(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置に接続された集中制御局装置と、を備える無線通信システムであって、
前記集中制御局装置は、
複数のチャネル割り当てパターンを記憶するチャネル割り当てパターン記憶手段と、
複数のチャネル割り当てパターンの内の一つのチャネル割り当てパターンに切り替える切り替え時間を決定するスケジュール手段と、
当該チャネル割り当てパターンの切り替え時間より一定時間以上早い時間に、前記複数の基地局装置に、チャネル割り当てパターンへの切り替えを通知するチャネル割り当てパターン通知手段と、
前記複数の基地局装置のチャネルが正常に切り替わったことを確認する基地局チャネル変更確認手段と、を備え、
前記基地局装置は、
切り替え時間の前に通信相手端末へ一定時間チャネルの切り替えを通知するチャネル切り替え通知手段と、
切り替え時間に前記集中制御局装置に指定されたチャネル割り当てに変更するチャネル変更手段と、
通信相手となる端末が正常にチャネル切り替えに成功したことを確認し、前記集中制御局装置に通知するチャネル変更正常終了通知手段と、を備える無線通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信システムであって、
前記集中制御局装置のスケジュール手段は、前記チャネル割り当てパターン記憶手段の複数のチャネル割り当てパターンを一定時間ごとに周期的に切り替える、
ことを特徴とする。
【請求項３】
請求項１記載の無線通信システムであって、
前記集中制御局装置は、
複数の基地局装置から、各基地局装置が送信したデータのビット数、各基地局装置が受信したデータのビット数、各基地局装置の通信で生じたパケットの衝突頻度、各基地局装置にバッファされているデータのビット数、各基地局装置とその通信相手（端末装置）とが通信したスループット又はビット数、の情報を、収集し記憶する通信状況記憶手段と、
前記通信状況記憶手段に記憶された通信状況から、チャネル割り当てパターンを算出し、記憶するチャネル割り当てパターン記憶手段と、
をさらに備える。
【請求項４】
請求項１記載の無線通信システムであって、
前記集中制御局装置は、
複数の基地局装置から、各基地局装置が送信したデータのビット数、各基地局装置が受信したデータのビット数、各基地局装置の通信で生じたパケットの衝突頻度、各基地局装置にバッファされているデータのビット数、各基地局装置とその通信相手（端末装置）とが通信したスループット又はビット数、の情報を、時間に対して収集し記憶する通信状況記憶手段と、
前記通信状況記憶手段に時間に対して記憶された通信状況から、チャネル割り当てパターンを算出し、記憶するチャネル割り当てパターン記憶手段と、
前記通信状況記憶手段に時間に対して記憶された通信状況に応じて、各時間に最適なチャネル割り当てパターンを決定し、当該時間に当該チャネル割り当てパターンを用いるようにチャネル割り当てパターンと切り替え時間を決定するスケジュール手段と、
をさらに備える。
【請求項５】
請求項１記載の無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
前記集中制御局装置から指定されたチャネル割り当てパターンに切り替えた後、各基地局装置が送信したデータのビット数、各基地局装置が受信したデータのビット数、各基地局装置の通信で生じたパケットの衝突頻度、各基地局装置にバッファされているデータのビット数、各基地局装置とその通信相手（端末装置）とが通信したスループット又はビット数、の情報を、当該チャネル割り当てパターンによる効果の評価指標として情報を収集するチャネル割り当てパターン評価手段と、
当該チャネル割り当てパターン評価結果を前記集中制御局装置へ通知する評価結果通知手段と、をさらに備え、
前記集中制御局装置は、評価結果に応じて、チャネル割り当てパターンを変更し、記憶するチャネル割り当てパターン更新手段、をさらに備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信におけるチャネルの切り替え技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯を用いた高速無線アクセスシステムとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格などに基づいた基地局装置（ＡＰ：Access point）が広く普及している。これらの規格に基づいたシステムでは、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させるための技術である直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用い、最大で５４Ｍｂｐｓの伝送速度を実現している。
【０００３】
ただし、上述した伝送速度は物理レイヤ上での伝送速度であり、ユーザにとって有効なデータのスループットではない。実際には、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでの伝送効率が５０〜７０％程度であるために、スループットは３０Ｍｂｐｓ程度が上限値となっている。
【０００４】
