(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の下位局と上位局とによって構成されており、前記複数の下位局と前記上位局との間において複数の無線チャネルを介して無線通信を行う無線通信システムであって、
前記複数の下位局のそれぞれについて、前記無線通信で伝送されると前記無線通信の開始前に予測されたトラフィック量を示す将来予測情報を取得する第１取得部と、
前記複数の下位局のうち、前記無線通信を開始する下位局である通信開始局について、前記無線通信で伝送されると前記無線通信の開始時に予測されたトラフィック量を示す直近予測情報を取得する第２取得部と、
前記複数の下位局のそれぞれについて、前記無線通信で実際に用いられた無線チャネルの使用量を示すチャネル使用情報を取得する第３取得部と、
前記第１取得部によって取得された前記将来予測情報と前記第３取得部によって取得された前記チャネル使用情報とに基づいて、無線チャネルの使用確率を前記複数の無線チャネル毎に算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記無線チャネルの使用確率に基づいて、前記複数の無線チャネルの中から、前記通信開始局に割り当てる無線チャネルを決定する決定部とを備え、
前記算出部は、前記通信開始局の前記将来予測情報及び前記通信開始局の前記直近予測情報に基づいて、前記無線チャネルの使用確率を補正することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記算出部は、前記複数の無線チャネルのうち、前記複数の下位局のいずれにも割り当てられなかった無線チャネルである未使用無線チャネルに基づいて、前記無線チャネルの使用確率を補正することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記算出部は、前記複数の無線チャネルのうち、前記複数の下位局のいずれにも割り当てることができなかった無線チャネルである損失無線チャネルに基づいて、前記無線チャネルの使用確率を補正することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記第３取得部は、前記無線通信において無線チャネルが割り当てられていた時間に基づいて、前記チャネル使用情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記第３取得部は、前記無線通信において割り当てられていた無線チャネルの帯域幅に基づいて、前記チャネル使用情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記第３取得部は、前記無線通信において割り当てられていた無線チャネルによって搬送された信号の無線距離に基づいて、前記チャネル使用情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記複数の下位局のそれぞれは、自局について前記将来予測情報を予測する予測部を有しており、
前記第１取得部は、前記複数の下位局のそれぞれから前記将来予測情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記複数の下位局が前記無線通信で実際に用いた無線チャネルを監視する監視部をさらに備え、
前記第１取得部は、前記監視部によって監視されている無線チャネルの使用量に基づいて、前記複数の下位局のそれぞれについて前記将来予測情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項９】
複数の無線チャネルのうち、少なくともいずれか一つを介して上位局と無線通信を行う下位局であって、
自局及び他の下位局のそれぞれについて、前記無線通信で伝送されると前記無線通信の開始前に予測されたトラフィック量を示す将来予測情報を取得する第１取得部と、
前記無線通信を自局が開始する時に、前記無線通信で伝送されると予測されたトラフィック量を示す直近予測情報を取得する第２取得部と、
自局及び他の下位局のそれぞれについて、前記無線通信で実際に用いられた無線チャネルの使用量を示すチャネル使用情報を取得する第３取得部と、
前記第１取得部によって取得された前記将来予測情報と前記第３取得部によって取得された前記チャネル使用情報とに基づいて、無線チャネルの使用確率を前記複数の無線チャネル毎に算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記無線チャネルの使用確率に基づいて、前記複数の無線チャネルの中から、前記通信開始局に割り当てる無線チャネルを決定する決定部とを備え、
前記算出部は、自局の前記将来予測情報及び自局の前記直近予測情報に基づいて、前記無線チャネルの使用確率を補正することを特徴とする下位局。
【請求項１０】
自局について前記将来予測情報を予測する予測部をさらに備え、
前記第１取得部は、自局の前記将来予測情報を前記予測部から取得し、前記他の下位局の前記将来予測情報を前記他の下位局から取得することを特徴とする請求項９に記載の下位局。
【請求項１１】
前記他の下位局が前記無線通信で実際に用いた無線チャネルを監視する監視部と、
自局について前記将来予測情報を予測する予測部とをさらに備え、
前記第１取得部は、自局の前記将来予測情報を前記予測部から取得し、前記監視部によって監視されている無線チャネルの使用量に基づいて、前記他の下位局の前記将来予測情報を取得することを特徴とする請求項９に記載の下位局。
【請求項１２】
複数の無線チャネルを介して複数の下位局と無線通信を行う上位局であって、
前記複数の下位局のそれぞれについて、前記無線通信で伝送されると前記無線通信の開始前に予測されたトラフィック量を示す将来予測情報を取得する第１取得部と、
前記複数の下位局のうち、前記無線通信を開始する下位局である通信開始局について、前記無線通信で伝送されると前記無線通信の開始時に予測されたトラフィック量を示す直近予測情報を取得する第２取得部と、
前記複数の下位局のそれぞれについて、前記無線通信で実際に用いられた無線チャネルの使用量を示すチャネル使用情報を取得する第３取得部と、
前記第１取得部によって取得された前記将来予測情報と前記第３取得部によって取得された前記チャネル使用情報とに基づいて、無線チャネルの使用確率を前記複数の無線チャネル毎に算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記無線チャネルの使用確率に基づいて、前記複数の無線チャネルの中から、前記通信開始局に割り当てる無線チャネルを決定する決定部とを備え、
前記算出部は、前記通信開始局の前記将来予測情報及び前記通信開始局の前記直近予測情報に基づいて、前記無線チャネルの使用確率を補正することを特徴とする上位局。
【請求項１３】
前記第１取得部は、前記複数の下位局のそれぞれから前記将来予測情報を取得することを特徴とする請求項１２に記載の上位局。
【請求項１４】
前記複数の下位局が前記無線通信で実際に用いた無線チャネルを監視する監視部をさらに備え、
前記第１取得部は、前記監視部によって監視されている無線チャネルの使用量に基づいて、前記複数の下位局のそれぞれについて前記将来予測情報を取得することを特徴とする請求項１２に記載の上位局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線チャネルを介して無線通信を行う無線通信システム、下位局及び上位局に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信技術の発展に伴って、無線通信の需要が拡大している。これに伴って、無線通信で用いられる周波数資源の有効利用及び周波数の柔軟な割り当てが求められている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
