(57)【要約】【課題】無線デバイスの利用効率を考慮してパケットを分配可能な無線装置を提供する。【解決手段】モニターモジュール１４は、無線機１１〜１３における実効スループットを検出して分配モジュール１５へ出力する。分配モジュール１５は、キュー１６から読み出した３個のパケットＰＫＴ１〜ＰＫＴ３と無線機１１〜１３との全ての組み合わせを設定する。そして、分配モジュール１５は、その全ての組み合わせに対して、３個の無線機１１〜１３におけるパケットの送信所要時間の合計を無線機１１〜１３における実効スループットに基づいて求め、その求めた送信所要時間の合計が最小になるときのパケットＰＫＴ１〜ＰＫＴ３と無線機１１〜１３との組み合わせを選択する。そうすると、分配モジュール１５は、その選択した組合せに従ってパケットＰＫＴ１〜ＰＫＴ３を無線機１１〜１３へ分配する。【選択図】図２
2008245011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が割り当てられたパケットを送信するｎ（ｎは２以上の整数）個の無線機と、
前記ｎ個の無線機のうち前記パケットを送信可能なｍ（ｍは１≦ｍ≦ｎを満たす整数）個の無線機におけるパケットの送信所要時間の合計が最小になるように前記ｍ個の無線機に前記パケットを割り当てるパケット割当手段とを備える無線装置。
【請求項２】
前記送信所要時間は、１つのパケットが１つの無線機に割り当てられた第１のタイミングから前記１つのパケットを受信したことを示す確認応答を送信先から受信する第２のタイミングまでの時間長である、請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記パケット割当手段は、１つの無線機における送信所要時間の実績である実績送信所要時間を前記１つの無線機が前記パケットを送信しようとするときの推定送信所要時間として求め、その求めた推定送信所要時間の合計が最小になるように前記パケットを前記ｍ個の無線機に割り当てる、請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
パケットを保持するバッファを更に備え、
前記パケット割当手段は、前記バッファからｍ個のパケットを読み出し、その読み出したｍ個のパケットを前記推定送信所要時間の合計が最小になるように前記ｍ個の無線機に割り当てる、請求項３に記載の無線装置。
【請求項５】
前記パケット割当手段は、各無線機がパケットの送信動作を実行可能な送信可能時間を前記ｍ個の無線機の各々に与え、前記ｍ個の無線機のうち前記送信可能時間が正である無線機に前記ｍ個のパケットを割り当てる、請求項４に記載の無線装置。
【請求項６】
前記パケット割当手段は、１つの１無線機に１つのパケットが割り当てられると、前記１つの無線機において前記１つのパケットが割り当てられる前の前記送信可能時間から前記１つの無線機における前記推定送信所要時間を減算して前記送信可能時間を更新する更新処理を前記ｍ個の無線機について実行し、前記ｍ個の無線機のうち前記更新された送信可能時間が正である無線機に前記ｍ個のパケットを割り当てる、請求項５に記載の無線装置。
【請求項７】
前記パケット割当手段は、前記ｍ個の無線機の全てにおいて前記送信可能時間が負になると、前記ｍ個の無線機のｍ個の送信可能時間に一定値を加算するリセット処理を行ない、前記リセット処理後の前記ｍ個の送信可能時間を用いて前記ｍ個のパケットを前記ｍ個の無線機に割り当てる、請求項５または請求項６に記載の無線装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の無線装置を備える無線ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線装置およびそれを備えた無線ネットワークに関し、特に、複数の無線リンクを用いて無線通信を行なう無線装置およびそれを備えた無線ネットワークに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線リソースを有効に利用するために、複数の無線通信方式によって同時に無線通信を行なう無線装置を備えたコグニティブ無線ネットワークが知られている。
【０００３】
このコグニティブ無線ネットワークにおいては、複数の無線デバイスを同時に利用可能な無線装置は、無線デバイスごとに異なる遅延時間を見積もり、その見積もった遅延時間に基づいて、ＥＤＦ（Ｅａｒｌｉｅｓｔ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｆａｓｔ）とＷＦＱ（Ｗｅｉｇｈｔｅｄ  Ｆａｉｒ  Ｑｕｅｕｉｎｇ）とを組み合わせてパケットの分配を決定する（非特許文献１）。
【０００４】
これにより、複数のアプリケーションフローに対し、効率的に帯域を割り当てることが可能となり、ネットワーク全体のスループットを向上できる。
【非特許文献１】K. Chebrolu and R. Rao, “Communication using Multiple Wire-less Interfaces”, Proc. of IEEE WCNG ’02, pp.327-333, 2002.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のコグニティブ無線ネットワークにおいては、各無線装置は、パケット単位での送信時間に基づいてパケットの分配を決定していたため、無線デバイスの利用効率を考慮してパケットを分配することが困難であるという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、無線デバイスの利用効率を考慮してパケットを分配可能な無線装置を提供することである。
【０００７】
また、この発明の別の目的は、無線デバイスの利用効率を考慮してパケットを分配可能な無線装置を備えた無線ネットワークを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によれば、無線装置は、ｎ（ｎは２以上の整数）個の無線機と、パケット割当手段とを備える。ｎ個の無線機は、各々が割り当てられたパケットを送信する。パケット割当手段は、ｎ個の無線機のうちパケットを送信可能なｍ（ｍは１≦ｍ≦ｎを満たす整数）個の無線機におけるパケットの送信所要時間の合計が最小になるようにｍ個の無線機にパケットを割り当てる。
【０００９】
好ましくは、送信所要時間は、１つのパケットが１つの無線機に割り当てられた第１のタイミングから１つのパケットを受信したことを示す確認応答を送信先から受信する第２のタイミングまでの時間長である。
【００１０】
好ましくは、パケット割当手段は、１つの無線機における送信所要時間の実績である実績送信所要時間を１つの無線機がパケットを送信しようとするときの推定送信所要時間として求め、その求めた推定送信所要時間の合計が最小になるようにパケットをｍ個の無線機に割り当てる。
【００１１】
好ましくは、無線装置は、バッファを更に備える。バッファは、パケットを保持する。そして、パケット割当手段は、バッファからｍ個のパケットを読み出し、その読み出したｍ個のパケットを推定送信所要時間の合計が最小になるようにｍ個の無線機に割り当てる。
【００１２】
好ましくは、パケット割当手段は、演算手段と、決定手段と、割当手段とを含む。演算手段は、ｍ個の無線機におけるｍ個の推定送信所要時間を演算する。決定手段は、演算手段によって演算されたｍ個の推定送信所要時間の合計が最小になるようにｍ個のパケットとｍ個の無線機との組合せを決定する。割当手段は、決定手段によって決定された組合せに従ってｍ個のパケットをｍ個の無線機に割り当てる。
【００１３】
