(57)【要約】【課題】コグニティブ無線ネットワークの通信効率を向上可能な無線装置を提供する。【解決手段】無線装置１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって基地局１０へアクセスするリンクＭＬ１と、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって基地局１０へアクセスするリンクＭＬ２と、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇによって基地局１０へアクセスするリンクＭＬ３とを有する。そして、無線装置１は、３個のリンクＭＬ１〜ＭＬ３における３個の平均遅延時間が均等になるように３個のリンクＭＬ１〜ＭＬ３にパケットを分配し、パケットを基地局１０へ送信する。【選択図】図１
2010109824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分配されたパケットを相互に異なる無線システムを用いて基地局へ直接送信する複数の無線モジュールと、
前記複数の無線モジュールを用いて形成される前記基地局までの複数の無線リンクにおける複数の平均遅延時間を検出し、その検出した複数の平均遅延時間が相互に近づくようにパケットを前記複数の無線モジュールに分配する分配手段とを備える無線装置。
【請求項２】
前記分配手段は、前記複数の無線モジュールを用いて前記パケットを前記基地局へ送信するときの複数の無線リンクから、平均遅延時間が最大である第１の無線リンクと、前記平均遅延時間が最小である第２の無線リンクとを選択し、前記選択した第１の無線リンクから前記第２の無線リンクへパケットを分配するパケット分配処理を繰り返し行なうことによって前記複数の平均遅延時間が相互に近づくようにパケットを前記複数の無線モジュールに分配する、請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記分配手段は、ｎ（ｎは２以上の整数）回目の前記パケット分配処理を行なったときの前記複数の無線リンクの複数の平均遅延時間から、前記第１の無線リンクにおける第１の平均遅延時間および前記第２の無線リンクにおける第２の平均遅延時間を選択し、その選択した第１の平均遅延時間が前記選択した第２の平均遅延時間よりも大きく、かつ、前記第１の平均遅延時間がｎ−１回目の前記パケット分配処理を行なったときの第１の平均遅延時間よりも小さいとき、ｎ回目の前記パケット分配処理において前記第１の無線リンクから前記第２の無線リンクへ分配されたパケット量と同じパケット量をｎ＋１回目の前記パケット分配処理において前記第１の無線リンクから前記第２無線リンクへ分配する、請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記分配手段は、ｎ（ｎは２以上の整数）回目の前記パケット分配処理を行なったときの前記複数の無線リンクの複数の平均遅延時間から、前記第１の無線リンクにおける第１の平均遅延時間および前記第２の無線リンクにおける第２の平均遅延時間を選択し、その選択した第１の平均遅延時間が前記選択した第２の平均遅延時間よりも小さく、かつ、前記第１の平均遅延時間がｎ−１回目の前記パケット分配処理を行なったときの第１の平均遅延時間よりも小さいとき、ｎ回目の前記パケット分配処理において前記第１の無線リンクから前記第２の無線リンクへ分配されたパケット量よりも少ないパケット量をｎ＋１回目の前記パケット分配処理において前記第１の無線リンクから前記第２の無線リンクへ分配する、請求項２に記載の無線装置。
【請求項５】
前記分配手段は、ｎ（ｎは２以上の整数）回目の前記パケット分配処理を行なったときの前記複数の無線リンクの複数の平均遅延時間から、前記第１の無線リンクにおける第１の平均遅延時間を選択し、その選択した第１の平均遅延時間がｎ−１回目の前記パケット分配処理を行なったときの第１の平均遅延時間よりも大きいとき、ｎ回目の前記パケット分配処理において前記第１の無線リンクから前記第２の無線リンクへ分配されたパケット量よりも多いパケット量をｎ＋１回目の前記パケット分配処理において前記第１の無線リンクから前記第２の無線リンクへ分配する、請求項２に記載の無線装置。
【請求項６】
前記分配手段は、前記パケット分配処理を繰り返し行ない、前記複数の平均遅延時間が相互に一致するように前記パケットを前記複数の無線モジュールに分配する、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項７】
基地局と、
前記基地局へパケットを送信する無線装置とを備え、
前記無線装置は、
分配されたパケットを相互に異なる無線システムを用いて基地局へ直接送信する複数の無線モジュールと、
前記複数の無線モジュールを用いて形成される前記基地局までの複数の無線リンクにおける複数の平均遅延時間を検出し、その検出した複数の平均遅延時間が相互に近づくようにパケットを前記複数の無線モジュールに分配する分配手段とを含む、無線ネットワーク。
【請求項８】
前記分配手段は、前記複数の平均遅延時間が相互に一致するように前記パケットを前記複数の無線モジュールに分配する、請求項７に記載の無線ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線装置およびそれを備えた無線ネットワークに関し、特に、無線通信環境に適した無線システムを異なる複数の無線システムから選択して無線通信を行なう無線装置およびそれを備えた無線ネットワークに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＩＥＥＥ８０２系の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の多様な無線システムの利用拡大が進んでいる。また、ユビキタス通信においては、センサーネットワークが構成され、ＺｉｇＢｅｅ等の近距離無線システムの利用も予想される。
【０００３】
このような、無線システムは、利用拡大と多様化とが急速に進み、異なる周波数帯域および異なる通信方式を持つ多様な無線システムが混在する無線通信環境となりつつあり、多様なアプリケーションの利用が期待されている。
【０００４】
一方、無線リソースは、有限であるため、無線システムの利用拡大と多様化に伴い、無線リソースの枯渇が懸念される。この問題を解決する技術として、コグニティブ無線技術が提案されている（非特許文献１）。
【０００５】
そして、コグニティブ無線技術は、異なる複数の無線システムを装備した基地局と、同様に異なる複数の無線システムを装備した端末装置とのネットワークにおいて、無線通信状況およびユーザ要求に応じて、複数の無線システムを適宜使い分け、または同時に利用する技術である。
【非特許文献１】原田，“コグニティブ無線を利用した通信システムに関する基礎検討”，信学技報，ＳＲ２００５−１７，ｐｐ．１１７−１２４，２００５．
【非特許文献２】J. Little, “A Proof of the Queueing Formula L=λW”, Opre Res J. 18:172-174, 1961.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の方式を用いて、各端末装置が相互に異なる通信方式によって無線通信を行なうコグニティブ無線ネットワークの通信効率を向上させることは困難であるという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、コグニティブ無線ネットワークの通信効率を向上可能な無線装置を提供することである。
【０００８】
また、この発明の別の目的は、コグニティブ無線ネットワークの通信効率を向上可能な無線装置を備えた無線ネットワークを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、無線装置は、複数の無線モジュールと、分配手段とを備える。複数の無線モジュールは、分配されたパケットを相互に異なる無線システムを用いて基地局へ直接送信する。分配手段は、複数の無線モジュールを用いて形成される基地局までの複数の無線リンクにおける複数の平均遅延時間を検出し、その検出した複数の平均遅延時間が相互に近づくようにパケットを複数の無線モジュールに分配する。
【００１０】
好ましくは、分配手段は、複数の無線モジュールを用いてパケットを基地局へ送信するときの複数の無線リンクから、平均遅延時間が最大である第１の無線リンクと、平均遅延時間が最小である第２の無線リンクとを選択し、その選択した第１の無線リンクから第２の無線リンクへパケットを分配するパケット分配処理を繰り返し行なうことによって複数の平均遅延時間が相互に近づくようにパケットを複数の無線モジュールに分配する。
【００１１】
好ましくは、分配手段は、ｎ（ｎは２以上の整数）回目のパケット分配処理を行なったときの複数の無線リンクの複数の平均遅延時間から、第１の無線リンクにおける第１の平均遅延時間および第２の無線リンクにおける第２の平均遅延時間を選択し、その選択した第１の平均遅延時間が、選択した第２の平均遅延時間よりも大きく、かつ、第１の平均遅延時間がｎ−１回目のパケット分配処理を行なったときの第１の平均遅延時間よりも小さいとき、ｎ回目のパケット分配処理において第１の無線リンクから第２の無線リンクへ分配されたパケット量と同じパケット量をｎ＋１回目のパケット分配処理において第１の無線リンクから第２無線リンクへ分配する。
【００１２】
好ましくは、分配手段は、ｎ（ｎは２以上の整数）回目のパケット分配処理を行なったときの複数の無線リンクの複数の平均遅延時間から、第１の無線リンクにおける第１の平均遅延時間および第２の無線リンクにおける第２の平均遅延時間を選択し、その選択した第１の平均遅延時間が、選択した第２の平均遅延時間よりも小さく、かつ、第１の平均遅延時間がｎ−１回目のパケット分配処理を行なったときの第１の平均遅延時間よりも小さいとき、ｎ回目のパケット分配処理において第１の無線リンクから第２の無線リンクへ分配されたパケット量よりも少ないパケット量をｎ＋１回目のパケット分配処理において第１の無線リンクから第２の無線リンクへ分配する。
【００１３】
好ましくは、分配手段は、ｎ（ｎは２以上の整数）回目のパケット分配処理を行なったときの複数の無線リンクの複数の平均遅延時間から、第１の無線リンクにおける第１の平均遅延時間を選択し、その選択した第１の平均遅延時間がｎ−１回目のパケット分配処理を行なったときの第１の平均遅延時間よりも大きいとき、ｎ回目のパケット分配処理において第１の無線リンクから第２の無線リンクへ分配されたパケット量よりも多いパケット量をｎ＋１回目のパケット分配処理において第１の無線リンクから第２の無線リンクへ分配する。
【００１４】
好ましくは、分配手段は、パケット分配処理を繰り返し行ない、複数の平均遅延時間が相互に一致するようにパケットを複数の無線モジュールに分配する。
【００１５】
また、この発明によれば、基地局と、無線装置とを備える。無線装置は、基地局へパケットを送信する。無線装置は、複数の無線モジュールと、分配手段とを備える。複数の無線モジュールは、分配されたパケットを相互に異なる無線システムを用いて基地局へ直接送信する。分配手段は、複数の無線モジュールを用いて形成される基地局までの複数の無線リンクにおける複数の平均遅延時間を検出し、その検出した複数の平均遅延時間が相互に近づくようにパケットを複数の無線モジュールに分配する。
【００１６】
好ましくは、分配手段は、複数の平均遅延時間が相互に一致するようにパケットを複数の無線モジュールに分配する。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、複数の無線モジュールと送信先との間で確立される複数の無線リンクにおける複数の平均遅延時間が相互に近づくように複数の無線リンクにパケットを分配して無線通信が行なわれる。
【００１８】
従って、この発明によれば、コグニティブ無線ネットワークにおける通信効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２０】
図１は、この発明の実施の形態による無線ネットワークの概略図である。この発明の実施の形態による無線ネットワーク１００は、無線装置１〜５と、基地局１０とを備える。
【００２１】
無線装置１〜５および基地局１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇによるＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）セル３０内に存在する。
【００２２】
そして、無線装置１，２および基地局１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）セル２０内に存在する。また、無線装置３〜５は、セル３０内においてセル２０外に存在する。この場合、セル２０，３０は、同心円状に形成される。
【００２３】
無線ＷＡＮセル３０の通信範囲は、無線ＬＡＮセル２０の通信範囲より広い。そして、例えば、無線ＷＡＮセル３０の半径は、１００ｍであり、無線ＬＡＮセル２０の半径は、５０ｍである。
【００２４】
基地局１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ，ＩＥＥＥ８０２．１１ｇのアクセスポイントの機能を備える。そして、基地局１０は、有線ケーブル４１によってネットワーク５０に接続される。ネットワーク５０は、有線によって通信を行なうネットワークである。
【００２５】
端末装置５１〜５４は、パーソナルコンピュータおよびサーバ等からなり、ネットワーク５０に接続される。
【００２６】
無線装置１〜５の各々は、後述するように、複数の無線システムを装備し、その装備した複数の無線システムを適宜使い分け、または同時に使用して基地局１０にアクセスする。
【００２７】
より具体的には、無線装置１，２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｇによって基地局１０にアクセスする。無線装置３〜５は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｇによって基地局１０へアクセスする。
【００２８】
つまり、無線装置１，２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって基地局１０に直接アクセスする無線リンクＭＬ１と、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって基地局１０に直接アクセスする無線リンクＭＬ２と、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇによって基地局１０に直接アクセスする無線リンクＭＬ３とを有する。そして、無線装置１，２の各々は、後述する方法によって、自己と送信先との間における通信コストが最小となるように無線リンクＭＬ１〜ＭＬ３にパケットを分配して無線通信を行なう。