無線通信システムとして、複数の通信装置によって共有された周波数帯域を公平に割り当てる技術などが提案されている。このような無線通信システムの一例としては、工業、科学及び医療などの分野で用いられる無線ＬＡＮシステムなどが挙げられる。
【０００４】
このような無線通信システムにおいて、通信チャネル（周波数）の使用確率に基づいて、無線通信に用いる通信チャネルを決定する技術が提案されている（例えば、非特許文献１）。
【０００５】
具体的には、各通信装置は、通信チャネルの決定に先立って、自装置が行う通信に必要なトラフィック量（以下、予測トラフィック需要量）を予測した上で、予測トラフィック需要量を他の通信装置に通知する。各通信装置は、自装置の予測トラフィック需要量及び他の通信装置の予測トラフィック需要量に基づいて、通信チャネルの使用確率を算出する。続いて、各通信装置は、通信チャネルの使用確率に基づいて、各通信装置の利得量が等しくなるように、自装置が通信に用いる通信チャネルを決定する。
【非特許文献１】Ｙ．Ｘｉｎｇ，Ｒ．Ｃｈａｄｒａｍｏｕｌｉ，Ｓ．Ｍａｎｇｏｌｄ，Ｓ．Ｓｈａｎｋａｒ，“Ｄｙｎａｍｉｃ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，ＩＥＥＥ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｎ  ｓｅｌｅｃｔｅｄ  ａｒｅａｓ  ｉｎ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＪＳＡＣ），Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．３，ｐｐ．６２６−６３７，Ｍａｒｃｈ  ２００６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、予測トラフィック需要量は、各通信装置が行う通信に実際に用いるトラフィック量（以下、実トラフィック需要量）と誤差を生じる可能性がある。予測トラフィック需要量と実トラフィック需要量との誤差は、予測トラフィック需要量の予測時と通信開始時との時間差が大きいほど拡大すると予想される。
【０００７】
上述した背景技術では、通信開始時よりも前に予測トラフィック需要量の通知を行う必要があるため、予測トラフィック需要量の予測時と通信開始時の時間差が大きい傾向がある。すなわち、通信チャネルの使用確率の算出精度が低下してしまい、通信チャネル（周波数）を各通信装置に公平に割り当てることが困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、通信チャネルの使用確率の算出精度を向上させるとともに、通信チャネル（周波数）を各通信装置に公平に割り当てることを可能とする無線通信システム、下位局及び上位局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】
【０００９】
第１の特徴に係る無線通信システムは、複数の下位局と上位局とによって構成されており、前記複数の下位局と前記上位局との間において複数の無線チャネルを介して無線通信を行う。無線通信システムは、前記複数の下位局のそれぞれについて、前記無線通信で伝送されると前記無線通信の開始前に予測されたトラフィック量を示す将来予測情報を取得する第１取得部（将来予測情報取得部１０４、将来予測部１０６、将来予測情報取得部２０６又は将来予測部２２１）と、前記複数の下位局のうち、前記無線通信を開始する下位局である通信開始局について、前記無線通信で伝送されると前記無線通信の開始時に予測されたトラフィック量を示す直近予測情報を取得する第２取得部（直近予測部１０７、直近予測情報取得部２０７又は直近予測部２２２）と、前記複数の下位局のそれぞれについて、前記無線通信で実際に用いられた無線チャネルの使用量を示すチャネル使用情報を取得する第３取得部（計測部１０２又は計測部２０２）と、前記第１取得部によって取得された前記将来予測情報と前記第３取得部によって取得された前記チャネル使用情報とに基づいて、無線チャネルの使用確率を前記複数の無線チャネル毎に算出する算出部（算出部１０８又は算出部２０８）と、前記算出部によって算出された前記無線チャネルの使用確率に基づいて、前記複数の無線チャネルの中から、前記通信開始局に割り当てる無線チャネルを決定する決定部（決定部１１１又は割当部２１１）とを備える。前記算出部は、前記通信開始局の前記将来予測情報及び前記通信開始局の前記直近予測情報に基づいて、前記無線チャネルの使用確率を補正する。
【００１０】
かかる特徴によれば、算出部は、下位局毎に取得された将来予測情報及びチャネル使用情報によって、無線チャネルの使用確率を算出する。また、算出部は、通信開始局の将来予測情報及び直近予測情報に基づいて、無線チャネルの使用確率を補正する。
【００１１】
すなわち、将来予測情報及びチャネル使用情報によって無線チャネルの使用確率を算出することによって、通信チャネル（周波数）を各通信装置に公平に割り当てることができる。また、通信開始局の将来予測情報及び直近予測情報に基づいて無線チャネルの使用確率を補正することによって、通信チャネルの使用確率の算出精度を向上させることができる。
【００１２】
第１の特徴において、前記算出部は、前記複数の無線チャネルのうち、前記複数の下位局のいずれにも割り当てられなかった無線チャネルである未使用無線チャネルに基づいて、前記無線チャネルの使用確率を補正する。
【００１３】
第１の特徴において、前記算出部は、前記複数の無線チャネルのうち、前記複数の下位局のいずれにも割り当てることができなかった無線チャネルである損失無線チャネルに基づいて、前記無線チャネルの使用確率を補正する。
【００１４】
第１の特徴において、前記第３取得部は、前記無線通信において無線チャネルが割り当てられていた時間に基づいて、前記チャネル使用情報を取得する。
【００１５】
第１の特徴において、前記第３取得部は、前記無線通信において割り当てられていた無線チャネルの帯域幅に基づいて、前記チャネル使用情報を取得する。
【００１６】
第１の特徴において、前記第３取得部は、前記無線通信において割り当てられていた無線チャネルによって搬送された信号の無線距離に基づいて、前記チャネル使用情報を取得する。
【００１７】
第１の特徴において、前記複数の下位局のそれぞれは、自局について前記将来予測情報を予測する予測部（将来予測部１０６）を有しており、前記第１取得部は、前記複数の下位局のそれぞれから前記将来予測情報を取得する。
【００１８】
第１の特徴において、前記複数の下位局が前記無線通信で実際に用いた無線チャネルを監視する監視部（計測部１０２又は計測部２０２）をさらに備え、前記第１取得部は、前記監視部によって監視されている無線チャネルの使用量に基づいて、前記複数の下位局のそれぞれについて前記将来予測情報を取得する。
【００１９】