一方、有線ＬＡＮの通信速度もＦＴＴＨ（Fiber to the home）の普及から、上昇の一途をたどっている。そのため、今後無線ＬＡＮにおいても更なる伝送速度の高速化が求められることが想定される。無線区間のスループット増大のために、ＭＩＭＯやマルチユーザＭＩＭＯなど様々な空間信号処理技術が検討されているが、他の方法として通信周波数帯域の拡大も行なわれている。ＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、各チャネル２０ＭＨｚの周波数帯域が用いられていたが、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、４０ＭＨｚの周波数帯域が用いられている。さらに、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃでは、オプションを含めると１６０ＭＨｚまで検討されている。このように、チャネルの帯域拡大が進んでいる。
【０００５】
このように、チャネルの周波数帯域はＩＥＥＥ８０２．１１ａから１１ａｃまでで、８倍に拡大している。しかし、無線ＬＡＮに用いることのできる周波数帯域全体については、大きな拡張が認められていない。よって、無線端末の普及に伴い、周波数資源は十分でなくなりつつある。例えば、複数の基地局装置が同じ周波数帯域を用いる環境が増加している。このため、基地局装置が選択したチャネルによっては、通信セルが互いにオーバーラップする他の基地局装置からのパケット信号の影響によって、スループットが低下したり、システム全体のスループット効率が低下したりするという問題があった。更に、各基地局装置が選択しうるチャネルの帯域幅も多様化している。そのため、集中制御局（ＡＣ）を用いて基地局装置の周波数チャネルを管理する場合、どの周波数を用いるかだけでなく、どの周波数帯域を用いるかも集中制御局において判断する必要がある。
【０００６】
複数の基地局装置を集中制御局に接続し、各基地局装置にチャネルを割り当てる方法については特許文献１に記載されている。特許文献１では、基地局装置におけるスループットなどの通信状態を入力情報として用い、システムスループットを最大化するようにチャネルを選択することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−７４０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、通信状況は時間の経過により刻々と変化するものである。そのため、ある時刻において決定されたチャネル配置は、異なる時刻において必ずしも最適とは限らない。通信状況の変化に応じて、適切なチャネル配置を選択できるシステムが必要とされている。また、全ての基地局装置に最大のスループットを提供するチャネル割り当てを決定することは難しい。そのため、一部の基地局装置において、要求値よりもスループットが低くなってしまう場合もあった。
【０００９】
上記事情に鑑み、本発明は、集中制御局に接続された複数の基地局装置に割り当てられるチャネルを適切に切り替える技術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】
【００１０】
本発明の一態様は、複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置に接続された集中制御局装置と、を備える無線通信システムであって、前記集中制御局装置は、複数のチャネル割り当てパターンを記憶するチャネル割り当てパターン記憶手段と、複数のチャネル割り当てパターンの内の一つのチャネル割り当てパターンに切り替える切り替え時間を決定するスケジュール手段と、当該チャネル割り当てパターンの切り替え時間より一定時間以上早い時間に、前記複数の基地局装置に、チャネル割り当てパターンへの切り替えを通知するチャネル割り当てパターン通知手段と、前記複数の基地局装置のチャネルが正常に切り替わったことを確認する基地局チャネル変更確認手段と、を備え、前記基地局装置は、切り替え時間の前に通信相手端末へ一定時間チャネルの切り替えを通知するチャネル切り替え通知手段と、切り替え時間に前記集中制御局装置に指定されたチャネル割り当てに変更するチャネル変更手段と、通信相手となる端末が正常にチャネル切り替えに成功したことを確認し、前記集中制御局装置に通知するチャネル変更正常終了通知手段と、を備える無線通信システムである。
【００１１】
本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記集中制御局装置のスケジュール手段は、前記チャネル割り当てパターン記憶手段の複数のチャネル割り当てパターンを一定時間ごとに周期的に切り替える。
【００１２】
本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記集中制御局装置は、複数の基地局装置から、各基地局装置が送信したデータのビット数、各基地局装置が受信したデータのビット数、各基地局装置の通信で生じたパケットの衝突頻度、各基地局装置にバッファされているデータのビット数、各基地局装置とその通信相手（端末装置）とが通信したスループット又はビット数、の情報を、収集し記憶する通信状況記憶手段と、前記通信状況記憶手段に記憶された通信状況から、チャネル割り当てパターンを算出し、記憶するチャネル割り当てパターン記憶手段と、をさらに備える。
