(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアクセスポイントを含み、アンライセンスバンドで通信を行う無線システムと、少なくとも一つの基地局を含み、ライセンスバンドで通信する親システムと、前記アクセスポイント及び前記基地局との通信が可能な端末と、を備えるヘテロジニアスネットワークシステムにおいて、
前記アクセスポイント及び前記端末から検出可能な範囲で、アンライセンスバンドにより通信する、前記アクセスポイント及び前記端末のうち少なくとも前記アクセスポイントを表すアクセスポイント情報を収集する第１周辺情報収集部と、
前記アクセスポイント情報を無線通信により前記基地局に出力する第１端末情報出力部と、
前記親システムが評価した前記無線システムのスループットの低下リスクを表す無線システムリスク情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記基地局の少なくとも一方と通信することを決定する通信形態決定部と、
を有する端末と、
前記アクセスポイント情報を、前記第１端末情報出力部から収集する情報収集部と、
前記端末から検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表す端末周辺無線システム環境情報と、前記端末が通信を行う前記アクセスポイントから検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表すアクセスポイント周辺無線システム環境情報とを、前記アクセスポイント情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記端末に対応付けて記憶する情報整理部と、
前記情報収集部により収集された前記端末周辺無線システム環境情報と、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報との少なくとも一方に基づいて、前記無線システムリスク情報を評価するリスク評価部と、
を有する親システムと、
を備えるヘテロジニアスネットワークシステム。
【請求項２】
前記情報整理部は、前記端末から収集された前記アクセスポイント情報に基づいて、前記アクセスポイントを識別するための識別情報を記憶し、所定の識別情報が割り当てられた前記アクセスポイントから検出可能な他の前記アクセスポイントを最も高い受信電力で検出した前記端末が検出した前記アクセスポイント情報を、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報として用いる請求項１に記載のヘテロジニアスネットワークシステム。
【請求項３】
前記アクセスポイントは、前記アクセスポイント情報を取得する第２周辺情報収集部と、前記アクセスポイント情報を、無線通信により前記基地局又は前記端末に出力する第２端末情報出力部と、を有し、
前記情報収集部は、前記第２端末情報出力部又は前記第１端末情報出力部から、前記アクセスポイント情報を収集し、
前記情報整理部は、アクセスポイント周辺無線システム環境情報を、前記情報収集部が収集した前記アクセスポイント情報に基づいて更新する請求項１又は請求項２に記載のヘテロジニアスネットワークシステム。
【請求項４】
前記親システムは、
前記端末における前記アクセスポイントからの信号の受信電力値、前記アクセスポイントの識別情報、利用可能な周波数帯域幅、及び、前記アクセスポイントと通信している前記端末の数のうち、少なくとも一つに基づいて、又は、前記アクセスポイント又は前記端末において測定されたスループット実測値に基づいて、前記無線システムの前記端末におけるスループットの期待値を評価する無線システムスループット評価部を有し、
前記基地局は、
前記無線システムスループット評価部による評価の結果と、前記リスク評価部による評価の結果と、を通知する評価通知部を有し、
前記端末は、
前記評価通知部から通知された前記無線システムスループット評価部による評価の結果及び前記リスク評価部による評価の結果に基づいて、前記アクセスポイント及び前記基地局の少なくとも一方と通信するトラヒック選択部を有する
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のヘテロジニアスネットワークシステム。
【請求項５】
前記リスク評価部は、
前記端末が前記アクセスポイントに接続する際の前記低下リスクを、前記情報収集部により収集された前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における、同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの数、前記アクセスポイントと同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントが通信を行う前記端末の数、前記端末周辺無線システム環境情報における前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの数、前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントが通信を行う前記端末の数、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における前記アクセスポイントと同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせのうち前記端末周辺無線システム環境情報における前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせにない前記アクセスポイントの数、及び、前記端末周辺無線システム環境情報における前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせのうち前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における前記アクセスポイントと同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせにない前記アクセスポイントの数のうち少なくとも一つの指標を、前記無線システムリスク情報として記憶する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のヘテロジニアスネットワークシステム。
【請求項６】
前記リスク評価部は、
前記端末が前記アクセスポイントに接続する際の前記低下リスクを、前記情報整理部に記憶された前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における、前記アクセスポイントから検出できる同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイント及び前記アクセスポイントからなる第１グループにおいて、互いに検出できているかを、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報に基づいて判定することで得られる、前記第１グループ内で検出できない条件となる前記アクセスポイントの数と、前記端末から検出できる同じチャネルを用いる前記アクセスポイントからなる第２グループにおいて互いに検出できているかを前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報に基づいて判定することで得られる、互いに検出できない条件となるアクセスポイントの数と、のうち少なくとも一方の指標を、無線システムリスク情報として記憶する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のヘテロジニアスネットワークシステム。
【請求項７】
前記リスク評価部は、
複数の指標の和、最大値、最小値及び関数のうち少なくとも一つから得られる値を、前記無線システムリスク情報として記憶する請求項５又は請求項６に記載のヘテロジニアスネットワークシステム。
【請求項８】
前記リスク評価部は、
前記無線システムリスク情報から複数の指標を選択し、選択した複数の指標に基づく判定を前記端末毎に行うことで、無線システムを用いる前記端末の数を制御する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のヘテロジニアスネットワークシステム。
【請求項９】
前記第１端末情報出力部は、
前記アクセスポイントとの通信が一定時間不通となった場合、前記基地局に通知し、前記情報整理部が記憶する前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報に、不通情報及び原因情報を記憶する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のヘテロジニアスネットワークシステム。
【請求項１０】
複数のアクセスポイントを含み、搬送波感知多重アクセスに基づく通信を行う無線システムと、少なくとも一つの基地局を含み、ライセンスバンドで通信する親システムと、を備えるヘテロジニアスネットワークシステムにおける通信回線選択方法であって、
端末の第１周辺情報収集部が、検出可能な前記アクセスポイントを表すアクセスポイント情報を収集するステップと、
前記端末の第１端末情報出力部が、前記アクセスポイント情報を無線通信により前記基地局に出力するステップと、
前記端末の通信形態決定部が、前記親システムが評価した前記無線システムのスループットの低下リスクを表す無線システムリスク情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記基地局の少なくとも一方と通信することを決定するステップと、
前記親システムの情報収集部が、前記アクセスポイント情報を、前記第１端末情報出力部から収集するステップと、
前記親システムの情報整理部が、前記端末から検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表す端末周辺無線システム環境情報と、前記端末が通信を行う前記アクセスポイントから検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表すアクセスポイント周辺無線システム環境情報とを、前記アクセスポイント情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記端末に対応付けて記憶するステップと、
前記親システムのリスク評価部が、前記情報収集部により収集された前記端末周辺無線システム環境情報と、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報との少なくとも一方に基づいて、前記無線システムリスク情報を評価するステップと、
を有する通信回線選択方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘテロジニアスネットワークシステム、及び、通信回線選択方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ライセンスバンドを用いるセルラシステムにおけるモバイルトラヒックが急激に増大しており、モバイルネットワークの負荷を分散させるため、アンライセンスバンドを用いる無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムのオフロードとしての活用が注目されている。
【０００３】
また、無線ＬＡＮを用いず、セルラシステムの規格であるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  ｔｅｒｍ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）において、アンライセンスバンドを用いた通信方式についても検討が進んでいる。これらアンライセンスバンドを用いる無線システムでは、他無線システムとの共存のためランダムアクセスである搬送波感知多重アクセス（CSMA/CA：Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance）に基づく通信が行われる。
【０００４】
無線ＬＡＮシステムをはじめとするアンライセンスバンドの無線システムで、モバイルトラヒックを効率的にオフロードするには、セルラシステム（以下、「親システム」という。）において、アンライセンスバンドの無線システムのスループットを把握する必要がある。
【０００５】
しかしながら、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づく通信では、セル間干渉信号、多システム干渉、さらし端末問題、又は、隠れ端末問題などによりスループットが低下する。このため、平均受信電力やアクセス端末数などの情報から予測されるスループットと、実際のスループットとには、大きなかい離が生じることがある。
【０００６】
特に、さらし端末問題は、さらし端末問題を引き起こす要因となる端末の無線通信状況によりスループットの低下量が変動する上、さらし端末問題が生じてしまった場合には、回避するのが難しい。さらし端末問題によるスループット低下を回避する方法としては、さらし端末問題となる周波数チャネルを変更することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、無線ＬＡＮシステムの普及により、ほぼ全てのチャネルが利用されてしまうことにより、どの周波数のチャネルに変更しても「さらし端末問題」が避けられない、という問題がある。
【０００８】
図３２は、ヘテロジニアスネットワークシステムの構成を示す図である。親システム３１０の下には、基地局３(BS:Base Station)がＮ個存在している。基地局３-ｋは、端末１-ｋ-１〜端末１-ｋ-Ｕｋ（Ｕｋは、基地局３-ｋと通信する端末１の数）との間で、制御信号、又は、制御信号及びデータ信号を無線通信している。
【０００９】
さらに、端末１は、アンライセンスバンドシステム２１０のアクセスポイント２との間で、データ通信可能なリンク（図３２では、実線で表されている）、又は、ＢＳＳＩＤ（Basic Service Set Identifier）情報及び利用チャネル等を示す制御信号が検出可能なリンク（図３２では、点線で表されている）を有する。
【００１０】
無線ＬＡＮシステムに接続するか、親システムに接続するか、又は、無線ＬＡＮシステム及び親システムを併用するかについては、親システムが、無線ＬＡＮシステムのスループット特性を把握することにより、実現可能となる。無線ＬＡＮシステムのスループットが不明である場合、又は、スループットの特性が正しく把握できない（例えば、予期していたスループットから急激な低下が生じる）場合、スループットの大きな低下及び遅延、又は、回線の切断が生じる。
【００１１】
図３３は、シミュレーション環境（諸元）を示す図である。この図は、さらし端末問題による影響を実際にみるため、マンション環境でのシミュレーション結果を示す図である。このマンションでは、１部屋は、１０[ｍ]×１０[ｍ]、１階ごとに「２×１０」の２０部屋が存在し、５階建て（各階３[ｍ]、全高１５[ｍ]）であるとする。アクセスポイント２（ＡＰ）は、部屋の中央に設置するものとする。端末１は、アクセスポイント２から半径５[ｍ]以内にランダムに分布させた。
【００１２】
変調方式を２５６ＱＡＭ、符号化率を３／４、空間多重数を２、ＭＰＤＵのビット数を１５００バイト、Ａ−ＭＰＤＵの数を３２とし、パケット長は２．３[ｍｓ]であった。アクセスポイント２と端末１との間、アクセスポイント２同士の間、端末１同士の間の伝搬ロスは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎのチャネルモデルのモデルＢに従うものとした。シャドウイングによる伝搬ロスのばらつきも考慮している。壁による伝搬損失は、横壁で１２[ｄＢ]、上下の天井または床におけるロスを１７[ｄＢ]として与えた。帯域幅は２０[ＭＨｚ]、チャネル数を４としてランダムなチャネル配置とした。
【００１３】
スループットを評価するため、親システム３１０の基地局３は１台、すなわち、基地局３‐１のみとする。基地局３‐１の配下の端末１‐１‐１〜端末１‐１‐Ｕ１は、上述のマンション内に位置している。ここで、ユーザ数Ｕ１は、２００である。通信は、下り回線のみとした。
【００１４】
最小受信感度は、−８２[ｄＢｍ]とし、アクセスポイント２の送信電力を２３[ｄＢｍ]、端末の送信電力を１７[ｄＢｍ]としてスループットの評価を行った。各端末に対し生成するパケットは２０[Ｍｂｐｓ]の場合と８０[Ｍｂｐｓ]の場合の２通りのパラメータを用意し、それぞれＲＴＳ（Request to Send（送信要求）／ＣＴＳ（Clear to Send：送信可）信号の交換を行わずに送信した場合（ｗ／ｏ  ＲＴＳ／ＣＴＳ）と、ＲＴＳ／ＣＴＳ信号の交換により隠れ端末問題によるパケットの衝突を防いだ場合の例をそれぞれ評価した。通信相手となる端末へのデータパケットが生成すると、無線ＬＡＮにおけるＣＳＭＡ／ＣＡに従った通信がシミュレートされ、３０秒間のスループットの平均値が各端末１に対し出力される。
【００１５】
物理リンクでのスループットは変調方式と符号化率およびＭＡＣ効率から、１４０[Ｍｂｐｓ]が各リンクで得られる計算であり、一つのアクセスポイント２から二つの端末１に送信するため、最大で７０[Ｍｂｐｓ]程度のスループットが得られる計算となる。しかしながら、各端末１にそれぞれ平均２０[Ｍｂｐｓ]となるようにデータを生成した場合でも、半分以上の端末で２０[Ｍｂｐｓ]よりスループットが低下しているのが確認できる。
【００１６】
ＲＴＳ／ＣＴＳ信号により、隠れ端末によるパケット衝突を防ぐためにスループット特性が改善しているものの、さらし端末問題などによりＣＴＳ信号が返せない条件となる端末なども存在するため、１[Ｍｂｐｓ]以下の低スループットとなってしまう端末１が、ＲＴＳ／ＣＴＳ無しで５．６[％]、ＲＴＳ／ＣＴＳありで４．５[％]も存在する。
【００１７】
さらに、８０[Ｍｂｐｓ]のトラヒックを各端末１に対して生成した場合には、１[Ｍｂｐｓ]を下回る特性となる端末１の割合が著しく増加する。ＲＴＳ／ＣＴＳ無・有いずれの場合も２１[％]もの端末１が１[Ｍｂｐｓ]を下回るスループットとなる。このように、無線ＬＡＮシステムにおけるスループットは周りのトラヒックなどによって大きくその特性が変わるため、スループットを一意に推定することは非常に難しい。
【００１８】
