(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランダムアクセス方式又はポーリング方式をアクセス方式に採用し、複数の無線局との間で無線フレームを用いて無線通信を行う無線基地局装置であって、
前記無線局毎に単位時間内に発生したトラヒック量を測定し、前記単位時間内に発生したトラヒック量が予め定めた基準値を超える前記無線局を高トラヒック無線局とし、前記単位時間内に発生したトラヒック量が前記基準値以内の前記無線局を低トラヒック無線局とし、前記高トラヒック無線局の数を算出するパラメータ測定部と、
前記パラメータ測定部が算出した前記高トラヒック無線局の数、及び前記無線フレームにおいて割り当てることができるポーリング信号の数に基づいて、前記高トラヒック無線局にポーリング方式を適用した時の伝送遅延時間とスループットの両方又はいずれか一方を推定する推定部と、
前記推定部が推定した前記ポーリング方式適用時の伝送遅延時間が所定の伝送遅延時間の閾値よりも小さい状態と前記ポーリング方式適用時のスループットが所定のスループットの閾値よりも大きい状態の両方又はいずれか一方である場合に、前記高トラヒック無線局とのアクセス方式としてポーリング方式を選択し、前記ポーリング方式適用時の伝送遅延時間が所定の伝送遅延時間の閾値よりも大きい状態と前記ポーリング方式適用時のスループットが所定のスループットの閾値よりも小さい状態の両方又はいずれか一方である場合に、前記高トラヒック無線局とのアクセス方式としてランダムアクセス方式を選択し、いずれの場合も前記低トラヒック無線局とのアクセス方式としてランダムアクセス方式を選択する方式選択部と、
前記方式選択部が選択したアクセス方式を用いて前記無線局と通信を行う通信部と、
を備えることを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２】
前記パラメータ測定部は、前記無線局について、データ信号を受信する間隔であるデータ受信間隔の平均値をさらに測定し、
前記推定部は、前記パラメータ測定部が測定した前記データ受信間隔の平均値を用いてランダムアクセス方式適用時の伝送遅延時間とスループットの両方又はいずれか一方をさらに推定し、
前記方式選択部は、前記推定部が推定した前記ランダムアクセス方式適用時の伝送遅延時間とスループットの両方又はいずれか一方をそれぞれ前記所定の伝送遅延時間の閾値と前記所定のスループットの閾値として用いることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記ランダムアクセス方式適用時の伝送遅延時間を実測し、前記推定部が推定した前記ランダムアクセス方式適用時の伝送遅延時間との差が閾値よりも大きい場合には、トラヒックが少ないと判断するトラヒック状況検出部をさらに備え、
前記方式選択部は、前記トラヒック状況検出部がトラヒックが少ないと判断した場合に、前記高トラヒック無線局が用いるアクセス方式としてポーリング方式を選択する場合であってもランダムアクセス方式を選択することを特徴とする請求項２に記載の無線基地局装置。
【請求項４】
前記無線フレームに設定されたランダムアクセススロットのうち、使用されている使用スロットの数を測定し、前記使用スロットの数と前記ランダムアクセススロットの数との比が閾値よりも小さい場合には、トラヒックが少ないと判断するトラヒック状況検出部をさらに備え、
前記方式選択部は、前記トラヒック状況検出部がトラヒックが少ないと判断した場合に、前記高トラヒック無線局が用いるアクセス方式としてポーリング方式を選択する場合であってもランダムアクセス方式を選択することを特徴とする請求項２に記載の無線基地局装置。
【請求項５】
ランダムアクセス方式又はポーリング方式をアクセス方式に採用し、複数の無線局との間で無線フレームを用いて無線通信を行う無線基地局装置であって、
前記無線局からポーリング方式のアクセス方式での接続要求があったときに、前記無線局毎に単位時間内に発生したトラヒック量を測定し、前記単位時間内に発生したトラヒック量が予め定めた基準値を超える前記無線局を高トラヒック無線局とし、前記単位時間内に発生したトラヒック量が前記基準値以内の前記無線局を低トラヒック無線局とし、前記高トラヒック無線局の数を算出するパラメータ測定部と、
前記パラメータ測定部が算出した前記高トラヒック無線局の数、及び前記無線フレームにおいて割り当てることができるポーリング信号の数に基づいて、前記高トラヒック無線局のポーリング方式適用時の伝送遅延時間とスループットの両方又はいずれか一方を推定する推定部と、
前記推定部が推定した前記ポーリング方式適用時の伝送遅延時間が所定の伝送遅延時間の閾値よりも小さい状態と前記ポーリング方式適用時のスループットが所定のスループットの閾値よりも大きい状態の両方又はいずれか一方である場合に、接続要求があった前記無線局と通信を開始する通信部と、
を備えることを特徴とする無線基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線回線を介して接続される無線データ受信装置（無線基地局）と複数の無線データ送信装置（無線中継局又は無線端末局）との間での通信を行うための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有線ネットワークのアクセス系として用いられる無線アクセスシステムにおけるパケットの送信に適用するアクセス方式は、各無線端末局が個別に送信タイミングを決めて送信を行う分散制御方式と、無線基地局が全ての無線端末局の送信タイミングを管理する集中制御方式の２つの方式に大別できる。
【０００３】
分散制御方式は、集中制御方式に比べ、無線基地局の構成が簡易となる。また、無線基地局から無線端末局を制御する必要がないことから、制御信号が不要であり、高い帯域利用効率が実現できる。一方、各無線端末局が個別に送信タイミングを決定するため、複数の無線端末局においてパケットの送信が行われた場合、送信パケットが衝突する可能性がある。特に輻輳状態においては、送信パケットの衝突が頻繁に発生し、再送の増加により、伝送特性が劣化する。そのため、分散制御方式では、衝突回避アルゴリズムが用いられる。
【０００４】