【００１３】
本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記集中制御局装置は、複数の基地局装置から、各基地局装置が送信したデータのビット数、各基地局装置が受信したデータのビット数、各基地局装置の通信で生じたパケットの衝突頻度、各基地局装置にバッファされているデータのビット数、各基地局装置とその通信相手（端末装置）とが通信したスループット又はビット数、の情報を、時間に対して収集し記憶する通信状況記憶手段と、前記通信状況記憶手段に時間に対して記憶された通信状況から、チャネル割り当てパターンを算出し、記憶するチャネル割り当てパターン記憶手段と、前記通信状況記憶手段に時間に対して記憶された通信状況に応じて、各時間に最適なチャネル割り当てパターンを決定し、当該時間に当該チャネル割り当てパターンを用いるようにチャネル割り当てパターンと切り替え時間を決定するスケジュール手段と、をさらに備える。
【００１４】
本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記基地局装置は、前記集中制御局装置から指定されたチャネル割り当てパターンに切り替えた後、各基地局装置が送信したデータのビット数、各基地局装置が受信したデータのビット数、各基地局装置の通信で生じたパケットの衝突頻度、各基地局装置にバッファされているデータのビット数、各基地局装置とその通信相手（端末装置）とが通信したスループット又はビット数、の情報を、当該チャネル割り当てパターンによる効果の評価指標として情報を収集するチャネル割り当てパターン評価手段と、当該チャネル割り当てパターン評価結果を前記集中制御局装置へ通知する評価結果通知手段と、をさらに備え、前記集中制御局装置は、評価結果に応じて、チャネル割り当てパターンを変更し、記憶するチャネル割り当てパターン更新手段、をさらに備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、集中制御局に接続された複数の基地局装置に割り当てられるチャネルを適切に切り替えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態の無線システムのシステム構成を表す図である。
【図２】無線システムにおいて用いられるチャネルを示す図である。
【図３】各チャネルにおける干渉の関係（チャネル条件）を表す図である。
【図４】各システムＡＰにおいて検出された他のシステムＡＰ１０を示す図である。
【図５】チャネル割り当てパターンの具体例を示す図である。
【図６】無線システムの動作の流れの第一例を示す図である。
【図７】無線システムの動作の流れの第二例を示す図である。
【図８】チャネル割り当てパターンのスケジュールの決定方法の具体例を示す図である。
【図９】システムＡＰの機能構成を表す概略ブロック図である。
【図１０】集中制御局の機能構成を表す概略ブロック図である。
【図１１】第１実施形態の無線システムの処理の流れのうち、第一例（図６）に相当する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】第１実施形態の無線システムの処理の流れのうち、図８に示されるような統計値に基づいて処理を行う場合の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】第１実施形態の無線システムの処理の流れのうち、第二例（図７）に相当する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】各システムＡＰへのチャネル割り当ての具体例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について説明する。なお、以下の説明では、基地局装置、集中制御局をそれぞれ“ＡＰ”、“ＡＣ”と記載することがある。
【００１８】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態の無線システム１のシステム構成を表す図である。基地局装置１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５が集中制御局２０に接続されている。集中制御局２０に接続されていない基地局装置１１（１１−１、１１−２、１１−３、１１−４、１１−５、１１−６）は６台存在する。以下の説明では、集中制御局２０に接続された基地局装置１０を「システムＡＰ」と呼ぶ。また、集中制御局２０に接続されていない基地局装置１１を「干渉ＡＰ」と呼ぶ。無線システム１では、システムＡＰのスループットを向上させる。
【００１９】
図２は、無線システム１において用いられるチャネルを示す図である。無線システム１におけるチャネル配置は、例えば図２に示されるように、ＩＥＥＥ８０２．１１の５ＧＨｚ帯で用いることができる帯域の一例を示したものである。なお、上述したチャネルは一例であり、無線システム１において用いられるチャネルは他の周波数であっても良い。
【００２０】
