(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
適応変調を用いた無線リンクで通信する通信装置を含むネットワークと、
前記無線リンクについて、帯域に対応して該帯域の安定度を示す確率である帯域確率を求め、該帯域確率が所定の閾値より高い通信経路を優先的に前記ネットワークに設定し、該所定の閾値よりも前記帯域確率の低い通信経路に対して別の経路を準備する経路制御装置と、
を有する経路制御システム。
【請求項２】
前記経路制御装置は、
前記通信経路を設定する際、トラヒックの通信品質が前記通信経路の設定前と比べて同等またはそれ以上である通信経路を設定する、請求項１記載の経路制御システム。
【請求項３】
前記経路制御装置は、
前記無線リンクの変調モードを予測し、予測した変調モードに基づいて該無線リンクの前記帯域確率を算出する、請求項１または２記載の経路制御システム。
【請求項４】
前記経路制御装置は、
前記無線リンクで使用された変調モードの履歴、または該無線リンクの電波環境を示す情報の履歴に基づいて、該無線リンクの前記帯域確率を算出する、請求項１または２記載の経路制御システム。
【請求項５】
前記帯域確率を求める際、前記変調モードの履歴、または前記電波環境を示す情報の履歴の統計上の分布情報を用いて前記帯域確率を算出する、請求項４記載の経路制御システム。
【請求項６】
前記電波環境を示す情報は、ビットエラー率、信号対雑音比または信号対干渉雑音比のうち少なくともいずれかを含むものである請求項４または５記載の経路制御システム。
【請求項７】
前記経路制御装置は、
前記無線リンクの位置における気象情報に対応して該無線リンクの帯域確率を予測する、請求項１または２記載の経路制御システム。
【請求項８】
前記経路制御装置は、
前記閾値よりも前記帯域確率の低い通信経路における伝送レートが低下すると、準備した前記別の経路を前記ネットワークに設定する、請求項１から７のいずれか１項記載の経路制御システム。
【請求項９】
前記経路制御装置は、
複数の前記無線リンクに対して、該複数の無線リンクのそれぞれの前記別の経路をまとめた予備経路を前記ネットワークに設定する、請求項１から７のいずれか１項記載の経路制御システム。
【請求項１０】
前記通信装置は、
自身の無線リンクの状態を監視し、該無線リンクの帯域が変化した場合、その影響を受けるトラヒックを、設定された通信経路から前記別の経路に切り替える、請求項１から８のいずれか１項記載の経路制御システム。
【請求項１１】
適応変調を用いた無線リンクで通信する通信装置を含むネットワークにおける該無線リンクについて、帯域に対応して該帯域の安定度を示す確率である帯域確率を求める帯域予測部と、
前記帯域確率が所定の閾値より高い通信経路を優先的に前記ネットワークに設定し、該所定の閾値よりも前記帯域確率の低い通信経路に対して別の経路を準備する経路制御部と、
を有する経路制御装置。
【請求項１２】
前記経路制御部は、
前記通信経路を設定する際、トラヒックの通信品質が前記通信経路の設定前と比べて同等またはそれ以上である通信経路を設定する、請求項１１記載の経路制御装置。
【請求項１３】
前記帯域予測部は、
前記無線リンクの変調モードを予測し、予測した変調モードに基づいて該無線リンクの前記帯域確率を算出する、請求項１１または１２記載の経路制御装置。
【請求項１４】
前記帯域予測部は、
前記無線リンクで使用された変調モードの履歴、または該無線リンクの電波環境を示す情報の履歴に基づいて、該無線リンクの前記帯域確率を算出する、請求項１１または１２記載の経路制御装置。
【請求項１５】
前記帯域確率を求める際、前記変調モードの履歴、または前記電波環境を示す情報の履歴の統計上の分布情報を用いて前記帯域確率を算出する、請求項１４記載の経路制御装置。
【請求項１６】
前記電波環境を示す情報は、ビットエラー率、信号対雑音比または信号対干渉雑音比のうち少なくともいずれかを含むものである請求項１４または１５記載の経路制御装置。
【請求項１７】
前記帯域予測部は、
前記無線リンクの位置における気象情報に対応して該無線リンクの帯域確率を予測する、請求項１１または１２記載の経路制御装置。
【請求項１８】
前記経路制御部は、
前記閾値よりも前記帯域確率の低い通信経路における伝送レートが低下すると、準備した前記別の経路を前記ネットワークに設定する、請求項１１から１７のいずれか１項記載の経路制御装置。
【請求項１９】
前記経路制御部は、
複数の前記無線リンクに対して、該複数の無線リンクのそれぞれの前記別の経路をまとめた予備経路を前記ネットワークに設定する、請求項１１から１７のいずれか１項記載の経路制御装置。
【請求項２０】
適応変調を用いた無線リンクでネットワークを介して通信する無線通信部と、
前記無線リンクについて、帯域に対応して該帯域の安定度を示す確率である帯域確率を求める帯域予測部と、
前記帯域確率が所定の閾値より高い通信経路を優先的に前記ネットワークに設定し、該所定の閾値よりも前記帯域確率の低い通信経路に対して別の経路を準備する経路制御部と、
を有する通信装置。
【請求項２１】
適応変調を用いた無線リンクで通信する通信装置を含むネットワークにおける該無線リンクについて、帯域に対応して該帯域の安定度を示す確率である帯域確率を求め、
前記帯域確率が所定の閾値より高い通信経路を優先的に前記ネットワークに設定し、
前記所定の閾値よりも前記帯域確率の低い通信経路に対して別の経路を準備する、経路制御方法。
【請求項２２】
前記通信経路を設定する際、トラヒックの通信品質が前記通信経路の設定前と比べて同等またはそれ以上である通信経路を設定する、請求項２１記載の経路制御方法。
【請求項２３】
前記帯域確率を求める際、前記無線リンクの変調モードを予測し、予測した変調モードに基づいて該無線リンクの前記帯域確率を算出する、請求項２１または２２記載の経路制御方法。
【請求項２４】
前記帯域確率を求める際、前記無線リンクで使用された変調モードの履歴、または該無線リンクの電波環境を示す情報の履歴に基づいて、該無線リンクの前記帯域確率を算出する、請求項２１または２２記載の経路制御方法。
【請求項２５】
前記帯域確率を求める際、前記変調モードの履歴、または前記電波環境を示す情報の履歴の統計上の分布情報を用いて前記帯域確率を算出する、請求項２４記載の経路制御方法。
【請求項２６】
前記電波環境を示す情報は、ビットエラー率、信号対雑音比または信号対干渉雑音比のうち少なくともいずれかを含むものである請求項２４または２５記載の経路制御方法。
【請求項２７】
前記帯域確率を求める際、前記無線リンクの位置における気象情報に対応して該無線リンクの帯域確率を予測する、請求項２１または２２記載の経路制御方法。
【請求項２８】
前記閾値よりも前記帯域確率の低い通信経路における伝送レートが低下すると、準備した前記別の経路を前記ネットワークに設定する、請求項２１から２７のいずれか１項記載の経路制御方法。
【請求項２９】
複数の前記無線リンクに対して、該複数の無線リンクのそれぞれの前記別の経路をまとめた予備経路を前記ネットワークに設定する、請求項２１から２７のいずれか１項記載の経路制御方法。
【請求項３０】
