(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスの無線通信システムのチャネル帯域の占有率を評価するチャネル帯域占有率評価方法であって、
前記無線通信システムにおけるトラヒック条件を示すパラメータであるトラヒックパラメータと、通信対象のデータを伝送する伝送条件を示すパラメータである伝送パラメータとに基づいて、前記無線通信システムのチャネルの帯域を通信対象のデータが占有する占有率であるチャネル帯域占有率を求めるステップと、
求めた前記チャネル帯域占有率を評価するステップとを
含むことを特徴とするチャネル帯域占有率評価方法。
【請求項２】
無線環境においてストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスのＭＡＣ層をもつ無線通信システムであって、
前記無線通信システムにおけるトラヒック条件、及び通信対象のデータを伝送する無線伝送条件を示す情報に基づいて、前記無線通信システムの無線チャネルにおける帯域を各ストリームが占有する占有率であるチャネル帯域占有率を評価する占有率評価手段を
備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
無線環境においてストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスのＭＡＣ層をもつ無線通信システムであって、
各ストリームのＣＯＤＥＣ情報及びパケット周期情報と、送信元の無線伝送レート及び伝送エラー率とに基づいて、それぞれのストリームのパケットの送信衝突確率、チャネル帯域占有率、及びチャネル空き帯域率を評価する評価手段を
備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
無線環境においてストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスのＭＡＣ層をもつ無線通信システムであって、
各ストリームのＣＯＤＥＣ情報及びパケット周期情報と、送信元の無線伝送レート及び伝送エラー率とに基づいて、各ストリームのパケットの送信衝突確率、チャネル帯域占有率、及びチャネル空き帯域率の関係を方程式で表し、前記方程式を解くことによって、それぞれのストリームのパケットの送信衝突確率、チャネル帯域占有率、及びチャネル空き帯域率を評価する評価手段を
備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
無線環境においてストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスのＭＡＣ層をもつ無線通信システムであって、
新たな呼が発生すると、所定の評価方法に従って、当該新たな呼を受け入れた場合のチャネル帯域占有率及びチャネル空き帯域率を求める算出手段と、
前記算出手段によるチャネル帯域占有率及びチャネル空き帯域率の算出結果に基づいて、前記新たな呼を受け入れてよいか否かを判定するＣＡＣ判定手段とを
備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
無線環境においてストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスのＭＡＣ層をもつ無線通信システムであって、
ユーザ端末の状態の変化によってトラヒック条件又は電波条件が変化したときに、所定の評価方法に従って、所定の呼制御を実施した場合のチャネル帯域占有率及びチャネル空き帯域率を求める算出手段と、
前記算出手段によるチャネル帯域占有率及びチャネル空き帯域率の算出結果に基づいて、前記所定の呼制御が妥当な制御であるか否かを判定し、又は前記所定の制御が最適な制御であるか否かを判定する最適制御判定手段とを
備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
ストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスの無線通信システムであって、
アクセスポイントと、
前記無線通信システムのチャネル帯域の占有率を評価するチャネル帯域占有率評価装置とを備え、
前記チャネル帯域占有率評価装置は、
前記無線通信システムにおけるトラヒック条件を示すパラメータであるトラヒックパラメータと、通信対象のデータを伝送する伝送条件を示すパラメータである伝送パラメータとに基づいて、前記無線通信システムのチャネルの帯域を通信対象のデータが占有する占有率であるチャネル帯域占有率を求める占有率算出手段と、
前記占有率算出手段が求めた前記チャネル帯域占有率を評価する占有率評価手段とを含む
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
アクセスポイントは、新たなイベントの発生を検出すると、当該新たなイベントに対して実行すべき制御の判定依頼を、チャネル帯域占有率評価装置に送信する判定依頼送信手段を含み、
占有率算出手段は、前記アクセスポイントから判定依頼を受信すると、トラヒックパラメータと伝送パラメータとに基づいて、チャネル帯域占有率を求め、
占有率評価手段は、前記占有率算出手段が求めたチャネル帯域占有率に基づいて、前記新たなイベントに対して実行すべき制御を判定する制御判定手段を有する
請求項７記載の無線通信システム。
【請求項９】
チャネル帯域占有率評価装置は、アクセスポイントから判定依頼を受信すると、無線通信システムにおける現在のトラヒックパラメータ及び伝送パラメータを取得するパラメータ取得手段を含み、
占有率算出手段は、前記パラメータ取得手段が取得した現在のトラヒックパラメータと伝送パラメータとに基づいて、チャネル帯域占有率を求める
請求項８記載の無線通信システム。
【請求項１０】
パラメータ取得手段は、アクセスポイントから判定依頼を受信すると、ＳＩＰサーバからＣＯＤＥＣ情報を受信し、受信した前記ＣＯＤＥＣ情報から現在のトラヒックパラメータ及び伝送パラメータを抽出する請求項９記載の無線通信システム。
【請求項１１】
判定依頼送信手段は、新たなイベントに対して実行すべき制御の判定依頼とともに、アクセスポイントがユーザ端末との通信に用いている現在のトラヒックパラメータ及び伝送パラメータを、チャネル帯域占有率評価装置に送信し、
パラメータ取得手段は、アクセスポイントから判定依頼を受信する際に、前記アクセスポイントから現在のトラヒックパラメータ及び伝送パラメータを受信する
請求項９記載の無線通信システム。
【請求項１２】
チャネル帯域占有率評価装置は、制御判定手段による判定結果をアクセスポイントに送信する判定結果送信手段を含み、
アクセスポイントは、前記チャネル帯域占有率評価装置から受信した判定結果に従って、新たなイベントに対して所定の制御を実行する制御実行手段を含む
請求項８から請求項１１のうちのいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
アクセスポイントは、新たな呼の発生を検出すると、当該新たな呼の受け付け可否の判定依頼を、チャネル帯域占有率評価装置に送信する呼受付判定依頼送信手段を含み、
占有率算出手段は、前記アクセスポイントから判定依頼を受信すると、トラヒックパラメータと伝送パラメータとに基づいて、チャネル帯域占有率を求め、
占有率評価手段は、前記占有率算出手段が求めたチャネル帯域占有率に基づいて、前記新たな呼の受け付けを許可するか否かを判定する呼受付判定手段を有する
請求項７記載の無線通信システム。
【請求項１４】
占有率評価手段は、占有率算出手段が求めたチャネル帯域占有率が所定の閾値より小さいか否かを判定する閾値判定手段を有し、
呼受付判定手段は、前記閾値判定手段がチャネル帯域占有率が所定の閾値より小さいと判定すると、新たな呼の受け付けを許可すると判定する
請求項１３記載の無線通信システム。
【請求項１５】
チャネル帯域占有率評価装置は、呼受付判定手段が新たな呼の受け付けを許可すると判定すると、前記新たな呼の受け付けを許可する旨の呼受付許可情報をアクセスポイントに送信する許可情報送信手段を含み、
アクセスポイントは、
前記チャネル帯域占有率評価装置から前記呼受付許可情報を受信したか否かを判定する許可情報受信判定手段と、
前記許可情報受信判定手段が前記呼受付許可情報を受信したと判定すると、前記新たな呼の受け付けを許可する呼受付制御手段とを含む
請求項１３又は請求項１４記載の無線通信システム。
【請求項１６】
アクセスポイントは、当該アクセスポイントとユーザ端末との間の通信状態の劣化を検出すると、最適な伝送レートの判定依頼を、チャネル帯域占有率評価装置に送信するレート判定依頼送信手段を含み、
占有率算出手段は、伝送レート毎にチャネル帯域占有率を算出することによって、複数のチャネル帯域占有率を求め、
占有率評価手段は、
前記占有率算出手段が求めた複数のチャネル帯域占有率のうち最小となるチャネル帯域占有率を選択する最小値選択手段と、
前記最小値選択手段が選択したチャネル帯域占有率に対応する伝送レートを、最適な伝送レートとして特定する最適レート特定手段とを有する
請求項７記載の無線通信システム。
【請求項１７】
チャネル帯域占有率評価装置は、最適レート特定手段が特定した伝送レートを含む通知情報をアクセスポイントに送信する通知情報送信手段を含み、
アクセスポイントは、前記チャネル帯域占有率評価装置から受信した通知情報に含まれる伝送レートに従って、当該アクセスポイントとユーザ端末との間の通信に用いる伝送レートを変更するレート変更手段を含む
請求項１６記載の無線通信システム。
【請求項１８】
アクセスポイントは、当該アクセスポイントとユーザ端末との間の通信状態の劣化を検出すると、前記ユーザ端末の最適なハンドオーバ先の判定依頼を、チャネル帯域占有率評価装置に送信するハンドオーバ先判定依頼送信手段を含み、
占有率算出手段は、無線通信システムに含まれるアクセスポイント毎のトラヒックパラメータと伝送パラメータとに基づいて、それぞれチャネル帯域占有率を求め、
占有率評価手段は、
前記占有率算出手段が求めた複数のチャネル帯域占有率のうち最小となるチャネル帯域占有率を選択する最小値選択手段と、
前記最小値選択手段が選択したチャネル帯域占有率に対応するアクセスポイントを、最適なハンドオーバ先として特定するハンドオーバ先特定手段とを有する
請求項７記載の無線通信システム。
【請求項１９】
チャネル帯域占有率評価装置は、ハンドオーバ先特定手段が特定したハンドオーバ先を含む通知情報をアクセスポイントに送信する通知情報送信手段を含み、
アクセスポイントは、前記チャネル帯域占有率評価装置から受信した通知情報に含まれるハンドオーバ先に従って、当該アクセスポイントと通信を行っているユーザ端末にハンドオーバを指示するハンドオーバ指示手段を含む
請求項１８記載の無線通信システム。
【請求項２０】
ストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスの無線通信システムのチャネル帯域の占有率を評価するチャネル帯域占有率評価装置であって、
前記無線通信システムにおけるトラヒック条件を示すパラメータであるトラヒックパラメータと、通信対象のデータを伝送する伝送条件を示すパラメータである伝送パラメータとに基づいて、前記無線通信システムのチャネルの帯域を通信対象のデータが占有する占有率であるチャネル帯域占有率を求める占有率算出手段と、
前記占有率算出手段が求めた前記チャネル帯域占有率を評価する占有率評価手段とを
備えたことを特徴とするチャネル帯域占有率評価装置。
【請求項２１】
ストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスの無線通信システムのチャネル帯域の占有率を評価するためのチャネル帯域占有率評価プログラムであって、
コンピュータに、
前記無線通信システムにおけるトラヒック条件を示すパラメータであるトラヒックパラメータと、通信対象のデータを伝送する伝送条件を示すパラメータである伝送パラメータとに基づいて、前記無線通信システムのチャネルの帯域を通信対象のデータが占有する占有率であるチャネル帯域占有率を求める占有率算出処理と、
求めた前記チャネル帯域占有率を評価する占有率評価処理とを
実行させるためのチャネル帯域占有率評価プログラム。
【請求項２２】