第２の特徴に係る下位局は、複数の無線チャネルのうち、少なくともいずれか一つを介して上位局と無線通信を行う。下位局は、自局及び他の下位局のそれぞれについて、前記無線通信で伝送されると前記無線通信の開始前に予測されたトラフィック量を示す将来予測情報を取得する第１取得部（将来予測情報取得部１０４、将来予測部１０６）と、前記無線通信を自局が開始する時に、前記無線通信で伝送されると予測されたトラフィック量を示す直近予測情報を取得する第２取得部（直近予測部１０７）と、自局及び他の下位局のそれぞれについて、前記無線通信で実際に用いられた無線チャネルの使用量を示すチャネル使用情報を取得する第３取得部（計測部１０２）と、前記第１取得部によって取得された前記将来予測情報と前記第３取得部によって取得された前記チャネル使用情報とに基づいて、無線チャネルの使用確率を前記複数の無線チャネル毎に算出する算出部（算出部１０８）と、前記算出部によって算出された前記無線チャネルの使用確率に基づいて、前記複数の無線チャネルの中から、前記通信開始局に割り当てる無線チャネルを決定する決定部（決定部１１１）とを備える。前記算出部は、自局の前記将来予測情報及び自局の前記直近予測情報に基づいて、前記無線チャネルの使用確率を補正する。
【００２０】
第２の特徴において、下位局は、自局について前記将来予測情報を予測する予測部（将来予測部１０６）をさらに備える。前記第１取得部は、自局の前記将来予測情報を前記予測部から取得し、前記他の下位局の前記将来予測情報を前記他の下位局から取得する。
【００２１】
第２の特徴において、下位局は、前記他の下位局が前記無線通信で実際に用いた無線チャネルを監視する監視部（計測部１０２）と、自局について前記将来予測情報を予測する予測部（将来予測部１０６）とをさらに備える。前記第１取得部は、自局の前記将来予測情報を前記予測部から取得し、前記監視部によって監視されている無線チャネルの使用量に基づいて、前記他の下位局の前記将来予測情報を取得する。
【００２２】
第３の特徴に係る上位局は、複数の無線チャネルを介して複数の下位局と無線通信を行う。上位局は、前記複数の下位局のそれぞれについて、前記無線通信で伝送されると前記無線通信の開始前に予測されたトラフィック量を示す将来予測情報を取得する第１取得部（将来予測情報取得部２０６又は将来予測部２２１）と、前記複数の下位局のうち、前記無線通信を開始する下位局である通信開始局について、前記無線通信で伝送されると前記無線通信の開始時に予測されたトラフィック量を示す直近予測情報を取得する第２取得部（直近予測情報取得部２０７又は直近予測部２２２）と、前記複数の下位局のそれぞれについて、前記無線通信で実際に用いられた無線チャネルの使用量を示すチャネル使用情報を取得する第３取得部（計測部２０２）と、前記第１取得部によって取得された前記将来予測情報と前記第３取得部によって取得された前記チャネル使用情報とに基づいて、無線チャネルの使用確率を前記複数の無線チャネル毎に算出する算出部（算出部２０８）と、前記算出部によって算出された前記無線チャネルの使用確率に基づいて、前記複数の無線チャネルの中から、前記通信開始局に割り当てる無線チャネルを決定する決定部（割当部２１１）とを備える。前記算出部は、前記通信開始局の前記将来予測情報及び前記通信開始局の前記直近予測情報に基づいて、前記無線チャネルの使用確率を補正する。
【００２３】
第３の特徴において、前記第１取得部は、前記複数の下位局のそれぞれから前記将来予測情報を取得する。
【００２４】
第３の特徴において、上位局は、前記複数の下位局が前記無線通信で実際に用いた無線チャネルを監視する監視部（計測部２０２）をさらに備える。前記第１取得部は、前記監視部によって監視されている無線チャネルの使用量に基づいて、前記複数の下位局のそれぞれについて前記将来予測情報を取得する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、通信チャネルの使用確率の算出精度を向上させるとともに、通信チャネル（周波数）を各通信装置に公平に割り当てることを可能とする無線通信システム、下位局及び上位局を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下において、本発明の実施形態に係る無線通信システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００２７】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２８】
［第１実施形態］
（無線通信システムの構成）
以下において、第１実施形態に係る無線通信システムの構成について図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【００２９】
図１に示すように、無線通信システムは、複数の下位局１００と、上位局２００と、最上位局３００とを有する。
【００３０】
各下位局１００は、無線チャネルを介して上位局２００と無線通信を行う端末である。下位局１００は、例えば、携帯電話、ＰＤＡ、ノート型ＰＣなどである。下位局１００の詳細については後述する。
【００３１】
上位局２００は、無線チャネルを介して複数の下位局１００と無線通信を行う装置である。上位局２００は、例えば、移動体通信網における基地局、無線ＬＡＮにおけるアクセスポイントなどである。
【００３２】
最上位局３００は、上位局２００を管理する装置である。具体的には、最上位局３００は、上位局２００と下位局１００との間で設定される無線チャネルを管理する機能を有する。最上位局３００は、例えば、複数の上位局２００を統合的に管理する装置（無線制御装置（ＲＮＣ；Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ））などである。
【００３３】
（下位局の構成）
以下において、第１実施形態に係る下位局の構成について図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る下位局１００を示すブロック図である。
【００３４】
図２に示すように、下位局１００は、受信部１０１と、計測部１０２と、局ＩＤ検出部１０３と、将来予測情報取得部１０４と、記憶部１０５と、将来予測部１０６と、直近予測部１０７と、算出部１０８（第１算出部１０９及び第２算出部１１０）と、決定部１１１と、送信信号生成部１１２と、送信部１１３とを有する。
【００３５】
受信部１０１は、自局の位置登録の完了を通知する登録完了通知を上位局２００から受信する。登録完了通知は、上位局２００と設定可能な全ての無線チャネルを示すチャネル情報を含む。チャネル情報は、各無線チャネルの帯域、変調方法、復号方法などを含む。
【００３６】
受信部１０１は、他の下位局１００が実際に用いている無線チャネルによって搬送された信号を受信する。無線チャネルによって搬送された信号は、他の下位局１００を特定する局ＩＤを含む。
【００３７】
受信部１０１は、他の下位局１００によって無線通信で伝送されると予測されたトラフィック量を示す将来予測情報を他の下位局１００から受信する。受信部１０１は、将来予測情報を定期的に受信することが好ましい。
【００３８】
計測部１０２は、他の下位局１００から受信する信号に基づいて、他の下位局１００が用いた無線チャネルを計測する。すなわち、計測部１０２は、他の下位局１００が無線通信で実際に用いた無線チャネルを監視する。
【００３９】
局ＩＤ検出部１０３は、他の下位局１００から受信する信号に基づいて、無線チャネルを用いた他の下位局１００の局ＩＤを検出する。
【００４０】
将来予測情報取得部１０４は、受信部１０１によって受信された将来予測情報を他の下位局１００毎に取得する。
【００４１】
記憶部１０５は、計測部１０２によって計測された無線チャネルと局ＩＤ検出部１０３によって検出された局ＩＤとを対応付ける情報を記憶する。すなわち、記憶部１０５は、他の下位局１００が無線通信で実際に用いた無線チャネルの使用量（チャネル使用情報）を他の下位局１００毎に記憶する。
【００４２】
