(57)【要約】【課題】無線リンクを共有する端末群全体としての伝送効率を向上して帯域集約によって無線通信を行なう無線通信システムを提供する。【解決手段】コグニティブ基地局１０，１１およびコグニティブ端末２０〜２３の各々は、複数の無線モジュールを備える。コグニティブ基地局１０，１１の各々は、各コグニティブ端末２０〜２３宛てのパケットＰＫＴを一定サイズの断片パケットＦＲＧに分割して各宛先ごとに保持する。そして、コグニティブ基地局１０，１１の各々は、複数の無線モジュールのうち、基準値以上の通信速度を有し、かつ、送信先毎に選択された少なくとも１つの無線モジュールを用いて一定時間毎にコグニティブ端末２０〜２３の全てに断片パケットＦＲＧを送信する。コグニティブ端末２０〜２３の各々は、コグニティブ基地局１０，１１から受信した複数の断片パケットＦＲＧを元のパケットＰＫＴに再構成する。【選択図】図２
2007306167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波環境に応じて集約された通信帯域を用いて無線通信を行なう無線通信システムであって、
ｍ（ｍは正の整数）個の送信装置と、
各々が送信先であるｎ（ｎは正の整数）個の受信装置とを備え、
前記ｍ個の送信装置の各々は、
相互に異なる無線通信方式によって前記ｎ個の受信装置の各々と無線通信を行なうｊ（ｊは２以上の整数）個の送信無線モジュールと、
前記ｎ個の受信装置に対応して設けられたｎ個のストライピングキューと、
１個の受信装置宛の基本パケットを複数の断片パケットに分割し、その分割した複数の断片パケットを当該複数の断片パケットの元になった基本パケットの送信先である前記１個の受信装置に対応して設けられたストライピングキューに格納するストライピング処理を前記ｎ個の受信装置宛の基本パケットについて行なうストライピングキュー生成部と、
当該送信装置と送信先の受信装置との間の電波環境に応じて、前記ｊ個の送信無線モジュールから基準値以上の通信速度を有するｉ（ｉは１≦ｉ≦ｊを満たす整数）個の送信無線モジュールを選択する選択処理を各送信先ごとに行なう選択手段と、
前記断片パケットが一定時間ごとに送信先であるｎ個の受信装置の全てに送信されるように各送信先の受信装置に対応して設けられたストライピングキューに格納された断片パケットを前記選択されたｉ個の送信無線モジュールに分配する分配処理を行なう分配手段とを含み、
前記ｉ個の送信無線モジュールは、１個の送信先に対して並列に断片パケットを送信し、
前記ｎ個の受信装置の各々は、
前記ｊ個の送信無線モジュールに対応して設けられたｊ個の受信無線モジュールと、
前記ｊ個の受信無線モジュールのうち、前記ｉ個の送信無線モジュールに対応して設けられたｉ個の受信無線モジュールが受信した複数の断片パケットに基づいて、前記受信された複数の断片パケットの元になった基本パケットを復元する復元手段とを含む、無線通信システム。
【請求項２】
１個の受信装置に対して選択されたｉ個の送信無線モジュールは、帯域集約モジュールを構成し、
前記分配手段は、送信先であるｎ個の受信装置に対してｎ個の帯域集約モジュールを選択し、その選択したｎ個の帯域集約モジュールが前記一定時間内に前記ｎ個の受信装置へ所定の順序で前記断片パケットを送信するように前記分配処理を前記ｎ個の受信装置宛の断片パケットについて行なう、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記一定時間は、複数のタイムスロットに分割され、
前記選択手段は、前記選択処理において、各々が１個のタイムスロットにおいて少なくとも１個の断片パケットを送信可能なｉ個の送信無線モジュールを前記帯域集約モジュールとして選択する、請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記分配手段は、１個の帯域集約モジュールを構成するｉ個の送信無線モジュールが略同じ時間長で前記断片パケットを送信するように前記分配処理を行なう、請求項２または請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記ｍ個の送信装置の各々は、前記ｉ個の送信無線モジュールが１つの送信先に対して前記断片パケットを送信するための時間を決定する少なくとも１つのタイムスロットを前記ｉ個の送信無線モジュールに与える資源管理部を更に含み、
前記分配手段は、前記資源管理部によって与えられたタイムスロット数に基づいて、前記ｉ個の送信無線モジュールに分配する断片パケットの個数を決定し、その決定した個数の断片パケットを前記ｉ個の送信無線モジュールに分配する、請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記資源管理部は、前記ｉ個の送信無線モジュールに与えるタイムスロット数を前記ｉ個の送信無線モジュールによって送信される断片パケットを格納するストライピングキューへの前記断片パケットの平均到着時間間隔およびストライピングキューの大きさの変動に基づいて決定する、請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記ストライピングキュー生成部は、前記基本パケットを分割して生成した複数の断片パケットを格納するストライピングキューがないとき、前記生成した複数の断片パケットを格納するためのストライピングキューを生成し、その生成したストライピングキューに前記複数の断片パケットを格納する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信システムに関し、特に、帯域を集約して無線通信を行なう無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、無線通信デバイスの普及により、無線通信のユーザが急激に増加している。これに伴い、モバイル端末から利用可能なコンテンツへの要求も、電子メールおよびＷｅｂブラウジング等の静的なコンテンツから音声およびビデオを含むリッチコンテンツ、更には、高画質高品質なリアルタイムサービスへと変化しつつある。
【０００３】
これらのサービスを実現し、ユーザの要求するサービス品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を満たすために、無線通信においても接続性および信頼性はもとより、大量のデータを短時間で伝送可能な通信帯域の確保が望まれている。
【０００４】
このような、無線通信デバイスの普及によるユーザの増加、および個々の通信で求められる通信帯域の増大により、近年、無線リソースの枯渇が懸念されている。そして、この無線リソースの枯渇の問題を解決する技術として、コグニティブ無線技術が提案されている（非特許文献１）。
【０００５】
コグニティブ無線ネットワークでは、同時に利用可能な複数の無線リンクに対して帯域集約を行ない、高能率、かつ、高品質な無線リンクを実現する。帯域集約とは、通信を行なう端末間に複数の通信経路が存在する場合に、送信パケットを各経路に分配し、並列的にデータ送信を行なうことにより、各経路の通信帯域を集約する技術である。
【０００６】
帯域集約において、複数の特性の異なるリンクに対してパケットを分配して通信を行なう場合、通信速度および分配するパケットサイズの違いにより、パケットの受信端末への到着順番が各経路でずれるという問題がある。
【０００７】
このような、パケットサイズの違いによる到着順番のずれを抑制する方法として、ＩＰパケットを一定サイズのパケットに分割し、その分割した分割パケットを送信単位とする方法が提案されている（非特許文献２）。
【０００８】
この方法では、分割された分割パケットは、再構成に必要な情報を格納したヘッダが付与され、ストライピングキューと呼ばれるキューに格納される。そして、ストライピングキューから各無線リンクへの分配は、“Ａｄｖａｎｃｅ  Ｓｅｎｄｉｎｇ”と呼ばれる方法により決定される。このＡｄｖａｎｃｅ  Ｓｅｎｄｉｎｇでは、キューの並び順ではなく、伝送レートごとに設定されたシフト値分後ろのキューを、通信速度の遅いリンクから先に割り当てる。これにより、分割パケットを受信した時の到着順が逆転するのを回避する。
【非特許文献１】原田，“コグニティブ無線を利用した通信システムに関する基礎検討”，信学技報，ＳＲ２００５−１８，ｐｐ．１１７−１２４，Ｍａｙ．２００５．
【非特許文献２】Ｆ．Ｊａｃｑｕｅｔ，  ａｎｄ  Ｍｉｃｈｅｌ  ＭＩＳＳＯＮ，“Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ  ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｐａｃｋｅｔ  ｓｔｒｉｐｉｎｇ”，１ｓｔ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ｐｐ．３７５−３７９，Ｏｃｔ．  ２０００．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、非特許文献２に記載された方法では、利用可能な無線リンクを全て集約することで、伝送速度の向上およびジッターを低く抑えることを目的としている。そして、複数の端末で同じ無線リソースを利用する場合、それぞれの端末の環境によってリンク品質が異なる。従って、ある端末で通信速度および品質が低い無線リンクまで集約して利用しようとすると、同じ無線リソースを高い品質で利用可能な他の端末の通信に影響を及ぼすという問題がある。