適応変調を用いた無線リンクで通信する通信装置を含むネットワークに通信経路を設定するコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記無線リンクについて、帯域に対応して該帯域の安定度を示す確率である帯域確率を求め、
前記帯域確率が所定の閾値より高い通信経路を優先的に前記ネットワークに設定し、
前記所定の閾値よりも前記帯域確率の低い通信経路に対して別の経路を準備する処理を前記コンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項３１】
前記通信経路を設定する際、トラヒックの通信品質が前記通信経路の設定前と比べて同等またはそれ以上である通信経路を設定する、請求項３０記載のプログラム。
【請求項３２】
前記帯域確率を求める際、前記無線リンクの変調モードを予測し、予測した変調モードに基づいて該無線リンクの前記帯域確率を算出する、請求項３０または３１記載のプログラム。
【請求項３３】
前記帯域確率を求める際、前記無線リンクで使用された変調モードの履歴、または該無線リンクの電波環境を示す情報の履歴に基づいて、該無線リンクの前記帯域確率を算出する、請求項３０または３１記載のプログラム。
【請求項３４】
前記帯域確率を求める際、前記変調モードの履歴、または前記電波環境を示す情報の履歴の統計上の分布情報を用いて前記帯域確率を算出する、請求項３３記載のプログラム。
【請求項３５】
前記電波環境を示す情報は、ビットエラー率、信号対雑音比または信号対干渉雑音比のうち少なくともいずれかを含むものである請求項３３または３４記載のプログラム。
【請求項３６】
前記帯域確率を求める際、前記無線リンクの位置における気象情報に対応して該無線リンクの帯域確率を予測する、請求項３０または３１記載のプログラム。
【請求項３７】
前記閾値よりも前記帯域確率の低い通信経路における伝送レートが低下すると、準備した前記別の経路を前記ネットワークに設定する、請求項３０から３６のいずれか１項記載のプログラム。
【請求項３８】
複数の前記無線リンクに対して、該複数の無線リンクのそれぞれの前記別の経路をまとめた予備経路を前記ネットワークに設定する、請求項３０から３６のいずれか１項記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを伝送するための通信ネットワークにおける経路制御システム、経路制御装置、通信装置、経路制御方法、およびその方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報化の進展に伴い、データ通信などによるデータ通信トラヒックの需要が増加している。そこで、ネットワークに対して広帯域化やオペレーションコストの低減化が求められている。【０００３】
広帯域の伝送が可能であるミリ波帯などの周波数を利用した無線方式を用いる固定無線アクセス(FWA:  Fixed  broadband  Wireless  Access)など無線リンクによって構築されたネットワークが携帯電話網などで利用されている。【０００４】
変調モードの信号対雑音比(Signal  to  Noise  Ratio  :  SNR)と伝送レートの相関のグラフを図１に示す。【０００５】
図１のグラフの横軸はSNRであり、縦軸はバンド幅である。無線リンクの通信品質は、受信信号のSNRによって変動する。そこで、無線リンクの更なる広帯域を実現するために、適応変調技術が着目されている。適応変調技術は、無線リンクの無線状況から、一番伝送効率の良い、変調方式を適応的に見つけ、使用する技術である。適応変調技術により無線環境に応じた最適な無線通信を行うことができ、周波数効率を向上することができる。【０００６】
各無線リンクが将来使用する変調モードを予測することができれば、ネットワークを流れるトラヒックの通信品質を保証することができる。適応変調技術を用いた無線リンクの一例が特表２００６−５０５２２１号公報に開示されている。この文献に示されるように、適応変調技術を用いた無線リンクにおいては、過去の履歴とある程度相関を持つことがあるため、無線リンクが使用する変調モードを予測（推定）することが可能である。【０００７】
更に、特開２００４−３６３６７９号公報に開示されているように、天候情報を利用することで、変調モードを予測（推定）することが可能である。【０００８】
有線のネットワークで行われているような経路制御の一例が、M.  S.  Kodialam等による“Minimum  interference  routing  with  applications  to  mpls  traffic  engineering”（INFOCOM,  2000）に開示されている。この文献に開示された経路制御を、適応変調技術を用いたFWAで構成されたネットワークに適用した場合、有線のときとは違い、適応変調により、無線リンクの通信レートが変動してしまうため、輻輳などが発生してしまい、トラヒックの通信品質が劣化してしまう。【０００９】
適応変調を利用したFWAでの負荷分散手法としては、特開２００６−３１３９９２号公報で提案されている負荷分散手法がある。これは、複数のルーチングパスにおける無線リンクにトラヒックを分散させて中継伝送する方式である。この方式を用いることにより、トラヒックを分散することができ、ネットワーク全体の利用率向上が実現できる。【００１０】
しかし、この方式では、パケット毎に、違う経路を通る可能性があり、遅延のジッターなどが発生してしまう恐れがある。その場合、VoIP  (Voice  over  IP)のような通信品質の保証が必要となるトラヒックには適さない。このようなトラヒックに対しては、トラヒックが同一経路を通させる経路制御が必要である。また、この方式をそのまま利用したのでは、経路を指定できない点で、どの程度の優先度であればトラヒックの品質が保たれるかという見積もりが困難になってしまい、優先トラヒックの通信品質の維持管理を行うことが難しい。【００１１】
経路制御も念頭におかれた既存技術の一例として、J.  Sangiamwong等による“Qos-based  adaptive  modulation  under  rainfall  environment  in  gigabit  millimeter-  wave  broadband  wireless  access  system”（IEEE  RAWCON,  2003）が挙げられる。この文献では、適応変調機能を持つFWAにおける経路制御方式を提案している。この文献で提案されている方式は、フロー毎に最適な変調モードと経路を探索する方式である。しかし、この方式では、現時点での無線リンク状態を基にした経路制御であるため、今後もその変調モードを維持できるかまでは保証できない。また、各基地局において、フロー毎に変調モードを選択するため、そのオーバーヘッドが大きいという欠点がある。【００１２】
以上のように、適応変調によって変化する無線リンクが使用する変調モードを予測あるいは推定し、経路制御を行う技術がある。
【発明の概要】
【００１３】
適応変調を行う無線リンクの伝送レートが決まると、その伝送レート以上の帯域は使用できないため、その帯域が無駄になってしまうという問題がある。