なお、チャネル使用情報は、下位局１００に無線チャネルが割り当てられていた時間（以下、使用時間）によって定義されてもよい。チャネル使用情報は、下位局１００に割り当てられていた無線チャネルの帯域幅によって定義されてもよい。チャネル使用情報は、下位局１００に割り当てられていた無線チャネルによって搬送された信号の無線距離によって定義されてもよい。なお、無線距離は、下位局１００と上位局２００との間の距離であり、下位局１００又は上位局２００の送信電力によって推定される。
【００４３】
記憶部１０５は、他の下位局１００のチャネル使用情報だけではなくて、自局が無線通信で実際に用いた無線チャネルの使用量（チャネル使用情報）を記憶する。
【００４４】
将来予測部１０６は、自局が無線通信で伝送するトラフィック量を無線通信の開始前に予測する。すなわち、将来予測部１０６は、無線通信の開始前に予測されたトラフィック量を示す将来予測情報を取得する。
【００４５】
直近予測部１０７は、自局が無線通信で伝送するトラフィック量を無線通信の開始時に予測する。すなわち、直近予測部１０７は、無線通信の開始時に予測されたトラフィック量を示す直近予測情報を取得する。
【００４６】
ここで、「無線通信の開始前」とは、「無線通信の開始を要求する通信開始要求の送信前」である。「無線通信の開始時」とは、「通信開始要求の送信時」、又は、「通信開始要求の送信してから実際に無線通信を行うまで」である。
【００４７】
算出部１０８は、将来予測情報を用いて無線チャネルの使用確率を無線チャネル毎に算出する第１算出部１０９と、直近予測情報を用いて無線チャネルの使用確率を無線チャネル毎に補正する第２算出部１１０とを有する。なお、使用確率は、下位局１００（自端末）が無線チャネルを使用する確率であることに留意すべきである。
【００４８】
第１算出部１０９は、他の下位局１００のそれぞれについて、チャネル使用情報を記憶部１０５から取得する。第１算出部１０９は、他の下位局１００のそれぞれについて、将来予測情報を将来予測情報取得部１０４から取得する。第１算出部１０９は、自局について、チャネル使用情報を記憶部１０５から取得する。第１算出部１０９は、自局について、将来予測情報を将来予測部１０６から取得する。
【００４９】
ここで、他の下位局１００の総数を“ｎ”、他の下位局１００のチャネル使用情報（利得）を“ｗｊ”、他の下位局１００の将来予測情報を“ｘｊ”、自局（ｉ番目の下位局１００）のチャネル使用情報（利得）を“ｗｉ”、自局（ｉ番目の下位局１００）の将来予測情報を“ｘｉ”とする。
【００５０】
下位局１００の効用関数（Ｕ（ｘｉ）は、以下の（式１）によって表されることが非特許文献２（Ｈ．Ｇｉｎｔｉｓ，  “Ｇａｍｅ  ｔｈｅｏｒｙ  ｅｖｏｖｉｎｇ：  Ａ  ｐｒｏｂｒｅｍ−ｃｅｎｔｅｒｅｄ  ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ｓｔｒａｔｅｇｉｃ  ｂｅｈａｖｉｏｒ．”，  Ｐｒｉｎｓｔｏｎ  Ｕｎｉｖ．  ｐｒｅｓｓ，２００）に示されている。
【数１】
0004646964.tif 000002
【００５１】
ここで、“αｉ”及び“βｉ”は反応係数であり、“αｉ＞βｉ＞０”の関係が満たされている。具体的には、“αｉ”は、利得が自局よりも高い他の下位局１００に対する反応係数であり、“βｉ”は、利得が自局よりも低い他の下位局１００に対する反応係数である。
【００５２】
第１算出部１０９は、上述した式（１）を用いて、無線チャネルの使用確率の更新情報“Δｐｉ”を無線チャネル毎に算出する（式（２）を参照）。
【数２】
0004646964.tif 000003
【００５３】
図３に示すように、更新情報“Δｐｉ”は、比較部１７１と、加算器１７２と、加算器１７３と、乗算器１７４と、乗算器１７５と、乗算器１７６と、乗算器１７７と、加算器１７８とによって算出される。比較部１７１、加算器１７２、加算器１７３、乗算器１７４、乗算器１７５、乗算器１７６、乗算器１７７及び加算器１７８は、第１算出部１０９に設けられている。
【００５４】
比較部１７１は、“ｘｉ/ｗｉ”と“ｘｊ/ｗｊ”とを比較する。比較部１７１は、“ｘｉ/ｗｉ”＜“ｘｊ/ｗｊ”であれば、“ｘｉ/ｗｉ”及び“ｘｊ/ｗｊ”を加算器１７２に出力する。一方で、比較部１７１は、“ｘｉ/ｗｉ”＞“ｘｊ/ｗｊ”であれば、“ｘｉ/ｗｉ”及び“ｘｊ/ｗｊ”を加算器１７３に出力する。
【００５５】
加算器１７２は、“−ｘｉ/ｗｉ”と“ｘｊ/ｗｊ”とを加算する。加算器１７３は、“ｘｉ/ｗｉ”と“−ｘｊ/ｗｊ”とを加算する。乗算器１７４は、“−ｘｉ/ｗｉ＋ｘｊ/ｗｊ”に“αｉ”を乗算する。乗算器１７５は、“ｘｉ/ｗｉ−ｘｊ/ｗｊ”に“βｉ”を乗算する。
【００５６】
乗算器１７６は、乗算器１７４の出力値に“１／ｎ−１”を乗算する。乗算器１７７は、乗算器１７５の出力値に“１／ｎ−１”を乗算する。加算器１７８は、乗算器１７６の出力値から乗算器１７７の出力値を減算する。
【００５７】
なお、時刻ｔにおける無線チャネルの使用確率“ｐｉ（ｔ）”は、時刻ｔ−１における無線確率の使用確率“ｐｉ（ｔ−１）”に更新情報“Δｐｉ（ｔ）”を加算した値である（式（３）を参照）。
【数３】
0004646964.tif 000004
【００５８】
続いて、第１算出部１０９は、無線チャネルの使用確率“ｐｉ（ｔ）”を第１補正係数“Ｃｉ”によって補正する。補正係数“Ｃｉ”は、“Ｃａｌｌ”、“Ｃｃｏｌｌ，ｉ”、“Ｃｂｌａｎｋ，ｉ”及び“γ”によって求められる（式（４）を参照）。
【００５９】
なお、“Ｃａｌｌ”は、全無線チャネルの帯域量を示す値である。“Ｃｃｏｌｌ，ｉ”は、信号衝突などによっていずれの下位局１００にも割り当てることができなかった無線チャネルの帯域量（帯域損失量）を示す値である。なお、“Ｃｃｏｌｌ，ｉ”は、自局（ｉ番目の下位局１００）によって測定される。“Ｃｂｌａｎｋ，ｉ”は、いずれの下位局１００にも割り当てられなかった無線チャネルの帯域量（未使用帯域量）を示す値である。なお、なお、“Ｃｂｌａｎｋ，ｉ”は、自局（ｉ番目の下位局１００）によって測定される。“γ”は、帯域損失量に対する重付係数である。
【数４】
0004646964.tif 000005
【００６０】
第１算出部１０９は、無線チャネルの使用確率“ｐｉ（ｔ）”を第１補正係数“Ｃｉ”によって補正して、第１補正使用確率“ｐ１ｉ（ｔ）”を算出する（式（５）を参照）。
【数５】
0004646964.tif 000006
【００６１】
第１算出部１０９は、無線チャネルの使用確率が適正な範囲に収まるように第１補正使用確率“ｐ１ｉ（ｔ）”を調整する。無線チャネルの使用確率の上限を“Ｐｍａｘ”、無線チャネルの使用確率の下限を“Ｐｍｉｎ”とすると、第１調整使用確率“ｐ２ｉ（ｔ）”は、以下の式（６）によって表される。
【数６】
0004646964.tif 000007
【００６２】
なお、ｍａｘ（）は、（）内の最大値をとることを意味しており、ｍｉｎ（）は、（）内の最小値をとることを意味している。Ｐｍｉｎ及びＰｍａｘは、０〜１の範囲の値である。Ｐｍｉｎ及びＰｍａｘは、チャネル使用情報（利得）と無線チャネルの使用確率との関係に応じて定められてもよい。
【００６３】
図４に示すように、第１調整使用確率“ｐ２ｉ（ｔ）”は、加算器１８１と、第１補正係数生成部１８２と、乗算器１８３と、第１調整部１８４とによって算出される。
【００６４】
加算器１８１、第１補正係数生成部１８２、乗算器１８３及び第１調整部１８４は、第１算出部１０９に設けられている。
【００６５】
