(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に異なる複数の無線システムを装備し、各々が装備した無線システムを用いて無線通信を行なう複数の基地局と、
各々が前記複数の無線システムおよびマルチホップ無線システムから選択された少なくとも１つの無線システムを用いて前記複数の基地局の少なくとも１つの基地局にアクセスする複数の無線装置と、
前記複数の無線装置における待機トラフィック数が相対的に少なくなるように前記複数の無線システムおよび前記マルチホップ無線システムから少なくとも１つの無線システムを選択するとともに、前記選択した少なくとも１つの無線システムによる無線通信を行なうための経路を決定し、その決定した経路によって前記少なくとも１つの基地局にアクセスするように前記複数の無線装置を制御する制御手段とを備え、
前記待機トラフィック数は、１つの無線装置と前記１つの無線装置に隣接する無線装置との間のリンクにおける通信容量から前記１つの無線装置におけるトラフィックの平均発生率を減算した減算結果の逆数に前記平均発生率を乗算した乗算結果からなる、無線通信ネットワークシステム。
【請求項２】
前記制御手段を搭載し、前記制御手段によって決定された経路を選択するための経路選択情報を生成して前記複数の無線装置へ送信する経路制御局を更に備え、
前記複数の無線装置の各々は、
前記複数の基地局に対応して設けられ、前記異なる複数の無線システムを装備するとともに各々が装備した無線システムによる無線通信を行なうための経路を介して対応する基地局にアクセスする複数の無線モジュールと、
マルチホップ無線システムによる無線通信を実現するための経路を介して前記複数の基地局のいずれかにアクセスするマルチホップ無線モジュールと、
前記経路制御局からの経路選択情報によって示される経路を用いて、所望の基地局へアクセスするように前記複数の無線モジュールおよび前記マルチホップ無線モジュールを統合的に制御する制御モジュールとを含み、
前記制御モジュールは、前記経路制御局から送信された前記経路選択情報によって示された経路を用いて前記少なくとも１つの基地局にアクセスするように前記複数の無線モジュールおよび前記マルチホップ無線モジュールを統合的に制御する、請求項１に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項３】
前記経路制御局は、前記マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を少なくとも含む経路選択情報を生成して前記複数の無線装置へ送信する、請求項２に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項４】
前記経路制御局は、前記マルチホップ無線システムによる無線通信を用いない場合の当該無線通信ネットワークシステムにおける総待機トラフィック数と、前記複数の無線システムに含まれる第１の無線システムによる無線通信を行なうための経路から前記マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための第１の経路に切換えた場合の前記複数の無線装置における待機トラフィック数の最小値である第１の最小トラフィック数と、前記複数の無線システムに含まれる第２の無線システムによる無線通信を行なうための第２の経路と前記第１の経路とを同時に使用した場合の前記複数の無線装置における待機トラフィック数の最小値である第２の最小トラフィック数とを演算するとともに、前記演算した総待機トラフィック数と前記演算した第１および第２の最小トラフィック数とに基づいて、前記第１の経路、または前記第１および第２の経路を選択し、その選択した経路を示す経路選択情報を生成して前記複数の無線装置へ送信する、請求項２または請求項３に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項５】
前記経路制御局は、前記第１の最小トラフィック数が前記総待機トラフィック数および前記第２の最小トラフィック数よりも小さいとき、前記第１の経路を示す経路選択情報を生成して前記複数の無線装置へ送信する、請求項４に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項６】
前記経路制御局は、前記第２の最小トラフィック数が前記総待機トラフィック数および前記第１の最小トラフィック数よりも小さいとき、前記同時に使用される第１および第２の経路を示す経路選択情報を生成して前記複数の無線装置へ送信する、請求項４に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項７】
前記複数の無線システムは、無線通信領域の広さが相互に異なり、
前記第２の経路は、前記複数の無線システムのうち前記無線通信領域が相対的に狭い無線システムによる無線通信を行なうための経路である、請求項６に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項８】
前記複数の無線システムは、通信速度が相互に異なり、
前記第２の経路は、前記複数の無線システムのうち前記通信速度が相対的に速い無線システムによる無線通信を行なうための経路である、請求項６に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項９】
前記制御手段は、
前記複数の無線装置における待機トラフィック数が相対的に少なくなるように前記マルチホップ無線システムを少なくとも選択する選択手段と、
前記マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路の探索を指示する指示手段と、
前記指示手段からの指示に応じて、前記マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索する経路探索手段とを含み、
前記複数の無線装置の各々は、前記選択手段によって前記マルチホップ無線システムが選択されると、前記経路探索手段によって探索された経路に沿って前記少なくとも１つの基地局へアクセスする、請求項１に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項１０】
前記複数の基地局は、
無線通信領域が最も広い広域基地局と、
前記広域基地局の無線通信領域内に配置され、各々が前記広域基地局の無線通信領域よりも狭い無線通信領域を有する複数の狭域基地局とを含み、
前記選択手段および前記指示手段は、前記広域基地局に搭載され、
前記経路探索手段は、前記複数の無線装置および前記複数の狭域基地局に搭載され、各々が当該無線装置または当該狭域基地局における待機トラフィック数が最小となる経路を探索する複数の探索手段を含み、
前記指示手段は、前記経路の探索を前記複数の探索手段に指示し、
前記複数の探索手段の各々は、前記指示手段から前記指示を受信すると、自己が搭載された無線装置または狭域基地局における待機トラフィック数の初期値を生成して自己以外の全ての探索手段へ送信する第１の探索処理と、自己以外の他の探索手段から前記初期値を受信すると、その受信した初期値を用いて自己が搭載された無線装置または狭域基地局における少なくとも１つの待機トラフィック数を演算するとともに、その演算した少なくとも１つの待機トラフィック数のうち最小の待機トラフィック数である第１の待機トラフィック数を検出し、その検出した第１の待機トラフィック数を自己以外の全ての探索手段へ送信する第２の探索処理と、自己以外の他の探索手段から前記第１の待機トラフィック数を受信すると、その受信した第１の待機トラフィック数を用いて自己が搭載された無線装置または狭域基地局における少なくとも１つの待機トラフィック数を演算するとともに、その演算した少なくとも１つの待機トラフィック数のうち最小の待機トラフィック数である第２の待機トラフィック数を検出し、その検出した第２の待機トラフィックによって自己が搭載された無線装置または狭域基地局における最小の待機トラフィック数を更新し、前記第２の待機トラフィック数を自己以外の全ての探索手段へ送信する更新処理を繰り返し行なう第３の探索処理とを行ない、
前記複数の無線装置および前記複数の狭域基地局の各々は、前記最小の待機トラフィック数を有する経路を用いて前記マルチホップ無線システムによる無線通信を行なう、請求項９に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項１１】
前記指示手段は、前記待機トラフィック数の上限値を前記複数の無線装置および前記狭域基地局へ送信し、
前記複数の探索手段の各々は、前記上限値以下の待機トラフィック数の中から前記第１および第２の待機トラフィック数を検出し、前記第２および／または第３の探索処理において演算した少なくとも１つの待機トラフィック数の全てが前記上限値を越えたとき、前記第１および／または第２の待機トラフィック数の送信を中止し、
前記複数の無線装置および前記狭域基地局の各々は、自己における探索手段が前記第１および／または第２の待機トラフィック数の送信を中止したとき、前記マルチホップ無線システムによる無線通信を中止する、請求項１０に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項１２】
前記指示手段は、前記第１から第３の探索処理を行なうための一定期間を前記複数の無線装置および前記狭域基地局へ送信し、
前記複数の探索手段の各々は、経路の探索を行なう期間が前記一定期間に達したとき、前記第１から第３の探索処理を停止する、請求項１０または請求項１１に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項１３】
前記一定期間は、前記複数の基地局および前記複数の無線装置の総数が相対的に多いとき、相対的に短い期間に設定され、前記複数の基地局および前記複数の無線装置の総数が相対的に少ないとき、相対的に長い期間に設定される、請求項１２に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項１４】
前記指示手段は、前記更新処理の回数を前記複数の無線装置および前記狭域基地局へ送信し、
前記複数の探索手段の各々は、更新回数が前記更新処理の回数に達するまで前記更新処理を繰り返し行なう、請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載の無線通信ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信ネットワークシステムに関し、特に、無線通信環境に適した無線システムを異なる複数の無線システムから選択して無線通信を行なう無線通信ネットワークシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＩＥＥＥ８０２系の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の多様な無線システムの利用拡大が進んでいる。また、ユビキタス通信においては、センサーネットワークが構成され、ＺｉｇＢｅｅ等の近距離無線システムの利用も予想される。
【０００３】
このような、無線システムは、利用拡大と多様化とが急速に進み、異なる周波数帯域および異なる通信方式を持つ多様な無線システムが混在する無線通信環境となりつつあり、多様なアプリケーションの利用が期待されている。
【０００４】
一方、無線リソースは、有限であるため、無線システムの利用拡大と多様化に従い、無線リソースの枯渇が懸念される。この問題を解決する技術として、コグニティブ無線技術が提案されている（非特許文献１）。
【０００５】
そして、コグニティブ無線技術は、異なる複数の無線システムを装備した基地局と、同様に異なる複数の無線システムを装備した端末とのネットワークにおいて、無線通信状況およびユーザ要求に応じて、複数の無線システムを適宜使い分け、または同時に利用する技術である。
【非特許文献１】原田，“コグニティブ無線を利用した通信システムに関する基礎検討”，信学技報，ＳＲ２００５−１７，ｐｐ．１１７−１２４，２００５．
【非特許文献２】D. Bertsekas, and R. Gallager, Data Networks, Prentice-Hall Inc 1987.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、現在のコグニティブ無線ネットワークにおいては、複数の無線システムの各々は、端末と基地局との間で、直接、無線通信を行なうものであるため、各端末が所望の基地局に高能率でアクセスすることが困難であるという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、所望の基地局に高能率でアクセス可能な無線通信ネットワークシステム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、無線通信ネットワークシステムは、複数の基地局と、複数の無線装置と、制御手段とを備える。複数の基地局は、相互に異なる複数の無線システムを装備し、各々が装備した無線システムを用いて無線通信を行なう。複数の無線装置は、各々が複数の無線システムおよびマルチホップ無線システムから選択された少なくとも１つの無線システムを用いて複数の基地局の少なくとも１つの基地局にアクセスする。制御手段は、複数の無線装置における待機トラフィック数が相対的に少なくなるように複数の無線システムおよびマルチホップ無線システムから少なくとも１つの無線システムを選択するとともに、選択した少なくとも１つの無線システムによる無線通信を行なうための経路を決定し、その決定した経路によって少なくとも１つの基地局にアクセスするように複数の無線装置を制御する。
【０００９】
好ましくは、無線通信ネットワークシステムは、経路制御局を更に備える。経路制御局は、制御手段を搭載し、制御手段によって決定された経路を選択するための経路選択情報を生成して複数の無線装置へ送信する。複数の無線装置の各々は、複数の無線モジュールと、マルチホップ無線モジュールと、制御モジュールとを含む。複数の無線モジュールは、複数の基地局に対応して設けられ、異なる複数の無線システムを装備するとともに各々が装備した無線システムによる無線通信を行なうための経路を介して対応する基地局にアクセスする。マルチホップ無線モジュールは、マルチホップ無線システムによる無線通信を実現するための経路を介して複数の基地局のいずれかにアクセスする。制御モジュールは、経路制御局からの経路選択情報によって示される経路を用いて、所望の基地局へアクセスするように複数の無線モジュールおよびマルチホップ無線モジュールを統合的に制御する。そして、制御モジュールは、より好ましくは、経路制御局から送信された経路選択情報によって示された経路を用いて少なくとも１つの基地局にアクセスするように複数の無線モジュールおよびマルチホップ無線モジュールを統合的に制御する。
【００１０】
好ましくは、経路制御局は、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を少なくとも含む経路選択情報を生成して複数の無線装置へ送信する。
【００１１】