ＩＥＥＥ８０２．１１では、アクセス方式に分散制御方式の一つであるランダムアクセスが用いられ、また、衝突回避アルゴリズムにＥｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  ｂａｃｋ  ｏｆｆアルゴリズムが用いられる。ＩＥＥＥ８０２．１１で用いられる衝突回避アルゴリズムにおけるバックオフの動作を図１に示す。このアルゴリズムを用いてパケットの送信を行う場合、０からある規定値（ウィンドウサイズ）の間の乱数を算出し、その値だけ送信を遅らせて（バックオフさせて）、パケットの送信を行う。最初に送信する場合の乱数の最大値は、初期バックオフウィンドウサイズとして規定される。衝突などでパケットの送信に失敗した場合、ウィンドウサイズをｘ倍し、その範囲でバックオフ時間を算出し、その値だけパケットの送信を遅らせて再送する。ウィンドウサイズを大きくさせる値（上記のｘ）はパーシステントファクタ（ＰＦ）と呼ばれる。再びパケットの送信に失敗した場合、更にウィンドウサイズをｘ倍し、バックオフ時間を算出し、その値だけパケットの送信を遅らせて再送する。Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  ｂａｃｋ  ｏｆｆアルゴリズムでは、この動作をパケットの送信が成功するまで、又は、再送回数が予め設定された最大再送回数に達するまで繰り返す。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１１−２００７（ｐ．２５６−２６３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術（分散制御方式）では、無線端末局が個別に送信タイミングを決めて送信を行い、パケットの衝突をＥｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  ｂａｃｋ  ｏｆｆアルゴリズムを用いて回避することから、発生トラヒックが少ない無線端末局が多数存在するような無線アクセスシステムにおいて、良好な伝送特性を実現できる。しかし、無線アクセスシステムに加わるトラヒックが増加すると、送信パケットの衝突が発生する確率が高くなる。その結果、再送の増加により、算出されるバックオフ値が大きくなるため、伝送特性が劣化するという問題がある。
【０００７】
一方、集中制御方式では、無線基地局が全ての無線端末局の送信タイミングを管理することから、送信パケットの衝突が発生することはない。そのため、上述の無線アクセスシステムに加わるトラヒックが多く、分散制御方式を適用すると伝送特性が劣化するような状況において、集中制御方式を適用して送信パケットの衝突を回避することで良好な伝送特性を実現できる可能性がある。しかし、本方式は、無線端末局単位で制御信号を必要とするため、無線端末局が多数存在する場合、制御信号用の帯域が増加し、各無線端末局に対する制御信号（例えば、ポーリング信号）の割当周期が長くなり、伝送特性が劣化するという問題がある。
【０００８】
そこで、前記問題を解決するためには、トラヒックの増加、あるいは、無線中継局数や無線端末局数の増加に柔軟に対応でき、伝送特性の劣化を防止できる無線アクセスシステムの実現が課題となる。本発明は、上記無線アクセスシステムを実現する無線基地局装置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】
上記目的を達成するために、本発明に係る無線基地局装置は、トラヒック特性に応じて伝送特性の優劣が異なる両方式に対して、伝送遅延時間とスループットの両方又はいずれか一方を推定し、推定結果をもとに、トラヒック特性に応じて最適な方式をアクセス方式として選択することとした。なお、以降では、無線中継局と無線端末局をあわせて無線局と表記することがある。
【００１０】
具体的には、本発明に係る無線基地局装置は、
ランダムアクセス方式又はポーリング方式をアクセス方式に採用し、複数の無線局との間で無線フレームを用いて無線通信を行う無線基地局装置であって、
前記無線局毎に単位時間内に発生したトラヒック量を測定し、前記単位時間内に発生したトラヒック量が予め定めた基準値を超える前記無線局を高トラヒック無線局とし、前記単位時間内に発生したトラヒック量が前記基準値以内の前記無線局を低トラヒック無線局とし、前記高トラヒック無線局の数を算出するパラメータ測定部と、
前記パラメータ測定部が算出した前記高トラヒック無線局の数、及び前記無線フレームにおいて割り当てることができるポーリング信号の数に基づいて、前記高トラヒック無線局にポーリング方式を適用した時の伝送遅延時間とスループットの両方又はいずれか一方を推定する推定部と、
前記推定部が推定した前記ポーリング方式適用時の伝送遅延時間が所定の伝送遅延時間の閾値よりも小さい状態と前記ポーリング方式適用時のスループットが所定のスループットの閾値よりも大きい状態の両方又はいずれか一方である場合に、前記高トラヒック無線局とのアクセス方式としてポーリング方式を選択し、前記ポーリング方式適用時の伝送遅延時間が所定の伝送遅延時間の閾値よりも大きい状態と前記ポーリング方式適用時のスループットが所定のスループットの閾値よりも小さい状態の両方又はいずれか一方である場合に、前記高トラヒック無線局とのアクセス方式としてランダムアクセス方式を選択し、いずれの場合も前記低トラヒック無線局とのアクセス方式としてランダムアクセス方式を選択する方式選択部と、
前記方式選択部が選択したアクセス方式を用いて前記無線局と通信を行う通信部と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
本無線基地局装置は、各高トラヒック無線局に対して、分散制御方式の一つであるランダムアクセスと集中制御方式の一つであるポ−リングのうち、伝送遅延時間とスループットの両方又はいずれか一方が優れると推定される方式をアクセス方式として選択する。
【００１２】
従って、本発明は、トラヒックの増加、あるいは無線中継局数や無線端末局数の増加に柔軟に対応でき、伝送特性の劣化を防止できる無線基地局装置を提供することができる。
【００１３】
本発明に係る無線基地局装置の前記パラメータ測定部は、前記無線局について、データ信号を受信する間隔であるデータ受信間隔の平均値をさらに測定し、
前記推定部は、前記パラメータ測定部が測定した前記データ受信間隔の平均値を用いてランダムアクセス方式適用時の伝送遅延時間とスループットの両方又はいずれか一方をさらに推定し、
前記方式選択部は、前記推定部が推定した前記ランダムアクセス方式適用時の伝送遅延時間とスループットの両方又はいずれか一方をそれぞれ前記所定の伝送遅延時間の閾値と前記所定のスループットの閾値として用いることを特徴とする。
【００１４】
本無線基地局装置は、ランダムアクセス方式適用時の伝送遅延時間とスループットの両方又はいずれか一方を、高トラヒック無線局が用いるアクセス方式としてポーリング方式を選択する際の閾値として利用する。このため、本無線基地局装置は、ポーリング方式を適用した時の方がランダムアクセス方式を適用した時より伝送遅延時間とスループットの両方又はいずれか一方が優れると推定される場合に、高トラヒック無線局が用いるアクセス方式としてポーリング方式を選択することで、伝送遅延時間又はスループットが悪化することを防止できる。
【００１５】
本発明に係る無線基地局装置は、
前記ランダムアクセス方式適用時の伝送遅延時間を実測し、前記推定部が推定した前記ランダムアクセス方式適用時の伝送遅延時間との差が閾値よりも大きい場合には、トラヒックが少ないと判断するトラヒック状況検出部をさらに備え、
前記方式選択部は、前記トラヒック状況検出部がトラヒックが少ないと判断した場合に、前記高トラヒック無線局が用いるアクセス方式としてポーリング方式を選択する場合であってもランダムアクセス方式を選択することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る無線基地局装置は、