コンピュータに、
新たなイベントの発生が検出された際に、当該新たなイベントに対して実行すべき制御の判定依頼を、アクセスポイントから受信する判定依頼受信処理を実行させ、
占有率算出処理で、前記アクセスポイントから判定依頼を受信すると、トラヒックパラメータと伝送パラメータとに基づいて、チャネル帯域占有率を求める処理を実行させ、
占有率評価処理で、求めた前記チャネル帯域占有率に基づいて、前記新たなイベントに対して実行すべき制御を判定する制御判定処理を実行させるための
請求項２１記載のチャネル帯域占有率評価プログラム。
【請求項２３】
コンピュータに、
新たな呼の発生が検出された際に、当該新たな呼の受け付け可否の判定依頼を、アクセスポイントから受信する呼受付判定依頼受信処理を実行させ、
占有率算出処理で、前記アクセスポイントから判定依頼を受信すると、トラヒックパラメータと伝送パラメータとに基づいて、チャネル帯域占有率を求める処理を実行させ、
占有率評価処理で、求めた前記チャネル帯域占有率に基づいて、前記新たな呼の受け付けを許可するか否かを判定する呼受付判定処理を実行させるための
請求項２１記載のチャネル帯域占有率評価プログラム。
【請求項２４】
コンピュータに、
占有率評価処理で、求めたチャネル帯域占有率が所定の閾値より小さいか否かを判定する閾値判定処理を実行させ、
呼受付判定処理で、前記閾値判定処理においてチャネル帯域占有率が所定の閾値より小さいと判定すると、新たな呼の受け付けを許可すると判定する処理を実行させるための
請求項２３記載のチャネル帯域占有率評価プログラム。
【請求項２５】
コンピュータに、
アクセスポイントとユーザ端末との間の通信状態の劣化が検出された際に、最適な伝送レートの判定依頼を、アクセスポイントから受信するレート判定依頼受信処理を実行させ、
占有率算出処理で、伝送レート毎にチャネル帯域占有率を算出することによって、複数のチャネル帯域占有率を求める処理を実行させ、
占有率評価処理で、前記占有率算出処理により求めた複数のチャネル帯域占有率のうち最小となるチャネル帯域占有率を選択する最小値選択処理と、前記最小値選択処理により選択したチャネル帯域占有率に対応する伝送レートを、最適な伝送レートとして特定する最適レート特定処理とを実行させるための
請求項２１記載のチャネル帯域占有率評価プログラム。
【請求項２６】
コンピュータに、
アクセスポイントとユーザ端末との間の通信状態の劣化が検出された際に、前記ユーザ端末の最適なハンドオーバ先の判定依頼を、アクセスポイントから受信するハンドオーバ先判定依頼受信処理を実行させ、
占有率算出処理で、無線通信システムに含まれるアクセスポイント毎のトラヒックパラメータと伝送パラメータとに基づいて、それぞれチャネル帯域占有率を求める処理を実行させ、
占有率評価処理で、前記占有率算出処理により求めた複数のチャネル帯域占有率のうち最小となるチャネル帯域占有率を選択する最小値選択処理と、前記最小値選択処理により選択したチャネル帯域占有率に対応するアクセスポイントを、最適なハンドオーバ先として特定するハンドオーバ先特定処理とを実行させるための
請求項２１記載のチャネル帯域占有率評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＶｏＷＬＡＮ（Voice over Wireless ＬＡＮ）のように、ランダムアクセスを伴うＭＡＣ（Medium Access Control ）層をもつ無線通信システムにおいて、各ストリームのチャネル帯域占有率を評価するチャネル帯域占有率評価方法、チャネル帯域占有率評価装置、及びチャネル帯域占有率評価プログラムに関する。また、本発明は、チャネル帯域占有率評価方法を用いた無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮの普及に伴って、無線ＬＡＮベースの各種ストリーム通信を行う無線通信システムが容易に構築できるようになっている。例えば、無線ＬＡＮベースで音声ストリームの通信を行う音声通信システム（ＶｏＷＬＡＮ）を簡単に構築できるようになっている。しかし、ＶｏＷＬＡＮの性質上、ＶｏＷＬＡＮにおいて音声ストリームが実際に占有する無線帯域（帯域の占有率）は、一般にシステム条件によって大きく変わる特性がある。そのため、ＶｏＷＬＡＮにおける音声品質を効率的に管理するためには、各音声ストリームの実効使用帯域や、各音声ストリームの音声性能を把握することが重要である。
【０００３】
各音声ストリームの実効使用帯域や音声性能を評価するシステムとして、例えば、非特許文献１には、ＩＥＥＥ８０２．１１を用いた無線ＬＡＮにおける最大接続可能音声呼数を評価するシステムが記載されている。また、出願人は、非特許文献２において、無線エラーを考慮した無線ＬＡＮの性能評価方法を提案している。
【０００４】
【非特許文献１】S. Garg, M. Kappes, "Can I add a VoIP call ?" Proc. of IEEE ICC'03, vol. 2, pp.779-783, 2003.
【非特許文献２】H. Pan, S. Sato, K. Kobayashi, "On the Throughput of an IEEE802.11a Wireless LAN System with Terminals under Heterogeneous Radio Conditions", Proc. of the 18th ITC, 2003.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無線ＬＡＮのように、ランダムアクセスを伴うＭＡＣ層をもつ無線音声通信システムにおいては、各端末やアクセスポイント（ＡＰ）によるトラヒックに対して、各端末やアクセスポイントが自律に競争しながら、無線チャネルのリソースをシェアしている。そのため、ランダムアクセスを伴う無線通信システムにおける各種システム条件が変化すると、システム内の全てのトラヒックストリームについてチャネルの占有帯域が変化することになる。例えば、システム条件として、端末台数が増減したり、ある端末位置の移動に伴って無線条件が変化したり、伝送速度や伝送エラー率が変化すると、それらの影響によって、全てのトラヒックストリームの実効占有帯域も変化する。このような特徴は、時間分割等の手段によってチャネルリソースの配分を管理する移動通信システムとは異なる特徴である。
【０００６】
従って、ランダムアクセスを伴う無線通信システムにおいて、上記のようなシステム条件（端末台数や端末位置、伝送速度、伝送エラー率）の変化がもたらすシステム負荷への影響や、各音声呼の通信品質への影響を判断することは容易ではない。また、システム負荷や通信品質への影響を容易に判断できないので、新たに呼が発生した場合に、発生した呼の受け入れを許可するか否かを容易に判断することはできない。
【０００７】
例えば、新しい音声呼が生起した時、その新規呼を受け入れた場合の各音声ストリームのチャネル帯域占有率、チャネル空き帯域率、及び通信品質がどのように変わるかを把握（推定）できれば、その推定結果に基づいて、その新規呼を受け入れてよいか否かを判定できる。ランダムアクセスを伴う無線通信システムでは、チャネル帯域占有率やチャネル空き帯域率、通信品質の変化を容易に判断できないので、新規呼の受け入れ可否を判断することは容易ではない。
【０００８】
非特許文献１に記載された評価システムでは、ＩＥＥＥ８０２．１１を用いた無線ＬＡＮにおける最大接続可能音声呼数を評価することができる。しかし、非特許文献１に記載された評価システムでは、最大接続可能音声呼数を評価するための評価モデルを単純化するために、各端末の無線伝送エラーを無視し、通信データの衝突確率を一律に３パーセントとしている。実際には、送受信間距離や電波干渉状況によって、無線伝送エラーの実効使用帯域への影響を無視できない。また、衝突確率は、トラヒック条件以外に無線伝送エラー率の影響も受けて変化する。また、非特許文献１に記載された評価システムでは、新規呼を受け入れた場合のチャネル帯域占有率やチャネル空き帯域率を評価することは記載されていない。従って、非特許文献１に記載された評価システムを用いたとしても、現実の一般的なランダムアクセスを伴う無線通信システム（例えば、ＶｏＷＬＡＮシステム）に対する使用帯域の評価を行うことはできない。
【０００９】
また、出願人は、非特許文献２において、無線ＬＡＮの性能評価方法に関し、無線エラーを考慮して、各端末とアクセスポイント（ＡＰ）とが常時送信を行う場合のスループットと遅延とを評価する評価方法を提案している。しかし、ＶｏＷＬＡＮの場合、常時送信を行う場合と異なり、音声ストリーム毎に一定のトラヒックパタンに従ってパケットが送信されることになる。すなわち、ＶｏＷＬＡＮの場合には、比較的長いストリーム的トラヒックが生ずる。そのため、非特許文献２に記載された評価手法を、ストリーム的トラヒックが生ずるような無線通信システム（例えば、ＶｏＷＬＡＮ）にも適用できるようにすることが望ましい。
【００１０】
そこで、本発明は、ストリーム通信を行いランダムアクセスを伴うシステムにおいて、システム条件の変化のチャネル帯域占有率への影響を精度よく評価するチャネル帯域占有率評価方法、無線通信システム、チャネル帯域占有率評価装置、及びチャネル帯域占有率評価プログラムを提供することを目的とする。また、本発明は、チャネル帯域占有率の評価結果をベースにした呼受付制御の判定を行い、無線リソースを制御し管理するチャネル帯域占有率評価方法、無線通信システム、チャネル帯域占有率評価装置、及びチャネル帯域占有率評価プログラム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】
【００１１】
本発明によるチャネル帯域占有率評価方法は、ストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスの無線通信システムのチャネル帯域の占有率を評価するチャネル帯域占有率評価方法であって、無線通信システムにおけるトラヒック条件を示すパラメータであるトラヒックパラメータ（例えば、パケットサイズやパケット周期）と、通信対象のデータを伝送する伝送条件を示すパラメータである伝送パラメータ（例えば、伝送レートや通信エラー率）とに基づいて、無線通信システムのチャネルの帯域を通信対象のデータが占有する占有率であるチャネル帯域占有率を求めるステップと、求めたチャネル帯域占有率を評価するステップとを含むことを特徴とする。なお、「チャネル帯域占有率を評価する」とは、チャネル帯域占有率に基づいて各種判定処理を行うことであり、例えば、チャネル帯域占有率に基づいて、新たに発生した呼を受け入れてよいか否かを判定することである。
【００１２】
また、チャネル帯域占有率評価方法は、同一無線チャネルを使用する複数の送信端末（例えば、無線端末３）又はアクセスポイント（ＡＰ）を有する無線音声通信システム（例えば、ＶｏＷＬＡＮ）における各音声ストリームの使用帯域率を評価する方法であって、各音声ストリームのトラヒック条件及び伝送条件を示す入力情報（例えば、トラヒックパラメータ及び伝送パラメータ）を入力し、各ストリームのパケット送出に使用するチャネル時間（例えば、パケット送出チャネル時間ｓｉ）を算出し、各ストリームのパケット衝突確率（例えば、衝突確率ｃｉ）、パケット送信失敗再送率（例えば、再送確率ｆｉ）、チャネル使用率（例えば、チャネル帯域占有率ｕｉ）、及びチャネルの空き帯域率（例えば、チャネル空き帯域率ｖ）の関係を方程式で表現し、その方程式を解くことによって、各確率値（例えば、衝突確率ｃｉや再送確率ｆｉ、チャネル帯域占有率ｕｉ、チャネル空き帯域率ｖ）を計算するものであることが望ましい。
【００１３】