【００２９】
また、無線装置３〜５の各々は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって基地局１０に直接アクセスする無線リンクＭＬ２と、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇによって基地局１０に直接アクセスする無線リンクＭＬ３とを有する。そして、無線装置３〜５の各々は、後述する方法によって、自己と送信先との間における通信コストが最小となるように無線リンクＭＬ２，ＭＬ３にパケットを分配して無線通信を行なう。
【００３０】
基地局１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ，ＩＥＥＥ８０２．１１ｇによって無線装置１，２と無線通信を行ない、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ，ＩＥＥＥ８０２．１１ｇによって無線装置３〜５と無線通信を行なうとともに、有線ケーブル４１およびネットワーク５０を介して端末装置５１〜５４と通信を行なう。
【００３１】
図２は、図１に示す無線装置１の構成を示す概略ブロック図である。無線装置１は、アンテナ１２と、無線モジュール１３〜１５と、スイッチング手段１６と、コントローラ１７と、アプリケーションプロセッサ１８と、探索モジュール１９と、バスＢＳとを含む。
【００３２】
スイッチング手段１６、コントローラ１７、アプリケーションプロセッサ１８および探索モジュール１９は、バスＢＳによって相互に接続される。無線モジュール１３〜１５は、スイッチング手段１６に接続される。
【００３３】
アンテナ１２は、無線通信空間を介して他の無線装置からデータを受信し、その受信したデータを無線モジュール１３〜１５の少なくとも１つへ出力するとともに、無線モジュール１３〜１５の少なくとも１つから受けたデータを無線通信空間を介して他の無線装置へ送信する。
【００３４】
無線モジュール１３〜１５は、それぞれ、異なる無線システムを装備する。より具体的には、無線モジュール１３は、無線システム（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）を装備し、無線モジュール１４は、無線システム（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）を装備し、無線モジュール１５は、無線システム（ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ）を装備する。
【００３５】
そして、無線モジュール１３は、無線システム（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）を用いてアンテナ１２を介して基地局１０と無線通信を行なう。この場合、無線モジュール１３は、５ＧＨｚの周波数、５４Ｍｂｐｓの最大伝送速度、ＯＦＤＭの変調方式およびＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス方式を用いる。
【００３６】
また、無線モジュール１４は、無線システム（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）を用いてアンテナ１２を介して基地局１０と無線通信を行なう。この場合、無線モジュール１４は、２．４ＧＨｚの周波数、１１Ｍｂｐｓの最大伝送速度、ＯＦＤＭの変調方式およびＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス方式を用いる。
【００３７】
更に、無線モジュール１５は、無線システム（ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ）を用いて基地局１０と無線通信を行なう。この場合、無線モジュール１５は、２．４ＧＨｚの周波数、５４Ｍｂｐｓの最大伝送速度、ＤＳＳＳ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の変調方式およびＣＡＭＡ／ＣＡのアクセス方式を用いる。
【００３８】
このように、無線モジュール１３〜１５は、相互に異なる無線システムを装備し、その装備した無線システムを用いて、スイッチング手段１６から受けたパケットをスイッチング手段１６からの制御に従って単独または同時に送信する。
【００３９】
スイッチング手段１６は、バスＢＳを介してコントローラ１７から無線システム（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）による無線通信と、無線システム（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）による無線通信と、無線システム（ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ）による無線通信とを併用する指示を受けると、探索モジュール１９から受けたパケット分配率に従って、アプリケーションプロセッサ１８から受けたパケットを無線モジュール１３〜１５へ分配する。
【００４０】
また、スイッチング手段１６は、バスＢＳを介してコントローラ１７から無線システム（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）による無線通信と、無線システム（ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ）による無線通信とを併用する指示を受けると、探索モジュール１９から受けたパケット分配率に従って、アプリケーションプロセッサ１８から受けたパケットを無線モジュール１４，１５へ分配する。
【００４１】
コントローラ１７は、無線装置１がＩＥＥＥ８０２．１１ａによる無線通信と、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによる無線通信と、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇによる無線通信との少なくとも２つを併用する指示をバスＢＳを介してスイッチング手段１６へ出力する。
【００４２】
また、コントローラ１７は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによる無線通信と、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによる無線通信と、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇによる無線通信との少なくとも２つを併用する場合、通信コストが最小になるようにパケットを無線モジュール１３〜１５の少なくとも２つへ分配するためのパケット分配率を探索するように探索モジュール１９を制御する。この場合、コントローラ１７は、パケット分配率を探索するための探索指示ＳＲＤを探索モジュール１９へ出力する。
【００４３】
更に、コントローラ１７は、無線装置１におけるトラフィック発生率を取得する。
【００４４】
アプリケーションプロセッサ１８は、パケットを生成し、その生成したパケットをスイッチング手段１６へ出力する。
【００４５】
探索モジュール１９は、コントローラ１７からパケット分配率の探索指示ＳＲＤを受けると、後述する方法によって、通信コストが最小になるようにパケットを無線モジュール１３〜１５の少なくとも２つへ分配するためのパケット分配率を探索し、その探索したパケット分配率をバスＢＳを介してスイッチング手段１６へ出力する。
【００４６】
なお、図１に示す無線装置２〜５および基地局１０の各々も、図２に示す無線装置１の構成と同じ構成からなる。
【００４７】
図１に示す無線ネットワーク１００においては、無線装置１〜５と基地局１０との間における無線通信のスループットを維持し、かつ、その無線通信の遅延時間を低下させるために、後述するように、各無線装置１〜５が基地局１０へアクセスするときに利用可能な複数の無線経路における複数の平均遅延時間が相互に等しくなるように各無線経路にパケットを分配することが有効である。そこで、この有効性について説明する。
【００４８】
［数理モデル］
（ａ）単一リンクのコスト
図３は、単一リンクを説明するための概念図である。無線装置ｉの無線モジュールｘへのパケットの平均到着率をＦｘｉ（ｐａｃｋｅｔｓ／ｓｅｃ）とし、無線装置ｉの無線モジュールｘにおける平均遅延時間をＴｘｉとした場合、この無線リンク内の平均パケット（待機パケットおよび処理中パケット）の数であるリンクコストｄｘｉは、Ｌｉｔｔｌｅの定理（非特許文献２）によって次式のようになる（図３参照）。
【００４９】
【数１】
2010109824.tif 000003
【００５０】
式（１）において、リンクコストｄｘｉは、無線装置ｉの無線モジュールｘによる基地局までの経路におけるリンクコストである。ここで、平均遅延時間とは、パケットが到着し、待ち行列で待機し、更にパケットの送信が完了するまでの時間の平均である。即ち、平均遅延時間は、各パケットの待ち行列内での待機時間と処理時間との和の平均である。
【００５１】
従って、リンクコストｄｘｉが高いとき、リンクは、より多くのパケットを有し、その負荷が高くなる。一方、リンクコストｄｘｉが低いとき、リンクは、より少ないパケットを有し、その負荷が低くなる。
【００５２】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａによる経路、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによる経路およびＩＥＥＥ８０２．１１ｇによる経路は、単一リンクから構成されるため（図３参照）、その経路コストは、式（１）によって求められる。
【００５３】
リンクコストｄｘｉおよび平均遅延時間Ｔｘｉは、パケット到着率Ｆｘｉに関し、凸単調増加関数である。
【００５４】
従って、リンクコストｄｘｉおよび平均遅延時間Ｔｘｉのパケット到着率Ｆｘｉに対する依存性は、次式によって表される。
【００５５】
【数２】
2010109824.tif 000004
【００５６】
（ｂ）無線装置におけるマルチ無線リンクのコスト
無線装置から基地局へのマルチリンクを集約するマルチアップリンクを用いた無線通信において、マルチアップリンクのコストは、マルチリンクを構成する各リンクのコストの和である。マルチアップリンクのパケット数は、マルチアップリンクを構成する各リンクにおけるパケット数の和であるからである。
【００５７】
従って、マルチアップリンクのコストｍｉは、次式によって表される。
【００５８】
【数３】
2010109824.tif 000005
【００５９】
式（３）において、Ｗｉは、無線装置ｉに装備されたＩＥＥＥ８０２．１１の無線インターフェースによるアップリンクのセットである。
【００６０】
ここで、安定したパケット到着率において、無線装置ｉのマルチアップリンクの任意のアップリンクｋからアップリンクｊへのパケット分配について説明する。
【００６１】
この場合、アップリンクｋおよびアップリンクｊ以外のアップリンクにおいては、パケット移動を行なわない（パケット分配率は変わらない）とすると、パケット到着率Ｆｋｉのパケット到着率Ｆｊｉに対する依存性は、次式のようになる。
【００６２】
【数４】
2010109824.tif 000006
【００６３】
式（２）および式（４）を用いると、リンクコストｄｊｉのパケット到着率Ｆｋｉ（無線装置ｉの無線リンクｋへのパケット分配率）に関する１次導関数および２次導関数は、次式のようになる。
【００６４】
【数５】
2010109824.tif 000007
【００６５】
即ち、リンクコストｄｊｉは、パケット分配率Ｆｋｉに関して下に凸の単調減少関数である。式（３）によれば、マルチアップリンクのコストｍｉは、パケット分配率Ｆｋｉに関して凸単調増加関数であるリンクコストｄｋｉと、パケット分配率Ｆｋｉに関して凸単調減少関数であるリンクコストｄｊｉと、その他のアップリンクコストとの和である。その他のアップリンクコストは、パケットの移動がないため、パケット分配率Ｆｋｉに関して一定である。
【００６６】
従って、マルチアップリンクのコストｍｉは、パケット分配率Ｆｋｉに関して凸関数となる。即ち、マルチアップリンクのコストｍｉは、パケット分配率Ｆｋｉに関して最小解を持つ（図４参照）。
【００６７】
図４は、コストとリンクｋへのパケット分配率との関係を示す図である。図４において、縦軸は、コストを表し、横軸は、リンクｋへのパケット分配率を表す。また、曲線ｋ１は、リンクｊにおけるコストとリンクｋへのパケット分配率との関係を示し、曲線ｋ２は、リンクｋにおけるコストとリンクｋへのパケット分配率との関係を示し、曲線ｋ３は、マルチアップリンクのコストｍｉとリンクｋへのパケット分配率との関係を示す。このように、マルチアップリンクのコストｍｉは、パケット分配率Ｆｋｉに関して最小解を持つ。
【００６８】
マルチアップリンクのコストｍｉは、パケット分配率Ｆｋｉの凸関数であるので、凸関数の勾配を下るようにパケットを分配することによって最適解を探索可能である。
【００６９】
そして、凸関数の勾配を下り、マルチアップリンクのコストｍｉの最小解へ向かう条件は、リンクｋからリンクｊへパケットを移動している場合、式（４）を用いることによって、次のように示される。
【００７０】
【数６】
2010109824.tif 000008
【００７１】
式（１）を式（６）に適用し、式（６）を差分表記に変換すると、マルチアップリンクのコストｍｉのパケット分配率Ｆｋｉの１次導関数は、次式のようになる。
【００７２】
【数７】
2010109824.tif 000009
【００７３】
更に、式（７）に差分近似を適用すると、次式が得られる。
【００７４】
【数８】
2010109824.tif 000010
【００７５】
即ち、マルチアップリンクにおいて、リンクｋからリンクｊへパケットを分配する場合において、パケットの移動元のアップリンクの平均遅延時間がパケットの移動先のアップリンクの平均遅延時間よりも大きくなるとき、マルチアップリンクのコストは、最適解に近づく。そして、移動元のアップリンクの平均遅延時間が移動先のアップリンクの平均遅延時間に最終的に等しくなるとき、マルチアップリンクのコストは、最適解に到達する。
【００７６】