前記無線フレームに設定されたランダムアクセススロットのうち、使用されている使用スロットの数を測定し、前記使用スロットの数と前記ランダムアクセススロットの数との比が閾値よりも小さい場合には、トラヒックが少ないと判断するトラヒック状況検出部をさらに備え、
前記方式選択部は、前記トラヒック状況検出部がトラヒックが少ないと判断した場合に、前記高トラヒック無線局が用いるアクセス方式としてポーリング方式を選択する場合であってもランダムアクセス方式を選択することを特徴とする。
【００１７】
本無線基地局装置は、高トラヒック無線局が用いるアクセス方式としてポーリング方式を選択する条件であっても、トラヒックが少ないと判断した場合にはランダムアクセス方式を選択する。トラヒックが少ない場合、ランダムアクセス方式の方がポーリング方式より伝送遅延時間又はスループットが良好である。このため、本無線基地局装置は、トラヒックが少ないと判断した場合に、高トラヒック無線局が用いるアクセス方式にランダムアクセス方式を選択することで、伝送遅延時間又はスループットが悪化することを防止できる。
【００１８】
本発明に係る無線基地局装置は、
ランダムアクセス方式又はポーリング方式をアクセス方式に採用し、複数の無線局との間で無線フレームを用いて無線通信を行う無線基地局装置であって、
前記無線局からポーリング方式のアクセス方式での接続要求があったときに、前記無線局毎に単位時間内に発生したトラヒック量を測定し、前記単位時間内に発生したトラヒック量が予め定めた基準値を超える前記無線局を高トラヒック無線局とし、前記単位時間内に発生したトラヒック量が前記基準値以内の前記無線局を低トラヒック無線局とし、前記高トラヒック無線局の数を算出するパラメータ測定部と、
前記パラメータ測定部が算出した前記高トラヒック無線局の数、及び前記無線フレームにおいて割り当てることができるポーリング信号の数に基づいて、前記高トラヒック無線局のポーリング方式適用時の伝送遅延時間とスループットの両方又はいずれか一方を推定する推定部と、
前記推定部が推定した前記ポーリング方式適用時の伝送遅延時間が所定の伝送遅延時間の閾値よりも小さい状態と前記ポーリング方式適用時のスループットが所定のスループットの閾値よりも大きい状態の両方又はいずれか一方である場合に、接続要求があった前記無線局と通信を開始する通信部と、
を備えることを特徴とする。
【００１９】
本無線基地局装置は、無線基地局が無線局から接続要求を受信した場合に、各高トラヒック無線局に対して所望の条件を満たすポーリング周期を割り当てることができる場合にのみ、当該無線局を接続することができる。
【００２０】
従って、本発明は、トラヒックの増加、あるいは無線中継局数や無線端末局数の増加に柔軟に対応でき、伝送特性の劣化を防止できる無線基地局装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、トラヒックの増加、あるいは無線中継局数や無線端末局数の増加に柔軟に対応でき、伝送特性の劣化を防止できる無線基地局装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ＩＥＥＥ８０２．１１で用いられる衝突回避アルゴリズムにおけるバックオフの動作を説明する図である。
【図２】本発明に係る無線基地局装置を含む無線アクセスシステムを説明する図である。
【図３】ＭＡＣフレームの構成を説明する図である。
【図４】実施形態１における無線基地局装置を含む無線アクセスシステムを説明するブロック図である。
【図５】帯域割当要求の送信に適用するアクセス方式としてランダムアクセスを選択した場合のアクセスシーケンスを説明する図である。
【図６】帯域割当要求の送信に適用するアクセス方式としてポーリングを選択した場合のアクセスシーケンスを説明する図である。
【図７】ランダムアクセスにおけるバックオフシーケンスを説明する図である。
【図８】実施形態１における無線基地局装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】無線中継局台数と無線端末局の平均伝送遅延時間の関係を表す図である。
【図１０】実施形態２における無線基地局装置を含む無線アクセスシステムを説明するブロック図である。
【図１１】実施形態２における無線基地局装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１２】実施形態３における無線基地局装置を含む無線アクセスシステムを説明するブロック図である。
【図１３】実施形態３における無線基地局装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１４】実施形態４における無線基地局装置を含む無線アクセスシステムを説明するブロック図である。
【図１５】実施形態４における無線基地局装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１６】実施形態５における無線基地局装置を含む無線アクセスシステムを説明するブロック図である。
【図１７】実施形態５における無線基地局装置の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２４】
（実施形態１）
本実施形態では、無線基地局が、ランダムアクセス又はポーリング適用時の伝送遅延時間を推定し、伝送遅延時間が優れると推定される方式をアクセス方式として選択する方法について説明する。
【００２５】
本実施形態における無線アクセスシステムの構成を図２に示す。図２に示す無線アクセスシステムは、有線ネットワークに接続された一つの無線基地局１０１と、無線基地局１０１を経由して有線ネットワークに接続する複数の無線中継局１０２及び無線端末局１０３と、無線中継局１０２を経由して無線基地局１０１と接続する複数の無線端末局１０３から構成される。
【００２６】
本実施形態における無線アクセスシステムで用いるＭＡＣフレームの構成を図３に示す。図３において、アクセス方式としてはＴＤＭＡ／ＴＤＤを用い、多次元接続および双方向通信を実現する。ＭＡＣフレームの長さは固定長であり、ＭＡＣフレームの前半が無線基地局から無線局へ向かうダウンリンクであり、ＭＡＣフレームの後半が逆方向のアップリンクである。
【００２７】
ダウンリンクは報知情報を送信するブロードキャスト領域とユーザデータを送信するデマンドアサイン領域から構成され、ブロードキャスト領域ではＢＣＣＨ、ＦＣＣＨ、ＲＦＣＨが送信される。ＢＣＣＨは無線基地局ＩＤ、ＭＡＣフレーム番号などのシステム共通情報の報知に用いられ、ＦＣＣＨはそのＭＡＣフレームの構成を示す情報の報知に用いられ、ＲＦＣＨは前ＭＡＣフレームにおけるランダムアクセスの成否、無線局で用いられるランダムアクセスパラメータ（初期バックオフウィンドウサイズ、ＰＦ）、そのＭＡＣフレームにおけるランダムアクセススロットの数、ランダムアクセススロットの位置の報知に用いられる。
【００２８】