好ましくは、演算手段は、１つの無線機がパケットを送信したときの実効スループットを１つの無線機がパケットを送信しようとするときの推定スループットとして演算し、その演算した推定スループットによってパケットのサイズを除算して１つの無線機における推定送信所要時間を求める演算処理をｍ個の無線機について実行してｍ個の推定送信所要時間を演算する。
【００１４】
好ましくは、パケット割当手段は、バッファに格納されたパケットの個数がｍ個の無線機の個数よりも小さいとき、バッファに格納されたパケットの全てを読み出し、その読み出したパケットをバッファに格納されたパケットの個数と同じ個数の無線機に割り当てる。
【００１５】
好ましくは、パケット割当手段は、各無線機がパケットの送信動作を実行可能な送信可能時間をｍ個の無線機の各々に与え、ｍ個の無線機のうち送信可能時間が正である無線機にｍ個のパケットを割り当てる。
【００１６】
好ましくは、パケット割当手段は、１つの無線機に１つのパケットが割り当てられると、１つの無線機において１つのパケットが割り当てられる前の送信可能時間から１つの無線機における推定送信所要時間を減算して送信可能時間を更新する更新処理をｍ個の無線機について実行し、ｍ個の無線機のうち更新された送信可能時間が正である無線機にｍ個のパケットを割り当てる。
【００１７】
好ましくは、パケット割当手段は、更新された送信可能時間が負になった無線機へのパケットの割当を停止する。
【００１８】
好ましくは、パケット割当手段は、ｍ個の無線機の全てにおいて送信可能時間が負になると、ｍ個の無線機のｍ個の送信可能時間に一定値を加算するリセット処理を行ない、リセット処理後のｍ個の送信可能時間を用いてｍ個のパケットをｍ個の無線機に割り当てる。
【００１９】
また、この発明によれば、無線ネットワークは、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の無線装置を備える。
【発明の効果】
【００２０】
この発明においては、ｎ個の無線機のうち、パケットを送信可能なｍ個の無線機におけるパケットの送信所要時間の合計が最小となるようにパケットがｍ個の無線機に分配され、送信される。そして、パケットを送信可能なｍ個の無線機における送信所要時間の合計が最小になるようにパケットを無線機に分配することは、送信能力が相対的に高い、即ち、送信所要時間が相対的に短い無線機に相対的に多くのパケットを分配し、送信能力が相対的に低い、即ち、送信所要時間が相対的に長い無線機に相対的に少ないパケットを分配することになる。また、送信能力が相対的に高い無線機に相対的に多くのパケットを分配し、送信能力が相対的に低い無線機に相対的に少ないパケットを分配することは、無線機の利用効率を考慮してパケットを無線機に分配することになる。
【００２１】
従って、この発明によれば、無線機の利用効率を考慮してパケットを分配できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２３】
図１は、この発明の実施の形態による無線ネットワークの概略図である。この発明の実施の形態による無線ネットワーク１０は、コグニティブ基地局１と、無線装置２〜５とを備える。
【００２４】
コグニティブ基地局１は、有線ケーブル３１によってコグニティブゲートウェイ３０に接続される。コグニティブゲートウェイ３０は、有線ケーブル４１によってネットワーク４０に接続される。
【００２５】
コグニティブ基地局１は、後述する方法によって無線装置２〜５との間で複数の無線通信方式を用いて無線通信を行なうとともに、有線ケーブル３１を介してコグニティブゲートウェイ３０との間で通信を行なう。
【００２６】
無線装置２〜５の各々は、後述する方法によって、コグニティブ基地局１との間で無線通信を行なう。
【００２７】
従って、無線装置２〜５の各々は、コグニティブ基地局１、有線ケーブル３１、コグニティブゲートウェイ３０、有線ケーブル４１およびネットワーク４０を介して他のコグニティブゲートウェイ（図示せず）にアクセスする無線装置との間で無線通信を行なうことができる。
【００２８】
図２は、図１に示すコグニティブ基地局１の構成を示す概略ブロック図である。コグニティブ基地局１は、無線機１１〜１３と、モニターモジュール１４と、分配モジュール１５と、キュー１６と、通信モジュール１７とを含む。
【００２９】
無線機１１〜１３は、データリンク層に属し、それぞれ、キュー１１Ａ，１２Ａ，１３Ａを有する。そして、無線機１１〜１３は、相互に異なる無線通信方式によって無線装置２〜５との間で無線通信を行なう。より具体的には、無線機１１〜１３の各々は、分配モジュール１５によって分配されたパケットを無線装置２〜５へ送信するとともに、無線装置２〜５から受信したパケットを通信モジュール１７へ出力する。
【００３０】
モニターモジュール１４は、コグニティブ層に属し、後述する方法によって、一定期間ごとに無線機１１〜１３の各々における実効スループットを検出する。そして、モニターモジュール１４は、その検出した複数の実効スループットを分配モジュール１５へ出力する。
【００３１】
分配モジュール１５は、コグニティブ層に属し、モニターモジュール１４から複数の実効スループットを受けると、その受けた複数の実効スループットに基づいて、後述する方法によって、各無線機１１〜１３における送信所要時間を求める。また、分配モジュール１５は、一定周期でキュー１６に格納されたパケットの個数Ｐｑを検索する。そして、分配モジュール１５は、パケットの個数Ｐｑが正（Ｐｑ＞０）であるとき、後述する方法によって、キュー１６から読み出したパケットを３個の無線機１１〜１３における送信所要時間の合計が最小になるように無線機１１〜１３に分配する。更に、分配モジュール１５は、無線機１１〜１３にパケットを割り当てたときの各無線機１１〜１３における負荷をパケットの送信所要時間で管理するための時間資源（ＲＴ：Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｔｉｍｅ）を用いて、後述する方法によって、無線機１１〜１３におけるロードバランスを取る。
【００３２】
キュー１６は、コグニティブ層に属し、通信モジュール１７から受けたパケットＰＫＴを保持する。
【００３３】
通信モジュール１７は、インターネット層、トランスポート層およびアプリケーション層に属する各種のモジュールからなる。そして、通信モジュール１７は、データに基づいてＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットを生成し、その生成したＴＣＰパケットに基づいて、ＩＰパケットを生成する。ＩＰパケットは、ＩＰヘッダと、ＴＣＰパケットを格納するためのＩＰデータ部とからなる。そして、通信モジュール１７は、ＴＣＰパケットを生成すると、その生成したＴＣＰパケットをＩＰデータ部に格納してＩＰパケットを生成し、その生成したＩＰパケットをキュー１６に格納する。
【００３４】
なお、図１に示す無線装置２〜５の各々は、図２に示すコグニティブ基地局１と同じ構成からなる。
【００３５】
図３は、送信所要時間の概念図である。無線機１１〜１３は、それぞれ、キュー１１Ａ，１２Ａ，１３Ａを有する。そして、各無線機１１〜１３において、パケットＰＫＴは、タイミングｔ１でキュー１１Ａ，１２Ａ，１３Ａに格納され、タイミングｔ２でキュー１１Ａ，１２Ａ，１３Ａの先頭に達する。
【００３６】
その後、パケットＰＫＴは、タイミングｔ３でキュー１１Ａ，１２Ａ，１３Ａから取り出されて送信先へ送信される。そして、パケットＰＫＴを送信した無線機（無線機１１〜１３のいずれか）は、タイミングｔ４で送信先から確認応答（ＡＣＫ：Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）を受信する。