好ましくは、経路制御局は、マルチホップ無線システムによる無線通信を用いない場合の当該無線通信ネットワークシステムにおける総待機トラフィック数と、複数の無線システムに含まれる第１の無線システムによる無線通信を行なうための経路からマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための第１の経路に切換えた場合の複数の無線装置における待機トラフィック数の最小値である第１の最小トラフィック数と、複数の無線システムに含まれる第２の無線システムによる無線通信を行なうための第２の経路と第１の経路とを同時に使用した場合の複数の無線装置における待機トラフィック数の最小値である第２の最小トラフィック数とを演算するとともに、演算した総待機トラフィック数と演算した第１および第２の最小トラフィック数とに基づいて、第１の経路、または第１および第２の経路を選択し、その選択した経路を示す経路選択情報を生成して複数の無線装置へ送信する。
【００１２】
好ましくは、経路制御局は、第１の最小トラフィック数が総待機トラフィック数および第２の最小トラフィック数よりも小さいとき、第１の経路を示す経路選択情報を生成して複数の無線装置へ送信する。
【００１３】
好ましくは、経路制御局は、第２の最小トラフィック数が総待機トラフィック数および第１の最小トラフィック数よりも小さいとき、同時に使用される第１および第２の経路を示す経路選択情報を生成して複数の無線装置へ送信する。
【００１４】
好ましくは、複数の無線システムは、無線通信領域の広さが相互に異なる。第２の経路は、複数の無線システムのうち無線通信領域が相対的に狭い無線システムによる無線通信を行なうための経路である。
【００１５】
好ましくは、複数の無線システムは、通信速度が相互に異なる。第２の経路は、複数の無線システムのうち通信速度が相対的に速い無線システムによる無線通信を行なうための経路である。
【００１６】
好ましくは、制御手段は、選択手段と、指示手段と、経路探索手段とを含む。選択手段は、複数の無線装置における待機トラフィック数が相対的に少なくなるようにマルチホップ無線システムを少なくとも選択する。指示手段は、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路の探索を指示する。経路探索手段は、指示手段からの指示に応じて、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索する。そして、複数の無線装置の各々は、選択手段によってマルチホップ無線システムが選択されると、経路探索手段によって探索された経路に沿って少なくとも１つの基地局へアクセスする。
【００１７】
好ましくは、複数の基地局は、広域基地局と、複数の狭域基地局とを含む。広域基地局は、無線通信領域が最も広い基地局である。複数の狭域基地局は、広域基地局の無線通信領域内に配置され、各々が広域基地局の無線通信領域よりも狭い無線通信領域を有する。選択手段および指示手段は、広域基地局に搭載される。経路探索手段は、複数の探索手段を含む。複数の探索手段は、複数の無線装置および複数の狭域基地局に搭載され、各々が当該無線装置または当該狭域基地局における待機トラフィック数が最小となる経路を探索する。指示手段は、経路の探索を複数の探索手段に指示する。複数の探索手段の各々は、指示手段から指示を受信すると、自己が搭載された無線装置または狭域基地局における待機トラフィック数の初期値を生成して自己以外の全ての探索手段へ送信する第１の探索処理と、自己以外の他の探索手段から初期値を受信すると、その受信した初期値を用いて自己が搭載された無線装置または狭域基地局における少なくとも１つの待機トラフィック数を演算するとともに、その演算した少なくとも１つの待機トラフィック数のうち最小の待機トラフィック数である第１の待機トラフィック数を検出し、その検出した第１の待機トラフィック数を自己以外の全ての探索手段へ送信する第２の探索処理と、自己以外の他の探索手段から第１の待機トラフィック数を受信すると、その受信した第１の待機トラフィック数を用いて自己が搭載された無線装置または狭域基地局における少なくとも１つの待機トラフィック数を演算するとともに、その演算した少なくとも１つの待機トラフィック数のうち最小の待機トラフィック数である第２の待機トラフィック数を検出し、その検出した第２の待機トラフィックによって自己が搭載された無線装置または狭域基地局における最小の待機トラフィック数を更新し、第２の待機トラフィック数を自己以外の全ての探索手段へ送信する更新処理を繰り返し行なう第３の探索処理とを行なう。複数の無線装置および複数の狭域基地局の各々は、最小の待機トラフィック数を有する経路を用いてマルチホップ無線システムによる無線通信を行なう。
【００１８】
好ましくは、指示手段は、待機トラフィック数の上限値を複数の無線装置および狭域基地局へ送信する。複数の探索手段の各々は、上限値以下の待機トラフィック数の中から第１および第２の待機トラフィック数を検出し、第２および／または第３の探索処理において演算した少なくとも１つの待機トラフィック数の全てが上限値を越えたとき、第１および／または第２の待機トラフィック数の送信を中止する。複数の無線装置および狭域基地局の各々は、自己における探索手段が第１および／または第２の待機トラフィック数の送信を中止したとき、マルチホップ無線システムによる無線通信を中止する。
【００１９】
好ましくは、指示手段は、第１から第３の探索処理を行なうための一定期間を複数の無線装置および狭域基地局へ送信する。複数の探索手段の各々は、経路の探索を行なう期間が一定期間に達したとき、第１から第３の探索処理を停止する。
【００２０】
好ましくは、一定期間は、複数の基地局および複数の無線装置の総数が相対的に多いとき、相対的に短い期間に設定され、複数の基地局および複数の無線装置の総数が相対的に少ないとき、相対的に長い期間に設定される。
【００２１】
好ましくは、指示手段は、更新処理の回数を複数の無線装置および狭域基地局へ送信する。複数の探索手段の各々は、更新回数が更新処理の回数に達するまで更新処理を繰り返し行なう。
【発明の効果】
【００２２】
この発明による無線通信ネットワークシステムにおいては、待機トラフィック数が相対的に小さくなるように複数の無線システムおよびマルチホップ無線システムから少なくとも１つの無線システムが選択され、その選択された少なくとも１つの無線システムによる無線通信を行なうための経路を用いて所望の基地局へのアクセスが行なわれる。
【００２３】
従って、この発明によれば、所望の基地局に高能率でアクセスできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による無線通信ネットワークシステムの概略図である。無線通信ネットワークシステム１００は、無線ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）端末１〜４と、無線ＬＡＮ端末５，６と、無線ＷＡＮ基地局１０と、無線ＬＡＮ基地局２０，３０と、経路制御局４０とを備える。
【００２６】
無線ＬＡＮ端末５および無線ＬＡＮ基地局２０は、無線ＬＡＮセル６０内に存在し、無線ＬＡＮ端末６および無線ＬＡＮ基地局３０は、無線ＬＡＮセル７０内に存在する。そして、無線ＬＡＮ端末５，６は、無線ＬＡＮシステムによってそれぞれ無線ＬＡＮ基地局２０，３０にアクセスする。
【００２７】
無線ＷＡＮ端末１〜４、無線ＬＡＮ端末５，６、無線ＷＡＮ基地局１０、および無線ＬＡＮ基地局２０，３０は、無線ＷＡＮセル８０内に存在する。そして、無線ＷＡＮ端末１〜４は、無線ＷＡＮ基地局１０に独立にアクセスする。
【００２８】
無線ＷＡＮ基地局１０、無線ＬＡＮ基地局２０，３０および経路制御局４０は、それぞれ、有線ケーブル４１〜４４によってインターネット等のネットワーク５０に接続される。また、端末５１〜５４は、パーソナルコンピュータおよびサーバ等からなり、ネットワーク５０に接続される。
【００２９】
無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々は、自己のＩＤを含むＨｅｌｌｏパケットを定期的に送信するとともに、自己に隣接する無線ＬＡＮ端末または無線ＷＡＮ端末のＩＤからなる隣接端末リストと自己におけるトラフィック発生率とを無線ＷＡＮ基地局１０または無線ＬＡＮ基地局２０，３０へ送信する。
【００３０】
また、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々は、後述するように、複数の無線システムおよびマルチホップ無線システムを装備し、経路制御局４０からの指示に従って、装備した複数の無線システムおよびマルチホップ無線システムを適宜使い分け、または同時に使用して所望の基地局にアクセスする。
【００３１】
無線ＷＡＮ基地局１０または無線ＬＡＮ基地局２０，３０は、無線ＷＡＮ端末１〜４または無線ＬＡＮ端末５，６から隣接端末リストおよびトラフィック発生率を受信し、その受信した隣接端末リストおよびトラフィック発生率を有線ケーブル４１〜４４を介して経路制御局４０へ送信する。
【００３２】
経路制御局４０は、無線ＷＡＮ基地局１０または無線ＬＡＮ基地局２０，３０から隣接端末リストおよびトラフィック発生率を受信し、その受信した隣接端末リストに基づいて、無線通信ネットワークシステム１００における無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６のトポロジーを作成する。そして、経路制御局４０は、その作成したトポロジーと、受信したトラフィック発生率とに基づいて、後述する方法によって、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々が所望の基地局にアクセスするときの経路を選択し、その選択した経路を含む経路選択情報を生成して無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６へ送信する。
【００３３】
なお、無線通信ネットワークシステム１００は、次の特徴を有する。
【００３４】
（Ａ）無線ＷＡＮ基地局１０がカバーする通信領域であるアクセスネットワーク内に、１個以上の無線ＬＡＮ基地局が一様に分布する。そして、いずれの無線ＬＡＮ基地局も、共通のアクセスネットワークに収容される。
【００３５】
（Ｂ）無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６は、無線ＷＡＮ基地局１０および無線ＬＡＮ基地局２０，３０と通信可能であり、マルチホップ端末間通信機能と、マルチホップ端末間通信から無線ＷＡＮ基地局１０または無線ＬＡＮ基地局２０，３０へ中継する機能とを有する。
【００３６】
（Ｃ）無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６は、無線ＷＡＮ基地局１０へのアクセス、無線ＬＡＮ基地局２０，３０へのアクセスおよびマルチホップ端末間通信の３種類の通信を同時に実施可能であり、これらの３種類の通信にトラフィックを分岐する機能を有する。
【００３７】
図２は、図１に示す無線ＷＡＮ端末１の構成を示す概略ブロック図である。無線ＷＡＮ端末１は、アンテナ１１と、無線モジュール１２〜１４と、スイッチング手段１５と、コントローラ１６と、アプリケーションプロセッサ１７と、バスＢＳとを含む。
【００３８】
スイッチング手段１５、コントローラ１６およびアプリケーションプロセッサ１７は、バスＢＳによって相互に接続される。無線モジュール１２〜１４は、スイッチング手段１５に接続される。
【００３９】
アンテナ１１は、無線通信空間を介して他の無線ＷＡＮ端末または無線ＬＡＮ端末からデータを受信し、その受信したデータを無線モジュール１２〜１４の少なくとも１つへ出力するとともに、無線モジュール１２〜１４の少なくとも１つからのデータを無線通信空間を介して他の無線ＷＡＮ端末または無線ＬＡＮ端末へ送信する。
【００４０】
無線モジュール１２〜１４は、それぞれ、異なる無線システムを装備する。より具体的には、無線モジュール１２は、無線ＷＡＮシステム（ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ）を装備し、無線モジュール１３は、無線ＬＡＮシステム（ＩＥＥＥ８０２．１１ｇまたはＩＥＥＥ８０２．１１ｊ）を装備し、無線モジュール１４は、複数の端末を介して無線通信を行なうマルチホップ無線システムを装備する。
【００４１】
そして、無線モジュール１２は、無線ＷＡＮシステムを用いてアンテナ１１を介して無線ＷＡＮ基地局１０と無線通信を行なう。この場合、無線モジュール１２は、２〜１１ＧＨｚの周波数、約１５Ｍｂｐｓの伝送速度、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の変調方式およびＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）のアクセス方式を用いる。
【００４２】
また、無線モジュール１３は、無線ＬＡＮシステムを用いてアンテナ１１を介して無線ＬＡＮ基地局２０または３０と無線通信を行なう。この場合、無線モジュール１３は、２．４ＧＨｚの周波数、５４Ｍｂｐｓの伝送速度、ＯＦＤＭの変調方式およびＣＳＭＡ／ＣＡのアクセス方式を用いる。
【００４３】
更に、無線モジュール１４は、マルチホップ無線システムを用いて、無線ＷＡＮ基地局１０および無線ＬＡＮ基地局２０，３０のいずれかを送信先とする無線通信経路を確立し、その確立した無線通信経路を介して送信先と無線通信を行なう。この場合、無線モジュール１４は、２．４ＧＨｚの周波数、１１Ｍｂｐｓの伝送速度、ＤＳＳＳ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）の変調方式およびＣＡＭＡ／ＣＡのアクセス方式を用いる。
【００４４】
このように、無線モジュール１２〜１４は、相互に異なる無線システムを装備し、その装備した無線システムを用いて、スイッチング手段１５から受けたパケットをスイッチング手段１５からの制御に従って単独または同時に送信する。
【００４５】
スイッチング手段１５は、バスＢＳを介してコントローラ１６から経路選択情報を受け、その受けた経路選択情報によって示された経路を用いて所望の基地局（無線ＷＡＮ基地局１０および無線ＬＡＮ基地局２０，３０のいずれか）にアクセスするように無線モジュール１２〜１４を統合的に制御する。この場合、「統合的に制御する」とは、３個の無線モジュール１２〜１４から選択した少なくとも１つの無線モジュールによって無線通信を実現するように無線モジュール１２〜１４を全体的に制御することを言う。
【００４６】
そして、スイッチング手段１５は、経路選択情報によって示された経路を用いて無線通信を行なう無線モジュール（無線モジュール１２〜１４の少なくとも１つの無線モジュール）へアプリケーションプロセッサ１７から受けたパケットを送信する。
【００４７】
コントローラ１６は、他の無線ＷＡＮ端末または他の無線ＬＡＮ端末からＨｅｌｌｏメッセージを受信するとともに、その受信したＨｅｌｌｏメッセージから他の無線ＷＡＮ端末のＩＤまたは他の無線ＬＡＮ端末のＩＤを抽出し、その抽出したＩＤからなる隣接端末リストを作成する。
【００４８】
また、コントローラ１６は、無線ＷＡＮ端末１におけるトラフィック発生率を取得する。
【００４９】
更に、コントローラ１６は、経路制御局４０から経路選択情報を受信し、その受信した経路選択情報をスイッチング手段１５へ送信する。
【００５０】
アプリケーションプロセッサ１７は、パケットを生成し、その生成したパケットをスイッチング手段１５へ送信する。