次に、端末１のスループットを予測する場合、どの程度の精度となるのかを示す。端末１‐ｋ‐ｉ（ｋは、整数１〜Ｎまでのいずれか）（ｉは、整数１〜ＵＮまでのいずれか。ＵＮは、基地局３‐Ｎと通信する端末１の数）が近隣のアクセスポイント２‐ｊ（ｊは、整数１〜Ｍまでのいずれか）と通信する場合、端末１‐ｋ‐ｉの無線ＬＡＮチャネルにおける推定スループットＴｋ，ｉは、式（１）により表される。
【００１９】
【数１】
0006053177.tif 000002
【００２０】
ここで、Ｌｋ，ｉは、最小受信感度を上回る同じ周波数チャネルの通信リンクの数である。ρ（ｎ）は、同じ周波数チャネルを用いるリンクの数ｎによって決まる衝突によるスループット低下関数である。Ｃｋ，ｉは、用いる変調方式および符号化率から決定できる物理層におけるスループットである。Ｋｊは、アクセスポイント２‐ｊと通信する端末１の数である。
【００２１】
関数ρ（ｎ）は、ＰＨＹ／ＭＡＣ（physical layer / Media Access Control)シミュレーションにより、複数の端末１がアクセスする状況をシミュレートし、得られた結果を用いている。具体的には、ρ（１）＝１．０００００００００、ρ（２）＝１.０３２１５５５２３、ρ（３）＝１．０２１３５７５９３、ρ（４）＝１.００４８３８７３９、ρ（５）＝０.９８９０９７５３、ρ（６）＝０.９７５３８２１２６としている。
【００２２】
ρ（２）〜ρ（４）で１．０を超える値となっているのは、複数の端末１がアクセスすることにより、コンテンションウィンドウ（Contention window）サイズの平均が、端末１の台数が１である場合と比較して若干短くなり、スループットの合計が増加するためである。
【００２３】
μｋ，ｉは、ＭＡＣ効率である。μｋ，ｉは、送信しようとしている時間幅に対し、端末１‐ｋ‐ｉへの通信へのデータパケットが占める割合である。μｋ，ｉは、例えば、式（２）により表される。
【００２４】
【数２】
0006053177.tif 000003
【００２５】
ここで、Φｊは、アクセスポイント２‐ｊと同じチャネルで通信し、且つ、アクセスポイント２‐ｊで観測可能な（−９０[ｄＢｍ]以上の受信電力）通信を行おうとする他のアクセスポイント２の集合である。τｐは、アクセスポイント２−ｐ（ｐは、整数１〜Ｍのいずれか）が一回の通信に占める時間長である。τＤ，ｊは、一回の通信でアクセスポイント２−ｊのデータパケットが占める時間長である。
【００２６】
図３４は、ＰＨＹ・ＭＡＣシミュレータにおけるスループット評価結果と、ＰＨＹレイヤ条件からの推定値をプロットした図である。推定されたスループットは実際にトラヒックを与えてＭＡＣサブレイヤを考慮して得られた結果とは異なり、最低でも５[Ｍｂｐｓ]のスループットが得られている。このように、ＰＨＹレイヤの条件からスループットを推定しても、実際のスループットとは大きな隔たりがある。
【００２７】
また、本シミュレーションでは、すべてのアクセスポイント２に一定のトラヒックを与えているが、実際には、生じるトラヒックは、ユーザ次第でリアルタイムに変化している。どの端末１又はアクセスポイント２が「さらし端末問題」や「隠れ端末問題」の影響でスループットが低下するかを完全に予測するには、全てのトラヒックと物理リンクのスループットとを把握する必要があるが、これは現実的でない。
【００２８】
周波数帯域幅、変調方式、符号化率、及び、パケット・エラー・レート（PER：Packet error rate）などにより、現状のスループットを実際に計測したとしても、周辺のトラヒック状況は、ダイナミックに変化する。このため、将来のスループットを、正確に予測することはできない。マネイジド・システム（Managed System）である親システムでは、スループットをある程度コントロール可能であるのに対し、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づく無線ＬＡＮをはじめとする無線システムと親システムとを併用する場合、無線ＬＡＮのスループットの不安定性により、予期せぬスループットの低下を引き起こす問題があった。特に、基本的には親システム３１０のみと通信していた端末１において、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づく無線システムとの通信に切り替えた場合、急激なスループットの低下や不通はユーザの満足度を著しく低下させることとなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２９】
【非特許文献１】藤原淳，杉山隆利，「無線メッシュネットワークにおけるさらし端末問題を防ぐチャネル割当法」，ＮＴＴ  ＤｏＣｏＭｏ  テクニカル・ジャーナル  Ｖｏｌ．１４  Ｎｏ．４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
アンライセンスバンドを用いる無線システム（例えば、無線ＬＡＮシステム）と共存する、ライセンスバンドを用いるモバイルシステム（親システム）と、無線システムに接続する端末と、を含むヘテロジニアスネットワークにおいて、ヘテロジニアスネットワークシステムでは、アンライセンスバンドを用いる無線システムに接続する端末のスループットの不安定性により、ユーザの満足度を著しく損なうことがある、という問題がある。
【００３１】
本発明は、アンライセンスバンドを用いる無線システムと共存する、ライセンスバンドを用いるモバイルシステムと、無線システムに接続する端末と、を含むヘテロジニアスネットワークにおいて、スループットを大きく低下させることなく、無線システムに接続する端末の通信の切り替え及び併用を決定することができるヘテロジニアスネットワークシステム、及び、通信回線選択方法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】
【００３２】
本発明の一態様は、複数のアクセスポイントを含み、アンライセンスバンドで通信を行う無線システムと、少なくとも一つの基地局を含み、ライセンスバンドで通信する親システムと、前記アクセスポイント及び前記基地局との通信が可能な端末と、を備えるヘテロジニアスネットワークシステムにおいて、前記アクセスポイント及び前記端末から検出可能な範囲で、アンライセンスバンドにより通信する、前記アクセスポイント及び前記端末のうち少なくとも前記アクセスポイントを表すアクセスポイント情報を収集する第１周辺情報収集部と、前記アクセスポイント情報を無線通信により前記基地局に出力する第１端末情報出力部と、前記親システムが評価した前記無線システムのスループットの低下リスクを表す無線システムリスク情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記基地局の少なくとも一方と通信することを決定する通信形態決定部と、を有する端末と、前記アクセスポイント情報を、前記第１端末情報出力部から収集する情報収集部と、前記端末から検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表す端末周辺無線システム環境情報と、前記端末が通信を行う前記アクセスポイントから検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表すアクセスポイント周辺無線システム環境情報とを、前記アクセスポイント情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記端末に対応付けて記憶する情報整理部と、前記情報収集部により収集された前記端末周辺無線システム環境情報と、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報との少なくとも一方に基づいて、前記無線システムリスク情報を評価するリスク評価部と、を有する親システムと、を備えるヘテロジニアスネットワークシステムである。
【００３３】
本発明の一態様は、前記情報整理部が、前記端末から収集された前記アクセスポイント情報に基づいて、前記アクセスポイントを識別するための識別情報を記憶し、所定の識別情報が割り当てられた前記アクセスポイントから検出可能な他の前記アクセスポイントを最も高い受信電力で検出した前記端末が検出した前記アクセスポイント情報を、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報として用いるヘテロジニアスネットワークシステムである。
【００３４】
本発明の一態様は、前記アクセスポイントが、前記アクセスポイント情報を取得する第２周辺情報収集部と、前記アクセスポイント情報を、無線通信により前記基地局又は前記端末に出力する第２端末情報出力部と、を有し、前記情報収集部が、前記第２端末情報出力部又は前記第１端末情報出力部から、前記アクセスポイント情報を収集し、前記情報整理部は、アクセスポイント周辺無線システム環境情報を、前記情報収集部が収集した前記アクセスポイント情報に基づいて更新するヘテロジニアスネットワークシステムである。
【００３５】
本発明の一態様は、前記親システムが、前記端末における前記アクセスポイントからの信号の受信電力値、前記アクセスポイントの識別情報、利用可能な周波数帯域幅、及び、前記アクセスポイントと通信している前記端末の数のうち、少なくとも一つに基づいて、又は、前記アクセスポイント又は前記端末において測定されたスループット実測値に基づいて、前記無線システムの前記端末におけるスループットの期待値を評価する無線システムスループット評価部を有し、前記基地局が、前記無線システムスループット評価部による評価の結果と、前記リスク評価部による評価の結果と、を通知する評価通知部を有し、前記端末は、前記評価通知部から通知された前記無線システムスループット評価部による評価の結果及び前記リスク評価部による評価の結果に基づいて、前記アクセスポイント及び前記基地局の少なくとも一方と通信するトラヒック選択部を有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のヘテロジニアスネットワークシステムである。
【００３６】
本発明の一態様は、前記リスク評価部が、前記端末が前記アクセスポイントに接続する際の前記低下リスクを、前記情報収集部により収集された前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における、同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの数、前記アクセスポイントと同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントが通信を行う前記端末の数、前記端末周辺無線システム環境情報における前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの数、前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントが通信を行う前記端末の数、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における前記アクセスポイントと同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせのうち前記端末周辺無線システム環境情報における前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせにない前記アクセスポイントの数、及び、前記端末周辺無線システム環境情報における前記端末と同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせのうち前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における前記アクセスポイントと同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイントの識別情報の組み合わせにない前記アクセスポイントの数のうち少なくとも一つの指標を、前記無線システムリスク情報として記憶するヘテロジニアスネットワークシステムである。
【００３７】
本発明の一態様は、前記リスク評価部が、前記端末が前記アクセスポイントに接続する際の前記低下リスクを、前記情報整理部に記憶された前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報における、前記アクセスポイントから検出できる同じチャネルを用いる他の前記アクセスポイント及び前記アクセスポイントからなる第１グループにおいて、互いに検出できているかを、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報に基づいて判定することで得られる、前記第１グループ内で検出できない条件となる前記アクセスポイントの数と、前記端末から検出できる同じチャネルを用いる前記アクセスポイントからなる第２グループにおいて互いに検出できているかを前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報に基づいて判定することで得られる、互いに検出できない条件となるアクセスポイントの数と、のうち少なくとも一方の指標を、無線システムリスク情報として記憶するヘテロジニアスネットワークシステムである。
【００３８】
本発明の一態様は、前記リスク評価部が、複数の指標の和、最大値、最小値及び関数のうち少なくとも一つから得られる値を、前記無線システムリスク情報として記憶するヘテロジニアスネットワークシステムである。
【００３９】
本発明の一態様は、前記リスク評価部が、前記無線システムリスク情報から複数の指標を選択し、選択した複数の指標に基づく判定を前記端末毎に行うことで、無線システムを用いる前記端末の数を制御するヘテロジニアスネットワークシステムである。
【００４０】
本発明の一態様は、前記第１端末情報出力部が、前記アクセスポイントとの通信が一定時間不通となった場合、前記基地局に通知し、前記情報整理部が記憶する前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報に、不通情報及び原因情報を記憶するヘテロジニアスネットワークシステムである。
【００４１】
本発明の一態様は、複数のアクセスポイントを含み、搬送波感知多重アクセスに基づく通信を行う無線システムと、少なくとも一つの基地局を含み、ライセンスバンドで通信する親システムと、を備えるヘテロジニアスネットワークシステムにおける通信回線選択方法であって、端末の第１周辺情報収集部が、検出可能な前記アクセスポイントを表すアクセスポイント情報を収集するステップと、前記端末の第１端末情報出力部が、前記アクセスポイント情報を無線通信により前記基地局に出力するステップと、前記端末の通信形態決定部が、前記親システムが評価した前記無線システムのスループットの低下リスクを表す無線システムリスク情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記基地局の少なくとも一方と通信することを決定するステップと、前記親システムの情報収集部が、前記アクセスポイント情報を、前記第１端末情報出力部から収集するステップと、前記親システムの情報整理部が、前記端末から検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表す端末周辺無線システム環境情報と、前記端末が通信を行う前記アクセスポイントから検出可能な前記アクセスポイント及び前記端末の少なくとも前記アクセスポイントを表すアクセスポイント周辺無線システム環境情報とを、前記アクセスポイント情報に基づいて、前記アクセスポイント及び前記端末に対応付けて記憶するステップと、前記親システムのリスク評価部が、前記情報収集部により収集された前記端末周辺無線システム環境情報と、前記アクセスポイント周辺無線システム環境情報との少なくとも一方に基づいて、前記無線システムリスク情報を評価するステップと、を有する通信回線選択方法である。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、リスク評価部は、情報収集部により収集された端末周辺無線システム環境情報と、アクセスポイント周辺無線システム環境情報との少なくとも一方に基づいて、無線システムリスク情報を評価する。これにより、無線システムと共存するモバイルシステムと、無線システムに接続する端末と、を含むヘテロジニアスネットワークにおいて、ヘテロジニアスネットワークシステム、及び、通信回線選択方法は、スループットを大きく低下させることなく、無線システムに接続する端末の通信の切り替え及び併用を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態における、ヘテロジニアスネットワークシステムの構成を示す図である。
【図２】第１実施形態における、無線システム環境情報を取得する第１の方法の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態における、端末から収集された端末周辺無線システム環境情報を表により示す図である。
【図４】第１実施形態における、端末周辺無線システム環境情報のＢＳＳＩＤ毎に整理された無線システム環境情報を示す図である。
【図５】第１実施形態における、距離と伝搬ロスとの関係を示す図である。
【図６】第１実施形態における、端末が推定した端末周辺無線システム環境情報から無線システム環境情報を作成する場合の問題点を示す図である。
【図７】第１実施形態における、アクセスポイントからの距離と、推定距離ずれが引き起こす平均受信電力誤差との関係を示す図である。
【図８】第１実施形態における、ＢＳＳＩＤ毎に選択した端末における平均受信電力と、生じうる平均受信電力の誤差との関係を示す図である。
【図９】第１実施形態における、無線システム環境情報を取得する第２の方法の動作手順を示すフローチャートである。
【図１０】第２実施形態における、ヘテロジニアスネットワークシステムの構成を示す図である。
【図１１】第２実施形態における、アクセスポイントから無線システム環境情報を取得する第３の方法の動作手順を示すフローチャートである。
【図１２】第１の方法と、第２の方法又は第３の方法と、を併用する場合を示すフローチャートである。
【図１３】第２実施形態における、アクセスポイントから収集されたＡＰ周辺無線システム環境情報及びトラヒック情報がＢＳＳＩＤ毎に整理された無線システム環境情報の例を示す図である。
【図１４】第２実施形態における、更新された無線システム環境情報を示す図である。
【図１５】第２実施形態における、親システムの無線システム環境情報作成・更新部を示す図である。
【図１６】第２実施形態における、下り回線スループットを評価する動作手順を示すフローチャートである。