更に、マルチアップリンクのコストの最適解の探索は、マルチアップリンクの移動元のリンクと移動先のリンクとの間で遅延時間を均等化することであるため、パケット分配率の乱れを抑制することが同時に可能である。
【００７７】
（ｃ）基地局におけるマルチリンクコスト
基地局は、そのセル内の複数の無線装置を自己のインターフェースで結合させる。従って、そのインターフェースは、ＩＥＥＥ８０２．１１のセル内の複数の無線装置によってマルチダウンリンクからなる。そこで、安定したパケット到着率において、基地局のマルチダウンリンクのコストについて説明する。
【００７８】
キュー理論においては、リンクは、送信されるパケットのキューを有し、同じインターフェース内で他のリンクと独立にサーバーを持つ。
【００７９】
しかし、ＩＥＥＥ８０２．１１のダウンリンクは、ＷｉＭＡＸ（ＴＤＤまたはＦＤＤ）リンクおよびＣＤＭＡリンクのような予約されたリソースを持つリンクと異なる。そして、ＩＥＥＥ８０２．１１のダウンリンクは、同じインターフェース内で他のダウンリンクとインターフェースのリソースを共有する。
【００８０】
その結果、１つのインターフェース内でＩＥＥＥ８０２．１１によるダウンリンクを次のように想定する。
【００８１】
（ｉ）ＩＥＥＥ８０２．１１の各ダウンリンクは、他のダウンリンクと独立なキューを有する。
【００８２】
（ｉｉ）ＩＥＥＥ８０２．１１の各ダウンリンクは、他のダウンリンクと１つのインターフェースとして共通のサーバーを持つ。
【００８３】
即ち、無線装置ｉに対するインターフェースｋによって供給されるＩＥＥＥ８０２．１１のダウンリンクｋ（ｉ）において、パケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓは、他のダウンリンクのパケット到着率と独立であり、平均遅延時間Ｔｋ（ｉ）ｂｓは、他のダウンリンクと共通する。従って、ダウンリンクｋ（ｉ）のコストｄｋ（ｉ）ｂｓは、次式によって示される。
【００８４】
【数９】
2010109824.tif 000011
【００８５】
式（９）において、／Ｔｋ（ｉ）ｂｓは、基地局においてダウンリンクｋ（ｉ）を供給するインターフェースｋの平均遅延時間である。即ち、／Ｔｋ（ｉ）ｂｓは、インターフェースｋに分配された全てのパケットに基づく平均遅延時間である。
【００８６】
コストｄｋ（ｉ）ｂｓのパケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓに対する依存性を調べるために、コストｄｋ（ｉ）ｂｓのパケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓに関する１次導関数は、式（９）を用いて次式のように示される。
【００８７】
【数１０】
2010109824.tif 000012
【００８８】
／Ｔｋ（ｉ）ｂｓのＦｋ（ｉ）ｂｓに対する依存性であるｄ（／Ｔｋ（ｉ）ｂｓ）／ｄ（Ｆｋ（ｉ）ｂｓ）を求めるのは、困難である。／Ｔｋ（ｉ）ｂｓ）は、Ｆｋ（ｉ）ｂｓのみならず、インターフェースｋによって与えられた他のダウンリンクのパケット分配にも依存するからである。
【００８９】
この問題を簡単化するために次式の条件が仮定される。
【００９０】
【数１１】
2010109824.tif 000013
【００９１】
式（１１）によって示される条件によれば、ｄｄｋ（ｉ）ｂｓ／ｄＦｋ（ｉ）ｂｓ＞０であり、コストｄｋ（ｉ）ｂｓは、パケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓの単調増加関数である。
【００９２】
この条件下において、ダウンリンクｋ（ｉ）からダウンリンクｊ（ｉ）へのパケット分配について説明する。
【００９３】
これらのダウンリンクｋ（ｉ），ｊ（ｉ）は、無線装置ｉに対してダウンリンクを集約するマルチダウンリンクに含まれ、それぞれ、異なったインターフェース（インターフェースｋおよびインターフェースｊ）によって供給される。
【００９４】
マルチアップリンクのパケット分配と同じように、無線装置ｉに対する他のダウンリンク（インターフェースｋ，ｊ以外のインターフェースによって供給される）に対するパケット分配は、一定である。従って、パケット到着率Ｆｊ（ｉ）ｂｓのパケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓに対する依存性は、次式によって示される。
【００９５】
【数１２】
2010109824.tif 000014
【００９６】
従って、式（１１）の条件下において、コストｄｊ（ｉ）ｂｓのパケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓによる１次導関数は、次式によって表される。
【００９７】
【数１３】
2010109824.tif 000015
【００９８】
その結果、式（１１）の条件下において、コストｄｊ（ｉ）ｂｓは、パケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓの単調増加関数である。式（３）は、マルチダウンリンクに適用され得るので、無線装置ｉに対するマルチダウンリンクのコストｍｂｓ（ｉ）は、パケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓの単調増加関数であるコストｄｋ（ｉ）ｂｓと、パケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓの単調減少関数であるコストｄｊ（ｉ）ｂｓと、パケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓに対して一定である他のダウンリンクのコストとの和である。
【００９９】
従って、マルチダウンリンクのコストｍｂｓ（ｉ）は、いくつかの局所最小値を持つパケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓのマルチ最適化関数であり、マルチダウンリンクのコストｍｂｓ（ｉ）のパケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓに対する依存性は、式（１２）および式（１３）を用いて次式のように表される。
【０１００】
【数１４】
2010109824.tif 000016
【０１０１】
更に、式（１４）を差分表記に変換し、式（１１）に基づいて差分近似を適用すると、次式が得られる。
【０１０２】
【数１５】
2010109824.tif 000017
【０１０３】
その結果、式（１１）によって示される条件に適合し、マルチダウンリンクのコストの下り勾配の条件である／Ｔｋ（ｉ）ｂｓ−／Ｔｊ（ｉ）ｂｓ＞０が導かれ、マルチダウンリンクのコストｍｂｓ（ｉ）は、最適解へ近づく。更に、式（１１）および式（１２）に基づけば、／Ｔｊ（ｉ）ｂｓのＦｋ（ｉ）ｂｓに対する依存性は、次式のように表される。
【０１０４】
【数１６】
2010109824.tif 000018
【０１０５】
即ち、／Ｔｊ（ｉ）ｂｓは、パケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓの単調減少関数である。図５は、／Ｔｋ（ｉ）ｂｓおよび／Ｔｊ（ｉ）ｂｓのパケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓに対する依存性を示す図である。図５において、縦軸は、平均遅延時間を表し、横軸は、パケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓを表す。また、曲線ｋ４は、／Ｔｊ（ｉ）ｂｓのパケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓに対する依存性を示し、曲線ｋ５は、／Ｔｋ（ｉ）ｂｓのパケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓに対する依存性を示す。
【０１０６】
０≦Ｆｋ（ｉ）ｂｓ≦Ｆｉｂｓにおいては、単調減少関数の／Ｔｊ（ｉ）ｂｓに等しい単調増加関数の／Ｔｋ（ｉ）ｂｓを作り出す解の個数は、図５に示すように最大で“１”である。
【０１０７】
その結果、／Ｔｋ（ｉ）ｂｓ−／Ｔｊ（ｉ）ｂｓ＝０であるとき、マルチダウンリンクのコストｍｂｓ（ｉ）は、最適解に到達する。
【０１０８】
更に、マルチダウンリンクのコストｍｂｓ（ｉ）の最適解の探索は、マルチダウンリンクの移動元のリンクと移動先のリンクとの間で遅延時間を均等化することであるため、パケット分配率の乱れを抑制することが同時に可能である。
【０１０９】
（ｄ）パケット分配法
（ｄ−１）制限条件
マルチアップリンクおよびマルチダウンリンクの最適解は、分配元のリンクの平均遅延時間が分配先のリンクの平均遅延時間よりも大きくなるようにパケットを分配することによって探索され得る。そして、分配元のリンクおよび分配先のリンクの両方の平均遅延時間は、最終的に等しくなる。マルチダウンリンクの場合には、更に、式（１１）によって示される条件に適合するように探索する必要がある。
【０１１０】
ここで、式（１１）によって示される条件について説明する。式（１１）を差分表記に変換すると、次式が得られる。
【０１１１】
【数１７】
2010109824.tif 000019
【０１１２】
リンクｋ（ｉ）は、パケット分配に関して分配元であるので、ΔＦｋ（ｉ）ｂｓ＜０となる。従って、式（１７）に適合するためには、Δ／Ｔｋ（ｉ）ｂｓ＜０となることが必要である。
【０１１３】
即ち、パケット分配に関して、分配元のインターフェースの平均遅延時間は、減少する。分配元のインターフェースの平均遅延時間の増加は、条件に合致せず、他のリンクの多くのパケットがインターフェースｋへ分配されるときに生じる。
【０１１４】
更に、次の不安定な状態が生じる。
【０１１５】
＊１：インターフェースｋにおけるリンク数が増加する。
【０１１６】
＊２：基地局におけるパケット到着率が増加する。
【０１１７】
上記の第１の項目は、無線装置の個数の増加を意味し、マルチアップリンクおよびマルチダウンリンクのパケット分配に関して分配元のリンクの平均遅延時間の増加につながる。
【０１１８】
この場合、マルチアップリンクのコストは、リンクに対するパケット分配に対して単調増加特性を失う。
【０１１９】
従って、不安定な状態を考慮する場合には、パケット分配に関して分配元のリンクの平均遅延時間が減少するという制限条件をマルチダウンリンクのコストの最適解の探索のみならず、マルチアップリンクのコストの最適解の探索にも適用する必要がある。
【０１２０】
（ｄ−２）マルチリンクコストの最適解の探索
ＩＥＥＥ８０２．１１のアップリンクの遅延は、ＩＥＥＥ８０２．１１のアップリンクが無線装置の１つのインターフェースによって供給されるので、ＩＥＥＥ８０２．１１のインターフェースの遅延に等しい。従って、制限条件下においては、マルチアップリンクのコストおよびマルチダウンリンクのコストの両方の最適解は、分配元のリンクの平均遅延時間が分配先のリンクの平均遅延時間よりも大きくなるようにパケットを分配することによって探索可能である。そして、最終的に、分配元のリンクの平均遅延時間が分配先のリンクの平均遅延時間に等しくなる。
【０１２１】
従って、この発明によるパケット分配法は、ＩＥＥＥ８０２．１１のリンクに対して分配するパケット量を更新することを次の方法によって繰り返し行ない、測定されたＩＥＥＥ８０２．１１のリンクの平均遅延時間に基づいて、ＩＰ層におけるマルチリンクの最適解の探索を行なう。
【０１２２】
以下は、ノードｘからノードｙへのマルチリンクに対する繰り返しであり、ノードｘおよびノードｙは、無線装置または基地局を表す。
【０１２３】
ＭＴＨ１）初回の周期においては、パケットをラウンドロビン方式を用いてマルチリンクの各リンクへ均等に分配する。このように、初回において、ラウンドロビン方式によって各リンクへパケットを分配するのは、インターフェースの平均遅延時間が、まだ、測定されていないからである。従って、各リンクのパケット分配率は、最初、等しい。
【０１２４】
ＭＴＨ２）１つの周期の開始時に、パケット到着率および平均遅延時間の測定が行なわれる。
【０１２５】
ＭＴＨ３）初回周期の完了時に、初回周期内で取得したマルチリンクの各リンクの平均遅延時間が測定され、その測定された複数の平均遅延時間に基づいて、平均遅延時間が最大となるリンクＬｍａｘｘ（ｙ）（０）と、平均遅延時間が最小となるリンクＬｍｉｎｘ（ｙ）（０）とを選択し、リンクＬｍａｘｘ（ｙ）（０）およびリンクＬｍｉｎｘ（ｙ）（０）を、それぞれ、次回（１回目）周期のパケット分配元リンクＬｓｒｃｘ（ｙ）（０）およびパケット分配先リンクＬｄｓｔｘ（ｙ）（０）とする。
【０１２６】
この場合、パケット分配元リンクＬｓｒｃｘ（ｙ）（０）からパケット分配先リンクＬｄｓｔｘ（ｙ）（０）への１回目周期のパケット移動量ΔＦｓｒｃｘ（ｙ）（１）は、次式によって決定される。
【０１２７】
【数１８】
2010109824.tif 000020
【０１２８】
式（１８）において、Ｆｓｒｃｘ（ｙ）（０）は、初回周期におけるパケット分配元リンクＬｓｒｃｘ（ｙ）（０）の分配パケット数であり、ｐｘ（ｙ）（１）は、１回目の周期におけるノードｘからノードｙまでのリンクへのパケット分配率であり、ｐ０は、初期のパケット分配率である。
【０１２９】
ＭＴＨ３）任意のｎ回目の周期が完了した時点で、マルチリンクの各リンクの平均遅延時間が引き出される。そして、パケット分配元リンクＬｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）の平均遅延時間である／Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）と、パケット分配先リンクＬｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ）の平均遅延時間である／Ｔｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ）との関係から次のようにパケット分配量ΔＦｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ＋１）を決定する。
【０１３０】
ＭＴＨ３−１）／Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）＞／Ｔｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ）、かつ、／Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）＜／Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ−１）である場合、マルチリンクのコストは、勾配を下って最適解に近づいている。従って、次周期ｎ＋１のパケット移動量を現周期ｎにおけるパケット移動量と同じにしてΔＦｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ＋１）を次式によって決定する。