集中制御局２０は、各システムＡＰ１０に対し、２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚの帯域のＡ〜ηのチャネルの中から、通信に使用するチャネルを指定する。集中制御局２０は、２０ＭＨｚのチャネルＰ〜ηの中から、プライマリチャネルを選択する。例えば、チャネルＡを用いて通信する場合は、集中制御局２０はチャネルＰ〜Ｗの中の一つの２０ＭＨｚチャネルをプライマリチャネルとし、その他のチャネルをセカンダリチャネルとする。
【００２１】
図３は、各チャネルにおける干渉の関係（チャネル条件）を表す図である。具体的には、図３の表は、各システムＡＰ１０において検出された干渉について、その干渉の元となっている干渉ＡＰが用いているプライマリチャネル及びセカンダリチャネルを表している。二重円は、基本となる２０ＭＨｚのチャネル（プライマリチャネル）を表す。一つの円は、基本となる２０ＭＨｚのチャネルと同じ４０ＭＨｚチャネル内に存在するセカンダリチャネルを表す。三角形は、同じ８０ＭＨｚチャネル内に存在する他方の４０ＭＨｚのセカンダリチャネルを表す。四角形は、同じ１６０ＭＨｚチャネル内に存在する他方の８０ＭＨｚに対応するセカンダリチャネルを表す。
【００２２】
例えば、システムＡＰ１０−１は、１６０ＭＨｚチャネルＡにおいて、チャネルＱをプライマリチャネルとする干渉ＡＰと、チャネルＴをプライマリチャネルとする干渉ＡＰとを検出する。さらに、システムＡＰ１０−１は、８０ＭＨｚチャネルＥにおいて、チャネルＸをプライマリチャネルとする干渉ＡＰを検出する。システムＡＰ１０−１〜１０−５は、干渉ＡＰの使用チャネルを観測することによって、図３のように干渉ＡＰの使用チャネルを推定することができる。各システムＡＰ１０−１〜１０−５は、推定結果を集中制御局２０に伝えることができる。
【００２３】
図４は、各システムＡＰ１０において検出された他のシステムＡＰ１０を示す図である。図４において、一つの円は、表の左側に示されているシステムＡＰ１０において、表の上側に示されている他のシステムＡＰ１０が検出されたことを示す。各システムＡＰ１０は、自装置が検出した他のシステムＡＰ１０を集中制御局２０に伝える。例えば、システムＡＰ１０−１は、システムＡＰ１０−５以外のシステムＡＰ１０（１０−２、１０−３、１０−４）を検出している。
【００２４】
第1の実施形態の集中制御局２０は、推定されたチャネル条件に応じて、各システムＡＰ１０へのチャネル割り当てパターンを複数決定する。チャネル割り当てパターンの決定方法は、システムスループットの最大化、最小スループットとなるシステムＡＰのスループット最大化、ランダム配置、など、様々な方法によって決定できる。しかし、いずれの方法を用いた場合でも、高いスループットが得られるシステムＡＰ１０と、低いスループットしか得られないＡＰ１０が存在し、スループットの公平性に問題が生じる。この問題を解決するため、集中制御局２０は、上述したようにチャネル割り当てパターンを複数選択し、選択したチャネル割り当てパターンを切り替える。この切り替えによって、無線システム１ではスループットの公平性を高めることができる。
【００２５】
図５は、チャネル割り当てパターンの具体例を示す図である。図５には、各システムＡＰ１０に指定されるチャネルが示されている。また、図５の括弧内に示される文字は、プライマリチャネルとなる２０ＭＨｚチャネルを示す。このように、集中制御局２０は、システムＡＰ１０に対するチャネル割り当てパターンを複数決定し、一定時間ごとに切り替える。この切り替えにより、スループットの公平性を高めることができる。
【００２６】
図６は、無線システム１の動作の流れの第一例を示す図である。第一例では、チャネル切り替え毎に集中制御局２０から各システムＡＰ１０への通知が行われる。図６では、システムＡＰ１０はＮ台（１０−１〜１０−Ｎ）存在する。まず、集中制御局２０（ＡＣ）は、複数のチャネル割り当てパターンを決定する。この決定は、図６の時刻ｔ０の前に行われる。その後、時刻ｔ０になると、集中制御局２０はチャネル変更通知Ａを各システムＡＰ１０（ＡＰ１０−１〜ＡＰ１０−Ｎ）に送信する。
【００２７】
各システムＡＰ１０−１〜１０−Ｎは、通知を受けた後の時刻ｔ１から、『チャネル変更通知Ａによって指定されたチャネルに時刻ｔ２から移行すること』を、自装置に接続されている各端末装置に対して通知する。時刻ｔ２になると、各システムＡＰ１０−１〜１０−Ｎは、端末装置との通信に用いるチャネルを、チャネル変更通知Ａによって指定されたチャネルに変更する。
【００２８】
各システムＡＰ１０−１〜１０−Ｎは、通信相手の端末装置が正しくチャネル変更に対応したことを確認すると、集中制御局２０にチャネルの変更が終了したことを通知する。また、チャネル変更が正常終了したことを確認するのに要する時間が、各システムＡＰ１０で変わるため、正確にチャネル変更完了通知が同時である必要はない。図６では、時刻ｔ３にチャネル変更完了を通知するように記載されているが、チャネル変更が完了できないシステムＡＰ１０は、時刻ｔ３よりも遅いタイミングでチャネル変更完了を通知する。
【００２９】
集中制御局２０は所定のタイミング（例えば図６の時刻ｔ４）が到来すると、既に決定している複数のチャネル割り当てパターンの中から他のチャネル割り当てパターンを選択する。そして、集中制御局２０は、新たに選択したチャネル割り当てパターンに基づいて、各システムＡＰ１０−１〜１０−Ｎに対しチャネル変更通知Ａを送信する。