加算器１８１は、式（３）に示したように、“ｐｉ（ｔ−１）”と“Δｐｉ（ｔ）”との加算処理を行う。第１補正係数生成部１８２は、式（４）に示したように、第１補正係数“Ｃｉ”を生成する。乗算器１８３は、式（５）に示したように、“ｐｉ（ｔ）”に“Ｃｉ”を乗算する。第１調整部１８４は、式（６）に示したように、第１補正使用確率“ｐ１ｉ（ｔ）”を調整する。
【００６６】
第２算出部１１０は、第１調整使用確率“ｐ２ｉ（ｔ）”を第１算出部１０９から取得する。第２算出部１１０は、自局について、直近予測情報を直近予測部１０７から取得する。第２算出部１１０は、自局について、チャネル使用情報を記憶部１０５から取得する。
【００６７】
ここで、自局（ｉ番目の下位局１００）のチャネル使用情報（利得）を“ｗｉ”、自局（ｉ番目の下位局１００）の直近予測情報を“ａｉ”とする。
【００６８】
第２算出部１１０は、第２補正係数“Ｄｉ”を算出した上で、第１調整使用確率“ｐ２ｉ（ｔ）”を第２補正係数“Ｄｉ”によって補正する。これによって、第２算出部１１０は、第２補正使用確率“ｐ３ｉ（ｔ）”を取得する。
【００６９】
具体的には、第２算出部１１０は、以下の式（７）によって第２補正係数“Ｄｉ”を算出する。
【数７】
0004646964.tif 000008
【００７０】
続いて、第２算出部１１０は、以下の式（８）によって第２補正使用確率“ｐ３ｉ（ｔ）”を算出する。
【数８】
0004646964.tif 000009
【００７１】
第２算出部１１０は、第１算出部１０９と同様に、無線チャネルの使用確率が適正な範囲に収まるように第２補正使用確率“ｐ３ｉ（ｔ）”を調整する。無線チャネルの使用確率の上限を“Ｐｍａｘ”、無線チャネルの使用確率の下限を“Ｐｍｉｎ”とすると、第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”は、以下の式（９）によって表される。
【数９】
0004646964.tif 000010
【００７２】
なお、ｍａｘ（）は、（）内の最大値をとることを意味しており、ｍｉｎ（）は、（）内の最小値をとることを意味している。
【００７３】
図５に示すように、第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”は、第２補正係数生成部１９１と、乗算器１９２と、第２調整部１９３とによって算出される。
【００７４】
第２補正係数生成部１９１、乗算器１９２及び第２調整部１９３は、第２算出部１１０に設けられている。
【００７５】
第２補正係数生成部１９１は、式（７）に示したように、第２補正係数“Ｄｉ”を生成する。乗算器１９２は、式（８）に示したように、“ｐ２ｉ（ｔ）”に“Ｄｉ”を乗算する。第２調整部１９３は、式（９）に示したように、第２補正使用確率“ｐ２ｉ（ｔ）”を調整する。
【００７６】
ここで、算出部１０８は、無線通信の開始前においては、最終的な無線チャネルの使用確率として第１算出部１０９の算出結果を出力する。一方で、算出部１０８は、無線通信の開始前においては、最終的な無線チャネルの使用確率として第２算出部１１０の算出結果を出力する。
【００７７】
決定部１１１は、第２算出部１１０の算出結果（すなわち、第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”）に基づいて、無線通信に使用する無線チャネルを決定する。具体的には、決定部１１１は、第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”に応じて閾値を設定する。決定部１１１は、各無線チャネルの使用判断に用いる乱数を発生する。続いて、決定部１１１は、乱数が閾値よりも高い無線チャネルを無線通信に使用する無線チャネルとして決定する。なお、第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”が高いほど、閾値が小さいことに留意すべきである。
【００７８】
送信信号生成部１１２は、無線通信で伝送される送信信号を生成する。
【００７９】
送信部１１３は、自局の位置登録を要求する位置登録要求を上位局２００に送信する。送信部１１３は、無線通信の開始を要求する通信開始要求を上位局２００に送信する。通信開始要求は、決定部１１１によって決定された無線チャネルの割り当てを要求する情報を含む。送信部１１３は、上位局２００によって割り当てられた無線チャネルを用いて送信信号を上位局２００に送信する。
【００８０】
（無線通信システムの動作）
以下において、第１実施形態に係る無線通信システムの動作について図面を参照しながら説明する。図６は、第１実施形態に係る無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。
【００８１】
図６に示すように、ステップ１０において、最上位局３００は、上位局２００が使用可能な全ての無線チャネルを上位局２００に通知する。
【００８２】
ステップ１１において、下位局１００は、下位局１００の位置登録を要求する位置登録要求を上位局２００に通知する。
【００８３】
ステップ１２において、上位局２００は、位置登録要求を送信した下位局１００の位置をＤＢ（ＨＬＲやＶＬＲなど）に登録する。
【００８４】
ステップ１３において、上位局２００は、下位局１００の位置登録の完了を通知する登録完了通知を下位局１００に送信する。
【００８５】
ステップ１４において、下位局１００は、他の下位局１００が無線通信で実際に用いる無線チャネルを監視する。これによって、下位局１００は、他の下位局１００のそれぞれについて、チャネル使用情報を取得する。
【００８６】
ステップ１５において、下位局１００は、自局が無線通信で伝送するトラフィック量を予測する。下位局１００は、自局が無線通信で伝送すると予測されたトラフィック量を示す将来予測情報を取得する。
【００８７】
ステップ１６及びステップ１７において、下位局１００は、ステップ１５で生成された将来予測情報を他の下位局１００に送信する。また、下位局１００は、他の下位局１００で生成された将来予測情報を他の下位局１００から受信する。
【００８８】
ここで、下位局１００間で直接通信を行えないケースでは、各下位局１００は、ステップ１５で生成された将来予測情報を上位局２００に送信してもよい。上位局２００は、各下位局１００から受信した全ての将来予測情報を下位局１００のそれぞれに送信してもよい。
【００８９】
ステップ１８において、下位局１００は、将来予測情報を用いて無線チャネルの使用確率を無線チャネル毎に算出する。すなわち、下位局１００は、上述した第１調整使用確率“ｐ２ｉ（ｔ）”を取得する。
【００９０】
なお、ステップ１５〜ステップ１８の処理は、所定周期で繰り返されることに留意すべきである。
【００９１】
ステップ１９において、下位局１００は、自局が無線通信で伝送するトラフィック量を予測する。下位局１００は、自局が無線通信で伝送すると予測されたトラフィック量を示す直近予測情報を取得する。なお、直近予測情報を取得するタイミングは、下位局１００が通信を開始するタイミングであり、将来予測情報を取得する周期とは異なることに留意すべきである。
【００９２】
ステップ２０において、下位局１００は、直近予測情報を用いて無線チャネルの使用確率を無線チャネル毎に補正する。すなわち、下位局１００は、上述した第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”を取得する。
【００９３】
ステップ２１において、下位局１００は、ステップ２０の結果（すなわち、第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”）に基づいて、無線通信に使用する無線チャネルを決定する。具体的には、下位局１００は、第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”に応じて閾値を設定する。下位局１００は、各無線チャネルの使用判断に用いる乱数を発生する。続いて、下位局１００は、乱数が閾値よりも高い無線チャネルを無線通信に使用する無線チャネルとして決定する。