【００１０】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、無線リンクを共有する端末群全体としての伝送効率を向上して帯域集約によって無線通信を行なう無線通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明によれば、無線通信システムは、電波環境に応じて集約された通信帯域を用いて無線通信を行なう無線通信システムであって、ｍ（ｍは正の整数）個の送信装置と、ｎ（ｎは正の整数）個の受信装置とを備える。ｎ個の無線装置の各々は、送信先である。ｍ個の送信装置の各々は、ｊ（ｊは２以上の整数）個の送信無線モジュールと、ｎ個のストライピングキューと、ストライピングキュー生成部と、選択手段と、分配手段とを含む。ｊ個の送信無線モジュールは、相互に異なる無線通信方式によってｎ個の受信装置の各々と無線通信を行なう。ｎ個のストライピングキューは、ｎ個の受信装置に対応して設けられる。ストライピングキュー生成部は、１個の受信装置宛の基本パケットを複数の断片パケットに分割し、その分割した複数の断片パケットを当該複数の断片パケットの元になった基本パケットの送信先である１個の受信装置に対応して設けられたストライピングキューに格納するストライピング処理をｎ個の受信装置宛の基本パケットについて行なう。選択手段は、当該送信装置と送信先の受信装置との間の電波環境に応じて、ｊ個の送信無線モジュールから基準値以上の通信速度を有するｉ（ｉは１≦ｉ≦ｊを満たす整数）個の送信無線モジュールを選択する選択処理を各送信先ごとに行なう。分配手段は、断片パケットが一定時間ごとに送信先であるｎ個の受信装置の全てに送信されるように各送信先の受信装置に対応して設けられたストライピングキューに格納された断片パケットを選択されたｉ個の送信無線モジュールに分配する分配処理を行なう。そして、ｉ個の送信無線モジュールは、１個の送信先に対して並列に断片パケットを送信する。また、ｎ個の受信装置の各々は、ｊ個の受信無線モジュールと、復元手段とを含む。ｊ個の受信無線モジュールは、ｊ個の送信無線モジュールに対応して設けられる。復元手段は、ｊ個の受信無線モジュールのうち、ｉ個の送信無線モジュールに対応して設けられたｉ個の受信無線モジュールが受信した複数の断片パケットに基づいて、受信された複数の断片パケットの元になった基本パケットを復元する。
【００１２】
好ましくは、１個の受信装置に対して選択されたｉ個の送信無線モジュールは、帯域集約モジュールを構成する。分配手段は、送信先であるｎ個の受信装置に対してｎ個の帯域集約モジュールを選択し、その選択したｎ個の帯域集約モジュールが一定時間内にｎ個の受信装置へ所定の順序で断片パケットを送信するように分配処理をｎ個の受信装置宛の断片パケットについて行なう。
【００１３】
好ましくは、一定時間は、複数のタイムスロットに分割される。選択手段は、選択処理において、各々が１個のタイムスロットにおいて少なくとも１個の断片パケットを送信可能なｉ個の送信無線モジュールを帯域集約モジュールとして選択する。
【００１４】
好ましくは、分配手段は、１個の帯域集約モジュールを構成するｉ個の送信無線モジュールが略同じ時間長で断片パケットを送信するように分配処理を行なう。
【００１５】
好ましくは、ｍ個の送信装置の各々は、資源管理部を更に含む。資源管理部は、ｉ個の送信無線モジュールが１つの送信先に対して断片パケットを送信するための時間を決定する少なくとも１つのタイムスロットをｉ個の送信無線モジュールに与える。分配手段は、資源管理部によって与えられたタイムスロット数に基づいて、ｉ個の送信無線モジュールに分配する断片パケットの個数を決定し、その決定した個数の断片パケットをｉ個の送信無線モジュールに分配する。
【００１６】
好ましくは、資源管理部は、ｉ個の送信無線モジュールに与えるタイムスロット数をｉ個の送信無線モジュールによって送信される断片パケットを格納するストライピングキューへの断片パケットの平均到着時間間隔およびストライピングキューの大きさの変動に基づいて決定する。
【００１７】
好ましくは、ストライピングキュー生成部は、基本パケットを分割して生成した複数の断片パケットを格納するストライピングキューがないとき、生成した複数の断片パケットを格納するためのストライピングキューを生成し、その生成したストライピングキューに複数の断片パケットを格納する。
【００１８】
好ましくは、ストライピングキュー生成部は、ｎ個のストライピングキューのうち、一定期間、使用されていないストライピングキューを削除する。
【００１９】
好ましくは、ｍ個の送信装置の各々は、基地局であり、ｎ個の受信装置の各々は、移動可能な端末であるム。
【００２０】
好ましくは、ｍ個の送信装置の各々は、移動可能な端末であり、ｎ個の受信装置の各々は、基地局である。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、無線通信システムは、各送信先との間の電波環境に応じて各送信先へ帯域集約によって断片パケットを基準値以上の通信速度で送信可能な無線モジュールを選択する選択処理を各送信先ごとに行なうとともに、各送信先ごとに選択した無線モジュールを用いて一定時間ごとに全ての送信先へ帯域集約によって断片パケットを送信するｍ個の送信装置と、ｍ個の送信装置から送信された断片パケットを受信して元のパケットを再構成するｎ個の受信装置とを備えるので、ある１個の送信装置と、ある１個の受信装置との間では基準値以上の通信速度を有しない送信無線モジュールが他の１個の送信装置と、他の１個の受信装置との間では基準値以上の通信速度を有する送信無線モジュールとして選択され、ｍ個の送信装置とｎ個の受信装置との間で無線通信が行なわれる。
【００２２】
従って、この発明によれば、無線通信システムにおける無線リソースを有効活用でき、無線通信システム全体の伝送効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２４】
図１は、コグニティブ無線ネットワークの概念図である。コグニティブ無線ネットワークは、広域セルの無線システム、中域セルの無線システムおよび狭域セルの無線システムが重なり合う構成を有する。即ち、複数の中域セルは、広域セルの中に配置され、複数の狭域セルは、複数の中域セルの各々に配置される。
【００２５】
そして、中域セルの無線システムは、高トラフィック地域のチャネル容量の補填、または広域セルの電波不感地域の補填として利用される。
【００２６】
狭域セルの中には、基地局ＢＳＳと、複数の端末（図示せず）とが存在し、基地局ＢＳＳおよび複数の端末は、狭域セルの無線システムを用いて相互に無線通信を行なう。複数の狭域セル内に存在する複数の基地局ＢＳＳの各々は、１個の中域セル内に存在する基地局ＢＳＭと有線によって接続されている。そして、基地局ＢＳＭおよび複数の基地局ＢＳＳは、有線によって相互に通信を行なう。また、複数の中域セル内に存在する複数の基地局ＢＳＭの各々は、広域セル内に存在する基地局ＢＳＬと有線によって接続されている。そして、基地局ＢＳＬおよび複数の基地局ＢＳＭは、有線によって相互に通信を行なう。更に、基地局ＢＳＬは、コアネットワークに有線によって接続されており、コアネットワークを介して他のコグニティブ無線ネットワークと通信を行なう。
【００２７】
図２は、この発明の実施の形態による無線通信システムの構成を示す概略図である。この発明の実施の形態による無線通信システム１００は、コグニティブ基地局１０，１１と、コグニティブ端末２０〜２３とを備える。
【００２８】
コグニティブ基地局１０は、有線ケーブル４０によってコグニティブゲートウェイ３０に接続され、コグニティブ基地局１１は、有線ケーブル４１によってコグニティブゲートウェイ３０に接続される。
【００２９】
コグニティブ基地局１０，１１およびコグニティブ端末２０〜２３の各々は、複数の無線システムを有する。コグニティブ基地局１０，１１の各々は、自己の周辺の電波利用状況を測定するとともに、コグニティブ端末２０〜２３が測定した電波利用状況をコグニティブ端末２０〜２３から受信する。そして、コグニティブ基地局１０，１１の各々は、自己またはコグニティブ端末２０〜２３が測定した電波利用状況に応じて、後述する方法によって帯域集約を行なってコグニティブ端末２０〜２３と無線通信を行なう。
【００３０】
また、コグニティブ基地局１０，１１は、それぞれ、有線ケーブル４０，４１を介してコグニティブゲートウェイ３０と通信を行なう。
【００３１】
コグニティブ端末２０〜２３の各々は、自己の周辺の電波利用状況を測定し、その測定した電波利用状況をコグニティブ基地局１０，１１へ送信する。また、コグニティブ端末２０〜２３の各々は、自己が測定した電波利用状況に応じて、後述する方法によって帯域集約を行なってコグニティブ基地局１０および／またはコグニティブ基地局１１と無線通信を行なう。
【００３２】
なお、コグニティブゲートウェイ３０は、コアネットワークを介して他の無線通信システムと通信を行ない、コアネットワークを介して受信したデータをそれぞれ有線ケーブル４０，４１を介してコグニティブ基地局１０，１１へ送信する。また、コグニティブゲートウェイ３０は、それぞれ、有線ケーブル４０，４１を介してコグニティブ基地局１０，１１から受信したデータをコアネットワークを介して他の無線通信システムへ送信する。更に、コグニティブ基地局１０，１１は、コグニティブ端末２０〜２３の上位層に配置され、コグニティブゲートウェイ３０は、コグニティブ基地局１０，１１の上位層に配置される。即ち、コグニティブゲートウェイ３０、コグニティブ基地局１０，１１およびコグニティブ端末２０〜２３は、階層的に配置される。
【００３３】
図３は、図２に示すコグニティブ基地局１０の構成を示す概略図である。コグニティブ基地局１０は、入力キュー１０１と、ストライピングキュー生成部１０２と、ストライピングキュー１０３〜１０６と、資源管理部１０７と、分配スケジューラー１０８と、リンク品質推定部１０９と、出力キュー１１０〜１１２と、受信バッファ１１３と、集約器１１４と、無線モジュール１１５〜１１７とを含む。
【００３４】
入力キュー１０１、ストライピングキュー生成部１０２、ストライピングキュー１０３〜１０６、資源管理部１０７、分配スケジューラー１０８、リンク品質推定部１０９、出力キュー１１０〜１１２、受信バッファ１１３および集約器１１４は、ネットワーク層とデータリンク層との間に設けられたコグニティブ層に配置される。即ち、入力キュー１０１、ストライピングキュー生成部１０２、ストライピングキュー１０３〜１０６、資源管理部１０７、分配スケジューラー１０８、リンク品質推定部１０９、出力キュー１１０〜１１２、受信バッファ１１３および集約器１１４は、レイヤー２．５に配置される。また、無線モジュール１１５〜１１７は、物理層に配置される。
【００３５】
入力キュー１０１は、ネットワーク層から所定の順番でパケットＰＫＴを受け、その受けたパケットＰＫＴを所定の順番でストライピングキュー生成部１０２へ出力する。
【００３６】