【００３０】
図７は、無線システム１の動作の流れの第二例を示す図である。第二例では、チャネル割り当てパターンとそのスケジュールとが、チャネル変更通知Ｂによって各システムＡＰ１０に通知される。そして、各システムＡＰ１０は、チャネル変更通知Ｂによって指定されたタイミングに従って、自装置のチャネル割り当てを変更する。以下、より詳細に説明する。
【００３１】
図７の例では、時刻ｔ０の時点で各システムＡＰ１０は、既に第１のチャネル割り当てパターンで通信を行っている。集中制御局２０は、第１のチャネル割り当てパターンとは異なる第２のチャネル割り当てパターンと、そのスケジュールを決定する。この決定は、図７の時刻ｔ０の前に行われる。例えば、集中制御局２０は、時刻ｔ２〜時刻ｔ６までの間は第２のチャネル割り当てパターンを用い、ｔ６以降は第１のチャネル割り当てパターンに戻るようなスケジュールを決定する。
【００３２】
集中制御局２０が送信するチャネル変更通知Ｂには、第２のチャネル割り当てパターンと、このチャネル割り当てを行う時間区間（ｔ２〜ｔ６）を示す情報が含まれる。各システムＡＰ１０は、時刻ｔ２〜時刻ｔ６の間で第２のチャネル割り当てパターンに基づいた通信を行うために、時刻ｔ１に端末装置へのチャネル変更の通知を開始する。時刻ｔ２になると、各システムＡＰ１０は、チャネルの変更を行う。正常にチャネル変更が行わると、各システムＡＰ１０は、チャネル変更完了通知を集中制御局２０に送信する。図７の例では、時刻ｔ３にチャネル変更完了通知が送信されている。その後、時刻ｔ６から所定時間前のタイミング（時刻ｔ５）に、各システムＡＰ１０は、各端末装置に対し、時刻ｔ６から第１のチャネル割り当てパターンで通信を行う事を通知する。そして、各システムＡＰ１０は、時刻ｔ６にチャネルを変更し、正常にチャネル変更が完了するとその旨を集中制御局２０に通知する（時刻ｔ７）。
【００３３】
このように、第２例では、チャネル割り当てパターンとそのスケジュールとが各システムＡＰ１０に通知される。各システムＡＰ１０は、通知されたスケジュールに従って、当該タイミングに自律的にチャネルを変更する。
【００３４】
図８は、チャネル割り当てパターンのスケジュールの決定方法の具体例を示す図である。図８は、システムＡＰ１０で通信を行っているスループットの指標を時間に対して示した表である。図８は、集中制御局２０が各システムＡＰ１０について通信に関する情報を収集し、その統計値（平均、中央値、累積値など）を算出することによって得られる表である。図８に示される数値は、この統計値である。
【００３５】
統計値の算出に用いられる情報（評価用情報）は、例えば、各システムＡＰ１０が送信したデータのビット数、各システムＡＰ１０が受信したデータのビット数、各システムＡＰ１０の通信で生じたパケットの衝突頻度、各システムＡＰ１０にバッファされているデータのビット数、各システムＡＰ１０とその通信相手（端末装置）とが通信したスループット又はビット数などである。また、統計値の算出には、数日間のデータが用いられても良いし、１週間の曜日毎のデータや各時刻のデータが用いられても良いし、年間で毎日のデータが用いられても良い。
【００３６】
このように、時間に対し、各システムＡＰ１０が統計的にどのような通信を行っているかについて集中制御局２０で把握することによって、適切なチャネル割り当てを時刻に応じて決定することができる。図８の例では、最右列に最もスループットの指標が高いシステムＡＰ１０が記載されている。図８から明らかなように、時刻毎に各システムＡＰ１０に要求されるスループットが異なっている。例えば、時刻毎に、最も高いスループットとなるシステムＡＰ１０に対して高いスループットが期待できるチャネル割り当てを適用することによって、無線システム１全体のシステムスループットを高めることが可能である。
【００３７】
図８で、ＡＰ１０−１、ＡＰ１０−２が高いスループットを求めている場合には、チャネル割り当てパターン１を、ＡＰ１０−３〜１０−５が高いスループットを求めている場合には、チャネル割り当てパターン２を用いるようにスケジューリングしても良い。
【００３８】
図９は、システムＡＰ１０の機能構成を表す概略ブロック図である。システムＡＰ１０は、第一通信部１０１、第二通信部１０２、制御部１０３を備える。第一通信部１０１は、集中制御局２０によって指定されたチャネルで複数の通信端末と無線通信する。第二通信部１０２は、ネットワークの上位装置や集中制御局２０と通信する。制御部１０３は、第一通信部１０１を介して端末装置から受信されたデータを、その宛先に応じて第二通信部１０２を介してネットワークの上位装置へ中継する。また、制御部１０３は、第二通信部１０２を介して上位装置から受信されたデータを、その宛先に応じて第一通信部１０１を介して端末装置へ中継する。また、制御部１０３は、第２通信部１０２を介して集中制御局２０と通信し、チャネル割り当てパターンに関する制御を行う。また、制御部１０３は、指定されたチャネル割り当てで通信端末と無線通信するように、第一通信部１０１を制御する。また、制御部１０３は、チャネル変更端末通知、チャネル変更完了通知の送信を行う。
【００３９】