【０１３１】
【数１９】
2010109824.tif 000021
【０１３２】
ＭＴＨ３−２）／Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）＜／Ｔｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ）、かつ、／Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）＜／Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ−１）である場合、マルチリンクのコストは、最適解を超えて勾配を上っている。これは、パケット分配元からパケット分配先への分配量が過多となり、最小解を通り過ぎて凸の上り側へ移動したことを意味する。従って、次周期ｎ＋１のパケット移動量を現周期ｎから減少して（分配量の刻みを細かくする）最小解の近傍に近づくようにする。よって、パケット分配減少率α（０＜α＜１）を用いて、ΔＦｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ＋１）を次式により決定する。
【０１３３】
【数２０】
2010109824.tif 000022
【０１３４】
ＭＴＨ３−３）／Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）＞／Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ−１）である場合、上述したように、パケット分配元のリンクにおけるトラフィックが増加する。パケット分配元のリンクからのｎ回目のパケット分配の量は、低く見積もられ、パケット分配元のリンクコストの単調増加性をカバーするために、ｎ＋１回目のパケット分配量ΔＦｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ＋１）は、増加率β（＞１）を用いて次式により決定される。
【０１３５】
【数２１】
2010109824.tif 000023
【０１３６】
即ち、ΔＦｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ＋１）は、ｎ回目のパケット分配量ΔＦｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）よりも多い量に設定される。
【０１３７】
ＭＴＨ４）リンクＬｍａｘｘ（ｙ）（ｎ）およびリンクＬｍｉｎｘ（ｙ）（ｎ）がマルチリンクから選択され、リンクＬｍａｘｘ（ｙ）（ｎ）およびリンクＬｍｉｎｘ（ｙ）（ｎ）は、それぞれ、ｎ＋１回目の周期における分配元のリンクＬｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）および分配先のリンクＬｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ）に割り当てられる。
【０１３８】
これらのリンクＬｍａｘｘ（ｙ）（ｎ），Ｌｍｉｎｘ（ｙ）（ｎ）間で上述した方法（ＭＴＨ３）によって算出したΔＦｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ＋１）によりパケット分配を行ない、ＭＴＨ３）に戻る。
【０１３９】
上述したＭＴＨ１）〜ＭＴＨ４）の処理を各無線装置におけるマルチリンクにおいて実施し、任意のマルチリンクのリンクコストの最小解を探索する。
【０１４０】
上述した結果から、各無線装置におけるマルチリンクにおけるコストの最適解を探索することは、ネットワークコストの最適解を探索することになる。
【０１４１】
図６は、パケットの分配方法を説明するための概念図である。図６において、縦軸は、平均遅延時間を表し、横軸は、パケット分配率を表す。また、曲線ｋ６は、パケット分配先の経路における平均遅延時間Ｔｄｓｔｘ（ｙ）とパケット分配率Ｆｋｘ（ｙ）との関係を示し、曲線ｋ７は、パケット分配元の経路における平均遅延時間Ｔｓｒｃｘ（ｙ）とパケット分配率Ｆｋｘ（ｙ）との関係を示す。
【０１４２】
図６に示すように、曲線ｋ６は、パケット分配率Ｆｋｘ（ｙ）に関し、下に凸の単調減少関数であり、曲線ｋ７は、パケット分配率Ｆｋｘ（ｙ）に関し、下に凸の単調増加関数である。
【０１４３】
上述したリンクコストの最小解を探索する方法のＭＴＨ１）において、マルチリンクを構成する複数のリンクにパケットがラウンドロビン方式によって均等に分配され、複数のリンクにおける複数の平均遅延時間が検出される。
【０１４４】
そして、検出された複数の平均遅延時間から、最大の平均遅延時間Ｔｍａｘｘ（ｙ）（ｎ−１）と最小の平均遅延時間Ｔｍｉｎｘ（ｙ）（ｎ−１）とが検出され、その検出された最大の平均遅延時間Ｔｍａｘｘ（ｙ）（ｎ−１）を有するリンクＬｍａｘｘ（ｙ）と、最小の平均遅延時間Ｔｍｉｎｘ（ｙ）（ｎ−１）を有するリンクＬｍｉｎｘ（ｙ）とが検出される。
【０１４５】
その後、リンクＬｍａｘｘ（ｙ）をパケット分配元リンクとし、リンクＬｍｉｎｘ（ｙ）をパケット分配先リンクとし、平均遅延時間Ｔｍａｘｘ（ｙ）（ｎ−１）と平均遅延時間Ｔｍｉｎｘ（ｙ）（ｎ−１）との関係に基づいて、上述した方法（ＭＴＨ３を参照）によってパケット分配量ΔＦｍａｘｘ（ｙ）（ｎ）を決定し、その決定したパケット分配量ΔＦｍａｘｘ（ｙ）（ｎ）のパケットをリンクＬｍａｘｘ（ｙ）からリンクＬｍｉｎｘ（ｙ）へ分配する。
【０１４６】
そして、パケット分配量ΔＦｍａｘｘ（ｙ）（ｎ）のパケットを分配した後のリンクＬｍａｘｘ（ｙ），Ｌｍｉｎｘ（ｙ）において、それぞれ、平均遅延時間Ｔｍａｘｘ（ｙ）（ｎ），Ｔｍｉｎｘ（ｙ）（ｎ）を検出し、その検出した平均遅延時間Ｔｍａｘｘ（ｙ）（ｎ）と平均遅延時間Ｔｍｉｎｘ（ｙ）（ｎ）との関係に基づいて、上述した方法（ＭＴＨ３を参照）によってパケット分配量ΔＦｍａｘｘ（ｙ）（ｎ＋１）を決定し、その決定したパケット分配量ΔＦｍａｘｘ（ｙ）（ｎ＋１）のパケットをリンクＬｍａｘｘ（ｙ）からリンクＬｍｉｎｘ（ｙ）へ分配する。
【０１４７】
これを繰り返し実行することによって、平均遅延時間Ｔｄｓｔｘ（ｙ）は、曲線ｋ６によって表される坂を下り、平均遅延時間Ｔｓｒｃｘ（ｙ）は、曲線ｋ７によって表される坂を下って、最小解Ｔｏｐｔｘ（ｙ）に到る。
【０１４８】
そうすると、最小解Ｔｏｐｔｘ（ｙ）が得られたときのパケット分配率Ｆｏｐｔｘ（ｙ）を検出し、その検出したパケット分配率Ｆｏｐｔｘ（ｙ）に基づいて、パケットを２つのリンク（＝リンクＬｍａｘｘ（ｙ），Ｌｍｉｎｘ（ｙ））に分配してパケットを送信先へ送信する。
【０１４９】
なお、最小解Ｔｏｐｔｘ（ｙ）が得られたとき、２つの平均遅延時間Ｔｍａｘｘ（ｙ），Ｔｍｉｎｘ（ｙ）は、相互に等しくなるので、最小解Ｔｏｐｔｘ（ｙ）が得られたときのパケット分配率Ｆｏｐｔｘ（ｙ）に基づいてパケットを分配して送信することは、複数のリンクにおける複数の平均遅延時間が等しくなるようにパケットを分配して送信することに相当する。
【０１５０】
従って、図１に示す無線装置１〜５の各々において、探索モジュール１９は、無線モジュール１３が有する無線経路ＭＬ１と、無線モジュール１４が有する無線経路ＭＬ２と、無線モジュール１５が有する無線経路ＭＬ３とからなるマルチリンクのコストが最小になるときの最適解（＝パケット分配率）を上述した方法によって探索し、その探索したパケット分配率でパケットを無線モジュール１３〜１５に分配するようにスイッチング手段１６を制御する。
【０１５１】
図７は、降下法を用いて最適解を求める動作を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、無線装置３の探索モジュール１９は、ｎ＝０を設定し（ステップＳ１）、ｎ＝０であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
【０１５２】
ステップＳ２において、ｎ＝０であると判定されると、無線装置３の探索モジュール１９は、アプリケーションプロセッサ１８によって生成されたパケットを均等に無線モジュール１４，１５に分配するようにスイッチング手段１６を制御し、スイッチング手段１６は、アプリケーションプロセッサ１８から受けたパケットを無線モジュール１４，１５に均等に分配する（ステップＳ３）。
【０１５３】
その後、無線装置３の探索モジュール１９は、ｎ＝ｎ＋１を設定する（ステップＳ４）。そして、一連の動作は、ステップＳ２へ戻る。
【０１５４】
一方、ステップＳ２において、ｎ＝０ではないと判定されたとき、無線装置３の探索モジュール１９は、各リンクごとにパケット到着率および平均遅延時間を計測し（ステップＳ５）、最大の平均遅延時間Ｔｍａｘｘ（ｙ）（ｎ）と最小の平均遅延時間Ｔｍｉｎｘ（ｙ）（ｎ）と検出する（ステップＳ６）。その後、無線装置３の探索モジュール１９は、最大の平均遅延時間Ｔｍａｘｘ（ｙ）（ｎ）を有するリンクをＬｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ＋１）とし、最小の平均遅延時間Ｔｍｉｎｘ（ｙ）（ｎ）を有するリンクをＬｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ＋１）とする（ステップＳ７）。
【０１５５】
そうすると、無線装置３の探索モジュール１９は、リンクＬｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）における平均遅延時間をＴｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）とし、リンクＬｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ）における平均遅延時間をＴｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ）とし、リンクＬｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ−１）における平均遅延時間をＴｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ−１）としてＴｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）＞Ｔｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ）、かつ、Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）＜Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ−１）であるか否かを判定する（ステップＳ８）。
【０１５６】
ステップＳ８において、Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）＞Ｔｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ）、かつ、Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）＜Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ−１）であると判定されたとき、無線装置３の探索モジュール１９は、上述した式（１９）によってパケット移動量ΔＦｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）を演算し、前回と同じ個数（＝ΔＦｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ））のパケットを最大の平均遅延時間Ｔｍａｘｘ（ｙ）（ｎ）を有するリンクＬｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ＋１）から最小の平均遅延時間Ｔｍｉｎｘ（ｙ）（ｎ）を有するリンクＬｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ＋１）へ移動する（ステップＳ９）。
【０１５７】
一方、ステップＳ８において、Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）＞Ｔｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ）、かつ、Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）＜Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ−１）でないと判定されたとき、無線装置３の探索モジュール１９は、Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）≦Ｔｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ）、かつ、Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）＜Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ−１）であるか否かを更に判定する（ステップＳ１０）。
【０１５８】
ステップＳ１０において、Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）≦Ｔｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ）、かつ、Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）＜Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ−１）であると判定されたとき、無線装置３の探索モジュール１９は、上述した式（２０）によってパケット移動量ΔＦｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）を演算し、前回の個数よりも少ない個数（＝ΔＦｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ））のパケットを最大の平均遅延時間Ｔｍａｘｘ（ｙ）（ｎ）を有するリンクＬｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ＋１）から最小の平均遅延時間Ｔｍｉｎｘ（ｙ）（ｎ）を有するリンクＬｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ＋１）へ移動する（ステップＳ１１）。