【００９４】
ステップ２２において、下位局１００は、無線通信の開始を要求する通信開始要求を上位局２００に送信する。通信開始要求は、ステップ２１で決定された無線チャネルの割り当てを要求する情報を含む。
【００９５】
ステップ２３において、上位局２００は、割り当て要求に応じて、無線チャネルの割り当てを許可するか否かを示す情報を下位局１００に送信する。ここでは、無線チャネルの割り当てが許可されたものとする。
【００９６】
ステップ２４において、下位局１００は、上位局２００によって割り当てられた無線チャネルを用いて送信信号を上位局２００に送信する。なお、無線チャネルの割り当てが許可されなかった場合には、下位局１００は、ステップ２１の処理に戻って、無線通信に使用する無線チャネルを再び決定する。
【００９７】
（作用及び効果）
第１実施形態によれば、算出部１０８は、下位局毎に取得された将来予測情報及びチャネル使用情報によって、無線チャネルの使用確率を算出する。また、算出部１０８は、自局の将来予測情報及び直近予測情報に基づいて、無線チャネルの使用確率を補正する。
【００９８】
すなわち、将来予測情報及びチャネル使用情報によって無線チャネルの使用確率を算出することによって、通信チャネル（周波数）を各通信装置に公平に割り当てることができる。また、通信開始局の将来予測情報及び直近予測情報に基づいて無線チャネルの使用確率を補正することによって、通信チャネルの使用確率の算出精度を向上させることができる。
【００９９】
［第２実施形態］
以下において、第２実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第２実施形態との相違点について主として説明する。
【０１００】
具体的には、上述した第１実施形態では、無線チャネルの使用確率を算出する主体は下位局１００である。これに対して、第２実施形態では、無線チャネルの使用確率を算出する主体は上位局２００である。
【０１０１】
（上位局の構成）
以下において、第２実施形態に係る上位局の構成について図面を参照しながら説明する。図７は、第２実施形態に係る上位局２００を示すブロック図である。
【０１０２】
図７に示すように、上位局２００は、受信部２０１と、計測部２０２と、局ＩＤ検出部２０３と、記憶部２０５と、将来予測情報取得部２０６と、直近予測情報取得部２０７と、算出部２０８（第１算出部２０９及び第２算出部２１０）と、割当部２１１と、送信部２１２とを有する。
【０１０３】
受信部２０１は、下位局１００の位置登録を要求する位置登録要求を受信する。受信部２０１は、各下位局１００が実際に用いている無線チャネルによって搬送された信号を受信する。無線チャネルによって搬送された信号は、各下位局１００を特定する局ＩＤを含む。受信部２０１は、無線通信の開始を要求する通信開始要求を下位局１００（通信開始局）から受信する。
【０１０４】
受信部２０１は、各下位局１００によって無線通信で伝送されると予測されたトラフィック量を示す将来予測情報を各下位局１００から受信する。なお、各下位局１００は、自局が無線通信で伝送するトラフィック量を予測し、トラフィック量を示す将来予測情報を上位局２００に送信する。受信部２０１は、将来予測情報を定期的に受信することが好ましい。
【０１０５】
受信部２０１は、各下位局１００によって無線通信で伝送されると予測されたトラフィック量を示す直近予測情報を、無線通信を開始する下位局１００（通信開始局）から受信する。なお、下位局１００（通信開始局）は、自局が無線通信で伝送するトラフィック量を予測し、トラフィック量を示す直近予測情報を上位局２００に送信する。
【０１０６】
計測部２０２は、計測部１０２と同様に、各下位局１００から受信する信号に基づいて、各下位局１００が用いた無線チャネルを計測する。すなわち、計測部２０２は、各下位局１００が無線通信で実際に用いた無線チャネルを監視する。
【０１０７】
局ＩＤ検出部２０３は、局ＩＤ検出部１０３と同様に、各下位局１００から受信する信号に基づいて、無線チャネルを用いた各下位局１００の局ＩＤを検出する。
【０１０８】
記憶部２０５は、記憶部１０５と同様に、計測部２０２によって計測された無線チャネルと局ＩＤ検出部１０３によって検出された局ＩＤとを対応付ける情報を記憶する。すなわち、記憶部２０５は、各下位局１００が無線通信で実際に用いた無線チャネルの使用量（チャネル使用情報）を下位局１００毎に記憶する。
【０１０９】
なお、チャネル使用情報は、他の下位局１００に無線チャネルが割り当てられていた時間（以下、使用時間）によって定義されてもよい。チャネル使用情報は、他の下位局１００に割り当てられていた無線チャネルの帯域幅によって定義されてもよい。チャネル使用情報は、他の下位局１００に割り当てられていた無線チャネルによって搬送された信号の無線距離によって定義されてもよい。さらに、チャネル使用情報は、使用時間、帯域幅及び無線距離の組み合わせによって定義されてもよい。
【０１１０】
将来予測情報取得部２０６は、受信部２０１によって受信された将来予測情報を下位局１００毎に取得する。
【０１１１】
直近予測情報取得部２０７は、受信部２０１によって受信された直近予測情報を取得する。
【０１１２】
算出部２０８は、算出部１０８と同様に、将来予測情報を用いて無線チャネルの使用確率を無線チャネル毎に算出する第１算出部２０９と、直近予測情報を用いて無線チャネルの使用確率を無線チャネル毎に補正する第２算出部２１０とを有する。
【０１１３】
第１算出部２０９は、複数の下位局１００のそれぞれについて、チャネル使用情報を記憶部１０５から取得する。第１算出部２０９は、複数の下位局１００のそれぞれについて、将来予測情報を将来予測情報取得部２０６から取得する。
【０１１４】
第１算出部２０９は、第１算出部１０９と同様に、第１調整使用確率“ｐ２ｉ（ｔ）”を下位局１００毎に算出する。
【０１１５】
なお、上述した第１実施形態では、ｉ番目の下位局１００は自局である。これに対して、第２実施形態では、ｉ番目の下位局１００は制御対象局（例えば、通信開始局）である。
【０１１６】
第２算出部２１０は、第１調整使用確率“ｐ２ｉ（ｔ）”を第１算出部２０９から取得する。第２算出部２１０は、下位局１００（通信開始局）について、直近予測情報を直近予測情報取得部２０７から取得する。
【０１１７】
第２算出部２１０は、第２算出部１１０と同様に、第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”を算出する。
【０１１８】
ここで、算出部２０８は、無線通信の開始前においては、最終的な無線チャネルの使用確率として第１算出部２０９の算出結果を出力する。一方で、算出部２０８は、無線通信の開始前においては、最終的な無線チャネルの使用確率として第２算出部２１０の算出結果を出力する。
【０１１９】
割当部２１１は、第２算出部２１０の算出結果（すなわち、第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”）に基づいて、無線通信に使用する無線チャネルを割り当てる。具体的には、割当部２１１は、第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”に応じて閾値を設定する。割当部２１１は、各無線チャネルの使用判断に用いる乱数を発生する。続いて、割当部２１１は、乱数が閾値よりも高い無線チャネルを無線通信に使用する無線チャネルとして決定する。さらに、割当部２１１は、無線通信に使用する無線チャネルを下位局１００（通信開始局）に割り当てる。なお、第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”が高いほど、閾値が小さいことに留意すべきである。