アップリンクはユーザデータを送信するデマンドアサイン領域とランダムアクセススロットで構成されるランダムアクセス領域から構成される。すなわち、ダウンリンク、アップリンクともデマンドアサイン領域では、ユーザデータが送信される。なお、無線基地局−無線局間での通信で用いるＭＡＣフレームと、無線中継局−無線端末局間での通信で用いるＭＡＣフレームの構成は同じである。
【００２９】
ここで、アップリンクにおいて、帯域割当要求の送信に適用するアクセス方式としてランダムアクセスを選択した場合のアクセスシーケンスを図５に示す。アクセスシーケンスは、大別すると、帯域割当要求フェーズ、データ送信フェーズ、ＡＣＫ受信フェーズの３つのフェーズから成る。
【００３０】
帯域割当要求フェーズでは、無線局は個別に送信タイミングを決めてランダムアクセス領域において帯域割当要求（ランダムアクセス信号）を送信する。帯域割当要求の送信が成功した場合、データ送信フェーズへ移行する。この後、無線基地局は帯域割当処理を行う。このとき、無線基地局は、アップリンクデータの割当と同時に次ＭＡＣフレームのダウンリンクのＡＣＫも割り当てる。
【００３１】
無線局は、データ送信フェーズにおいて、無線基地局によりデータ送信用帯域が割り当てられることを待つ。帯域の割当はＦＣＣＨにより指示される。帯域が割り当てられた場合、無線局はその帯域を用いてデータを送信し、ＡＣＫ受信フェーズへ移行する。ＡＣＫ受信フェーズでは、無線基地局が正常にデータを受信したことを示すＡＣＫが無線基地局から送られてくることを待つ。無線局が無線基地局から送られたＡＣＫを受信することで一つのアクセスシーケンスが終了する。なお、無線基地局−無線局間でのアップリンクにおいてランダムアクセスを適用して帯域割当要求の送信を行う場合のアクセスシーケンスと、無線中継局−無線端末局間でのアップリンクにおいてランダムアクセスを適用して帯域割当要求の送信を行う場合のアクセスシーケンスは同じである。
【００３２】
ランダムアクセスを適用して帯域割当要求の送信を行う場合、各無線局から送信されるパケットの衝突を回避するため、バックオフを実施する。ランダムアクセスにおけるバックオフシーケンスを図７に示す。
【００３３】
無線基地局の通信部は、ＭＡＣフレームの先頭に位置するブロードキャスト領域において、ＲＦＣＨを用いて初期バックオフウィンドウサイズ、ＰＦ、そのＭＡＣフレームにおけるランダムアクセススロット数、ランダムアクセススロットの位置を示す情報を送信する［１］。無線局の通信部は、毎ＭＡＣフレーム、ＲＦＣＨを受信することで、上記のパラメータを最新の値に更新する［２］。
【００３４】
次に、無線局の通信制御部は、送信データが発生すると、初期バックオフウィンドウサイズからバックオフスロット数を算出する［３］。ここで、算出されるバックオフスロット数は、「０〜｛初期バックオフウィンドウサイズ−１｝」の範囲の乱数を用いる。
【００３５】
そして、無線局は、ＭＡＣフレームのランダムアクセス領域において、算出したバックオフスロット数だけバックオフを実施した後、ランダムアクセススロットにおいて帯域割当要求を通信部より送信する。送信データの発生したＭＡＣフレームにおけるランダムアクセススロット数が、算出したバックオフスロット数より少ない場合、バックオフの動作は次のＭＡＣフレームにおいて引き続き実施される。なお、無線基地局−無線局間での通信で用いるバックオフシーケンスと、無線中継局−無線端末局間での通信で用いるバックオフシーケンスは同じである。
【００３６】
一方、アップリンクにおいて、帯域割当要求の送信に適用するアクセス方式としてポーリングを選択した場合のアクセスシーケンスを図６に示す。帯域割当要求フェーズでは、無線基地局が主導で帯域割当要求を送信するための帯域を無線局に割り当て、無線局はアップリンクのデマンドアサイン領域において割り当てられた帯域を用いて帯域割当要求（ポーリング信号）を送信し、データ送信フェーズへ移行する。帯域の割当はＦＣＣＨにより指示される。この後、無線基地局は帯域割当処理を行う。このとき、無線基地局は、アップリンクデータの割当と同時に次ＭＡＣフレームのダウンリンクのＡＣＫも割り当てる。
【００３７】
無線局は、データ送信フェーズにおいて、無線基地局によりデータ送信用帯域が割り当てられることを待つ。帯域の割当はＦＣＣＨにより指示される。帯域が割り当てられた場合、無線局はその帯域を用いてデータを送信し、ＡＣＫ受信フェーズへ移行する。ＡＣＫ受信フェーズでは、無線基地局が正常にデータを受信したことを示すＡＣＫが無線基地局から送られてくることを待つ。無線局が無線基地局から送られたＡＣＫを受信することで一つのアクセスシーケンスが終了する。なお、本実施形態では、無線中継局−無線端末局間でのアップリンクにおいてポーリングを適用して帯域割当要求の送信を行うことはないものとする。
【００３８】
このようなアクセス方式を採用した場合の、ランダムアクセス適用時の伝送遅延時間及びポーリング適用時の伝送遅延時間を算出する方法について説明する。
【００３９】
まず、ランダムアクセス適用時の伝送遅延時間（ユーザデータに対する帯域割当要求の送信開始から送信成功までの時間）を算出する方法について説明する。
【００４０】
ランダムアクセス適用時の伝送遅延時間Ｄｒは、無線局の送信動作を表すマルコフモデルを適用することで、データ発生確率Ｐｇ、送信確率τ、送信失敗確率ｐ、初期バックオフウィンドウサイズＷ０、無線基地局と接続している無線局の台数Ｎ、最大再送回数ｍの関係式を求め、それを解析的に解くことにより算出する。なお、データ発生確率Ｐｇは、無線局ごとに無線基地局に到着したデータの受信間隔（データ発生間隔）を測定することにより求めることができる。ランダムアクセス適用時の伝送遅延時間時間Ｄｒは、数１及び数２に基づいて求められる。すなわち、送信確率τと送信失敗確率ｐの連立方程式である数１及び数２を解くことにより、送信確率τと送信失敗確率ｐを算出する。
【数１】
0005285095.tif 000002
【数２】
0005285095.tif 000003
【００４１】
次に、数１及び数２から送信確率τ及び送信失敗確率ｐを求めると、数３よりユーザデータに対する帯域割当要求の送信開始から送信成功までに無線局が送信した帯域割当要求の送信回数を表す帯域割当要求送信回数Ｍが求まる。
【数３】
0005285095.tif 000004
【００４２】
この数３から帯域割当要求送信回数Ｍを求めると、数４よりユーザデータに対する帯域割当要求の送信開始から送信成功までに必要な平均バックオフスロット数ｂｏ＿ｓｌｏｔ＿ｎｕｍが求まる。
【数４】
0005285095.tif 000005
【００４３】
この数４から平均バックオフスロット数ｂｏ＿ｓｌｏｔ＿ｎｕｍを求めると、数５よりランダムアクセス適用時の伝送遅延時間Ｄｒが求まる。なお、ｒａ＿ｓｌｏｔ＿ｎｕｍは各ＭＡＣフレームにおけるランダムアクセススロットの数である。すなわち、数５は、無線局ごとに、バックオフに基づいて帯域割当要求を送信することができるＭＡＣフレームの周期を求めることをもってランダムアクセス適用時の伝送遅延時間を算出する。
【数５】
0005285095.tif 000006