図１０は、集中制御局２０の機能構成を表す概略ブロック図である。集中制御局２０は、チャネル割り当てパターン生成部２０１、チャネル割り当てパターン記憶部２０２、制御部２０３、通信部２０４を備える。チャネル割り当てパターン生成部２０１は、複数のチャネル割り当てパターンを生成する。チャネル割り当てパターン記憶部２０２は、チャネル割り当てパターン生成部２０１によって生成された複数のチャネル割り当てパターンを記憶する。制御部２０３は、通信部２０４から得られる情報に基づいて通信状況を把握し、チャネル割り当てパターン記憶部２０２のチャネル割り当てパターンから適切なチャネル割り当てとタイミング（スケジュール）を決定する。制御部２０３は、決定したスケジュールに基づいて、通信部２０４を介してチャネル変更通知を各システムＡＰ１０に送信する。通信部２０４は、複数のシステムＡＰ１０と通信する。
【００４０】
図１１は、第１実施形態の無線システム１の処理の流れのうち、第一例（図６）に相当する処理の流れを示すフローチャートである。まず、集中制御局２０にシステムＡＰ１０が接続されると、集中制御局２０は各システムＡＰ１０から干渉関係情報を収集する（ステップＳ１０１）。干渉関係情報とは、例えば各システムＡＰ１０において干渉ＡＰから受信される信号の情報や、システムＡＰ１０間の通信セルのオーバーラップに関する情報などである。集中制御局２０は、得られた干渉関係情報に基づき、複数のチャネル割り当てパターンを生成し記憶する（ステップＳ１０２）。次に、集中制御局２０は、記憶されている複数のチャネル割り当てパターンのうち一つを選択し、チャネル割り当てパターンの変更通知を各システムＡＰ１０に送信する（ステップＳ１０３）。
【００４１】
チャネル割り当てパターンの変更通知が受信されると、システムＡＰ１０−ｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）はチャネルの割り当て変更について、通信相手となる端末装置への通知を開始する（ステップＳ１０４−ｉ）。システムＡＰ１０−ｉは、チャネル変更タイミングになるまで、チャネルの変更通知を続ける（ステップＳ１０５−ｉ）。システムＡＰ１０−ｉは、チャネル変更タイミングになると、端末装置との無線通信に用いるチャネルを変更する（ステップＳ１０６−ｉ）。システムＡＰ１０−ｉは、自装置が通信相手とする全ての端末装置との間でチャネル変更が正常に終了したか確認する（ステップＳ１０７−ｉ）。チャネルの変更に失敗した端末装置が存在する場合、システムＡＰ１０−ｉは、チャネルの変更通知からやり直す。一方、全ての端末装置についてチャネルの変更が正常に終了した場合、システムＡＰ１０−ｉは、チャネル変更の終了を集中制御局２０に通知する（ステップＳ１０８−ｉ）。
【００４２】
図１２は、第１実施形態の無線システム１の処理の流れのうち、図８に示されるような統計値に基づいて処理を行う場合の処理の流れを示すフローチャートである。
集中制御局２０は、干渉ＡＰのチャネル使用状況やシステムＡＰ間の通信セルのオーバーラップ関係などの干渉情報の収集を行わず、複数のチャネル割り当てパターンを生成し記憶する（ステップＳ１０２）。集中制御局２０は、複数のチャネル割り当てパターンのうち一つを選択し、チャネル割り当てパターンの変更通知を各システムＡＰ１０に送信する（ステップＳ１０３）。
【００４３】
チャネル割り当てパターンの変更通知が受信されると、システムＡＰ−ｉはチャネルの割り当て変更について、通信相手となる端末装置への通知を開始する（ステップＳ１０４−ｉ）。システムＡＰ１０−ｉは、チャネル変更タイミングになるまで、チャネルの変更通知を続ける（ステップＳ１０５−ｉ）。システムＡＰ１０−ｉは、チャネル変更タイミングになると、端末装置との無線通信に用いるチャネルを変更する（ステップＳ１０６−ｉ）。システムＡＰ１０−ｉは、自装置が通信相手とする全ての端末装置との間でチャネル変更が正常に終了したか確認する（ステップＳ１０７−ｉ）。チャネルの変更に失敗した端末装置が存在する場合、システムＡＰ１０−ｉは、チャネルの変更通知からやり直す。一方、全ての端末装置についてチャネルの変更が正常に終了した場合、システムＡＰ１０−ｉは、チャネル変更の終了を集中制御局２０に通知する（ステップＳ１０８−ｉ）。
【００４４】
システムＡＰ１０−ｉは、評価用情報を集中制御局２０に通知する（ステップＳ１０９−ｉ）。集中制御局２０は、各システムＡＰ１０から通知された評価用情報に基づいて、その統計値を算出し、チャネル割り当てパターン記憶部２０２に記憶されるチャネル割り当てパターンを更新する（ステップＳ１０２）。評価用情報としては以下のような情報を用いることができる。選択したチャネルにおける干渉ＡＰやシステムＡＰの送信信号の受信情報、パケット衝突率、アクセス権取得までの所要時間、選択したチャネルで信号が受信される無線端末の数、他ＡＰの通信占有率、最大スループット、等。
【００４５】
図１３は、第１実施形態の無線システム１の処理の流れのうち、第二例（図７）に相当する処理の流れを示すフローチャートである。まず、集中制御局２０にシステムＡＰ１０が接続されると、集中制御局２０は各システムＡＰ１０から干渉関係情報を収集する（ステップＳ１０１）。集中制御局２０は、得られた干渉関係情報に基づき、複数のチャネル割り当てパターンを生成し記憶する（ステップＳ１０２）。次に、集中制御局２０は、記憶されている複数のチャネル割り当てパターンから、無線システム１で用いるチャネル割り当てパターンを選択する。また、集中制御局２０は、選択したチャネル割り当てパターンを無線システム１に適用するスケジュールを決定する。そして、集中制御局２０は、選択したチャネル割り当てパターン及びスケジュールを、各システムＡＰ１０に通知する（ステップＳ１０３）。