【０１２０】
送信部２１２は、下位局１００の位置登録の完了を通知する登録完了通知を下位局１００に送信する。登録完了通知は、上位局２００と設定可能な全ての無線チャネルを示すチャネル情報を含む。チャネル情報は、各無線チャネルの帯域、変調方法、復号方法などを含む。送信部２１２は、下位局１００（通信開始局）に割り当てた無線チャネルを示すチャネル割り当て情報を下位局１００（通信開始局）に送信する。
【０１２１】
（無線通信システムの動作）
以下において、第２実施形態に係る無線通信システムの動作について図面を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態に係る無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。
【０１２２】
図８に示すように、ステップ１１０において、最上位局３００は、上位局２００が使用可能な全ての無線チャネルを上位局２００に通知する。
【０１２３】
ステップ１１１において、下位局１００は、下位局１００の位置登録を要求する位置登録要求を上位局２００に通知する。
【０１２４】
ステップ１１２において、上位局２００は、位置登録要求を送信した下位局１００の位置をＤＢＤＢ（ＨＬＲやＶＬＲなど）に登録する。
【０１２５】
ステップ１１３において、上位局２００は、下位局１００の位置登録の完了を通知する登録完了通知を下位局１００に送信する。
【０１２６】
ステップ１１４において、上位局２００は、各下位局１００が無線通信で実際に用いる無線チャネルを監視する。これによって、上位局２００は、各下位局１００のそれぞれについて、チャネル使用情報を取得する。
【０１２７】
ステップ１１５において、下位局１００は、自局が無線通信で伝送するトラフィック量を予測する。下位局１００は、自局が無線通信で伝送すると予測されたトラフィック量を示す将来予測情報を取得する。
【０１２８】
ステップ１１６において、下位局１００は、ステップ１１５で生成された将来予測情報を上位局２００に送信する。また、他の下位局１００は、他の下位局１００で生成された将来予測情報を上位局２００に送信する。
【０１２９】
ステップ１１７において、上位局２００は、将来予測情報を用いて無線チャネルの使用確率を無線チャネル毎に算出する。すなわち、上位局２００は、上述した第１調整使用確率“ｐ２ｉ（ｔ）”を取得する。
【０１３０】
なお、ステップ１１５〜ステップ１１７の処理は、所定周期で繰り返されることに留意すべきである。
【０１３１】
ステップ１１８において、下位局１００（通信開始局）は、無線通信の開始を要求する通信開始要求を上位局２００に送信する。
【０１３２】
ステップ１１９において、下位局１００（通信開始局）は、自局が無線通信で伝送するトラフィック量を予測する。下位局１００（通信開始局）は、自局が無線通信で伝送すると予測されたトラフィック量を示す直近予測情報を取得する。なお、直近予測情報を取得するタイミングは、下位局１００が通信を開始するタイミングであり、将来予測情報を取得する周期とは異なることに留意すべきである。
【０１３３】
ステップ１２０において、下位局１００（通信開始局）は、ステップ１１９で生成された将来予測情報を上位局２００に送信する。
【０１３４】
ステップ１２１において、上位局２００は、直近予測情報を用いて無線チャネルの使用確率を無線チャネル毎に補正する。すなわち、上位局２００は、上述した第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”を取得する。
【０１３５】
ステップ１２２において、上位局２００は、ステップ１２１の結果（すなわち、第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”）に基づいて、無線通信に使用する無線チャネルを割り当てる。具体的には、上位局２００は、第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”に応じて閾値を設定する。上位局２００は、各無線チャネルの使用判断に用いる乱数を発生する。続いて、上位局２００は、乱数が閾値よりも高い無線チャネルを無線通信に使用する無線チャネルとして決定する。さらに、上位局２００は、無線通信に使用する無線チャネルを下位局１００（通信開始局）に割り当てる。
【０１３６】
ステップ１２３において、上位局２００は、ステップ１２２で割り当てられた無線チャネルを示すチャネル割り当て情報を下位局１００（通信開始局）に送信する。
【０１３７】
ステップ１２４において、下位局１００（通信開始局）は、上位局２００によって割り当てられた無線チャネルを用いて送信信号を上位局２００に送信する。
【０１３８】
（作用及び効果）
第２実施形態によれば、算出部２０８は、下位局毎に取得された将来予測情報及びチャネル使用情報によって、無線チャネルの使用確率を算出する。また、算出部２０８は、下位局１００（通信開始局）の将来予測情報及び直近予測情報に基づいて、無線チャネルの使用確率を補正する。
【０１３９】
すなわち、将来予測情報及びチャネル使用情報によって無線チャネルの使用確率を算出することによって、通信チャネル（周波数）を各通信装置に公平に割り当てることができる。また、通信開始局の将来予測情報及び直近予測情報に基づいて無線チャネルの使用確率を補正することによって、通信チャネルの使用確率の算出精度を向上させることができる。
【０１４０】
［第３実施形態］
以下において、第３実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第３実施形態との相違点について主として説明する。
【０１４１】
具体的には、上述した第１実施形態では、下位局１００は、他の下位局１００について将来予測情報を他の下位局１００から受信する。これに対して、第３実施形態では、下位局１００は、他の下位局１００について将来予測情報を自局で予測する。
【０１４２】
（下位局の構成）
以下において、第３実施形態に係る下位局の構成について図面を参照しながら説明する。図９は、第３実施形態に係る下位局１００を示すブロック図である。なお、図９では、図２と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
【０１４３】
図９に示すように、下位局１００は、図２の構成と比較すると、将来予測情報取得部１０４を有していない。
【０１４４】
将来予測部１０６は、記憶部１０５に接続されており、チャネル使用情報を記憶部１０５から取得する。続いて、将来予測部１０６は、チャネル使用情報（すなわち、無線チャネルの使用履歴）に基づいて、他の下位局１００が無線通信で伝送するトラフィック量を予測する。将来予測部１０６は、他の下位局１００が無線通信で伝送すると予測されたトラフィック量を示す将来予測情報を取得する。
【０１４５】
なお、他の構成の動作及び機能については、第１実施形態と同様であるため、他の構成の説明を省略する。
【０１４６】
［第４実施形態］
以下において、第４実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第２実施形態と第４実施形態との相違点について主として説明する。
【０１４７】