【００３７】
この発明においては、タイミングｔ１からタイミングｔ４までの時間が計測され、その計測された時間のａ（ａは２以上の整数）個のパケット分についての平均値が各無線機１１〜１３における送信所要時間と定義される。
【００３８】
このように、送信所要時間は、各無線機１１〜１３においてパケットＰＫＴがキュー１１Ａ，１２Ａ，１３Ａに格納されてから送信先へ送信され、送信先からＡＣＫが戻ってくるまでの時間（タイミングｔ１からタイミングｔ４まで）のａ個のパケット分についての平均値と定義される。
【００３９】
従って、送信所要時間は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層における再送を含む概念であり、各無線機１１〜１３が各無線通信方式に従って行なう無線通信の無線通信環境によって変化し得る。また、ＡＣＫフレームが各無線通信方式によって異なるので、送信所要時間は、無線通信方式によっても変化し得る。
【００４０】
送信所要時間を求める方法について説明する。モニターモジュール１４は、ある送信先ｘに対して送信したパケットをｐｘ＝｛ｐ１，ｐ２，・・・，ｐｍ｝とし、無線リンクｌｋ（無線機１１〜１３による無線リンクのいずれか）における最新のａ個のパケット分についての実効スループットを次式によって検出する。
【００４１】
【数１】
2008245011.tif 000003
【００４２】
なお、モニターモジュール１４は、単位時間当たりに送信先への送信が成功したパケット数を検出し、その検出したパケット数のパケットに含まれるビット数を演算することによって実効スループットを検出する。
【００４３】
モニターモジュール１４は、無線機１１〜１３における実効スループットＲｅ（ｌ１１）〜Ｒｅ（ｌ１３）を検出すると、その検出した実効スループットＲｅ（ｌ１１）〜Ｒｅ（ｌ１３）を分配モジュール１５へ出力する。
【００４４】
分配モジュール１５は、モニターモジュール１４から実効スループットＲｅ（ｌ１１）〜Ｒｅ（ｌ１３）を受け、その受けた実効スループットＲｅ（ｌ１１）〜Ｒｅ（ｌ１３）とパケットサイズＳ（Ｐｎ）とを次式に代入して各無線リンクにおける送信所要時間Ｔｅ（Ｐｎ，ｌｋ）を求める。
【００４５】
【数２】
2008245011.tif 000004
【００４６】
各無線リンクにおける送信所要時間Ｔｅ（Ｐｎ，ｌｋ）は、パケットＰｎと無線機１１〜１３との組み合わせによって変化し得る。式（２）から明らかなように、各無線リンクにおける送信所要時間Ｔｅ（Ｐｎ，ｌｋ）は、パケットサイズＳ（Ｐｎ）を実効スループットＲｅ（ｌｋ）で除算したものに相当し、パケットＰｎと無線機１１〜１３との組み合わせによって、式（２）に代入するパケットサイズＳ（Ｐｎ）および実効スループットＲｅ（ｌｋ）が変わるからである。
【００４７】
パケットＰ１〜Ｐ３を無線機１１〜１３に分配する場合を想定する。この場合、パケットＰ１〜Ｐ３は、それぞれ、パケットサイズＳ（Ｐ１）〜Ｓ（Ｐ３）を有する。
【００４８】
パケットＰ１〜Ｐ３をそれぞれ無線機１１〜１３に分配するとき、分配モジュール１５は、パケットサイズＳ（Ｐ１）および実効スループットＲｅ（ｌ１１）を式（２）に代入して無線機１１における送信所要時間Ｔｅ（Ｐ１，ｌ１１）を演算し、パケットサイズＳ（Ｐ２）および実効スループットＲｅ（ｌ１２）を式（２）に代入して無線機１２における送信所要時間Ｔｅ（Ｐ２，ｌ１２）を演算し、パケットサイズＳ（Ｐ３）および実効スループットＲｅ（ｌ１３）を式（２）に代入して無線機１３における送信所要時間Ｔｅ（Ｐ３，ｌ１３）を演算する。
【００４９】
また、パケットＰ２，Ｐ３，Ｐ１をそれぞれ無線機１１〜１３に分配するとき、分配モジュール１５は、パケットサイズＳ（Ｐ２）および実効スループットＲｅ（ｌ１１）を式（２）に代入して無線機１１における送信所要時間Ｔｅ（Ｐ２，ｌ１１）を演算し、パケットサイズＳ（Ｐ３）および実効スループットＲｅ（ｌ１２）を式（２）に代入して無線機１２における送信所要時間Ｔｅ（Ｐ３，ｌ１２）を演算し、パケットサイズＳ（Ｐ１）および実効スループットＲｅ（ｌ１３）を式（２）に代入して無線機１３における送信所要時間Ｔｅ（Ｐ１，ｌ１３）を演算する。このように、各無線機における送信所要時間Ｔｅ（Ｐｎ，ｌｋ）は、パケットＰｎと無線機１１〜１３による無線リンクｌｋとの組み合わせによって変化する。
【００５０】
式（２）によって演算した送信所要時間Ｔｅ（Ｐｎ，ｌｋ）は、各無線機１１〜１３がａ個のパケットを送信したときの各無線機１１〜１３における送信所要時間の実績であり、パケットサイズを反映したものである。
【００５１】
そして、この発明においては、既に送信したａ個のパケット分の送信所要時間を、これから割り当てるパケットの推定送信所要時間とする。つまり、パケットの無線機１１〜１３への分配が生じたときに、それ以前に実際に送信されたａ個のパケット分の送信所要時間を、これから割り当てられるパケットを各無線機１１〜１３が送信するのに要する時間とする。
【００５２】
次に、パケットの分配方法について説明する。分配モジュール１５は、上述した式（２）に従って各無線機１１〜１３における推定送信所要時間Ｔｅ（Ｐｎ，ｌｋ）を演算すると、その演算した推定送信所要時間Ｔｅ（Ｐｎ，ｌｋ）を次式に代入して３個の無線機１１〜１３における推定送信所要時間の合計Ｔｅｔｏｔａｌを演算する。
【００５３】
【数３】
2008245011.tif 000005
【００５４】
式（３）において、Ｎは、無線機１１〜１３の個数である。また、ａ（Ｐｉ）は、ｉ個のパケットを３個の無線機１１〜１３へ分配するときのｉ個のパケットと３個の無線機１１〜１３との組合せを示す集合である。
【００５５】
分配モジュール１５は、推定送信所要時間の合計Ｔｅｔｏｔａｌを演算すると、その演算した推定送信所要時間の合計Ｔｅｔｏｔａｌを次式に代入して推定送信所要時間の合計Ｔｅｔｏｔａｌが最小になるときのパケットＰｎと無線機１１〜１３との最適組合せを決定する。
【００５６】
【数４】
2008245011.tif 000006
【００５７】
なお、式（４）において、／Ａ＊Ｋは、パケットＰｎと無線機１１〜１３との最適組合せを示すベクトル集合である。
【００５８】
そして、分配モジュール１５は、パケットＰｎと無線機１１〜１３との最適組合せを決定すると、その決定した最適組合せに従ってパケットを無線機１１〜１３に分配する。
【００５９】
分配モジュール１５は、パケットを無線機１１〜１３に分配するとき、時間資源ＲＴを各無線機１１〜１３に与え、無線機１１〜１３におけるロードバランスを取る。
【００６０】
図４は、時間資源ＲＴの概念を説明するための図である。分配モジュール１５は、パケットの分配が開始された場合、時間資源ＲＴの初期値ＲＴ０を各無線機１１〜１３に与える（図４の（ａ）参照）。
【００６１】
そして、分配モジュール１５は、キュー１６から３個のパケットＰＫＴ１〜ＰＫＴ３を読み出し、その読み出した３個のパケットＰＫＴ１〜ＰＫＴ３と３個の無線機１１〜１３との最適組合せを３個の無線機１１〜１３における３個の推定送信所要時間の合計が最小になるように決定する。その結果、パケットＰＫＴ１は、無線機１１に分配され、パケットＰＫＴ３は、無線機１２に分配され、パケットＰＫＴ２は、無線機１３に分配されるものとする。
【００６２】
そうすると、分配モジュール１５は、時間資源ＲＴの初期値ＲＴ０から無線機１１の推定送信所要時間Ｔｅ（Ｐｎ，ｌ１１）を減算して無線機１１における時間資源ＲＴを初期値ＲＴ０から値ＲＴ１＿１１に更新する。分配モジュール１５は、同様にして、時間資源ＲＴの初期値ＲＴ０から無線機１２の推定送信所要時間Ｔｅ（Ｐｎ，ｌ１２）を減算して無線機１２における時間資源ＲＴを初期値ＲＴ０から値ＲＴ１＿１２に更新し、時間資源ＲＴの初期値ＲＴ０から無線機１３の推定送信所要時間Ｔｅ（Ｐｎ，ｌ１３）を減算して無線機１３における時間資源ＲＴを初期値ＲＴ０から値ＲＴ１＿１３に更新する（図４の（ｂ）参照）。