【００４４】
次に、ポーリング適用時の伝送遅延時間（ポーリング周期）を算出する方法について述べる。ポーリング適用時の伝送遅延時間Ｄｐは、各ＭＡＣフレームにおいてポーリング信号に割当可能な帯域量ｂａｎｄｐと発生トラヒックが基準値を超える無線局（高トラヒック無線局）の台数Ｎから算出する。ここで、ポーリング信号に割当可能な帯域量とは、１つのＭＡＣフレームに割り当てることができる帯域量から、ＢＣＣＨ、ＦＣＣＨ、ＲＦＣＨ、ＬＣＣＨ（ＡＣＫ用）、ＵＤＣＨ、ＲＡＣＨに割り当てられた帯域量を差し引いた残りの帯域に相当する。
【００４５】
各ＭＡＣフレームにおいてポーリング信号に割当可能な帯域量ｂａｎｄｐと高トラヒック無線局の台数Ｎは、伝送遅延時間算出用パラメータ測定部により算出され、ｂａｎｄｐは、数６から求められる。なお、ｂａｎｄａｌｌはＭＡＣフレームサイズ、ｂａｎｄＢは各ＭＡＣフレームにおいてＢＣＣＨに割り当てられる帯域量、ｂａｎｄＦは各ＭＡＣフレームにおいてＦＣＣＨに割り当てられる帯域量、ｂａｎｄＲＦは各ＭＡＣフレームにおいてＲＦＣＨに割り当てられる帯域量、ｂａｎｄＬは各ＭＡＣフレームにおいてＬＣＣＨ（ＡＣＫ用）に割り当てられる帯域量、ｂａｎｄＵは各ＭＡＣフレームにおいてＵＤＣＨに割り当てられる帯域量、ｂａｎｄＲＡは各ＭＡＣフレームにおいてＲＡＣＨに割り当てられる帯域量である。
【数６】
0005285095.tif 000007
【００４６】
この数６から各ＭＡＣフレームにおいてポーリング信号に割当可能な帯域量ｂａｎｄｐを求めると、数７より各ＭＡＣフレームに割り当てられるポーリング信号の数ｐ＿ｎｕｍが求まる。なお、Ｌｐはポーリング信号のサイズである。
【数７】
0005285095.tif 000008
【００４７】
この数７から各ＭＡＣフレームに割り当てられるポーリング信号の数ｐ＿ｎｕｍを求めると、数８よりポーリング適用時の伝送遅延時間Ｄｐが求まる。なお、このＤｐが、各高トラヒック無線局に対して割当可能なポーリング周期の範囲の中で最短の値となるため、割当可能なポーリング周期の範囲はＤｐ以上となる。すなわち、Ｎ台の高トラヒック無線局に対して、順番にポーリング信号を送信するための帯域を割り当てた場合に、その割当周期をＭＡＣフレーム周期で表したものがポーリング適用時の伝送遅延時間となる。
【数８】
0005285095.tif 000009
【００４８】
ここで、図２に示した無線アクセスシステムの機能を説明するブロック図を図４に示す。また、無線基地局の動作を示すフローチャートを図８に示す。
【００４９】
まず、無線基地局１０１は、ハードウェアとしては中央処理装置（ＣＰＵ）や記憶装置（メモリ）から構成され、機能ブロックとしては、伝送遅延時間算出用パラメータ測定部１１、方式選択部１３、報知信号生成部１７、通信部１４を持つ。方式選択部１３は、伝送遅延時間算出部１２ａ及び所望ポーリング周期算出部１２ｂを含み、伝送遅延時間算出部１２ａはポーリング周期算出部１６を含む。
【００５０】
伝送遅延時間算出用パラメータ測定部１１は、無線局からデータを受信した際に受信間隔の平均値を無線局ごとに求めることにより、データ発生間隔を算出する（ステップＳ１１及びステップＳ１２）。当該データ発生間隔は、ランダムアクセス時の伝送遅延時間を算出するために用いられる（数１）。また、無線局ごとに発生トラヒック量を測定し、発生トラヒック量が基準値を超えているか否かを判断し、発生トラヒック量が基準値を超える無線局（高トラヒック無線局）の台数を更新することにより、高トラヒック無線局の台数を算出する（ステップＳ１３）。これらの高トラヒック無線局がポーリングの対象となる。なお、基準値は、実施形態ごとに予め定められた値が用いられ、この値は、伝送遅延時間算出用パラメータ測定部１１内の所定のメモリ領域内に記憶される。
【００５１】
また、伝送遅延時間算出用パラメータ測定部１１は、各ＭＡＣフレームにおいてＢＣＣＨ、ＦＣＣＨ、ＲＦＣＨ、ＬＣＣＨ（ＡＣＫ用）、ＵＤＣＨ、ＲＡＣＨに割り当てられた帯域量の合計から、ポーリング信号に割当可能な帯域量の平均値を求めることにより、ポーリング信号用帯域量を算出する（数６、ステップＳ１４）。
【００５２】
ポーリング周期算出部１６は、ポーリング適用時に、各高トラヒック無線局に対して割当可能なポーリング周期（各高トラヒック無線局にポーリング信号が割り当てられる周期）の範囲の算出を行う（数８、ステップＳ１６）。なお、ポーリング周期算出部１６は、伝送遅延時間算出部１２ａに含まれるところ、ポーリング適用時の伝送遅延時間の算出に相当する役割を担うことになる。
【００５３】
伝送遅延時間算出部１２ａは、伝送遅延時間算出用パラメータ測定部１１により測定されたデータ発生間隔に基づいて、数１〜５を行うことによって、ランダムアクセス適用時の伝送遅延時間（ユーザデータに対する帯域割当要求の送信開始から送信成功までの時間をランダムアクセス適用時の伝送遅延時間とみなす）の算出を行う（ステップＳ１５）。また、ポーリング周期算出部１６により、各高トラヒック無線局に対して割当可能な各ポーリング周期適用時の伝送遅延時間（このポーリング周期をポーリング適用時の伝送遅延時間とみなす）の算出を行う（ステップＳ１７）。
【００５４】
所望ポーリング周期算出部１２ｂは、ポーリング適用時に、所望の条件を満たすポーリング周期（所望のポーリング周期）を算出する（ステップＳ１８）。所望の条件とは、本実施形態では、ランダムアクセス適用時の伝送遅延時間より優れる（ランダムアクセス適用時の伝送遅延時間より短い）ことである。なお、伝送遅延時間算出部１２ａとポーリング周期算出部１６を合わせて推定部ともいう。
【００５５】
方式選択部１３は、算出した割当可能なポーリング周期の範囲と所望のポーリング周期を比較する。比較結果において、所望のポーリング周期が割当可能である、すなわち、割当可能なポーリング周期の範囲の中で所望のポーリング周期（ランダムアクセス適用時の伝送遅延時間）より短い周期がある場合はアクセス方式としてポーリングを選択する。逆に、所望のポーリング周期が割当不可である、すなわち、割当可能なポーリング周期の範囲の中で所望のポーリング周期より短い周期がない場合はアクセス方式としてランダムアクセスを選択する（ステップＳ１９）。
【００５６】
報知信号生成部１７は、選択されたアクセス方式を表す報知信号を生成する。
【００５７】
通信部１４は、無線局と通信を行う機能と、報知信号生成部１７が生成した選択されたアクセス方式を表す報知信号を無線局に送信する機能を持つ。
【００５８】
一方、無線中継局１０２は、ハードウェアとしては、中央処理装置（ＣＰＵ）や記憶装置（メモリ）から構成され、機能ブロックとしては通信部５１と通信制御部５２を持つ。
【００５９】
通信部５１は、無線基地局１０１又は無線端末局１０３と通信を行う。
【００６０】
通信制御部５２は、無線基地局１０１から送信される選択されたアクセス方式を表す報知信号に従って、帯域割当要求を送信する制御を行う。
【００６１】
一方、無線端末局１０３は、ハードウェアとしては、中央処理装置（ＣＰＵ）や記憶装置（メモリ）から構成され、機能ブロックとしては通信部５１と通信制御部５２を持つ。