ストライピングキュー生成部１０２は、入力キュー１０１から受けた１個のパケットＰＫＴのヘッダを参照してパケットＰＫＴの宛先を検出する。そして、ストライピングキュー生成部１０２は、その１個のパケットＰＫＴを一定サイズの断片パケットＦＲＧに分割し、その分割した断片パケットＦＲＧをパケットＰＫＴの宛先に対応して設けられたストライピングキュー（ストライピングキュー１０３〜１０６のいずれか）に格納する。この場合、ストライピングキュー生成部１０２は、入力キュー１０１から受けた１個のパケットＰＫＴの宛先に対応して設けられたストライピングキューが存在しない場合、１個のパケットＰＫＴの宛先に対応したストライピングキューを新たに生成し、その生成したストライピングキューに断片パケットＦＲＧを格納する。
【００３７】
また、ストライピングキュー生成部１０２は、ストライピングキュー１０３〜１０６のうち、一定期間、使用されていないストライピングキューを削除する。
【００３８】
ストライピングキュー１０３〜１０６は、それぞれ、コグニティブ端末２０〜２３に対応して設けられる。そして、ストライピングキュー１０３〜１０６は、それぞれ、コグニティブ端末２０〜２３宛ての断片パケットＦＲＧを所定の順番でストライピングキュー生成部１０２から受け、その受けた断片パケットＦＲＧを分配スケジューラー１０８からの読出要求に応じて分配スケジューラー１０８へ出力する。
【００３９】
資源管理部１０７は、断片パケットＦＲＧのストライピングキュー１０３〜１０６の各々への平均到着時間間隔およびストライピングキュー１０３〜１０６のキューサイズの変動を監視するとともに、平均到着時間間隔およびキューサイズの変動に基づいて、後述する方法によって、各送信先への断片パケットＦＲＧの送信順序を決定する。また、資源管理部１０７は、平均到着時間間隔およびキューサイズの変動に基づいて、後述する方法によって、各ストライピングキュー１０３〜１０６に格納された断片パケットＦＲＧを宛先へ送信するときに無線リソースを占有する占有時間を決定する。更に、資源管理部１０７は、占有時間において分配スケジューラー１０８が各ストライピングキュー１０３〜１０６からの断片パケットＦＲＧを出力キュー１１０〜１１２へ分配する順序を決定する。
【００４０】
そして、資源管理部１０７は、各送信先への断片パケットＦＲＧの送信順序、占有時間および占有時間内における断片パケットＦＲＧの分配順序からなる割当表ＴＢＬを作成し、その作成した割当表ＴＢＬを分配スケジューラー１０８へ出力するとともに、その割当表ＴＢＬを管理する。
【００４１】
分配スケジューラー１０８は、割当表ＴＢＬを資源管理部１０７から受けるととともに、単位時間内で送信可能な断片パケットＦＲＧの数、１個の断片パケットＦＲＧの送信に必要な時間、および各送信先への断片パケットＦＲＧの送信に用いる無線モジュールをリンク品質推定部１０９から受ける。そして、分配スケジューラー１０８は、割当表ＴＢＬ、単位時間内で送信可能な断片パケットＦＲＧの数、１個の断片パケットＦＲＧの送信に必要な時間、および各送信先への断片パケットＦＲＧの送信に用いる無線モジュールに基づいて、後述する方法によって、ストライピングキュー１０３〜１０６に格納された断片パケットＦＲＧを出力キュー１１０〜１１２に分配する。
【００４２】
リンク品質推定部１０９は、宛先であるコグニティブ端末２０〜２３との無線通信における伝送速度およびスループット等の履歴情報と、受信信号強度の遷移とをデータリンク層から受ける。また、リンク品質推定部１０９は、コグニティブ端末２０〜２３の移動速度等の環境情報をデータリンク層から受ける。そして、リンク品質推定部１０９は、履歴情報および環境情報に基づいて、無線モジュール１１５〜１１７がコグニティブ端末２０〜２３との間で行なう無線通信の通信速度を推定する。リンク品質推定部１０９は、無線通信の通信速度を推定すると、その推定した通信速度に基づいて、宛先のコグニティブ端末（コグニティブ端末２０〜２３のいずれか）に対して１個の断片パケットＦＲＧを送信するのに必要な時間を算出し、その算出した時間に基づいて、単位時間内で送信可能な断片パケットＦＲＧの数を算出する。そして、リンク品質推定部１０９は、その算出した１個の断片パケットＦＲＧを送信するのに必要な時間および単位時間内で送信可能な断片パケットＦＲＧの数を分配スケジューラー１０８へ出力する。また、リンク品質推定部１０９は、１個の断片パケットＦＲＧを送信するのに必要な時間に基づいて、各送信先へ断片パケットＦＲＧを送信するのに用いる無線モジュールを決定し、その決定した無線モジュールを分配スケジューラー１０８へ出力する。
【００４３】
出力キュー１１０〜１１２は、それぞれ、無線モジュール１１５〜１１７に対応して設けられる。そして、出力キュー１１０〜１１２は、分配スケジューラー１０８によって分配された断片パケットをデータリンク層を介してそれぞれ無線モジュール１１５〜１１７へ出力する。
【００４４】
受信バッファ１１３は、それぞれ、無線モジュール１１５〜１１７からデータリンク層を介して受けた断片パケットＦＲＧを一時的に保持して集約器１１４へ出力する。
【００４５】
集約器１１４は、受信バッファ１１３から受けた断片パケットＦＲＧを後述する方法によってパケットＰＫＴに再構成し、その再構成したパケットＰＫＴをネットワーク層へ出力する。
【００４６】
無線モジュール１１５は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇに従って無線通信を行なう。また、無線モジュール１１６は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｊに従って無線通信を行なう。更に、無線モジュール１１７は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅに従って無線通信を行なう。ＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、２．４ＧＨｚ帯の周波数を用いて無線通信を行なう規格であり、ＩＥＥＥ８０２．１１ｊは、５ＧＨｚ帯の周波数を用いて無線通信を行なう規格であり、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅは、６ＧＨｚ帯の周波数を用いて無線通信を行なう規格である。従って、無線モジュール１１５〜１１７は、同時に無線通信を行なうことが可能である。また、無線モジュール１１５は、２．４ＧＨｚの周波数帯で複数の周波数を用いて無線通信を行ない、無線モジュール１１６は、５ＧＨｚの周波数帯で複数の周波数を用いて無線通信を行ない、無線モジュール１１７は、６ＧＨｚの周波数帯で複数の周波数を用いて無線通信を行なう。更に、無線モジュール１１５〜１１７の各々は、無線通信空間のキャリアセンスを行なって自己の周辺の電波利用状況を測定し、その測定した電波利用状況をデータリンク層を介してリンク品質推定部１０９へ出力する。更に、無線モジュール１１５〜１１７の各々は、コグニティブ端末２０〜２３から受信した断片パケットＦＲＧを受信バッファ１１３へ出力する。
【００４７】
なお、図２に示すコグニティブ基地局１１およびコグニティブ端末２０〜２３の各々は、図３に示すコグニティブ基地局１０の構成と同じ構成を有する。そして、コグニティブ端末２０〜２３の各々において、無線モジュール１１５〜１１７の各々は、測定した電波利用状況をコグニティブ基地局１０，１１へ送信する。また、コグニティブ端末２０〜２３の各々において、無線モジュール１１５〜１１７の各々は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）によってコグニティブ端末２０〜２３の移動速度を計測し、その計測した移動速度をコグニティブ基地局１０，１１へ送信する。従って、コグニティブ端末２０〜２３の各々は、移動可能な端末である。更に、コグニティブ端末２０〜２３の各々において、ストライピングキューの個数は、コグニティブ端末２０〜２３の各々が無線通信を行なう相手先であるコグニティブ基地局１０，１１の数に対応して２個に設定される。
【００４８】
図４は、帯域集約の概念図である。送信側において、分配器は、１個のパケットＰＫＴを５個の断片パケットＦＲＧ１〜ＦＲＧ５に分割し、その分割した５個の断片パケットＦＲＧ１〜ＦＲＧ５を各無線リンクへ分配する。無線リンクが３個の無線リンクＲＦＬ１〜ＲＦＬ３からなる場合、分配器は、断片パケットＦＲＧ１，ＦＲＧ５を無線リンクＲＦＬ１に分配し、断片パケットＦＲＧ２，４を無線リンクＲＦＬ２に分配し、断片パケットＦＲＧ３を無線リンクＲＦＬ３に分配する。この場合、分配器は、断片パケットＦＲＧ１〜ＦＲＧ３，ＦＲＧ５，ＦＲＧ４の順に断片パケットＦＲＧ１〜ＦＲＧ５を送信する。
【００４９】
一方、受信側においては、集約器は、断片パケットＦＲＧ１〜ＦＲＧ５を断片パケットＦＲＧ１〜ＦＲＧ３，ＦＲＧ５，ＦＲＧ４の順で受信し、その受信した断片パケットＦＲＧ１〜ＦＲＧ５を断片パケットＦＲＧ１〜ＦＲＧ５の順に並べて１個のパケットＰＫＴを再構成する。
【００５０】
このように、１個のパケットＰＫＴが複数の断片パケットＦＲＧに分割され、その分割された複数の断片パケットＦＲＧが複数の無線リンクを用いて送信側から受信側へ送信する。この場合、複数の断片パケットＦＲＧは複数の無線リンクを用いて送信されるので、複数の無線リンクが使用する複数の周波数帯を各無線リンクが有する周波数帯よりも広い１個の周波数帯として見なして複数の断片パケットＦＲＧが送信側から受信側へ並列的に送信される。
【００５１】
その結果、無線リソースを有効に活用でき、１個の無線リンクでは送信できない大容量のデータおよび高品質な画像等を送信側から受信側へ送信できる。
【００５２】
図５は、断片パケットの生成方法を説明するための図である。ヘッダＨＤを含む１個のパケットＰＫＴは、先頭から一定サイズのパケットＰＫＴ＿Ｄ１〜ＰＫＴ＿Ｄ４に分割される。そして、その分割されたパケットＰＫＴ＿Ｄ１〜ＰＫＴ＿Ｄ４は、それぞれヘッダＨＤＤ１〜ＨＤＤ４が付加され、断片パケットＦＲＧ１〜ＦＲＧ４が生成される。これによって、１個のパケットＰＫＴは、４個の断片パケットＦＲＧ１〜ＦＲＧ４に分割される（図５の（ａ）参照）。
【００５３】