本発明による無線通信システムは、無線環境においてストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスのＭＡＣ層をもつ無線通信システム（例えば、ＶｏＷＬＡＮ）であって、無線通信システムにおけるトラヒック条件、及び通信対象のデータを伝送する無線伝送条件を示す情報（例えば、トラヒックパラメータ及び伝送パラメータ）に基づいて、無線通信システムの無線チャネルにおける帯域を各ストリームが占有する占有率であるチャネル帯域占有率を評価する占有率評価手段（例えば、確率計算部２２によって実現される）を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、無線通信システムは、無線環境においてストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスのＭＡＣ層をもつ無線通信システム（例えば、ＶｏＷＬＡＮ）であって、各ストリームのＣＯＤＥＣ情報及びパケット周期情報（例えば、パケット周期ｔｉ）と、送信元の無線伝送レート及び伝送エラー率とに基づいて、それぞれのストリームのパケットの送信衝突確率（例えば、衝突確率ｃｉ）、チャネル帯域占有率（例えば、チャネル帯域占有率ｕｉ）、及びチャネル空き帯域率（例えば、チャネル空き帯域率ｖ）を評価する評価手段（例えば、確率計算部２２によって実現される）を備えたものであってもよい。
【００１５】
また、無線通信システムは、無線環境においてストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスのＭＡＣ層をもつ無線通信システム（例えば、ＶｏＷＬＡＮ）であって、各ストリームのＣＯＤＥＣ情報及びパケット周期情報（例えば、パケット周期ｔｉ）と、送信元の無線伝送レート及び伝送エラー率とに基づいて、各ストリームのパケットの送信衝突確率（例えば、衝突確率ｃｉ）、チャネル帯域占有率（例えば、チャネル帯域占有率ｕｉ）、及びチャネル空き帯域率（例えば、チャネル空き帯域率ｖ）の関係を方程式で表し、方程式を解くことによって、それぞれのストリームのパケットの送信衝突確率、チャネル帯域占有率、及びチャネル空き帯域率を評価する評価手段（例えば、確率計算部２２によって実現される）を備えたものであってもよい。
【００１６】
また、無線通信システムは、無線環境においてストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスのＭＡＣ層をもつ無線通信システム（例えば、ＶｏＷＬＡＮ）であって、新たな呼が発生すると、所定の評価方法に従って、新たな呼を受け入れた場合のチャネル帯域占有率（例えば、チャネル帯域占有率ｕｉ）及びチャネル空き帯域率（例えば、チャネル空き帯域率ｖ）を求める算出手段（例えば、確率計算部２２Ａによって実現される）と、算出手段によるチャネル帯域占有率及びチャネル空き帯域率の算出結果（例えば、上り方向及び下り方向の両方のストリームを考慮したチャネル帯域占有率ｕ）に基づいて、新たな呼を受け入れてよいか否かを判定するＣＡＣ（Call Admission Control）判定手段（例えば、呼受付判定部２４によって実現される）とを備えたものであってもよい。
【００１７】
また、無線通信システムは、無線環境においてストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスのＭＡＣ層をもつ無線通信システム（例えば、ＶｏＷＬＡＮ）であって、ユーザ端末（例えば、無線端末３）の状態の変化によってトラヒック条件又は電波条件が変化したときに、所定の評価方法に従って、所定の呼制御を実施した場合のチャネル帯域占有率（例えば、チャネル帯域占有率ｕｉ）及びチャネル空き帯域率（例えば、チャネル空き帯域率ｖ）を求める算出手段（例えば、確率計算部２２Ｂによって実現される）と、算出手段によるチャネル帯域占有率及びチャネル空き帯域率の算出結果（例えば、上り方向及び下り方向の両方のストリームを考慮したチャネル帯域占有率ｕ）に基づいて、所定の呼制御が妥当な制御であるか否かを判定し、又は所定の制御が最適な制御であるか否かを判定する最適制御判定手段（例えば、最適制御判定部２５によって実現される）とを備えたものであってもよい。なお、「最適な制御を判定する」とは、例えば、最適な伝送レートを特定したり、最適なハンドオーバ先を特定したりすることである。
【００１８】
また、無線通信システムは、ストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスの無線通信システム（例えば、ＶｏＷＬＡＮ）であって、アクセスポイントと、無線通信システムのチャネル帯域の占有率を評価するチャネル帯域占有率評価装置（例えば、チャネル帯域占有率評価サーバ１）とを備え、チャネル帯域占有率評価装置は、無線通信システムにおけるトラヒック条件を示すパラメータであるトラヒックパラメータ（例えば、パケットサイズやパケット周期）と、通信対象のデータを伝送する伝送条件を示すパラメータである伝送パラメータ（例えば、伝送レートや通信エラー率）とに基づいて、無線通信システムのチャネルの帯域を通信対象のデータが占有する占有率であるチャネル帯域占有率を求める占有率算出手段（例えば、確率計算部２２，２２Ａ，２２Ｂによって実現される）と、占有率算出手段が求めたチャネル帯域占有率を評価する占有率評価手段（例えば、呼受付判定部２４や最適制御判定部２５によって実現される）とを含むものであってもよい。
【００１９】
また、無線通信システムにおいて、アクセスポイントは、新たなイベントの発生（例えば、新規呼の発生や通信状態の劣化）を検出すると、新たなイベントに対して実行すべき制御の判定依頼を、チャネル帯域占有率評価装置に送信する判定依頼送信手段（例えば、アクセスポイント２の制御部及びネットワークインタフェース部によって実現される）を含み、占有率算出手段は、アクセスポイントから判定依頼を受信すると、トラヒックパラメータと伝送パラメータとに基づいて、チャネル帯域占有率を求め、占有率評価手段は、占有率算出手段が求めたチャネル帯域占有率に基づいて、新たなイベントに対して実行すべき制御（例えば、新規呼の受け付けを許可するか否か）を判定する制御判定手段（例えば、呼受付判定部２４や最適制御判定部２５によって実現される）を有するものであってもよい。
【００２０】
また、無線通信システムにおいて、チャネル帯域占有率評価装置は、アクセスポイントから判定依頼を受信すると、無線通信システムにおける現在のトラヒックパラメータ及び伝送パラメータを取得するパラメータ取得手段（例えば、入力装置１０によって実現される）を含み、占有率算出手段は、パラメータ取得手段が取得した現在のトラヒックパラメータと伝送パラメータとに基づいて、チャネル帯域占有率を求めるものであってもよい。
【００２１】
また、無線通信システムにおいて、パラメータ取得手段は、アクセスポイントから判定依頼を受信すると、ＳＩＰサーバからＣＯＤＥＣ情報を受信し、受信したＣＯＤＥＣ情報から現在のトラヒックパラメータ及び伝送パラメータを抽出するものであってもよい。
【００２２】
また、無線通信システムにおいて、判定依頼送信手段は、新たなイベントに対して実行すべき制御の判定依頼とともに、アクセスポイントがユーザ端末との通信に用いている現在のトラヒックパラメータ及び伝送パラメータを、チャネル帯域占有率評価装置に送信し、パラメータ取得手段は、アクセスポイントから判定依頼を受信する際に、アクセスポイントから現在のトラヒックパラメータ及び伝送パラメータを受信するものであってもよい。
【００２３】
また、無線通信システムにおいて、チャネル帯域占有率評価装置は、制御判定手段による判定結果をアクセスポイントに送信する判定結果送信手段（例えば、結果出力部３１や制御情報出力部３２，３２Ｂによって実現される）を含み、アクセスポイントは、チャネル帯域占有率評価装置から受信した判定結果に従って、新たなイベントに対して所定の制御を実行する制御実行手段（例えば、アクセスポイント２の制御部によって実現される）を含むものであってもよい。
【００２４】
また、無線通信システムにおいて、アクセスポイントは、新たな呼の発生を検出すると、新たな呼の受け付け可否の判定依頼を、チャネル帯域占有率評価装置に送信する呼受付判定依頼送信手段（例えば、アクセスポイント２の制御部及びネットワークインタフェース部によって実現される）を含み、占有率算出手段は、アクセスポイントから判定依頼を受信すると、トラヒックパラメータと伝送パラメータとに基づいて、チャネル帯域占有率を求め、占有率評価手段は、占有率算出手段が求めたチャネル帯域占有率に基づいて、新たな呼の受け付けを許可するか否かを判定する呼受付判定手段（例えば、呼受付判定部２４によって実現される）を有するものであってもよい。
【００２５】
また、無線通信システムにおいて、占有率評価手段は、占有率算出手段が求めたチャネル帯域占有率が所定の閾値より小さいか否かを判定する閾値判定手段（例えば、呼受付判定部２４によって実現される）を有し、呼受付判定手段は、閾値判定手段がチャネル帯域占有率が所定の閾値より小さいと判定すると、新たな呼の受け付けを許可すると判定するものであってもよい。
【００２６】
また、無線通信システムにおいて、チャネル帯域占有率評価装置は、呼受付判定手段が新たな呼の受け付けを許可すると判定すると、新たな呼の受け付けを許可する旨の呼受付許可情報（例えば、呼受付許可通知情報）をアクセスポイントに送信する許可情報送信手段（例えば、制御情報出力部３２によって実現される）を含み、アクセスポイントは、チャネル帯域占有率評価装置から呼受付許可情報を受信したか否かを判定する許可情報受信判定手段（例えば、アクセスポイント２の制御部によって実現される）と、許可情報受信判定手段が呼受付許可情報を受信したと判定すると、新たな呼の受け付けを許可する呼受付制御手段（例えば、アクセスポイント２の制御部によって実現される）とを含むものであってもよい。
【００２７】
また、無線通信システムにおいて、アクセスポイントは、アクセスポイントとユーザ端末との間の通信状態の劣化（例えば、信号レベルの低下や通信エラー率の増加）を検出すると、最適な伝送レートの判定依頼を、チャネル帯域占有率評価装置に送信するレート判定依頼送信手段（例えば、アクセスポイント２の制御部及びネットワークインタフェース部によって実現される）を含み、占有率算出手段は、伝送レート毎にチャネル帯域占有率を算出することによって、複数のチャネル帯域占有率を求め、占有率評価手段は、占有率算出手段が求めた複数のチャネル帯域占有率のうち最小となるチャネル帯域占有率を選択する最小値選択手段（例えば、最適制御判定部２５によって実現される）と、最小値選択手段が選択したチャネル帯域占有率に対応する伝送レートを、最適な伝送レートとして特定する最適レート特定手段（例えば、最適制御判定部２５によって実現される）とを有するものであってもよい。
【００２８】
また、無線通信システムにおいて、チャネル帯域占有率評価装置は、最適レート特定手段が特定した伝送レートを含む通知情報をアクセスポイントに送信する通知情報送信手段（例えば、制御情報出力部３２Ｂによって実現される）を含み、アクセスポイントは、チャネル帯域占有率評価装置から受信した通知情報に含まれる伝送レートに従って、アクセスポイントとユーザ端末との間の通信に用いる伝送レートを変更するレート変更手段（例えば、アクセスポイント２の制御部によって実現される）を含むものであってもよい。
【００２９】
また、無線通信システムにおいて、アクセスポイントは、アクセスポイントとユーザ端末との間の通信状態の劣化を検出すると、ユーザ端末の最適なハンドオーバ先の判定依頼を、チャネル帯域占有率評価装置に送信するハンドオーバ先判定依頼送信手段（例えば、アクセスポイント２の制御部及びネットワークインタフェース部によって実現される）を含み、占有率算出手段は、無線通信システムに含まれるアクセスポイント毎のトラヒックパラメータと伝送パラメータとに基づいて、それぞれチャネル帯域占有率を求め、占有率評価手段は、占有率算出手段が求めた複数のチャネル帯域占有率のうち最小となるチャネル帯域占有率を選択する最小値選択手段（例えば、最適制御判定部２５によって実現される）と、最小値選択手段が選択したチャネル帯域占有率に対応するアクセスポイントを、最適なハンドオーバ先として特定するハンドオーバ先特定手段（例えば、最適制御判定部２５によって実現される）とを有するものであってもよい。
【００３０】
また、無線通信システムにおいて、チャネル帯域占有率評価装置は、ハンドオーバ先特定手段が特定したハンドオーバ先を含む通知情報をアクセスポイントに送信する通知情報送信手段（例えば、制御情報出力部３２Ｂによって実現される）を含み、アクセスポイントは、チャネル帯域占有率評価装置から受信した通知情報に含まれるハンドオーバ先に従って、アクセスポイントと通信を行っているユーザ端末にハンドオーバを指示するハンドオーバ指示手段（例えば、アクセスポイント２の制御部によって実現される）を含むものであってもよい。