【図１７】第２実施形態における、上り回線スループットを評価する動作手順を示すフローチャートである。
【図１８】第２実施形態における、隠れ端末問題を検出する動作手順を示すフローチャートである。
【図１９】第２実施形態における、アクセスポイントから収集されたＡＰ周辺無線システム環境情報がＢＳＳＩＤ毎に整理された無線システム環境情報である。
【図２０】第２実施形態における、テザリング端末及びモバイルルータを検出する動作手順を示すフローチャートである。
【図２１】第１実施形態及び第２実施形態における、さらし端末問題、隠れ端末問題、レーダからの干渉、他システムからの干渉、テザリング端末又はモバイルルータからの干渉による通信の不通によるリスクを評価する動作手順を示すフローチャートである。
【図２２】第１実施形態及び第２実施形態における、端末の主導でトラヒック選択を実行するヘテロジニアスネットワークシステムの構成を示す図である。
【図２３】第１実施形態及び第２実施形態における、無線システムの主導でトラヒック選択を実行するヘテロジニアスネットワークシステムの構成を示す図である。
【図２４】第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート２０[Ｍｂｐｓ]の場合、ＡＰ周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数で制限する制御によるスループット特性を示す図である。
【図２５】第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート８０[Ｍｂｐｓ]の場合、ＡＰ周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数で制限する制御によるスループット特性を示す図である。
【図２６】第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート２０[Ｍｂｐｓ]の場合、ＡＰ周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数と、端末周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数とのうち、大きい方の数で制限する制御によるスループット特性を示す図である。
【図２７】第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート８０[Ｍｂｐｓ]の場合、ＡＰ周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数と、端末周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数とのうち、大きい方の数で制限する制御におけるスループット特性を示す図である。
【図２８】第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート２０[Ｍｂｐｓ]の場合、アクセスポイントと端末とでそれぞれ検出できるアクセスポイントに違いがないことを条件とした制御と、アクセスポイントと端末とでそれぞれ検出できるアクセスポイントが、独立動作するグループに属さないことを条件とした制御と、によるスループット特性を示す図である。
【図２９】第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート８０[Ｍｂｐｓ]の場合、アクセスポイントと端末とでそれぞれ検出できるアクセスポイントに違いがないことを条件とした制御と、アクセスポイントと端末とでそれぞれ検出できるアクセスポイントが、独立動作するグループに属さないことを条件とした制御と、によるスループット特性を示す図である。
【図３０】第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート２０[Ｍｂｐｓ]の場合、アクセスポイントと端末とでそれぞれ検出できるアクセスポイントが、独立動作するグループに属さないとの条件を満たし、かつ、同一チャネルで検出される他のアクセスポイントの数が、アクセスポイントと端末とでそれぞれ１台以下である、とした制御によるスループット特性を示す図である。
【図３１】第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート８０[Ｍｂｐｓ]の場合、アクセスポイントと端末とでそれぞれ検出できるアクセスポイントが、独立動作するグループに属さないとの条件を満たし、かつ、同一チャネルで検出される他のアクセスポイントの数が、アクセスポイントと端末とでそれぞれ１台以下である、とした制御によるスループット特性を示す図である。
【図３２】ヘテロジニアスネットワークシステムの構成を示す図である。
【図３３】シミュレーション環境（諸元）を示す図である。
【図３４】ＰＨＹ・ＭＡＣシミュレータにおけるスループット評価結果と、ＰＨＹレイヤ条件からの推定値をプロットした図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づく無線システムとして、無線ＬＡＮシステムを用いた場合の例を示す。第１実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、周辺のＣＳＭＡ／ＣＡに基づく無線システムの情報である無線システム環境情報を収集し、収集した無線システム環境情報Ｈを用いたスループット推定を実行する。第１実施形態では、無線システム環境情報を収集する第１の方法及び第２の方法を説明する。
【００４５】
図１は、第１実施形態における、ヘテロジニアスネットワークシステムの構成を示す図である。ヘテロジニアスネットワークシステムは、端末１０‐１‐１〜端末１０‐Ｎ‐ＵＮと、無線システム２００と、親システム３００を備える。無線システム２００は、アクセスポイント２０‐１〜２０‐Ｍ（Ｍは、１以上の整数）を有する。無線システム２００は、例えば、無線ＬＡＮシステムや、アンライセンスバンドで動作するセルラシステムである。親システム３００は、基地局３０−１〜３０‐Ｎ（Ｎは、１以上の整数である）を有する。親システム３００は、ライセンスバンドで通信する。
【００４６】
基地局３０-ｋ（ｋは、１〜Ｎまでの整数のいずれか）は、端末１０-ｋ-１〜端末１０-ｋ-Ｕｋとの間で、制御信号、又は、制御信号及びデータ信号を無線通信している。Ｕｋは、基地局３０−ｋと通信可能な端末数である。
【００４７】
以下、端末１０‐１‐１〜端末１０‐Ｎ‐ＵＮ（無線ＬＡＮ端末）に共通する事項については、接続する親システム３００の基地局３０の番号を表す２番目の符号と、その基地局３０と通信する端末１０の通し番号となる３番目の符号とを省略して、「端末１０」と表記する。端末１０は、無線システム２００のアクセスポイント２０との間で、データ通信可能なリンク（図１では、実線で表されている）、又は、ＢＳＳＩＤ情報及び利用チャネル等を示す制御信号が検出可能なリンク（図１では、点線で表されている）を有する。
【００４８】
第１実施形態の第１の方法では、端末１０が検出する周辺の無線システム環境情報（アクセスポイント情報）を、親システム３００に通知し、アクセスポイント２０と最も近い距離で通信する端末１０からの端末周辺無線システム環境情報を選択することで、端末１０の接続先（通信先）となるアクセスポイント２０（ＡＰ）から検出可能な無線システム環境情報（ＡＰ周辺無線システム環境情報）を推定する。
【００４９】
第１実施形態の第２の方法では、アクセスポイント２０が検出した無線システム環境情報（アクセスポイント情報）を、ビーコンや通信パケットを通じて端末１０に通知し、端末１０から親システム３００に通知し、親システム３００でＡＰ周辺無線システム環境情報を取得する。
【００５０】
図２は、第１実施形態における、無線システム環境情報を取得する第１の方法の動作手順を示すフローチャートである。無線システム環境情報を収集する第１の方法では、親システム３００は、端末周辺無線システム環境情報、及び、ＡＰ周辺無線システム環境情報（アクセスポイント周辺無線システム環境情報）の少なくとも一方を端末１０から収集し、記憶する。端末周辺無線システム環境情報は、無線システム環境情報を作成するための情報であり、周辺のアクセスポイント２０を表す情報である。
（ステップＳ０００）端末１０は、検出可能な無線システム通信機器（アクセスポイント２０及び端末１０の少なくとも一方）の情報、又は、アクセスポイント２０からの受信信号から得られた「アクセスポイント２０から検出可能な無線システム通信機器の情報」を、親システム３００に出力する。
【００５１】
図３は、第１実施形態における、端末１０から収集された端末周辺無線システム環境情報を表により示す図である。図３に示す表の上から１行目には、端末１０‐１が端末周辺無線システム環境情報を検出可能な（聞こえる）アクセスポイント２０の識別情報（ＢＳＳＩＤ）と、利用しているチャネル、そのチャネルの受信電力の平均値（平均受信電力）[ｄＢｍ]と、がまとめられている。
【００５２】
例えば、図３に示す表の上から１行目「１‐１」の一つ目の項目「ＢＳＳＩＤ１」は、Ｃ１、つまりチャネル「１番」を用いている。端末１０‐１‐１におけるＢＳＳＩＤ１からの信号の平均受信電力は、−５５[ｄＢｍ]である。また、端末１０‐１‐１がアクセス可能なＳＳＩＤ（アクセスポイント２０の識別子であり、ＳＳＩＤが一致するアクセスポイント２０とのみ通信することにより混信を防ぐ）を有するＢＳＳＩＤについては、表において枠内を網掛けしている。チャネルの番号は、ＩＥＥＥで定められたチャネル番号に従っている。チャネルの番号「１〜１３」は、２[ＧＨｚ]帯域に対応する。チャネルの番号「３６〜１４０」は５[ＧＨｚ]帯域に対応する。
【００５３】
図２に戻り、第１の方法のフローチャートの説明を続ける。
（ステップＳ００１）親システム３００の基地局３０は、端末１０から端末周辺無線システム環境情報を取得した場合、端末周辺無線システム環境情報に含まれるＢＳＳＩＤが、親システム３００に記憶された無線システム環境情報にすでに含まれているか否かを確認する。無線システム環境情報にすでに含まれている場合（ステップＳ００１：ＹＥＳ）、基地局３０は、処理をステップＳ００２に進める。一方、無線システム環境情報にすでに含まれていない場合（ステップＳ００１：ＮＯ）、基地局３０は、処理をステップＳ００３に進める。
【００５４】
（ステップＳ００２）基地局３０は、ＢＳＳＩＤを無線システム環境情報に新たに登録する。基地局３０は、処理をステップＳ００１に戻す。
（ステップＳ００３）基地局３０は、取得した端末周辺無線システム環境情報のＢＳＳＩＤを確認する。基地局３０は、ＢＳＳＩＤに対応付けられた平均受信電力の値が、すでに記憶しているＢＳＳＩＤの更新電力（更新しきい値）を上回るか否かを判定する。
【００５５】
（ステップＳ００４）基地局３０は、そのＢＳＳＩＤの端末周辺無線システム環境情報として、ＢＳＳＩＤに対応付けられた端末１０の端末周辺無線システム環境情報を記憶する。基地局３０は、処理をステップＳ００３に戻す。
【００５６】
なお、上記のステップＳ００３における「更新しきい値」には、そのＢＳＳＩＤの端末周辺無線システム環境情報として前回に記憶した端末１０の平均受信電力の値を用いることができる。また、平均受信電力が高いほど情報の精度は上がるが、推定してからの時間が長くなると、情報の精度が下がる。このため、更新しきい値は、情報の推定時刻又は記憶時刻から時間が経過するほど、値が下げられてもよい。更新しきい値は、式（３）により表される。
【００５７】
【数３】
0006053177.tif 000004
【００５８】
ここで、ＰＴＨは、更新しきい値である。ＰＢＳＳＩＤは、ＢＳＳＩＤの端末周辺無線システム環境情報を推定した端末１０における、そのＢＳＳＩＤからの受信信号である。Δｔは、経過時間である。Ｐ０は、更新しきい値オフセットである。ρは、時間経過しきい値低下係数である。Ｐ０に正の値を導入することで、更新しきい値は、時間的に少しでも新しい情報を優先できる。
【００５９】
ρは、アクセスポイント２０の周辺の環境、アクセスポイント２０の利用チャネル、又は、テザリングやモバイルルータの出入りが多く時間的な変化が大きい環境に応じて、相対的に大きくされてもよい。また、ρは、周辺の無線システムの利用形態に変化がないアクセスポイント２０では、相対的に小さくされてもよい。
【００６０】
無線システム環境情報を収集する第１の方法では、親システム３００は、アクセスポイント２０で検出可能な無線システム通信の情報をアクセスポイント２０から直接収集する手段を持たない。このため、親システム３００は、端末１０の周辺のアクセスポイント２０を表す情報として端末１０が推定した端末周辺無線システム環境情報を、端末１０から収集することにより、アクセスポイントから検出可能なＡＰ周辺無線システム環境情報を推定する。
【００６１】
具体的には、アクセスポイント２０−ｊと最も近い位置にいる端末１０−ｋ−ｉが推定する端末周辺無線システム環境情報が、アクセスポイント２０−ｊで検出されるであろう無線システム通信の情報に近いことを利用する。極端な例を挙げれば、端末１０−ｋ−ｉがアクセスポイント２０−ｊと同じ位置に存在し、同じアンテナ構成を有すれば、両者は完全に一致することが期待できる。端末１０−ｋ−ｉとアクセスポイント２０−ｊとが完全に同じ場所に存在することは考えにくいが、両者の位置が近ければ、つまり、アクセスポイント２０−ｊからの信号を高い電力で受信する端末１０−ｋ−ｉが存在すれば、アクセスポイント２０−ｊから検出されるであろう無線システムの通信情報は、端末１０−ｋ−ｉで検出された無線システム通信情報で置き換えることができる。このため、親システム３００は、平均受信電力が最も高くなる端末１０を、ＢＳＳＩＤ毎に選択する。逆に、ＢＳＳＩＤからの平均受信電力が非常に高い場合には、端末１０から端末周辺無線システム環境情報を親システム３００へ出力することもできる。
【００６２】
親システム３００は、ＢＳＳＩＤ１、２及び５について、最も平均受信電力が高い端末１０‐１‐１を選択する。親システム３００は、ＢＳＳＩＤ３、６及び７について、最も平均受信電力が高い端末１０‐１‐３を選択する。親システム３００は、ＢＳＳＩＤ４及び８について、最も平均受信電力が高い端末１０‐１‐６を選択する。親システム３００は、選択された端末１０が推定した端末周辺無線システム環境情報を、その端末１０で最も平均受信電力が高いＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０が推定したＡＰ周辺無線システム環境情報と同じにする。
【００６３】
図４は、第１実施形態における、端末周辺無線システム環境情報のＢＳＳＩＤ毎に整理された無線システム環境情報を示す図である。図４では、ＢＳＳＩＤの下に示された値は、参照した端末１０におけるそのＢＳＳＩＤの信号の平均受信電力[ｄＢｍ]である。この平均受信電力の値が大きいほど、そのＢＳＳＩＤのアクセスポイント２０と端末１０との距離が近く、情報の信頼度も高いことを示す。
【００６４】
図４では、表において枠内を網掛けしているＢＳＳＩＤ９及びとＢＳＳＩＤ１０は、ベンダごとに振り分けられているＢＳＳＩＤに基づいて、テザリング又はモバイルルータなどの局所的又は一時的に現れるアクセスポイント２０に割り当てられたＢＳＳＩＤを示す。また、そのＢＳＳＩＤと同じ周波数チャネル（同ＣＨ）を用いているＢＳＳＩＤは、表の左側に示されている。それ以外のＢＳＳＩＤは、異なるチャネル（異ＣＨ）として、表の右側に示されている。
【００６５】
ここで、確かなＢＳＳＩＤと、不確かなＢＳＳＩＤとは、切り分け可能である。例えば、アクセスポイント２０と端末１０との間の距離ｄに対する伝搬ロスは、式（４）により表される（単位は[ｄＢ]）。ここで、ｆは、搬送波周波数である。
【００６６】
【数４】
0006053177.tif 000005
【００６７】
図５は、第１実施形態における、距離と伝搬ロスとの関係を示す図である。端末１０‐１‐ｋにおける平均受信電力Ｒ１，ｋは、式（５）により表される。ここで、Ｐｔは、 送信電力[ｄＢｍ]である。
【００６８】
【数５】
0006053177.tif 000006
【００６９】
アクセスポイント２０の送信電力が１７[ｄＢｍ]である場合、ＢＳＳＩＤ１の平均受信電力「−５５[ｄＢｍ]」は、式（５）に基づいて距離に変換された場合、約１２[ｍ]となる。よって、ＢＳＳＩＤ１の情報には、±１２[ｍ]の誤差が含まれている、と考えられる。この誤差は、実際には受信できないＢＳＳＩＤを抽出するために有効である。これは、さらし端末問題が生じている否かを判定するために、ＢＳＳＩＤを検出可能な範囲にいるアクセスポイント２０のＢＳＳＩＤは、正しく把握される必要があるためである。
【００７０】
所定のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０と、他のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０と、の間の平均受信電力に対して距離の誤差が与える誤差は、考慮される必要がある。距離の誤差が与える誤差は、端末周辺無線システム環境情報を受信した端末１０が、その端末周辺無線システム環境情報に含まれるＢＳＳＩＤに基づいて推定されるＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０よりも近い場合に、特に問題となる。
【００７１】
図６は、第１実施形態における、端末１０が推定した端末周辺無線システム環境情報から無線システム環境情報を作成する場合の問題点を示す図である。端末１０‐１‐１は、アクセスポイント２０‐２から受信した信号を、ＢＳＳＩＤ２を有するアクセスポイント２０‐２からの信号として受信する。端末１０‐１‐１は、ＢＳＳＩＤ２の平均受信電力を、−８０[ｄＢｍ]と推定する。端末１０‐１‐１は、アクセスポイント２０‐２よりもアクセスポイント２０‐１に近い。このため、親システム３００は、端末１０‐１‐１が推定したＢＳＳＩＤ情報を、アクセスポイント２０‐１における端末周辺無線システム環境情報として用いることになる。
【００７２】
図６の上段に示すケース１のように、アクセスポイント２０‐１がアクセスポイント２０‐２に対し、端末１０‐１‐１よりも遠くにいる場合、端末１０‐１‐１がアクセスポイント２０‐１から受信した端末周辺無線システム環境情報には、アクセスポイント２０‐２を表す情報が含まれていない可能性がある。一方、図６の下段に示すケース２のように、アクセスポイント２０‐１とアクセスポイント２０‐２とが近い位置にいる場合、端末１０‐１‐１がアクセスポイント２０‐１から受信した端末周辺無線システム環境情報には、アクセスポイント２０‐２を表す情報も含まれている可能性がある。
【００７３】