１個のパケットＰＫＴを一定サイズのパケットＰＫＴ＿Ｄ１〜ＰＫＴ＿Ｄ４に分割した場合に、パケットＰＫＴ＿Ｄ４が一定サイズに満たないとき、パディングＰＤがパケットＰＫＴ＿Ｄ４に付加され、パケットＰＫＴ＿Ｄ４のサイズが一定サイズに設定される。そして、上述したように、パケットＰＫＴ＿Ｄ１〜ＰＫＴ＿Ｄ４は、それぞれヘッダＨＤＤ１〜ＨＤＤ４が付加され、断片パケットＦＲＧ１〜ＦＲＧ４が生成される（図５の（ｂ）参照）。
【００５４】
図６は、断片パケットＦＲＧのヘッダの構成を示す図である。断片パケットＦＲＧのヘッダＨＤＤは、ＩＰパケットのシーケンス番号と、断片パケットのシーケンス番号とからなる。ＩＰパケットのシーケンス番号は、０，１，２，３，・・・と連続した値からなり、断片パケットのシーケンス番号も、０，１，２，３，・・・と連続した値からなる。
【００５５】
図７は、ＩＰパケットのシーケンス番号と、断片パケットのシーケンス番号との関係を示す図である。“０”からなるＩＰパケットのシーケンス番号に対して、“０〜４”の断片パケットのシーケンス番号が付与され、“１” からなるＩＰパケットのシーケンス番号に対して、“５〜７”の断片パケットのシーケンス番号が付与され、“２” からなるＩＰパケットのシーケンス番号に対して、“８”の断片パケットのシーケンス番号が付与され、“３” からなるＩＰパケットのシーケンス番号に対して、“８，９”の断片パケットのシーケンス番号が付与され、“４” からなるＩＰパケットのシーケンス番号に対して、“１１，１２”の断片パケットのシーケンス番号が付与される。
【００５６】
このように、断片パケットのシーケンス番号は、ＩＰパケットのシーケンス番号が変わっても、最初のＩＰパケットが分割されて生成された断片パケットに付与された断片パケットのシーケンス番号に連続した値からなる。
【００５７】
断片パケットＦＲＧのヘッダＨＤＤは、図６に示すように、ＩＰパケットのシーケンス番号と断片パケットのシーケンス番号とを含むので、コグニティブ基地局１０，１１およびコグニティブ端末２０〜２３の集約器１１４は、断片パケットＦＲＧのヘッダＨＤＤを参照すれば、ＩＰパケットのシーケンス番号および断片パケットのシーケンス番号に基づいて、元のパケットＰＫＴを容易に再構成できる。即ち、集約器１１４は、シーケンス番号が“０〜４”である断片パケットＦＲＧを集めて１個のパケットを生成し、その生成したパケットのヘッダに“０”からなるシーケンス番号を付与して最初に送信されたパケットＰＫＴを再構成する。集約器１１４は、“１”，“２”，“３”，“４”のシーケンス番号を有するパケットＰＫＴについても、同様にして再構成する。
【００５８】
この発明においては、図５および図６において説明した方法によって生成された複数の断片パケットＦＲＧは、３個の無線モジュール１１５〜１１７のうちの少なくとも１つの無線モジュールを用いてコグニティブ基地局１０，１１とコグニティブ端末２０〜２３との間で送受信される。
【００５９】
この場合、ユニットタイムＵＴと、タイムスロットＴＳＬという概念が用いられる。ユニットタイムＵＴは、一定時間からなり、タイムスロットＴＳＬは、ユニットタイムＵＴを分割した時間からなる。
【００６０】
次に、コグニティブ基地局１０が断片パケットＦＲＧを帯域集約によってコグニティブ端末２０〜２２へ送信する場合を例にして、その断片パケットの送信方法について説明する。
【００６１】
図８は、送信時間の割当表の例を示す図である。割当表ＴＢＬは、ユニットタイム番号、タイムスロット番号およびストライピングキューを含む。ユニットタイム番号は、ユニットタイムＵＴに付与される番号である。タイムスロット番号は、タイムスロットＴＳＬに付与される番号である。ストライピングキューは、送信先であるコグニティブ端末２０〜２２に対応して設けられたストライピングキューである。ここでは、ストライピングキューＡ〜Ｃは、それぞれ、コグニティブ端末２０〜２２に対応して設けられているものとする。
【００６２】
図８に示す例では、ユニットタイムＵＴは、５個のタイムスロットＴＳＬ１〜ＴＳＬ５に分割され、５個のタイムスロットＴＳＬ１〜ＴＳＬ５の各々は、等しい時間長を有する。そして、タイムスロットＴＳＬ１，ＴＳＬ２は、ストライピングキューＡに付与され、タイムスロットＴＳＬ３，ＴＳＬ４は、ストライピングキューＢに付与され、タイムスロットＴＳＬ５は、ストライピングキューＣに付与される。
【００６３】
その結果、分配スケジューラー１０８は、ストライピングキューＡに割当られたタイムスロットＴＳＬ１，ＴＳＬ２の間に、ストライピングキューＡから断片パケットＦＲＧを読み出して出力キュー１１０〜１１２へ分配する。引き続いて、分配スケジューラー１０８は、ストライピングキューＢに割当られたタイムスロットＴＳＬ３，ＴＳＬ４の間に、ストライピングキューＢから断片パケットＦＲＧを読み出して出力キュー１１０〜１１２へ分配する。更に、その後、分配スケジューラー１０８は、ストライピングキューＣに割当られたタイムスロットＴＳＬ５の間に、ストライピングキューＣから断片パケットＦＲＧを読み出して出力キュー１１０〜１１２へ分配する。
【００６４】
従って、コグニティブ基地局１０は、ユニットタイムＵＴ（ｔ）のタイムスロットＴＳＬ１，ＴＳＬ２の期間、断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２０へ送信し、ユニットタイムＵＴ（ｔ）のタイムスロットＴＳＬ３，ＴＳＬ４の期間、断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２１へ送信し、ユニットタイムＵＴ（ｔ）のタイムスロットＴＳＬ５の期間、断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２２へ送信する。
【００６５】
このように、送信先が３個である場合、１個のユニットタイムＵＴ（ｔ）内に３個の送信先へ断片パケットＦＲＧが送信されるように、断片パケットＦＲＧを各送信先へ送信する時間帯がタイムスロットＴＳＬの数によって制御される。即ち、１個のユニットタイムＵＴ内に全ての送信先へ断片パケットＦＲＧが送信されるように、断片パケットＦＲＧを各送信先へ送信する時間帯がタイムスロットＴＳＬの数によって制御される。
【００６６】
そして、ユニットタイムＵＴがユニットタイムＵＴ（ｔ）からユニットタイムＵＴ（ｔ＋１）へ変わっても、ユニットタイムＵＴ（ｔ＋１）内において、コグニティブ端末２０〜２２の全てに断片パケットＦＲＧが送信されるように、断片パケットＦＲＧがコグニティブ端末２０〜２２の各々に送信される時間帯がタイムスロットＴＳＬによって割り当てられる。
【００６７】
その結果、コグニティブ基地局１０は、ユニットタイムＵＴごとに全ての送信先（＝コグニティブ端末２０〜２２）へ断片パケットＦＲＧを送信する。これにより、無線通信システム１００全体の伝送効率を向上できる。
【００６８】
図８においては、コグニティブ基地局１０が、ユニットタイムＵＴごとに、コグニティブ端末２０、コグニティブ端末２１およびコグニティブ端末２２の順に断片パケットをコグニティブ端末２０〜２２へ送信する例が示されているが、ユニットタイムＵＴ内における各送信先への送信順序は、図２に示す資源管理部１０７によって決定される。
【００６９】
資源管理部１０７は、ストライピングキュー１０３〜１０６への断片パケットＦＲＧの平均到着時間間隔およびストライピングキュー１０３〜１０６のキューサイズの変動に基づいて、ユニットタイムＵＴ内における各送信先への断片パケットＦＲＧの送信順序を決定する。
【００７０】
より具体的には、資源管理部１０７は、平均到着時間間隔が相対的に短く、かつ、キューサイズの変動が相対的に小さい送信先、平均到着時間間隔が相対的に短く、かつ、キューサイズの変動が相対的に大きい送信先、平均到着時間間隔が相対的に長く、かつ、キューサイズの変動が相対的に小さい送信先、および平均到着時間間隔が相対的に長く、かつ、キューサイズの変動が相対的に大きい送信先の順にユニットタイムＵＴ内における各送信先への断片パケットＦＲＧの送信順序を決定する。
【００７１】
また、資源管理部１０７は、平均到着時間間隔およびキューサイズの変動に基づいて、各ストライピングキューに割り当てるタイムスロットＴＳＬの数を決定する。より具体的には、資源管理部１０７は、平均到着時間間隔が相対的に短く、かつ、キューサイズの変動が相対的に小さい場合、相対的に多くのタイムスロットＴＳＬをストライピングキュー１０３〜１０６に割当て、平均到着時間間隔が相対的に長く、かつ、キューサイズの変動が相対的に大きい場合、相対的に少ないタイムスロットＴＳＬをストライピングキュー１０３〜１０６に割り当てる。
【００７２】
資源管理部１０７は、上述した方法によって、ユニットタイムＵＴ内における各送信先への断片パケットＦＲＧの送信順序および各ストライピングキューに割り当てるタイムスロットＴＳＬの数を決定し、その決定した各送信先への送信順序および各ストライピングキューに割り当てられたタイムスロットＴＳＬの数に基づいて割当表ＴＢＬを作成する。そして、資源管理部１０７は、その作成した割当表ＴＢＬを分配スケジューラー１０８へ出力する。なお、無線モジュール１１５〜１１７の各々は、タイムスロットＴＳＬ内の時間内で断片パケットＦＲＧを送信先へ送信するので、タイムスロットＴＳＬは、無線リソースを占有する占有時間である。
【００７３】
図９は、リンク品質の推定例を示す図である。図９において、リンク１〜３は、それぞれ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ，ＩＥＥＥ８０２．１１ｊ，ＩＥＥＥ８０２．１６ｅによる無線リンクを表すものとする。
【００７４】
リンク品質推定部１０９は、各送信先への無線通信における伝送レートおよびスループット等の履歴情報と、受信信号強度の遷移および各送信先の移動速度等の環境情報とをデータリンク層から受け取る。そして、リンク品質推定部１０９は、その受け取った履歴情報および環境情報に基づいて、各無線リンクの通信速度を各送信先ごとに推定する。この場合、リンク品質推定部１０９は、伝送レートが相対的に大きく、かつ、スループットが相対的に高い場合、相対的に速い通信速度を推定し、伝送レートが相対的に小さく、かつ、スループットが相対的に低い場合、相対的に遅い通信速度を推定する。また、リンク品質推定部１０９は、受信信号強度の遷移の回数が相対的に大きく、かつ、移動速度が相対的に速い場合、相対的に遅い通信速度を推定し、受信信号強度の遷移の回数が相対的に小さく、かつ、移動速度が相対的に遅い場合、相対的に速い通信速度を推定する。