【００３１】
本発明によるチャネル帯域占有率評価装置は、ストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスの無線通信システムのチャネル帯域の占有率を評価するチャネル帯域占有率評価装置であって、無線通信システムにおけるトラヒック条件を示すパラメータであるトラヒックパラメータと、通信対象のデータを伝送する伝送条件を示すパラメータである伝送パラメータとに基づいて、無線通信システムのチャネルの帯域を通信対象のデータが占有する占有率であるチャネル帯域占有率を求める占有率算出手段と、占有率算出手段が求めたチャネル帯域占有率を評価する占有率評価手段とを備えたことを特徴とする。
【００３２】
本発明によるチャネル帯域占有率評価プログラムは、ストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスの無線通信システムのチャネル帯域の占有率を評価するためのチャネル帯域占有率評価プログラムであって、コンピュータに、無線通信システムにおけるトラヒック条件を示すパラメータであるトラヒックパラメータと、通信対象のデータを伝送する伝送条件を示すパラメータである伝送パラメータとに基づいて、無線通信システムのチャネルの帯域を通信対象のデータが占有する占有率であるチャネル帯域占有率を求める占有率算出処理と、求めたチャネル帯域占有率を評価する占有率評価処理とを実行させるためのものである。
【００３３】
また、チャネル帯域占有率評価プログラムは、コンピュータに、新たなイベントの発生が検出された際に、新たなイベントに対して実行すべき制御の判定依頼を、アクセスポイントから受信する判定依頼受信処理を実行させ、占有率算出処理で、アクセスポイントから判定依頼を受信すると、トラヒックパラメータと伝送パラメータとに基づいて、チャネル帯域占有率を求める処理を実行させ、占有率評価処理で、求めたチャネル帯域占有率に基づいて、新たなイベントに対して実行すべき制御を判定する制御判定処理を実行させるためのものであってもよい。
【００３４】
また、チャネル帯域占有率評価プログラムは、コンピュータに、新たな呼の発生が検出された際に、新たな呼の受け付け可否の判定依頼を、アクセスポイントから受信する呼受付判定依頼受信処理を実行させ、占有率算出処理で、アクセスポイントから判定依頼を受信すると、トラヒックパラメータと伝送パラメータとに基づいて、チャネル帯域占有率を求める処理を実行させ、占有率評価処理で、求めたチャネル帯域占有率に基づいて、新たな呼の受け付けを許可するか否かを判定する呼受付判定処理を実行させるためのものであってもよい。
【００３５】
また、チャネル帯域占有率評価プログラムは、コンピュータに、占有率評価処理で、求めたチャネル帯域占有率が所定の閾値より小さいか否かを判定する閾値判定処理を実行させ、呼受付判定処理で、閾値判定処理においてチャネル帯域占有率が所定の閾値より小さいと判定すると、新たな呼の受け付けを許可すると判定する処理を実行させるためのものであってもよい。
【００３６】
また、チャネル帯域占有率評価プログラムは、コンピュータに、アクセスポイントとユーザ端末との間の通信状態の劣化が検出された際に、最適な伝送レートの判定依頼を、アクセスポイントから受信するレート判定依頼受信処理を実行させ、占有率算出処理で、伝送レート毎にチャネル帯域占有率を算出することによって、複数のチャネル帯域占有率を求める処理を実行させ、占有率評価処理で、占有率算出処理により求めた複数のチャネル帯域占有率のうち最小となるチャネル帯域占有率を選択する最小値選択処理と、最小値選択処理により選択したチャネル帯域占有率に対応する伝送レートを、最適な伝送レートとして特定する最適レート特定処理とを実行させるためのものであってもよい。
【００３７】
また、チャネル帯域占有率評価プログラムは、コンピュータに、アクセスポイントとユーザ端末との間の通信状態の劣化が検出された際に、ユーザ端末の最適なハンドオーバ先の判定依頼を、アクセスポイントから受信するハンドオーバ先判定依頼受信処理を実行させ、占有率算出処理で、無線通信システムに含まれるアクセスポイント毎のトラヒックパラメータと伝送パラメータとに基づいて、それぞれチャネル帯域占有率を求める処理を実行させ、占有率評価処理で、占有率算出処理により求めた複数のチャネル帯域占有率のうち最小となるチャネル帯域占有率を選択する最小値選択処理と、最小値選択処理により選択したチャネル帯域占有率に対応するアクセスポイントを、最適なハンドオーバ先として特定するハンドオーバ先特定処理とを実行させるためのものであってもよい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、トラヒックパラメータ及び伝送パラメータに基づいてチャネル帯域占有率を求め、求めたチャネル帯域占有率を評価する。そのため、ストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスの無線通信システムにおいて、各種イベント発生等によってシステム条件に変化が生じた時に、無線通信システムのチャネル使用状況の変化と通信品質への影響とをリアルタイムに把握することができる。従って、ストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスの無線通信システムにおいて、システム条件の変化のチャネル帯域占有率への影響を精度よく評価することができる。
【００３９】
また、本発明において、新たなイベントが検出された時に、チャネル帯域占有率に基づいて新たなイベントに対して実行すべき制御を判定し、判定結果を含む通知情報をアクセスポイントに送信するように構成すれば、ストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスの無線通信システムにおいて、チャネル帯域占有率の評価結果をベースにした制御判定を行い、無線リソースを制御し管理することができる。
【００４０】
また、本発明において、新規呼の発生が検出された時に、チャネル帯域占有率に基づいて新規呼の受け付けを許可するか否かを判定し、判定結果を含む通知情報をアクセスポイントに送信するように構成すれば、ストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスの無線通信システムにおいて、チャネル帯域占有率の評価結果をベースにした呼受付制御の判定を行い、無線リソースを制御し管理することができる。
【００４１】
また、本発明において、通信状態の劣化を検出した時に、チャネル帯域占有率に基づいて最適な伝送レートを特定し、特定した伝送レートを含む通知情報をアクセスポイントに送信するように構成すれば、ストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスの無線通信システムにおいて、チャネル帯域占有率の評価結果をベースにした最適な伝送レートの判定を行い、無線リソースを制御し管理することができる。
【００４２】
また、本発明において、通信状態の劣化を検出した時に、チャネル帯域占有率に基づいて最適なハンドオーバ先を特定し、特定したハンドオーバ先を含む通知情報をアクセスポイントに送信するように構成すれば、ストリーム型通信を行う、無線伝送エラー又はデータの衝突によるデータ再送を伴うランダムアクセスの無線通信システムにおいて、チャネル帯域占有率の評価結果をベースにした最適なハンドオーバ先の判定を行い、無線リソースを制御し管理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
実施の形態１．
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明によるチャネル帯域占有率評価方法を用いた無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、無線通信システムは、チャネル帯域占有率評価サーバ１、アクセスポイント２及び無線端末３を含む。
【００４４】
本実施の形態では、チャネル帯域占有率評価方法を、ランダムアクセスを伴うＭＡＣ層をもつ無線通信システムに適用する場合を説明する。また、本実施の形態において、無線通信システムは、音声ストリームの通信を行う無線ＬＡＮ（ＶｏＷＬＡＮ）である。無線通信システムは、例えば、ＶｏＷＬＡＮを用いてＩＰ電話サービスを提供する用途に用いられる。
【００４５】
なお、無線通信システムは、音声ストリームを通信するシステムである場合に限られない。例えば、各種ストリームの通信を行い、ランダムアクセスを伴う通信システムであれば、チャネル帯域占有率評価方法を映像ストリームの通信を行う無線通信システムに適用してもよい。
【００４６】
チャネル帯域占有率評価サーバ１は、具体的には、ワークステーションやパーソナルコンピュータ等の情報処理装置によって実現される。チャネル帯域占有率評価サーバ１は、各アクセスポイント２と接続され、各アクセスポイント２から、各種トラヒック条件の情報や各種伝送条件の情報を入力する機能を備える。また、チャネル帯域占有率評価サーバ１は、各アクセスポイント２から入力した情報に基づいて、各音声ストリームがＶｏＷＬＡＮのチャネル帯域を占有している割合（占有率）を示すチャネル帯域占有率ｕを求め評価する機能を備える。また、チャネル帯域占有率評価サーバ１は、評価対象のＶｏＷＬＡＮのチャネルの帯域のうち空いている帯域の割合を示すチャネル空き帯域率ｖを求める機能を備える。また、チャネル帯域占有率評価サーバ１は、評価対象のＶｏＷＬＡＮにおいて、各ストリームが衝突する確率を示す衝突確率ｃを求める機能を備える。
【００４７】
なお、本実施の形態において、「チャネル帯域占有率を評価する」とは、求めたチャネル帯域占有率に基づいて各種判定処理を行うことである。例えば、各アクセスポイント２が新規呼を検出した場合に、チャネル帯域占有率評価サーバ１は、求めたチャネル帯域占有率に基づいて、新たに発生した呼を受け入れてよいか否かを判定する。
【００４８】
アクセスポイント（ＡＰ）２は、各無線端末３と無線信号を送受信する機能を備え、各無線端末３から新たに呼が発生した場合に、新たに発生した呼の受け付け制御（ＣＡＣ制御：Call Admission Control）や、着信先の無線端末３への接続制御を行う機能を備える。また、アクセスポイント２は、新たに呼が発生した場合等のイベント発生時に、各種トラヒック条件や伝送条件の情報を、チャネル帯域占有率評価サーバ１に送信する機能を備える。なお、図１では、２つのアクセスポイント２を示しているが、無線通信システムに含まれるアクセスポイント２は、２つに限られない。例えば、無線通信システムは、３以上のアクセスポイント２を含んでもよい。
【００４９】
無線端末３は、具体的には、携帯電話機やＰＤＡ、パーソナルコンピュータ等の情報処理端末によって実現される。本実施の形態では、無線端末３は、無線信号として音声ストリームを送受信する機能を備える。すなわち、本実施の形態では、無線端末３は、音声ストリームだけの通信を行う音声通信専用端末として用いられる。なお、図１では、アクセスポイント２毎に２つの無線端末３を示しているが、アクセスポイント２毎の無線端末３は、２つに限られない。例えば、無線通信システムは、アクセスポイント２毎に、３以上の無線端末３を含んでもよい。
【００５０】
次に、チャネル帯域占有率評価サーバ１による評価の対象となるＶｏＷＬＡＮシステムについて説明する。図２は、本実施の形態における評価の対象となるＶｏＷＬＡＮシステムを示す説明図である。本実施の形態では、音声端末（本例では、無線端末３）のみを収容する無線ＬＡＮを評価の対象システムとする。ここで、各無線端末３が行う全ての音声通信は、アクセスポイント２を介して行われる。本実施の形態では、説明の便宜のため、１つの端末について１つの音声呼を発生させるものとする。また、各音声呼は、上り方向（すなわち、無線端末３からアクセスポイントに送信する方向（端末→ＡＰ））の音声ストリームと、下り方向の音声ストリーム（すなわち、アクセスポイントから無線端末３に送信する方向（ＡＰ→端末））との２つのストリームから構成されるものとする。また、各ストリームとして、一定サイズのパケットが周期的に到着する（送受信される）ものとする。
【００５１】