【００６２】
無線基地局１０１と接続している無線端末局１０３の通信部５１は、無線基地局１０１と通信を行う。無線中継局１０２と接続している無線端末局１０３の通信部５１は、無線中継局１０２と通信を行う。
【００６３】
無線基地局１０１と接続している無線端末局１０３の通信制御部５２は、無線基地局１０１から送信される選択されたアクセス方式を表す報知信号に従って、帯域割当要求を送信する制御を行う。無線中継局１０２と接続している無線端末局１０３の通信制御部５２は、ランダムアクセスを適用して帯域割当要求を送信する制御を行う。
【００６４】
無線中継局台数と無線端末局の平均伝送遅延時間の関係を表す図を図９に示す。
【００６５】
ここでは、全ての無線端末局が無線中継局を経由して、無線基地局と接続しているものとした。また、推定した各無線中継局に対して割当可能なポーリング周期の範囲の中に、推定したランダムアクセス適用時の無線中継局の伝送遅延時間より短い伝送遅延時間を実現できるポーリング周期がない場合は、アクセス方式としてランダムアクセスを選択し、逆に、推定した各無線中継局に対して割当可能なポーリング周期の範囲の中に、推定したランダムアクセス適用時の無線中継局の伝送遅延時間より短い伝送遅延時間を実現できるポーリング周期がある場合は、アクセス方式としてポーリングを選択するようにした。本実施形態のアクセス方式選択方法により、平均伝送遅延時間を低減できたことが確認できる。
【００６６】
本実施形態によれば、無線基地局が、測定したデータ発生間隔をもとに、ランダムアクセス適用時の伝送遅延時間を推定する。また、無線基地局が、測定した各ＭＡＣフレームにおいてポーリング信号に割当可能な帯域量と高トラヒック無線局の台数をもとに、各高トラヒック無線局に対して割当可能なポーリング周期の範囲を推定し、そして、各ポーリング周期適用時の伝送遅延時間を推定する。次に、無線基地局が、ポーリング適用時に、所望の条件を満たす所望のポーリング周期を算出する。そして、推定した割当可能なポーリング周期の範囲と算出した所望のポーリング周期を比較し、ランダムアクセスとポーリングのうち、最適な方式をアクセス方式として選択するようにした。例えば、所望の条件は、ポーリング適用時の伝送遅延時間がランダムアクセス適用時の伝送遅延時間より短いことである場合、無線端末局の伝送遅延時間を低減することが可能である。
【００６７】
（実施形態２）
本実施形態では、無線基地局が、ランダムアクセス又はポーリング適用時のスループットを推定し、スループットが優れると推定される方式をアクセス方式として選択する方法について説明する。なお、無線アクセスシステムの構成、ＭＡＣフレーム構成、アクセスシーケンス、バックオフシーケンスについては、上述した実施形態１と同じであるため、その説明を省略する。本実施形態における無線アクセスシステムの機能を説明するブロック図を図１０に示す。また、基地局の動作について図１１に示す。ここでは、実施形態１と同じ機能については、その説明を省略し、相違点を以下に説明する。
【００６８】
本実施形態では、無線基地局１０１は、伝送遅延時間算出用パラメータ測定部１１の代わりにスループット算出用パラメータ測定部２１、伝送遅延時間算出部１２ａの代わりにスループット算出部２２ａを持つ。なお、スループット算出部２２ａとポーリング周期算出部１６を合わせて推定部ともいう。
【００６９】
スループット算出用パラメータ測定部２１は、無線局からデータを受信した際に受信間隔の平均値を無線局ごとに求めることにより、データ発生間隔を算出する（ステップＳ１１及びステップＳ１２）。また、無線局ごとに発生トラヒック量を測定し、発生トラヒック量が基準値を超えているか否かを判断し、発生トラヒック量が基準値を超える無線局（高トラヒック無線局）の台数を更新することにより、高トラヒック無線局の台数を算出する（ステップＳ１３）。これらの高トラヒック無線局がポーリングの対象となる。なお、基準値には、実施形態ごとに予め定められた値が用いられ、この値は、スループット算出用パラメータ測定部２１内の所定のメモリ領域内に記憶される。
【００７０】
また、スループット算出用パラメータ測定部２１は、各ＭＡＣフレームにおいてＢＣＣＨ、ＦＣＣＨ、ＲＦＣＨ、ＬＣＣＨ（ＡＣＫ用）、ＵＤＣＨ、ＲＡＣＨに割り当てられた帯域量の合計から、ポーリング信号に割当可能な帯域量の平均値を求めることにより、ポーリング信号用帯域量を算出する（ステップＳ１４）。
【００７１】
スループット算出部２２ａは、下記の数９に従って、ランダムアクセス適用時のスループットの算出を行う（ステップＳ２５）。なお、ここで、ユーザデータの送信に必要な帯域量（ユーザデータ信号サイズ）と帯域割当要求の送信開始からユーザデータの送信完了までに必要な帯域量の比率をランダムアクセス適用時のスループットとみなす。また、下記の数１０に従って、ポーリング周期算出部１６が算出した高トラヒック無線局に対して割当可能な各ポーリング周期適用時のスループットの算出を行う（ステップＳ２７）。なお、ここで、ユーザデータの送信に必要な帯域量（ユーザデータ信号サイズ）とユーザデータ発生からユーザデータの送信完了までに必要な帯域量の比率をポーリング適用時のスループットとみなす。
【００７２】
所望ポーリング周期算出部１２ｂは、ポーリング適用時に、所望の条件を満たすポーリング周期（所望のポーリング周期）を算出する（ステップＳ１８）。所望の条件とは、本実施形態では、ランダムアクセス適用時のスループットより優れる（ランダムアクセス適用時のスループットより高い）ことである。
【００７３】
ここで、ランダムアクセス適用時のスループット及びポーリング適用時のスループットを算出する方法について述べる。
【００７４】
まず、ランダムアクセス適用時のスループット（ユーザデータ信号サイズとユーザデータに対する帯域割当要求の送信開始からユーザデータの送信完了までに必要な帯域量の比率）を算出する方法について述べる。
【００７５】
スループット算出部２２ａは、実施形態１で述べた手順に従い、ユーザデータに対する帯域割当要求の送信開始から送信成功までに無線局が送信した帯域割当要求の送信回数を表す帯域割当要求送信回数Ｍを求める。なお、帯域割当要求送信回数Ｍを求めるために必要なデータ発生確率は、スループット算出用パラメータ測定部２１が算出したデータ発生間隔から求める。
【００７６】
帯域割当要求送信回数Ｍを求めると、数９よりランダムアクセス適用時のスループットＴｒが求まる。なお、Ｌｄはユーザデータ信号サイズ、Ｌｒはランダムアクセス信号サイズである。
【数９】
0005285095.tif 000010
【００７７】
次に、ポーリング適用時のスループット（ユーザデータ信号サイズとユーザデータ発生からユーザデータの送信完了までに必要な帯域量の比率）を算出する方法について述べる。
【００７８】
スループット算出部２２ａは、実施形態１で述べた手順に従い、各高トラヒック無線局に対して割当可能なポーリング周期の範囲を求める（ステップＳ１６）。なお、割当可能なポーリング周期の範囲を求めるために必要な各ＭＡＣフレームにおいてポーリング信号に割当可能な帯域量と高トラヒック無線局の台数は、スループット算出用パラメータ測定部２１により算出される。