【００７５】
そして、リンク品質推定部１０９は、各無線リンクの通信速度を各送信先ごとに推定すると、その推定した各無線リンクの通信速度に基づいて、各送信先に対して各無線リンクを用いて１個の断片パケットＦＲＧを送信するのに必要な時間を算出する。より具体的には、リンク品質推定部１０９は、１個の断片パケットＦＲＧのサイズを通信速度で除算することにより、各送信先に対して各無線リンクを用いて１個の断片パケットＦＲＧを送信するのに必要な時間Ｔ（Ｄ，Ｌ）を算出する。この場合、Ｄは、各送信先を表し、Ｌは、各無線リンクを表す。そして、リンク品質推定部１０９は、時間Ｔ（Ｄ，Ｌ）を分配スケジューラー１０８へ出力する。
【００７６】
その後、リンク品質推定部１０９は、１個の断片パケットＦＲＧを送信するのに必要な時間Ｔ（Ｄ，Ｌ）を用いて、１個のタイムスロットＴＳＬで送信可能な断片パケットＦＲＧの個数ＦＲＧ＿Ｎを各無線リンクごとに算出する。リンク品質推定部１０９は、１個のタイムスロットＴＳＬの時間長を保持しているので、１個のタイムスロットＴＳＬで送信可能な断片パケットＦＲＧの個数ＦＲＧ＿Ｎを容易に算出できる。そして、リンク品質推定部１０９は、その算出した個数ＦＲＧ＿Ｎを各無線リンクに対応付け、その各無線リンクに対応付けた個数ＦＲＧ＿Ｎ（Ｌ）を分配スケジューラー１０８へ出力する。
【００７７】
また、リンク品質推定部１０９は、各送信先に対して１個の断片パケットＦＲＧを送信するのに必要な時間Ｔ（Ｄ，Ｌ）に基づいて、各送信先へ断片パケットＦＲＧを送信するときに使用する無線リンク（＝無線モジュール）を決定する。この場合、リンク品質推定部１０９は、１個のタイムスロットＴＳＬで１個の断片パケットＦＲＧを送信できない無線リンク（＝無線モジュール）を除外して各送信先へ断片パケットＦＲＧを送信するときに使用する無線リンク（＝無線モジュール）を決定する。即ち、リンク品質推定部１０９は、１個のタイムスロットＴＳＬで１個以上の断片パケットＦＲＧを送信可能な無線リンク（＝無線モジュール）を各送信先へ断片パケットＦＲＧを送信するときに使用する無線リンク（＝無線モジュール）として決定する。
【００７８】
図９に示す例では、リンク１は、断片パケットＦＲＧ５を１個のタイムスロットＴＳＬで送信できず、リンク２は、３個の断片パケットＦＲＧ６〜ＦＲＧ８を１個のタイムスロットＴＳＬで送信可能であり、リンク３は、２個の断片パケットＦＲＧ９，ＦＲＧ１０を１個のタイムスロットで送信可能であるので、リンク品質推定部１０９は、リンク１を除外し、リンク２，３を宛先端末Ａへ断片パケットＦＲＧを送信するときに使用する無線リンク（＝無線モジュール）として決定する。
【００７９】
同様にして、リンク品質推定部１０９は、リンク１〜３を宛先端末Ｂ，Ｃへ断片パケットＦＲＧを送信するときに使用する無線リンク（＝無線モジュール）として決定する。
【００８０】
そして、リンク品質推定部１０９は、その決定した無線リンク（＝無線モジュール）を分配スケジューラー１０８へ出力する。
【００８１】
分配スケジューラー１０８は、割当表ＴＢＬを資源管理部１０７から受け、各無線リンクごとの１個のタイムスロットＴＳＬで送信可能な断片パケットＦＲＧの個数ＦＲＧ＿Ｎ（Ｌ）、１個の断片パケットの送信に必要な時間Ｔ（Ｄ，Ｌ）および各送信先への断片パケットＦＲＧの送信に用いる無線リンク（＝無線モジュール）をリンク品質推定部１０９から受ける。
【００８２】
そして、分配スケジューラー１０８は、割当表ＴＢＬ、時間Ｔ（Ｄ，Ｌ）および個数ＦＲＧ＿Ｎ（Ｌ）に基づいて、割り当てられたタイムスロットＴＳＬ内で送信可能な断片パケットＦＲＧの個数を算出する。分配スケジューラー１０８は、割当表ＴＢＬを参照して、宛先端末Ａに対して割り当てられたタイムスロットが２個のタイムスロットＴＳＬ１，ＴＳＬ２であることを検出し、宛先端末Ｂに対して割り当てられたタイムスロットが２個のタイムスロットＴＳＬ３，ＴＳＬ４であることを検出し、宛先端末Ｃに対して割り当てられたタイムスロットが１個のタイムスロットＴＳＬ５であることを検出する。
【００８３】
また、分配スケジューラー１０８は、リンク品質推定部１０９から受けた各送信先への断片パケットＦＲＧの送信に用いる無線リンク（＝無線モジュール）に基づいて、宛先端末Ａに対しては、無線リンク２，３が使用され、宛先端末Ｂ，Ｃに対しては、無線リンク１〜３が使用されることを検出する。
【００８４】
そして、分配スケジューラー１０８は、１個のタイムスロットＴＳＬで送信可能な断片パケットＦＲＧの個数ＦＲＧ＿Ｎ（Ｌ）および１個の断片パケットＦＲＧの送信に必要な時間Ｔ（Ｄ，Ｌ）に基づいて、２個のタイムスロットＴＳＬ１，ＴＳＬ２の期間において、リンク２で送信可能な断片パケットＦＲＧの個数を２個、リンク３で送信可能な断片パケットＦＲＧの個数を３個と決定し、２個のタイムスロットＴＳＬ１，ＴＳＬ２で２つのリンク２，３を用いて送信可能な断片パケットＦＲＧの個数を５個と決定する。
【００８５】
同様にして、分配スケジューラー１０８は、１個のタイムスロットＴＳＬで送信可能な断片パケットＦＲＧの個数ＦＲＧ＿Ｎ（Ｌ）および１個の断片パケットＦＲＧの送信に必要な時間Ｔ（Ｄ，Ｌ）に基づいて、２個のタイムスロットＴＳＬ３，ＴＳＬ４の期間において、リンク１で送信可能な断片パケットＦＲＧの個数を２個、リンク２で送信可能な断片パケットＦＲＧの個数を１個、リンク３で送信可能な断片パケットＦＲＧの個数を３個と決定し、２個のタイムスロットＴＳＬ３，ＴＳＬ４で３つのリンク１〜３を用いて送信可能な断片パケットＦＲＧの個数を６個と決定する。また、分配スケジューラー１０８は、１個のタイムスロットＴＳＬで送信可能な断片パケットＦＲＧの個数ＦＲＧ＿Ｎ（Ｌ）および１個の断片パケットＦＲＧの送信に必要な時間Ｔ（Ｄ，Ｌ）に基づいて、１個のタイムスロットＴＳＬ５の期間において、リンク１で送信可能な断片パケットＦＲＧの個数を３個、リンク２で送信可能な断片パケットＦＲＧの個数を１個、リンク３で送信可能な断片パケットＦＲＧの個数を１個と決定し、１個のタイムスロットＴＳＬ５で３つのリンク１〜３を用いて送信可能な断片パケットＦＲＧの個数を５個と決定する。
【００８６】
そうすると、分配スケジューラー１０８は、宛先端末Ａへ２個のタイムスロットＴＳＬ１，ＴＳＬ２内で送信する５個の断片パケットＦＲＧのうち、２個の断片パケットＦＲＧをリンク２に分配し、３個の断片パケットＦＲＧをリンク３に分配する。また、分配スケジューラー１０８は、宛先端末Ｂへ２個のタイムスロットＴＳＬ３，ＴＳＬ４内で送信する６個の断片パケットＦＲＧのうち、２個の断片パケットＦＲＧをリンク１に分配し、１個の断片パケットＦＲＧをリンク２に分配し、３個の断片パケットＦＲＧをリンク３に分配する。更に、分配スケジューラー１０８は、宛先端末Ｃへ１個のタイムスロットＴＳＬ５内で送信する５個の断片パケットＦＲＧのうち、３個の断片パケットＦＲＧをリンク１に分配し、１個の断片パケットＦＲＧをリンク２に分配し、１個の断片パケットＦＲＧをリンク３に分配する（図９参照）。
【００８７】
図１０は、図２に示す分配スケジューラー１０８による断片パケットＦＲＧの分配方法を詳細に説明するための図である。図１０において、リンク１は、１個の断片パケットＦＲＧを送信するのに必要な時間Ｔ１を有し、リンク２は、１個の断片パケットＦＲＧを送信するのに必要な時間Ｔ２を有し、リンク３は、１個の断片パケットＦＲＧを送信するのに必要な時間Ｔ３を有する。
【００８８】
また、斜線部は、前回のユニットタイムＵＴ（ｔ−１）内で割り当てられた断片パケットＦＲＧの送信に要する時間を示す。更に、時間ＵＴ（ｔ）は、現在のユニットタイムＵＴ（ｔ）を表す。その結果、リンク１は、ユニットタイムＵＴ（ｔ）のうち、時間ｔ１の期間、前回のユニットタイムＵＴ（ｔ−１）内で割り当てられた断片パケットＦＲＧを送信し、リンク２は、ユニットタイムＵＴ（ｔ）のうち、時間ｔ２の期間、前回のユニットタイムＵＴ（ｔ−１）内で割り当てられた断片パケットＦＲＧを送信し、リンク３は、ユニットタイムＵＴ（ｔ）のうち、時間ｔ３の期間、前回のユニットタイムＵＴ（ｔ−１）内で割り当てられた断片パケットＦＲＧを送信する。
【００８９】
その結果、リンク１は、ＵＴ（ｔ）−ｔ１の期間、ユニットタイムＵＴ（ｔ）内で割り当てられた断片パケットＦＲＧを送信可能であり、リンク２は、ＵＴ（ｔ）−ｔ２の期間、ユニットタイムＵＴ（ｔ）内で割り当てられた断片パケットＦＲＧを送信可能であり、リンク３は、ＵＴ（ｔ）−ｔ３の期間、ユニットタイムＵＴ（ｔ）内で割り当てられた断片パケットＦＲＧを送信可能である。
【００９０】
そうすると、時間Ｔ１は、時間ＵＴ（ｔ）−ｔ１よりも短いので、リンク１は、時間ＵＴ（ｔ）−ｔ１内で少なくとも１個の断片パケットＦＲＧを送信可能である。また、時間Ｔ２は、時間ＵＴ（ｔ）−ｔ２よりも短いので、リンク２は、時間ＵＴ（ｔ）−ｔ２内で少なくとも１個の断片パケットＦＲＧを送信可能である。更に、時間Ｔ３は、時間ＵＴ（ｔ）−ｔ３よりも短いので、リンク３は、時間ＵＴ（ｔ）−ｔ３内で少なくとも１個の断片パケットＦＲＧを送信可能である。
【００９１】
従って、分配スケジューラー１０８は、時間Ｔ１、時間Ｔ２および時間Ｔ３をそれぞれ時間ＵＴ（ｔ）−ｔ１、時間ＵＴ（ｔ）−ｔ２および時間ＵＴ（ｔ）−ｔ３と比較し、リンク１〜３に分配する断片パケットＦＲＧの個数を決定する。この場合、分配スケジューラー１０８は、時間ＵＴ（ｔ）−ｔ１を時間Ｔ１で除算した［ＵＴ（ｔ）−ｔ１］／Ｔ１、時間ＵＴ（ｔ）−ｔ２を時間Ｔ２で除算した［ＵＴ（ｔ）−ｔ２］／Ｔ２、および時間ＵＴ（ｔ）−ｔ３を時間Ｔ３で除算した［ＵＴ（ｔ）−ｔ３］／Ｔ３を演算し、その演算した結果に応じて各リンク１〜３に分配する断片パケットＦＲＧの個数を決定する。
【００９２】
演算結果［ＵＴ（ｔ）−ｔ１］／Ｔ１，［ＵＴ（ｔ）−ｔ２］／Ｔ２，［ＵＴ（ｔ）−ｔ３］／Ｔ３は、それぞれ、１＜［ＵＴ（ｔ）−ｔ１］／Ｔ１＜１．５、１．５＜［ＵＴ（ｔ）−ｔ２］／Ｔ２＜２、［ＵＴ（ｔ）−ｔ３］／Ｔ３＝２．０の関係を有するので、分配スケジューラー１０８は、リンク１に分配する断片パケットＦＲＧの個数を１個と決定し、リンク２に分配する断片パケットＦＲＧの個数を２個と決定し、リンク３に分配する断片パケットＦＲＧの個数を２個と決定する。そして、分配スケジューラー１０８は、リンク２、リンク３、リンク１の順番で早く断片パケットＦＲＧを送信可能であるので、まず、断片パケットＦＲＧ１をリンク２に分配し、引き続いて断片パケットＦＲＧ２をリンク３に分配し、その後、断片パケットＦＲＧ３をリンク１に分配し、その後、断片パケットＦＲＧ４をリンク３に分配し、最後に断片パケットＦＲＧ５をリンク２に分配する。