本発明によるチャネル帯域占有率評価方法は、各種のランダムアクセスを伴う無線システムに適用できる。ここでは、チャネル帯域占有率評価方法を、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づく無線ＬＡＮであって、ＭＡＣ層プロトコルＤＣＦ（Distributed Coordination Function ）基本方式を実装した無線ＬＡＮに適用する場合を説明する。以下、本実施の形態を説明するために、まず、一般的なＤＣＦ方式について説明する。
【００５２】
無線端末３又はアクセスポイント２は、送信しようとするデータがある場合、まず、（無線）チャネルの状況をチェックする。この場合、無線端末３又はアクセスポイント２は、チャネルの状況を、少なくとも１つの端末／アクセスポイントがデータ送信している時に「ｂｕｓｙ（ビジー）」と判定し、それ以外（いずれの端末／アクセスポイントもデータ送信していない場合）の時に「空き」と判定する。
【００５３】
端末／アクセスポイントは、データ送信しようとする場合、チャネルが「空き」であると判断した場合には、そのチャネルの連続空き時間がＤＩＦＳ(ＤＣＦ interframe space )と呼ばれる所定間隔を経過すると、１個のパケットを送信する。
【００５４】
また、端末／アクセスポイントは、チャネルが「ｂｕｓｙ」であると判断した場合には、チャネルが空き状態となるまで待つ。そして、端末／アクセスポイントは、チャネルが空き状態になってから、まず、ＤＩＦＳを経過するまで待ち、更にランダム長のバックオフ（backoff ）期間が経過するまで待って、１個のパケットを送信する。この場合、もしＤＩＦＳが経過する前にチャネルが再びｂｕｓｙ状態になると、端末／アクセスポイントは、チャネルが再び空き状態になるまで待って、上記プロセスを繰り返すことになる。また、バックオフ期間中にチャネルがｂｕｓｙ状態になると、端末／アクセスポイントは、次に再びチャネルが空き状態になってＤＩＦＳが経過するまでバックオフのタイマを止める。そして、ＤＩＦＳが経過し、バックオフの残り時間（タイマを止めた後の残り時間）が経過すると、端末／アクセスポイントは、１個のパケットを送信する。
【００５５】
受信側の端末／アクセスポイントは、送信側の端末／アクセスポイントから送信されたパケットを正しく受信した場合、ＳＩＦＳ（short interframe space）と呼ばれる所定期間経過後に、確認のためのＡＣＫパケットを返信（送信）する。なお、ＳＩＦＳは、ＤＩＦＳより短い期間である。
【００５６】
また、バックオフ長は、（ランダム数）×（基本スロット長）で定められる。ここで、「ランダム数」は、区間［０，ＣＷ］上の一様分布に従う。また、ＣＷは、ウインドウパラメータであり、送信失敗によりデータを再送する毎に倍増される。この場合、ＣＷは、ある所定の値を限度として倍増される。なお、上記に示す各パラメータ（ＤＩＦＳやＳＩＦＳ、スロット長）の値は、物理層の規格に従って定められる。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格を用いる場合、各パラメータは、ＤＩＦＳ＝５０μｓ、ＳＩＦＳ＝１０μｓ及びスロット長σ＝２０μｓと定められる。
【００５７】
また、ＩＥＥＥ８０２．１１の物理層の規格では、いくつかの伝送レートが指定されており、無線端末３やアクセスポイント２は、通信状況に従って、ＩＥＥＥ８０２．１１で指定されているレートの中の１つを、実際の通信に用いる伝送レートとして選択する。
【００５８】
次に、チャネル帯域占有率評価サーバ１の構成について説明する。図３は、チャネル帯域占有率評価サーバの構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、チャネル帯域占有率評価サーバ１は、入力装置１０、計算装置２０及び出力装置３０を含む。
【００５９】
入力装置１０は、具体的には、プログラムに従って動作する情報処理装置のＣＰＵ、及びネットワークインタフェース部によって実現される。入力装置１０は、新規呼の発生等のイベントが発生した際に、ＶｏＷＬＡＮのシステム条件を反映した各パラメータを、各アクセスポイント２から入力する機能を備える。本実施の形態では、入力装置１０は、無線通信システム（ＶｏＷＬＡＮ）における所定のトラヒック条件を示すパラメータであるトラヒックパラメータを入力する。例えば、入力装置１０は、トラヒックパラメータとして、無線通信システムにおいて送受信されるパケットのパケットサイズやパケット周期を入力する。また、入力装置１０は、通信対象のデータを伝送する所定の伝送条件を示すパラメータである伝送パラメータを入力する例えば、入力装置１０は、伝送パラメータとして、各アクセスポイント２における伝送レートや通信エラー率を入力する。
【００６０】
また、図３に示すように、入力装置１０は、計算初期値入力部１１、システムパラメータ入力部１２、パケットサイズ入力部１３、伝送レート入力部１４、パケット周期入力部１５及び伝送エラー率入力部１６を含む。
【００６１】
計算初期値入力部１１は、チャネル帯域占有率ｕやチャネル空き帯域率ｖ、衝突確率ｃを算出する計算処理に用いる所定の初期値を入力する機能を備える。例えば、計算初期値入力部１１は、ＶｏＷＬＡＮシステムの設置時に、システム管理者の操作に従って、予め所定の初期値を入力する。本実施の形態では、計算初期値入力部１１は、チャネル空き帯域率ｖの初期値ｖ０を入力し、予め計算装置２０に記憶させる。
【００６２】
システムパラメータ入力部１２は、ＶｏＷＬＡＮの各種システムパラメータを入力する機能を備える。本実施の形態では、システムパラメータ入力部１２は、ＶｏＷＬＡＮシステムの設置時に、各アクセスポイント２から、予めＤＩＦＳやＳＩＦＳ、スロット長（スロットサイズ）σ等のシステムパラメータを入力する。そして、システムパラメータ入力部１２は、入力した各システムパラメータを、予め計算装置２０に記憶させる。
【００６３】
パケットサイズ入力部１３は、新規呼の発生等のイベントが発生した際に、ＣＯＤＥＣ情報又は通信観測から、ストリーム毎のパケットサイズを入力する機能を備える。例えば、パケットサイズ入力部１３は、無線通信システムが備えるＳＩＰサーバ（図示せず）からＣＯＤＥＣ情報を受信し、受信したＣＯＤＥＣ情報からストリーム毎のパケットサイズを抽出する。また、例えば、パケットサイズ入力部１３は、イベントが発生した際に、各アクセスポイント２から、ストリーム毎のパケットサイズを受信する。
【００６４】
伝送レート入力部１４は、新規呼の発生等のイベントが発生した際に、ＣＯＤＥＣ情報又は通信観測から、ストリーム毎の伝送レートを入力する機能を備える。例えば、伝送レート入力部１４は、無線通信システムが備えるＳＩＰサーバからＣＯＤＥＣ情報を受信し、受信したＣＯＤＥＣ情報からストリーム毎の伝送レートを抽出する。また、例えば、伝送レート入力部１４は、イベントが発生した際に、各アクセスポイント２から、ストリーム毎の伝送レートを受信する。
【００６５】
パケット周期入力部１５は、新規呼の発生等のイベントが発生した際に、ＣＯＤＥＣ情報又は通信観測から、ストリーム毎のパケットの周期を入力する機能を備える。例えば、パケット周期入力部１５は、無線通信システムが備えるＳＩＰサーバからＣＯＤＥＣ情報を受信し、受信したＣＯＤＥＣ情報からストリーム毎のパケットの周期を抽出する。また、例えば、パケット周期入力部１５は、イベントが発生した際に、各アクセスポイント２から、ストリーム毎のパケットの周期を受信する。
【００６６】
伝送エラー率入力部１６は、新規呼の発生等のイベントが発生した際に、ＣＯＤＥＣ情報又は通信観測から、ストリーム毎の伝送エラー率を入力する機能を備える。例えば、伝送エラー率入力部１６は、無線通信システムが備えるＳＩＰサーバからＣＯＤＥＣ情報を受信し、受信したＣＯＤＥＣ情報からストリーム毎の伝送エラー率を抽出する。また、例えば、伝送エラー率入力部１６は、イベントが発生した際に、各アクセスポイント２から、ストリーム毎の伝送エラー率を受信する。
【００６７】
計算装置２０は、入力装置１０から各パラメータを入力すると、チャネル使用状況や通信品質に関する特性値を計算する機能を備える。例えば、計算装置２０は、トラヒックパラメータ及び伝送パラメータに基づいて、ストリーム毎の衝突確率ｃや、パケット送信失敗再送率、チャネル使用率（チャネル帯域占有率ｕ）、チャネルの空き帯域率（チャネル空き帯域率ｖ）等を計算する。また、図３に示すように、計算装置２０は、パケット送出時間計算部２１、確率計算部２２及びシステムパラメータ記憶部２３を含む。
【００６８】
パケット送出時間計算部２１は、具体的には、プログラムに従って動作する情報処理装置のＣＰＵによって実現される。パケット送出時間計算部２１は、システムパラメータ、パケットサイズ及び伝送レートに基づいて、ストリーム毎に、パケットを送信する時間を示すパケット送出チャネル時間を算出する機能を備える。
【００６９】
確率計算部２２は、具体的には、プログラムに従って動作する情報処理装置のＣＰＵ及び記憶装置によって実現される。確率計算部２２は、パケットの周期、伝送エラー率、及びパケット送出チャネル時間に基づいて、各種特性値を求める機能を備える。例えば、確率計算部２２は、特性値として、衝突確率ｃや、再送確率（パケット送信失敗再送率）、使用率（チャネル帯域占有率ｕ）、空き帯域率（チャネル空き帯域率ｖ）を求める。
【００７０】
システムパラメータ記憶部２３は、具体的には、磁気ディスク装置やメモリ等の記憶装置によって実現される。システムパラメータ記憶部２３は、ＤＩＦＳやＳＩＦＳ、スロット長（スロットサイズ）σ等の各システムパラメータを予め記憶する。例えば、システムパラメータ記憶部２３は、ＶｏＷＬＡＮシステムの設置時に、システムパラメータ入力部１２が入力した各システムパラメータを記憶する。
【００７１】
出力装置３０は、具体的には、プログラムに従って動作する情報処理装置のＣＰＵ、及びネットワークインタフェース部によって実現される。出力装置３０は、計算装置２０が求めた各計算結果を出力する機能を備える。例えば、出力装置３０は、計算装置２０が求めた計算結果を各アクセスポイント２に出力し、各アクセスポイント２を制御する。なお、出力装置３０は、例えば、計算装置２０が求めた計算結果を、ディスプレイ装置等の表示装置に表示することによって出力してもよい。  
【００７２】
図４は、計算装置２０が含む確率計算部２２のより詳細な構成を示すブロック図である。図４に示すように、確率計算部２２は、衝突確率計算部２２１、再送確率計算部２２２、チャネル帯域占有率計算部２２３、チャネル空き帯域率計算部２２４、計算収束判定部２２５及びデータ記憶部２２６を含む。
【００７３】
衝突確率計算部２２１、再送確率計算部２２２、チャネル帯域占有率計算部２２３、チャネル空き帯域率計算部２２４及び計算収束判定部２２５は、具体的には、プログラムに従って動作する情報処理装置のＣＰＵによって実現される。衝突確率計算部２２１は、ストリーム毎の衝突確率ｃｉを求める機能を備える。再送確率計算部２２２は、ストリーム毎の再送確率ｆｉを求める機能を備える。チャネル帯域占有率計算部２２３は、ストリーム毎のチャネル帯域占有率ｕｉを求める機能を備える。チャネル空き帯域率計算部２２４は、ストリーム毎のチャネル空き帯域率ｖを求める機能を備える。
【００７４】
計算収束判定部２２５は、チャネル空き帯域率計算部２２４が算出したチャネル空き帯域率ｖの値が、計算処理を終了するための条件である所定の収束条件を満足するか否かを判定する機能を備える。
【００７５】
データ記憶部２２６は、具体的には、磁気ディスク装置やメモリ等の記憶装置によって実現される。データ記憶部２２６は、入力装置１０から入力したパケットの周期ｔｉや伝送エラー率ｅｉを記憶する。また、データ記憶部２２６は、パケット送出時間計算部２１が求めたパケット送出チャネル時間ｓｉを記憶する。また、データ記憶部２２６は、入力装置１０から入力した計算初期値（例えば、チャネル空き帯域率の初期値ｖ０）を記憶する。また、データ記憶部２２６は、衝突確率計算部２２１が求めた衝突確率ｃｉを記憶する。また、データ記憶部２２６は、再送確率計算部２２２が求めた再送確率ｆｉを記憶する。また、データ記憶部２２６は、チャネル帯域占有率計算部２２３が求めたチャネル帯域占有率ｕｉを記憶する。また、データ記憶部２２６は、チャネル空き帯域率計算部２２４が求めたチャネル空き帯域率ｖを記憶する。