【００６３】
以後、分配モジュール１５は、各無線機１１〜１３にパケットを分配するごとに各無線機１１〜１３における時間資源ＲＴの現在の値から各無線機１１〜１３における推定送信所要時間Ｔｅ（Ｐｎ，ｌｋ）を減算して各無線機１１〜１３における時間資源ＲＴを更新する。そして、時間資源ＲＴは、分配モジュール１５が各無線機１１〜１３における時間資源ＲＴの更新を繰り返し行なうことによってプラスからマイナスになる。従って、この発明における時間資源は、プラスからマイナスに変化する概念からなる。
【００６４】
図５は、時間資源ＲＴを用いたパケット分配の第１の例を示す図である。分配モジュール１５が上述した方法によってパケットを無線機１１〜１３に分配する動作を繰り返した結果、無線機１１における時間資源ＲＴ１１は、値ＲＴ２＿１１に更新され、無線機１２における時間資源ＲＴ１２は、値ＲＴ２＿１２に更新され、無線機１３における時間資源ＲＴ１３は、値ＲＴ２＿１３に更新される。この場合、値ＲＴ２＿１１，ＲＴ２＿１３は、正であり、値ＲＴ２＿１２は、負である。
【００６５】
そうすると、分配モジュール１５は、負の値ＲＴ２＿１２からなる時間資源ＲＴ１２を有する無線機１２をパケット分配の対象から除外し、正の値ＲＴ２＿１１，ＲＴ２＿１３からなる時間資源ＲＴ１１，１３を有する２個の無線機１１，１３へパケットＰＫＴ４，ＰＫＴ５を分配する。即ち、分配モジュール１５は、正の時間資源ＲＴ１１，１３を有する無線機１１，１３を利用可能な無線機と看做し、その利用可能な無線機１１，１３の個数と同じ個数のパケットＰＫＴ４，ＰＫＴ５を無線機１１，１３に分配する。
【００６６】
図６は、時間資源ＲＴを用いたパケット分配の第２の例を示す図である。無線機１１の時間資源ＲＴ１１は、値ＲＴ３＿１１（＞０）からなり、無線機１２の時間資源ＲＴ１２は、値ＲＴ３＿１２（＞０）からなり、無線機１３の時間資源ＲＴ１３は、値ＲＴ３＿１３（＞０）からなる。従って、分配モジュール１５は、無線機１１〜１３の全てを利用可能な無線機と判定する。
【００６７】
そして、分配モジュール１５は、キュー１６に格納されたパケットＰＫＴ６，ＰＫＴ７の個数（＝２個）を検出する。
【００６８】
そうすると、分配モジュール１５は、キュー１６に格納されたパケットＰＫＴ６，ＰＫＴ７の個数（＝２個）を利用可能な無線機１１〜１３の個数（＝３個）と比較し、キュー１６に格納されたパケットの個数が利用可能な無線機の個数よりも小さいと判定する。
【００６９】
分配モジュール１５は、キュー１６からパケットＰＫＴ６，ＰＫＴ７を読み出し、その読み出したパケットＰＫＴ６，ＰＫＴ７と無線機１１，１３との最適組合せをパケットを分配しない無線機の推定送信所要時間を“０”とすることで上述した方法によって決定し、その決定した最適組合せに従ってパケットＰＫＴ６，ＰＫＴ７をそれぞれ無線機１１，１３に分配する。
【００７０】
このように、キュー１６に格納されたパケットの個数が利用可能な無線機の個数よりも小さいとき、キュー１６に格納されたパケットの個数と同じ個数の無線機を推定送信所要時間の和が最小となる組合せに基づき選択する。これにより、無線機１１〜１３の時間資源ＲＴの総和の更なる減少を抑制し、複数の無線機１１〜１３間における時間資源ＲＴを効率的に利用できる。
【００７１】
図７は、時間資源ＲＴを用いたパケット分配の第３の例を示す図である。無線機１１の時間資源ＲＴ１１は、値ＲＴ４＿１１（＜０）からなり、無線機１２の時間資源ＲＴ１２は、値ＲＴ４＿１２（＜０）からなり、無線機１３の時間資源ＲＴ１３は、値ＲＴ４＿１３（＜０）からなる（図７の（ａ）参照）。
【００７２】
分配モジュール１５は、無線機１１〜１３における時間資源ＲＴ１１〜ＲＴ１３の全てが負になると、時間資源ＲＴ１１〜ＲＴ１３をリセットするために、時間資源ＲＴ１１〜ＲＴ１３の全てに一定値Ｔを加算する。これによって、無線機１１の時間資源ＲＴ１１は、値ＲＴ５＿１１（＞０）に更新され、無線機１２の時間資源ＲＴ１２は、値ＲＴ５＿１２（＞０）に更新され、無線機１３の時間資源ＲＴ１３は、値ＲＴ５＿１３（＞０）に更新される（図７の（ｂ）参照）。
【００７３】
そして、分配モジュール１５は、更新された時間資源ＲＴ１１〜ＲＴ１３を用いて、上述した方法によって、パケットを無線機１１〜１３に分配するときの無線機１１〜１３間におけるロードバランスを取る。
【００７４】
図７の（ｂ）に示すように、一定値Ｔは、値ＲＴ４＿１１〜ＲＴ４＿１３に加算されるため、更新された値ＲＴ５＿１１〜ＲＴ５＿１３は、更新前の値ＲＴ４＿１１〜ＲＴ４＿１３が反映される。即ち、更新前のマイナス分を一定値Ｔから減算した後の値が時間資源ＲＴ１１〜ＲＴ１３として無線機１１〜１３に与えられる。
【００７５】
その結果、時間資源ＲＴが相対的に長い無線機に相対的に多くのパケットが分配され、時間資源ＲＴが相対的に短い無線機に相対的に少ないパケットが分配され、パケットを無線機１１〜１３に分配するときの無線機１１〜１３間のロードバランスを取ることができる。
【００７６】
上述した時間資源ＲＴが正である無線機は、パケット分配の対象となるのであるから、以下においては、時間資源ＲＴを「送信可能時間」と言う。
【００７７】
図８は、パケットの分配動作を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、分配モジュール１５は、キュー１６が空であるか否かを判定し（ステップＳ１）、キュー１６が空でないとき、キュー１６に格納されたパケット数Ｐｑをカウントする（ステップＳ２）。
【００７８】
そして、分配モジュール１５は、全ての無線リンク（無線機１１〜１３の全てによる無線リンク）の送信可能時間が負であるか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００７９】
ステップＳ３において、全ての無線リンクの送信可能時間が負であると判定されたとき、分配モジュール１５は、全ての無線リンクの送信可能時間に一定値Ｔを加算する（ステップＳ４）。これにより、送信可能時間は、更新される。
【００８０】
一方、ステップＳ３において、全ての無線リンクの送信可能時間が負でないと判定されたとき、またはステップＳ４の後、分配モジュール１５は、送信可能時間が正である無線機による無線リンクをカウントすることによって利用可能な無線リンクの個数ｌａをカウントする（ステップＳ５）。
【００８１】
そして、分配モジュール１５は、パケット数Ｐｑが無線リンクの個数ｌａよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００８２】
ステップＳ６において、パケット数Ｐｑが無線リンクの個数ｌａよりも小さいと判定されたとき、分配モジュール１５は、キュー１６からＰｑ個のパケットを読み出す（ステップＳ７）。
【００８３】
一方、ステップＳ６において、パケット数Ｐｑが無線リンクの個数ｌａよりも小さくないと判定されたとき、分配モジュール１５は、キュー１６からｌａ個のパケットを読み出す（ステップＳ８）。
【００８４】
そして、分配モジュール１５は、ステップＳ７またはステップＳ８の後、パケットの割当を行ない（ステップＳ９）、パケットが割り当てられた各無線機において送信可能時間から推定送信所要時間を減算して送信可能時間を更新することによって、パケットが割り当てられた無線リンクの送信可能時間を更新する（ステップＳ１０）。
【００８５】