なお、アクセスポイント２０の方が端末１０よりも高所に設置されている場合、アクセスポイント２０は、周辺の他のアクセスポイント２０からの信号を、端末１０よりも取得しやすい。このように、端末１０‐１‐１で受信された端末周辺無線システム環境情報が、端末１０‐１‐１から最も近いアクセスポイント２０‐１でも検出可能とは限らない点は、考慮される必要がある。
【００７４】
図７は、第１実施形態における、アクセスポイント２０からの距離と、推定距離ずれが引き起こす平均受信電力誤差との関係を示す図である。図６に示す問題点が生じる無線システム２００のセル端について、アクセスポイント２０からの距離が仮定された場合、平均受信電力に対する誤差量は、推定可能である。
【００７５】
図８は、第１実施形態における、ＢＳＳＩＤ毎に選択した端末１０における平均受信電力と、生じうる平均受信電力の誤差との関係を示す図である。図８では、図７に示す関係において、無線システム２００のセル端（セルエッジ）について、アクセスポイント２０からの距離は、４０[ｍ]、５０[ｍ]、６０[ｍ]と仮定されている。
【００７６】
セル端が仮定された場合、ＢＳＳＩＤ毎に選択した端末１０における、平均受信電力に対する誤差は、ＢＳＳＩＤ毎に見積り可能である。図８に示す「端末における平均受信電力」と、平均受信電力誤差（ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）エラー）との関係は、予め記憶される。これにより、所定のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０には受信されていない可能性のある、他のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０の端末周辺無線システム環境情報は、抽出可能となる。例えば、セル端が４０[ｍ]である場合、端末１０における平均受信電力Ｒｐ[ｄＢｍ]と、平均受信電力誤差ΔＲＡＰ[ｄＢ]との関係は、２次関数で近似することもできる。
【００７７】
【数６】
0006053177.tif 000007
【００７８】
図４に示すように、ＢＳＳＩＤ１では、選択した端末１０の平均受信電力は、−５５[ｄＢｍ]である。平均受信電力誤差ΔＲＡＰは、式（６）により、３．８[ｄＢ]である。ＢＳＳＩＤ２では、選択した端末１０の平均受信電力は、−５８[ｄＢｍ]である。平均受信電力誤差ΔＲＡＰは、式（６）により、４．５[ｄＢ]である。ＢＳＳＩＤ３では、選択した端末１０の平均受信電力は、−５２[ｄＢｍ]である。平均受信電力誤差ΔＲＡＰは、式（６）により、３．１[ｄＢ]である。ＢＳＳＩＤ４では、選択した端末１０の平均受信電力は、−６６[ｄＢｍ]である。平均受信電力誤差ΔＲＡＰは、式（６）により、６．９[ｄＢ]である。
【００７９】
ＢＳＳＩＤ５では、選択した端末１０の平均受信電力は、−６０[ｄＢｍ]である。平均受信電力誤差ΔＲＡＰは、式（６）により、５．０[ｄＢ]である。ＢＳＳＩＤ６では、選択した端末１０の平均受信電力は、−５２[ｄＢｍ]である。平均受信電力誤差ΔＲＡＰは、式（６）により、３．１[ｄＢ]である。ＢＳＳＩＤ７では、選択した端末１０の平均受信電力は、−５１[ｄＢｍ]である。平均受信電力誤差ΔＲＡＰは、式（６）により、２．９[ｄＢ]である。ＢＳＳＩＤ８では、選択した端末１０の平均受信電力は、−５６[ｄＢｍ]である。平均受信電力誤差ΔＲＡＰは、式（６）により、４．０[ｄＢ]である。
【００８０】
最小検出感度を−９０[ｄＢｍ]とした場合、平均受信電力が誤差により−９０[ｄＢｍ]以下になるのは、ＢＳＳＩＤ４を有するアクセスポイント２０から検出可能と推定された、ＢＳＳＩＤ５を有する他のアクセスポイント２０を表す情報（端末周辺無線システム環境情報）である。このＢＳＳＩＤ５は、図４では、ＢＳＳＩＤ４と記載された行に示されている。この端末周辺無線システム環境情報は、信頼性が低いと判定される。
【００８１】
以上のように、本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、端末１０と、無線システム２００と、親システム３００とを備える。無線システム２００は、複数のアクセスポイント２０を含む。親システム３００は、少なくとも一つの基地局３０を含む。
【００８２】
図９は、第１実施形態における、無線システム環境情報を取得する第２の方法の動作手順を示すフローチャートである。無線システム環境情報を収集する第２の方法では、親システム３００は、ＡＰ周辺無線システム環境情報を端末１０から収集し、記憶する。
【００８３】
まず、アクセスポイント２０−ｊは、アクセスポイント２０−ｊ周辺で通信を行うアクセスポイント２０及び端末１０のうち、少なくともアクセスポイント２０の情報を推定する。推定する内容は、例えば、周辺アクセスポイント２０のＢＳＳＩＤ、周辺アクセスポイント２０の利用チャネル、周辺アクセスポイント２０からの信号の平均受信電力値、周辺アクセスポイント２０のパケット占有率、周辺アクセスポイント２０と通信する端末の数、及び、周辺のアクセスポイント２０から検出可能なアクセスポイント２０のＢＳＳＩＤのうち、少なくとも一つである。
【００８４】
（ステップＳ８００）アクセスポイント２０−ｊは、検出したＡＰ周辺無線システム環境情報を、周辺の端末１０へ通知する。
（ステップＳ８０１）端末１０でＡＰ周辺無線システム環境情報を取得し、ＡＰ周辺無線システム環境情報、並びに、アクセスポイント２０のＢＳＳＩＤ及びチャネル情報の少なくとも一方を、親システム３００の基地局３０へ出力する。
（ステップＳ８０２）親システム３００の情報整理部は、ＡＰ周辺無線システム環境情報を更新する。
【００８５】
端末１０は、無線システム２００の検出可能な範囲にいるアクセスポイント２０−ｊから、アクセスポイント２０−ｊの周辺の無線システム環境情報を取得する第１周辺情報収集部と、アクセスポイント２０−ｊに関する情報を、無線通信により基地局３０へ出力する第１端末情報出力部と、を有する。
【００８６】
親システム３００は、アクセスポイント２０−ｊに関する情報を、第１端末情報出力部から収集する情報収集部と、第１の方法又は第２の方法により、アクセスポイント２０から検出可能な他のアクセスポイント２０を表す情報（ＡＰ周辺無線システム環境情報）を記憶する情報整理部と、情報収集部により収集されたＡＰ周辺無線システム環境情報及び端末周辺無線システム環境情報の少なくとも一方に基づいて、無線システム２００に端末１０がアクセスする際のスループットの低下リスク（無線システムリスク情報）を評価するリスク評価部と、を有する。
【００８７】
本実施形態に係る通信回線選択方法は、端末１０の第１周辺情報収集部が実行するステップと、端末１０の第１端末情報出力部が実行するステップと、親システム３００の情報収集部が実行するステップと、親システム３００の情報整理部が実行するステップと、親システム３００のリスク評価部が実行するステップと、親システム３００、基地局３０又は端末１０の第１トラヒック選択部が実行するステップとを有する。
【００８８】
端末１０の第１周辺情報収集部は、検出可能な範囲に存在するアクセスポイント２０の情報、及び、アクセスポイント２０―ｊから通知される「アクセスポイント２０−ｊから検出されるアクセスポイント２０の情報」の少なくとも一方を取得する。端末１０の第１端末情報出力部は、取得した無線システム環境情報を、無線通信により出力する。
【００８９】
親システム３００の情報収集部は、端末１０から入力された無線システム環境情報を、第１端末情報出力部から収集する。親システム３００の情報整理部は、アクセスポイント２０から検出可能な他のアクセスポイント２０の情報を、第１の方法又は第２の方法に基づいてアクセスポイント２０毎に、ＡＰ周辺無線システム環境情報として記憶する。また、親システム３００の情報整理部は、端末１０から検出可能なアクセスポイント２０の情報を、第１の方法又は第２の方法に基づいてアクセスポイント２０毎に、端末周辺無線システム環境情報として記憶する。
【００９０】
親システム３００のリスク評価部は、情報収集部により収集されたＡＰ周辺無線システム環境情報及び端末周辺無線システム環境情報の少なくとも一方に基づいて、無線システム２００のスループットの低下リスクを評価する。親システム３００の第１トラヒック選択部は、スループット評価部によるスループット評価の結果と、リスク評価部によるリスク評価の結果と、に基づいて、端末１０との無線通信の相手となるアクセスポイント２０及び基地局３０の少なくとも一方を定める。
【００９１】
第１トラヒック選択部は、親システム３００により推定された「無線システム２００のスループットの低下リスク」に基づいて、無線システム２００のアクセスポイント２０、及び、親システム３００の基地局３０のうち少なくとも一方を、接続先として選択する。
【００９２】
第１トラヒック選択部は、端末１０とデータ通信を行うアクセスポイント２０−ｊとの間の信号受信電力の平均値（平均受信電力）、アクセスポイント２０−ｊから検出される同一チャネルのアクセスポイントのＢＳＳＩＤの数、アクセスポイント２０−ｊに接続している端末１０の数、及び、アクセスポイント２０−ｊに接続している端末１０のトラヒック量のうち少なくとも一つにおいて、スループットを評価し、推定されたスループット値及び安定性の双方に基づいて、無線システム２００のアクセスポイント２０、及び、親システム３００の基地局３０のうち少なくとも一方を、接続先として選択することもできる。
【００９３】
これにより、ヘテロジニアスネットワークシステム、及び、通信回線選択方法は、無線システム２００と共存する親システム３００と、無線システム２００または親システム３００に接続する端末１０と、を含むヘテロジニアスネットワークにおいて、無線システム２００に接続する端末１０のスループットの不安定性を推定し、急激なスループット低下を生じない端末に無線システム２００とのデータ通信を行うように選択できる。このようにすることで、急激なスループットの低下を防ぐことでユーザの満足度の低下を防ぎ、予測できないスループット低下が許容できないＱｏＳクラス、アプリケーション利用に対応する端末に、搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ／ＣＡ）に基づく通信でありながら、安定したスループットを提供できる。
【００９４】
つまり、本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、無線システム２００のスループットの不安定さを予め予測することで、スループットが大きく変動しうる端末１０を検出する。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、予測できないスループット低下が許容できない端末１０を、無線システム２００のアクセスポイント２０と通信させないことができる。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、スループットの急減な低下を許容できないアプリケーションを利用している端末１０、すなわち、スループットが低下すると問題のある端末１０を、基地局３０と、又は、基地局３０及びアクセスポイント２０と、データ通信させる。
【００９５】
本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、データ通信を行おうとするアクセスポイント２０−ｊから検出できる同じチャネルを用いるアクセスポイント２０の数を、無線システム２００のスループットの低下リスク情報として用いることができる。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、接続しようとするアクセスポイント２０−ｊから検出できる同じチャネルを用いるアクセスポイント２０に関する通信パケット占有率を、無線システム２００のスループットの低下リスク情報として用いることができる。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、接続しようとするアクセスポイント２０−ｊから検出できる同じチャネルを用いるアクセスポイント２０のうち互いに検出できないアクセスポイント２０の数を、無線システム２００のスループットの低下リスク情報として用いることができる。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、端末１０−ｋ−ｉにおいて検出できるデータ通信を行おうとするアクセスポイント２０−ｊと同じチャネルを用いるアクセスポイント２０−ｊ以外のアクセスポイント２０の数を、無線システム２００のスループットの低下リスク情報として用いることができる。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、データ通信を行おうとするアクセスポイント２０−ｊにおいて検出できるが端末１０−ｋ−ｉで検出できないアクセスポイント２０−ｊと同じチャネルを用いるアクセスポイント２０の数を、無線システム２００のスループットの低下リスク情報として用いることができる。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、端末１０−ｋ−ｉで検出可能だがデータ通信を行おうとするアクセスポイント２０−ｊにおいて検出できないアクセスポイント２０−ｊと同じチャネルを用いるアクセスポイント２０の数を、無線システム２００のスループットの低下リスク情報として用いることができる。本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、端末１０−ｋ−ｉで検出できるアクセスポイント２０のうち互いに検出できないアクセスポイント２０の数を、無線システム２００のスループットの低下リスク情報として用いることができる。
【００９６】
端末１０は、自端末の位置を示す位置情報を出力する位置情報出力部を有することもできる。情報整理部は、アクセスポイント２０を表す情報を、端末１０の位置情報に対応付けて記憶する。リスク評価部は、動作していない端末１０の位置を示す位置情報に基づいて、推定結果に基づいて、低下リスクを評価する。
【００９７】
第１端末情報出力部は、さらし端末問題や隠れ端末問題などの無線システム固有の問題や、他の電子機器による干渉信号、又は、レーダ検出によるチャネル移動により一定時間、端末１０からの送受信が成功しない場合、データ通信を行う相手であるアクセスポイント２０−ｊに対する不通情報（一定時間不通情報）を、基地局３０に通知する。
情報整理部は、端末１０からの不通情報及び原因情報を、アクセスポイント２０−ｊ毎に記憶する。記憶された不通情報は、無線システム２００のアクセスポイント２０−ｊのスループットが低下するリスクを示す情報として、用いることができる。
【００９８】
親システム３００は、端末１０におけるアクセスポイント２０からの信号の受信電力値、アクセスポイントの識別情報（ＩＤ）、利用可能な周波数帯域幅、及び、無線通信によりアクセスしている端末１０の数のうち少なくとも一つに基づいて、又は、アクセスポイント２０又は端末１０において測定されたスループット実測値に基づいて、無線システム２００の端末１０におけるスループットの期待値を評価する無線システムスループット評価部を有する。基地局３０は、無線システムスループット評価部による評価の結果と、リスク評価部による評価の結果と、を通知する評価通知部を有する。端末１０は、評価通知部から通知された無線システムスループット評価部による評価の結果及びリスク評価の結果に基づいて、アクセスポイント２０及び基地局３０の少なくとも一方と通信するトラヒック選択部を有する。
【００９９】
［第２実施形態］
第２実施形態では、アクセスポイント２０が親システム３００と通信する点が、第１実施形態と相違する。第２実施形態では、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１００】
第２実施形態では、無線システム環境情報を収集する第３の方法を説明する。アクセスポイント２０は、親システム３００と直接通信することが可能である。また、アクセスポイント２０は、基地局３０を経由して親システム３００と通信してもよい。また、アクセスポイント２０は、他のネットワークを経由して親システム３００と通信してもよい。
【０１０１】
図１０は、第２実施形態における、ヘテロジニアスネットワークシステムの構成を示す図である。第２実施形態では、親システム３００は、アクセスポイント２０で検出可能な無線システムの通信情報（ＡＰ周辺無線システム環境情報）、及び、アクセスポイント２０におけるトラヒック情報を、アクセスポイント２０から直接取得できるため、より正確な無線システム環境情報を収集することができる。ＡＰ周辺無線システム環境情報には、アクセスポイント２０のトラヒック情報が含まれていてもよい。ここで、アクセスポイント２０におけるＡＰ周辺無線システム環境情報及びトラヒック情報のうち少なくとも一方をアクセスポイント２０から収集する頻度と、端末１０から端末周辺無線システム環境情報を収集する頻度とは、それぞれ独立に定めることができるものとする。
【０１０２】
親システム３００は、端末周辺無線システム環境情報（例えば、図３を参照）を、無線システムをＯＮにしている端末１０から収集する。また、親システム３００は、ＡＰ周辺無線システム環境情報を、少なくとも一つのアクセスポイント２０から収集する。
【０１０３】
図１１は、第２実施形態における、アクセスポイント２０から無線システム環境情報を取得する第３の方法の動作手順を示すフローチャートである。第３の方法は、第１の実施形態に示す第１の方法又は第２の方法と併用することができる。
【０１０４】
（ステップＳ１００）アクセスポイント２０−ｊは、アクセスポイント２０の周辺の無線システムの通信情報（ＡＰ周辺無線システム環境情報）、及び、自装置の送受信のトラヒック情報の少なくとも一方を収集する。アクセスポイント２０の周辺の無線システム通信の情報とは、例えば、検出できるアクセスポイント２０のＢＳＳＩＤや使用するチャネル、受信電力、配下の端末の数、又は、パケットの時間占有率の情報などである。自装置のトラヒック情報とは、例えば、アクセスポイント２０−ｊが通信を行う端末の数、平均スループット、パケットの時間占有率、バッファに記憶する送受のパケット信号のデータ量、バッファにデータ量が残留する時間比率、バックホールの通信容量、不通情報、又は、それらの上下回線ごとの情報のうち少なくとも一つを含む情報である。
【０１０５】
（ステップＳ１０１）これらの収集された情報は、無線又は有線の通信を介して、親システム３００へ出力される。
（ステップＳ１０２）親システム３００は、収集された情報を、ＡＰ周辺無線システム環境情報として記憶する。
【０１０６】