【００９３】
２個の断片パケットＦＲＧをリンク２に分配した結果、リンク２は、２個の断片パケットＦＲＧ１，ＦＲＧ５をユニットタイムＵＴ（ｔ）の期間を超えて送信するが、このような場合であっても、分配スケジューラー１０８は、２個の断片パケットＦＲＧ１，ＦＲＧ５をリンク２に分配する。その結果、リンク２は、ユニットタイムＵＴ（ｔ）内で２個の断片パケットＦＲＧ１，ＦＲＧ５の全てを送信し終わらないが、リンク１〜３の全ては、ユニットタイムＵＴ（ｔ）内で分配された断片パケットＦＲＧ１〜ＦＲＧ５の全ての送信を開始するので、コグニティブ基地局１０は、ユニットタイムＵＴごとに全ての送信先へ断片パケットＦＲＧを送信できることになる。
【００９４】
このように、分配スケジューラー１０８は、リンク１〜３（＝無線モジュール１１５〜１１７）が略同じ時間長で断片パケットＦＲＧ１〜ＦＲＧ５を送信するように分配処理を行なう。
【００９５】
図１１は、図２に示す受信バッファ１１３内の状態を示す図である。受信バッファ１１３は、無線モジュール１１５〜１１７から断片パケットＦＲＧを受信すると、断片パケットＦＲＧを受信した順序で格納する。この場合、受信バッファ１１３は、無線モジュール１１５〜１１７から断片パケットＦＲＧを受信すると、断片パケットＦＲＧの受信時刻を検出する。また、受信バッファ１１３は、各断片パケットＦＲＧのヘッダＨＤＤに格納されたＩＰパケットのシーケンス番号および断片パケットのシーケンス番号を読み出す。そして、受信バッファ１１３は、ＩＰパケットのシーケンス番号、断片パケットのシーケンス番号および受信時刻を相互に対応付けて断片パケットＦＲＧを格納する。
【００９６】
より具体的には、受信バッファ１１３は、断片パケットのシーケンス番号０〜４をＩＰパケットのシーケンス番号０に対応付け、受信時刻０．０１，０．０２をそれぞれ断片パケットのシーケンス番号０，１に対応付け、受信時刻０．０３を断片パケットのシーケンス番号２，３に対応付け、受信時刻０．０４を断片パケットのシーケンス番号４に対応付けて断片パケットを格納する。
【００９７】
また、受信バッファ１１３は、断片パケットのシーケンス番号５〜７をＩＰパケットのシーケンス番号１に対応付け、受信時刻０．０５〜０．０７をそれぞれ断片パケットのシーケンス番号５〜７に対応付けて断片パケットを格納する。
【００９８】
更に、受信バッファ１１３は、断片パケットのシーケンス番号８をＩＰパケットのシーケンス番号２に対応付け、受信時刻０．０８を断片パケットのシーケンス番号８に対応付けて断片パケットを格納する。
【００９９】
更に、受信バッファ１１３は、断片パケットのシーケンス番号９，１０をＩＰパケットのシーケンス番号３に対応付け、受信時刻０．０８を断片パケットのシーケンス番号９，１０に対応付けて断片パケットを格納する。
【０１００】
更に、受信バッファ１１３は、断片パケットのシーケンス番号１１，１２をＩＰパケットのシーケンス番号４に対応付け、受信時刻０．０９を断片パケットのシーケンス番号１１，１２に対応付けて断片パケットを格納する。
【０１０１】
なお、受信バッファ１１３は、例えば、断片パケットのシーケンス番号が“２”，“８”，“９”，“１１”である断片パケットＦＲＧを受信しないとき、“抜け”を格納する。
【０１０２】
そして、集約器１１４は、断片パケットのシーケンス番号が０〜４である断片パケットＦＲＧを読み出してＩＰパケットのシーケンス番号が“０”であるパケットＰＫＴを再構成してネットワーク層へ送信する。また、集約器１１４は、断片パケットのシーケンス番号が５〜７である断片パケットＦＲＧを読み出してＩＰパケットのシーケンス番号が“１”であるパケットＰＫＴを再構成してネットワーク層へ送信する。更に、集約器１１４は、断片パケットのシーケンス番号が８である断片パケットＦＲＧを読み出してＩＰパケットのシーケンス番号が“２”であるパケットＰＫＴを再構成してネットワーク層へ送信する。更に、集約器１１４は、断片パケットのシーケンス番号が９，１０である断片パケットＦＲＧを読み出してＩＰパケットのシーケンス番号が“３”であるパケットＰＫＴを再構成してネットワーク層へ送信する。更に、集約器１１４は、断片パケットのシーケンス番号が１１，１２である断片パケットＦＲＧを読み出してＩＰパケットのシーケンス番号が“４”であるパケットＰＫＴを再構成してネットワーク層へ送信する。
【０１０３】
なお、集約器１１４は、“抜け”が格納されている断片パケットを含むＩＰパケットを再構成できないので、このような時、パケットロスである旨をネットワーク層へ送信する。図１１に示す例では、集約器１１４は、ＩＰパケットのシーケンス番号が“０”，“２”，“３”，“４”であるＩＰパケットがパケットロスである旨をネットワーク層へ送信する。
【０１０４】
図１２、図１３および図１４は、それぞれ、図２に示すコグニティブ基地局１０が３個のコグニティブ端末２０〜２２へ帯域集約によってパケットを送信するときの第１から第３の模式図である。
【０１０５】
コグニティブ基地局１０は、１個のユニットタイムＵＴ内に、まず、２個の無線モジュール１１６，１１７を用いてコグニティブ端末２０へパケットを送信し、引き続いて３個の無線モジュール１１５〜１１７を用いてコグニティブ端末２１へパケットを送信し、その後、３個の無線モジュール１１５〜１１７を用いてコグニティブ端末２２へパケットを送信する。
【０１０６】
コグニティブ基地局１０において、ストライピングキュー生成部１０２は、入力キュー１０１からパケットＰＫＴ１を読み出し、その読み出したパケットＰＫＴ１のヘッダＨＤを参照してパケットＰＫＴ１がコグニティブ端末２０宛てのパケットであることを検知する。そして、ストライピングキュー生成部１０２は、上述した方法によって、パケットＰＫＴ１を複数の断片パケットＦＲＧに分割し、その分割した複数の断片パケットＦＲＧをストライピングキュー１０３に格納する。
【０１０７】
また、ストライピングキュー生成部１０２は、入力キュー１０１からパケットＰＫＴ２を読み出し、その読み出したパケットＰＫＴ２のヘッダＨＤを参照してパケットＰＫＴ２がコグニティブ端末２１宛てのパケットであることを検知する。そして、ストライピングキュー生成部１０２は、上述した方法によって、パケットＰＫＴ２を複数の断片パケットＦＲＧに分割し、その分割した複数の断片パケットＦＲＧをストライピングキュー１０４に格納する。
【０１０８】
更に、ストライピングキュー生成部１０２は、入力キュー１０１からパケットＰＫＴ３を読み出し、その読み出したパケットＰＫＴ３のヘッダＨＤを参照してパケットＰＫＴ３がコグニティブ端末２２宛てのパケットであることを検知する。そして、ストライピングキュー生成部１０２は、上述した方法によって、パケットＰＫＴ３を複数の断片パケットＦＲＧに分割し、その分割した複数の断片パケットＦＲＧをストライピングキュー１０５に格納する。
【０１０９】
また、コグニティブ基地局１０において、資源管理部１０７は、ストライピングキュー１０３〜１０５に到着する断片パケットＦＲＧの平均到着時間間隔およびストライピングキュー１０３〜１０５のキューサイズの変動に基づいて、上述した方法によって、ユニットタイムＵＴ内にコグニティブ端末２０〜２２の順番で断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２０〜２２へ順次送信するように決定する。また、コグニティブ基地局１０の資源管理部１０７は、平均到着時間間隔およびキューサイズの変動に基づいて、上述した方法によって、ストライピングキュー１０３〜１０５に割り当てるタイムスロットＴＳＬの個数を決定する。そして、コグニティブ基地局１０の資源管理部１０７は、割当表ＴＢＬ（図８参照）を作成して分配スケジューラー１０８へ出力する。
【０１１０】
更に、コグニティブ基地局１０のリンク品質推定部１０９は、履歴情報および環境状況に応じて、上述した方法によって、１個の断片パケットＦＲＧを送信するのに必要な時間Ｔ（Ｄ，Ｌ）、１個のタイムスロットＴＳＬで送信可能な断片パケットＦＲＧの個数ＦＲＧ＿Ｎ（Ｌ）および各送信先（＝コグニティブ端末２０〜２２）への断片パケットＦＲＧの送信に使用する無線モジュールを決定し、その決定した時間Ｔ（Ｄ，Ｌ）、個数ＦＲＧ＿Ｎ（Ｌ）および各送信先（＝コグニティブ端末２０〜２２）への断片パケットＦＲＧの送信に使用する無線モジュールを分配スケジューラー１０８へ出力する。
【０１１１】
この場合、リンク品質推定部１０９は、コグニティブ基地局１０とコグニティブ端末２０との間の履歴情報および環境情報に応じて、コグニティブ端末２０へ断片パケットＦＲＧを送信するのに使用する無線モジュールとして無線モジュール１１６，１１７を決定し、コグニティブ基地局１０とコグニティブ端末２１との間の履歴情報および環境情報に応じて、コグニティブ端末２１へ断片パケットＦＲＧを送信するのに使用する無線モジュールとして無線モジュール１１５〜１１７を決定し、コグニティブ基地局１０とコグニティブ端末２２との間の履歴情報および環境情報に応じて、コグニティブ端末２２へ断片パケットＦＲＧを送信するのに使用する無線モジュールとして無線モジュール１１５〜１１７を決定する。
【０１１２】
コグニティブ基地局１０の分配スケジューラー１０８は、割当表ＴＢＬを資源管理部１０７から受け、時間Ｔ（Ｄ，Ｌ）、個数ＦＲＧ＿Ｎ（Ｌ）および各送信先（＝コグニティブ端末２０〜２２）への断片パケットＦＲＧの送信に使用する無線モジュールをリンク品質推定部１０９から受ける。そして、コグニティブ基地局１０の分配スケジューラー１０８は、割当表ＴＢＬ、時間Ｔ（Ｄ，Ｌ）、個数ＦＲＧ＿Ｎ（Ｌ）および各送信先（＝コグニティブ端末２０〜２２）への断片パケットＦＲＧの送信に使用する無線モジュールに基づいて、上述した方法によって、コグニティブ端末２０宛ての断片パケットＦＲＧを格納するストライピングキュー１０３から断片パケットＦＲＧを順次読み出し、ユニットタイムＵＴ（ｔ）内に５個の断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２０へ送信するように２個の断片パケットＦＲＧを無線モジュール１１６に分配し、３個の断片パケットＦＲＧを無線モジュール１１７に分配する。