その後、一連の動作は、ステップＳ１へ戻り、ステップＳ１において、キュー１６が空であると判定されるまで、上述したステップＳ１〜ステップＳ１０が繰り返し実行される。そして、ステップＳ１において、キュー１６が空であると判定されたとき、一連の動作は終了する。
【００８６】
図９は、図８に示すステップＳ９の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図８に示すステップＳ７またはステップＳ８の後、分配モジュール１５は、ｌａ個のパケットとｌａ個の無線機との全ての組合せ（またはＰｑ個のパケットとＰｑ個の無線機との全ての組合せ）を設定する（ステップＳ９１）。例えば、３個のパケットＰＫＴ１〜ＰＫＴ３を３個の無線機１１〜１３に分配する場合、３個のパケットＰＫＴ１〜ＰＫＴ３と３個の無線機１１〜１３との全ての組合せとして、［ＰＫＴ１→無線機１１／ＰＫＴ２→無線機１２／ＰＫＴ３→無線機１３］，［ＰＫＴ１→無線機１１／ＰＫＴ３→無線機１２／ＰＫＴ２→無線機１３］，［ＰＫＴ２→無線機１１／ＰＫＴ１→無線機１２／ＰＫＴ３→無線機１３］，［ＰＫＴ３→無線機１１／ＰＫＴ１→無線機１２／ＰＫＴ２→無線機１３］，［ＰＫＴ２→無線機１１／ＰＫＴ３→無線機１２／ＰＫＴ１→無線機１３］，［ＰＫＴ３→無線機１１／ＰＫＴ２→無線機１２／ＰＫＴ１→無線機１３］の６通りの組合せを設定する。
【００８７】
そして、分配モジュール１５は、その設定した全ての組合せの各々について、上述した式（１）〜（３）を用いて推定送信所要時間の合計を演算する（ステップＳ９２）。
【００８８】
その後、分配モジュール１５は、演算した複数の推定送信所要時間の合計のうち、最小の推定送信所要時間の合計を選択し（ステップＳ９３）、その選択した最小の推定送信所要時間の合計が得られたときのパケットと無線機との組合せを検出する（ステップＳ９４）。
【００８９】
そうすると、分配モジュール１５は、その検出した組合せに従って、パケットを無線機に分配する（ステップＳ９５）。そして、ステップＳ９５の後、一連の動作は、図８に示すステップＳ１０へ移行する。
【００９０】
上述したように、この発明においては、無線機１１〜１３のうち、利用可能な無線機における推定送信所要時間の合計が最小になるようにパケットの無線機への分配が行なわれる。そして、利用可能な無線機における推定送信所要時間の合計が最小になるようにパケットを無線機に分配することは、送信能力が相対的に高い、即ち、推定送信所要時間が相対的に短い無線機に相対的に多くのパケットを分配し、送信能力が相対的に低い、即ち、推定送信所要時間が相対的に長い無線機に相対的に少ないパケットを分配することになる。また、送信能力が相対的に高い無線機に相対的に多くのパケットを分配し、送信能力が相対的に低い無線機に相対的に少ないパケットを分配することは、無線機の利用効率を考慮してパケットを無線機に分配することになる。
【００９１】
従って、この発明によれば、無線機の利用効率を考慮してパケットを分配できる。
【００９２】
図１に示す無線装置２がコグニティブ基地局１との間で通信を行なう動作について説明する。一連の動作が開始されると、無線装置２の通信モジュール１７は、パケットを生成してキュー１６に格納し、キュー１６は、パケットを保持する。
【００９３】
そして、無線装置２のモニターモジュール１４は、上述した方法によって無線機１１〜１３のキュー１１Ａ，１２Ａ，１３Ａにおける実効スループットＲｅ（ｌ１１）〜Ｒｅ（ｌ１３）を検出し、その検出した実効スループットＲｅ（ｌ１１）〜Ｒｅ（ｌ１３）を分配モジュール１５へ出力する。
【００９４】
そうすると、分配モジュール１５は、図８および図９に示すフローチャートに従って、キュー１６からｌａ個（またはＰｑ個）のパケットを読み出し、その読み出したｌａ個（またはＰｑ個）のパケットを無線機１１〜１３のうちの利用可能な無線機に分配する。また、分配モジュール１５は、時間資源ＲＴを用いてパケット分配のロードバランスを取る。
【００９５】
そして、パケットを割り当てられた無線機は、パケットをコグニティブ基地局１へ送信する。
【００９６】
コグニティブ基地局１の無線機（無線機１１〜１３のうち、利用可能な無線機）は、無線装置２から送信されたパケットを受信し、その受信したパケットを通信モジュール１７へ出力する。そして、コグニティブ基地局１の通信モジュール１７は、無線装置２から送信されたパケットを受信する。
【００９７】
また、コグニティブ基地局１は、上述した無線装置２の動作と同じ動作によってパケットを無線装置２へ送信する。
【００９８】
そして、無線装置２の無線機（無線機１１〜１３のうち、利用可能な無線機）は、コグニティブ基地局１から送信されたパケットを受信し、その受信したパケットを通信モジュール１７へ出力する。これによって、無線装置２の通信モジュール１７は、コグニティブ基地局１から送信されたパケットを受信する。
【００９９】
無線装置３〜５とコグニティブ基地局１との間の通信も、無線装置２とコグニティブ基地局１との間の通信と同じように行なわれる。
【０１００】
この発明によるパケット分配を行なったときのシミュレーション結果について説明する。なお、シミュレーションは、無線リンクとしてＩＥＥＥ８０２．１１ａによる無線リンクＭＬ１とＩＥＥＥ８０２．１１ｂによる無線リンクＭＬ２とが用いられ、無線リンクＭＬ１における送信レートは、１２Ｍｂｐｓに設定され、無線リンクＭＬ２における送信レートは、５．５Ｍｂｐｓに設定された。
【０１０１】
図１０は、時間資源ＲＴを変えたときのスループットと平均遅延との関係を示す図である。図１０において、横軸は、スループットを表し、縦軸は、平均遅延を表す。また、時間資源ＲＴは、１ｍｓ，５ｍｓ，１０ｍｓ，２０ｍｓ，５０ｍｓと変えられた。
【０１０２】
図１０に示す結果から、時間資源ＲＴが５ｍｓのとき、最も高いスループットおよび最も短い平均遅延が得られた。
【０１０３】
従って、以下のシミュレーション結果は、５ｍｓの時間資源ＲＴを用いた場合のシミュレーション結果である。
【０１０４】
図１１は、スループットと入力トラフィック量との関係を示す図である。図１１の（ａ）において、縦軸は、平均スループットを表し、横軸は、入力トラフィック量を表す。また、曲線ｋ１は、ラウンドロビン（ＲＲ：Ｒｏｕｎｄ  Ｒｏｂｉｎ）方式によってパケットを無線リンクＭＬ１，ＭＬ２に分配したときの平均スループットと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ２は、重み付けラウンドロビン（ＷＲＲ：Ｗｅｉｇｈｔｅｄ  Ｒｏｕｎｄ  Ｒｏｂｉｎ）方式によってパケットを無線リンクＭＬ１，ＭＬ２に分配したときの平均スループットと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ３は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ（＝無線リンクＭＬ１）によってパケットを送信したときの平均スループットと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ４は、この発明による方法によってパケットを無線リンクＭＬ１，ＭＬ２に分配したときの平均スループットと入力トラフィック量との関係を示す。
【０１０５】