第２の実施形態で得られるアクセスポイント２０の情報は、第１の実施形態の第２の方法でも得ることができるが、トラヒック情報を得ることができる点と頻度が、第２の方法とは異なる。第２の方法とどちらの頻度が高くなるかは利用形態によるため、一意には決まらないが、親システム３００は、通信の負荷及び頻度に基づいて、第1実施形態の第２の方法と第２実施形態の第３の方法との少なくとも一方により、アクセスポイント２０の情報を収集できる。
【０１０７】
本来、第２実施形態の第３の方法と、第１実施形態の第２の方法とでは、アクセスポイント２０−ｊのＡＰ周辺無線システム環境情報のアクセスポイント２０−ｊ（すなわち、自装置）に対応する平均受信電力は、測定できない。第１実施形態の第１の方法と、第１実施形態の第２の方法と、第２実施形態の第３の方法と、を併用する場合、親システム３００は、アクセスポイント２０−ｊのＡＰ周辺無線システム環境情報のアクセスポイント２０−ｊ（すなわち自装置）に対応する平均受信電力を、非常に大きい値として定めることができる。例えば、親システム３００は、アクセスポイント２０から取得した情報の平均受信電力相当を、０[ｄＢｍ]などと定義することで、式（３）のように、更新しきい値（判定しきい値）を経過時間毎に定義してもよい。
【０１０８】
また、第１実施形態に係る環境情報を推定する第１の方法とは異なり、親システム３００は、ＢＳＳＩＤに関する情報の項目毎に、更新しきい値を定めることができる。親システム３００は、周辺に設置された機器から検出可能なＢＳＳＩＤや、そのＢＳＳＩＤの平均受信電力など、時間的に変化が少ないものは、更新しきい値を時間経過に応じて減少させないようにする。一方、親システム３００は、テザリング端末又はモバイルルータのＢＳＳＩＤについては、更新しきい値を時間経過に応じて減少させ、平均受信電力が低い情報でも更新しやすくすることができる。
【０１０９】
図１２は、第１の方法と、第２の方法又は第３の方法と、を併用する場合を示すフローチャートである。ステップＳ９００、ステップＳ９０１及びステップＳ９０２は、第１の方法と同様である。
【０１１０】
（ステップＳ９０３）親システム３００は、端末周辺無線システム環境情報を端末１０から取得した際、ＢＳＳＩＤ及び端末周辺無線システム環境情報毎に、平均受信電力と更新しきい値とを比較する。親システム３００は、対応する平均受信電力が更新しきい値に対して高いか否かを判定する。対応する平均受信電力が更新しきい値に対して高い場合（ステップＳ９０３：ＹＥＳ）、親システム３００は、処理をステップＳ９０４に進める。対応する平均受信電力が更新しきい値に対して高くない場合（ステップＳ９０３：ＮＯ）、親システム３００は、処理を終了する。
（ステップＳ９０４）親システム３００は、無線システム環境情報の項目を、端末１０から収集した端末周辺無線システム環境情報に基づいて更新する。親システム３００は、処理をステップＳ９０３に戻す。
【０１１１】
図１３は、第２実施形態における、アクセスポイント２０から収集されたＡＰ周辺無線システム環境情報及びトラヒック情報がＢＳＳＩＤ毎に整理された無線システム環境情報の例を示す図である。親システム３００は、端末１０からの端末周辺無線システム環境情報と、アクセスポイント２０からのＡＰ周辺無線システム環境情報と、に基づいて、アクセスポイント２０の無線システム環境情報を作成する。
【０１１２】
図１３に示す無線システム環境情報では、「ＡＰ‐１」は、２[ＧＨｚ]及び５[ＧＨｚ]を同時に利用できるマルチキャリア・アクセスポイント（ＡＰ）であり、ＢＳＳＩＤ１及びＢＳＳＩＤ２を有している。アクセスポイント２０は、複数のＢＳＳＩＤを有することができるので、端末１０で測定した異なるＢＳＳＩＤが、異なるアクセスポイント２０に対応するとは限らない。
【０１１３】
アクセスポイント２０からの情報により、信号を受信して復号可能なＢＳＳＩＤ情報の他に、図１３に示すように、そのＢＳＳＩＤに所属する端末１０の数、バッファにデータが存在して送信待ちとなっているビジー状態の百分率、バックボーン回線のスループット容量などが収集可能である。
【０１１４】
また、アクセスポイント２０からの情報により、対象端末に対する平均受信電力、アップリンク回線の占有率、アプリケーション情報、端末のモビリティ情報、動的電波周波数選択（DFS：Dynamic Frequency Selection）バンドのレーダ検出情報、２[ＧＨｚ]の他システム干渉検出情報、テザリング・モバイルルータＡＰ観測情報、位置情報、通信利用パラメータ情報（変調方式と符号化率インデックス、ＭＩＭＯ通信空間多重数、マルチユーザＭＩＭＯモード利用情報、ショートガードインターバル利用情報、チャネルフィードバック方式情報など）、不通情報、並びに、これらの情報の時刻及び曜日特性情報などが収集可能である。また、アクセスポイント２０は、ビジー率について、パケットの時間的占有率を端末１０毎又はＢＳＳＩＤ毎に推定し、推定結果を親システム３００へ出力してもよい。
【０１１５】
親システム３００は、図１３に示す無線システム環境情報を、アクセスポイント２０から直接得ることで、端末１０から受信した端末周辺無線システム環境情報のＢＳＳＩＤ毎に整理された無線システム環境情報（図４を参照）よりも、正確な無線システム環境情報とすることができる。
【０１１６】
アクセスポイント２０から収集される端末周辺無線システム環境情報は、必ずしもリアルタイムで収集できるとは限らない。このため、端末周辺無線システム環境情報において動的に変わりうるパラメータについては、信頼度は低い。例えば、数分〜数時間スケールで現れる、テザリング端末又はモバイルルータなどのアクセスポイント２０として動作している装置、及び、チャネルを動的に変更するＢＳＳＩＤを有する他のアクセスポイント２０などについては、アクセスポイント２０から収集したＡＰ周辺無線システム環境情報は、端末１０から収集した端末周辺無線システム環境情報よりも精度が低いと考えられる。
【０１１７】
そこで、親システム３００は、アクセスポイント２０から受信したＡＰ周辺無線システム環境情報が整理された無線システム環境情報（図１３を参照）と、端末１０から受信した端末周辺無線システム環境情報が整理された無線システム環境情報（図４を参照）と、を比較する。この比較により、親システム３００は、周辺の無線システム通信環境の推定精度を向上させることができる。
【０１１８】
親システム３００は、例えば、テザリング端末又はモバイルルータなどのアクセスポイント２０（図１３では、ＢＳＳＩＤ９及びＢＳＳＩＤ１０）の存在のずれ（相違）がある場合、及び、同じＢＳＳＩＤに用いている周波数チャネルにずれがある場合、新しい端末周辺無線システム環境情報を優先する。
【０１１９】
アクセスポイント２０から受信したＡＰ周辺無線システム環境情報が整理された無線システム環境情報を示す表（図１３を参照）では、アクセスポイント２０‐１「ＡＰ‐１」の行において、ＢＳＳＩＤ７の利用チャネルは、１００番（Ｃ１００）となっている。一方、端末１０から受信した端末周辺無線システム環境情報が整理された無線システム環境情報を示す表（図１３を参照）では、ＢＳＳＩＤ７の利用チャネルは、１２０番（Ｃ１２０）となっている。端末１０から受信した端末周辺無線システム環境情報が、アクセスポイント２０から受信した端末周辺無線システム環境情報よりも新しい場合、親システム３００は、端末１０から受信した端末周辺無線システム環境情報に基づいて、無線システム環境情報におけるＢＳＳＩＤ７の利用チャネルを１００番とする。
【０１２０】
図１３では、テザリング端末又はモバイルルータが有するＢＳＳＩＤ１０は、新しい情報であり、端末１０が受信している。このため、ＢＳＳＩＤ１及びＢＳＳＩＤ２に基づいて現在ではＢＳＳＩＤ１０が検出される、と考えることができる。その他のＢＳＳＩＤの観測情報や平均受信電力の値などは、アクセスポイント２０で測定した結果が正確であるとしてもよい。
【０１２１】
情報を結合する際、図４に示すＢＳＳＩＤ毎に端末周辺無線システム環境情報を取得した端末１０における平均受信電力の値と、端末周辺無線システム環境情報又はＡＰ周辺無線システム環境情報を収集してから経過した時間と、に基づいて、図４に示す無線システム環境情報と、図１３に示す無線システム環境情報と、を統合することもできる。
【０１２２】
端末周辺無線システム環境情報又はＡＰ周辺無線システム環境情報を収集してから経過した時間を親システム３００が正確に把握できるよう、端末１０は、端末周辺無線システム環境情報を親システム３００に出力する際、その端末周辺無線システム環境情報を推定した時刻を出力することができる。同様に、アクセスポイント２０は、ＡＰ周辺無線システム環境情報を親システム３００に出力する際、そのＡＰ周辺無線システム環境情報を推定した時刻を出力することができる。
【０１２３】
また、親システム３００は、推定した時刻を知らなくても、推定後ただちに情報を使ってフィードバックするなどして、端末周辺無線システム環境情報又はＡＰ周辺無線システム環境情報を取得した時刻に基づいて、端末１０又はアクセスポイント２０が推定した時刻をおおよそ推定することもできる。
【０１２４】
端末周辺無線システム環境情報又はＡＰ周辺無線システム環境情報を推定した時刻から現在までの経過時間Δｔを推定できる場合、図３及び図１３にそれぞれ示すように、無線システム環境情報には、収集した情報に基づいて、経過時間Δｔ[分]が含まれている。よって、親システム３００は、リアルタイム性が求められる情報については、端末周辺無線システム環境情報及びＡＰ周辺無線システム環境情報のうち、経過時間Δｔが小さい方の情報を選択する。一方、親システム３００は、リアルタイム性が求められない情報については、ＡＰ周辺無線システム環境情報、又は、平均受信電力が高い端末１０から受信した端末周辺無線システム環境情報を、確からしい情報として選択できる。
【０１２５】
第１実施形態における無線システム環境情報を収集する第１の方法及び第２の方法と同様に、第２実施形態における無線システム環境情報を収集する第３の方法によっても、親システム３００は、ＢＳＳＩＤ毎に整理された無線システム環境情報を作成する。
【０１２６】
図１４は、第２実施形態における、更新された無線システム環境情報を示す図である。つまり、図１４は、図４に示す無線システム環境情報が、図１３に示す無線システム環境情報に基づいて更新された無線システム環境情報である。更新される箇所は、図１４において、「ＢＳＳＩＤと同一」と記載されている。
【０１２７】
親システム３００は、端末周辺無線システム環境情報を端末１０から基地局３０を介して取得できない場合、アクセスポイント２０から受信したＡＰ周辺無線システム環境情報のみに基づいて、無線システム環境情報を作成する。また、アクセスポイント２０は、端末１０により推定された端末周辺無線システム環境情報を受信し、端末１０により推定された端末周辺無線システム環境情報として、親システム３００に転送してもよい。
【０１２８】
親システム３００は、図１４の下段に追加された表のように、ＢＳＳＩＤの通信と同一チャネルにおけるビーコンなどの制御信号の数を、端末１０又はアクセスポイント２０から収集する。親システム３００は、制御信号が全体時間に対してどの程度の送信時間を占めているかを、ビーコン数に基づいて推定することができる。
【０１２９】
図１５は、第２実施形態における、親システムの無線システム環境情報作成・更新部を示す図である。親システム３００は、端末無線システム情報収集部１００と、ＡＰ無線システム情報収集部１０１と、無線システム環境情報作成・更新部１０２とを有する。
【０１３０】
端末無線システム情報収集部１００は、通信可能な端末１０から、端末周辺無線システム環境情報を収集する。ＡＰ無線システム情報収集部１０１は、ＡＰ周辺無線システム環境情報及びトラヒック情報のうち少なくとも一方を、通信可能なアクセスポイント２０から収集する。無線システム環境情報作成・更新部１０２は、図４及び図１３に示す無線システム環境情報を記憶する。また、無線システム環境情報作成・更新部１０２は、図４及び図１３に示す無線システム環境情報を更新する。
【０１３１】
端末無線システム情報収集部１００、ＡＰ無線システム情報収集部１０１、及び、無線システム環境情報作成・更新部１０２は、親システム３００に含まれるコンピュータに備えられる。また、端末無線システム情報収集部１００、ＡＰ無線システム情報収集部１０１、及び、無線システム環境情報作成・更新部１０２は、親システム３００に含まれる基地局３０に備えられてもよい。また、端末無線システム情報収集部１００、ＡＰ無線システム情報収集部１０１、及び、無線システム環境情報作成・更新部１０２は、データ通信を実行する基地局３０とは別に制御信号を通信するマクロセル基地局に、備えられてもよい。
【０１３２】
スループットが評価される対象エリアは、各機能ブロックが親システム３００に備えられた場合、各機能ブロックがマクロセル基地局に備えられた場合、各機能ブロックが基地局３０に備えられた場合の順に、小さくなる。スループットが評価される対象エリアが小さくなるに従い、無線システム２００に含まれるアクセスポイント２０と通信する全ての端末１０のスループットを推定することは難しくなる。一方、スループットが評価される対象エリアが小さくなるに従い、無線システム環境情報を記憶する記憶部の容量を小さく構成することができる。端末周辺無線システム環境情報及びＡＰ周辺無線システム環境情報を親システム３００に出力する頻度及び通信ビット量は、スループットが評価される対象エリアが小さくなるに従い減少する。また、ＡＰ周辺無線システム環境情報及びトラヒック情報を親システム３００に出力する頻度及び通信ビット量も、スループットが評価される対象エリアが小さくなるに従い減少する。
【０１３３】
次に、スループットの不安定性として最低スループットを推定する方法を説明する。
親システム３００は、式（１）に基づいて、スループットの期待値を評価する。親システム３００は、測定されたスループットに基づいて、スループットの期待値を評価してもよい。親システム３００は、信号を検出可能な範囲にいる他のアクセスポイント２０から信号が占有する時間τｐや、アクセス頻度が判らない場合でも、アクセス先のアクセスポイント２０‐ｊのみを考慮して、スループットの期待値を評価する。
【０１３４】
親システム３００は、アプリケーションで用いられるデータパケット長τＤと、ＳＩＦＳ（Short IFS）と、ＤＩＦＳ（Distributed Inter-Frame Space）と、ランダムアクセスのためのコンテンションウィンドウサイズの平均値などによる制御信号のオーバーヘッドτＣＷと、アクセスポイント２０−ｐが一回の通信に占める時間長τｐと、に基づいて、ＭＡＣ効率ηｊを算出する。ＭＡＣ効率ηｊは、式（７）により表される。
【０１３５】
【数７】
0006053177.tif 000008
【０１３６】
親システム３００は、ＭＡＣ効率ηｊを式（１）に代入することにより、端末１０‐ｋ‐ｉの無線システムチャネルにおける推定スループットＴｋ，ｉ（スループットの期待値）を算出する。親システム３００は、アクセスポイント２０‐ｊと同じチャネルを用いているアクセスポイント２０の数Ｌｊで、ＭＡＣ効率ηｊを除算することにより、スループットの期待値を推定してもよい。
【０１３７】
ユーザの満足度に深刻な影響を与える最低スループットやその頻度は、これらの方法で算出できない。これらスループットの期待値からスループットがどれだけ低下するか、及び、その頻度や持続時間が分かれば、親システム３００は、ユーザの端末１０の通信条件にスループットの期待値が適合するか否かを、予め判定することができる。
【０１３８】
スループットの大きな低下を引き起こす要因には、（ｉ）さらし端末問題、（ｉｉ）隠れ端末問題、（ｉｉｉ）テザリング端末又はモバイルルータによるアクセスポイント２０の数の変化、（ｉｖ）レーダや他システムからの干渉、が挙げられる。
【０１３９】
（ｉ）さらし端末問題
親システム３００は、同じ周波数チャネルを用いる複数の無線システム装置が存在し、それら複数の無線システム装置が互いに信号を検出可能か否かと、それら複数の無線システム装置がどの程度の時間で信号を送信するかとの情報に基づいて、さらし端末問題のリスクを判定する。以下、図１４に示す無線システム環境情報に基づいて、下り回線と上り回線とに分けて説明する。
【０１４０】
＜下り回線について＞
図１４では、端末１０は、アクセスポイント２０‐１「ＡＰ‐１」と、アクセスポイント２０‐３「ＡＰ‐３」と、アクセスポイント２０‐４「ＡＰ‐４」と、に接続している。このため、アクセスポイント２０‐１、２０‐３及び２０‐４が受けている「さらし端末問題」の影響を考える。
【０１４１】
図１４では、同じチャネルを有するＢＳＳＩＤが受信されると期待されるのは、ＢＳＳＩＤ１及びＢＳＳＩＤ３である。ＢＳＳＩＤ１については、同じチャネルにＢＳＳＩＤ９及びＢＳＳＩＤ１０が存在する。さらし端末問題は、互いに信号を検出可能であることが成立条件である。このため、ＢＳＳＩＤ１、ＢＳＳＩＤ９及びＢＳＳＩＤ１０を有するそれぞれのアクセスポイント２０は、それぞれフルバッファ状態（ビジー状態）で常に送信を行うための信号を持っている状態であっても、周波数リソースがおよそ３分の１に振り分けられる。この場合、さらし端末問題による大きな問題は生じない。
【０１４２】
次に、ＢＳＳＩＤ３を有するアクセスポイント２０は、ＢＳＳＩＤ４を有するアクセスポイント２０、及び、ＢＳＳＩＤ５を有するアクセスポイント２０と、チャネルを共有している。ＢＳＳＩＤ４を有するアクセスポイント２０と、ＢＳＳＩＤ５を有するアクセスポイント２０とは、図１４に示されているように、互いに信号を受信できない可能性が高い。
【０１４３】
つまり、ＢＳＳＩＤ４を有するアクセスポイント２０は、ＢＳＳＩＤ５を有するアクセスポイント２０から信号を受信することができない。また、ＢＳＳＩＤ５を有するアクセスポイント２０は、ＢＳＳＩＤ４を有するアクセスポイント２０から信号を受信することができない。したがって、ＢＳＳＩＤ４を有するアクセスポイント２０と、ＢＳＳＩＤ５を有するアクセスポイント２０とは、互いに独立に動作し、他方が信号を送信中でも自装置から信号を送信可能である。このため、ＢＳＳＩＤ３を有するアクセスポイント２０が全くアクセスできない場合が考えられる。
【０１４４】
親システム３００は、ＢＳＳＩＤ４を有するアクセスポイント２０と、ＢＳＳＩＤ５を有するアクセスポイント２０とが、どのくらいの長さのデータパケットを用いて、どの程度の頻度でフルバッファ状態での通信を行うかと、ビーコン（Beacon）数となどに基づいて、スループットが実際にどこまで低下し得るかを推定できる。
【０１４５】
例えば、ＢＳＳＩＤ４を有するアクセスポイント２０が８０[％]、ＢＳＳＩＤ５を有するアクセスポイント２０が７０[％]の確率（アクセス確率）で送信を実行する場合、ＣＳＭＡ／ＣＡにおいて、ＢＳＳＩＤ３を有するアクセスポイント２０が送信権を取得する確率は、６[％]（＝２０[％]×３０[％]）である。つまり、式（１）に値０．０６を乗算したものが、最小スループットとなる。