【００４６】
チャネル割り当てパターン及びスケジュールが通知されると、システムＡＰ１０−ｉは、スケジュールとして指定されたチャネル変更タイミングが近づくまで待機する。システムＡＰ１０−ｉは、チャネル変更タイミングまでの残り時間が閾値（Ｔ）以内になると、チャネルの割り当て変更について、通信相手となる端末装置への通知を開始する（ステップＳ１０４−ｉ）。システムＡＰ１０−ｉは、チャネル変更タイミングになるまで、チャネルの変更通知を続ける（ステップＳ１０５−ｉ）。システムＡＰ１０−ｉは、チャネル変更タイミングになると、端末装置との無線通信に用いるチャネルを変更する（ステップＳ１０６−ｉ）。システムＡＰ１０−ｉは、自装置が通信相手とする全ての端末装置との間でチャネル変更が正常に終了したか確認する（ステップＳ１０７−ｉ）。チャネルの変更に失敗した端末装置が存在する場合、システムＡＰ１０−ｉは、チャネルの変更通知からやり直す。一方、全ての端末装置についてチャネルの変更が正常に終了した場合、システムＡＰ１０−ｉは、チャネル変更の終了を集中制御局２０に通知する（ステップＳ１０８−ｉ）。システムＡＰ１０−ｉは、集中制御局２０から通知されたチャネル変更のスケジュールが終了するまでは、通知されたスケジュールに従ってチャネルを変更する。
【００４７】
このように構成された無線システム１では、複数のシステムＡＰ１０の周波数チャネルを制御する集中制御局２０において、各システムＡＰ１０に割り当てられるチャネルを適切に切り替えることが可能となる。具体的には、各システムＡＰ１０に対するチャネル割り当ての公平性を高めることが可能となる。また、図８のような統計値を算出してチャネル割り当てパターンを更新することにより、無線環境の時間変化に対応したチャネル割り当てが可能となる。
【００４８】
＜変形例＞
集中制御局２０は、チャネル割り当てパターン生成部２０１を備えないように構成されても良い。この場合、チャネル割り当てパターン記憶部２０２は、予め複数のチャネル割り当てパターンを記憶している。
【００４９】
チャネル割り当ての決定方法の例を以下に示す。最小スループットとなるＡＰのスループットを最大化するため、観測された干渉条件（干渉信号を送信するＡＰ・端末数、干渉信号の時間占有率、干渉信号を送信するＡＰ・端末の異なるプライマリチャネルの数、パケット衝突率）が多いものから、スループットの高くなるチャネルを一つずつ決定していくことができる。例えば、図３のように干渉ＡＰが検出された際に、観測されたチャネルの多いＡＰ１０−４から順に、チャネルを決定し、順次システムＡＰのチャネルが決定されることにより新たに生じるシステムＡＰ間の干渉条件も考慮しつつ、使用するチャネルを決定していくことができる。または、逆に干渉条件が少ないものから決定しても良い。または、システムＡＰ１０から通知された要求スループットが大きいものから決定しても良い。または、予め定められたシステムＡＰ１０の優先順位が高いものから決定しても良い。または、特定のシステムＡＰ１０が高いスループットとなるように決定しても良い。または、システムＡＰ１０の配下の端末の数が多い順に決定しても良い。または、システムＡＰ１０の配下の端末の数が少ない順に決定しても良い。または、ランダムに選択しても良い。
【００５０】
集中制御局２０は、チャネル変更通知を送信する際に、変更前のチャネル割り当てと変更後のチャネル割り当てが同一であるか否かについて、システムＡＰ１０毎に判定しても良い。そして、集中制御局２０は、チャネル割当が同一であるシステムＡＰ１０に対しては、チャネル変更通知を送信しないように構成されても良い。
【００５１】
システムＡＰ１０は、チャネル変更通知を受信すると、変更前のチャネル割り当てと変更後のチャネル割り当てが同一であるか否かについて判定しても良い。システムＡＰ１０は、チャネル割当が同一である場合、チャネル変更端末通知、チャネル変更の実行、チャネル変更完了の通知のうち、いずれか一つ又は複数もしくは全部を行わないように構成されても良い。
【００５２】
無線システム１は、以下のように動作しても良い。まず、集中制御局２０は、複数のチャネル割り当てパターンをランダムに決定して記憶する。その後、集中制御局２０は、図６や図７に示されるように各システムＡＰ１０と端末装置との間で無線通信を実行させる。その後、集中制御局２０が各システムＡＰ１０へ送信したビット数、集中制御局２０が各システムＡＰ１０から受信したビット数、各システムＡＰ１０の通信セル内の無線区間で通信されたビット数、スループット、各システムＡＰ１０がバッファとして蓄積しているビット数、などの情報を収集する。集中制御局２０は、収集した情報に基づいて、各チャネル割り当てパターンの効果を評価する。集中制御局２０は、効果が低いチャネル割り当てパターンを削除し、効果が高いチャネル割り当てパターンを用いて、さらに図６や図７に示されるように通信を行う。効果が高いチャネル割り当てパターンとは、例えば、システムＡＰ１０及びその端末装置間で通信しているビット数が多い、スループットが高い、パケットの衝突が起きにくい、バッファしているビット数が少ないなどの状態を生じさせるチャネル割り当てパターンである。