図１１の（ｂ）において、縦軸は、平均実効スループットを表し、横軸は、入力トラフィック量を表す。また、曲線ｋ５は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ６は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットと入力トラフィック量との関係を示す。更に、曲線ｋ７は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へ重み付きラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ８は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へ重み付きラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットと入力トラフィック量との関係を示す。更に、曲線ｋ９は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へこの発明による方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へこの発明による方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットと入力トラフィック量との関係を示す。
【０１０６】
図１１の（ａ）に示すように、ラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均スループットは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによる通信方式によってパケットを分配したときの平均スループットよりも低い（曲線ｋ１，ｋ３参照）。ラウンドロビン方式は、無線リンクＭＬ１，ＭＬ２の状態を考慮せずに公平にパケットを各無線リンクＭＬ１，Ｍｌ２へ分配する。その結果、ラウンドロビン方式は、各無線リンクＭＬ１，ＭＬ２の容量を有効に利用できないため、通信帯域を有効に集約できない。
【０１０７】
一方、重み付きラウンドロビン方式およびこの発明による方式は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａよりも高い平均スループットを達成する（曲線ｋ１，ｋ２，ｋ４参照）。重み付きラウンドロビン方式およびこの発明による方式は、各無線リンクＭＬ１，ＭＬ２の状態を考慮してパケットを分配するからである。
【０１０８】
図１１の（ｂ）に示すように、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へこの発明による方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へラウンドロビン方式または重み付きラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットよりも低い（曲線ｋ６，ｋ８，ｋ１０参照）。
【０１０９】
一方、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へこの発明による方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へラウンドロビン方式または重み付きラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットに比べ、十分に高い（曲線ｋ５，ｋ７，ｋ９参照）。
【０１１０】
この発明によってパケットを分配した場合、相対的に大きいサイズを有するパケットは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へ分配され、相対的に小さいサイズを有するパケットは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へ分配される。この発明による方式においては、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１の推定送信所要時間とＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２の推定送信所要時間との合計が最小になるようにパケットが２つの無線リンクＭＬ１，ＭＬ２へ分配されるからである。
【０１１１】
その結果、この発明によってパケットを無線リンクＭＬ１，ＭＬ２へ分配したときのトータルの平均実効スループットは、無線リンクＭＬ２で減少するが、無線リンクＭＬ１の容量が拡大されるため、ラウンドロビン方式または重み付きラウンドロビン方式によってパケットを分配したときのトータルの平均実効スループットよりも高くなる。
【０１１２】
図１２は、各無線機１１〜１３のキュー１１Ａ，１２Ａ，１３Ａに保持されるパケットの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示す図である。図１２において、縦軸は、ＭＡＣ層のキューに保持されるパケットの平均データサイズを表し、横軸は、入力トラフィック量を表す。
【０１１３】
また、曲線ｋ１１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ１２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示す。更に、曲線ｋ１３は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へ重み付きラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ１４は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へ重み付きラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示す。更に、曲線ｋ１５は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へこの発明による方式によってパケットを分配したときの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ１６は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へこの発明による方式によってパケットを分配したときの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示す。
【０１１４】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へラウンドロビン方式によってパケットを分配したときのＭＡＣ層のキューに保持されるパケットの平均データサイズは、この発明による方式によってパケットを分配する場合に比べ、より低い入力トラフィック量で増加する（曲線ｋ１２，ｋ１６参照）。
【０１１５】
一方、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へラウンドロビン方式によってパケットを分配したときのＭＡＣ層のキューに保持されるパケットの平均データサイズは、公平なパケット分配のために入力トラフィック量が増加しても殆ど増加しない（曲線ｋ１１参照）。
【０１１６】
これは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へ分配されるパケット数が多く、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へ分配されるパケット数が少ないからである。
【０１１７】
重み付きラウンドロビン方式によってパケットを分配したときのＭＡＣ層のキューに保持されるパケットの平均データサイズは、ラウンドロビン方式によってパケットを分配した場合と殆ど同じである（曲線ｋ１１〜ｋ１４参照）。
【０１１８】