【００５１】
なお、図１に示す無線ＷＡＮ端末２〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々も、図２に示す無線ＷＡＮ端末１の構成と同じ構成からなる。
【００５２】
図３は、図１に示す無線ＷＡＮ基地局１０の一部の構成を示す概略図である。無線ＷＡＮ基地局１０は、図２に示す無線ＷＡＮ端末１の無線モジュール１４を削除したものであり、その他は、無線ＷＡＮ端末１の構成と同じである。
【００５３】
無線ＷＡＮ基地局１０においては、無線モジュール１２は、無線ＷＡＮシステムを用いて無線ＷＡＮ端末１〜４と無線通信を行なうとともにマルチホップ無線システムを用いたマルチホップ無線通信によるパケットを無線ＷＡＮ端末１〜４から受信し、無線モジュール１３は、無線ＬＡＮシステムを用いて無線ＬＡＮ端末５，６と無線通信を行なうとともにマルチホップ無線システムを用いたマルチホップ無線通信によるパケットを無線ＬＡＮ端末５，６から受信する。
【００５４】
図１に示す無線ＬＡＮ基地局２０，３０の各々も、図３に示す無線ＷＡＮ基地局１０と同じ構成からなる。
【００５５】
図１に示す無線通信ネットワークシステム１００においては、無線ＷＡＮ端末１〜４、無線ＬＡＮ端末５，６、無線ＷＡＮ基地局１０および無線ＬＡＮ基地局２０，３０の各々は、自己のＩＤを含むＨｅｌｌｏメッセージを生成して定期的に送信する。そして、無線ＷＡＮ端末１〜４、無線ＬＡＮ端末５，６、無線ＷＡＮ基地局１０および無線ＬＡＮ基地局２０，３０の各々は、隣接する端末または基地局からＨｅｌｌｏメッセージを受信し、その受信したＨｅｌｌｏメッセージから隣接する端末または基地局のＩＤを抽出するとともに、その抽出したＩＤからなる隣接端末リストを作成する。
【００５６】
また、無線ＷＡＮ端末１〜４、無線ＬＡＮ端末５，６、無線ＷＡＮ基地局１０および無線ＬＡＮ基地局２０，３０の各々は、自己におけるトラフィック発生率を演算する。
【００５７】
そうすると、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６は、その演算したトラフィック発生率と、作成した隣接端末リストとを無線ＷＡＮ基地局１０または無線ＬＡＮ基地局２０，３０へ送信する。また、無線ＷＡＮ基地局１０は、無線ＷＡＮ端末１〜４から受信した隣接端末リストおよびトラフィック発生率と、自己が作成した隣接端末リストおよびトラフィック発生率とを有線ケーブル４１，４４を介して経路制御局４０へ送信する。更に、無線ＬＡＮ基地局２０，３０は、無線ＬＡＮ端末５，６から受信した隣接端末リストおよびトラフィック発生率と、自己が作成した隣接端末リストおよびトラフィック発生率とを有線ケーブル４２〜４４を介して経路制御局４０へ送信する。
【００５８】
そして、経路制御局４０は、無線ＷＡＮ基地局１０および無線ＬＡＮ基地局２０，３０から隣接端末リストおよびトラフィック発生率を受信するとともに、その受信した隣接端末リストに基づいて、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６のトポロジーを認識し、その認識したトポロジーと、受信したトラフィック発生率とに基づいて、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６における待機トラフィック数が最小になるように経路を選択し、その選択した経路を示す経路選択情報を生成する。そうすると、経路制御局４０は、その生成した経路選択情報を無線ＷＡＮ基地局１０を介して無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６へ送信する。
【００５９】
即ち、この発明においては、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々が所望の基地局へアクセスする場合、経路制御局４０は、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６における待機トラフィック数が最小になるように、無線ＷＡＮシステム、無線ＬＡＮシステムおよびマルチホップ無線システムの少なくとも１つを選択し、その選択した少なくとも１つの無線システムによる無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を作成して無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６へ送信する。
【００６０】
そして、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６における待機トラフィック数が相対的に少なくなる場合としては、次の２つの無線通信方式を用いる場合がある。
【００６１】
（ＭＴＨ１）無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６のいずれかと無線ＷＡＮ基地局１０との間の直接通信をマルチホップ無線通信に切換えて無線通信を行なう無線通信方式。
【００６２】
（ＭＴＨ２）無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６のいずれかと無線ＬＡＮ基地局２０，３０との直接通信と、マルチホップ無線通信との両方を併用する無線通信方式。
【００６３】
以下、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６のいずれかが所望の基地局に高能率でアクセスする場合の無線通信方式ＭＴＨ１，ＭＴＨ２の有効性について説明する。
【００６４】
まず、無線通信方式ＭＴＨ１，ＭＴＨ２の有効性を検証するための数理モデルについて説明する。
【００６５】
［数理モデル］
無線通信方式ＭＴＨ１，ＭＴＨ２の有効性を検証するために、次の３つの経路が定義された。
【００６６】
（Ｒ１）Ｗ−経路
Ｗ−経路は、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６のいずれかと無線ＷＡＮ基地局１０との間の直接通信による経路であり、単一リンクからなる。
【００６７】
（Ｒ２）Ｌ−経路
Ｌ−経路は、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６のいずれかと無線ＬＡＮ基地局２０，３０との間の直接通信による経路であり、単一リンクからなる。
【００６８】
（Ｒ３）端末連携アクセス経路
端末連携アクセス経路は、端末間のマルチホップ無線通信による基地局までの通信経路であり、複数のリンクが連結構成される。なお、以下においては、端末連携アクセス経路は、「マルチホップ無線通信経路」とも言う。
【００６９】
図１に示す無線通信ネットワークシステム１００は、多数の端末から構成され、個々の端末におけるトラフィックは、無線通信ネットワークシステム１００全体のトラフィックよりも十分に小さいと考えられる。
【００７０】
従って、上記の各経路Ｒ１〜Ｒ３を構成するリンクをＭ／Ｍ／１の待ち行列システムとして見なし、各リンクのコストを用いて無線通信方式ＭＴＨ１，２の有効性を検証する。
【００７１】
但し、検証においては、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６のモビリティ、および再送などのプロトコルメカニズムを考慮せず、マルチホップ無線通信においては通信の分岐は行なわないものとする。
【００７２】
図４は、単一リンクおよび連結リンクを説明するための概念図である。Ｍ／Ｍ／１の待ち行列システムに従って、データの到着間隔は、ポアソン過程であり、そのデータの転送時間は、指数分布に従うものとする。
【００７３】
この場合、端末ｉにおけるデータの平均到着率、即ち、トラフィックの平均発生率をＦｉ（Ｍｂｐｓ）とする。また、端末ｉと端末ｊとの間の通信容量をＣｉｊ（Ｍｂｐｓ）とすると、データの平均転送率はＣｉｊとなり、このリンクにおけるコストｄｉｊは、次式によって表される（図４の（ａ）参照）。
【００７４】
【数１】
0004761306.tif 000002
【００７５】
式（１）は、リンクの平均通信遅延時間１／（Ｃｉｊ−Ｆｉ）にトラフィックＦｉを乗じた関数であり、リンク内のトラフィック数となる。従って、この発明においては、コストｄｉｊとは、「リンク内のトラフィック数」を言う。
【００７６】
そして、コストｄｉｊは、通信容量の小さいリンクに大きなトラフィックを発生させると大きくなり、通信容量に応じてトラフィックを適切に配分すると小さくなる。
【００７７】
次に、単一リンクを連結した複数リンク（図４の（ｂ）参照）における平均通信遅延時間は、Ｂｕｒｋｅの定理（非特許文献２）およびＪａｃｋｓｏｎの定理（非特許文献２）から単一リンクの平均通信遅延時間の和として求められる。また、各端末におけるトラフィックは、転送されて到着するトラフィックと個々の端末内で発生するトラフィックの合計として考える。
【００７８】
そうすると、複数リンクの連結による経路のコストは、次式によって表される。
【００７９】
【数２】
0004761306.tif 000003
【００８０】
図５は、分岐リンクを説明するための概念図である。端末から複数の端末へトラフィックを分配（分岐）してトラフィックを転送する場合の各リンクのコストは、次式によって表される（図５参照）。
【００８１】
【数３】
0004761306.tif 000004
【００８２】
但し、ｐｉｊは、トラフィックＦｉが端末ｉから端末ｊへ振り分けられる割合であり、ｐｉｋは、トラフィックＦｉが端末ｉから端末ｋへ振り分けられる割合であり、ｐｉｘは、トラフィックＦｉが端末ｉから端末ｘへ振り分けられる割合である。
【００８３】
上述した各リンクにおける通信容量Ｃｉｊは、電波特性に強く依存するが、この発明においては、次の方法によって各リンクにおける通信容量Ｃｉｊを設定する。
【００８４】
（ａ）Ｌ−経路およびＷ−経路の各々の通信容量Ｃｉｊは、無線ＬＡＮセル６０，７０および無線ＷＡＮセル８０内の端末数分の１によって表される。
【００８５】
（ｂ）マルチホップ無線通信による経路の通信容量Ｃｉｊは、（ホップ数×同一セル内で中継するマルチホップ経路数）分の１によって表される。
【００８６】
（ｃ）マルチホップ無線通信による経路のカバレッジ（端末数×（面積／端末）に通信カバレッジを加えた面積）の総和が無線ＷＡＮシステムのカバレッジを超えた場合、マルチホップ無線通信による経路の通信容量Ｃｉｊは、（ホップ数×同一セル内で中継するマルチホップ経路数）分の１×無線ＷＡＮカバレッジ／（マルチホップ経路のカバレッジの総和）によって表される。
【００８７】
マルチホップ無線通信による経路を評価するために、経路選択において用いられる各リンクのコスト（＝待機トラフィック数）を用いて無線通信ネットワークシステム１００全体の総コストＧを次の式によって求める。
【００８８】
【数４】
0004761306.tif 000005
【００８９】
式（４）において、Ｎは、リンク総数である。
【００９０】
上述した数理モデルを用いた無線通信方式ＭＴＨ１，ＭＴＨ２の有効性の検証について説明する。
【００９１】
［数理モデルを用いた検証］
無線通信方式ＭＴＨ１，ＭＴＨ２の有効性の検証においては、１つの無線ＷＡＮ基地局１０と、無線ＷＡＮセル８０内に一様に分布した複数の無線ＬＡＮ基地局２０，３０と、無線ＷＡＮセル８０内に一様に分布した無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６とからなる無線通信ネットワークシステム１００を考える。
【００９２】
そして、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々は、無線通信ネットワークシステム１００において、上述した３個の経路Ｒ１〜Ｒ３を次のように形成する。
【００９３】
無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々は、無線ＬＡＮセル６０，７０内に存在する場合、無線ＬＡＮ基地局２０，３０に接続してＬ−経路を形成する。
【００９４】
また、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々は、無線ＬＡＮセル６０，７０内に存在しない場合、無線ＷＡＮ基地局１０に接続してＷ−経路を形成する。
【００９５】
更に、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々は、Ｌ−経路と異なる無線ＬＡＮシステムを用いて通信可能な隣接端末と接続し、マルチホップ無線通信経路を形成する。
【００９６】
なお、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６において発生するトラフィックは、同一であるとする。
【００９７】
そうすると、無線通信ネットワークシステム１００における評価関数は、次式のようになる。
【００９８】
【数５】
0004761306.tif 000006
【００９９】
但し、ＤＷは、各Ｗ−経路のコストの総和であり、ＤＬは、各Ｌ−経路のコストの総和であり、ＤＴは、各マルチホップ無線通信経路のコストの総和である。
【０１００】
（無線通信方式ＭＴＨ１の有効性）
Ｗ−経路をマルチホップ無線通信経路に切換えた場合を検証する。図６は、Ｗ−経路からマルチホップ無線通信経路への切換えを示す概念図である。マルチホップ無線通信経路は、ホップ数に応じて、ホップ数と同じ台数の無線ＷＡＮ端末と１台の無線ＬＡＮ端末とを連結して構成される。
【０１０１】
また、マルチホップ無線通信経路を構成する端末のトラフィックは、マルチホップ無線通信経路により無線ＬＡＮ基地局２０，３０へ転送することとする。即ち、図６に示すように、１つのマルチホップ無線通信経路（無線ＷＡＮ端末２−無線ＷＡＮ端末３−無線ＷＡＮ端末４−無線ＬＡＮ端末５）は、その経路のホップ数分の無線ＷＡＮ端末２〜４のＷ−経路をマルチホップ無線通信経路に切換えることによって形成される。
【０１０２】
この場合、無線ＷＡＮシステム、無線ＬＡＮシステムおよびマルチホップ無線システムのコストは、それぞれ、次の式（６）〜（８）によって表される。
【０１０３】
【数６】
0004761306.tif 000007
【０１０４】
【数７】
0004761306.tif 000008
【０１０５】
【数８】
0004761306.tif 000009
【０１０６】
但し、ＵＷは、無線ＷＡＮ端末数であり、ｕｘは、マルチホップ無線通信経路の経路数であり、ＣＷは、Ｗ−経路の通信容量であり、Ｈｏｐは、マルチホップ無線通信のホップ数であり、ＵＬは、無線ＬＡＮ端末数であり、ＣＬは、Ｌ−経路の通信容量であり、ＣＴは、マルチホップ無線通信経路を構成する各リンクの通信容量であり、Ｆは、各端末のトラフィックである。
【０１０７】
図７および図８は、それぞれ、コストとマルチホップ無線通信経路数との関係を示す第１および第２の図である。図７および図８において、横軸は、マルチホップ無線通信経路数を表し、縦軸は、コストを表す。また、図７に示す曲線ｋ１〜ｋ５は、それぞれ、ホップ数が１ホップ、２ホップ、４ホップ、８ホップおよび１６ホップの場合を示す。更に、図８に示す曲線ｋ６は、マルチホップ無線通信の場合を示し、曲線ｋ７は、Ｌ−経路の無線通信の場合を示す。曲線ｋ８は、Ｗ−経路の無線通信の場合を示し、曲線ｋ９は、マルチホップ無線通信、Ｌ−経路の無線通信およびＷ−経路の無線通信の総合計の場合を示す。