【０１５９】
一方、ステップＳ１０において、Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）≦Ｔｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ）、かつ、Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）＜Ｔｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ−１）でないと判定されたとき、無線装置３の探索モジュール１９は、上述した式（２１）によってパケット移動量ΔＦｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ）を演算し、前回の個数よりも多い個数（＝ΔＦｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ））のパケットを最大の平均遅延時間Ｔｍａｘｘ（ｙ）（ｎ）を有するリンクＬｓｒｃｘ（ｙ）（ｎ＋１）から最小の平均遅延時間Ｔｍｉｎｘ（ｙ）（ｎ）を有するリンクＬｄｓｔｘ（ｙ）（ｎ＋１）へ移動する（ステップＳ１２）。
【０１６０】
そして、ステップＳ９、ステップＳ１１およびステップＳ１２のいずれかの後、一連の動作は、ステップＳ４へ戻る。
【０１６１】
図７に示すステップＳ５〜ステップＳ１２を繰り返し実行することによって、マルチリンクを構成する複数のリンクにおける複数の平均遅延時間は、図６に示すように相互に近づき、マルチリンクの平均遅延時間は、最終的に最小解に至る。
【０１６２】
そして、無線装置３の探索モジュール１９は、送信すべきパケットが発生すると、図７に示すフローチャートに従ってマルチリンクの平均遅延時間の最小解を探索し、送信すべきパケットが無くなると、最小解の探索を停止する。
【０１６３】
なお、無線装置３の探索モジュール１９は、図７に示すフローチャートに従って最適解を探索すると、マルチリンクのコストが最小となるときのパケット分配率を検出し、その検出したパケット分配率をスイッチング手段１６へ出力する。そして、無線装置３のスイッチング手段１６は、探索モジュール１９から受けたパケット分配率に従って、アプリケーションプロセッサ１８から受けたパケットを無線モジュール１４，１５に分配し、無線モジュール１４，１５は、分配されたパケットを送信する。
【０１６４】
これによって、無線装置３は、マルチリンクのコストを最小にして基地局１０へパケットを送信する。
【０１６５】
図１に示す無線装置１，２，４，５は、無線装置３と同様に、図７に示すフローチャートに従ってマルチリンクの平均遅延時間の最小解を探索し、その探索した平均遅延時間の最小解が得られるときのパケット分配率を用いてパケットを複数の無線リンクに分配してパケットを基地局１０へ送信する。
【０１６６】
なお、図７に示すフローチャートにおいては、マルチリンクの平均遅延時間が最小であると判定されるまで、降下法によって最適解の探索を行なうと説明したが、この発明においては、これに限らず、最適解の探索回数が所定の回数に達すると、最適解の探索を終了するようにしてもよい。
【０１６７】
上述したように、この発明の実施の形態によれば、無線装置１〜５の探索モジュール１９は、無線装置１〜５と基地局１０との間における複数の無線リンクからなるマルチリンクの平均遅延時間が最小になるように、複数の無線リンクにパケットを分配するときのパケット分配率を決定し、スイッチング手段１６は、その決定されたパケット分配率に基づいてパケットを複数の無線リンクに分配し、複数の無線モジュール（無線モジュール１３〜１５の少なくとも２つの無線モジュール）は、分配されたパケットを送信する。つまり、通信負荷が最小になるようにパケットが複数の無線リンクに分配されて送信される。その結果、スループットが最大になる。
【０１６８】
従って、この発明によれば、コグニティブ無線ネットワークの通信効率を向上できる。
【０１６９】
［シミュレーションによる評価］
この発明によるパケット分配制御方式の有効性についてのシミュレーション結果について説明する。
【０１７０】
（シミュレーション方法）
シミュレーションは、ＯＰＮＥＴ  Ｃｏｒｅ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ  １２．０ＡＰＬ３を用いて行なわれた。また、シミュレーションに用いられたネットワーク構成は、次のとおりである。
【０１７１】
（ＣＭＰ１）基地局の台数は、１台であり、基地局は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによる無線モジュール、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによる無線モジュールおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｇによる無線モジュールを装備する。
【０１７２】
（ＣＭＰ２）無線装置の台数は、２０〜４０台であり、各無線装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによる無線モジュール、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによる無線モジュールおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｇによる無線モジュールを装備する。
【０１７３】
（ＣＭＰ３）各無線装置は、移動しないで、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇによる基地局のセル内にアンダムに配置される。
【０１７４】
（ＣＭＰ４）ＦＴＰサーバーが無線アクセスネットワークの外側に配置され、有線ネットワークによって基地局に接続される。
【０１７５】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、相互の干渉を回避するために、それぞれ、チャネル１およびチャネル９を有する。
【０１７６】
電波伝搬モデルは、２波モデルまたは３ｄＢのライス係数を有するライスフェージングを適用した。各ＩＥＥＥ８０２．１１の無線インターフェースのパラメータは、表１に示すパラメータが用いられた。
【０１７７】
【表１】
2010109824.tif 000024
【０１７８】
そして、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇのスロット時間は、２０μｓｅｃの長いスロット時間である。これらのパラメータに基づく各ＩＥＥＥ８０２．１１の無線インターフェースの比較において、基地局または無線装置において相互に異なる点は、次のとおりである。
【０１７９】
ＤＩＦＦ１）ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａよりも高いＭＡＣ競合の確率を有する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、通信距離に基づいてＩＥＥＥ８０２．１１ａよりも多くの無線装置を収容するからである。また、無線装置がＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇの基地局のセル内に配置される場合、無線装置の収容台数は、通信距離の２乗に比例して増加する。
【０１８０】
ＤＩＦＦ２）ＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、変調の相違（ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ：５４Ｍｂｐｓの６４ＱＡＭ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ：１１ＭｂｐｓのＣＣＫ）によってＩＥＥＥ８０２．１１ｂよいも高いパケットロス率を有する。このパケットロス率は、基地局および無線装置間の距離の２乗に比例して高くなる。
【０１８１】
ＤＩＦＦ３）ＩＥＥＥ８０２．１１ａは、割り当てられる周波数の相違（ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ：２．４ＧＨｚ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ：５ＧＨｚ）によってＩＥＥＥ８０２．１１ｇよいも高いパケットロス率を有する。このパケットロス率は、基地局および無線装置間の距離の２乗に比例して高くなる。
【０１８２】
ＤＩＦＦ４）ＩＥＥＥ８０２．１１ａは、ＩＥＥＥ８０２．１１におけるスロット時間の相違（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ：９μｓｅｃ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ：２０μｓｅｃ）によってＩＥＥＥ８０２．１１ｇよりも短いバックオフ周期を有する。
【０１８３】
トラフィックは、各無線装置で生成される以下のＦＴＰトラフィックである。
【０１８４】
（ＴＦ１）５ｓｅｃの周期で、１００ｋバイトのサイズのファイルを送信するＦＴＰセッションが開始する。
【０１８５】
（ＴＦ２）上記のＦＴＰセッションにおいて、５０％がダウンロードセッションである。
【０１８６】
（ＴＦ３）各ＦＴＰセッションは、各無線装置とＦＴＰサーバーとの間で確立される。
【０１８７】
（ＴＦ４）ＦＴＰのデータパケットサイズは、ＯＰＮＥＴ  ＦＴＰモデルに基づく転送ファイルのサイズである。
【０１８８】
評価項目は、次のとおりである。
【０１８９】
（ＥＶ１）ＩＰパケットにおける無線装置およびＦＴＰサーバー間のエンド−エンドの平均遅延時間であるＩＰ平均遅延時間（ｓｅｃ／ｐａｃｋｅｔ）
（ＥＶ２）単位時間における無線装置およびＦＴＰサーバーの両方に到着したＩＰパケットの平均であるＩＰスループット（ｂｐｓ）
（ＥＶ３）アプリケーションのデータパケットにおいて無線装置およびＦＴＰサーバー間のエンド−エンドの平均遅延時間であるＴＣＰ平均遅延時間（ｓｅｃ／ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｄａｔａ−ｐａｃｋｅｔ）
（ＥＶ４）単位時間当たりの無線装置およびＦＴＰサーバーの両方に到着したアプリケーションのデータパケットの平均であるＴＣＰスループット（ｂｙｔｅｓ／ｓｅｃ）
この評価においては、基地局とＦＴＰサーバーとの間の遅延は、基地局とＦＴＰサーバーとの間の有線ネットワークが無線アクセスネットワークよりも高速であるため、考慮されていない。
【０１９０】
また、シミュレーション時間は、１０００ｓｅｃであり、各無線装置における最初のＦＴＰセッションは、３００ｓｅｃのシミュレーション時間からスタートする。
【０１９１】
更に、この発明による方法の有効性を示すために、この発明による方法が次の方法と比較された。
【０１９２】
Ｍ１：単一ワイドバンドリンクを使用するバンド幅志向の単一リンク法（ＳＬｇ）
基地局のＩＥＥＥ８０２．１１ａセル内の無線装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによるリンクを使用し、他の無線装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇによるリンクを使用する。
【０１９３】
Ｍ２：単一高信頼性インターフェースを使用する信頼性志向の単一リンク法（ＳＬｂ）
基地局のＩＥＥＥ８０２．１１ａセル内の無線装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇによるリンクを使用し、他の無線装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによるリンクを使用する。
【０１９４】
Ｍ３：各リンクにパケットを均等に分配するラウンドロビン法（ＲＲ）
【０１９５】
Ｍ４：各リンクに対して実測された送信レートに比例するパケット分配を行なう実測送信レート方式（ＴＲ）
【０１９６】
最適解の探索法においては、初期パケット分配率ｐ０は、０．１に設定され、減少率αは、０．５に設定され、増加率βは、１．５に設定された。そして、パケット分配の更新周期は、１０ｓｅｃである。
【０１９７】
更に、複数の無線リンクは、レイヤー３（ＩＰ）におけるマルチリンクとして集約され、その集約は、上位層に対して透過性を有する。従って、上位層は、マルチリンクを単一リンクとして供給される。
【０１９８】
（低負荷における遅延時間とスループットの推移）
図８は、無線装置の台数が２０台であるときのＩＰ平均遅延時間の推移を示す図である。また、図９は、無線装置の台数が２０台であるときのＩＰスループットの推移を示す図である。更に、図１０は、パケットロスの推移を示す図である。
【０１９９】
図８において、縦軸は、ＩＰ平均遅延時間を表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ８は、この発明による方法を用いたときのＩＰ平均遅延時間を示し、曲線ｋ９は、ラウンドロビン法を用いたときのＩＰ平均遅延時間を示し、曲線ｋ１０は、単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときのＩＰ平均遅延時間を示し、曲線ｋ１１は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのＩＰ平均遅延時間を示し、曲線ｋ１２は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＩＰ平均遅延時間を示す。
【０２００】
また、図９において、縦軸は、ＩＰスループットを表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ１３は、この発明による方法を用いたときのＩＰスループットを示し、曲線ｋ１４は、ラウンドロビン法を用いたときのＩＰスループットを示し、曲線ｋ１５は、単一リンク方式（ＳＬｇ）を用いたときのＩＰスループットを示し、曲線ｋ１６は、単一リンク方式（ＳＬｂ）を用いたときのＩＰスループットを示し、曲線ｋ１７は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＩＰスループットを示す。