【００１４】
本発明の目的の一つは、伝送レートが変動するリンクで構成されたネットワークにおいて、高品質な通信を可能にする経路制御システム、経路制御装置、通信装置、経路制御方法、およびその方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することである。
【００１５】
本発明の一側面の経路制御システムは、適応変調を用いた無線リンクで通信する通信装置を含むネットワークと、無線リンクについて、帯域に対応してその帯域の安定度を示す確率である帯域確率を求め、帯域確率が所定の閾値より高い通信経路を優先的にネットワークに設定し、所定の閾値よりも帯域確率の低い通信経路に対して別の経路を準備する経路制御装置と、を有する構成である。
【００１６】
また、本発明の一側面の経路制御装置は、適応変調を用いた無線リンクで通信する通信装置を含むネットワークにおける無線リンクについて、帯域に対応してその帯域の安定度を示す確率である帯域確率を求める帯域予測部と、帯域確率が所定の閾値より高い通信経路を優先的にネットワークに設定し、所定の閾値よりも帯域確率の低い通信経路に対して別の経路を準備する経路制御部と、を有する構成である。
【００１７】
また、本発明の一側面の通信装置は、適応変調を用いた無線リンクでネットワークを介して通信する無線通信部と、無線リンクについて、帯域に対応してその帯域の安定度を示す確率である帯域確率を求める帯域予測部と、帯域確率が所定の閾値より高い通信経路を優先的にネットワークに設定し、所定の閾値よりも帯域確率の低い通信経路に対して別の経路を準備する経路制御部と、を有する構成である。
【００１８】
また、本発明の一側面の経路制御方法は、適応変調を用いた無線リンクで通信する通信装置を含むネットワークにおける無線リンクについて、帯域に対応してその帯域の安定度を示す確率である帯域確率を求め、帯域確率が所定の閾値より高い通信経路を優先的にネットワークに設定し、所定の閾値よりも帯域確率の低い通信経路に対して別の経路を準備するものである。
【００１９】
さらに、本発明の一側面のプログラムは、適応変調を用いた無線リンクで通信する通信装置を含むネットワークに通信経路を設定するコンピュータに実行させるためのプログラムであって、無線リンクについて、帯域に対応してその帯域の安定度を示す確率である帯域確率を求め、帯域確率が所定の閾値より高い通信経路を優先的にネットワークに設定し、所定の閾値よりも帯域確率の低い通信経路に対して別の経路を準備する処理をコンピュータに実行させるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は変調モードのSNRと伝送レートの相関を示す図である。
【図２】図２は第１の実施形態のネットワークの一構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は第１の実施形態の経路制御装置の一構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は図２に示した通信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は第１の実施形態の経路制御装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は第２の実施形態の通信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は実施例１における経路制御方法の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は図２に示したネットワークで実施例１の経路制御を行った場合の動作手順を示すシーケンス図である。
【図９】図９は実施例２の経路制御方法の動作手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は実施例４の経路制御方法の動作手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は実施例９における経路設定手順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】
【００２１】
（第１の実施形態）
本実施形態の経路制御システムを説明する。図２は本実施形態のネットワークの一構成例を示すブロック図である。
【００２２】
図２に示すネットワークは、無線リンクを複数備え、パケットを転送する通信装置２０２〜２０５を有する。通信装置２０２〜２０５のそれぞれに、経路計算を行う経路制御装置２０１が無線または有線で接続される。図２では、通信装置間の無線通信による接続を実線で表している。通信装置２０２〜２０５は、ルータまたはスイッチなどのノードである。
【００２３】
図３は本実施形態の経路制御装置の一構成例を示すブロック図である。図３に示すように、経路制御装置２０１は、通信部３０１と、経路制御部３０２と、トラヒック情報管理部３０３と、トポロジー情報管理部３０４と、リンク情報管理部３０５と、帯域予測部３０６とを有する。経路制御装置２０１は、通信装置２０２〜２０５とのデータの送受信を通信部３０１を介して行う。
【００２４】
トラヒック情報管理部３０３は、ネットワークを流れるトラヒックがどこにどれだけ流れているかといった情報、トラヒックの送信元および宛先、ならびにトラヒックの使用帯域および要求帯域の情報を含むトラヒック情報を管理する。
【００２５】
トポロジー情報管理部３０４は、ネットワークがどう構成されているか、ノード間の接続関係の情報を含む接続情報を管理する。
【００２６】
帯域予測部３０６は、リンク情報管理部３０５が持つ情報を元に、将来の変調モードを予測し、帯域が何％以上の確率で利用できるかを示す、帯域の安定度を計算し、リンク帯域の安定度を予測する。帯域の安定度を帯域確率と称する。将来の変調モードの予測方法は、特願２００８−２０１７５８に記載されており、ここでは、詳細な説明を省略する。
【００２７】
リンク情報管理部３０５は、通信装置から受信するリンク状態情報を参照し、各無線リンクのビットエラー率（Bit  Error  Rate  :  BER)の情報と、現在使用されている変調モード、過去に使用された変調モードおよび推定された変調モードの情報と、帯域予測部３０６で予測された、リンク帯域の安定度の情報とを含むリンク情報を管理し、リンク情報を経路制御部３０２に渡す。
【００２８】
経路制御部３０２は、トラヒック情報管理部３０３からトラヒック情報を取得し、ネットワークを構成するリンクの状態および性能など、ネットワークに関する情報をトポロジー情報管理部３０４およびリンク情報管理部３０５から取得し、取得した情報に基づいて、トラヒックが流れる経路を計算する経路計算と、経路計算などで求まった経路をネットワーク内の通信装置に通知する経路設定を行う。これら経路計算と経路設定により経路制御を行う。ネットワークに関する情報としては、リンク情報管理部３０５から受け取るリンク情報やトポロジー情報管理部３０４から受け取る接続情報などがある。
【００２９】