【０１０８】
なお、曲線ｋ１〜ｋ９によって示されるコストとマルチホップ無線通信経路数との関係は、無線通信ネットワークシステム１００全体の端末数を１０００とし、無線ＷＡＮセル８０の半径を１０００ｍ、無線ＷＡＮシステムの最大通信容量を１５Ｍｂｐｓ、無線ＬＡＮセル６０，７０の半径を１００ｍ、無線ＬＡＮシステムの最大通信容量を５４Ｍｂｐｓ、マルチホップ無線通信の通信可能距離を１００ｍ、マルチホップ無線通信の最大通信容量を５４Ｍｂｐｓ、各端末のトラフィックを０．０１Ｍｂｐｓとしたときのシミュレーション結果である。
【０１０９】
いずれのホップ数においても、マルチホップ無線通信経路数が増加するに従ってリンクのコストが減少する（図７参照）。従って、Ｗ−経路をマルチホップ無線通信経路に切換えて無線通信を行なうことは、有効である。
【０１１０】
これは、無線ＷＡＮセル８０の端末収容数が無線ＬＡＮセル６０，７０の端末収容数と比較して多い（１０００２：１００２＝１００：１）ため、Ｗ−経路の通信容量は、Ｌ−経路の通信容量およびマルチホップ無線通信経路の通信容量と比較して格段に小さくなることによる。
【０１１１】
但し、ホップ数が多いマルチホップ無線通信経路の数が増加すると、評価関数は増加に転じる。これは、ホップ数が多いマルチホップ無線通信経路が多くなると、マルチホップ無線通信を行なう無線リソースが枯渇し、マルチホップ無線通信経路の通信遅延時間が増大することによる（図８参照）。
【０１１２】
即ち、マルチホップ無線通信経路により、トラフィックが通信容量の小さい経路（Ｗ−経路）から通信容量の大きい経路（マルチホップ無線通信経路）へ分配され、リンクのコストが改善される。従って、マルチホップ無線通信経路（経路数およびホップ数）によってリンクのコストを最適化でき、Ｗ−経路をマルチホップ無線通信経路に切換えて無線通信を行なう無線通信方式ＭＴＨ１の有効性は高い。つまり、通信容量が相対的に小さいＷ−経路を用いて無線ＷＡＮ基地局１０にアクセスするよりも通信容量が相対的に大きいマルチホップ無線通信経路を用いて無線ＬＡＮ基地局２０，３０へアクセスし、無線ＬＡＮ基地局２０，３０を介して無線ＷＡＮ基地局１０にアクセスする方がリンクのコスト（＝リンクの通信数）を相対的に少なくでき、高能率な無線通信を実現できる。
【０１１３】
（無線通信方式ＭＴＨ２の有効性）
まず、Ｗ−経路とＬ−経路とを同時に利用する場合について説明する。この場合の評価関数は、Ｗ−経路のコストとＬ−経路のコストとの和となる。そして、Ｗ−経路のコストは、ＤＷ＝ＦＷ／（ＣＷ−ＦＷ）であり、Ｌ−経路のコストは、ＤＬ＝ＦＬ／（ＣＬ−ＦＬ）である。但し、ＦＷは、Ｗ−経路に振り分けられるトラフィック量であり、ＦＬは、Ｌ−経路に振り分けられるトラフィック量である。従って、ＦＷ＋ＦＬ＝Ｆである。
【０１１４】
ＤＷ，ＤＬをそれぞれトラフィックＦＷ，ＦＬの関数とした場合、ＤＷ，ＤＬは、凸関数であるので、それぞれの関数の最適解ｆＷ，ｆＬは、次の２つの式を満たす。
【０１１５】
【数９】
0004761306.tif 000010
【０１１６】
【数１０】
0004761306.tif 000011
【０１１７】
式（９），（１０）から最適解ｆＷ，ｆＬは、それぞれ、式（１１），（１２）によって表される。
【０１１８】
【数１１】
0004761306.tif 000012
【０１１９】
【数１２】
0004761306.tif 000013
【０１２０】
図９は、式（１１），（１２）によって演算される最適解ｆＷ，ｆＬとトラフィックとの関係を示す図である。図９において、横軸は、トラフィックを表し、縦軸は、最適解ｆＷ，ｆＬを表す。また、曲線ｋ１０は、最適解ｆＬとトラフィックとの関係を示し、直線ｋ１１は、最適解ｆＷとトラフィックとの関係を示す。
【０１２１】
図９から分かるように、トラフィック量が少ない場合は、通信容量が大きいＬ−経路のみを用いることが有利であり、トラフィック量が多くなり、あるしきい値（Ｆ≧ＣＷ−（ＣＷＣＬ）１／２）を超えると、Ｌ−経路と通信容量が小さいＷ−経路を同時に使用することが有利となる。
【０１２２】
図１０は、２つの経路を同時利用する場合の利用形態を示す図である。図１０の（ａ）は、無線ＷＡＮ端末１が無線ＷＡＮ基地局１０へアクセスするＷ−経路と無線ＬＡＮ基地局３０へアクセスするＬ経路とを同時に利用する利用形態を示し、図１０の（ｂ）は、無線ＷＡＮ端末６が無線ＬＡＮ基地局３０へアクセスするＬ−経路と、無線ＷＡＮ端末２〜４および無線ＬＡＮ端末５を介して無線ＬＡＮ基地局２０にアクセスするマルチホップ無線通信経路とを同時に利用する利用形態を示す。
【０１２３】
図９において説明したように、Ｗ−経路とＬ−経路とを同時に利用する利用形態が有利な場合も存在するので、図１０の（ａ）に示す利用形態ＭＯＤ１と、図１０の（ｂ）に示す利用形態ＭＯＤ２とについて有効性を比較する。
【０１２４】
利用形態ＭＯＤ２において、マルチホップ無線通信経路は、トラフィックを振り分ける１台の無線ＬＡＮ端末６、（ホップ数−１）台の無線ＷＡＮ端末２〜４、およびトラフィックの送信元の無線ＬＡＮ端末６とは異なる無線ＬＡＮセル６０内に存在する無線ＬＡＮ端末５（受信先のＬ−経路を有する）を連結して構成される（図１０の（ｂ）参照）。
【０１２５】
マルチホップ無線通信経路において、同時利用の効果のみを判断するために、マルチホップ無線通信経路は、経路内の無線ＷＡＮ端末２〜４のトラフィックを転送しないこととした。
【０１２６】
Ｌ−経路とＷ−経路とを同時に利用した場合、Ｗ−経路、Ｌ−経路およびマルチホップ無線通信経路のコストは、それぞれ、式（１３）〜式（１５）によって表される。
【０１２７】
【数１３】
0004761306.tif 000014
【０１２８】
【数１４】
0004761306.tif 000015
【０１２９】
【数１５】
0004761306.tif 000016
【０１３０】
また、Ｌ−経路とマルチホップ無線通信経路とを同時に利用した場合、Ｗ−経路、Ｌ−経路およびマルチホップ無線通信経路のコストは、それぞれ、式（１６）〜式（１８）によって表される。
【０１３１】
【数１６】
0004761306.tif 000017
【０１３２】
【数１７】
0004761306.tif 000018
【０１３３】
【数１８】
0004761306.tif 000019
【０１３４】
但し、ｐＷは、トラフィックがＷ−経路に振り分けられる割合であり、ｐＬは、トラフィックがＬ−経路に振り分けられる割合であり、ｐＴは、トラフィックがマルチホップ無線通信経路に振り分けられる割合である。従って、ｐＷ＋ｐＬ＝１、またはｐＴ＋ｐＬ＝１である。
【０１３５】
図１１は、２つの経路を同時利用した場合のコストを示す図である。図１１において、横軸は、２つの経路を同時利用する場合の無線ＬＡＮ接続端末数を表し、縦軸は、コストを表す。また、直線ｋ１２は、Ｗ−経路とＬ−経路とを同時利用した場合を示し、直線ｋ１３〜ｋ１６および曲線ｋ１７は、Ｌ−経路とマルチホップ無線通信経路との同時利用において、ホップ数がそれぞれ１ホップ、２ホップ、４ホップ、８ホップおよび１６ホップである場合を示す。
【０１３６】
なお、図１１は、Ｌ−経路のトラフィック量の０．０００９（Ｌ−経路とＷ−経路との同時利用においてコスト減少が可能な分配割合）をＷ−経路またはマルチホップ無線通信経路に振り分けた場合のコスト変動を示す。また、トラフィック量は、全無線ＬＡＮ端末の半数において、５．２Ｍｂｐｓとし、その他の端末においては、０．０１Ｍｂｐｓとした。
【０１３７】
図１１に示す結果から、いずれのホップ数においても、Ｗ−経路とＬ−経路とを同時利用するよりも、Ｌ−経路とマルチホップ無線通信経路とを同時利用した方が小さいコストが得られる。
【０１３８】
図１２は、２つの経路を同時利用した場合のコストを示す他の図である。図１２において、横軸は、２つの経路を同時利用する場合の無線ＬＡＮ接続端末数を表し、縦軸は、コストを表す。また、直線ｋ１８〜ｋ２０および曲線ｋ２１，ｋ２２は、Ｌ−経路とマルチホップ無線通信経路との同時利用において、ホップ数がそれぞれ１ホップ、２ホップ、４ホップ、８ホップおよび１６ホップである場合を示す。
【０１３９】
なお、図１２は、Ｌ−経路のトラフィックの０．９５をマルチホップ無線通信経路へ振り分けた場合のコスト変動を示す。
【０１４０】
図１２に示す結果から、マルチホップ無線通信経路において、ホップ数が増加すると、マルチホップの遅延が増大し、コストが増加に転じる（曲線ｋ２１，ｋ２２参照）。また、上述したように、トラフィックの分配にもトラフィック量に応じた最適な量が存在する。
【０１４１】
従って、Ｌ−経路とマルチホップ無線通信経路とを同時に利用する場合、マルチホップ無線通信経路においてトラフィック分配を制御し、コストを最適化することが重要である。
【０１４２】
以上より、２つの経路を同時利用する場合、Ｌ−経路とマルチホップ無線通信経路とを同時利用することが有効である。つまり、無線通信方式ＭＴＨ２の有効性が検証された。
【０１４３】
上述したように、無線通信方式ＭＴＨ１，ＭＴＨ２の有効性が検証されたので、この発明においては、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々は、無線通信方式ＭＴＨ１，ＭＴＨ２を用いて所望の基地局にアクセスする。
【０１４４】
従って、経路制御局４０は、無線通信ネットワークシステム１００のトポロジーおよび無線通信状況（トラフィック発生率）に基づいて、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々がマルチホップ無線通信を用いない場合の無線通信ネットワークシステム１００全体の総コストＧ０（＝総待機トラフィック数）と、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々がＷ−経路からマルチホップ無線通信による経路へ切換えた場合のホップ数および経路数に応じた無線通信ネットワークシステム１００全体の総コストＧ１（Ｈｏｐ，ｕｘ）の最小値Ｇ１（＝第１の最小トラフィック数）と、Ｌ−経路とマルチホップ無線通信による経路とを同時に使用した場合のホップ数、経路数およびトラフィック分配率に応じた無線通信ネットワークシステム１００全体の総コストＧ２（Ｈｏｐ，ｕｘ，ｐ）の最小値Ｇ２（＝第２の最小トラフィック数）とを演算する。
【０１４５】
そして、経路制御局４０は、その演算した総コストＧ０および最小値Ｇ１，Ｇ２を相互に比較し、Ｇ１＜Ｇ０、かつ、Ｇ１＜Ｇ２であるとき、マルチホップ無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成して無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６へ送信する。この場合、無線通信の通信形態は、図６の（ｂ）に示す通信形態である。また、経路制御局４０は、Ｇ２＜Ｇ０、かつ、Ｇ２＜Ｇ１であるとき、Ｌ−経路およびマルチホップ無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報と、この同時に使用される２つの経路へのトラフィック分配率とを生成して無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６へ送信する。この場合、無線通信の通信形態は、図１０の（ｂ）に示す通信形態である。
【０１４６】
なお、経路制御局４０は、上述した式（６）〜（８）にｕｘ＝０を代入して演算したＤＷ，ＤＬ，ＤＴの総和としてＧ０を演算する。また、経路制御局４０は、式（６）〜（８）にｕｘ≠０を代入して演算したＤＷ，ＤＬ，ＤＴの総和の最小値としてＧ１を演算する。更に、経路制御局４０は、式（１６）〜（１８）によって演算されるＤＷ，ＤＬ，ＤＴの総和の最小値としてＧ２を演算する。
【０１４７】
図１３は、無線通信ネットワークシステム１００における無線通信の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図１３に示すフローチャートにおいては、無線ＷＡＮ端末２または無線ＬＡＮ端末６が無線ＷＡＮ基地局１０にアクセスする場合を例として説明する。
【０１４８】
一連の動作が開始されると、経路制御局４０は、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の隣接端末リストおよびトラフィック発生率を無線ＷＡＮ基地局１０または無線ＬＡＮ基地局２０，３０を介して収集する（ステップＳ１）。
【０１４９】
そして、経路制御局４０は、上述した方法によって、マルチホップ無線通信を用いない場合の無線通信ネットワークシステム１００全体の総コストＧ０を演算する（ステップＳ２）。
【０１５０】
その後、経路制御局４０は、上述した方法によって、Ｗ−経路からマルチホップ無線通信を行なうための経路へ切換えた場合のホップ数および経路数に応じた無線通信ネットワークシステム１００全体の総コストＧ１（Ｈｏｐ，ｕｘ）の最小値Ｇ１を演算する（ステップＳ３）。
【０１５１】
引き続いて、経路制御局４０は、上述した方法によって、Ｌ−経路とマルチホップ無線通信を行なうための経路とを同時に使用した場合のホップ数、経路数およびトラフィック分配率に応じた無線通信ネットワークシステム１００全体の総コストＧ２（Ｈｏｐ，ｕｘ，ｐ）の最小値Ｇ２を演算する（ステップＳ４）。
【０１５２】
そうすると、経路制御局４０は、Ｇ１＜Ｇ０、かつ、Ｇ１＜Ｇ２であるか否かを判定し（ステップＳ５）、Ｇ１＜Ｇ０、かつ、Ｇ１＜Ｇ２が成立しないとき、Ｇ２＜Ｇ０、かつ、Ｇ２＜Ｇ１であるか否かを更に判定する（ステップＳ６）。
【０１５３】
そして、ステップＳ６において、Ｇ２＜Ｇ０、かつ、Ｇ２＜Ｇ１であると判定されたとき、経路制御局４０は、Ｌ−経路およびマルチホップ無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報と、トラフィック分配率とを無線ＷＡＮ基地局１０を介して無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６へ送信する（ステップＳ７）。
【０１５４】
無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６のコントローラ１６は、無線ＷＡＮ基地局１０からＬ−経路およびマルチホップ無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報と、トラフィック分配率とを受信し、その受信した経路選択情報およびトラフィック分配率をスイッチング手段１５へ送信する。
【０１５５】
スイッチング手段１５は、コントローラ１６から経路選択情報およびトラフィック分配率を受信し、その受信したトラフィック分配率に基づいて、経路選択情報によって示されるＬ−経路およびマルチホップ無線通信を行なうための経路にトラフィックを分配し、その分配したトラフィックで無線通信を行なうように無線モジュール１２〜１４を統合的に制御する。より具体的には、スイッチング手段１５は、無線通信を停止するように無線モジュール１２を制御し、Ｌ−経路による無線通信を行なうように無線モジュール１３を制御し、マルチホップ無線通信を行なうように無線モジュール１４を制御する。
【０１５６】
これによって、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々は、Ｌ−経路およびマルチホップ無線通信を行なう経路を同時に使用して無線ＷＡＮ基地局１０へアクセスする。