具体的には、上述した第２実施形態では、上位局２００は、各下位局１００について将来予測情報を各下位局１００から受信する。これに対して、第４実施形態では、上位局２００は、各下位局１００について将来予測情報を自局で予測する。
【０１４８】
また、上述した第２実施形態では、上位局２００は、下位局１００（通信開始局）について直近予測情報を下位局１００（通信開始局）から受信する。これに対して、第４実施形態では、上位局２００は、下位局１００（通信開始局）について直近予測情報を自局で予測する。
【０１４９】
（上位局の構成）
以下において、第４実施形態に係る上位局の構成について図面を参照しながら説明する。図１０は、第４実施形態に係る上位局２００を示すブロック図である。なお、図１０では、図７と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
【０１５０】
図１０に示すように、上位局２００は、図７の構成と比較すると、将来予測情報取得部２０６及び直近予測情報取得部２０７に代えて、将来予測部２２１及び直近予測部２２２を有する。
【０１５１】
将来予測部２２１及び直近予測部２２２は、記憶部２０５に接続されており、チャネル使用情報を記憶部２０５から取得する。
【０１５２】
将来予測部２２１は、チャネル使用情報（すなわち、無線チャネルの使用履歴）に基づいて、各下位局１００が無線通信で伝送するトラフィック量を予測する。将来予測部２２１は、各下位局１００が無線通信で伝送すると予測されたトラフィック量を示す将来予測情報を取得する。
【０１５３】
直近予測部２２２は、チャネル使用情報（すなわち、無線チャネルの使用履歴）に基づいて、下位局１００（通信開始局）が無線通信で伝送するトラフィック量を予測する。直近予測部２２２は、下位局１００（通信開始局）が無線通信で伝送すると予測されたトラフィック量を示す直近予測情報を取得する。
【０１５４】
なお、他の構成の動作及び機能については、第２実施形態と同様であるため、他の構成の説明を省略する。
【０１５５】
［評価結果］
以下において、シミュレーション評価結果について説明する。図１１は、シミュレーション評価の諸元を示す図である。図１２は、シミュレーション評価結果を示す図である。なお、図１２は、従来手法と本実施形態との比較結果を示す図である。
【０１５６】
従来手法は、直近予測情報を用いずに将来予測情報のみで無線チャネルの使用確率を算出したケースである。本実施形態は、上述したように、将来予測情報に加えて、直近予測情報を用いて無線チャネルの使用確率を算出したケースである。
【０１５７】
図１２に示すように、本実施形態では、従来手法に比べて、下位局１００の利得が向上することが確認された。すなわち、本実施形態では、従来技術に比べて、信号衝突及びリソースの浪費が避けられることが確認された。
【０１５８】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【０１５９】
上述した実施形態では、第１補正使用確率“ｐ１ｉ（ｔ）”は、第１調整使用確率“ｐ２ｉ（ｔ）”に調整されるが、これに限定されるものではない。例えば、チャネル使用情報（利得）と無線チャネルの使用確率との関係が既知である場合には、この調整処理は省略されてもよい。
【０１６０】
上述した実施形態では、第２補正使用確率“ｐ３ｉ（ｔ）”は、第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”に調整されるが、これに限定されるものではない。例えば、チャネル使用情報（利得）と無線チャネルの使用確率との関係が既知である場合には、この調整処理は省略されてもよい。
【０１６１】
上述した実施形態では特に触れていないが、複数の下位局１００はグループ化されていてもよい。このようなケースでは、無線チャネルの使用確率は、グループに割り当てられた無線チャネルを対象として算出される。
【０１６２】
上述した実施形態では特に触れていないが、チャネル使用情報は、下位局１００のアプリケーションに応じて定義されることが好ましい。例えば、アプリケーションとしては、比較的狭帯域で長時間連続してデータを送信するアプリケーション（例えば、音声通話、広帯域で比較的短時間で大量のデータを送信するアプリケーションなどが挙げられる。このようなケースを考慮すると、チャネル使用情報は、無線チャネルの使用時間及び無線チャネルの帯域幅の積によって定義されることが好ましい。
【０１６３】
上述した実施形態では特に触れていないが、チャネル使用情報は、下位局１００の送信電力に応じて定義されることが好ましい。例えば、通信システムが異なるようなケースでは、下位局１００の送信電力が高い場合には、下位局１００が用いる無線チャネルを他の下位局１００が比較的広範囲に亘って用いることができない。このようなケースを考慮すると、チャネル使用情報は、無線チャネルの帯域幅及び無線チャネルによって搬送される信号の無線距離の積によって定義されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】第１実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る下位局１００を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る更新情報“Δｐｉ（ｔ）”の算出ブロック（第１算出部１０９）を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る第１調整使用確率“ｐ２ｉ（ｔ）”の算出ブロック（第１算出部１０９）を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る第２調整使用確率“ｐ４ｉ（ｔ）”の算出ブロック（第２算出部１１０）を示す図である。
【図６】第１実施形態に係る無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。
【図７】第２実施形態に係る上位局２００を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態に係る無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。
【図９】第３実施形態に係る下位局１００を示すブロック図である。
【図１０】第２実施形態に係る上位局２００を示すブロック図である。
【図１１】シミュレーション評価の諸元を示す図である。
【図１２】シミュレーション評価結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１６５】
１００・・・下位局、１０１・・・受信部、１０２・・・計測部、１０３・・・局ＩＤ検出部、１０４・・・将来予測情報取得部、１０５・・・記憶部、１０６・・・将来予測部、１０７・・・直近予測部、１０８・・・算出部、１０９・・・第１算出部、１１０・・・第２算出部、１１１・・・決定部、１１２・・・送信信号生成部、１１３・・・送信部、２００・・・上位局、２０１・・・受信部、２０２・・・計測部、２０３・・・局ＩＤ検出部、２０５・・・記憶部、２０６・・・将来予測情報取得部、２０７・・・直近予測情報取得部、２０８・・・算出部、２０９・・・第１算出部、２１０・・・第２算出部、２１１・・・割当部、２１２・・・送信部、２２１・・・将来予測部、２２２・・・直近予測部、３００・・・最上位局
【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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