【０１１３】
そして、無線モジュール１１６は、２個の断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２０の無線モジュール１１６へ送信し、無線モジュール１１７は、３個の断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２０の無線モジュール１１７へ送信する。この場合、無線モジュール１１６，１１７は、並列的に断片パケットを送信する（図１２参照）。
【０１１４】
引き続いて、コグニティブ基地局１０の分配スケジューラー１０８は、割当表ＴＢＬ、時間Ｔ（Ｄ，Ｌ）、個数ＦＲＧ＿Ｎ（Ｌ）および各送信先（＝コグニティブ端末２０〜２２）への断片パケットＦＲＧの送信に使用する無線モジュールに基づいて、上述した方法によって、コグニティブ端末２１宛ての断片パケットＦＲＧを格納するストライピングキュー１０４から断片パケットＦＲＧを順次読み出し、ユニットタイムＵＴ（ｔ）内に６個の断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２１へ送信するように２個の断片パケットＦＲＧを無線モジュール１１５に分配し、１個の断片パケットＦＲＧを無線モジュール１１６に分配し、３個の断片パケットＦＲＧを無線モジュール１１７に分配する。
【０１１５】
そして、無線モジュール１１５は、２個の断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２１の無線モジュール１１５へ送信し、無線モジュール１１６は、１個の断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２１の無線モジュール１１６へ送信し、無線モジュール１１７は、３個の断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２１の無線モジュール１１７へ送信する。この場合、無線モジュール１１５〜１１７は、並列的に断片パケットを送信する（図１３参照）。
【０１１６】
その後、コグニティブ基地局１０の分配スケジューラー１０８は、割当表ＴＢＬ、時間Ｔ（Ｄ，Ｌ）、個数ＦＲＧ＿Ｎ（Ｌ）および各送信先（＝コグニティブ端末２０〜２２）への断片パケットＦＲＧの送信に使用する無線モジュールに基づいて、上述した方法によって、コグニティブ端末２２宛ての断片パケットＦＲＧを格納するストライピングキュー１０５から断片パケットＦＲＧを順次読み出し、ユニットタイムＵＴ（ｔ）内に５個の断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２２へ送信するように３個の断片パケットＦＲＧを無線モジュール１１５に分配し、１個の断片パケットＦＲＧを無線モジュール１１６に分配し、１個の断片パケットＦＲＧを無線モジュール１１７に分配する。
【０１１７】
そして、無線モジュール１１５は、３個の断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２２の無線モジュール１１５へ送信し、無線モジュール１１６は、１個の断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２２の無線モジュール１１６へ送信し、無線モジュール１１７は、１個の断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２２の無線モジュール１１７へ送信する。この場合、無線モジュール１１５〜１１７は、並列的に断片パケットを送信する（図１４参照）。
【０１１８】
コグニティブ端末２０の無線モジュール１１６は、２個の断片パケットＦＲＧを受信し、その受信した２個の断片パケットＦＲＧを受信バッファ１１３へ出力する。また、コグニティブ端末２０の無線モジュール１１７は、３個の断片パケットＦＲＧを受信し、その受信した３個の断片パケットＦＲＧを受信バッファ１１３へ出力する。そして、コグニティブ端末２０の集約器１１４は、受信バッファ１１３から断片パケットＦＲＧを読み出し、その読み出した断片パケットに基づいて、上述した方法によって、パケットＰＫＴ１を再構成し、その再構成したパケットＰＫＴ１をネットワーク層へ送信する。
【０１１９】
また、コグニティブ端末２１において、無線モジュール１１５は、２個の断片パケットＦＲＧを受信し、その受信した２個の断片パケットＦＲＧを受信バッファ１１３へ出力し、無線モジュール１１６は、１個の断片パケットＦＲＧを受信し、その受信した１個の断片パケットＦＲＧを受信バッファ１１３へ出力し、無線モジュール１１７は、３個の断片パケットＦＲＧを受信し、その受信した３個の断片パケットＦＲＧを受信バッファ１１３へ出力する。そして、コグニティブ端末２１の集約器１１４は、受信バッファ１１３から断片パケットＦＲＧを読み出し、その読み出した断片パケットに基づいて、上述した方法によって、パケットＰＫＴ２を再構成し、その再構成したパケットＰＫＴ２をネットワーク層へ送信する。
【０１２０】
更に、コグニティブ端末２２において、無線モジュール１１５は、３個の断片パケットＦＲＧを受信し、その受信した３個の断片パケットＦＲＧを受信バッファ１１３へ出力し、無線モジュール１１６は、１個の断片パケットＦＲＧを受信し、その受信した１個の断片パケットＦＲＧを受信バッファ１１３へ出力し、無線モジュール１１７は、１個の断片パケットＦＲＧを受信し、その受信した１個の断片パケットＦＲＧを受信バッファ１１３へ出力する。そして、コグニティブ端末２２の集約器１１４は、受信バッファ１１３から断片パケットＦＲＧを読み出し、その読み出した断片パケットに基づいて、上述した方法によって、パケットＰＫＴ３を再構成し、その再構成したパケットＰＫＴ３をネットワーク層へ送信する。
【０１２１】
コグニティブ基地局１０は、１個のユニットタイムＵＴ（ｔ）内に図１２〜図１４に示す態様で複数の断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２０〜２２へ順次送信する。そして、コグニティブ基地局１０は、１個のユニットタイムＵＴ（ｔ）内で断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２０〜２２へ順次送信したとき、ユニットタイムＵＴ（ｔ）の次のユニットタイムＵＴ（ｔ＋１）内において、図１２〜図１４に示す態様で複数の断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２０〜２２へ順次送信する。つまり、コグニティブ基地局１０は、ユニットタイムＵＴごとに断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２０〜２２へ順次送信する。
【０１２２】
上述したように、コグニティブ基地局１０は、自己とコグニティブ端末２０との間の履歴情報および環境情報に応じて、３個の無線モジュール１１５〜１１７のうち、１タイムスロットＴＳＬ内で１個以上の断片パケットＦＲＧを送信可能な２個の無線モジュール１１６，１１７を選択し、その選択した２個の無線モジュール１１６，１１７に断片パケットＦＲＧを分配してコグニティブ端末２０へ断片パケットＦＲＧを送信する。この場合、コグニティブ基地局１０が２個の無線モジュール１１６，１１７によって断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２０へ送信することは、コグニティブ基地局１０が無線モジュール１１６の帯域と無線モジュール１１７の帯域とを１個の帯域に集約して断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２０へ送信することに相当する。
【０１２３】
また、コグニティブ基地局１０は、自己とコグニティブ端末２１との間の履歴情報および環境情報に応じて、３個の無線モジュール１１５〜１１７のうち、１タイムスロットＴＳＬ内で１個以上の断片パケットＦＲＧを送信可能な３個の無線モジュール１１５，１１６，１１７を選択し、その選択した３個の無線モジュール１１５，１１６，１１７に断片パケットＦＲＧを分配してコグニティブ端末２１へ断片パケットＦＲＧを送信する。この場合、コグニティブ基地局１０が３個の無線モジュール１１５，１１６，１１７によって断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２１へ送信することは、コグニティブ基地局１０が無線モジュール１１５の帯域と無線モジュール１１６の帯域と無線モジュール１１７の帯域とを１個の帯域に集約して断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２１へ送信することに相当する。
【０１２４】
更に、コグニティブ基地局１０は、自己とコグニティブ端末２２との間の履歴情報および環境情報に応じて、３個の無線モジュール１１５〜１１７のうち、１タイムスロットＴＳＬ内で１個以上の断片パケットＦＲＧを送信可能な３個の無線モジュール１１５，１１６，１１７を選択し、その選択した３個の無線モジュール１１５，１１６，１１７に断片パケットＦＲＧを分配してコグニティブ端末２２へ断片パケットＦＲＧを送信する。この場合、コグニティブ基地局１０が３個の無線モジュール１１５，１１６，１１７によって断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２２へ送信することは、コグニティブ基地局１０が無線モジュール１１５の帯域と無線モジュール１１６の帯域と無線モジュール１１７の帯域とを１個の帯域に集約して断片パケットＦＲＧをコグニティブ端末２２へ送信することに相当する。
【０１２５】
そして、コグニティブ基地局１０は、コグニティブ端末２０〜２２との間の履歴情報および環境情報に応じて、帯域集約によって断片パケットＦＲＧをそれぞれコグニティブ端末２０〜２２へ送信するのに用いる無線モジュールを選択するので、コグニティブ基地局１０とコグニティブ端末２０との間で帯域集約によって断片パケットＦＲＧを送信するのに用いる無線モジュール、コグニティブ基地局１０とコグニティブ端末２１との間で帯域集約によって断片パケットＦＲＧを送信するのに用いる無線モジュール、およびコグニティブ基地局１０とコグニティブ端末２２との間で帯域集約によって断片パケットＦＲＧを送信するのに用いる無線モジュールは、相互に異なることもあれば、相互に同じである場合もある。