なお、経路制御部３０２、トラヒック情報管理部３０３、トポロジー情報管理部３０４、リンク情報管理部３０５および帯域予測部３０６のそれぞれには、情報を記録するための記憶部（不図示）と、各部の動作に準じた専用回路が設けられている。それらのうち、少なくともいずれか一部の動作が、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）（不図示）がプログラムを実行することで、行われるようにしてもよい。この場合、記憶部（不図示）にプログラムが格納され、ＣＰＵ（不図示）が経路制御装置内に設けられている。
【００３０】
帯域予測部３０６が各無線リンクの帯域の安定度を予測し、その結果をリンク情報管理部３０５が経路制御部３０２に通知することは、本実施形態の特徴の一つである。また、経路制御部３０２において、帯域保証を必要とする、あるトラヒックの通信品質が一定以上の安定度以上で保証されるようにリンク情報管理部３０５と連携して通信経路を探索、設定を行うことは、本実施形態の特徴の一つである。
【００３１】
次に、通信装置２０２〜２０５の構成を説明する。通信装置２０２〜２０５は同様な構成であるため、これらの装置を代表して通信装置２０２の構成を説明する。
【００３２】
図４は図２に示した通信装置の一構成例を示すブロック図である。図４に示すように、通信装置２０２は、複数の無線リンクに対応する無線通信部４０１〜４０３と、パケット転送処理を行うパケット処理部４０４と、パケット転送のための経路を示す表である経路表を管理する経路表管理部４０５と、リンク状態管理部４０６とを有する。
【００３３】
無線通信部４０１〜４０３は、適応変調機能を備え、無線リンクの変調モードとして、予め設定された変調モードを用いるか、無線環境に応じて変調モードを動的に変化させる。
【００３４】
経路表管理部４０５は、自身の経路表を管理し、経路制御装置２０１から新たな経路の情報に関する通知を受け取ると、受け取った通知にしたがって経路表を更新する。また、新たに設定される経路の他に、伝送レート低下の際などに変更される、別の経路の情報も記録される。
【００３５】
リンク状態管理部４０６は、自身の無線通信部４０１〜４０３の状態を定期的に監視し、それらの状況および変調モードの予測情報を記録し、パケットの転送処理、自身の経路表の更新、自身が管理するリンクのBER、使用中の変調モード、および、帯域が利用できる安定度の情報を含むリンク状態情報を管理する。リンク状態管理部４０６は、無線通信部４０１〜４０３を監視し、適応変調による伝送レートの変化を検知すると、経路表管理部４０５にその情報を通知する。リンク状態管理部４０６が伝送レートの変化を検知すると経路表管理部４０５にその情報を伝えることは、本実施形態の特徴の一つである。なお、リンク状態管理部４０６が、経路制御装置２０１の帯域予測部３０６が備えている、帯域の安定度の計算機能を備えていてもよい。
【００３６】
パケット処理部４０４は、経路表管理部４０５で管理される経路表にしたがってパケットの転送処理を行う。また、定期的に、またはトラヒックの変化により、リンク状態管理部４０６が管理するリンク状態情報を経路制御装置２０１に送信する。
【００３７】
経路表管理部４０５は、各フローが使用する帯域について把握しているため、仮に伝送レートの低下の通知を受けた場合、影響を受けるトラヒックについてわかる。その場合、そのトラヒックを予め設定された別経路へと経路を変更する。また、仮に伝送レートが向上したことにより、現在別経路を使用しているトラヒックを元の経路に戻せる場合、そのトラヒックの経路を変更する。さらに、適応変調による伝送レートの低下の影響を受けるトラヒックが他に利用できる経路が存在しない場合、そのトラヒックの転送をその通信装置で止める。
【００３８】
なお、パケット処理部４０４、経路表管理部４０５およびリンク状態管理部４０６のそれぞれには、情報を記録するための記憶部（不図示）と、各部の動作に準じた専用回路が設けられている。それらのうち、少なくともいずれか一部の動作が、ＣＰＵ（不図示）がプログラムを実行することで、行われるようにしてもよい。この場合、記憶部（不図示）にプログラムが格納され、ＣＰＵ（不図示）が通信装置内に設けられている。
【００３９】
次に、本実施形態の経路制御装置２０１の動作を説明する。図５は本実施形態の経路制御装置の動作手順を示すフローチャートである。
【００４０】
図５に示すように、帯域予測部３０６が各無線リンクの帯域の安定度（帯域確率）を導出し（ステップ５０１）、経路制御部３０２がトラヒックの経路を決定する（ステップ５０２）。ステップ５０２における経路決定の手順においては、なるべく安定度が高い帯域を選択するように経路を探索する。探索した結果得られた経路のうち、予め設定された閾値以下の安定度を持つ帯域を使用するリンクに対しては、別の経路を探索する（ステップ５０３）。
【００４１】
通常、適応変調を行う無線リンクにおいて、無線リンクが取り得る変調モードのうち、最低の伝送レートを実現する変調モードは少なくとも維持される。そこで、リンク帯域を、変調モードのセットMの中で最小の伝送レートとなる変調モードで確保できる帯域と、現在の変調モードまたは予測される変調モードにより実現できる伝送レートによって確保できる帯域の２つに分ける。分類した２つの帯域のうち、前者の帯域の安定度を100%とみなすことができるが、後者の帯域の安定度については予測や推定を行う必要がある。
【００４２】
適応変調を行う無線リンクにおいて、利用できる帯域の安定度の計算方法には、大きく分けて、次の３つの方法が考えられる。それは、１）統計情報を利用する方法、２）過去の履歴情報を利用する方法、３）天候予測情報を利用する方法、である。
【００４３】
１つ目の導出方法である「１）統計情報を利用する方法」は、無線リンクが用いる変調モードの分布が正規分布といったようにわかる場合において、その分布の平均と分散を用いる。平均と分散を利用することで、リンクの伝送レートの確率を求めることができる。仮に、平均がμ、分散がσとなっているとき、予測（推定）モードがμ-  σ以上となる確率は84.12%となり、μ-  2σ以上となる確率は95.44%となり、μ-  3σ以上となる確率は99.74%となる。
【００４４】
仮に変調モードmで実現する伝送レートをR(m)とすると、変調モードmを利用することで利用できるようになる帯域BW(m)は、変調モードm-1との伝送レートとの差分であるため、
BW(m)  =  R(m)-  R(m-1)  ・・・（if  m  >  0）
=  R(m)  ・・・・・・・（if  m  =  0）
となる。
【００４５】
したがって、99.74%の安定度を持つ帯域BW([μ-  3σ])は、BW([μ-  3σ])  =  R([μ-  3σ])-  R(0)となる。また、95.44%の確率の安定度を持つ帯域BW([μ-  2σ])は、BW([μ-  2σ])=  R([μ-  2σ])-  R([μ-  3σ])となる。R([μ-  σ])-  R([μ-  2σ])が84.12%の安定度を持つ帯域BW([μ-  σ])は、BW([μ-  σ])  =  R([μ-  σ])-  R([μ-  2σ])となる。
【００４６】