【０１４６】
ビーコンなどの制御信号が、ＢＳＳＩＤ３を有するアクセスポイント２０から数多く受信されている場合、ＢＳＳＩＤ４を有するアクセスポイント２０と、ＢＳＳＩＤ５を有するアクセスポイント２０とのアクセス確率を下げるスループットは、ＢＳＳＩＤ４を有するアクセスポイント２０と、ＢＳＳＩＤ５を有するアクセスポイント２０との通信状況に依存する。このため、スループットの推定は困難である。
【０１４７】
親システム３００は、ＢＳＳＩＤ３を有するアクセスポイント２０の下り回線において、急激なスループット低下が生じ得ることを確認できる。親システム３００は、アクセスポイント２０‐ｊとの下り回線通信を実行している端末１０に、スループットが低下したタイミング及び持続時間を報告させる。
【０１４８】
親システム３００は、急激なスループット低下が生じ得る場合、アクセスポイント２０‐ｊのチャネルを変更させる。また、親システム３００は、スループットが低下する原因となっているＢＳＳＩＤ４を有するアクセスポイント２０における送信権の取得頻度を低下させる。また、親システム３００は、コンテンションウィンドウサイズを増やす。また、親システム３００は、ＢＳＳＩＤ４を有するアクセスポイント２０に対して、無送信時間区間を指定する。
【０１４９】
＜上り回線について＞
図１４について、端末１０が通信相手とするアクセスポイント２０と、そのアクセスポイント２０と同じチャネルを用いる他のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０とが、互いに信号を検出可能となっているか否かを確認する。
【０１５０】
端末１０‐１‐３と、端末１０‐１‐４とが、ＢＳＳＩＤ３を有するアクセスポイント２０にそれぞれ接続したものとする。端末１０‐１‐３は、ＢＳＳＩＤ４を有するアクセスポイント２０からの信号と、ＢＳＳＩＤ５を有するアクセスポイント２０からの信号とを検出可能であるため、アクセス権を取得しづらくなると考えられる。一方、端末１０‐１‐４は、ＢＳＳＩＤ４を有するアクセスポイント２０からの信号のみを検出可能であるため、アクセス権を取得しづらくならないと考えられる。
【０１５１】
よって、端末１０‐１‐３は、上り回線及び下り回線ともに、スループットが低下するリスクがあるといえる。親システム３００は、他のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０と通信するよう、端末１０‐１‐３に指示する。
【０１５２】
図１６は、第２実施形態における、下り回線スループットを評価する動作手順を示すフローチャートである。つまり、図１６は、さらし端末問題による下り回線スループット低下を検出する動作手順を示すフローチャートである。
【０１５３】
（ステップＳ３０１）親システム３００は、端末１０‐ｋ‐ｉがアクセスしようとするアクセスポイント２０のＢＳＳＩＤと同じチャネルを用いているアクセスポイント２０から検出可能である他のＢＳＳＩＤを抽出する。
【０１５４】
（ステップＳ３０２）親システム３００は、抽出された他のＢＳＳＩＤの数が一つ以下であるか否かを判定する。抽出された他のＢＳＳＩＤの数が一つ以下である場合（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、親システム３００は、ステップＳ３０５に処理を進める。一方、抽出された他のＢＳＳＩＤの数が二つ以上である場合（ステップＳ３０２：ＮＯ）、親システム３００は、ステップＳ３０３に処理を進める。
【０１５５】
（ステップＳ３０３）親システム３００は、抽出されたＢＳＳＩＤの情報を参照し、互いに信号を検出可能であるか否かを判定する。互いに信号を検出可能である場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、親システム３００は、ステップＳ３０５に処理を進める。一方、互いに信号を検出可能でない場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、親システム３００は、ステップＳ３０４に処理を進める。
【０１５６】
（ステップＳ３０４）親システム３００は、抽出したＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０からの下り回線通信において、さらし端末問題による大きなスループット低下が起こり得ると判定する。親システム３００は、抽出されたＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０に対する端末１０‐ｋ‐ｉからのアクセスに対し、さらし端末問題によるスループット低下を示すフラグ情報を有効にする。親システム３００は、具体的な最低スループットを、他のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０の通信状況に基づいて推定する。
【０１５７】
（ステップＳ３０５）親システム３００は、抽出されたＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０の下り回線に対し、安定した通信が可能であると判定する。同じＢＳＳＩＤが存在する分だけ、周波数リソースの配分比が減るものの、そのチャネルにおけるＢＳＳＩＤと、配下の端末１０の数とに基づいて推定可能なスループットが期待される。
【０１５８】
図１７は、第２実施形態における、上り回線スループットを評価する動作手順を示すフローチャートである。つまり、図１６は、さらし端末問題による上り回線スループット低下を検出する動作手順を示すフローチャートである。
【０１５９】
（ステップＳ４０１）親システム３００は、端末１０‐ｋ‐ｉがアクセスしようとするアクセスポイント２０のＢＳＳＩＤと同じチャネルを用いているアクセスポイント２０から検出可能である他のＢＳＳＩＤを抽出する。
【０１６０】
（ステップＳ４０２）親システム３００は、抽出された他のＢＳＳＩＤの数が一つ以下であるか否かを判定する。抽出された他のＢＳＳＩＤの数が一つ以下である場合（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）、親システム３００は、ステップＳ４０５に処理を進める。一方、抽出された他のＢＳＳＩＤの数が二つ以上である場合（ステップＳ４０２：ＮＯ）、親システム３００は、ステップＳ４０３に処理を進める。
【０１６１】
（ステップＳ４０３）親システム３００は、抽出されたＢＳＳＩＤの情報を参照し、互いに信号を検出可能であるか否かを判定する。互いに信号を検出可能である場合（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）、親システム３００は、ステップＳ４０５に処理を進める。一方、互いに信号を検出可能でない場合（ステップＳ４０３：ＮＯ）、親システム３００は、ステップＳ４０４に処理を進める。
【０１６２】
（ステップＳ４０４）親システム３００は、抽出したＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０からの上り回線通信において、さらし端末問題による大きなスループット低下が起こり得ると判定する。親システム３００は、抽出されたＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０に対する端末１０‐ｋ‐ｉからのアクセスに対し、さらし端末問題によるスループット低下を示すフラグ情報を有効にする。親システム３００は、具体的な最低スループットを、他のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０の通信状況に基づいて推定する。
【０１６３】
（ステップＳ４０５）親システム３００は、抽出されたＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０の上り回線に対し、安定した通信が可能であると判定する。同じＢＳＳＩＤが存在する分だけ、周波数リソースの配分比が減るものの、そのチャネルにおけるＢＳＳＩＤと、配下の端末１０の数とに基づいて推定可能なスループットが期待される。
【０１６４】
図１６及び図１７において、下り回線と上り回線とに分けて説明したが、ＲＴＳ／ＣＴＳ（request to send / clear to send）の交換の場合、図１６については、上り回線でＲＴＳ／ＣＴＳを用いる場合に、ＣＴＳが返ってこない問題に置き換えられてもよい。また、図１７については、下り回線でＲＴＳ／ＣＴＳを用いる場合に、ＣＴＳが返ってこない問題に置き換えられてもよい。
【０１６５】
（ｉｉ）隠れ端末問題
親システム３００は、端末１０‐ｋ‐ｉと、その接続先であるアクセスポイント２０とで、接続先であるアクセスポイント２０のＢＳＳＩＤで用いているチャネルにおいて、検出可能なＢＳＳＩＤが一致するか否かを判定する。
【０１６６】
端末１０‐ｋ‐ｉと、その接続先であるアクセスポイント２０とで、検出可能なＢＳＳＩＤが一致しない場合、余分なＢＳＳＩＤを検出可能でない装置から、余分なＢＳＳＩＤを検出可能である装置への通信において、隠れ端末問題が生じる可能性がある。
【０１６７】
一致しないＢＳＳＩＤが通信される頻度が所定頻度よりも大きい場合、ＲＴＳ／ＣＴＳ信号を用いることで、隠れ端末問題が解決される可能性がある。しかし、一致しないＢＳＳＩＤがフルバッファ状態のように常に送信され続けている場合には、ＣＴＳを送信することができないため、隠れ端末は解決されない可能性がある。
【０１６８】
図１８は、第２実施形態における、隠れ端末問題を検出する動作手順を示すフローチャートである。つまり、図１８は、隠れ端末問題によるスループット低下を検出する動作手順を示すフローチャートである。
【０１６９】
（ステップＳ５０１）親システム３００は、端末１０‐ｋ‐ｉがアクセスしようとしているアクセスポイント２０のＢＳＳＩＤが通信に用いられているチャネルと同じチャネルにおいて、そのアクセスポイント２０が検出可能な他のＢＳＳＩＤと、端末１０‐ｋ‐ｉが検出可能な他のＢＳＳＩＤと、を抽出する。
【０１７０】
（ステップＳ５０２）親システム３００は、抽出したＢＳＳＩＤ同士が一致するか否かを判定する。抽出したＢＳＳＩＤ同士が一致する場合（ステップＳ５０２：ＹＥＳ）、親システム３００は、処理をステップＳ５０５に進める。一方、抽出したＢＳＳＩＤ同士が一致しない場合（ステップＳ５０２：ＮＯ）、親システム３００は、処理をステップＳ５０３に進める。
【０１７１】
（ステップＳ５０３）親システム３００は、余分な他のＢＳＳＩＤをいずれの装置が検出可能かを判定する。余分なＢＳＳＩＤを端末１０‐ｋ‐ｉが検出可能である場合（ステップＳ５０３：端末１０‐ｋ‐ｉ）、親システム３００は、処理をステップＳ５０７に進める。余分なＢＳＳＩＤをアクセスポイント２０が検出可能である場合（ステップＳ５０３：ＢＳＳＩＤ）、親システム３００は、処理をステップＳ５０４に進める。余分なＢＳＳＩＤを端末１０‐ｋ‐ｉ及びアクセスポイント２０が検出可能である場合（ステップＳ５０３：両方）、親システム３００は、処理をステップＳ５０６に進める。
【０１７２】
（ステップＳ５０４）親システム３００は、端末１０‐ｋ‐ｉからアクセスポイント２０への上り回線通信における送信パケットが、一致しない他のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０からの送信パケットと衝突するリスクが生じると判定する。端末１０は、ＲＴＳ信号を送信し、所定のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０からＣＴＳを取得することで、スループットの低下を防ぐことができる可能性がある。
【０１７３】
（ステップＳ５０５）親システム３００は、所定のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０との通信で、隠れ端末問題によるスループットが低下するリスクは低い、と判定する。
【０１７４】
（ステップＳ５０６）親システム３００は、端末１０‐ｋ‐ｉと、所定のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０との間の上り回線及び下り回線で、パケット衝突のリスクが生じると判定する。端末１０‐ｋ‐ｉと、所定のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０とは、ＲＴＳ／ＣＴＳによる通信を行うことで、スループットの低下を防ぐことができる可能性がある。
【０１７５】
（ステップＳ５０７）親システム３００は、アクセスポイント２０から端末１０‐ｋ‐ｉへの下り回線通信における送信パケットが、一致しない他のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０からの送信パケットと衝突するリスクが生じると判定する。所定のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０は、ＲＴＳ信号を送信し、端末１０からＣＴＳを取得することで、スループットの低下を防ぐことができる可能性がある。
【０１７６】
ただし、一致しないＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０がフルバッファに近い状態で常に送信しようとしている場合、所定のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０は、ＲＴＳ／ＣＴＳを行う際にＣＴＳを送信できず、ＭＡＣ効率をさらに低下させてしまう場合がある。このため、親システム３００は、一致しないＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０のトラヒックに応じて、ＲＴＳ／ＣＴＳの利用を判定することもできる。
【０１７７】
（ｉ）さらし端末問題、及び、（ｉｉ）隠れ端末問題では、実際に生じているトラヒックは、大きな影響を受ける。つまり、隠れ端末となる条件、又は、さらし端末となる条件が成立していたとしても、それらの問題を引き起こす無線システム装置が、その瞬間に通信を行っていなければ、アクセス権の取得が困難になることはない。また、隠れ端末となる条件、さらし端末となる条件が成立していたとしても、それらの問題を引き起こす無線システム装置が、その瞬間に通信を行っていなければ、パケット衝突を引き起こすこともない。
【０１７８】
よって、親システム３００は、周辺のアクセスポイント２０のトラヒックの傾向について記憶することで、（ｉ）さらし端末問題、及び、（ｉｉ）隠れ端末問題による、現時点でのスループットの低下が生じるか否かを、評価することができる。
【０１７９】
図１９は、第２実施形態における、アクセスポイント２０から収集されたＡＰ周辺無線システム環境情報がＢＳＳＩＤ毎に整理された無線システム環境情報である。親システム３００は、曜日（平日、土曜、日曜）に分けて、時間帯あたりのトラヒック傾向を、無線システム環境情報として記憶している。また、親システム３００は、周辺のチャネルについて、無線通信パケットの時間占有率を、値０．０から１．０までの０．１単位で評価し、評価結果を無線システム環境情報として記憶している。
【０１８０】
親システム３００は、端末１０から端末周辺無線システム環境情報を収集し、サーバ装置の記憶部に記憶させる。親システム３００は、ＡＰ周辺無線システム環境情報を、アクセスポイント２０から収集し、サーバ装置の記憶部に記憶させる。
【０１８１】
親システム３００は、「さらし端末問題」又は「隠れ端末問題」を引き起こしているアクセスポイント２０のトラヒックが多い場合、すなわち、アクセスポイント２０の時間占有率が高い場合、大きなスループット低下が生じやすいとして、リスクを大きく評価する。（図１６のステップＳ３０４、又は、図１７のステップＳ４０４を参照）。一方、親システム３００は、「さらし端末問題」又は「隠れ端末問題」を引き起こしているアクセスポイント２０のトラヒックが少ない場合、すなわち、アクセスポイント２０の時間占有率が低い場合、大きなスループット低下が生じにくいとして、リスクを小さく評価する。
【０１８２】
（ｉｉｉ）テザリング端末又はモバイルルータによるアクセスポイント２０の数の変化
図１４では、テザリング端末又はモバイルルータと考えられるアクセスポイント２０のＢＳＳＩＤは、ＢＳＳＩＤ９とＢＳＳＩＤ１０である。図１４では、チャネル１（Ｃ１）、つまり、２[ＧＨｚ]であるチャネル１〜１３まで用いたテザリング端末及びモバイルルータのみが示されている。テザリング端末及びモバイルルータは、５[ＧＨｚ]の利用も開始しており、今後増加することが予想される。よって、限定された時間で現れるテザリング端末及びモバイルルータの数、並びに、テザリング端末及びモバイルルータが引き起こすリスクは、考慮される必要がある。
【０１８３】
親システム３００は、現れたテザリング端末又はモバイルルータが、「さらし端末問題」又は「隠れ端末問題」を引き起こした場合、「さらし端末問題」又は「隠れ端末問題」を引き起こしたことを示す情報を、通常とは別の情報として保持する。例えば、親システム３００は、図１４に示す無線システム環境情報を更新する際、テザリング端末及びモバイルルータの数、チャネル情報、又は、引き起こされた問題が「さらし端末問題」若しくは「隠れ端末問題」のいずれであるかを示す情報を記憶する。
【０１８４】
親システム３００は、時間帯、日付、曜日などに基づいて無線システム環境情報から特徴量を抽出することで、チャネル及び位置毎に、所定のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０と通信する際のリスクを判定する。問題を引き起こしているテザリング端末又はモバイルルータが、親システム３００と接続している場合、親システム３００は、図１４に示す無線システム環境情報に基づいて、テザリング端末及びモバイルルータの動作をどのチャネルで行うべきかを指定する。
【０１８５】
親システム３００は、テザリング端末又はモバイルルータと、親システム３００とが接続されている場合、トラヒックをリアルタイムに把握できるため、親システム３００に接続している端末１０によるスループットへの影響を、予め推定できる。ここで、テザリング端末又はモバイルルータが、「さらし端末問題」又は「隠れ端末問題」により、他の端末のスループットの低下の一因となっている場合、親システム３００は、親システム３００からテザリング端末又はモバイルルータへのデータ送信を制限する。また、親システム３００は、テザリング端末又はモバイルルータから影響を受けている端末１０を、親システム３００との通信、又は、他のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０との通信に切り替える。