一方、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へこの発明による方式によってパケットを分配したときのＭＡＣ層のキューに保持されるパケットの平均データサイズは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へこの発明による方式によってパケットを分配したときのＭＡＣ層のキューに保持されるパケットの平均データサイズと似ている（曲線ｋ１５，ｋ１６参照）。これは、トラフィックが十分にロードバランスされた２つの無線リンクＭＬ１，ＭＬ２（ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンク）に分布していることを意味する。
【０１１９】
図１３は、入力トラフィック量が４Ｍｂｐｓから１４Ｍｂｐｓまで増加したときの平均遅延とスループットとの関係を示す図である。図１３において、縦軸は、平均遅延を表し、横軸は、スループットを表す。
【０１２０】
また、曲線ｋ１７は、ラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均遅延とスループットとの関係を示し、曲線ｋ１８は、重み付けラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均遅延とスループットとの関係を示し、曲線ｋ１９は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによってパケットを送信したときの平均遅延とスループットとの関係を示し、曲線ｋ２０は、この発明による方法によってパケットを分配したときの平均遅延とスループットとの関係を示す。
【０１２１】
この発明による方式によってパケットを無線リンクＭＬ１，ＭＬ２に分配して送信した場合のスループットは、ラウンドロビン、重み付きラウンドロビンおよび単一のＩＥＥＥ８０２．１１ａによってパケットを送信した場合のスループットよりも高く、この発明による方式によってパケットを無線リンクＭＬ１，ＭＬ２に分配して送信した場合の平均遅延は、ラウンドロビン、重み付きラウンドロビンおよび単一のＩＥＥＥ８０２．１１ａによってパケットを送信した場合の平均遅延よりも低い（曲線ｋ１７〜ｋ２０参照）。従って、この発明によるパケット分配方式を用いることによって、無線通信特性が向上する。
【０１２２】
図１４は、フェージングが生じる場合のスループットと入力トラフィック量との関係を示す図である。図１４の（ａ）において、縦軸は、平均スループットを表し、横軸は、入力トラフィック量を表す。また、曲線ｋ２１は、ラウンドロビン方式によってパケットを無線リンクＭＬ１，ＭＬ２に分配したときの平均スループットと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ２２は、重み付けラウンドロビン方式によってパケットを無線リンクＭＬ１，ＭＬ２に分配したときの平均スループットと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ２３は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによってパケットを送信したときの平均スループットと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ２４は、この発明による方法によってパケットを無線リンクＭＬ１，ＭＬ２に分配したときの平均スループットと入力トラフィック量との関係を示す。
【０１２３】
図１４の（ｂ）において、縦軸は、平均実効スループットを表し、横軸は、入力トラフィック量を表す。また、曲線ｋ２５は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ２６は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットと入力トラフィック量との関係を示す。更に、曲線ｋ２７は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へ重み付きラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ２８は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へ重み付きラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットと入力トラフィック量との関係を示す。更に、曲線ｋ２９は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へこの発明による方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ３０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へこの発明による方式によってパケットを分配したときの平均実効スループットと入力トラフィック量との関係を示す。
【０１２４】
図１４の（ａ）は、フェージングの度合いを示すライシャンファクターＫが“０”であるとき（ライシャンファクターＫの値が小さい方がフェージングが強いことを意味する）の平均スループットと入力トラフィック量との関係を示し、図１４の（ｂ）は、ライシャンファクターＫが“０”であるときの平均実効スループットと入力トラフィック量との関係を示す。
【０１２５】
全ての場合において、平均スループットは、フェージングによるパケットエラーのために低下する（曲線ｋ２１〜ｋ２４参照）。
【０１２６】
しかし、この発明による方式によってパケットを分配して送信した場合の平均スループットは、フェージングが生じている場合でも、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによってパケットを送信した場合の平均スループットよりも高い（曲線ｋ２３，ｋ２４参照）。
【０１２７】
図１４の（ｂ）に示す平均実効スループットは、図１１の（ｂ）に示す平均実効スループットとほぼ同じである。
【０１２８】
図１５は、フェージングが生じている場合に各無線機のキューに保持されるパケットの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示す図である。
【０１２９】
図１５において、縦軸は、ＭＡＣ層のキューに保持されるパケットの平均データサイズを表し、横軸は、入力トラフィック量を表す。
【０１３０】
また、曲線ｋ３１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ３２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示す。更に、曲線ｋ３３は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へ重み付きラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ３４は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へ重み付きラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示す。更に、曲線ｋ３５は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ１へこの発明による方式によってパケットを分配したときの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示し、曲線ｋ３６は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂによって無線通信を行なう無線リンクＭＬ２へこの発明による方式によってパケットを分配したときの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示す。