２つ目の導出方法である「２）過去の履歴情報を利用する方法」としては、無線リンクが過去に利用した変調モードの履歴を用いて予測（推定）モードを導出する方法などが考えられる。仮に、変調モードのセットがMで与えられ、ある一定時間Tのうち、各変調モードが使用された時間をT＿mとした場合、各モードの自身T＿mと自身より高い伝送レートの変調モードのT＿mの総和ΣT＿m（mは自身より高い変調モード）をTで割った値がその変調モード以上となる確率となる。それらの値が、それぞれの変調モードで実現される伝送レートにより追加で確保できる帯域の安定度となる。
【００４７】
つまり、変調モードmで確保できる帯域BW(m)  =  R(m)-  R(m-1)の安定度は、ΣT＿m/Tとなる。なお、m=0の場合は、BW(m)  =  R(m)となる。
【００４８】
過去の履歴情報として、各変調モードの過去のBERを用いて、変調モードを予測することによっても実現できる。電波環境を示す情報としてBERに限らず、SNRまたは信号対干渉雑音比(Carrier  to  Interference  -  plus  -  Noise  Ratio  :  CINR)であってもよく、または、これらの情報を複数組み合わせてもよい。電波環境を示す情報はリンク情報管理部３０５によって管理される。
【００４９】
最後の３つ目の「３）天候予測情報を利用する方法」は、既に存在する天気予報を用いる方法である。この方法は、どこに雨が降るかといった降水確率の情報と無線リンクの位置情報を利用することで、無線リンクが使用すると予測される変調モードの確率を求め、その変調モードで実現できる伝送レートで確保できる帯域がその安定度となる。
【００５０】
以上の方法により、リンクの帯域を分類し、経路を探索するトラヒックが予め設定された閾値以下の安定度を持つ帯域を利用する場合は、そのトラヒックのリンクとは別経路を追加で探索する。
【００５１】
経路制御装置２０１の経路制御部３０２は、経路制御により設定した経路の情報である経路情報を通信装置（ノード)２０２〜２０５に通知する。各ノードは、経路制御装置２０１から受け取った経路情報により経路表を更新する。そして、無線リンクの状態を監視し、適応変調により伝送レートの低下が発生した場合、それに伴い使用できなくなる帯域を使用しているトラヒックを予め設定されている別経路へと切り替える。経路の切り替え後、再度適応変調により、リンクの伝送レートが今度は向上しトラヒックを流せるようになると、該当トラヒックをもとの経路へ戻す。
【００５２】
上述したように、本実施形態は、リンクの帯域をどの程度信頼できるかを評価し、使用できる帯域を信頼度により分類する。ある一定以上の信頼性を有する、信頼性の高い帯域とそれより信頼性の低い帯域とに分類した場合、信頼性の高い帯域を使用するトラヒックに対してはそのリンクとは別の経路を設定しない。一方、信頼性の低い帯域を使用するトラヒックに対してはそのリンクと別の経路を予め設定し、そのリンクの帯域が適応変調による伝送レートの低下により使用できなくなった場合、予め設定しておいた別の経路をトラヒックに利用させることで、ネットワーク内の全体のトラヒックに提供する信頼性が向上する。
【００５３】
適応変調を用いた無線リンクでは、時間的に伝送レートが変化するため、リンクの帯域自体が常に一定とならない。そこで、まず、各リンクにおいて、帯域の信頼度を評価するために、ある帯域以上となる確率を求める。すなわち、リンクにおいて100％の確率で使用できる帯域、90％以上の確率で使用できる帯域、80％以上の確率で使用できる帯域というように確率に応じて帯域を分類する。そして、新規のトラヒックに対して経路設定を行う際、リンクにおいて既に割り当て済みの帯域などから、新規のトラヒックに割り当てられる帯域が決まる。新規のトラヒックはリンクを伝送レートの低下によりその帯域が利用できなくなるまで使用できるため、その帯域を利用できる安定度がそのままトラヒックがそのリンクを利用できる安定度となる。もし、新規のトラヒックに対して設定する経路上の各リンクにおいて、新規のトラヒックが使用する帯域の安定度が新規のトラヒックが予め設定した閾値を満たしていない場合、そのリンクとは別の経路を設定する。その後、各リンクにおいて、適応変調による伝送レートの低下が発生した場合、その影響を受けるトラヒックを予め設定した別経路へと迂回させることで、それらのトラヒックの通信品質を維持できる。別経路の迂回させない場合に比べると、通信品質が向上することになる。
【００５４】
各リンクにおいて、適応変調による伝送レートの低下の影響を受けるトラヒックに対してのみ別経路を設定するため、経路全体に対する予備経路を設定する場合に比べて使用帯域を減らすことができる。また、安定度が低く単体では使用できない帯域もこのように他の別経路と組み合わせることで有効に利用できるようになり、より多くのトラヒックをネットワークに流すことができる。
【００５５】
さらに、各リンクにおいてトラヒックがどのリンク帯域のどの部分を使用しているか把握しているため、シグナリングを用いなくても適応変調による伝送レートの低下によるトラヒックへの影響を直ちに検知でき、トラヒックへの影響を最小限に抑えられる。
【００５６】
図２に示したネットワークを参照して、本実施形態による効果を説明する。
【００５７】
通信装置２０２から通信装置２０５に対して、Ｒのトラヒックを流す場合、考えられる経路としては、通信装置２０２−通信装置２０３−通信装置２０５か、通信装置２０２−通信装置２０３−通信装置２０４−通信装置２０５の２つの経路が考えられる。以下では、例えば、通信装置２０２−通信装置２０３間の経路を、「経路２０２−２０３」と表記する。
【００５８】
ここで、経路２０２−２０３の伝送レートが２Ｒと一定で、経路２０３−２０５の伝送レートが適応変調によりＲ／２と２Ｒの間で変化し、経路２０３−２０４および経路２０４−２０５のそれぞれの伝送レートはＲ／２と３／２Ｒの間で変化しているものとする。このとき、適応変調による伝送レートの低下の影響を受けずに流せるトラヒックの最大量は、Ｒ／２を経路２０２−２０３−２０５と経路２０２−２０３−２０４−２０５のそれぞれに流す場合の計Ｒとなる。
【００５９】
しかし、仮に、経路２０３−２０４−２０５と経路２０３−２０５の伝送レートの変化が互いに独立で発生し、その変化が同時に発生する確率が低く、同時発生の確率を無視できる場合、２つの経路のうちどちらか一方は、常時使用できることになる。そこで、経路２０３−２０５を通常経路とし、経路２０３−２０４−２０５を経路２０３−２０５の伝送レートが低下した際の別経路として予め確保しておくことで、新たに追加で最大でＲのトラヒックを流すこと可能となる。つまり、経路２０３−２０５の伝送レートがＲ／２に低下するまでの間、通信装置２０２と通信装置２０５との間で合計２Ｒのトラヒックを流すことができ、経路２０３−２０５の伝送レートがＲ／２に低下したときは別経路にすぐに切り替えればよい。
【００６０】
このように、本実施形態では、単独では利用できない、安定度が低い帯域が存在する場合でも、そのリンクとは伝送レートの低下の相関性が低い別経路を追加で設けることで利用できるようになり、全体としてネットワークの利用率を上げることができる。