【００７９】
割当可能なポーリング周期の範囲を求めると、数１０より各ポーリング周期適用時のスループットＴｐが求まる。なお、Ｌｄはユーザデータ信号サイズ、Ｌｐはポーリング信号サイズ、Ｃｄはデータ発生間隔、Ｃｐはポーリング周期である。なお、データ発生間隔は、スループット算出用パラメータ測定部２１により算出される。
【数１０】
0005285095.tif 000011
【００８０】
本実施形態によれば、無線基地局が、測定したデータ発生間隔をもとに、ランダムアクセス適用時のスループットを推定する。また、無線基地局が、測定した各ＭＡＣフレームにおいてポーリング信号に割当可能な帯域量と高トラヒック無線局の台数をもとに、各高トラヒック無線局に対して割当可能なポーリング周期の範囲を推定し、そして、測定したデータ発生間隔をもとに、各ポーリング周期適用時のスループットを推定する。次に、無線基地局が、ポーリング適用時に、所望の条件を満たす所望のポーリング周期を算出する。そして、推定した割当可能なポーリング周期の範囲と算出した所望のポーリング周期を比較し、ランダムアクセスとポーリングのうち、最適な方式をアクセス方式として選択するようにした。
【００８１】
（実施形態３）
本実施形態では、無線基地局が、ランダムアクセス又はポーリング適用時の伝送遅延時間及びスループットを推定し、伝送遅延時間及びスループットが優れると推定される方式をアクセス方式として選択する方法について説明する。
【００８２】
本実施形態における無線アクセスシステムの機能を説明するブロック図を図１２に示す。また、基地局の動作について図１３に示す。ここでは、実施形態（１〜２）と同じ機能については、その説明を省略し、相違点を以下に説明する。
【００８３】
本実施形態では、無線基地局１０１は、実施形態１の伝送遅延時間算出用パラメータ測定部１１や実施形態２のスループット算出用パラメータ測定部２１の代わりに伝送遅延時間／スループット算出用パラメータ測定部３１、実施形態１の伝送遅延時間算出部１２ａや実施形態２のスループット算出部２２ａの代わりに伝送遅延時間／スループット算出部３２ａを持つ。なお、伝送遅延時間／スループット算出部３２ａとポーリング周期算出部１６を合わせて推定部ともいう。
【００８４】
伝送遅延時間／スループット算出用パラメータ測定部３１は、無線局からデータを受信した際に受信間隔の平均値を無線局ごとに求めることにより、データ発生間隔を算出する（ステップＳ１１及びステップＳ１２）。また、無線局ごとに発生トラヒック量を測定し、発生トラヒック量が基準値を超えているか否かを判断し、発生トラヒック量が基準値を超える無線局（高トラヒック無線局）の台数を更新することにより、高トラヒック無線局の台数を算出する（ステップＳ１３）。これらの高トラヒック無線局がポーリングの対象となる。なお、基準値には、実施形態ごとに予め定められた値が用いられ、この値は、伝送遅延時間／スループット算出用パラメータ測定部３１内の所定のメモリ領域内に記憶される。
【００８５】
また、伝送遅延時間／スループット算出用パラメータ測定部３１は、各ＭＡＣフレームにおいてＢＣＣＨ、ＦＣＣＨ、ＲＦＣＨ、ＬＣＣＨ（ＡＣＫ用）、ＵＤＣＨ、ＲＡＣＨに割り当てられた帯域量の合計から、ポーリング信号に割当可能な帯域量の平均値を求めることにより、ポーリング信号用帯域量を算出する（ステップＳ１４）。
【００８６】
伝送遅延時間／スループット算出部３２ａは、ランダムアクセス適用時の伝送遅延時間、及び、スループットの算出を行う（ステップＳ３５）。なお、ここで、ユーザデータに対する帯域割当要求の送信開始から送信成功までの時間をランダムアクセス適用時の伝送遅延時間とみなし、ユーザデータの送信に必要な帯域量（ユーザデータ信号サイズ）と帯域割当要求の送信開始からユーザデータの送信完了までに必要な帯域量の比率をランダムアクセス適用時のスループットとみなす。また、ポーリング周期算出部１６が算出した高トラヒック無線局に対して割当可能な各ポーリング周期適用時の伝送遅延時間及びスループットの算出を行う（ステップＳ３７）。なお、ここで、このポーリング周期をポーリング適用時の伝送遅延時間とみなし、ユーザデータの送信に必要な帯域量（ユーザデータ信号サイズ）とユーザデータ発生からユーザデータの送信完了までに必要な帯域量の比率をポーリング適用時のスループットとみなす。
【００８７】
所望ポーリング周期算出部１２ｂは、ポーリング適用時に、所望の条件を満たすポーリング周期（所望のポーリング周期）を算出する（ステップＳ１８）。所望の条件とは、本実施形態では、ランダムアクセス適用時の伝送遅延時間及びスループットより優れる（ランダムアクセス適用時の伝送遅延時間より短い、かつ、ランダムアクセス適用時のスループットより高い）ことである。
【００８８】
本実施形態によれば、無線基地局が、測定したデータ発生間隔をもとに、ランダムアクセス適用時の伝送遅延時間及びスループットを推定する。また、無線基地局が、測定した各ＭＡＣフレームにおいてポーリング信号に割当可能な帯域量と高トラヒック無線局の台数をもとに、各高トラヒック無線局に対して割当可能なポーリング周期の範囲を推定し、そして、各ポーリング周期適用時の伝送遅延時間を推定し、さらに、測定したデータ発生間隔をもとに、各ポーリング周期適用時のスループットを推定する。次に、無線基地局が、ポーリング適用時に、所望の条件を満たす所望のポーリング周期を算出する。そして、推定した割当可能なポーリング周期の範囲と算出した所望のポーリング周期を比較し、ランダムアクセスとポーリングのうち、最適な方式をアクセス方式として選択するようにした。
【００８９】
（実施形態４）
本実施形態では、ランダムアクセス又はポーリングのいずれを適用しても伝送特性に変化が見られないようなトラヒック状況を検出した場合、アクセス方式としてランダムアクセスを選択する方法について説明する。
【００９０】
本実施形態における無線アクセスシステムの機能を説明するブロック図を図１４に示す。また、無線基地局の動作について図１５に示す。ここでは、実施形態（１〜３）と同じ機能については、その説明を省略し、相違点を以下に説明する。
【００９１】
本実施形態では、実施形態（１〜３）で説明した無線基地局１０１にトラヒック状況検出部４５が新たに追加される。トラヒック状況検出部４５は、トラヒックが少なく、アクセス方式にランダムアクセス又はポーリングのいずれを適用しても伝送特性に変化が見られないようなトラヒック状況（低トラヒック状況）を検出する。検出方法としては、例えば、実施形態１で述べた方法に従い推定したランダムアクセス適用時の伝送遅延時間と、測定したランダムアクセス適用時の平均伝送遅延時間との比較を行い、推定した伝送遅延時間と測定した平均伝送遅延時間の差が閾値以上であれば、低トラヒック状況であることを検出する。また、ランダムアクセスのＭＡＣフレーム単位での平均利用状況（使用ランダムアクセススロット数／総ランダムアクセススロット数）を測定し、それが閾値以下であれば、低トラヒック状況であることを検出する、等の方法がある。なお、閾値には、実施形態ごとに予め定められた値が用いられ、この値が、トラヒック状況検出部４５内の所定のメモリ領域内に記憶される。