【０１８６】
図２０は、第２実施形態における、テザリング端末及びモバイルルータを検出する動作手順を示すフローチャートである。テザリング端末及びモバイルルータを検出する場合、トリガは、第１のトリガと、第２のトリガとの二つがある。第１のトリガは、無線システム機能を有効にしたアクセスポイント２０又は端末１０が主体となるトリガである。
【０１８７】
（ステップＳ６０１）アクセスポイント２０又は端末１０は、ＢＳＳＩＤを検出する。
（ステップＳ６０２）アクセスポイント２０又は端末１０は、親システム３００に前回までに通知したＢＳＳＩＤと、今回検出したＢＳＳＩＤとが異なっているか否かを判定する。ＢＳＳＩＤが異なっている場合（ステップＳ６０２：ＹＥＳ）、アクセスポイント２０又は端末１０は、処理をステップＳ６０３に進める。一方、ＢＳＳＩＤが同じである場合（ステップＳ６０２：ＮＯ）、アクセスポイント２０又は端末１０は、テザリング端末及びモバイルルータを検出する処理を終了する。
【０１８８】
（ステップＳ６０３）アクセスポイント２０又は端末１０は、今回検出したＢＳＳＩＤを、親システム３００に通知する。アクセスポイント２０又は端末１０は、今回検出したＢＳＳＩＤを、動的ＢＳＳＩＤ情報として記憶する。
【０１８９】
第２のトリガは、親システム３００が主体となるトリガである。
（ステップＳ６０４）親システム３００は、ＢＳＳＩＤ情報を含むＡＰ周辺無線システム環境情報及びトラヒック情報のうち少なくとも一方を、特定のアクセスポイント２０から定期的に取得する。親システム３００は、ＢＳＳＩＤ情報を含む端末周辺無線システム環境情報を、特定のアクセスポイント２０及び端末１０から定期的に取得する。例えば、親システム３００は、予め定められたタイミングとなった場合、特定のアクセスポイント２０及び端末１０に、ＢＳＳＩＤ情報を要求する。親システム３００は、取得したＢＳＳＩＤ情報含む無線システム環境情報を、記憶部に記憶させる。親システム３００は、処理をステップＳ６０３に進める。
【０１９０】
（ｉｖ）レーダや他システムからの干渉
５[ＧＨｚ]におけるＤＦＳバンドのレーダ検出や、２[ＧＨｚ]における電子レンジ又はブルートゥース（登録商標）等による他システム干渉も、予期しないスループット低下を引き起こす。親システム３００は、これらレーダや他システムからの干渉を表す情報についても、時間帯、日付、曜日毎に発生頻度及び持続時間を記憶する。所定のＢＳＳＩＤを有するアクセスポイント２０と、レーダや他システムが利用しているチャネルで通信してしまうリスクを、判定することができる。
【０１９１】
無線システム環境情報の収集源が端末１０である場合、すなわち、端末周辺無線システム環境情報を収集する場合、判定の基準には、レーダや他システムの信号を識別する機能は必要ない。親システム３００は、チャネル変更の通知があったことを示す情報を、端末１０がアクセスポイント２０から受信することにより、他システムからの干渉を推定する。また、親システム３００は、無線システムパケットと判定できない信号が一定レベル以上の電力で継続的に受信されていることを示す情報を、端末１０がアクセスポイント２０から受信することにより、他システムからの干渉を推定してもよい。
【０１９２】
親システム３００は、無線システム環境情報の収集源がアクセスポイント２０である場合、すなわち、ＡＰ周辺無線システム環境情報及びトラヒック情報のうち少なくとも一方を収集する場合、チャネル変更の通知があったことを示す情報を、アクセスポイント２０から受信することにより、レーダを検出した干渉を推定する。また、親システム３００は、無線システムパケットと判定できない信号が一定レベル以上の電力で継続的に受信されていることを示す情報を、アクセスポイント２０から受信することにより、レーダを検出した干渉を推定してもよい。この場合、親システム３００は、レーダの検出に伴うチャネルの移動や復帰の処理を実行しているアクセスポイント２０に対応付けたフラグ情報を更新することにより、そのアクセスポイント２０への新規のアクセスを止めるよう、端末１０を制御してもよい。
【０１９３】
図２１は、第１実施形態及び第２実施形態における、さらし端末問題、隠れ端末問題、レーダからの干渉、他システムからの干渉、テザリング端末又はモバイルルータからの干渉による通信の不通によるリスクを評価する動作手順を示すフローチャートである。端末１０は、無線システム２００との通信を開始する。
【０１９４】
（ステップＳ７０1）アクセスポイント２０−ｊ、又は、アクセスポイント２０−ｊとデータ通信を行う端末１０−ｋ−ｉは、アクセスポイント２０−ｊと端末１０−ｋ−ｉとの間の上り回線又は下り回線に、著しいスループットの低下又は不通状態が生じた場合（ステップＳ７０1：ＹＥＳ）、親システム３００は、処理をステップＳ７０２に進める。一方、無線システム２００における不通状態が発生していない場合（ステップＳ７０1：ＮＯ）、無線システム２００における通信が続く限りＳ７０１を繰り返す。
【０１９５】
（ステップＳ７０２）アクセスポイント２０−ｊ又は端末１０−ｋ−ｉは、スループットが低下したことを示す情報、又は、不通となったことを示す情報を、親システム３００に通知する。アクセスポイント２０−ｊがチャネルを移動する場合、移動先チャネルを親システム３００へ通知することもできる。また、レーダからの干渉である場合、レーダ観測の持続時間及び観測チャネルを示す情報を付加することもできる。これらの情報は、図１９に示すように、時間帯毎に整理される。
【０１９６】
図２２は、第１実施形態及び第２実施形態における、端末１０の主導でトラヒック選択を実行するヘテロジニアスネットワークシステムの構成を示す図である。親システム３００は、無線システム通信リスク評価部２０６と、無線システム環境情報記憶部２０５とを有する。基地局３０‐ｋは、リスク通知部２０１と、無線システム環境情報取得部２０４とを有する。端末１０‐ｋ‐ｉは、通信形態決定部２０２と、無線システム環境情報出力部２０３と、トラヒック選択部２０７と、端末通信形態情報出力部２０８を有する。
【０１９７】
端末１０‐ｋ‐ｉの無線システム環境情報出力部２０３は、端末１０‐ｋ‐ｉが検出した端末周辺無線システム環境情報を、親システム３００と通信する基地局３０‐ｋに、無線通信により出力する。基地局３０‐ｋの無線システム環境情報取得部２０４は、受信した端末周辺無線システム環境情報に基づいて無線システム環境情報を作成し、作成した無線システム環境情報を、親システム３００の無線システム環境情報記憶部２０５に出力する。
【０１９８】
親システム３００の無線システム通信リスク評価部２０６は、無線システム環境情報記憶部３０５に記憶された無線システム環境情報に基づいて、無線システム２００の対応するアクセスポイント２０−ｊと端末１０−ｋ−ｉと間のスループットの低下リスクを評価する。無線システム通信リスク評価部２０６は、スループットの低下リスクの評価結果を、基地局３０‐ｋのリスク通知部２０１に出力する。リスク通知部２０１は、スループットの低下リスクの評価結果を、端末１０‐ｋ‐ｉに出力する。
【０１９９】
端末１０‐ｋ‐ｉのトラヒック選択部２０７は、スループット低下リスクの評価結果に基づいて、アクセスポイント２０及び基地局３０のうち少なくとも一方を接続先として決定する。トラヒック選択部２０７の決定に基づき、通信形態決定部は、アクセスポイント２０及び基地局３０のうち、選択された接続先とのデータ通信を行う。ここで、トラヒック選択部において、端末通信形態情報出力部から端末１０−ｋ−ｉが用いるアプリケーション情報をトラヒック選択の判定に用いることができる。例えば、データ通信の不通や急激なトラヒック低下を許容できないアプリケーションにおいて、無線システムのリスクが少しでもある場合には、無線システム２００単独での通信を避ける判断をすることができる。つまり、リアルタイム性が重要であり且つ瞬断を許容できないアプリケーションを利用しないよう制御する。リアルタイム性が重要であり且つ瞬断を許容できないアプリケーションは、例えば、通話、テレビ通話、電話会議又はオンラインゲームである。さらに、端末１０‐ｋ‐ｉが検出した端末周辺無線システム環境情報、又は、端末１０‐ｋ‐ｉの親システム３００との契約形態も考慮して、トラヒック選択部２０７はデータ通信相手（接続先）を決定できる。
【０２００】
図２３は、第１実施形態及び第２実施形態における、無線システム２００の主導でトラヒック選択を実行するヘテロジニアスネットワークシステムの構成を示す図である。親システム３００は、無線システム通信リスク評価部３０６と、無線システム環境情報記憶部２０５とを有する。アクセスポイント２０は、端末通信形態情報出力部３０７を有する。基地局３０‐ｋは、トラヒック選択部３０１と、無線システム環境情報取得部３０４とを有する。端末１０‐ｋ‐ｉは、通信形態決定部３０２と、無線システム環境情報出力部３０３とを有する。
【０２０１】
端末１０‐ｋ‐ｉの無線システム環境情報出力部３０３は、端末１０‐ｋ‐ｉが検出した端末周辺無線システム環境情報を、親システム３００と通信する基地局３０‐ｋに、無線通信により出力する。基地局３０‐ｋの無線システム環境情報取得部３０４は、受信した端末周辺無線システム環境情報に基づいて無線システム環境情報を作成し、作成した無線システム環境情報を、親システム３００の無線システム環境情報記憶部３０５に出力する。
【０２０２】
無線システム２００の端末通信形態情報出力部３０７は、アクセスポイント２０が検出したＡＰ周辺無線システム環境情報を、親システム３００の無線システム通信リスク評価部３０６に出力する。無線システム通信リスク評価部３０６は、受信したＡＰ周辺無線システム環境情報に基づいて、無線システム環境情報記憶部３０５に記憶されている無線システム環境情報を更新する。
【０２０３】
親システム３００の無線システム通信リスク評価部３０６は、無線システム環境情報記憶部３０５に記憶された無線システム環境情報に基づいて、基地局３０‐ｋ無線システム２００のスループットの低下リスクを評価する。無線システム通信リスク評価部３０６は、スループットの低下リスクの評価結果を、基地局３０‐ｋのトラヒック選択部３０１に出力する。トラヒック選択部３０１は、スループットの低下リスクの評価結果に基づいて、親システム３００及び無線システム２００の少なくとも一方を接続先として選択する。トラヒック選択部３０１は、選択した接続先を示す情報を、端末１０‐ｋ‐ｉに出力する。
【０２０４】
端末１０‐ｋ‐ｉの通信形態決定部２０２は、トラヒック選択部３０１が選択した接続先を示す情報に基づいて、親システム３００及び無線システム２００の少なくとも一方を接続先として選択する。
【０２０５】
これにより、親システム３００は、親システム３００の回線がひっ迫したことにより、いずれかの端末１０を無線システム２００にオフロードしなければならない場合、どの端末１０を無線システム２００との通信に切り替えるべきかを、判定することができる。また、親システム３００は、無線システム２００との通信によるスループットの低下リスクが小さい端末１０を、無線システム２００との通信に切り替えることができる。また、親システム３００は、無線システム２００との通信によるスループットの低下リスクが高い端末１０には、無線システム２００との通信と、親システム３００との通信と、を併用させることにより、急激なスループットの低下をさせないようにすることもできる。
【０２０６】
以上のように、アクセスポイント２０は、他のアクセスポイント２０を表す情報を取得する第２周辺情報収集部と、他のアクセスポイント２０を表す情報を、無線通信により出力する第２端末情報出力部と、を有する。親システム３００の情報収集部は、他のアクセスポイント２０を表す情報を、第２端末情報出力部から収集する。親システム３００の情報整理部は、記憶した他のアクセスポイント２０を表す情報を、端末周辺無線システム環境情報及びＡＰ周辺無線システム環境情報に基づいて更新する。
【０２０７】
これにより、親システム３００は、端末周辺無線システム環境情報に相当するＡＰ周辺無線システム環境情報を、アクセスポイント２０から直接取得できるため、より正確な無線システム環境情報を作成することができる。
【０２０８】
以下、図３３に示したシミュレーション諸元を用い、各部屋の中心にアクセスポイント２０を設置した場合における、無線システム２００のスループット不安定性評価の効果を示す。
【０２０９】
親システム３００における無線ＬＡＮ環境情報を用い、端末１０のうち、安定したスループットが得られるものを選び出す効果を評価した。シミュレーション諸元は、図３３を用いて示した諸元と同じであり、１００部屋にアクセスポイント２０を１台ずつ、計１００台のアクセスポイント２０と、各部屋２台の計２００台の端末１０とで、スループットを評価した。
【０２１０】
まず、最も簡単なシナリオとして、ＡＰ周辺無線システム環境情報における端末１０‐ｋ‐ｉが、データ通信を行おうとするアクセスポイント２０−ｊから検出されている、同じチャネルの他のアクセスポイント２０の数により、不安定性を評価した結果を示す。
【０２１１】
図２４は、第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート２０[Ｍｂｐｓ]の場合、ＡＰ周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数で制限する制御によるスループット特性を示す図である。
【０２１２】
同じチャネルの他のアクセスポイント数が多いほど、不安定と評価する。このため、親システム３００の無線システム通信リスク評価部２０６又は無線システム通信リスク評価部３０６は、他のアクセスポイント数がある一定の値以下となるアクセスポイント２０にアクセスする端末１０を、安定するスループットが期待できる端末１０である評価する。
【０２１３】
ＲＴＳ／ＣＴＳを用いない場合（実線）と、用いる場合（点線）とのいずれでも、他のアクセスポイント数が少ないアクセスポイント２０に対応する端末１０は、低スループットとなる端末１０の確率を低下させることができる。
【０２１４】
特に、ＲＴＳ／ＣＴＳを用いる場合の方が、効果は大きい。今回のシミュレーション諸元では、他のアクセスポイント数が３以下、２以下、１以下、及び、０の場合で、それぞれ選択された端末１０の数の割合は、８２．０[％]、６４．０[％]、３４．２[％]、９．２[％]であった。
【０２１５】
アクセスポイント２０から周囲のアクセスポイント２０が見えない（他のアクセスポイント数が０）との条件である場合、端末１０が「隠れ端末問題」や「さらし端末問題」の条件になっていることにより、スループットの低下が生じている。また、アクセスポイント２０から周囲のアクセスポイント２０が見えないとの条件である場合、他の端末１０から送信されるＡＣＫやＣＴＳ信号が、パケット衝突やＮＡＶ（Network allocation vector）の設定になっていることにより、スループットの低下が生じている。
【０２１６】
アクセスポイント２０で聞こえる他のアクセスポイント２０の数を１以下とした場合、１０[％]アウテッジのスループットは、ＲＴＳ／ＣＴＳ無しで、４．３[Ｍｂｐｓ]であった。一方、アクセスポイント２０で聞こえる他のアクセスポイント２０の数を１以下とした場合、１０[％]アウテッジのスループットは、ＲＴＳ／ＣＴＳ有りで、８．６[Ｍｂｐｓ]であった。
【０２１７】
アクセスポイント２０で聞こえる他のアクセスポイント２０の数を０とした場合、１０[％]アウテッジのスループットは、ＲＴＳ／ＣＴＳ無しで、７．３[Ｍｂｐｓ]であった。一方、アクセスポイント２０で聞こえる他のアクセスポイント２０の数を０とした場合、１０[％]アウテッジのスループットは、ＲＴＳ／ＣＴＳ有りで、１５．９[Ｍｂｐｓ]であった。
【０２１８】
図２５は、第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート８０[Ｍｂｐｓ]の場合、ＡＰ周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数で制限する制御によるスループット特性を示す図である。この場合も同様に、他のアクセスポイント２０の数をある程度以下とすることで、スループットを大きく低下させない端末１０を選択可能である。
【０２１９】
他のアクセスポイント数を１以下とし、３４．２[％]の端末１０を安定と判断した場合、１０[％]アウテッジのスループットは、ＲＴＳ／ＣＴＳ有りで、０．８７[Ｍｂｐｓ]である。一方、他のアクセスポイント数を１以下とし、３４．２[％]の端末１０を安定と判断した場合、１０[％]アウテッジのスループットは、ＲＴＳ／ＣＴＳ無しで０．９７[Ｍｂｐｓ]である。
【０２２０】
他のアクセスポイント数を０とし、９．１[％]の端末１０を安定と判断した場合、１０[％]アウテッジのスループットは、ＲＴＳ／ＣＴＳ有りで、６．１[Ｍｂｐｓ]である。一方、他のアクセスポイント数を０とし、９．１[％]の端末１０を安定と判断した場合、１０[％]アウテッジのスループットは、ＲＴＳ／ＣＴＳ無しで、１０．１[Ｍｂｐｓ]である。
【０２２１】
このように、単にアクセスポイント２０において検出できる他のアクセスポイント２０の数を基にすることもできるが、無線システム環境情報をより複雑にすることで、選択する端末１０の数の割合を増やしつつ、低スループットとなるアウテッジ端末の割合を減らすことができる。
【０２２２】
次に、端末１０‐ｋ‐ｉがデータ通信を行おうとするアクセスポイント２０‐ｊから検出されている、同じチャネルの他のアクセスポイント２０の数（ＡＰ周辺無線システム環境情報における、アクセスポイント２０‐ｊと同じチャネルのアクセスポイント２０の数）と、端末１０‐ｋ‐ｉから検出できるデータ通信相手となるアクセスポイント２０−ｊ以外から検出されている、同じチャネルを用いるアクセスポイント２０の数（端末周辺無線システム情報における、端末１０‐ｋ‐ｉの情報）とのうち、大きい方の値（以下、「他のアクセスポイントの数の最大値」という。）に基づいて不安定性を評価した結果を示す。
【０２２３】
図２６は、第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート２０[Ｍｂｐｓ]の場合、ＡＰ周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数と、端末周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数とのうち、大きい方の数で制限する制御によるスループット特性を示す図である。
【０２２４】