【００５３】
図１１及び図１３において、ステップＳ１０１の処理は、定期的に繰り返し実行されても良いし、無線通信の環境が変化した場合にのみ行われても良い。無線通信の環境の変化とは、新たなシステムＡＰ１０の追加、新たな端末装置の追加、レーダーなどの他システムからの干渉の観測、集中制御局２０からシステムＡＰ１０へ送信するデータビットの変化が閾値を超えた場合、システムＡＰ１０から集中制御局２０が受信するデータビットの変化が閾値を超えた場合、各システムＡＰでバッファしているデータ量がある閾値を超えた場合、新たに優先ＡＰを設けることが入力された場合、などである。
【００５４】
図１１〜１３のステップＳ１０３は、予め定められた時間間隔で、定期的に行われても良い。また、一日の決まった時間に行われても良いし、システムＡＰ１０から変更の要請があった場合に行われても良いし、無線通信の環境が変化した場合に行われても良い。
【００５５】
［第２の実施形態］
第２の実施形態の無線システム１では、集中制御局２０のチャネル割り当てパターン記憶部２０２は、特定のシステムＡＰ１０（優先システムＡＰ）に高いスループットを実現するチャネル割り当てパターン（優先パターン）を記憶する。そして、優先システムＡＰのスループットを高めたい時間帯に優先パターンを適用することによって、優先システムＡＰや、優先システムＡＰを所有するユーザ等の要求に合わせたスループットを提供することを可能にする。
【００５６】
図１４は、各システムＡＰ１０へのチャネル割り当ての具体例を表す図である。図１４では、上から順にシステムＡＰ１０−１〜１０−５が優先システムＡＰとなった場合のチャネル割り当てパターンが示されている。各優先チャネル割り当てパターンは、ある優先ＡＰにおけるスループットを最大化するように決定されている。
【００５７】
集中制御局２０は、優先システムＡＰを選択する。集中制御局２０は、ユーザやシステム管理者などによって指定されたシステムＡＰ１０を優先システムＡＰとして選択しても良いし、例えば所定期間内の通信におけるスループットやビット数が最も大きいシステムＡＰ１０を優先システムＡＰとして選択しても良い。そして、集中制御局２０は、選択した優先システムＡＰに対応するチャネル割り当てパターン（優先パターン）を選択し、選択した優先パターンに基づいた無線通信を実現させる。
【００５８】
図１０〜１２のブロック図を用いて、第２の実施形態の無線システム１の処理の流れについて説明する。
図１１及び図１３のフローチャートでは、優先システムＡＰと、そのシステムＡＰが優先される時間帯が指定されると（ステップＳ１１０）、集中制御局２０は優先システムＡＰに高いスループットを実現するチャネル割り当てパターンを選択し、各システムＡＰ１０に通知する。そして、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０９の処理により、優先パターンでの無線通信が行われる。
【００５９】
また、優先される時間帯が終了するタイミングで、集中制御局２０は、もとのチャネル割り当てパターンへの変更を各システムＡＰ１０に通知する（ステップＳ１０３）。その後、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０９の処理により元のチャネル割り当てパターンでの無線通信が行われる。
【００６０】
図１２のフローチャートでは、優先システムＡＰと、そのシステムＡＰが優先される時間帯が指定されると（ステップＳ１１０）、集中制御局２０は優先システムＡＰに高いスループットを実現するチャネル割り当てパターンと、その変更タイミングと、もとのチャネル割り当てパターンに戻すタイミングとを各システムＡＰ１０に通知する。その後、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０９の処理により優先パターンでの無線通信が行われる。図１２のフローチャートでは、用いた優先チャネル割り当ての効果を検証することで、Ｓ１０２において、優先チャネル割り当てを更新することもできる。
このように構成された第２の実施形態によれば、優先システムＡＰのスループットを必要に応じて一時的に高めることが可能となる。
【００６１】
以上、この発明の実施形態について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、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
１…無線システム，  １０…システムＡＰ（基地局装置），  １１…干渉ＡＰ，  ２０…集中制御局（集中制御局装置），  １０１…第一通信部，  １０２…第２通信部，  １０３…制御部，  ２０１…チャネル割り当てパターン生成部，  ２０２…チャネル割り当てパターン記憶部，  ２０３…制御部，  ２０４…通信部
【図１】
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【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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