【００９２】
また、無線基地局が持つ方式選択部４３には、以下に説明する機能が追加される。
【００９３】
方式選択部４３は、トラヒック状況検出部４５が低トラヒック状況を検出した場合、アクセス方式としてランダムアクセスを選択する。逆に、低トラヒック状況を検出していない場合は、実施形態（１〜３）で述べたように、ランダムアクセス適用時の伝送遅延時間とスループットの両方又はいずれか一方を推定することに加え、発生トラヒックが基準値を超える無線局に対して割当可能な各ポーリング周期適用時の伝送遅延時間とスループットの両方又はいずれか一方を推定する。そして、所望のポーリング周期を算出し、割当可能なポーリング周期の範囲と所望のポーリング周期を比較することにより、ランダムアクセスとポーリングのうち、最適な方式をアクセス方式として選択する。
【００９４】
本実施形態によれば、トラヒックが少なく、データの送信にランダムアクセス又はポーリングのいずれを適用しても伝送特性に変化がみられないようなトラヒック状況を検出した場合、アクセス方式としてランダムアクセスを選択するようにした。したがって、本発明を適用する無線アクセスシステムに供給されるトラヒックが少なく、ランダムアクセス又はポーリングのいずれを適用しても伝送特性に変化が見られないような場合において、送信データが発生した時のみ、帯域割当要求の送信を行うランダムアクセスを選択することで、高い帯域利用効率が期待できる。
【００９５】
（実施形態５）
本実施形態では、無線基地局が、無線局から接続要求を受信した際に、ポーリング適用時の伝送遅延時間とスループットの両方又はいずれか一方を推定し、所望の条件を満たすことができる場合にのみ、当該無線局を接続する方法について説明する。
【００９６】
本実施形態における無線アクセスシステムの機能を説明するブロック図を図１６に示す。また、無線基地局の動作について図１７に示す。ここでは、実施形態（１〜４）と同じ機能については、その説明を省略し、相違点を以下に説明する。
【００９７】
本実施形態では、実施形態（１〜４）における無線基地局１０１の方式選択部（１３、２３、３３、４３）の代わりに無線局接続可否判断部５３を持つ。無線局接続可否判断部５３は、無線局から接続要求を受信した際に、ポーリング周期算出部１６が算出した発生トラヒックが基準値を超える各無線局に対して割当可能なポーリング周期の範囲と、所望ポーリング周期算出部１２ｂが算出した所望のポーリング周期を比較する。比較結果において、所望のポーリング周期が割当可能である、すなわち、割当可能なポーリング周期の範囲の中で所望のポーリング周期より短い周期がある場合は当該無線局の接続を許可し、アクセス方式としてポーリングを選択する。逆に、所望のポーリング周期が割当不可である、すなわち、割当可能なポーリング周期の範囲の中で所望のポーリング周期より短い周期がない場合は当該無線局の接続を禁止する。
【００９８】
また、無線基地局１０１が持つ所望ポーリング周期算出部１２ｂ、報知信号生成部１７、通信部１４は、以下に説明する機能を持つ。
【００９９】
所望ポーリング周期算出部１２ｂは、ポーリング適用時に、所望の条件を満たすポーリング周期（所望のポーリング周期）を算出する。ここで、所望の条件とは、規定伝送遅延時間を満たすことや、規定スループットを満たすこと、等であり、複数の条件がある場合は、最も厳しい条件が所望のポーリング周期の算出に適用される。
【０１００】
報知信号生成部１７は、無線局の接続結果を表す報知信号及び選択されたアクセス方式を表す報知信号を生成する。
【０１０１】
通信部１４は、無線局と通信を行う機能と、報知信号生成部１７が生成した無線局の接続結果を表す報知信号及び選択されたアクセス方式を表す報知信号を無線局に送信する機能を持つ。
【０１０２】
無線中継局１０２が持つ通信制御部５１は以下に説明する機能を持つ。通信制御部５１は、無線基地局１０１から送信される無線局の接続結果を表す報知信号が無線基地局１０１と当該無線中継局１０２の接続を許可することを表している場合、無線基地局１０１から送信される選択されたアクセス方式を表す報知信号に従って、帯域割当要求を送信する制御を行う。
【０１０３】
無線端末局１０３が持つ通信制御部５３は以下に説明する機能を持つ。無線基地局１０１と接続している無線端末局１０３の通信制御部５３は、無線基地局１０１から送信される無線局の接続結果を表す報知信号が無線基地局１０１と当該無線端末局１０３の接続を許可することを表している場合、無線基地局１０１から送信される選択されたアクセス方式を表す報知信号に従って、帯域割当要求を送信する制御を行う。無線中継局１０２と接続している無線端末局１０３の通信制御部５３は、ランダムアクセスを適用して帯域割当要求を送信する制御を行う。
【０１０４】
本実施形態によれば、無線基地局が、無線局から接続要求を受信した場合に、発生トラヒックが基準値を超える各無線局に対して所望の条件を満たすポーリング周期を割り当てることができる場合にのみ、当該無線局を接続するようにした。したがって、本実施形態を適用する無線アクセスシステムは、予め規定された通信品質を維持することが可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１１：伝送遅延時間算出用パラメータ測定部
１２ａ：伝送遅延時間算出部
１２ｂ：所望ポーリング周期算出部
１３：方式選択部
１４：通信部
１６：ポーリング周期算出部
１７：報知信号生成部
２１：スループット算出用パラメータ測定部
２２ａ：スループット算出部
２３：方針選択部
３１：伝送遅延時間／スループット算出用パラメータ測定部
３２ａ：伝送遅延時間／スループット算出部
３３：方式選択部
４３：方式選択部
４５：トラヒック状況検出部
５１：通信部
５２：通信制御部
５３：無線局接続可否判断部
１０１：無線基地局
１０２：無線中継局
１０３：無線端末局
【図１】
0005285095.tif 000012
【図２】
0005285095.tif 000013
【図３】
0005285095.tif 000014
【図４】
0005285095.tif 000015
【図５】
0005285095.tif 000016
【図６】
0005285095.tif 000017
【図７】
0005285095.tif 000018
【図８】
0005285095.tif 000019
【図９】
0005285095.tif 000020
【図１０】
0005285095.tif 000021
【図１１】
0005285095.tif 000022
【図１２】
0005285095.tif 000023
【図１３】
0005285095.tif 000024
【図１４】
0005285095.tif 000025
【図１５】
0005285095.tif 000026
【図１６】
0005285095.tif 000027
【図１７】
0005285095.tif 000028