アクセスポイント２０から検出される情報と、端末１０から検出される情報との双方を考慮することで、不安定性の評価制度をより高めることができる。他のアクセスポイントの数の最大値が、３以下、２以下、１以下、又は、０となるように端末１０を選択することで、本シミュレーション条件では、それぞれ７１．２[％]、４８．５[％]、２０．０[％]、５．０[％]の端末１０を選択することができる。
【０２２５】
選択された端末１０の割合が、アクセスポイント２０に検出される同一チャネルの他のアクセスポイントの数が異なっているため、図２４に示す場合との単純比較はできないが、特性は大きく改善している。例えば、他のアクセスポイントの数の最大値を１以下として２０[％]の端末１０を選択した場合の１０[％]アウテッジのスループットは、１１．２[Ｍｂｐｓ]、１７．６[Ｍｂｐｓ]である。したがって、９．２[％]の端末１０を選択した、図２４に示す他のアクセスポイントの数が０の場合よりも、特性は大きく改善している。
【０２２６】
図２７は、第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート８０[Ｍｂｐｓ]の場合、ＡＰ周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数と、端末周辺無線システム環境情報の同一チャネルのアクセスポイント数とのうち、大きい方の数で制限する制御におけるスループット特性を示す図である。
【０２２７】
他のアクセスポイントの数の最大値を１以下として、２０[％]の端末１０を選択した場合の１０[％]アウテッジのスループットは、５．６[Ｍｂｐｓ]、６．７[Ｍｂｐｓ]である。したがって、図２５に示す９．２[％]の端末１０を選択した場合には及ばないが、特性は近いものとなっている。
【０２２８】
図２８は、第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート２０[Ｍｂｐｓ]の場合、アクセスポイント２０と端末１０とでそれぞれ検出できるアクセスポイント２０に違いがないことを条件とした制御と、アクセスポイント２０と端末１０とでそれぞれ検出できるアクセスポイント２０が、独立動作するグループに属さないことを条件とした制御と、によるスループット特性を示す図である。
【０２２９】
不安定性を条件で定義した二つの例を示す。一つ目は、検出されているアクセスポイント２０のずれを用いるものである。端末１０‐ｋ‐ｉがデータ通信を行おうとするアクセスポイント２０‐ｊから検出されている、同じチャネルの他のアクセスポイント２０の組み合わせ（ＡＰ周辺無線システム環境情報における、アクセスポイント２０‐ｊの情報）と、端末１０‐ｋ‐ｉから検出されている、データ通信相手となるアクセスポイント２０‐ｊ以外の同じチャネルを用いるアクセスポイント２０の組み合わせ（端末周辺無線システム情報における、端末１０‐ｋ‐ｉの情報）と、が互いに同じである条件の端末１０は、安定したスループットが期待できる端末１０として選択される。
【０２３０】
二つ目は、独立動作するアクセスポイント２０のグループの存在を用いるものである。端末１０‐ｋ‐ｉがデータ通信を行おうとするアクセスポイント２０‐ｊから検出されている、同じチャネルのアクセスポイント２０が互いにアクセスポイント２０‐ｊも含めて検出しているかを、ＡＰ周辺無線システム環境情報に基づいて判定する。
【０２３１】
同様に、端末１０‐ｋ‐ｉから検出できるアクセスポイント２０が互いに検出できる関係であるかを、ＡＰ周辺無線システム環境に基づいて判定し、アクセスポイント２０‐ｊと端末１０‐ｋ‐ｉとから検出される同じチャネルのアクセスポイント２０が、それぞれ互いに検出し合える条件となる端末１０が選択される。
【０２３２】
独立動作するアクセスポイント２０グループは、アクセスポイント２０‐ｊ又は端末１０‐ｋ‐ｊが検出する同じチャネルのアクセスポイント２０についてのみ、判定するものとした。つまり、アクセスポイント２０‐１から、アクセスポイント２０‐２〜２０‐４が同じチャネルで検出されている場合、アクセスポイント２０‐２〜２０‐４について、ＡＰ周辺無線システム環境情報において同じチャネルで検出されるアクセスポイント２０を確認する。
【０２３３】
例えば、アクセスポイント２０‐２〜２０‐４について、アクセスポイント２０‐１、２０‐３、２０‐４及び２０‐５と、アクセスポイント２０‐１、２０‐２、２０‐４及び２０‐６と、アクセスポイント２０‐１、２０‐２及び２０‐３とが同じチャネルで、それぞれ検出されているとする。
【０２３４】
この場合、アクセスポイント２０‐５やアクセスポイント２０‐６など、余分なアクセスポイント２０は検出されるものの、少なくともアクセスポイント２０‐１から検出される範囲のアクセスポイント２０‐１、２０‐２、２０‐３及び２０‐４は、互いに検出される条件であるため、独立動作するアクセスポイント２０のグループは無し、と判定できる。
【０２３５】
しかし、同じ条件でアクセスポイント２０‐２に接続する端末１０に対しては、アクセスポイント２０‐２で同じチャネルで検出されるアクセスポイント２０‐１、２０‐３、２０‐４及び２０‐５について、互いに検出条件を確認する。このため、例えば、アクセスポイント２０‐５において同じチャネルで検出されるアクセスポイント２０が、アクセスポイント２０‐２、２０‐３及び２０‐４である場合、アクセスポイント２０‐１が検出されないため、独立動作するアクセスポイント２０のグループは有る、つまり、スループットが不安定となる端末１０がある、と判定できる。
【０２３６】
検出されたアクセスポイント２０のずれに基づいて判定すると、本シミュレーション条件では、３１．２[％]の端末１０は、スループットが安定している端末１０として選択できる。この場合、１０[％]アウテッジのスループットは、１４．５[Ｍｂｐｓ]、１７．６[Ｍｂｐｓ]であり。これは、９．２[％]の端末１０を選択した図２４に示す他のアクセスポイントの数が０の場合と、２０[％]の端末１０を選択した図２６に示す他のアクセスポイントの数の最大値を１以下にした場合とのいずれと比較しても、改善された又は同等の特性が得られている。
【０２３７】
独立動作するアクセスポイント２０のグループが無いことで判定した場合、全体の内２２．４[％]の端末１０が選択されるが、特にＲＴＳ／ＣＴＳ無しの場合の特性は、著しく改善される。１０[％]のアウテッジのスループットは、ＲＴＳ／ＣＴＳ無しで、１８．７[Ｍｂｐｓ]である。一方、１０[％]のアウテッジのスループットは、ＲＴＳ／ＣＴＳ有りで、１９．２[Ｍｂｐｓ] である。図２４の場合と、図２６の場合とのいずれと比較しても、２２．４[％]もの端末１０を選択して、非常に高い特性が得られる。
【０２３８】
図２９は、第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート８０[Ｍｂｐｓ]の場合、アクセスポイント２０と端末１０とでそれぞれ検出できるアクセスポイントに違いがないことを条件とした制御と、アクセスポイント２０と端末１０とでそれぞれ検出できるアクセスポイント２０が、独立動作するグループに属さないことを条件とした制御と、によるスループット特性を示す図である。
【０２３９】
検出されたアクセスポイント２０のずれが無いとの判定と、独立動作するアクセスポイント２０のグループが無いとの判定とで、ＲＴＳ／ＣＴＳ無しで、スループット（２．９[Ｍｂｐｓ]，１．８[Ｍｂｐｓ]）が得られる。検出されたアクセスポイント２０のずれが無いとの判定と、独立動作するアクセスポイント２０のグループが無いとの判定とで、ＲＴＳ／ＣＴＳ有りで、スループット（１５．８[Ｍｂｐｓ]，９．１[Ｍｂｐｓ]）が得られる。
【０２４０】
同程度の割合の端末１０を選択する図２５に示す、他のアクセスポイントの数が１以下の結果は、他のアクセスポイントの数の最大値が１以下の結果（図２７を参照）と、を比較しても、高い特性となることが分かる。
【０２４１】
また、条件は組み合わせることもできる。例えば、他のアクセスポイント２０のずれ無しの判定と、独立動作するアクセスポイント２０のグループが無いとの判定とで、両方の条件を満たすアクセスポイント２０を選択することもできる。この場合、１７．９[％]の端末１０が選択されるが、これは、独立動作するアクセスポイント２０のグループが無いとの判定の場合（２０[％]の端末１０が選択される）よりも、特性が若干改善する程度である。
【０２４２】
また、これらの条件は、数に置き換えて考えることもできる。例えば、検出されたアクセスポイント２０の数のずれは、端末１０‐ｋ‐ｉで検出できるが基地局３０‐ｊでは検出できないアクセスポイント２０の数として、又は、基地局３０‐ｊで検出できる端末１０‐ｋ‐ｉの数として評価できる。図２８及び図２９に示された結果は、これらの数を０としたことに対応する。
【０２４３】
また、独立動作するアクセスポイント２０のグループについても、アクセスポイント２０‐ｊで検出される同じチャネルのアクセスポイントのうち、少なくとも一方が検出できない条件となる数を用いることができる。図２８及び図２９に示された結果は、この数を０としたことに対応する。
【０２４４】
条件の組み合わせの例として、独立動作するアクセスポイント２０のグループが無いとの条件に、図２６及び図２７に示した、他のアクセスポイントの数の最大値が１以下となる条件を加えた結果を、図３０及び図３１に示す。
【０２４５】
参考として、他のアクセスポイントの数の最大値が２以下の条件と、独立動作するアクセスポイント２０のグループが無いとの条件との組み合わせの結果を示す。これは、選択された端末１０の数が、独立動作するアクセスポイント２０のグループが無いとの場合と変わらず、独立動作するアクセスポイント２０のグループが無いとの条件のみの場合と、結果は同様である。このように、条件を組み合わせても結果が変わらない場合もある。
【０２４６】
図３０は、第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート２０[Ｍｂｐｓ]の場合、アクセスポイント２０と端末１０とでそれぞれ検出できるアクセスポイント２０が、独立動作するグループに属さないとの条件を満たし、かつ、同一チャネルで検出される他のアクセスポイントの数が、アクセスポイント２０と端末１０とでそれぞれ１台以下である、とした制御によるスループット特性を示す図である。
【０２４７】
図３１は、第１実施形態及び第２実施形態における、生成パケットレート８０[Ｍｂｐｓ]の場合、アクセスポイント２０と端末１０とでそれぞれ検出できるアクセスポイント２０が、独立動作するグループに属さないとの条件を満たし、かつ、同一チャネルで検出される他のアクセスポイントの数が、アクセスポイント２０と端末１０とでそれぞれ１台以下である、とした制御によるスループット特性を示す図である。
【０２４８】
図３１では、１０[％]アウテッジの値は、独立動作するアクセスポイント２０のグループが無い場合と比較して、改善度に大きな違いはない。この場合でも、特性の改善がみられる端末１０は存在する。２０[Ｍｂｐｓ]のトラヒックを生成した図３０に示す例では、ＲＴＳ／ＣＴＳ有りの場合に、独立動作するアクセスポイント２０のグループが無いとの条件では、２．２[％]の端末１０が１[Ｍｂｐｓ]以下の低スループット、又は、不通の状態となってしまっていた。これに、他のアクセスポイントの数の最大値が１以下との条件を付与することで、１[Ｍｂｐｓ]以下になる低スループットの端末１０の数は、０．３[％]まで削減される。また、８０[Ｍｂｐｓ]のトラヒックを発生させた場合では、ＣＤＦで、２０〜５０[％]の端末１０のスループットが、１〜１０[Ｍｂｐｓ]程度、改善する。
【０２４９】
以上のように、ＡＰ周辺無線システム環境情報や、端末周辺無線システム環境情報などを組み合わせて用いることで、スループットが安定している端末１０を選択することができる。このように選択することで、スループットが変化してから通信回線を選択するのではなく、周りのトラヒックの変動によってスループットが低下し得る端末１０を、予測することができる。
【０２５０】
ただし、安定したスループットが期待できると予測された端末１０の割合は、与えられた通信環境に依存する。そこで、親システム３００の無線システム通信リスク評価部２０６又は無線システム通信リスク評価部３０６は、複数の基準によるリスク評価を保持し、各基準により選択される端末の割合を、予め評価しておくことができる。親システム３００の無線リソースがひっ迫するなどして、端末１０を無線システム２００に新たに割り当てたい場合、複数のリスク判定基準から、都合のよい割合となるリスク判定基準を選択し、基地局３０のリスク通知部２０１又はトラヒック選択部３０１に通知することもできる。
【０２５１】
これまで示したシミュレーション結果は、ＰＨＹ層のスループットを均一としているため、リスク評価がスループットとも対応している。スループットが１[Ｍｂｐｓ]以下になるような不通状態とみなせる端末１０を選択する場合には、前述の方法でも、低スループットとなる端末１０を、無線システム２００のみとデータ通信させないように制御できる。
【０２５２】
ただし、ＰＨＹ層でのスループットや、同じアクセスポイント２０にアクセスする端末１０の数に基づいて、無線リソースの分割を考慮するほうが効果は高い。このため、端末１０‐ｋ‐ｉにおけるアクセスポイント２０‐ｊからの信号の受信電力値、アクセスポイント２０の識別情報（アクセスポイント２０‐ｊのバックホール通信容量などのトラヒック情報）、利用可能な周波数帯域幅（例えば、無線ＬＡＮでは、２０[ＭＨｚ]、４０[ＭＨｚ]、８０[ＭＨｚ]、１６０[ＭＨｚ]を用いるモードが存在し、帯域幅が増えればスループットの期待値も増える）、及び、アンライセンスバンドでアクセスポイント２０‐ｊにアクセスしている端末１０の数に基づいて、無線リソースの分割の効果を考慮し、期待値としてのスループットを予測することもできる。また、アクセスポイント２０‐ｊ又は端末１０‐ｋ‐ｉにおいて測定されたスループット実測値を用いることもできる。
【０２５３】
このようにして評価されたスループット値と不安定性とを考慮することで、安定したスループットが期待できる端末１０を選択できる。例えば、端末１０‐ｋ‐ｉに許容できる最低スループットの期待値を設定し、かつ、安定性の指標も満たすように制御することで、スループットの期待値が低い端末１０が無線システム２００を用いないように、制御することができる。
【０２５４】
また、ここまで評価に用いたＡＰ周辺無線システム環境情報や、端末周辺無線システム環境情報から得られる数を複数用いて、実際にスループットが低下するか否かを示す指標を比較して関数を作成し、リスクを評価することもできる。例えば、評価したスループットの期待値に対し、スループットが大きく低下した情報を端末１０又は基地局３０から収集し、スループットの期待値からのずれの大きさをスループット低下の指標とし、このスループット低下指標と、これによりリスク評価情報を表現する関数とを、ＡＰ周辺無線システム環境情報や、端末周辺無線システム環境情報から得られる数に基づいて導出し、リスク評価値とすることもできる。
【０２５５】
無線システム２００のスループット及び不安定性評価の少なくとも一方が基準を満たさない場合、親システム３００とのみ通信する場合と、無線システム２００及び親システム３００と通信する場合とを、併用することができる。例えば、親システム３００の基地局３０‐ｋのライセンスバンドにおける、無線リソースの利用状況、端末１０‐ｋ‐ｉの消費電力の許容値、及び、端末１０‐ｋ‐ｉの利用するアプリケーションのうち少なくとも一つに基づいて、判定することができる。
【０２５６】
端末１０‐ｋ‐ｉは、選択された通信回路によらず、制御信号の通信を親システム３００と常に行うこともできる。
【０２５７】
無線システム２００の一例であるＣＳＭＡ／ＣＡに基づいて動作する、アンライセンスバンドの無線通信システムは、単一のシステムである必要はない。例えば、無線ＬＡＮシステムと、アンライセンスバンドを利用するセルラシステムとが共存している場合にも、ＢＳＳＩＤに類するアクセスポイントの識別番号（ＩＤ）を、少なくとも一方のシステムから端末１０が取得することにより、親システム３００は、無線システム環境情報を記憶することができる。
【０２５８】
無線システム通信リスク評価部２０６又は無線システム通信リスク評価部３０６は、複数の指標の和、最大値、最小値及び関数のうち少なくとも一つから得られる値を、無線システムリスク情報として記憶する。
【０２５９】
本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、親システム３００（例えば、モバイルシステム）に対して、無線システム２００をオフロードとして活用するヘテロジニアスネットワークにおいて、無線システム２００のスループットの低下リスクを評価する。これにより、本実施形態に係るヘテロジニアスネットワークシステムは、端末１０が接続先を無線システム２００に切り替えたことによるスループットの著しい低下を、防ぐことができる。
【０２６０】
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。
【０２６１】
上述した実施形態における端末、アクセスポイント、基地局及びヘテロジニアスネットワークシステムをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
【符号の説明】
【０２６２】
１…端末、２…アクセスポイント、３…基地局、１０…端末、２０…アクセスポイント、３０…基地局、１００…端末無線システム情報収集部、１０１…ＡＰ無線システム情報収集部、１０２…無線システム環境情報作成・更新部、２００…無線システム、２０１…リスク通知部、２０２…通信形態決定部、２０３…無線システム環境情報出力部、２０４…無線システム環境情報取得部、２０５…無線システム環境情報記憶部、２０６…無線システム通信リスク評価部、２１０…アンライセンスバンドシステム、３００…親システム、３０１…トラヒック選択部、３０２…通信形態決定部、３０３…無線システム環境情報出力部、３０４…無線システム環境情報取得部、３０５…無線システム環境情報記憶部、３０６…無線システム通信リスク評価部、３０７…端末通信形態情報出力部、３１０…親システム
【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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【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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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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