【０１５７】
一方、ステップＳ６において、Ｇ２＜Ｇ０、かつ、Ｇ２＜Ｇ１が成立しないと判定されたとき、一連の動作は終了する。
【０１５８】
また、ステップＳ５において、Ｇ１＜Ｇ０、かつ、Ｇ１＜Ｇ２であると判定されたとき、経路制御局４０は、Ｗ−経路から切換えて使用するマルチホップ無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成し、その生成した経路選択情報を無線ＷＡＮ基地局１０を介して無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６へ送信する（ステップＳ８）。
【０１５９】
無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６のコントローラ１６は、無線ＷＡＮ基地局１０からＷ−経路から切換えて使用するマルチホップ無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を受信し、その受信した経路選択情報をスイッチング手段１５へ送信する。
【０１６０】
スイッチング手段１５は、コントローラ１６から経路選択情報を受信し、その受信した経路選択情報によって示されるマルチホップ無線通信を行なうための経路を用いて無線通信を行なうように無線モジュール１２〜１４を統合的に制御する。より具体的には、スイッチング手段１５は、無線通信を停止するように無線モジュール１２，１３を制御し、マルチホップ無線通信を行なうように無線モジュール１４を制御する。
【０１６１】
これによって、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々は、Ｗ−経路を用いた無線通信をマルチホップ無線通信に切換えて無線ＷＡＮ基地局１０へアクセスする。
【０１６２】
そして、ステップＳ６において“ＮＯ”と判定されたとき、またはステップＳ７の後、またはステップＳ８の後、一連の動作は終了する。
【０１６３】
図１３に示すフローチャートにおいて、最小値Ｇ１は、上述した無線通信方式ＭＴＨ１における総コストの最小値であり、最小値Ｇ２は、上述した無線通信方式ＭＴＨ２における総コストの最小値である。そして、無線通信方式ＭＴＨ１，ＭＴＨ２は、Ｗ−経路による無線通信よりも総コストが小さくなる通信方式である。
【０１６４】
従って、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々が所望の基地局へアクセスする場合、直接通信によって所望の基地局へアクセスするよりも無線通信方式ＭＴＨ１またはＭＴＨ２によって所望の基地局へアクセスする方が、総コストが小さくなることを確認するために、ステップＳ５およびＳ６に示す判定を行なうことにしたものである。
【０１６５】
また、ステップＳ７，Ｓ８において、経路制御局４０が、それぞれ、無線通信方式ＭＴＨ２，ＭＴＨ１によって無線通信を行なうための経路情報を無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６へ送信することによって、無線ＷＡＮ端末２等が無線ＷＡＮ基地局１０への無線通信が混んでいるために無線ＷＡＮ基地局１０へ、直接、アクセスできない場合でも、無線ＷＡＮ端末３，４および無線ＬＡＮ端末５を介したマルチホップ無線通信によって、無線ＷＡＮ基地局１０へ高能率でアクセスできる。
【０１６６】
そして、図１３に示すフローチャートに従えば、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々は、所望の基地局にアクセスする場合、無線通信方式ＭＴＨ１，ＭＴＨ２によって所望の基地局にアクセスするので、この発明における経路制御局４０は、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の相互間、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６と無線ＷＡＮ基地局１０との間、および無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６と無線ＬＡＮ基地局２０，３０との間におけるコスト（＝待機トラフィック数）が相対的に少なくなるように、無線ＷＡＮシステム、無線ＬＡＮシステムおよびマルチホップ無線システムから少なくとも１つの無線システムを選択し、その選択した少なくとも１つの無線システムによる無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成して無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６へ送信する。
【０１６７】
この場合、経路制御局４０は、好ましくは、少なくともマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成して無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６へ送信する。
【０１６８】
また、ステップＳ７においては、経路制御局４０は、無線ＷＡＮシステムおよび無線ＬＡＮシステムのうち、無線通信領域が相対的に狭い無線ＬＡＮシステムと、マルチホップ無線システムとの両方を併用して無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成して無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６へ送信する。
【０１６９】
更に、ステップＳ７においては、経路制御局４０は、無線ＷＡＮシステムおよび無線ＬＡＮシステムのうち、通信速度が相対的に速い無線ＬＡＮシステムと、マルチホップ無線システムとの両方を併用して無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成して無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６へ送信する。
【０１７０】
更に、ステップＳ８においては、経路制御局４０は、無線ＷＡＮシステムおよび無線ＬＡＮシステムのうち、無線通信領域が相対的に広い無線ＷＡＮシステムをマルチホップ無線システムに切換えて無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成して無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６へ送信する。
【０１７１】
更に、ステップＳ８においては、経路制御局４０は、無線ＷＡＮシステムおよび無線ＬＡＮシステムのうち、通信速度が相対的に遅い無線ＷＡＮシステムをマルチホップ無線システムに切換えて無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成して無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６へ送信する。
【０１７２】
なお、上記においては、通信領域が異なる無線システムとして無線ＷＡＮシステムおよび無線ＬＡＮシステムを示したが、この発明においては、無線ＷＡＮシステムおよび無線ＬＡＮシステムに加えて無線ＭＡＮ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムおよび無線ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムを使用してもよく、無線ＷＡＮシステム、無線ＭＡＮシステム、無線ＬＡＮシステムおよび無線ＭＡＮシステムから選択された２以上の無線システムを使用するようにしてもよい。
【０１７３】
また、この発明においては、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々は、ＩＥＥＥ８０２．１５ｘおよびＩＥＥＥ８０２．２０の規格に従って無線通信を行なう無線モジュールを備えていてもよい。
【０１７４】
更に、上記においては、経路制御局４０は、無線ＷＡＮ基地局１０および無線ＬＡＮ基地局２０，３０とは独立に存在すると説明したが、この発明においては、これに限らず、経路制御局４０は、無線ＷＡＮ基地局１０または無線ＬＡＮ基地局２０，３０に内蔵されていてもよい。
【０１７５】
更に、この発明においては、図１３に示すフローチャートの各ステップの動作を経路制御局４０および無線ＷＡＮ端末１〜４が分担するようにしてもよく、図１３に示すフローチャートの各ステップの動作を経路制御局４０および無線ＬＡＮ端末５，６が分担するようにしてもよい。
【０１７６】
この発明においては、無線ＷＡＮ基地局１０および無線ＬＡＮ基地局２０，３０は、「複数の基地局」を構成する。
【０１７７】
また、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６は、「複数の無線装置」を構成する。
【０１７８】
更に、無線モジュール１２および１３は、「複数の無線モジュール」を構成する。
【０１７９】
更に、無線モジュール１４は、「マルチホップ無線モジュール」を構成する。
【０１８０】
更に、スイッチング手段１５は、「制御モジュール」を構成する。
【０１８１】
更に、Ｌ−経路は、「無線通信領域が相対的に狭い無線ＬＡＮシステムによる無線通信を行なうための経路」を構成する。
【０１８２】
更に、Ｌ−経路は、「通信速度が相対的に速い無線ＬＡＮシステムによる無線通信を行なうための経路」を構成する。
【０１８３】
更に、無線ＷＡＮシステム、無線ＭＡＮシステム、無線ＬＡＮシステムおよび無線ＰＡＮシステムは、「複数の無線システム」を構成する。
【０１８４】
更に、経路制御局４０は、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６（＝複数の無線装置）における待機トラフィック数が相対的に少なくなるように複数の無線システムおよびマルチホップ無線システムから少なくとも１つの無線システムを選択するとともに、その選択した少なくとも１つの無線システムによる無線通信を行なうための経路を決定し、その決定した経路によって少なくとも１つの基地局（無線ＷＡＮ基地局１０および無線ＬＡＮ基地局２０，３０のいずれか）にアクセスするように複数の無線装置を制御する制御手段を搭載する。
【０１８５】
［実施の形態２］
図１４は、実施の形態２による無線通信ネットワークシステムの概略図である。実施の形態２による無線通信ネットワークシステム１００Ａは、図１に示す無線通信ネットワークシステム１００の経路制御局４０および有線ケーブル４４を削除し、無線ＷＡＮ端末１〜４、無線ＬＡＮ端末５，６、無線ＷＡＮ基地局１０、および無線ＬＡＮ基地局２０，３０をそれぞれ無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａ、無線ＷＡＮ基地局１０Ａ、および無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａに代えたものであり、その他は、無線通信ネットワークシステム１００と同じである。
【０１８６】
無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａは、無線ＬＡＮシステムによってそれぞれ無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａにアクセスする。無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａは、無線ＷＡＮシステムによって無線ＷＡＮ基地局１０Ａに独立にアクセスする。
【０１８７】
無線ＷＡＮ基地局１０Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａは、それぞれ、有線ケーブル４１〜４３によってインターネット等のネットワーク５０に接続される。
【０１８８】
無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａの各々は、無線ＷＡＮ基地局１０Ａからの指示に応じて、一定期間内において自己における経路の最小コストを演算し、その演算した最小コストを無線通信ネットワークシステム１００Ａ内でフラッディングする。なお、「フラッディング」とは、無線通信ネットワークシステム１００Ａの無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａ、無線ＷＡＮ基地局１０Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの全てにパケット等を送信することを言う。
【０１８９】
無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａは、その他、それぞれ、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６と同じ機能を果たす。
【０１９０】
無線ＷＡＮ基地局１０Ａは、有線ケーブル４１、ネットワーク５０および有線ケーブル４２，４３を介して無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａから隣接端末リストおよびトラフィック発生率を受信し、その受信した隣接端末リストおよびトラフィック発生率に基づいて、無線通信ネットワークシステム１００Ａにおける無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａのトポロジーを作成する。そして、無線ＷＡＮ基地局１０Ａは、その作成したトポロジーと、受信したトラフィック発生率とに基づいて、後述する方法によって、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａにおけるコストが最小になる無線通信方式を選択し、その選択した無線通信方式を無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａへ出力する。
【０１９１】
また、無線ＷＡＮ基地局１０Ａは、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａにおけるコストが最小になる無線通信方式としてマルチホップ無線通信システムによる無線通信方式を少なくとも選択したとき、マルチホップ無線通信システムによる無線通信を行なうための経路を探索するように無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａ、および無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａへ指示を送信する。
【０１９２】
無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａは、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａから隣接端末リストおよびトラフィック発生率を受信し、その受信した隣接端末リストおよびトラフィック発生率をそれぞれ有線ケーブル４２，４３、ネットワーク５０および有線ケーブル４１を介して無線ＷＡＮ基地局１０Ａへ送信する。また、無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａは、その他、無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０と同じ機能を有する。
