた閾値以上である無線モジュールを選択することを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記無線環境認識部は、要求伝送レートを満たす無線モジュールを選択することを特徴とする請求項６または請求項７記載の無線通信装置。
【請求項９】
複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信システムの無線モジュール切り替え方法であって、
無線環境認識部において、
それぞれ異なる通信方式で通信を行なう複数の無線モジュールの通信品質情報を取得するステップと、
前記取得した通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出するステップと、
前記算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定するステップと、
スイッチ部において、
前記選定結果に応じて無線モジュールを切り替えるステップと、を少なくとも含むことを特徴とする無線モジュール切り替え方法。
【請求項１０】
複数種類の通信方式からいずれかを選定して無線通信を行なう無線通信装置の制御プログラムであって、
無線環境認識部において、
それぞれ異なる通信方式で通信を行なう複数の無線モジュールの通信品質情報に基づいて、無線モジュール毎に伝送レートの瞬時値および平均値から評価関数を算出する処理と、
前記算出した評価関数に基づいて、いずれかの無線モジュールを選定する処理と、
スイッチ部において、
前記選定結果に応じて無線モジュールを切り替える処理と、の一連の処理を、コンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化したことを特徴とする無線通信装置の制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２２６５３０（Ｐ２０１０−２２６５３０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７２８７５（Ｐ２００９−７２８７５）
【出願日】平成２１年３月２４日（２００９．３．２４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度、総務省、「電波資源拡大のための研究開発」のうち「異種無線システム動的利用による信頼性向上技術の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５９９１０８２６４）株式会社ＫＤＤＩ研究所 (233)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２４日（２００９．３．２４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度、総務省、「電波資源拡大のための研究開発」のうち「異種無線システム動的利用による信頼性向上技術の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５９９１０８２６４）株式会社ＫＤＤＩ研究所 (233)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]