【００６１】
また、経路制御により、トラヒックが流れる経路をコントロールできるため、パケット単位での負荷分散とは異なり、トラヒックの通信品質の保証を容易に行うことができる。
【００６２】
（第２の実施形態）
本実施形態は、図３に示した経路制御装置の機能を各通信装置が備え、経路制御を分散して行うものである。
【００６３】
本実施形態の通信装置の構成を説明する。図６は本実施形態の通信装置の一構成例を示すブロック図である。第１の実施形態と同様な構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
図６に示す通信装置２００２が、図２に示した通信装置２０２〜２０５のそれぞれの代わりに設けられている。通信装置２００２は、図４に示した構成の他に、経路制御部６０７、トラヒック情報管理部６０８、トポロジー情報管理部６０９、リンク情報管理部６１０および帯域予測部６１１を有する。
【００６５】
なお、経路制御部６０７は図３に示した経路制御装置２０１の経路制御部３０２に相当し、トラヒック情報管理部６０８はトラヒック情報管理部３０３に相当し、トポロジー情報管理部６０９はトポロジー情報管理部３０４に相当し、リンク情報管理部６１０はリンク情報管理部３０５に相当し、帯域予測部６１１は帯域予測部３０６に相当し、本実施形態では、これらの詳細な説明を省略する。
【００６６】
本実施形態の通信装置の動作を簡単に説明する。
【００６７】
経路制御部６０７は、外部からネットワークの利用許可を求める旨のアドミッション要求といったメッセージを無線通信部４０１およびパケット処理部６０４を介して受信すると、第１の実施形態で経路制御装置２０１が実行した経路制御を行う。その後、本実施形態では、他の通信装置に対して、経路制御により設定した経路の情報である経路情報を通知する。
【００６８】
（第３の実施形態）
本実施形態は、変調モードの組み合わせに対応する安定度を示すテーブルを用意し、テーブルを参照して経路設定するものである。本実施形態では、第１の実施形態と異なる点について説明する。
【００６９】
本実施形態の経路制御装置２０１では、リンク情報管理部３０５が、ネットワーク上の各無線リンクの自身の変調モードと他のリンクが使用している変調モードの情報を収集し、それらの組み合わせの安定度を求めて表にして管理する。この表を組み合わせ安定度表と称する。そして、経路制御部３０２は、リンク情報管理部３０５が作成した組み合わせ安定度表を用いて、別経路との組み合わせを求める。
【実施例１】
【００７０】
本実施例では、第１の実施形態で説明した経路制御装置２０１による、アドミッション要求に対する制御を含む経路制御動作を説明する。図７は本実施例における経路制御方法の動作手順を示すフローチャートである。【００７１】
経路制御装置２０１は、外部から通信部３０１を介してアドミッション要求を受け付けると（ステップ８００）、帯域予測部３０６が各無線リンクの使用できる帯域の安定度を計算する（ステップ８０１）。続いて、経路制御部３０２が、それを元に経路を探索する（ステップ８０２）。経路の探索時においては、トラヒックを通すだけの余剰帯域のないリンクを除き、Dijkstra法などを用いて経路を探す。【００７２】
ステップ８０２の動作で経路が存在する場合、見つかった経路上において、使用する帯域の安定度がトラヒックが要求する閾値以下になっているなどの理由により別経路が必要なリンクに対して、経路制御部３０２は、別経路を探索する(ステップ８０３)。両経路がともに見つかった場合、アドミッション要求は許可され（ステップ８０４）、経路が存在しなかった場合は、逆にアドミッション要求は拒否される（ステップ８０５）。【００７３】
経路探索が成功した場合、経路制御部２０１は、トラヒックが探索された経路を辿れるように、探索された経路上全ての通信装置に対して、トラヒックとそのトラヒックが辿るべき経路を示した経路情報のメッセージを送り、各通信装置に経路表を更新させる。【００７４】
次に、図２に示したネットワークで本実施例の経路制御を実施した場合における経路制御の動作を説明する。図８は、図２に示したネットワークで本実施例の経路制御を行った場合の動作手順を示すシーケンス図である。この図では、通信装置２０２と通信装置２０５の間の経路を設定する場合の例である。【００７５】
経路制御装置２０１は、外部からトラヒックのアドミッション要求を受け取ると（ステップ９１０）、その要求を受け、無線リンクの帯域の安定度（帯域確率）を予測する（ステップ９１１）。その後、要求を満たす経路が見つかるか探し（ステップ９１２）、トラヒックが要求する閾値以下の安定度を持つ帯域を使用するリンク毎に別経路を探索する（ステップ９１３）。それらが見つかった場合、要求フローに対してアドミッションの許可を行い(ステップ９１４)、経路上の通信装置に対して経路表更新通知を行い（ステップ９１５）、別経路の設定を行う（ステップ９１６）。【００７６】
なお、図８に示すステップ９１１で行われる帯域予測動作において、各無線リンクにおいて利用できる帯域の安定度を計算するが、その方法はいくつか存在するが、ここでは、一例を説明する。単純に各無線リンクが使用できる変調モードがm1、m2、m3とあり、その中で一番低い伝送レートとなる変調モードm1は最低限維持されるとし、m1より高い変調モードm2以上が使用される確率が90%、m3が使用される確率が80%だとする。【００７７】
その場合、R(m1)が変調モードm1の伝送レートとすると、リンク帯域のうちm1で始めて使用できる帯域BW(m1)は、R(m1)であるため、BW(m1)  =  R(m1)となり、その部分の帯域を使用できる確率つまり安定度は100％となる。一方、変調モードm2を使用することで始めて使用できる帯域BW(m2)は、変調モードm2とm1で実現できる伝送レートの差であるため、BW(m2)  =  R(m2)-  R(m1)となり、その部分の帯域の安定度は90％となる。同様に変調モードm3を使用することで始めて使用できる帯域BW(m3)は、BW(m3)  =  R(m3)-  R(m2)となる。【００７８】
仮にトラヒックが要求する安定度が90%の場合、そのトラヒックの経路を設定する際、BW(m1)とBW(m2)部分の帯域を使用する場合は、安定度が閾値を満たしているので、別経路が不要となる。一方、BW(m3)部分の帯域をトラヒックが使用する場合は安定度が80％となり、トラヒックがより高い安定度でネットワーク上を流れるためには、別の経路を用意しておく必要がある。【００７９】
基本的にはトラヒックがどの帯域を使用するかはFCFS  (First  Come  First  Serve)で決まるが、トラヒックのクラスなどを設けて決めてもよい。【００８０】
また、次おように行ってもよい。上述のようにして経路を設定した後、各ノードにおいて、適応変調により、無線リンクの変調モードがm3からm2へ変化した場合、BW(m3)部分の帯域を使用しているトラヒックの経路を予め設定した別経路へと切り替える。その後、無線リンクの変調モードがm3へと回復した場合は、経路を元に戻す。具体的には、各通信装置のリンク状態管理部４０６が無線リンクを監視し、無線リンクが使用する変調モードが変化した場合、その情報を経路表管理部４０５に通知する。経路表管理部４０５は、その情報を元に、各トラヒックに対して通常の経路を使用させるか別経路を使用させるかという判断を行い、パケット処理部４０４に対してどちらの経路を使用させるか通知する。【００８１】
