(57)【要約】【課題】優先度の高い端末局を所定の指標から判別し、それ以外の端末局より優先的に帯域を割り当てることが可能な無線システムを提供する。【解決手段】基地局１１が複数の端末局１２〜１４にデータを送信する際、認証済の端末局１２が他の端末局１３、１４より多くのデータを受信したり送信できるように、下りリンクに帯域のタイムスロットを割り当てて送信を実施する。割り当てるタイムスロットの長さは、認証済の端末局１２に対して長く、他の端末局に対しては認証済の端末局１２よりも短いタイムスロットを割り当てる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と複数の端末局とで構成される無線システムにおいて、
前記基地局は、複数の端末局と通信を行う際、優先度の高い端末局に対し他の端末局より多くの帯域を割り当てることを特徴とする無線システム。
【請求項２】
前記基地局は、優先度を端末局との認証確認に従って決めることを特徴とする請求項１記載の無線システム。
【請求項３】
前記基地局は、優先度を端末局の配置された場所に従って決めることを特徴とする請求項１記載の無線システム。
【請求項４】
前記基地局は、優先度を端末局の通信費に従って決めることを特徴とする請求項１記載の無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局と複数の端末局とで構成される無線システムに係わり、さらに詳しくは、例えば無線ＬＡＮにおける優先度の高い端末局に対し多くの帯域を割り当てる無線システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より帯域の割り当てが行われている。例えば、有線であればIEEE1394（技術評論社・入門IEEE1394規格・ｐｐ76-78 ）、無線であればARIB STD-T74（特定小電力無線局ミリ波データ伝送用無線設備標準規格：第６章データリンクレイヤ）に示すような方法がある。これは、映像や音声のように固定レートでリアルタイム性が重要なアプリケーションをアシンクロナス転送、ファイル転送のように遅延を許容するが品質を確保したいアプリケーションをアイソクロナス転送する２種類に大別される。そして、まず、通信帯域を固定的な帯域の必要なアシンクロナス転送に割り当て、余剰の帯域をアイソクロナス転送に割り当てる。これにより、アイソクロナス転送を保証すると共に、その通信量によってダイナミックにアシンクロナス帯域を割り当てることができる。
【０００３】
さらに、送信レート情報の上り方向送信を不要にして周波数帯域の有効利用を図り、要求に十分な無線帯域の割り当てがない場合には、子局側送信バッファでのセル廃棄を回避するようにした無線帯域制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。
また、ＡＴＭで行われているアプリケーション毎に異なる帯域を無線通信で割り当てる方法がある（例えば、特許文献２参照）。
また、TCP アプリケーションを優先させる無線帯域有線割当方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３３７７４号公報
【特許文献２】特開２０００−０７８１４６号公報
【特許文献３】特開２００１−３２０４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した従来の技術は、通信帯域の割り当てをアプリケーションに従って行うものであり、通信帯域に比べて通信トラフィックが比較的多く、その制約された帯域を効率的に利用するという観点から生まれたものである。例えば、制約された帯域の映像伝送のようなリアルタイム性の必要なトラフィックと、ファイル転送のような遅延を許容するトラフィックを同時に転送するようにした場合、まず、リアルタイム性が要求されるものを安定に動作させるために、それに固定的・優先的に通信帯域を割り当て、そこで余剰した通信帯域に遅延を許容するトラフィックに割り当てるようにしている。
【０００６】
しかしながら、技術の進歩により、無線伝送速度は数百メガからギガビットクラスまで拡張されている。このため、通信トラフィックに比べて、それを伝送する通信帯域を十分に広くすることも可能になっている。このような通信帯域が十分にある状況では、前述のようなリアルタイム性のあるトラフィックを優先的に割り当てる必要もなくなる。このように従来のアプリケーションによる帯域割当ては万能ではない状況が生まれている。
【０００７】
ここで、アプリケーションレベルではなく、無線システム全体で考えた場合、従来の無線システム、例えば携帯電話や無線ＬＡＮでは、どの端末局も伝搬条件が同じであれば、基本的に平等に帯域が割り当てられているが、無線システムの中には、扱うトラフィックの優先度が高い端末局や、逆に優先度の低い端末局が存在する。その優先度をある指標にによりクラス分けし、帯域割当てもそれに従って行いたい場合は、従来のアプリケーションによる帯域割当方法では、全く適用できないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る無線システムは、基地局と複数の端末局とで構成される無線システムにおいて、基地局は、複数の端末局と通信を行う際、優先度の高い端末局に対し他の端末局より多くの帯域を割り当てるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の端末局と通信を行う際、優先度の高い端末局に対し他の端末局より多くの帯域を割り当てるようにしたので、優先度の高い端末局によるデータの送受信を他の端末局と比べ多くかつ即時に行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の無線システムを無線ＬＡＮに適用して説明をする。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示す無線ＬＡＮの構成図、図２は帯域の割り当て状況を示す上りリンクと下りリンクのデータ図である。
【００１１】