【００７６】
なお、本実施の形態において、チャネル帯域占有率評価サーバ１の記憶装置（図示せず）は、チャネル帯域占有率を評価する処理を実行するための各種プログラムを記憶している。例えば、チャネル帯域占有率評価サーバ１の記憶装置は、コンピュータに、無線通信システムにおける所定のトラヒック条件を示すパラメータであるトラヒックパラメータと、通信対象のデータを伝送する所定の伝送条件を示すパラメータである伝送パラメータとに基づいて、無線通信システムのチャネルの帯域を通信対象のデータが占有する占有率であるチャネル帯域占有率を求める占有率算出処理と、求めたチャネル帯域占有率を評価する占有率評価処理とを実行させるためのチャネル帯域占有率評価プログラムを記憶している。
【００７７】
次に、動作について説明する。図５は、チャネル帯域占有率を求め評価するチャネル帯域占有率評価処理の一例を示すフローチャートである。無線通信システムにおいて、いずれかのアクセスポイント２は、新たなイベントの発生を検出すると、チャネル帯域占有率の評価の実行依頼を、チャネル帯域占有率評価サーバ１に送信する。例えば、アクセスポイント２は、新たな呼の発生を検出すると、チャネル帯域占有率に基づく呼受け付け可否の判定依頼を、チャネル帯域占有率評価サーバ１に送信する。
【００７８】
評価の実行依頼を受信すると、チャネル帯域占有率評価サーバ１は、まず、システム規格上の各種パラメータ（前述したスロットサイズσや、ＤＩＦＳ、ＳＩＦＳ、物理層とＭＡＣ層とのオーバヘッドに関するパラメータ（例えば、ＭＡＣヘッダサイズや、物理層オーバヘッド時間））の値を既に入力済みであるか否かを判断する（ステップＳ１）。本実施の形態では、チャネル帯域占有率評価サーバ１は、各パラメータがシステムパラメータ記憶部２３に記憶されているか否かを判断する。これらのシステムパラメータは動的変化がない（すなわち、時間が経過しても値が変化しない）ので、最初に一度だけ入力すればよい。そのため、既にシステムパラメータを入力済みである場合には、チャネル帯域占有率を評価する際にシステムパラメータを再入力する必要がない。
【００７９】
チャネル帯域占有率評価サーバ１は、システムパラメータが既に入力済みであると判断すると、そのままステップＳ３に移行する。システムパラメータが入力済みでないと判断すると、チャネル帯域占有率評価サーバ１の入力装置１０は、これらのシステムパラメータを入力し（ステップＳ２）、ステップＳ３に移行する。この場合、例えば、チャネル帯域占有率評価サーバ１は、システムパラメータが未入力である旨を表示装置等に表示し、システム管理者にシステムパラメータの入力を促す。そして、入力装置１０は、システム管理者の操作に従って、各システムパラメータを入力する。
【００８０】
次に、入力装置１０は、上り方向及び下り方向それぞれについて、ストリーム毎に、トラヒック条件を示すパラメータ（トラヒックパラメータ）と、伝送条件を示すパラメータ（伝送パラメータ）とを入力する（ステップＳ３）。具体的には、入力装置１０は、トラヒック条件を示すパラメータとして、パケットサイズとパケット周期とを入力する。本実施の形態では、入力装置１０のパケットサイズ入力部１３がパケットサイズを入力し、パケット周期入力部１５がパケット周期を入力する。また、入力装置１０は、伝送条件を示すパラメータとして、パケットの無線伝送レートとエラー率とを入力する。本実施の形態では、伝送レート入力部１４が伝送レートを入力し、伝送エラー率入力部１６が伝送エラー率を入力する。
【００８１】
また、入力装置１０は、トラヒック条件や伝送条件を示すパラメータを、ＣＯＤＥＣ情報又は通信観測から取得できる。例えば、入力装置１０は、無線通信システムが備えるＳＩＰサーバからＣＯＤＥＣ情報を受信する。そして、入力装置１０は、受信したＣＯＤＥＣ情報から、トラヒック条件や伝送条件を示すパラメータを抽出する。また、例えば、アクセスポイント２は、新規呼の発生等のイベントを検出すると、パケット周期や伝送エラー率を求め、トラヒック条件や伝送条件を示すパラメータをチャネル帯域占有率評価サーバ１に送信する。そして、入力装置１０は、アクセスポイント２から、トラヒック条件や伝送条件を示すパラメータを受信する。
【００８２】
計算装置２０のパケット送出時間計算部２１は、ステップ３で入力した入力情報に基づいて、ストリーム毎に、１つのパケットを送出（送信）するために無線通信システムのチャネルを占有する時間を示すチャネル時間（パケット送出チャネル時間）を計算する（ステップＳ４）。この場合、パケット送出時間計算部２１は、各システムパラメータ、パケットサイズ及び伝送レートに基づいて、パケット送出時間を求める。パケット送出時間は、実際にデータ送信にかかるデータ送信時間に加えて、ＤＩＦＳやＳＩＦＳ、ＡＣＫの送信時間、他の端末の物理層及びＭＡＣ層の各種オーバヘッドの送信にかかる時間も含めた時間である。すなわち、パケット送出時間は、送信端末がパケットを送信するために、他の端末がパケットを送信できなくなるトータルの時間である。具体的には、パケット送出時間計算部２１は、ストリームｉのパケット送出チャネル時間をｓｉとすると、式（１）を用いて、パケット送出チャネル時間を求める。
【００８３】
【数１】
0004687343.tif 000002
【００８４】
式（１）において、パケット送出チャネル時間ｓｉは、スロット長σを時間単位としている。無線ＬＡＮの場合、実質的にスロット単位で同期してデータの送信が行われる。そのため、本実施の形態では、衝突確率を計算する便宜上、他の種類の時間単位を特に明言しない場合、パケット送出チャネル時間ｓｉやパケット周期ｔｉは、スロット長σを時間単位とするものとする。
【００８５】
また、確率計算部２２は、ステップ３で入力した入力情報、及びパケット送出時間計算部２１が求めたパケット送出チャネル時間ｓｉに基づいて、各確率値を計算する（ステップＳ５）。以下、ステップＳ５において、確率計算部２２が各確率を計算する計算方法を説明する。
【００８６】
まず、システムが安定していると仮定した場合のこれら確率（例えば、ストリームの衝突確率や、チャネル帯域占有率、チャネル空き帯域率）間の関係式について説明する。なお、「システムが安定している」とは、システムの処理能力が追いつかずに定常的なパケットロスが発生していない状態のことである。また、「システムが安定している」とは、時間の経過に従ってパケットの遅延増大が発生していない状態のことである。
【００８７】
システムが安定している場合、ストリームｉの伝送エラー率ｅｉ及び衝突確率ｃｉも安定している。伝送エラー又は衝突によって送信失敗時の再送が行われる場合、再送確率計算部２２２は、上り方向のストリームｉの再送確率ｆｉを、式（２）を用いて求めることができる。
【００８８】
【数２】
0004687343.tif 000003
【００８９】
また、同様に、再送確率計算部２２２は、下り方向のストリームｉの再送確率（アンダバーｆｉ）を、式（３）を用いて求めることができる。なお、本実施の形態では、ストリームｉの上り方向及び下り方向の再送確率を包括的に表現する場合、単に再送確率ｆｉとも表現する。
【００９０】
【数３】
0004687343.tif 000004
【００９１】
ただし、パケットの再送が発生しない場合、ｆｉ＝０である。また、式（３）では、下り方向の各ストリームの衝突確率が共通の値をもつので、衝突確率をｃ０と表記している。
【００９２】
また、システムが安定している場合、ストリームｉについて、平均的に周期ｔｉ毎に１パケットが正常に送出（送信）される。従って、チャネル帯域占有率計算部２２３は、パケットの再送の発生を考慮した上り方向のストリームｉのチャネル占有率（チャネル帯域占有率ｕｉ）を、式（４）を用いて求めることができる。
【００９３】
【数４】
0004687343.tif 000005
【００９４】
また、チャネル帯域占有率計算部２２３は、下り方向のストリームｉのチャネル占有率（チャネル帯域占有率（アンダバーｕｉ））を、式（５）を用いて求めることができる。なお、本実施の形態では、ストリームｉの上り方向及び下り方向のチャネル帯域占有率を包括的に表現する場合、単にチャネル帯域占有率ｕｉとも表現する。
【００９５】
【数５】
0004687343.tif 000006
【００９６】
また、チャネル空き帯域率計算部２２４は、チャネル占有率（チャネル帯域占有率ｕｉ）に基づいて、チャネル空き帯域率ｖを容易に計算できる。具体的には、チャネル空き帯域率計算部２２４は、式（６）を用いて、チャネル空き帯域率ｖを求めることができる。
【００９７】
【数６】
0004687343.tif 000007
【００９８】
ここで、ストリームｉの衝突確率について考える。ストリームｉのパケットの衝突は、そのストリームｉのパケットを送信し始めるときに、同じスロットを用いて、他の端末からも同時にパケットの送信が始まる場合に発生する。なお、送信開始スロットが異なると（例えば、他の端末が後のスロットからパケット送信を始めようとすると）、他の端末に先のパケットの送信が聞こえるので、後からパケット送信を行うことを止めることができ、衝突が生じない。
【００９９】
一方、他の端末のストリームｊによるパケットは、ＤＣＦ方式におけるバックオフがランダムである等の要素から、ランダムなタイミングで送出（送信）されることになる。すなわち、パケット周期ｔｊ内の空きスロットの中から、偶然ストリームｉのパケット送信開始スロットと同じスロットを選んで他の端末がパケット送信を開始する確率は、１／（ｖｔｊ＋１）と見なすことができる。なお、この確率１／（ｖｔｊ＋１）では、分母の中に周期内平均空きスロット数ｖｔｊ以外に、送信開始に用いられる１スロットも要素として含まれる。従って、各端末の送信が独立に行われるとすると、衝突確率計算部２２１は、式（７）を用いて、衝突確率ｃｉを求めることができる。
【０１００】
【数７】
0004687343.tif 000008
【０１０１】
以上のように、式（２）から式（７）は、それぞれ衝突確率、再送確率、チャネル帯域占有率又はチャネル空き帯域率｛ｃ，ｆ，ｕ，ｖ｝についての方程式となっている。そして、確率計算部２２の各計算部２２１，２２２，２２３，２２４は、所定の計算アルゴリズムを用いて、それぞれの変数を数値的に解くことができる。例えば、確率計算部２２の各計算部２２１，２２２，２２３，２２４は、反復代入法やニュートン法、二分法等の計算アルゴリズムを用いて、それぞれの変数を求める。
【０１０２】
ここで、ステップ５において、確率計算部２２が各確率値（衝突確率や再送確率、チャネル帯域占有率、チャネル空き帯域率）を求める動作を説明する。図６は、確率計算部２２が各確率値を求める確率計算処理の一例を示すフローチャートである。なお、本実施の形態では、一例として、確率計算部２２が、反復代入法に基づいて、各確率値を求める場合を説明する。
【０１０３】
確率計算処理において、確率計算部２２は、チャネル空き帯域率ｖの初期値を設定する（ステップＳ５０）。確率計算部２２のデータ記憶部２２６は、例えば、無線通信システムの設置時に計算初期値入力部１１が入力したチャネル空き帯域率ｖの初期値ｖ０を予め記憶している。そして、確率計算部２２は、データ記憶部２２６が記憶する初期値ｖ０を、反復代入法を用いて各確率値を求めるための初期値として設定する。
【０１０４】
また、確率計算部２２は、所定の取得方法に従って、パケット送出チャネル時間ｓｉ、パケット周期ｔｉ及び伝送エラー率ｅｉを取得する（ステップＳ５１）。この場合、確率計算部２２は、パケット送出時間計算部２１が求めたパケット送出チャネル時間ｓｉを入力する。また、確率計算部２２は、例えば、入力装置１０がＳＩＰサーバからのＣＯＤＥＣ情報から抽出したパケット周期ｔｉ及び伝送エラー率ｅｉを入力する。また、確率計算部２２は、例えば、入力装置１０がアクセスポイント２から受信したパケット周期ｔｉ及び伝送エラー率ｅｉを入力する。また、確率計算部２２は、取得したパケット送出チャネル時間ｓｉ、パケット周期ｔｉ及び伝送エラー率ｅｉを、データ記憶部２２６に一旦記憶する。
【０１０５】