【０１９３】
なお、無線通信ネットワークシステム１００Ａは、図１に示す無線通信ネットワークシステム１００と同じ特徴を有する。
【０１９４】
図１５は、図１４に示す無線ＷＡＮ端末１Ａの構成を示す概略ブロック図である。無線ＷＡＮ端末１Ａは、図２に示す無線ＷＡＮ端末１に探索モジュール１８を追加したものであり、その他は、無線ＷＡＮ端末１と同じである。
【０１９５】
探索モジュール１８は、バスＢＳによってスイッチング手段１５、コントローラ１６およびアプリケーションプロセッサ１７と相互に接続されるとともに、アンテナ１１にも接続される。
【０１９６】
探索モジュール１８は、アンテナ１１を介して無線ＷＡＮ基地局１０Ａから経路探索の指示を受信し、その受信した経路探索の指示に応じて、後述する方法によって、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索する。
【０１９７】
なお、無線ＷＡＮ端末２Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａの各々は、図１５に示す無線ＷＡＮ端末１Ａの構成と同じ構成からなる。
【０１９８】
図１６は、図１４に示す無線ＷＡＮ基地局１０Ａの一部の構成を示す概略図である。無線ＷＡＮ基地局１０Ａは、図３に示す無線ＷＡＮ基地局１０のコントローラ１６をコントローラ１６Ａに代えたものであり、その他は、無線ＷＡＮ基地局１０と同じである。
【０１９９】
コントローラ１６Ａは、実施の形態１における経路制御局４０と同じ方法によってＧ０，Ｇ１，Ｇ２を演算する。そして、コントローラ１６Ａは、Ｇ１＜Ｇ０、かつ、Ｇ１＜Ｇ２であるか否かを判定し、Ｇ１＜Ｇ０、かつ、Ｇ１＜Ｇ２が成立しないとき、Ｇ２＜Ｇ０、かつ、Ｇ２＜Ｇ１であるか否かを更に判定する。
【０２００】
コントローラ１６Ａは、Ｇ２＜Ｇ０、かつ、Ｇ２＜Ｇ１であると判定したとき、無線ＬＡＮシステムおよびマルチホップ無線システムを選択し、無線ＬＡＮシステムおよびマルチホップ無線システムを選択したことを示すパケットＰＫＴ＿ＭＴ１をスイッチング手段１５、無線モジュール１２およびアンテナ１１を介して無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａへ送信する。
【０２０１】
また、コントローラ１６Ａは、Ｇ１＜Ｇ０、かつ、Ｇ１＜Ｇ２であると判定したとき、マルチホップ無線システムを選択し、マルチホップ無線システムを選択したことを示すパケットＰＫＴ＿ＭＴ１をスイッチング手段１５、無線モジュール１２およびアンテナ１１を介して無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａへ送信する。
【０２０２】
更に、コントローラ１６Ａは、マルチホップ無線システムを少なくとも選択したとき、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路の探索を指示する経路探索指示を無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａへ送信する。  
【０２０３】
図１７は、図１４に示す無線ＬＡＮ基地局２０Ａの構成を示す概略図である。無線ＬＡＮ基地局２０Ａは、図３に示す無線ＷＡＮ基地局１０に探索モジュール１８を追加したものであり、その他は、無線ＷＡＮ基地局１０の構成と同じである。
【０２０４】
探索モジュール１８は、図１５に示す無線ＷＡＮ端末１Ａの探索モジュール１８と同じ機能を果たす。
【０２０５】
なお、無線ＬＡＮ基地局３０Ａも、図１７に示す無線ＬＡＮ基地局２０Ａの構成と同じ構成からなる。
【０２０６】
実施の形態１においては、無線通信ネットワークシステム１００において、無線ＷＡＮ端末１〜４および無線ＬＡＮ端末５，６の各々は、無線通信方式ＭＴＨ１，ＭＴＨ２のいずれかの無線通信方式によって無線通信を行なうことにより、所望の基地局（無線ＷＡＮ基地局１０および無線ＬＡＮ基地局２０，３０の少なくとも１つ）に高能率にアクセスできることを説明した。
【０２０７】
従って、実施の形態２においても、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａの各々は、無線通信方式ＭＴＨ１，ＭＴＨ２のいずれかの無線通信方式によって無線通信を行なう。即ち、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａの各々は、少なくともマルチホップ無線システムによって無線通信を行なう。
【０２０８】
図１８は、８ホップの場合における通信遅延時間とスループットとの関係を示す図である。図１８において、縦軸は、通信遅延時間を表し、横軸は、スループットを表す。また、曲線ｋ２３〜ｋ２８は、それぞれ、経路数が１０個、３０個、６０個、７０個、８２個および９８個の場合における通信遅延時間とスループットとの関係を示す。
【０２０９】
図１８に示す結果から、ホップ数が“８”であるマルチホップ無線通信において、経路数が増加するに伴って通信遅延時間が低下し、かつ、スループットが向上することが解る。ホップ数が“８”であるマルチホップ無線通信におけるリンクコストは、図７の曲線ｋ４に示すように、少なくなる。従って、リンクコストが少ない経路構成（＝８ホップのマルチホップ）は、無線通信ネットワークシステム１００Ａ全体の通信遅延時間を抑制しつつ、スループットを向上させる。
【０２１０】
このように、マルチホップ無線システムによる無線通信は、無線通信ネットワークシステム１００Ａ全体において、通信遅延時間を抑制し、スループットを向上させるために有効である。
【０２１１】
そこで、次に、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々がマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうときの経路を探索する方法について説明する。
【０２１２】
マルチホップ無線システムによる無線通信における経路の探索においては、無線通信ネットワークシステム１００Ａ全体の通信遅延時間の抑制と、スループットの向上とを図るために、マルチホップ無線システムによる無線通信に関与する複数の無線装置（＝無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａから選択された複数の無線装置）における複数の経路コストの総和が最小になるように経路が探索される。なお、この経路コストは、各無線装置が隣接する無線装置と無線通信を行なうための経路におけるトラフィック数である。
【０２１３】
各経路コストは、式（１）によって求められるが、この式（１）は、時間に非依存（計測時間が無限大）である定常状態における経路コストを求める式である。そこで、実施の形態２においては、随時、変化する無線通信環境に適応するようにマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうために、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を小さな時間間隔Δｔにおいて探索する。
【０２１４】
各リンクの待機トラフィック数は、時間Δｔの関数として次の２つの式によって表される。
【０２１５】
【数１９】
0004761306.tif 000020
【０２１６】
【数２０】
0004761306.tif 000021
【０２１７】
なお、Ｐｎ（ｔ＋２Δｔ）は、期間［ｔ＋Δｔ，ｔ＋２Δｔ］における待機トラフィック数がｎである確率であり、Ｐｎ（ｔ＋Δｔ）は、期間［ｔ，ｔ＋Δｔ］における待機トラフィック数がｎである確率であり、Ｆ（ｔ＋Δｔ）は、期間［ｔ，ｔ＋Δｔ］におけるトラフィック到着率であり、Ｃ（ｔ＋Δｔ）は、期間［ｔ，ｔ＋Δｔ］における通信レートである。
【０２１８】
そして、式（１９）および式（２０）を展開すると、次式が得られる。
【０２１９】
【数２１】
0004761306.tif 000022
【０２２０】
式（２１）から、リンクの待機トラフィック数の期待値は、期間［ｔ，ｔ＋Δｔ］におけるトラフィック到着率と送信レートとの比および期間［ｔ，ｔ＋Δｔ］におけるリンクの待機トラフィック数から求まることが解る。即ち、リンクコストは、次式によって求められる。
【０２２１】
【数２２】
0004761306.tif 000023
【０２２２】
但し、Ｑ（ｔ＋Δｔ）は、期間［ｔ，ｔ＋Δｔ］におけるリンクの待機トラフィック数の平均値である。
【０２２３】
無線ＷＡＮ基地局１０Ａのコントローラ１６Ａは、経路コストの初期値を生成してフッラディングするように無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａに指示する。
【０２２４】
そして、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々を端末ｄとすると、端末ｄの探索モジュール１８は、無線ＷＡＮ基地局１０Ａからの指示に応じて、自己宛の経路コストＤｄｄ＝０を初期値として生成し、その生成した経路コストＤｄｄ＝０を近傍の端末ｓへ送信する。
【０２２５】
端末ｓの探索モジュール１８は、端末ｄから経路コストＤｄｄ＝０を受信すると、その受信した経路コストＤｄｄ＝０を用いて、次式によって端末ｓの経路コストのうちコストが最小になる経路コストＤｄｓを演算する。
【０２２６】
【数２３】
0004761306.tif 000024
【０２２７】
但し、Ｎ（ｓ）は、無線通信ネットワークシステム１００Ａにおける端末および基地局の近傍端末集合であり、ｄｓｍは、端末ｓと近傍端末ｍとの間のリンクコストである。また、式（２３）は、式（１９）および式（２０）に示す一定時間Δｔにおける待機トラフィック数に基づいて導かれる式であるので、式（２３）における経路コストＤｄｓは、定常状態における経路コストではなく、短期間Δｔにおける経路コストである。
【０２２８】
端末ｓの探索モジュール１８は、初期値Ｄｄｄ＝０を受信すると、式（２２）を用いてｄｓｍを演算し、その演算したｄｓｍを式（２３）に代入し、初期値Ｄｄｄ＝０を式（２３）のＤｄｍに代入して経路コストＤｄｓを演算する。そして、端末ｓの探索モジュール１８は、式（２３）を用いて演算した少なくとも１つの経路コストＤｄｓのうち最小である経路コストをフッラディングする。
【０２２９】
また、端末ｓの探索モジュール１８は、初期値Ｄｄｄ＝０を用いて経路コストＤｄｓを演算した後、近傍端末ｍから経路コストＤｄｓを受信すると、その受信した経路コストＤｄｓを式（２３）に代入して経路コストＤｄｓを新たに演算する。そして、端末ｓの探索モジュール１８は、式（２３）を用いて新たに演算した少なくとも１つの経路コストＤｄｓのうち最小である経路コストをフッラディングする。
【０２３０】
即ち、端末ｓの探索モジュール１８は、探索時間が一定期間ΔＴに達するまで式（２３）によって少なくとも１つの経路コストＤｄｓを繰り返し演算し、その演算した少なくとも１つの経路コストＤｄｓから最小である経路コストを選択してフッラディングすることを繰り返し行なう。これによって、最小の経路コストが繰り返し更新される。従って、端末ｓの探索モジュール１８は、探索時間が一定期間Δｔに達するまで最小の経路コストを繰り返し更新する。
【０２３１】
そして、一定期間ΔＴが経過した時点で最小である経路コストを有する経路がマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路として決定される。
【０２３２】
無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々の探索モジュール１８は、上述した方法によって、一定期間ΔＴにおいてマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索する。
【０２３３】
マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路の探索においては、無線ＷＡＮ基地局１０Ａのコントローラ１６Ａは、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々においてマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索するときの経路コストの上限値、最小の経路コストの更新回数および一定期間ΔＴを無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの探索モジュール１８へ送信する。
【０２３４】
経路コストの上限値は、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々の探索モジュール１８が上限値を超える経路コストを破棄するために用いられる。また、一定期間ΔＴは、無線通信ネットワークシステム１００Ａにおける無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの個数に応じて設定された値からなる。そして、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの個数が相対的に多い場合、一定期間ΔＴは、相対的に短い値に設定され、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの個数が相対的に少ない場合、一定期間ΔＴは、相対的に長い値に設定される。
【０２３５】
無線ＷＡＮ基地局１０Ａは、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの電源のオン／オフを検知することにより、無線ＷＡＮセル８０内に存在する無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの個数を検知する。従って、無線ＷＡＮ基地局１０Ａは、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの個数に応じて一定期間ΔＴを容易に設定できる。
【０２３６】
図１９は、無線通信ネットワークシステム１００Ａにおいて待機トラフィック数が相対的に少なくなる無線システムを選択する動作を説明するためのフローチャートである。図９に示すフローチャートは、図１３に示すフローチャートのステップＳ７，Ｓ８をそれぞれステップＳ７Ａ，Ｓ８Ａに代えたものであり、その他は、図１３に示すフローチャートと同じである。
【０２３７】
無線ＷＡＮ基地局１０Ａのコントローラ１６Ａは、実施の形態１において説明したステップＳ１〜ステップＳ６を実行し、ステップＳ６において、Ｇ２＜Ｇ０、かつ、Ｇ２＜Ｇ１であると判定すると、無線ＬＡＮシステムおよびマルチホップ無線システムを選択し（ステップＳ７Ａ）、無線ＬＡＮシステムおよびマルチホップ無線システムを選択したことを無線モジュール１２を介して無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａへ送信する。
【０２３８】
また、無線ＷＡＮ基地局１０Ａのコントローラ１６Ａは、ステップＳ５において、Ｇ１＜Ｇ０、かつ、Ｇ１＜Ｇ２であると判定すると、マルチホップ無線システムを選択し（ステップＳ８Ａ）、マルチホップ無線システムを選択したことを無線モジュール１２を介して無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０ＡＡ，３０Ａへ送信する。これにより、一連の動作は、終了する。