【０２０１】
更に、図１０において、縦軸は、パケットロスを表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ１８は、この発明による方法を用いたときのパケットロスを示し、曲線ｋ１９は、ラウンドロビン法を用いたときのパケットロスを示し、曲線ｋ２０は、単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときのパケットロスを示し、曲線ｋ２１は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのパケットロスを示し、曲線ｋ２２は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのパケットロスを示す。
【０２０２】
単一リンク法（ＳＬｇ）の遅延は、高く、単一リンク法（ＳＬｂ）およびラウンドロビン法（ＲＲ）の遅延は、この発明による方法および実測送信レート法（ＴＲ）よりも高い。更に、実測送信レート法の遅延は、この発明による方法よりも劣っている（曲線ｋ８〜ｋ１２参照）。
【０２０３】
上述した相違ＤＩＦＦ２およびＤＩＦＦ３に示されているように、単一リンク法（ＳＬｇ）は、利用可能なリンクの中で最も高いパケットロス率を有するリンクを使用する。従って、単一リンク法（ＳＬｇ）におけるパケットロス量は、他のものよりも多い（図１０参照）。
【０２０４】
ＭＡＣにおける多いパケットロス量によれば、ＭＡＣの再送は、増加し、単一リンク法（ＳＬｇ）のＩＰ遅延は、他の方法よりも高くなる。
【０２０５】
一方、単一リンク法（ＳＬｂ）は、利用可能なリンクの中でパケットロス率が最も低いリンクを使用する。従って、単一リンク法（ＳＬｂ）のＩＰ遅延は、単一リンク法（ＳＬｇ）のＩＰ遅延よりも低くなるが、実測送信レート法およびこの発明による方法に比べると劣る。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによるリンクは、送信レートが低いからである。
【０２０６】
図１１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂへのパケット分配率の推移を示す図である。図１１において、縦軸は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂへのパケット分配率を表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ２３は、この発明による方法を用いたときのＩＥＥＥ８０２．１１ｂへのパケット分配率の推移を示し、曲線ｋ２４は、実測送信レート法を用いたときのＩＥＥＥ８０２．１１ｂへのパケット分配率の推移を示す。
【０２０７】
この発明による方法においては、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇのセルのエッジに存在する無線装置へのマルチリンクおよびエッジに存在する無線装置からのマルチリンクは、殆どのパケットをＩＥＥＥ８０２．１１ｂへ分配する（図１１参照）。上述した相違ＤＩＦＦ２によって、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇの遅延がＩＥＥＥ８０２．１１ｂの遅延よりも大きいからである。
【０２０８】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａセルの外側であるが基地局に近い位置に存在する無線装置へのマルチリンクおよびＩＥＥＥ８０２．１１ａセルの外側であるが基地局に近い位置に存在する無線装置からのマルチリンクは、少数のパケットをＩＥＥＥ８０２．１１ｇへ分配する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｇの遅延は、基地局に近づくに従ってパケットロスの減少によって低くなるからである。
【０２０９】
図１２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａへのパケット分配率の推移を示す図である。図１２において、縦軸は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａへのパケット分配率を表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ２５は、この発明による方法を用いたときのＩＥＥＥ８０２．１１ａへのパケット分配率の推移を示し、曲線ｋ２６は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＩＥＥＥ８０２．１１ａへのパケット分配率の推移を示す。
【０２１０】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａセル内の無線装置へのマルチリンクおよびＩＥＥＥ８０２．１１ａセル内の無線装置からのマルチリンクは、多くのパケットをＩＥＥＥ８０２．１１ａに分配する。ＩＥＥＥ８０２．１１ａの遅延が、相違ＤＩＦＦ１に示すように低いＭＡＣ競合割合に基づいてＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇの遅延よりも低くなるからである。
【０２１１】
そして、特に、ＩＥＥＥ８０２．１１ａセル内の基地局に近い無線装置へのマルチリンクおよびＩＥＥＥ８０２．１１ａセル内の基地局に近い無線装置からのマルチリンクは、全てのパケットをＩＥＥＥ８０２．１１ａに分配する（図１２参照）。ＩＥＥＥ８０２．１１ａにおけるパケットロスは、基地局と無線装置との距離が短くなるに従って劇的に減少するからである。即ち、ＩＥＥＥ８０２．１１ａセル内におけるマルチリンクは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａセル外のマルチリンクに対してＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇのリソースを確保する。
【０２１２】
実測送信レート法（ＴＲ）においては、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇのセルのエッジにおいてＩＥＥＥ８０２．１１ａセルの基地局の近くに存在する無線装置へのマルチリンクおよびＩＥＥＥ８０２．１１ａセルの基地局の近くに存在する無線装置からのマルチリンクは、この発明による方法よりも多くのパケットをＩＥＥＥ８０２．１１ｇへ分配する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｇによるリンクの負荷は、キュー遅延に対して競合しないので、低く見積もられているからである。従って、実装送信レート法（ＴＲ）の遅延は、この発明による方法よりも劣る。
【０２１３】
ラウンドロビン法（ＲＲ）では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇへ分配されたパケット量は、ラウンドロビンの仕方によって更に増加し、ラウンドロビン法（ＲＲ）の遅延は、実測送信レート法（ＴＲ）およびこの発明による方法の遅延よりも劣る。
【０２１４】
以下、スループットについて説明する。単一リンク（ＳＬｇ）のスループットは、最も低く、単一リンク（ＳＬｂ）のスループットは、この発明による方法、ラウンドロビン法（ＲＲ）および実測送信レート法（ＴＲ）のスループットよりも低い。更に、この発明によるスループットは、ラウンドロビン法（ＲＲ）および実測送信レート法（ＴＲ）のスループットよりも低い。
【０２１５】
単一リンク法（ＳＬｇ）においては、パケットロスが多いため（図１０参照）、スループットが低下する。この発明による方法、ラウンドロビン法（ＲＲ）および実測送信レート法（ＴＲ）においては、単一リンク法（ＳＬｂ）よりも高いスループットがＴＣＰの再送信のための負荷の増加の結果として得られる。
【０２１６】
図１３は、順序乱れパケットの推移を示す図である。図１３において、縦軸は、順序乱れパケットを表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ２７は、この発明による方法を用いたときの順序乱れパケットを示し、曲線ｋ２８は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときの順序乱れパケットを示し、曲線ｋ２９，ｋ３０は、それぞれ、単一リンク法（ＳＬｇ）および単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときの順序乱れパケットを示し、曲線ｋ３１は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときの順序乱れパケットを示す。
【０２１７】
ＴＣＰの再送信は、パケットロスおよび順序乱れパケット（図１３参照）の結果となる。この順序乱れパケットは、送信先に到着するＩＰパケットのシーケンス番号が昇順になっていないことを表す。
【０２１８】
図１４は、無線装置の台数が２０台であるときのＴＣＰ平均遅延時間の推移を示す図である。また、図１５は、無線装置の台数が２０台であるときのＴＣＰスループットの推移を示す図である。
【０２１９】
図１４において、縦軸は、ＴＣＰ平均遅延時間を表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ３２は、この発明による方法を用いたときのＴＣＰ平均遅延時間の推移を示し、曲線ｋ３３は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときのＴＣＰ平均遅延時間の推移を示し、曲線ｋ３４は、単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときのＴＣＰ平均遅延時間の推移を示し、曲線ｋ３５は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのＴＣＰ平均遅延時間の推移を示し、曲線ｋ３６は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＴＣＰ平均遅延時間の推移を示す。
【０２２０】
図１５において、縦軸は、ＴＣＰスループットを表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ３７，ｋ３８，ｋ４０，ｋ４１は、それぞれ、この発明による方法、ラウンドロビン法（ＲＲ）、単一リンク法（ＳＬｂ）および実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＴＣＰスループットの推移を示し、曲線ｋ３９は、単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときのＴＣＰスループットの推移を示す。
【０２２１】
単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのＴＣＰ遅延は、低く、安定している（曲線ｋ３２参照）。そして、この発明による方法を用いたときのＴＣＰ遅延は、徐々に減少し、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのＴＣＰ遅延に非常に近くなる（曲線ｋ３５参照）。
【０２２２】
実測送信レート法（ＴＲ）およびラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときのＴＣＰ遅延は、この発明による方法を用いたときのＴＣＰ遅延よりも大きく（曲線ｋ３３，ｋ３６参照）、単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときのＴＣＰ遅延は、線形に増加し、非常に大きくなる（曲線ｋ３４参照）。
【０２２３】
各方法を用いたときのＴＣＰ平均遅延時間が図１４に示すようになる結果、この発明による方法、ラウンドロビン法（ＲＲ）、単一リンク法（ＳＬｂ）および実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＴＣＰスループットは、単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときのＴＣＰスループットよりも大きい（図１５参照）。
【０２２４】
図１６は、１０ｓｅｃ周期のＴＣＰ再送回数の推移を示す図である。図１６において、縦軸は、１０ｓｅｃ周期のＴＣＰ再送回数を表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ４２は、この発明による方法を用いたときのＴＣＰ再送回数の推移を示し、曲線ｋ４３は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときのＴＣＰ再送回数の推移を示し、曲線ｋ４４は、単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときのＴＣＰ再送回数の推移を示し、曲線ｋ４５は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのＴＣＰ再送回数の推移を示し、曲線ｋ４６は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＴＣＰ再送回数の推移を示す。
【０２２５】
単一リンク法（ＳＬｂ）においては、低いパケットロスおよび順序乱れパケットが発生しないことに起因して、ＴＣＰ再送回数は、少ない。その結果、遅延は、低く、安定する。
【０２２６】
この発明による方法においては、各リンクの遅延の均等化によって、順序乱れパケットが減少し、ＴＣＰ再送回数も減少する。
【０２２７】
図１７は、この発明による方法および単一リンク法（ＳＬｂ）の両方を用いた無線装置におけるＴＣＰセッションのコンテンションウィンドサイズを示す図である。また、図１８は、図１７の無線装置と同じ無線装置における同じＴＣＰセッションの受信Ａｃｋシーケンス番号を示す図である。
【０２２８】
図１７において、縦軸は、コンテンションウィンドサイズを表し、横軸は、この発明による方法および単一リンク法（ＳＬｂ）のシミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ４７は、この発明による方法を用いたときのコンテンションウィンドサイズを示し、曲線ｋ４８は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのコンテンションウィンドサイズを示す。
【０２２９】