なお、パケット送出チャネル時間ｓｉ、パケット周期ｔｉ及び伝送エラー率ｅｉを、新規呼の発生等のイベント発生時に取得するのでなく、チャネル帯域占有率評価サーバ１は、所定期間毎に、これらの情報を取得するようにしてもよい。そして、確率計算部２２は、取得したパケット送出チャネル時間ｓｉ、パケット周期ｔｉ及び伝送エラー率ｅｉを、データ記憶部２２６に記憶し、所定期間毎に更新するようにしてもよい。この場合、例えば、ステップＳ５１において、確率計算部２２は、まず、パケット送出チャネル時間ｓｉ、パケット周期ｔｉ及び伝送エラー率ｅｉがデータ記憶部２２６に既に記憶されているか否かを判断する。既に記憶されていると判断すると、確率計算部２２は、データ記憶部２２６からこれらの情報を抽出する。また、記憶されていないと判断すると、確率計算部２２は、所定の取得方法に従って、パケット送出チャネル時間ｓｉ、パケット周期ｔｉ及び伝送エラー率ｅｉを取得する。
【０１０６】
衝突確率計算部２２１は、パケット周期ｔｉ及びチャネル空き帯域率ｖに基づいて、式（７）を用いて、衝突確率ｃｉを求める（ステップＳ５２）。なお、この場合、反復代入法の一回目の計算を行う場合には、衝突確率計算部２２１は、チャネル空き帯域率ｖの初期値ｖ０を用いて、衝突確率ｃｉを求めることになる。
【０１０７】
また、再送確率計算部２２２は、伝送エラー率ｅｉ、及びステップＳ５２で求めた衝突確率ｃｉに基づいて、式（２），（３）を用いて、再送確率ｆｉを求める（ステップＳ５３）。また、チャネル帯域占有率計算部２２３は、パケット送出チャネル時間ｓｉ、パケット周期ｔｉ、及びステップＳ５３で求めた再送確率ｆｉに基づいて、式（４），（５）を用いて、チャネル帯域占有率ｕｉを求める（ステップＳ５４）。
【０１０８】
また、チャネル空き帯域率計算部２２４は、ステップＳ５４で求めたチャネル帯域占有率ｕｉに基づいて、式（６）を用いて、チャネル空き帯域率ｖを求める（ステップＳ５５）。なお、本実施の形態では、反復代入法に基づいて、所定の収束条件が成立するまで、チャネル空き帯域率計算部２２４は、繰り返しチャネル空き帯域率ｖの値を求める。本実施の形態では、チャネル空き帯域率計算部２２４が算出した最新のチャネル空き帯域率の値をｖｎｅｗと表現する。
【０１０９】
計算収束判定部２２５は、ステップＳ５５で求めた最新のチャネル空き帯域率の値ｖｎｅｗに基づいて、所定の収束条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ５６）。この場合、計算収束判定部２２５は、例えば、最新のチャネル空き帯域率の値ｖｎｅｗと、チャネル空き帯域率計算部２２４が求めた１つ前のチャネル空き帯域率の値ｖとの差分が、所定の閾値ε（例えば、「０．００１」）より小さいか否かを判断する。チャネル空き帯域率の差分が所定の閾値より小さいと判断すると、計算収束判定部２２５は、所定の収束条件が成立したと判定する。また、チャネル空き帯域率の差分が所定の閾値より小さくないと判断すると、計算収束判定部２２５は、所定の収束条件が成立しないと判定する。
【０１１０】
所定の収束条件が成立しないと判定すると、確率計算部２２は、チャネル空き帯域率の値ｖを、ステップＳ５５で求めた最新の値ｖｎｅｗに更新する（ステップＳ５７）。そして、確率計算部２２は、ステップＳ５２に戻り、所定の収束条件が成立するまで、ステップＳ５２からステップＳ５７までの処理を繰り返し実行する。
【０１１１】
所定の収束条件が成立したと判定すると、確率計算部２２は、チャネル空き帯域率の値ｖを、ステップＳ５５で求めた最新の値ｖｎｅｗに更新し（ステップＳ５８）、ステップＳ６に移行する。
【０１１２】
ステップＳ５の確率計算処理を完了すると、出力装置３０は、計算装置２０が求めた各確率値（衝突確率ｃｉや再送確率ｆｉ、チャネル帯域占有率ｕｉ、チャネル空き帯域率ｖ）を、所定の出力方法に従って出力する（ステップＳ６）。例えば、出力装置３０は、各確率値をアクセスポイント２に出力する。なお、ステップＳ６において、出力装置３０は、例えば、ステップＳ５で計算した各確率値の計算結果を表示装置に表示するようにしてもよい。
【０１１３】
以上のように、本実施の形態によれば、チャネル帯域占有率評価サーバ１は、新規呼の発生等のイベントが発生すると、各種トラヒックパラメータ及び伝送パラメータに基づいて、チャネル帯域占有率等の各確率値を求める。そして、チャネル帯域占有率評価サーバ１は、チャネル帯域占有率評価サーバ１は、求めたチャネル帯域占有率を評価する（例えば、新規呼の受付可否を判定する）処理を実行する。そのため、無線ＬＡＮのようにランダムアクセスを伴う無線チャネルを用いてストリーム通信を行うシステムにおいて、システム条件に変化が生じた時に、その変化によるチャネル使用状況の変化と通信品質への影響とを瞬時（リアルタイム）に把握することが可能となる。また、呼受付制御等を効率的に行うことができ、効率的なシステム制御と管理を行うことができる。従って、ストリーム通信を行いランダムアクセスを伴うシステムにおいて、システム条件の変化のチャネル帯域占有率への影響を精度よく評価することができる。
【０１１４】
実施の形態２．
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。図７は、チャネル帯域占有率評価サーバの他の構成例を示すブロック図である。本実施の形態では、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ａが、チャネル帯域占有率を求めた後に、求めたチャネル帯域占有率を評価する具体例を説明する。本実施の形態では、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ａは、求めたチャネル帯域占有率に基づいて、新規呼の受け付け可否を判定する。
【０１１５】
本実施の形態では、図７に示すように、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ａの計算装置２０Ａが、図３に示した計算装置２０の構成要素に加えて、呼受付判定部２４を含む点で、第１の実施の形態と異なる。また、本実施の形態では、計算装置２０Ａの確率計算部２２Ａの機能が、第１の実施の形態で示した確率計算部２２の機能と異なる。また、本実施の形態では、図７に示すように、出力装置３０Ａが、図３に示した結果出力部３１に代えて制御情報出力部３２を含む点で、第１の実施の形態と異なる。
【０１１６】
なお、本実施の形態において、アクセスポイント２及び無線端末３の機能は、第１の実施の形態で示したそれらの機能と同様である。また、入力装置１０の機能は、第１の実施の形態で示した入力装置１０の機能と同様である。また、計算装置２０Ａのパケット送出時間計算部２１及びシステムパラメータ記憶部２３の機能は、第１の実施の形態で示したそれらの機能と同様である。
【０１１７】
確率計算部２２Ａは、第１の実施の形態で示した確率計算部２２の機能に加えて、上り方向及び下り方向の両方のストリームがＶｏＷＬＡＮのチャネル帯域を占有している割合を示すチャネル帯域占有率ｕを求める機能を備える。例えば、確率計算部２２Ａは、第１の実施の形態で示した確率計算部２２と同様の処理に従って、上り方向のチャネル帯域占有率ｕｉを求める。また、確率計算部２２Ａは、第１の実施の形態で示した確率計算部２２と同様の処理に従って、下り方向のチャネル帯域占有率（アンダバーｕｉ）を求める。そして、確率計算部２２Ａは、上り方向及び下り方向のチャネル帯域占有率に基づいて、式（８）を用いて、両方のストリームを考慮したチャネル帯域占有率ｕを求める。
【０１１８】
【数８】
0004687343.tif 000009
【０１１９】
なお、上り方向及び下り方向の両方のストリームを考慮したチャネル帯域占有率ｕを求める機能以外の確率計算部２２Ａの機能は、第１の実施の形態で示した確率計算部２２の機能と同様である。
【０１２０】
呼受付判定部２４は、具体的には、プログラムに従って動作する情報処理装置のＣＰＵによって実現される。呼受付判定部２４は、いずれかのアクセスポイント２が新規呼の発生を検出した場合に、確率計算部２２Ａが求めたチャネル帯域占有率に基づいて、新規呼の受け付けを許可するか否かを判定する機能を備える。本実施の形態では、呼受付判定部２４は、上り方向及び下り方向の両方のストリームを考慮したチャネル帯域占有率ｕが、所定の閾値より小さいか否かを判断することによって、新規呼の受け付けを許可するか否かを判定する。
【０１２１】
制御情報出力部３２は、具体的には、プログラムに従って動作する情報処理装置のＣＰＵ、及びネットワークインタフェース部によって実現される。制御情報出力部３２は、呼受付判定部２４の判定結果に基づいて、各アクセスポイント２が行う呼の受け付け処理を制御する機能を備える。本実施の形態では、制御情報出力部３２は、呼受付判定部２４が新規呼の受け付けを許可すると判定すると、新規呼の受け付けを許可する旨の呼受付許可通知情報をアクセスポイント２に出力する。また、制御情報出力部３２は、呼受付判定部２４が新規呼の受け付けを拒否すると判定すると、新規呼の受け付けを拒否する旨の呼受付拒否通知情報をアクセスポイント２に出力する。
【０１２２】
次に、動作について説明する。図８は、チャネル帯域占有率を求め評価するチャネル帯域占有率評価処理の他の例を示すフローチャートである。本実施の形態では、無線通信システムにおいて、いずれかのアクセスポイント２が、新たなイベントとして新規呼の発生を検出する場合を説明する。アクセスポイント２は、新規呼の発生を検出すると、新規呼の受け付けを許可すべきか否かの判定依頼を、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ａに送信する。
【０１２３】
新規呼の受付可否の判定依頼を受信すると、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ａは、図８に示すチャネル帯域占有率評価処理の実行を開始する。なお、図８において、ステップＳ１からステップＳ４までの処理は、第１の実施の形態で示したそれらの処理と同様である。
【０１２４】
ステップＳ４でパケット送出チャネル時間ｓｉを算出すると、確率計算部２２Ａは、第１の実施の形態で示したステップＳ５と同様の処理に従って、各確率値を計算する（ステップＳ５Ａ）。また、ステップＳ５Ａにおいて、確率計算部２２Ａは、上り方向及び下り方向のチャネル帯域占有率に基づいて、上り方向及び下り方向の両方のストリームを考慮したチャネル帯域占有率ｕを、式（８）を用いて求める。
【０１２５】
呼受付判定部２４は、ステップＳ５Ａで求めたチャネル帯域占有率ｕが所定の閾値（例えば、「０．８５」や「０．９」）より小さいか否か（チャネル占有率ｕ＜所定の閾値であるか否か）を判断する（ステップＳ６Ａ）。チャネル帯域占有率ｕが所定の閾値より小さくないと判断すると、呼受付判定部２４は、新規呼の受け付けを拒否すると判定する（ステップ７Ａ）。また、チャネル帯域占有率ｕが所定の閾値より小さいと判断すると、呼受付判定部２４は、新規呼の受け付けを許可すると判定する（ステップ８Ａ）。
【０１２６】
出力装置３０の制御情報出力部３２は、呼受付判定部２４の判定結果に従って、新規呼の受付可否の判定依頼を受けたアクセスポイント２を制御する（ステップＳ９Ａ）。この場合、呼受付判定部２４が新規呼の受け付けを拒否すると判定した場合、制御情報出力部３２は、判定依頼を受信したアクセスポイント２に、呼受付拒否通知情報を送信する。また、呼受付判定部２４が新規呼の受け付けを許可すると判定した場合、制御情報出力部３２は、判定依頼を受信したアクセスポイント２に、呼受付許可通知情報を送信する。
【０１２７】
アクセスポイント２は、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ａから呼受付許可通知情報を受信したか否かを判定する。呼受付許可通知情報ではなく、呼受付拒否通知情報を受信したと判定すると、アクセスポイント２は、受信した呼受付拒否通知情報に従って、新規呼の受け付けを拒否し、着信先の無線端末３への接続を行わない。また、呼受付許可通知情報を受信したと判定すると、アクセスポイント２は、受信した呼受付許可通知情報に従って、新規呼の受け付けを許可し、着信先の無線端末３への接続制御を行う。
【０１２８】