【０２３９】
このように、実施の形態２においては、無線ＷＡＮ基地局１０Ａは、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａのトポロジーおよび無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡ端末５Ａ，６Ａの各々におけるトラフィック発生率に基づいて、総コストＧ０，Ｇ１，Ｇ２を演算し、その演算した総コストＧ０，Ｇ１，Ｇ２に基づいて、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａにおける待機トラフィック数が相対的に少なくなる無線システムとしてマルチホップ無線システムを少なくとも選択する。
【０２４０】
図２０は、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なう経路を探索する動作を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、無線ＷＡＮ基地局１０Ａのコントローラ１６Ａは、経路コストの初期値Ｄｄｄ＝０を生成し、その生成した初期値Ｄｄｄ＝０をフッラディングするための指示ＤＩＲを無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａへ送信する（ステップＳ１１）。
【０２４１】
無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々において、探索モジュール１８は、アンテナ１１を介して、指示ＤＩＲを受信し、その受信した指示ＤＩＲに応じて、経路コストの初期値Ｄｄｄ＝０を生成し、その生成した初期値Ｄｄｄ＝０をアンテナ１１を介してフラッディングする（ステップＳ１２）。
【０２４２】
その後、初期値Ｄｄｄ＝０を受信した端末または基地局（無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々）の探索モジュール１８は、初期値Ｄｄｄ＝０を式（２３）に代入して自己が搭載された端末または基地局の少なくとも１つの経路コストＤｄｓ１を演算し、その演算した少なくとも１つの経路コストＤｄｓ１から最小の経路コストＤｄｓ１＿ｍｉｎを検出する（ステップＳ１３）。
【０２４３】
そして、初期値Ｄｄｄ＝０を受信した端末または基地局（無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々）の探索モジュール１８は、検出した最小の経路コストＤｄｓ１＿ｍｉｎをアンテナ１１を介してフッラディングする（ステップＳ１４）。
【０２４４】
その後、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々の探索モジュール１８は、各端末または各基地局における経過時間ｔをｔ＝０に設定し（ステップＳ１５）、経過時間ｔが一定時間Δｔ以上に達したか否かを判定する（ステップＳ１６）。
【０２４５】
そして、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々の探索モジュール１８は、ステップＳ１６において、経過時間ｔが一定時間Δｔ以上に達したと判定したとき、式（２２）を用いてリンクコストｄｉｊを再計算し（ステップＳ１７）、経路時間ｔをｔ＝０に設定する（ステップＳ１８）。このように、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々の探索モジュール１８は、一定時間Δｔの経過後に、その一定時間Δｔにおけるトラフィック到着率Ｆ（ｔ＋Δｔ）、送信レートＣ（ｔ＋Δｔ）および待機トラフィック数Ｑ（ｔ＋Δｔ）を用いてリンクコストｄｉｊを再計算する。その後、一連の動作は、ステップＳ２０へ移行する。
【０２４６】
一方、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々の探索モジュール１８は、ステップＳ１６において、経過時間ｔが一定時間Δｔ以上に達していないと判定したとき、経路コストＤｄｓを受信したか否かを更に判定する（ステップＳ１９）。ステップＳ１９において、経路コストＤｄｓを受信しなかったと判定されたとき、一連の動作は、ステップＳ２３へ移行する。
【０２４７】
一方、ステップＳ１９において、経路コストＤｄｓを受信したと判定されたとき、またはステップＳ１８の後、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々の探索モジュール１８は、他の端末または他の基地局から受信した最小の経路コストＤｄｓ１＿ｍｉｎを式（２３）のＤｄｍに代入して少なくとも１つの経路コストＤｄｓ２を演算し、その演算した少なくとも１つの経路コストＤｄｓ２から最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎを検出する（ステップＳ２０）。
【０２４８】
その後、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々の探索モジュール１８は、検出した最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎによって自己が搭載された端末または基地局における最小の経路コストを更新し（ステップＳ２１）、その更新した最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎをアンテナ１１を介してフッラディングする（ステップＳ２２）。
【０２４９】
そして、ステップＳ１９において経路コストを受信しなかったと判定されたとき、またはステップＳ２２の後、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々の探索モジュール１８は、探索時間が一定期間ΔＴ以上に達したか否かを判定する（ステップＳ２３）。なお、一定期間ΔＴは、無線通信ネットワークシステム１００Ａ全体における経路の探索時間を規定する時間である。
【０２５０】
ステップＳ２３において、探索時間が一定期間ΔＴ以上に達していないと判定されたとき、一連の動作は、ステップＳ１６へ戻り、ステップＳ２３において、探索時間が一定期間ΔＴ以上に達したと判定されるまで、上述したステップＳ１６〜ステップＳ２３が繰返し実行される。
【０２５１】
そして、ステップＳ２３において、探索時間が一定期間ΔＴ以上に達したと判定されると、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々の探索モジュール１８は、経路の探索を停止し、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａにおける複数の探索モジュール１８は、探索を停止したときの各端末および各基地局における最小のリンクコストを有する経路をマルチホップ無線システムによる無線通信を行なう経路として決定する（ステップＳ２４）。これにより、一連の動作は、終了する。
【０２５２】
図２０に示すステップＳ２０，Ｓ２１が１回実行されると、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々の探索モジュール１８は、最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１（Ｄｄｓ２＿ｍｉｎの一種）を検出し、その検出した最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１によって自己が搭載された端末または基地局における最小の経路コストを更新する。
【０２５３】
そして、この最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１は、他の端末または他の基地局における最小の経路コストＤｄｓ１＿ｍｉｎ１（ステップＳ１３において検出される最小の経路コスト）を反映した最小の経路コストである。従って、最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１を有する経路は、他の端末または他の基地局において最小の経路コストＤｄｓ１＿ｍｉｎ１を有する経路と関連付けられた経路である。
【０２５４】
例えば、図１４に示す無線ＷＡＮ端末３Ａの探索モジュール１８は、無線ＷＡＮ端末２Ａの探索モジュール１８から最小の経路コストＤｄｓ１＿ｍｉｎ１を受信すると、その受信した最小の経路コストＤｄｓ１＿ｍｉｎ１を反映して式（２３）によって少なくとも１つの経路コストＤｄｓ２を演算し、その演算した経路コストＤｄｓ２から最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１を検出する。
【０２５５】
そして、無線ＷＡＮ端末３Ａの探索モジュール１８は、最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１を検出する前、最小の経路コストＤｄｓ１＿ｍｉｎ１を検出しており（ステップＳ１３参照）、ステップＳ２０において最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１を検出すると、その検出した最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１によって無線ＷＡＮ端末３Ａにおける最小の経路コストを更新する。
【０２５６】
従って、無線ＷＡＮ端末３Ａにおいて最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１を有する経路は、無線ＷＡＮ端末２Ａにおいて最小の経路コストＤｄｓ１＿ｍｉｎ１を有する経路と関連付けられた経路である。
【０２５７】
また、図２０に示すステップＳ２０，Ｓ２１が２回実行されると、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々の探索モジュール１８は、最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ２（Ｄｄｓ２＿ｍｉｎの一種）を検出し、その検出した最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ２によって自己が搭載された端末または基地局における最小の経路コストを更新する。
【０２５８】
そして、この最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ２は、ステップＳ２０，Ｓ２１が１回目に実行されるときに受信した最小の経路コストＤｄｓ１＿ｍｉｎ１を送信した他の端末または他の基地局と異なる他の端末または他の基地局から受信した最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１を反映した最小の経路コストである。従って、最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ２を有する経路は、他の複数の端末または他の複数の基地局において最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１を有する複数の経路と関連付けられた経路である。
【０２５９】
例えば、図１４に示す無線ＷＡＮ端末３Ａの探索モジュール１８は、無線ＷＡＮ端末４Ａの探索モジュール１８から最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１を受信すると、その受信した最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１を反映して式（２３）によって少なくとも１つの経路コストＤｄｓ２を演算し、その演算した経路コストＤｄｓ２から最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ２を検出する。
【０２６０】
そして、無線ＷＡＮ端末３Ａの探索モジュール１８は、最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ２を検出する前、最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１を検出しており（１回目のステップＳ２０参照）、２回目のステップＳ２０において最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ２を検出すると、その検出した最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ２によって無線ＷＡＮ端末３Ａにおける最小の経路コストを更新する。
【０２６１】
従って、無線ＷＡＮ端末３Ａにおいて最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ２を有する経路は、無線ＷＡＮ端末４Ａにおいて最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１を有する経路と関連付けられた経路である。そして、最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１を有する経路は、上述したように、無線ＷＡＮ端末２Ａにおいて最小の経路コストＤｄｓ１＿ｍｉｎ１を有する経路と関連付けられた経路であるので、結局、無線ＷＡＮ端末３Ａにおいて最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ２を有する経路は、無線ＷＡＮ端末２Ａにおいて最小の経路コストＤｄｓ１＿ｍｉｎ１を有する経路と、無線ＷＡＮ端末４Ａにおいて最小の経路コストＤｄｓ２＿ｍｉｎ１を有する経路との２つの経路に関連付けられた経路である。
【０２６２】
そうすると、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々の探索モジュール１８は、ステップＳ２０，Ｓ２１を繰り返し実行することにより、より多くの他の端末または他の基地局における最小の経路コストと関連付けられた最小の経路コストを自己が搭載された端末または基地局において検出する。そして、ステップＳ２３において、探索時間が一定時間ΔＴ以上に達すると、その時点において多くの他の端末または他の基地局における最小の経路コストと関連付けられた最小の経路コストが各端末または各基地局において検出される。その結果、無線通信ネットワークシステム１００Ａにおける各経路コストの総和が最小になるようにマルチホップ無線システムによる無線通信を行なう経路が決定される（ステップＳ２４参照）。
【０２６３】
そして、無線ＷＡＮ端末２Ａ，３Ａ，４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々は、経路が決定されると、その決定された経路に沿ってマルチホップ無線システムによる無線通信を行ない、所望の基地局へアクセスする。
【０２６４】
なお、図２０に示すフローチャートのステップＳ１３，Ｓ２０においては、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々の探索モジュール１８は、無線ＷＡＮ基地局１０Ａから受信した経路コストの上限値を超える経路コストを破棄して最小の経路コストを検出するようにしてもよい。