さらに、すべての経路において、安定度が100%の帯域をトラヒックが使用する場合は、適応変調の影響を受けずにトラヒックの通信品質を維持することができる。
【実施例２】
【００８２】
本実施例は、トラヒックの発生毎に経路計算を行うのではなく、リンクの利用できる帯域の安定度を予測した後に、予めわかっているトラヒック需要情報を使い、すべての経路を求める場合である。なお、本実施例は第１の実施形態における一例であり、構成についての詳細な説明を省略する。【００８３】
本実施例の経路制御の動作手順を説明する。図９は本実施例の経路制御方法の動作手順を示すフローチャートである。【００８４】
経路制御装置２０１は、どれぐらいの量のトラヒックになるかを示すトラヒック需要情報（トラヒックデータ）を入手し（ステップ１００１）、また、各リンクの利用できる帯域の安定度（帯域確率）情報を求めると（ステップ１００２）、それらの情報を用いてトラヒックのすべての経路を設定する（ステップ１００３）。【００８５】
ステップ１００３で行われる経路設定手順では、帯域の安定度とトラヒック需要情報を元に、目的関数および制約条件を設定し、線形計画問題として、目的関数を最大あるいは最小になるようにトラヒックの経路設定を行う。目的関数がネットワークを流れるトラヒック量を最大にする場合、経路設定手順では、それを最大にする経路を求める。
【実施例３】
【００８６】
本実施例は、実施例１で説明したアドミッション制御やトラヒックが流れる経路の制御をネットワーク内で分散して行うものである。【００８７】
図２に示した通信装置２０２、２０３、２０５のそれぞれが図６に示した通信装置２００２の構成を備え、各通信装置は、経路制御装置２０１が備える経路制御機能を実行する。【００８８】
本実施例の経路制御方法の動作を簡単に説明する。通信装置２０２、通信装置２０３および通信装置２０５のそれぞれは、外部からアドミッション要求を受けると、図８に示したステップ９１２から９１６の経路制御を行う。そして、これらの通信装置２０３、２０４、２０５のそれぞれは、経路制御を行った結果を相互で通知し合い、どこにどれだけのトラヒックがネットワークを流れているかの情報を含むトラヒック情報を交換する。【００８９】
本実施例では、実施例１で説明した経路制御機能がネットワーク内に分散して存在することになり、経路制御の負荷が１つの装置に集中しなくてすむ。
【実施例４】
【００９０】
本実施形態は、経路設定の他に予備経路の設定を行う場合である。本実施例は、第３の実施形態を用いることで実現可能となる。【００９１】
図１０は本実施例の経路制御方法の動作手順を示すフローチャートである。経路制御装置２０１の帯域予測部３０６は、各無線リンクが使用できる帯域の安定度を予測し、または、第３の実施形態に説明した組み合わせ安定度表を参照し（ステップ７０１）、それらの情報を基にして経路を探索し、経路を設定する（ステップ７０２）。そして、ステップ７０２で設定した経路全体に対する予備経路を探索する（ステップ７０３）。予備経路は、ステップ７０２で各無線リンクに設定される通常経路の他に準備される別の経路をまとめたものである。
【実施例５】
【００９２】
本実施例は、リンクが使用できる帯域の安定度の計算方法として、実施例１で説明した方法とは異なるものである。【００９３】
本実施例の経路制御装置の動作について、図５に示したフローチャートを参照して説明する。ここでは、図３に示した帯域予測部３０６による図５のステップ５０１における動作を中心に説明する。【００９４】
本実施例では、事前に無線リンクが使用する変調モードの分布がわかっているとする。帯域予測部３０６は、無線リンクが用いる変調モード、または、BERの分布を利用することで、無線リンクの使用できる帯域の安定度を予測することが可能となる。
変調モードの分布を利用して、次のように動作する。【００９５】
QPSK,  16QAM,  32QAM,  64QAM、128QAMのそれぞれが、QPSK  =  0,  16QAM  =  1,  32QAM  =  2,  64QAM  =  3、128QAM  =  4のそれぞれに対応しているものとする。それぞれの変調モードで実現できる伝送レートが10Mbps,  20Mbps,  30Mbps,  40Mbps,  50Mbpsとする。ある無線リンクが利用する変調モードの使用頻度および使用時間が正規分布にしたがい、その平均がμ(e)  =  3、分散がσ(e)  =  0.4で与えられるときに、その性質を利用して、各無線リンクが使用できる帯域の安定度を知ることができる。【００９６】
[μ(e)-  3σ(e)]以上の変調モードは99.97%以上の確率で使用されるため、
[3-  3  ×  0.4]  =  1
から、99.97%の確率で16QAM以上の変調モードが使用されることがわかる。【００９７】
一方、84.12%の確率で[μ(e)-  σ(e)]以上の変調モードが使用されるため、
[3-  0.4]  =  2
より、32QAMとそれより高い変調モードが84.12%の確率で使用されることがわかる。【００９８】
一番低い変調モードであるQPSKは最低限維持できることから、BW(QPSK)  =  R(QPSK)  =  10Mbpsの帯域は適応変調による変調モードの変化に関わらず必ず使用できる。また、16QAMで確保できる帯域BW(16QAM)は、BW(16QAM)  =  R(16QAM)-  R(QPSK)  =  10Mbpsとなり、この帯域の安定度は99.97%となる。一方、32QAMで新たに確保できる帯域BW(32QAM)は、BW(32QAM)  =  R(32QAM)-  R(16QAM)=  10Mbpsとなり、84.12%の安定度を持つ。【００９９】
それぞれの帯域を安定度に応じて分けておき、経路設定時において、他のトラヒックによる使用状況から、16QAMで確保できる帯域BW(16QAM)か、32QAMで確保できる帯域BW(32QAM)かのどちらを使用できるかが決まる。それにより、別経路を設定する必要があるかの有無が判断される。
【実施例６】
【０１００】
本実施例は、実施例１および実施例５のいずれとも異なる方法でリンクの帯域の安定度を計算するものである。本実施例における方法は、各無線リンクが使用した、過去の変調モードの情報からリンクの帯域の安定度を計算するものである。【０１０１】
本実施例の経路制御装置の動作について、図５に示したフローチャートを参照して説明する。ここでは、図３に示した帯域予測部３０６による図５のステップ５０１における動作を中心に説明する。【０１０２】
無線リンクが使用できる変調モードにおいて、過去一定時間の間、どの変調モードがどれくらい使用されたかの割合を算出することで、次のようにして、無線リンクの帯域の安定度を計算する。【０１０３】