【０１２６】
同じ無線モジュールであっても、その無線モジュールを利用するコグニティブ基地局またはコグニティブ端末によって無線モジュールの特性が異なるからである。即ち、無線モジュール１１５は、コグニティブ基地局１０とコグニティブ端末２０との間の履歴情報および環境情報に基づけば、１個のタイムスロットＴＳＬ内で１個以上の断片パケットＦＲＧを送信可能な特性を有さないが、コグニティブ基地局１０とコグニティブ端末２１（またはコグニティブ端末２２）との間の履歴情報および環境情報に基づけば、１個のタイムスロットＴＳＬ内で１個以上の断片パケットＦＲＧを送信可能な特性を有するので、コグニティブ基地局１０とコグニティブ端末２０との間で帯域集約によって断片パケットＦＲＧを送信するのに用いる無線モジュールは、３個の無線モジュール１１５〜１１７のうちの２個の無線モジュール１１６，１１７からなり、コグニティブ基地局１０とコグニティブ端末２１，２２との間で帯域集約によって断片パケットＦＲＧを送信するのに用いる無線モジュールは、３個の無線モジュール１１５〜１１７からなる。
【０１２７】
なお、１個のタイムスロットＴＳＬ内で１個以上の断片パケットＦＲＧを送信可能な無線モジュールを選択することは、基準値以上の通信速度を有する無線モジュールを選択することに相当する。
【０１２８】
コグニティブ基地局１０は、上述した方法によって４個のコグニティブ端末２０〜２３のうちの少なくとも１つのコグニティブ端末へ帯域集約によってパケットを送信する。また、コグニティブ基地局１１も、上述した方法によって４個のコグニティブ端末２０〜２３のうちの少なくとも１つのコグニティブ端末へ帯域集約によってパケットを送信する。更に、コグニティブ端末２０〜２３の各々は、上述した方法によって２個のコグニティブ基地局１０，１１の少なくとも１つのコグニティブ基地局へ帯域集約によってパケットを送信する。そして、コグニティブ端末２０〜２３のいずれかから断片パケットＦＲＧを受信したコグニティブ基地局１０，１１は、その受信した断片パケットＦＲＧを上述した方法によってパケットＰＫＴに再構成し、その再構成したパケットＰＫＴをそれぞれ有線ケーブル６１，６２を介してコグニティブゲートウェイ３０へ送信する。また、コグニティブ基地局１０，１１は、それぞれ、有線ケーブル６１，６２を介してコグニティブゲートウェイ３０からパケットＰＫＴを受信し、その受信したパケットＰＫＴを上述した方法によって断片パケットＦＲＧに分割してコグニティブ端末２０〜２３へ送信する。
【０１２９】
上述したように、この発明の実施の形態によれば、無線通信システム１００は、各送信先との間の履歴情報および環境情報に応じて各送信先へ帯域集約によって断片パケットを基準値以上の通信速度で送信可能な無線モジュールを選択する選択処理を各送信先ごとに行なうとともに、各送信先ごとに選択した無線モジュールを用いてユニットタイムＵＴごとに全ての送信先へ帯域集約によって断片パケットを送信するコグニティブ基地局１０，１１と、コグニティブ基地局１０，１１から送信された断片パケットを受信して元のパケットを再構成するコグニティブ端末２０〜２３とを備えるので、ある１個のコグニティブ基地局と、ある１個のコグニティブ端末との間では基準値以上の通信速度を有しない無線モジュールが他の１個のコグニティブ基地局と、他の１個のコグニティブ端末との間では基準値以上の通信速度を有する無線モジュールとして選択され、コグニティブ基地局１０，１１とコグニティブ端末２０〜２３との間で無線通信が行なわれる。従って、無線通信システム１００における無線リソースを有効活用でき、無線通信システム１００全体の伝送効率を向上できる。
【０１３０】
なお、上記においては、無線通信システム１００は、２個のコグニティブ基地局１０，１１と、４個のコグニティブ端末２０〜２３とを備えると説明したが、この発明においては、これに限らず、無線通信システム１００は、ｍ（ｍは正の整数）個のコグニティブ基地局と、ｎ（ｎは正の整数）個のコグニティブ端末とを備えていればよい。そして、ｍ個のコグニティブ基地局の各々は、相互に異なる無線通信方式によってｎ個のコグニティブ端末の各々と無線通信を行なうｊ（ｊは２以上の整数）の無線モジュールと、ｎ個のコグニティブ端末に対応して設けられたｎ個のストライピングキューと、上述した方法によって、パケットを複数の断片パケットに分割して送信先に対応して設けられたストライピングキューに格納するストライピングキュー生成部１０２と、上述した方法によって、当該コグニティブ基地局と送信先のコグニティブ端末との間の電波環境に応じて、前記ｊ個の無線モジュールから基準値以上の通信速度を有するｉ（ｉは１≦ｉ≦ｊを満たす整数）個の無線モジュールを選択する選択処理を各送信先ごとに行なうリンク品質推定部１０９と、断片パケットがユニットタイムＵＴごとに送信先であるｎ個のコグニティブ端末の全てに送信されるように各送信先のコグニティブ端末に対応して設けられたストライピングキューに格納された断片パケットを前記選択したｉ個の送信無線モジュールに分配する分配処理を行なう分配スケジューラー１０８とを含む。また、ｎ個のコグニティブ端末の各々は、コグニティブ基地局のｊ個の無線モジュールに対応して設けられたｊ個の無線モジュールと、ｊ個の無線モジュールのうち、ｉ個の無線モジュールに対応して設けられたｉ個の無線モジュールが受信した複数の断片パケットに基づいて、複数の断片パケットの元になったパケットを再構成する集約器１１４とを含む。
【０１３１】
この場合、ｍ個のコグニティブ基地局は、「ｍ個の送信装置」を構成し、ｎ個のコグニティブ端末は、「ｎ個の受信装置」を構成する。また、ｍ個のコグニティブ基地局の各々に含まれるｊ個の無線モジュールは、「ｊ個の送信無線モジュール」を構成し、ｎ個のコグニティブ端末の各々に含まれるｊ個の無線モジュールは、「ｊ個の受信無線モジュール」を構成する。更に、リンク品質推定部１０９は、「選択手段」を構成し、分配スケジューラー１０８は、「分配手段」を構成し、集約器１１４は、「復元手段」を構成する。なお、ｍ個の送信装置は、移動可能なコグニティブ端末２０〜２３によって構成されてもよく、ｎ個の受信装置は、コグニティブ基地局１０，１１によって構成されてもよい。
【０１３２】
また、コグニティブ端末２０に断片パケットＦＲＧを並列的に送信する無線モジュール１１６，１１７（図１２参照）は、「帯域集約モジュール」を構成し、コグニティブ端末２１に断片パケットＦＲＧを並列的に送信する無線モジュール１１５〜１１７（図１３参照）は、「帯域集約モジュール」を構成し、コグニティブ端末２２に断片パケットＦＲＧを並列的に送信する無線モジュール１１５〜１１７（図１４参照）は、「帯域集約モジュール」を構成する。
【０１３３】
また、上記においては、無線通信システム１００は、階層的に配置されたコグニティブ基地局１０，１１およびコグニティブ端末２０〜２３によって構成されると説明したが、この発明においては、無線通信システム１００は、階層的に配置されていないコグニティブ基地局１０，１１およびコグニティブ端末２０〜２３によって構成されていてもよい。
【０１３４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
この発明は、無線リンクを共有する端末群全体としての伝送効率を向上して帯域集約によって無線通信を行なう無線通信システムに適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】コグニティブ無線ネットワークの概念図である。
【図２】この発明の実施の形態による無線通信システムの構成を示す概略図である。
【図３】図２に示すコグニティブ基地局の構成を示す概略図である。
【図４】帯域集約の概念図である。
【図５】断片パケットの生成方法を説明するための図である。
【図６】断片パケットのヘッダの構成を示す図である。
【図７】ＩＰパケットのシーケンス番号と、断片パケットのシーケンス番号との関係を示す図である。
【図８】送信時間の割当表の例を示す図である。
【図９】リンク品質の推定例を示す図である。
【図１０】図２に示す分配スケジューラーによる断片パケットの分配方法を詳細に説明するための図である。
【図１１】図２に示す受信バッファ内の状態を示す図である。
【図１２】図２に示すコグニティブ基地局が３個のコグニティブ端末へ帯域集約によってパケットを送信するときの第１の模式図である。
【図１３】図２に示すコグニティブ基地局が３個のコグニティブ端末へ帯域集約によってパケットを送信するときの第２の模式図である。
【図１４】図２に示すコグニティブ基地局が３個のコグニティブ端末へ帯域集約によってパケットを送信するときの第３の模式図である。
【符号の説明】
【０１３７】
１０，１１  コグニティブ基地局、２０〜２３  コグニティブ端末、３０  コグニティブゲートウェイ、４０，４１  有線ケーブル、１００  無線通信システム、１０１  入力キュー、１０２  ストライピングキュー生成部、１０３〜１０６  ストライピングキュー、１０７  資源管理部、１０８  分配スケジューラー、１０９  リンク品質推定部、１１０〜１１２  出力キュー、１１３  受信バッファ、１１４  集約器、１１５〜１１７  無線モジュール、ＢＳＳ，ＢＳＭ，ＢＳＬ  基地局。
【図２】
2007306167.tif 000003
【図３】
2007306167.tif 000004
【図４】
2007306167.tif 000005
【図５】
2007306167.tif 000006
【図６】
2007306167.tif 000007
【図７】
2007306167.tif 000008
【図８】
2007306167.tif 000009
【図９】
2007306167.tif 000010
【図１０】
2007306167.tif 000011
【図１１】
2007306167.tif 000012
【図１２】
2007306167.tif 000013
【図１３】
2007306167.tif 000014
【図１４】
2007306167.tif 000015
【図１】
2007306167.tif 000016