図１８において、縦軸は、受信Ａｃｋシーケンス番号を表し、横軸は、この発明による方法および単一リンク法（ＳＬｂ）のシミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ４９は、この発明による方法を用いたときの受信Ａｃｋシーケンス番号を示し、曲線ｋ５０は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときの受信Ａｃｋシーケンス番号を示す。
【０２３０】
この発明による方法を用いたときのコンテンションウィンドサイズは、重複Ａｃｋ受信の限界値を超えることによる速い再送によって一時的に減少する。しかし、この発明による方法を用いたときの受信Ａｃｋシーケンス番号の増加は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときの受信Ａｃｋシーケンス番号の増加と殆ど同じである。
【０２３１】
従って、この発明による方法は、再送による遅延が結合されたマルチリンクによる広いバンドと平衡する。実測送信レート法のＴＣＰ再送は、この発明による方法のＴＣＰ再送よりも増加する。これは、実測送信レート法においては、この発明による方法よりも順序乱れパケットが多く発生するからである。その結果、実測送信レート法を用いたときの遅延は、この発明による方法を用いたときの遅延よりも大きくなる。
【０２３２】
一方、ラウンドロビン法を用いたときのＴＣＰ再送は、この発明による方法を用いたときのＴＣＰ再送よりも少ない。ラウンドロビン法は、パケットをインターフェースに均等に分配するため、全ての無線装置においてＩＥＥＥ８０２．１１ｂに多くのパケットを分配する。そして、ラウンドロビン法を用いたときの遅延が大きくなる。
【０２３３】
図１９は、コンテンションウィンドサイズおよび受信Ａｃｋシーケンス番号の推移を示す図である。図１９において、縦軸は、コンテンションウィンドサイズおよび受信Ａｃｋシーケンス番号を表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ５１は、この発明による方法を用いたときのコンテンションウィンドサイズを示し、曲線ｋ５２は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときのコンテンションウィンドサイズを示し、曲線ｋ５３は、この発明による方法を用いたときの受信Ａｃｋシーケンス番号を示し、曲線ｋ５４は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときの受信Ａｃｋシーケンス番号を示す。
【０２３４】
ラウンドロビン法における大きい遅延は、Ａｃｋの到着を待つことに起因しており（図１９参照）、ＴＣＰセグメントの送信間隔は、長くなる。従って、ラウンドロビン法においては、再送に起因するＴＣＰセグメントにおける順序乱れの確率は、低くなるが、遅延が大きくなる。その結果、ラウンドロビン法を用いたときの遅延は、この発明による方法を用いたときの遅延よりも大きくなる。
【０２３５】
以下においては、ＴＣＰスループットについて説明する。単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときのスループットは、他の方法を用いたときのスループットよりも低い（図１５参照）。単一リンク法（ＳＬｇ）においては、多くのパケットロスが発生する。従って、ＴＣＰ再送がスループットを低下させる。他の方法を用いたときのスループットは、負荷が低いために相互に非常に近い値になる（図１５参照）。
【０２３６】
（高負荷における遅延およびスループットの推移）
図２０は、無線装置の台数が４０台であるときのＩＰ平均遅延時間の推移を示す図である。また、図２１は、無線装置の台数が４０台であるときのＩＰスループットの推移を示す図である。更に、図２２は、ＩＰ超過パケットの推移を示す図である。更に、図２３は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａに対する負荷の推移を示す図である。
【０２３７】
図２０において、縦軸は、ＩＰ平均遅延時間を表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ５５は、この発明による方法を用いたときのＩＰ平均遅延時間の推移を示し、曲線ｋ５６は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときのＩＰ平均遅延時間の推移を示し、曲線ｋ５７は、単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときのＩＰ平均遅延時間の推移を示し、曲線ｋ５８は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのＩＰ平均遅延時間の推移を示し、曲線ｋ５９は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＩＰ平均遅延時間の推移を示す。
【０２３８】
図２１において、縦軸は、ＩＰスループットを表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ６０は、この発明による方法を用いたときのＩＰスループットの推移を示し、曲線ｋ６１は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときのＩＰスループットの推移を示し、曲線ｋ６２は、単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときのＩＰスループットの推移を示し、曲線ｋ６３は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのＩＰスループットの推移を示し、曲線ｋ６４は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＩＰスループットの推移を示す。
【０２３９】
図２２において、縦軸は、ＩＰ超過パケットを表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ６５は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときのＩＥＥＥ８０２．１１ｇにおけるＩＰ超過パケットの推移を示し、曲線ｋ６６は、単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときのＩＥＥＥ８０２．１１ｇにおけるＩＰ超過パケットの推移を示し、曲線ｋ６７は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＩＥＥＥ８０２．１１ｇにおけるＩＰ超過パケットの推移を示し、曲線ｋ６８は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのＩＥＥＥ８０２．１１ｂにおけるＩＰ超過パケットの推移を示し、曲線ｋ６９は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＩＥＥＥ８０２．１１ｂにおけるＩＰ超過パケットの推移を示す。
【０２４０】
図２３において、縦軸は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａに対する負荷を表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ７０は、この発明による方法を用いたときのＩＥＥＥ８０２．１１ａに対する負荷の推移を示し、曲線ｋ７１は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときのＩＥＥＥ８０２．１１ａに対する負荷の推移を示し、曲線ｋ７２は、単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときのＩＥＥＥ８０２．１１ａに対する負荷の推移を示し、曲線ｋ７３は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのＩＥＥＥ８０２．１１ａに対する負荷の推移を示し、曲線ｋ７４は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＩＥＥＥ８０２．１１ａに対する負荷の推移を示す。
【０２４１】
この発明による方法を除く他の方法を用いたときの遅延は、非常に悪くなる。他の方法では、ＩＥＥＥ８０２．１１ａセルの外側に存在する無線装置へのまたは無線装置からのリンクの容量超過が発生する。容量超過は、単一リンク法（ＳＬｂ）のＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇの両方、ラウンドロビン法のＩＥＥＥ８０２．１１ｇおよび実測送信レート法のＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇの両方において発生する（図２２参照）。上述した相違ＤＩＦＦ１に基づけば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇの負荷は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの負荷よりも大きくなるからである。
【０２４２】
この発明による方法では、マルチリンクは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａセルの内側に存在する無線装置に対応するＩＥＥＥ８０２．１１ａのリンクに最も多くのパケットを分配する（図２３参照）。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇの遅延は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの遅延よりも大きいからである。その結果、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇの容量は、この発明による方法においては、保存される。
【０２４３】
一方、他の方法では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇに対するパケット分配は、過剰になるので、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇの容量超過が生じる。ＩＰ遅延と同様に、この発明による方法を除く他の方法におけるＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇの容量超過は、ＩＰスループットを減少させる。
【０２４４】
図２４は、無線装置の台数が４０台であるときのＴＣＰ平均遅延時間の推移を示す図である。また、図２５は、無線装置の台数が４０台であるときのＴＣＰスループットの推移を示す図である。
【０２４５】
図２４において、縦軸は、ＴＣＰ平均遅延時間を表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ７５は、この発明による方法を用いたときのＴＣＰ平均遅延時間の推移を示し、曲線ｋ７６は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときのＴＣＰ平均遅延時間の推移を示し、曲線ｋ７７は、単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときのＴＣＰ平均遅延時間の推移を示し、曲線ｋ７８は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのＴＣＰ平均遅延時間の推移を示し、曲線ｋ７９は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＴＣＰ平均遅延時間の推移を示す。
【０２４６】
図２５において、縦軸は、ＴＣＰスループットを表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ８０は、この発明による方法を用いたときのＴＣＰスループットの推移を示し、曲線ｋ８１は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときのＴＣＰスループットの推移を示し、曲線ｋ８２は、単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときのＴＣＰスループットの推移を示し、曲線ｋ８３は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのＴＣＰスループットの推移を示し、曲線ｋ８４は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＴＣＰスループットの推移を示す。
【０２４７】
この発明による方法を除く他の方法においては、ＴＣＰ平均遅延時間は、線形に増加し、ＴＣＰスループットは、無線装置の台数が２０台であるときの２倍にも満たない（図２４および図２５参照）。従って、アクセスネットワークは、他の方法においては混雑している。
【０２４８】
この発明による方法では、遅延は、増加せず、安定している（図２４参照）。更に、スループットは、無線装置の台数が２０台であるときの２倍に達している（図２５参照）。従って、この発明による方法は、混雑を避けるように制御する。
【０２４９】
図２６は、ＴＣＰ再送回数の推移を示す図である。また、図２７は、順序乱れパケットの推移を示す図である。更に、図２８は、累積分布と順序乱れパケットにおける到着遅延との関係を示す図である。
【０２５０】
図２６において、縦軸は、ＴＣＰ再送回数を表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ８５は、この発明による方法を用いたときのＴＣＰ再送回数の推移を示し、曲線ｋ８６は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときのＴＣＰ再送回数の推移を示し、曲線ｋ８７は、単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときのＴＣＰ再送回数の推移を示し、曲線ｋ８８は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのＴＣＰ再送回数の推移を示し、曲線ｋ８９は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＴＣＰ再送回数の推移を示す。
【０２５１】