【０２６５】
そして、この経路コストの上限値は、無線通信ネットワークシステム１００Ａにおける無線通信の状況に応じて設定されてもよいし、無線ＷＡＮ基地局１０Ａが無線通信ネットワークシステム１００Ａにおける無線通信を制御する目的で設定されてもよい。
【０２６６】
経路コストの上限値が無線通信ネットワークシステム１００Ａにおける無線通信の状況に応じて設定される場合、無線ＷＡＮ基地局１０Ａは、次のように経路コストの上限値を決定して無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａへ送信する。
【０２６７】
無線ＷＡＮ基地局１０Ａは、上述したように、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａおよび無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａにおけるトラフィック数を把握しているので、無線通信ネットワークシステム１００Ａにおけるトラフィック数を把握できる。従って、無線ＷＡＮ基地局１０Ａのコントローラ１６Ａは、例えば、無線通信ネットワークシステム１００Ａにおけるトラフィック数が相対的に多くなれば、相対的に大きい上限値を設定して無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａへ送信し、無線通信ネットワークシステム１００Ａにおけるトラフィック数が相対的に少なくなれば、相対的に小さい上限値を設定して無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａへ送信する。
【０２６８】
また、無線ＷＡＮ基地局１０Ａが無線通信ネットワークシステム１００Ａにおける無線通信を制御する目的で経路コストの上限値が設定される場合、無線ＷＡＮ基地局１０Ａのコントローラ１６Ａは、無線通信ネットワークシステム１００Ａ全体のコストが目的値になるように経路コストの上限値を決定して無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａへ送信する。
【０２６９】
このように、経路コストの上限値を超える経路コストを破棄して（即ち、経路コストの上限値以下の経路コストを選択して）、最小の経路コストを検出することにより、無線ＷＡＮ基地局１０Ａは、無線ＷＡＮセル８０内に存在する無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａによる無線通信を制御できる。
【０２７０】
経路コストの上限値を超える経路コストを破棄して最小の経路コストを検出した場合、図２０に示すステップＳ１３，Ｓ２０において演算された少なくとも１つの経路コストが全て上限値を超える場合もあるが、この場合、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々の探索モジュール１８は、最小の経路コストを検出できないので、図２０に示すステップＳ１４，Ｓ２２を実行しない。
【０２７１】
従って、最小の経路コストを検出できなかった端末または基地局は、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索できないので、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なわない。その結果、無線通信ネットワークシステム１００Ａにおいては、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なわないことになる。つまり、無線ＷＡＮ基地局１０Ａによって設定された経路コストを満たす最小の経路コストを有する経路が存在しないので、無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々は、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なわない。
【０２７２】
例えば、図１４において、無線ＷＡＮ端末２Ａ，３Ａ，４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａがマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索しているときに、無線ＷＡＮ端末４Ａにおいて、経路コストの上限値以下の経路コストが存在しない場合、無線ＷＡＮ端末４Ａは、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なわない。
【０２７３】
無線ＷＡＮ端末４Ａを除く無線ＷＡＮ端末２Ａ，３Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａは、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうが、無線ＷＡＮ端末４Ａがマルチホップ無線システムによる無線通信を行なわないので、結局、無線ＷＡＮ端末２Ａ，３Ａ，４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａは、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なわないことになる。つまり、この場合、無線ＷＡＮ端末２Ａ，３Ａ，４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａは、無線ＷＡＮ基地局１０Ａによって要求されたマルチホップ無線システムによる無線通信を行なえないことになる。
【０２７４】
また、図２０に示すフローチャートのステップＳ２３においては、最小の経路コストの更新回数が無線ＷＡＮ基地局１０Ａから送信された更新回数に達しないとき、ステップＳ１６〜ステップＳ２３が繰り返し実行され、最小の経路コストの更新回数が無線ＷＡＮ基地局１０Ａから送信された更新回数に達したとき、ステップＳ２４へ移行するようにしてもよい。
【０２７５】
このように、無線ＷＡＮ端末２Ａ，３Ａ，４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々における最小の経路コストの更新回数を無線ＷＡＮ基地局１０Ａが設定することによっても、無線ＷＡＮ基地局１０Ａは、無線ＷＡＮセル８０内に存在する無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａによる無線通信を制御できる。
【０２７６】
上述したように、無線ＷＡＮ端末２Ａ，３Ａ，４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａにおける複数の探索モジュール１８が各端末または各基地局における最小の経路コストを式（２３）に従って随時更新することによって、無線通信ネットワークシステム１００Ａ全体における経路コストが相対的に小さくなるようにマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索する。そして、無線ＷＡＮ端末２Ａ，３Ａ，４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々は、探索された経路に従ってマルチホップ無線システムによる無線通信を行なう。従って、無線ＷＡＮ端末２Ａ，３Ａ，４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々は、高能率で所望の基地局へアクセスできる。
【０２７７】
また、式（２３）に従って、無線ＷＡＮ端末２Ａ，３Ａ，４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々において最小の経路コストを演算してマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を決定することにより、無線通信ネットワークシステム１００Ａにおいて混雑した経路を回避してマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を決定できる。経路が混んでいれば、通信容量Ｃが小さくなり、経路コストが大きくなるので、各端末または各基地局において最小の経路コストを有する経路として選択されないからである。その結果、無線通信ネットワークシステム１００Ａ全体におけるスループットを向上できる。
【０２７８】
更に、式（２３）に従って、無線ＷＡＮ端末２Ａ，３Ａ，４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの各々において最小の経路コストを演算してマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を決定することにより、電波環境が悪い経路を回避してマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を決定できる。電波環境が悪くなれば、通信容量が小さくなり、経路コストが大きくなるので、各端末または各基地局において最小の経路コストを有する経路として選択されないからである。その結果、電波環境の良好な経路を選択してマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうことができる。
【０２７９】
更に、無線ＷＡＮ基地局１０Ａは、上述したように、経路コストの上限値、最小の経路コストの更新回数、および一定期間ΔＴを無線ＷＡＮ端末１Ａ〜４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａへ送信して無線通信ネットワークシステム１００Ａにおける無線通信を制御するので、上述したマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索する方法は、特に、コグニティブ無線を行なう無線通信ネットワークシステムにおいてマルチホップ無線通信を行なうための経路の探索に適した方法である。
【０２８０】
更に、この発明においては、メッシュ型の無線通信ネットワークシステムに上述した経路の探索方法を適用してもよい。この場合、アクセスポイントが無線ＷＡＮ基地局１０Ａの役目を果たす。
【０２８１】
更に、上述した経路の探索方法は、一般的には、無線通信を制御する制御装置と、その制御装置による制御に従って無線通信を行なう複数の無線装置とからなる無線通信ネットワークシステムに適用され得る。
【０２８２】
なお、無線ＷＡＮ基地局１０Ａのコントローラ１６Ａと、無線ＷＡＮ端末２Ａ，３Ａ，４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａの探索モジュール１８とは、「制御手段」を構成する。
【０２８３】
また、図１９に示すフローチャートに従ってマルチホップ無線通信システムを少なくとも選択するコントローラ１６Ａは、「選択手段」を構成する。
【０２８４】
更に、図２０に示すステップＳ１１に従って指示を無線ＷＡＮ端末２Ａ，３Ａ，４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａへ送信するコントローラ１６Ａは、「指示手段」を構成する。
【０２８５】
更に、無線ＷＡＮ端末２Ａ，３Ａ，４Ａ、無線ＬＡＮ端末５Ａ，６Ａおよび無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａにおける複数の探索モジュール１８は、「経路探索手段」または「複数の探索手段」を構成する。
【０２８６】
更に、無線ＷＡＮ基地局１０Ａは、「広域基地局」を構成し、無線ＬＡＮ基地局２０Ａ，３０Ａは、「複数の狭域基地局」を構成する。
【０２８７】
更に、図２０に示すステップＳ１３に示す処理は、「第１の探索処理」を構成し、図２０に示すステップＳ２０を１回目に実行する処理は、「第２の探索処理」を構成し、図２０に示すステップＳ２０を２回目以降、複数回繰り返し実行する処理は、「第３の探索処理」を構成する。
【０２８８】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０２８９】
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】
【０２９０】
この発明は、所望の基地局に高能率でアクセス可能な無線通信ネットワークシステムに適用される。
【図面の簡単な説明】
【０２９１】
【図１】この発明の実施の形態１による無線通信ネットワークシステムの概略図である。
【図２】図１に示す無線ＷＡＮ端末の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】図１に示す無線ＷＡＮ基地局の一部の構成を示す概略図である。
【図４】単一リンクおよび連結リンクを説明するための概念図である。
【図５】分岐リンクを説明するための概念図である。
【図６】Ｗ−経路からマルチホップ無線通信経路への切換えを示す概念図である。
【図７】コストとマルチホップ無線通信経路数との関係を示す第１の図である。
【図８】コストとマルチホップ無線通信経路数との関係を示す第２の図である。
【図９】式（１１），（１２）によって演算される最適解とトラフィックとの関係を示す図である。
【図１０】２つの経路を同時利用する場合の利用形態を示す図である。
【図１１】２つの経路を同時利用した場合のコストを示す図である。
【図１２】２つの経路を同時利用した場合のコストを示す他の図である。
【図１３】無線通信ネットワークシステムにおける無線通信の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】実施の形態２による無線通信ネットワークシステムの概略図である。
【図１５】図１４に示す無線ＷＡＮ端末の構成を示す概略ブロック図である。
【図１６】図１４に示す無線ＷＡＮ基地局の一部の構成を示す概略図である。
【図１７】図１４に示す無線ＬＡＮ基地局の構成を示す概略図である。
【図１８】８ホップの場合における通信遅延時間とスループットとの関係を示す図である。
【図１９】図１４に示す無線通信ネットワークシステムにおいて待機トラフィック数が相対的に少なくなる無線システムを選択する動作を説明するためのフローチャートである。
【図２０】マルチホップ無線システムによる無線通信を行なう経路を探索する動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０２９２】
１〜４，１Ａ〜４Ａ  無線ＷＡＮ端末、５，５Ａ，６，６Ａ  無線ＬＡＮ端末、１０，１０Ａ  無線ＷＡＮ基地局、１１  アンテナ、１２〜１４  無線モジュール、１５  スイッチング手段、１６，１６Ａ  コントローラ、１７  アプリケーションプロセッサ、１８  探索モジュール、２０，２０Ａ，３０，３０Ａ  無線ＬＡＮ基地局、４０  経路制御局、４１〜４４  有線ケーブル、５０  ネットワーク、５１〜５４  端末、６０，７０  無線ＬＡＮセル、８０  無線ＷＡＮセル、１００，１００Ａ  無線通信ネットワークシステム。
【図１】
0004761306.tif 000025
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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