以上のように、本実施の形態によれば、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ａは、チャネル帯域占有率ｕに基づいて、新規呼の受け付けを許可するか否かを判定する。そして、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ａは、新規呼の受け付けを許可するか否かを示す通知情報をアクセスポイント２に送信し、アクセスポイント２を制御する。従って、ストリーム通信を行いランダムアクセスを伴うシステムにおいて、チャネル帯域占有率の評価結果をベースにした呼受付制御の判定を行い、無線リソースを制御し管理することができる。
【０１２９】
実施の形態３．
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。図９は、チャネル帯域占有率評価サーバの更に他の構成例を示すブロック図である。本実施の形態では、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ｂが、チャネル帯域占有率を求めた後に、求めたチャネル帯域占有率を評価する他の具体例を説明する。本実施の形態では、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ｂは、求めたチャネル帯域占有率に基づいて、各アクセスポイント２に実行させるべき最適な制御を判定する。
【０１３０】
本実施の形態では、図９に示すように、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ｂの計算装置２０Ｂが、図３に示した計算装置２０の構成要素に加えて、最適制御判定部２５を含む点で、第１の実施の形態と異なる。また、本実施の形態では、計算装置２０Ｂの確率計算部２２Ｂの機能が、第１の実施の形態で示した確率計算部２２の機能と異なる。また、本実施の形態では、図９に示すように、出力装置３０Ｂが、図３に示した結果出力部３１に代えて制御情報出力部３２Ｂを含む点で、第１の実施の形態と異なる。
【０１３１】
なお、本実施の形態において、アクセスポイント２及び無線端末３の機能は、第１の実施の形態で示したそれらの機能と同様である。また、入力装置１０の機能は、第１の実施の形態で示した入力装置１０の機能と同様である。また、計算装置２０Ｂのパケット送出時間計算部２１及びシステムパラメータ記憶部２３の機能は、第１の実施の形態で示したそれらの機能と同様である。
【０１３２】
確率計算部２２Ｂは、第１の実施の形態で示した確率計算部２２の機能に加えて、上り方向及び下り方向の両方のストリームを考慮したチャネル帯域占有率ｕを求める機能を備える。本実施の形態では、確率計算部２２Ｂは、第２の実施の形態で示した確率計算部２２Ａと同様の処理に従って、チャネル帯域占有率ｕを求める。
【０１３３】
また、本実施の形態では、確率計算部２２Ｂは、例えば、アクセスポイント２から最適な伝送レートの判定依頼を受けた場合に、複数の伝送レートを用いて、それぞれチャネル帯域占有率ｕを求める。この場合、例えば、確率計算部２２Ｂは、ＩＥＥＥ８０２．１１で指定されている各伝送レートを用いて、それぞれチャネル帯域占有率ｕを求める。
【０１３４】
また、確率計算部２２Ｂは、例えば、アクセスポイント２から最適なハンドオーバ先の判定依頼を受けた場合に、無線通信システムに含まれる各アクセスポイント２に無線端末３をハンドオーバさせた場合のチャネル帯域占有率ｕをそれぞれ求める。この場合、例えば、入力装置１０は、各アクセスポイント２から、それぞれパケットサイズや伝送レート、パケット周期及び伝送エラー率を受信する。そして、確率計算部２２Ｂは、入力装置１０から入力したパケットサイズや伝送レート、パケット周期及び伝送エラー率に基づいて、アクセスポイント２毎に、チャネル帯域占有率ｕを求める。
【０１３５】
最適制御判定部２５は、具体的には、プログラムに従って動作する情報処理装置のＣＰＵによって実現される。最適制御判定部２５は、いずれかのアクセスポイント２でイベントが発生した場合に、アクセスポイント２に実行させるべき最適な制御を判定する機能を備える。
【０１３６】
制御情報出力部３２Ｂは、最適制御判定部２５の判定結果に基づいて、各アクセスポイント２に最適な制御を実行させる機能を備える。本実施の形態では、制御情報出力部３２Ｂは、最適制御判定部２５が判定した最適な制御内容を含む通知情報を、アクセスポイント２に出力する。
【０１３７】
次に、動作について説明する。図１０は、チャネル帯域占有率を求め評価するチャネル帯域占有率評価処理の更に他の例を示すフローチャートである。本実施の形態では、無線通信システムにおいて、いずれかのアクセスポイント２が、新たなイベントとして、アクセスポイント２と無線端末３との間の通信状態の劣化を検出する場合を説明する。本実施の形態では、アクセスポイント２は、無線端末３からの受信信号の信号レベルの低下や通信エラー率の増加を検出すると、無線端末３との通信状態が劣化したと判断する。
【０１３８】
アクセスポイント２は、信号レベルの低下や通信エラー率の増加を検出すると、実行すべき最適制御の判定依頼を、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ｂに送信する。例えば、アクセスポイント２は、変更すべき最適な伝送レートの判定依頼を、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ｂに送信する。また、例えば、アクセスポイント２は、無線端末３の最適なハンドオーバ先の判定依頼を、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ｂに送信する。
【０１３９】
最適制御の判定依頼を受信すると、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ｂは、図１０に示すチャネル帯域占有率評価処理の実行を開始する。なお、図１０において、ステップＳ１からステップＳ４までの処理は、第１の実施の形態で示したそれらの処理と同様である。
【０１４０】
ステップＳ４でパケット送出チャネル時間ｓｉを算出すると、確率計算部２２Ｂは、第１の実施の形態で示したステップＳ５と同様の処理に従って、各確率値を計算する（ステップＳ５Ｂ）。また、確率計算部２２Ｂは、第２の実施の形態で示したステップＳ５Ａと同様の処理に従って、上り方向及び下り方向の両方のストリームを考慮したチャネル帯域占有率ｕを求める。
【０１４１】
また、例えば、アクセスポイント２から最適な伝送レートの判定依頼を受けた場合、ステップＳ５Ｂにおいて、確率計算部２２Ｂは、複数の伝送レートを用いて、それぞれチャネル帯域占有率ｕを求める。この場合、確率計算部２２Ｂは、伝送レート毎にチャネル帯域占有率ｕを求めることによって、複数のチャネル帯域占有率ｕを求める。また、例えば、アクセスポイント２から最適なハンドオーバ先の判定依頼を受けた場合、ステップＳ５Ｂにおいて、確率計算部２２Ｂは、各アクセスポイント２に無線端末３をハンドオーバさせた場合のチャネル帯域占有率ｕをそれぞれ求める。この場合、確率計算部２２Ｂは、アクセスポイント２毎のトラヒックパラメータと伝送パラメータとに基づいて、それぞれチャネル帯域占有率ｕを求める。
【０１４２】
ステップＳ５Ａで各確率値を算出すると、最適制御判定部２５は、ステップＳ５Ｂで求めたチャネル帯域占有率ｕに基づいて、アクセスポイント２に実行させるべき最適な制御を判定する（ステップＳ６Ｂ）。
【０１４３】
例えば、最適な伝送レートの判定依頼を受けた場合、最適制御判定部２５は、ステップＳ５Ｂで求めた複数のチャネル帯域占有率ｕのうち、最小となる占有率を選択する。また、選択したチャネル帯域占有率ｕに対応する伝送レート（チャネル帯域占有率ｕの算出に用いた伝送レート）を特定する。
【０１４４】
また、例えば、最適なハンドオーバ先の判定依頼を受けた場合、最適制御判定部２５は、ステップＳ５Ｂで求めた複数のチャネル帯域占有率ｕのうち、最小となる占有率を選択する。また、最適制御判定部２５は、選択したチャネル帯域占有率ｕに対応するアクセスポイント２を、最適なハンドオーバ先として特定する。すなわち、最適制御判定部２５は、いずれのアクセスポイント２に無線端末３をハンドオーバさせたときのチャネル帯域占有率ｕが最小となるかを判断する。
【０１４５】
出力装置３０の制御情報出力部３２Ｂは、最適制御判定部２５の判定結果に従って、各アクセスポイント２を制御する（ステップＳ７Ｂ）。例えば、最適な伝送レートの判定依頼を受けた場合、制御情報出力部３２Ｂは、ステップＳ６Ｂで特定した伝送レートを含む通知情報を、判定依頼を受信したアクセスポイント２に送信する。すると、アクセスポイント２は、受信した通知情報に含まれる伝送レートに従って、無線端末３との通信に用いる伝送レートを変更する。
【０１４６】
また、例えば、最適なハンドオーバ先の判定依頼を受けた場合、制御情報出力部３２Ｂは、ステップＳ６Ｂで特定したハンドオーバ先を含む通知情報を、判定依頼を受信したアクセスポイント２に送信する。すると、アクセスポイント２は、受信した通知情報に含まれるハンドオーバ先に従って、無線端末３にハンドオーバを指示する。すなわち、アクセスポイント２は、無線端末３に、接続先のアクセスポイント２を、通信情報に含まれるハンドオーバ先に切り替えさせる。
【０１４７】
以上のように、本実施の形態によれば、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ｂは、チャネル帯域占有率ｕに基づいて、各種最適な制御を判定する。そして、チャネル帯域占有率評価サーバ１Ｂは、判定した最適な制御内容を含む通知情報をアクセスポイント２に送信し、アクセスポイント２を制御する。従って、ストリーム通信を行いランダムアクセスを伴うシステムにおいて、チャネル帯域占有率の評価結果をベースにした最適制御の判定を行い、無線リソースを制御し管理することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本発明は、各種ストリーム通信を行い、ランダムアクセスを伴う無線通信システムに適用できる。例えば、音声ストリームの通信を行うＶｏＷＬＡＮ等の無線ＬＡＮを利用して、ＩＰ電話サービス等の音声通信サービスを提供する用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明によるチャネル帯域占有率評価方法を用いた無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】評価の対象となるＶｏＷＬＡＮシステムを示す説明図である。
【図３】チャネル帯域占有率評価サーバの構成の一例を示すブロック図である。
【図４】計算装置２０が含む確率計算部２２のより詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】チャネル帯域占有率を求め評価するチャネル帯域占有率評価処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】確率計算部２２が各確率値を求める確率計算処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】チャネル帯域占有率評価サーバの他の構成例を示すブロック図である。
【図８】チャネル帯域占有率を求め評価するチャネル帯域占有率評価処理の他の例を示すフローチャートである。
【図９】チャネル帯域占有率評価サーバの更に他の構成例を示すブロック図である。
【図１０】チャネル帯域占有率を求め評価するチャネル帯域占有率評価処理の更に他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５０】
１  チャネル帯域占有率評価サーバ
２  アクセスポイント
３  無線端末
１０  入力装置
１１  計算初期値入力部
１２  システムパラメータ入力部
１３  パケットサイズ入力部
１４  伝送レート入力部
１５  パケット周期入力部
１６  伝送エラー率入力部
２０  計算装置
２１  パケット送出時間計算部
２２  確率計算部
２３  システムパラメータ記憶部
３０  出力装置
３１  結果出力部
２２１  衝突確率計算部
２２２  再送確率計算部
２２３  チャネル帯域占有率計算部
２２４  チャネル空き帯域率計算部
２２５  計算収束判定部
２２６  データ記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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