【０１３１】
フェージングが生じる場合にＭＡＣ層のキューに保持されるパケットの平均データサイズは、フェージングが生じない場合にＭＡＣ層のキューに保持されるパケットの平均データサイズと同じである（図１２参照）。
【０１３２】
図１６は、フェージングが生じている場合に入力トラフィック量が４Ｍｂｐｓから１４Ｍｂｐｓまで増加したときの平均遅延とスループットとの関係を示す図である。
【０１３３】
図１６において、縦軸は、平均遅延を表し、横軸は、スループットを表す。また、曲線ｋ３７は、ラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均遅延とスループットとの関係を示し、曲線ｋ３８は、重み付けラウンドロビン方式によってパケットを分配したときの平均遅延とスループットとの関係を示し、曲線ｋ３９は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａによってパケットを送信したときの平均遅延とスループットとの関係を示し、曲線ｋ４０は、この発明による方法によってパケットを分配したときの平均遅延とスループットとの関係を示す。
【０１３４】
この発明による方式によってパケットを無線リンクＭＬ１，ＭＬ２に分配して送信した場合のスループットは、ラウンドロビン、重み付きラウンドロビンおよび単一のＩＥＥＥ８０２．１１ａによってパケットを送信した場合のスループットよりも高く、この発明による方式によってパケットを無線リンクＭＬ１，ＭＬ２に分配して送信した場合の平均遅延は、ラウンドロビン、重み付きラウンドロビンおよび単一のＩＥＥＥ８０２．１１ａによってパケットを送信した場合の平均遅延よりも低い（曲線ｋ３７〜ｋ４０参照）。従って、この発明によるパケット分配方式は、フェージングが生じる無線通信環境においても、帯域を集約してパケットを高スループットで送信先へ送信するための有効なパケット分配方式である。
【０１３５】
上述したシミュレーション結果によって、この発明によるパケット分配方式は、異なる無線通信方式によって無線通信を行なう複数の無線機を用いて送信先へパケットを送信するときに高スループットでパケットを送信できる有効なパケット分配方式であることが実証された。
【０１３６】
なお、上記においては、コグニティブ基地局１および無線装置２〜５の各々は、３個の無線機１１〜１３を備えると説明したが、この発明においては、これに限らず、コグニティブ基地局１および無線装置２〜５の各々は、ｎ（ｎは２以上の整数）個の無線機を備えていればよい。そして、コグニティブ基地局１および無線装置２〜５の各々は、ｎ個の無線機の中から利用可能ｍ（ｍは１≦ｍ≦ｎを満たす整数）個の無線機を選択し、その選択したｍ個の無線機にＰｑ個（またはｍ＝ｌａ個）のパケットを上述した方法によって分配して送信先へ送信する。
【０１３７】
また、この発明においては、図８および図９に示すフローチャートに従ってパケットを利用可能な無線機（＝無線機１１〜１３のうち、時間資源ＲＴが正である無線機）に分配する分配モジュール１５は、「パケット分配手段」を構成する。
【０１３８】
更に、この発明においては、キュー１６は、「バッファ」を構成し、式（１），（２）に従って推定送信所要時間Ｔｅ（Ｐｎ，ｌｋ）を演算する分配モジュール１５は、「演算手段」を構成する。
【０１３９】
更に、この発明においては、推定送信所要時間の合計が最小になるようにパケットと無線機との最適組合せを決定する分配モジュール１５は、「決定手段」を構成する。
【０１４０】
最適組合せに従ってパケットを利用可能な無線機（＝無線機１１〜１３のうち、時間資源ＲＴが正である無線機）に分配する分配モジュール１５は、「割当手段」を構成する。
【０１４１】
更に、この発明においては、無線機１１〜１３の時間資源ＲＴ１１〜ＲＴ１３の全てが負であるときに一定値Ｔを時間資源ＲＴ１１〜ＲＴ１３に加算する処理は、「リセット処理」を構成する。
【０１４２】
更に、この発明においては、利用可能な無線機にパケットを分配したときに利用可能な無線機に与えられた時間資源ＲＴの現在の値からパケットを分配した無線機の推定送信所要時間を減算して利用可能な無線機に与えられた時間資源ＲＴの値を更新する処理は、「更新処理」を構成する。
【０１４３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
この発明は、無線デバイスの利用効率を考慮してパケットを分配可能な無線装置に適用される。また、この発明は、無線デバイスの利用効率を考慮してパケットを分配可能な無線装置を備えた無線ネットワークに適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】この発明の実施の形態による無線ネットワークの概略図である。
【図２】図１に示すコグニティブ基地局の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】送信所要時間の概念図である。
【図４】時間資源の概念を説明するための図である。
【図５】時間資源を用いたパケット分配の第１の例を示す図である。
【図６】時間資源を用いたパケット分配の第２の例を示す図である。
【図７】時間資源を用いたパケット分配の第３の例を示す図である。
【図８】パケットの分配動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】図８に示すステップＳ９の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】時間資源を変えたときのスループットと平均遅延との関係を示す図である。
【図１１】スループットと入力トラフィック量との関係を示す図である。
【図１２】各無線機のキューに保持されるパケットの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示す図である。
【図１３】入力トラフィック量が４Ｍｂｐｓから１４Ｍｂｐｓまで増加したときの平均遅延とスループットとの関係を示す図である。
【図１４】フェージングが生じる場合のスループットと入力トラフィック量との関係を示す図である。
【図１５】フェージングが生じている場合に各無線機のキューに保持されるパケットの平均データサイズと入力トラフィック量との関係を示す図である。
【図１６】フェージングが生じている場合に入力トラフィック量が４Ｍｂｐｓから１４Ｍｂｐｓまで増加したときの平均遅延とスループットとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１  コグニティブ基地局、２〜５  無線装置、１０  無線ネットワーク、１１〜１３  無線機、１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１６  キュー、１４  モニターモジュール、１５  分配モジュール、１７  通信モジュール、３０  コグニティブゲートウェイ、３１，４１  有線ケーブル、４０  ネットワーク。
【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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