まず、ある無線リンクが使用できる変調モードがQPSK,  16QAM,  32QAM,  64QAMだとする。そのとき、現在から過去４時間までの区間において、その無線リンクが用いた変調モードが64QAMを２時間使用し、32QAMを１時間使用し、16QAMを１時間使用した場合、それぞれの変調モードがその区間占めた割合は、
64QAM  =  1/2,  32QAM  =  1/4,  16QAM  =  1/4,  QPSK  =  0
となる。【０１０４】
ここで、変調モードの安定度を各変調モードがその変調モード以上の変調モードが占めた割合とすると、これらの安定度は、
64QAM  =  1/2,  32QAM  =  3/4,  16QAM  =  1,  QPSK  =  1
となる。【０１０５】
ここで、16QAMやQPSKで実現できる伝送レートで確保できる帯域（最大でBW(16QAM)+  BW(QPSK)  =  20Mbps）をトラヒックが使用する場合は特に問題ない。一方、他の変調モード、例えば32QAMの変調モードを使用したときに実現する伝送レートで確保される追加の帯域(BW(32QAM)  =  R(32QAM)-  R(16QAM)  =  30-  20  =  10Mbps)をトラヒックが使用する場合、その帯域の安定度が3/4であるため、リンクとは別の経路を用意しておく必要がある。そこで、仮にリンクとは別の経路が見つかり、その経路において、トラヒックが利用しようとする帯域の安定度が3/4であったする。この場合、別経路も同時に使用できなくなる確率は、1-  (1-  3/4)  ×  (1-  3/4)  =  15/16であることから、トラヒックは別経路を利用することで、90%以上の安定度を持つ経路を提供でき、通信品質が維持される。
【実施例７】
【０１０６】
本実施例は、BERを用いてリンク帯域の安定度計算を行う場合である。リンクが利用できる帯域の安定度の計算以外は、実施例６と同様であり、その重複部分の説明を省略する。【０１０７】
本実施例では、図５に示したステップ５０１において、帯域予測部３０６は、過去の履歴情報として、各無線リンクの過去のBERを用いる。リンク情報管理部３０５が無線リンクの各変調モードにおける過去のBERを収集する。帯域予測部３０６は、リンク情報管理部３０５が収集した情報を参照して、ある区間（時間）において、各変調モードについて、変調モードのBERがトラヒックが要求するBERを満たす割合を、その変調モードが利用できる確率として算出する。そして、算出した確率を、その変調モードを利用することで使用できる帯域の安定度とする。
【実施例８】
【０１０８】
本実施例は、気象情報を用いて帯域予測の精度を向上させるものである。帯域予測動作を除いて、実施例６と同様であり、その重複部分の説明を省略する。【０１０９】
本実施例では、図５に示したステップ５０１における帯域予測動作において、予測精度を向上させるために、予め入手した降雨情報から得られる降雨強度の分布および雨雲の移動速度その経路から予測される結果と、無線リンクの位置情報を基に、各無線リンクの帯域の安定度を予測する。なお、無線リンクの位置情報は、予めトポロジー情報管理部３０４が管理する接続情報に含まれているものとする。
【実施例９】
【０１１０】
本実施例は、経路制御装置２０１が実行する経路設定手順において、トラヒックの経路とリンクに対する別経路の他に、対障害用として経路全体に対する予備経路を設定するものである。【０１１１】
本実施例では、実際にトラヒックが使用する経路のほかに、予備の経路を設定する。本実施例における経路設定手順を説明する。図１１は本実施例における経路設定手順を示すフローチャートである。【０１１２】
図１１に示すように、帯域予測部３０６が、帯域予測を行い帯域の安定度を求め（ステップ１１０１）、経路制御部３０２は、帯域の安定度の情報を参照し、通常時に使用する経路を設定する（ステップ１１０２）。通常経路の設定後、閾値以下の帯域を使用するリンクに対しては別経路を設定する（ステップ１１０３）。そして、ステップ１１０２で求めた経路全体に対する予備経路を設定する（ステップ１１０４）。予備経路の設定においても、通常経路と同じように帯域の安定度を利用して経路を求めてもよい。【０１１３】
上記実施形態および実施例で説明したように、本発明は、負荷分散ではなく、経路設定と経路切り替えを行うものである。本発明によれば、リンク帯域を変調モードの履歴などから信頼度に応じて複数のクラス分けをし、経路設定時において、低い信頼性クラスの帯域を新たに割り当てる場合、そのクラスの帯域が使用できなくなったときのための別経路を経路設定時に設定する。そして、該当する帯域が使用できなくなった場合、その帯域を割り当てられているトラヒックの経路を予め設定した別経路へと切り替える。【０１１４】
１つの特徴として、適応変調を行う無線リンクの帯域が変調モードの使用によって大きく変化することに着目し、帯域を信頼度に応じてクラス分けし、クラスに応じてリンクに対する別経路を予め設定し、変調モードの変更により帯域が変化した場合、該当するトラヒックだけ経路を変更することで、切り替えないトラヒックも含め、全てのトラヒックの品質低下を防げるという点がある。また、別経路を設定するのは経路の一部だけにとどめるため、ネットワーク利用効率が向上する。【０１１５】
なお、本発明は、有線リンクが無線リンクと混在する形態においても実施できる。また、ある通信装置が経路制御装置の機能を持つ場合にでも本発明を実現できる。さらに、経路制御装置がネットワークに複数、かつ、分散して設けられ、それぞれが上述の動作を行ってもよい。【０１１６】
本発明の効果の一例として、無線リンクにおいて帯域が利用できる確率である安定度を予測し、その安定度にあわせてトラヒックの経路を制御することで、安定度の低い帯域も有効に利用でき、適応変調による伝送レート変動の影響を受けないトラヒックをより多くネットワークへ流すことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明を、無線リンクで構成される無線ブロードバンドシステム、モバイルネットワークシステムに適用できる。【０１１８】
以上、実施形態および実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。【０１１９】
なお、この出願は、２００９年２月９日に出願された日本出願の特願２００９−０２７４３７の内容が全て取り込まれており、この日本出願を基礎として優先権を主張するものである。
【符号の説明】
【０１２０】
２０１    経路制御装置
２０２〜２０５    通信装置
３０１    通信部
３０２、６０７    経路制御部
３０３、６０８    トラヒック情報管理部
３０４、６０９    トポロジー情報管理部
３０５、６１０    リンク情報管理部
３０６、６１１    帯域予測部
４０１〜４０３、６０１〜６０３    無線通信部
４０４、６０４    パケット処理部
４０５、６０５    経路表管理部
４０６、６０６    リンク状態管理部
【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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