図２７において、縦軸は、順序乱れパケットを表し、横軸は、シミュレーション時間を表す。また、曲線ｋ９０は、この発明による方法を用いたときの順序乱れパケットの推移を示し、曲線ｋ９１は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときの順序乱れパケットの推移を示し、曲線ｋ９２は、単一リンク法（ＳＬｇ）を用いたときの順序乱れパケットの推移を示し、曲線ｋ９３は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときの順序乱れパケットの推移を示し、曲線ｋ９４は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときの順序乱れパケットの推移を示す。
【０２５２】
図２８において、縦軸は、累積分布を表し、横軸は、順序乱れパケットにおける到着遅延を表す。また、曲線ｋ９５は、この発明による方法を用いたときの累積分布と順序乱れパケットにおける到着遅延との関係を示し、曲線ｋ９６は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときの累積分布と順序乱れパケットにおける到着遅延との関係を示し、曲線ｋ９７は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときの累積分布と順序乱れパケットにおける到着遅延との関係を示す。
【０２５３】
この発明による方法は、ＴＣＰ再送の傾向が他の方法と異なる（図２６参照）。この発明による方法では、ＴＣＰの再送回数は、安定している。その結果、順序乱れパケットの量が少なくなり（図２７参照）、順序乱れパケットにおける到着遅延も小さくなり（図２８参照）、更に、過剰パケットも発生しない。なお、順序乱れパケットにおける到着遅延とは、次のＩＰシーケンス番号を持つパケットの到着からの遅延である。
【０２５４】
（遅延のスループット依存性）
図２９は、ＩＰ平均遅延時間とＩＰスループットとの関係を示す図である。図３０は、ＴＣＰ平均遅延時間とＴＣＰスループットとの関係を示す図である。
【０２５５】
図２９において、縦軸は、ＩＰ平均遅延時間を表し、横軸は、ＩＰスループットを表す。また、曲線ｋ９８は、この発明による方法を用いたときのＩＰ平均遅延時間とＩＰスループットとの関係を示し、曲線ｋ９９は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときのＩＰ平均遅延時間とＩＰスループットとの関係を示し、曲線ｋ１００は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのＩＰ平均遅延時間とＩＰスループットとの関係を示し、曲線ｋ１０１は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＩＰ平均遅延時間とＩＰスループットとの関係を示す。
【０２５６】
図３０において、縦軸は、ＴＣＰ平均遅延時間を表し、横軸は、ＴＣＰスループットを表す。また、曲線ｋ１０２は、この発明による方法を用いたときのＴＣＰ平均遅延時間とＴＣＰスループットとの関係を示し、曲線ｋ１０３は、ラウンドロビン法（ＲＲ）を用いたときのＴＣＰ平均遅延時間とＴＣＰスループットとの関係を示し、曲線ｋ１０４は、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときのＴＣＰ平均遅延時間とＴＣＰスループットとの関係を示し、曲線ｋ１０５は、実測送信レート法（ＴＲ）を用いたときのＴＣＰ平均遅延時間とＴＣＰスループットとの関係を示す。
【０２５７】
図２９および図３０においては、無線装置の台数が２０台から４０台へ増加され、ＩＰ平均遅延時間、ＩＰスループット、ＴＣＰ平均遅延時間およびＴＣＰスループットは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇセル内にランダムに配置された無線装置のトポロジを１０通りに変化させたときの６００ｓｅｃ〜１０００ｓｅｃのシミュレーション時間に対する平均値である。
【０２５８】
最初に、スループットによる平均遅延によって示されるＩＰにおける特性について説明する。
【０２５９】
この発明による方法の優れた特性は、低い遅延および高いスループットによって示され、アクセスネットワークにおける無線装置の台数が増加するに従って顕著になる。
【０２６０】
この発明による方法を除く他の方法は、無線装置の台数が３０〜３５を超えると、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇの容量を使い果たす。
【０２６１】
一方、この発明による方法は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａセル内の殆どのパケットをＩＥＥＥ８０２．１１ａに分配し、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇの容量を使い果たさない。
【０２６２】
以下においては、ＴＣＰの特性について説明する。ＴＣＰにおける特性の傾向は、ＩＰにおける特性の傾向と同じである。しかし、無線装置の台数が２０台であるとき、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときの特性は、この発明による方法を用いたときの特性よりもわずかに優れている。そして、無線装置の台数が３０台よりも少ないとき、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときの特性は、ラウンドロビン法および実測送信レート法を用いたときの特性よりも明らかに優れている。
【０２６３】
単一リンク法（ＳＬｂ）は、パケットロスおよび順序乱れパケットの発生が非常に少ない。従って、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときの遅延は、ＴＣＰの少ない再送回数のために低くなる。
【０２６４】
一方、ラウンドロビン法および実測送信レート法は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇにおけるパケットロスが大きく、順序乱れパケット数も多い。従って、ラウンドロビン法および実測送信レート法を用いたときの遅延は、ＴＣＰの多い再送回数のために大きくなる。
【０２６５】
その結果、単一リンク法（ＳＬｂ）は、ラウンドロビン法および実測送信レート法よりも優れた特性を有する。
【０２６６】
この発明による方法を用いたときの特性は、無線装置の台数が２０台であるとき、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときの特性よりもわずかに劣る。このような特性は、６００ｓｅｃ〜１０００ｓｅｃにおけるシミュレーション時間に対する平均から得られるのであるが、この発明による方法を用いたときの特性は、最終的には、単一リンク法（ＳＬｂ）を用いたときの特性と同じになる。
【０２６７】
無線装置の台数が２０台を超えたとき、この発明による方法を用いたときの特性は、単一リンク法（ＳＬｂ）を含む他の方法を用いたときの特性よりも明らかに優れている。
【０２６８】
また、無線装置の台数が３５台を超えたとき、他の方法は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇへの過剰なパケット分配によってアクセスネットワークに混雑を生じさせる。
【０２６９】
一方、この発明による方法は、アクセスネットワークに混雑を生じさせず、無線装置の台数が４０台であるとき、特性が若干低下するが、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｇからＩＥＥＥ８０２．１１ａへのパケット分配によってアクセスネットワークの混雑を避ける。
【０２７０】
上述したように、この発明による方法は、他の方法よりも優れたパケット分配が可能であり、ＩＰおよびＴＣＰの両方において、遅延を減少させ、スループットを向上できる。
【０２７１】
上記においては、マルチリンクは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによるリンク、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによるリンク、およびＩＥＥＥ８０２．１１ｇによるリンクのうちの２つのリンクによって構成される場合について説明したが、この発明においては、これに限らず、マルチリンクは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによるリンクと、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによるリンクと、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇによるリンクとの３個のリンクによって構成されていてもよく、一般的には、マルチリンクは、相互に異なる複数の無線システムによる複数のリンクによって構成されていればよい。
【０２７２】
そして、この場合、図７に示すフローチャートに従って平均遅延時間が最大であるリンクと平均遅延時間が最小であるリンクとの間でパケット分配処理を繰り返し実行することによって、複数のリンクにおける複数の平均遅延時間は、相互に近づき、最終的に均等になる。複数のリンクから平均遅延時間が最大であるリンクと平均遅延時間が最小であるリンクとを選択し、その２つのリンク間でパケット分配処理を行うことを繰り返し実行することによって、複数のリンクにおける複数の平均遅延時間のうち、突出した平均遅延時間が除去されるからである。
【０２７３】
その結果、マルチリンクのコストが最小になり、無線ネットワーク全体の通信効率を向上できる。
【０２７４】
また、上記においては、各無線装置１〜５は、マルチリンクを構成する複数のリンクの複数の平均遅延時間を均等にするように複数のリンクにパケットを分配すると説明したが、この発明による無線装置は、マルチリンクを構成する複数のリンクの複数の平均遅延時間を相互に近づけるように複数のリンクにパケットを分配するものであればよく、この発明による無線ネットワークは、マルチリンクを構成する複数のリンクの複数の平均遅延時間を相互に近づけるように複数のリンクにパケットを分配する無線装置を備えていればよい。
【０２７５】
マルチリンクを構成する複数のリンクの複数の平均遅延時間を相互に近づけるように複数のリンクにパケットを分配すれば、通信のコストが低下し、無線ネットワーク全体の通信効率を向上できるからである。
【０２７６】
この発明においてはスイッチング手段１６、コントローラ１７および探索モジュール１９は、「分配手段」を構成する。
【０２７７】
また、図７に示すフローチャートに従って最適解を求める処理は、「パケット分配処理」を構成する。
【０２７８】
更に、無線モジュール１３〜１５は、「複数の無線モジュール」を構成する。
【０２７９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０２８０】
この発明は、コグニティブ無線ネットワークの通信効率を向上可能な無線装置に適用される。また、この発明は、コグニティブ無線ネットワークの通信効率を向上可能な無線装置を備えた無線ネットワークに適用される。
【図面の簡単な説明】
【０２８１】
【図１】この発明の実施の形態による無線ネットワークの概略図である。
【図２】図１に示す無線装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】単一リンクを説明するための概念図である。
【図４】コストとリンクｋへのパケット分配率との関係を示す図である。
【図５】／Ｔｋ（ｉ）ｂｓおよび／Ｔｊ（ｉ）ｂｓのパケット到着率Ｆｋ（ｉ）ｂｓに対する依存性を示す図である。
【図６】パケットの分配方法を説明するための概念図である。
【図７】降下法を用いて最適解を求める動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】無線装置の台数が２０台であるときのＩＰ平均遅延時間の推移を示す図である。
【図９】無線装置の台数が２０台であるときのＩＰスループットの推移を示す図である。
【図１０】パケットロスの推移を示す図である。
【図１１】ＩＥＥＥ８０２．１１ｂへのパケット分配率の推移を示す図である。
【図１２】ＩＥＥＥ８０２．１１ａへのパケット分配率の推移を示す図である。
【図１３】順序乱れパケットの推移を示す図である。
【図１４】無線装置の台数が２０台であるときのＴＣＰ平均遅延時間の推移を示す図である。
【図１５】無線装置の台数が２０台であるときのＴＣＰスループットの推移を示す図である。
【図１６】１０ｓｅｃ周期のＴＣＰ再送回数の推移を示す図である。
【図１７】この発明による方法および単一リンク法（ＳＬｂ）の両方を用いた無線装置におけるＴＣＰセッションのコンテンションウィンドサイズを示す図である。
【図１８】図１７の無線装置と同じ無線装置における同じＴＣＰセッションの受信Ａｃｋシーケンス番号を示す図である。
【図１９】コンテンションウィンドサイズおよび受信Ａｃｋシーケンス番号の推移を示す図である。
【図２０】無線装置の台数が４０台であるときのＩＰ平均遅延時間の推移を示す図である。
【図２１】無線装置の台数が４０台であるときのＩＰスループットの推移を示す図である。
【図２２】ＩＰ超過パケットの推移を示す図である。
【図２３】ＩＥＥＥ８０２．１１ａに対する負荷の推移を示す図である。
【図２４】無線装置の台数が４０台であるときのＴＣＰ平均遅延時間の推移を示す図である。
【図２５】無線装置の台数が４０台であるときのＴＣＰスループットの推移を示す図である。
【図２６】ＴＣＰ再送回数の推移を示す図である。
【図２７】順序乱れパケットの推移を示す図である。
【図２８】累積分布と順序乱れパケットにおける到着遅延との関係を示す図である。
【図２９】ＩＰ平均遅延時間とＩＰスループットとの関係を示す図である。
【図３０】ＴＣＰ平均遅延時間とＴＣＰスループットとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【０２８２】
１〜５  無線装置、１０  基地局、１２  アンテナ、１３〜１５  無線モジュール、１６  スイッチング手段、１７  コントローラ、１８  アプリケーションプロセッサ、１９  探索モジュール、２０  無線ＬＡＮセル、３０  無線ＷＡＮセル、４１  有線ケーブル、５０  ネットワーク、５１〜５４  端末装置、１００  無線ネットワーク。
【図１】
2010109824.tif 000025
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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