図１に示す無線ＬＡＮは、基地局１１と、複数の端末局１２、１３、１４とで構成され、基地局１１の指示によって端末局１２、１３、１４の送信および受信のタイミングが設定される集中制御型である。基地局１１と複数の端末局１２、１３、１４との間は、下りリンク（基地局１１から複数の端末局１２、１３、１４への回線）と上りリンク（複数の端末局１２、１３、１４から基地局１１への回線）で周波数を分けるＦＤＤ（周波数分割複信）方式によってデータの送受信が行われる。このＦＤＤ方式により、下りリンクと上りリンクの通信を同時刻に行うことが可能になっている。
【００１２】
複数の端末局１２、１３、１４のうち、例えば端末局１２は、基地局１１との間で認証のための鍵（パスワード）のやりとりを行う機能を有している。例えば、端末局１２が上りリンク確立のために認証要求を基地局１１に出すと、基地局１１は、それに対しランダムなデータを生成して返信する。端末局１２は、受信されたランダムなデータを鍵で暗号化し、基地局１１に送信する。基地局１１は、先に送信したランダムなデータを予め登録された端末局１２の鍵で暗号化して、受信された暗号化のデータと比較し、双方が一致しているときに優先度の高い端末局１２と認証する。
【００１３】
なお、これ以外の認証方法として、例えば、「エスパアンテナを用いたIEEE802.15.4、無線秘密鍵共有システム」（電子情報通信学会論文誌B Vol.J88-B No.9 pp.1801-1812 ）に示すように、空間の伝搬路を用いる鍵生成方法を応用しても良いし、また、ＩＤカードや指紋などを用いた認証方法であっても良い。
【００１４】
前述した認証により、端末局１２は本システム上で優先度の高い業務を行うものとして扱われ、他の端末局１３、１４は一般用として扱われる。つまり、基地局１１が複数の端末局１２〜１４にデータを送信する際、認証済の端末局１２が他の端末局１３、１４より多くのデータを受信したり送信できるように、下りリンクに帯域、即ちタイムスロットを割り当てて送信を実施する。割り当てるタイムスロットの長さは、認証済の端末局１２に対して長く、他の端末局に対しては認証済の端末局１２よりも短いタイムスロットを割り当てる。
【００１５】
次に、実施の形態１の動作について図２を参照しながら説明する。なお、端末局１２の認証は完了しているものとして説明する。
前述したように、基地局１１が各端末局１２〜１４にデータを送信する際、認証済の端末局１２を優先として下りリンクにそれぞれ帯域（タイムスロット）を割り当て、各タイムスロットにデータを入れる。そして、図２（ａ）に示すように、制御データ２１を先頭に、認証済の端末局１２に対するデータ２２、一般の端末局１３、１４に対するデータ２３、２４を送信する。この送信信号の先頭の制御データ２１は、本システム上の全端末局が受信し、送信や受信のタイミングを指示するものである。認証済の端末局１２に対しての下りリンクのデータ２２は、一般の端末局１３、１４に対するデータ２３、２４よりも長い。このようにすることで、下りリンクの帯域を認証済の端末局１２に対して優先的に割り当てることが可能になる。
【００１６】
一方、各端末局１２〜１４がデータを送信する際は、受信時の制御データ２１に記入された上りリンクでの帯域（タイムスロット）の割り当てに応じてそれぞれデータを書き込み、送信タイミングに基づいてデータを送信する。この場合は、図２（ｂ）に示すように、認証済の端末局１２が送信タイミングに従って最初にデータ２５を送信し、その後に一般の端末局１３がデータ２６を送信し、最後に端末局１４がデータ２７を送信する。認証済の端末局１２から送信されるデータ２５の長さは、一般の端末局１３、１４と比べ長く割り当てられている。
【００１７】
以上のように実施の形態１によれば、無線ＬＡＮのシステムの中で優先度の高い業務を行う端末局１２が基地局１１との間で認証を行うようにし、認証を行った端末局１２に対しては一般の端末局１３，１４より優先的に多くのデータを送受信できるように帯域を割り当てるようにしたので、認証済の端末局１２によるデータの送受信を一般の端末局１３、１４と比べ多くかつ即時に行うことができる。
【００１８】
なお、実施の形態１では、下りリンクと上りリンクに異なる周波数帯域を割り当てるＦＤＤ方式で説明したが、同じ周波数を使用するＴＤＤ（時分割複信）方式で認証済の端末局１２に優先的に帯域を割り当てるようにしても良い。
【００１９】
また、認証済みの端末局１２に対し優先的に帯域を割り当てるようにしているが、所定時間が経過したときや、所望の業務が終了した場合には、認証済の端末局１２に対する優先を解除して一般の端末局１３、１４と同じ帯域を割り当てるようにしても良い。
【００２０】
実施の形態２．
実施の形態１では、認証を確認した端末局に対し下りリンクと上りリンクに優先的に帯域を割り当てるようにしたが、実施の形態２は、所定の場所に配置された端末局に対して優先的に帯域を割り当てるようにしたものである。
図３は本発明の実施の形態２を示す無線ＬＡＮの構成図、図４は無線エリアのセクタに応じて割り当てられたタイムスロットを示す図である。
【００２１】
実施の形態２の無線ＬＡＮは、通信エリア３６の中央に配置された基地局３１と、この基地局３１を中心として４つに分割された通信エリア３６の各セクタＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄにそれぞれ配置された複数の端末局３２〜３５とで構成されている。端末局３２はセクタＡに配置され、端末局３３はセクタＢに、端末局３４はセクタＣに、端末局３５はセクタＤに配置されている。各端末局３２〜３５は、基地局３１に対し通信要求を行った際、また、基地局３１からの通信を受けた際に、自己の場所（セクタ）を通知して優先度の高いか否かを基地局３１に知らせる。本実施の形態２では、例えばセクタＡに配置された端末局３２に対し下りリンクと上りリンクのタイムスロットの長さを優先的に長く割り当てるようにしている。
【００２２】
次に、実施の形態２の動作について図４を参照しながら説明をする。
例えば、基地局３１が各端末局３２〜３５にデータを送信する旨を通知すると、各端末局３２〜３５は、それに応答してセクタの情報をそれぞれ送信し、一方、基地局３１は、受信されたセクタの情報を基に各端末局３２〜３５の中から優先度の高い業務を行う端末局を判別する。この場合は、セクタＡに配置された端末局３２が優先度を有するので、図４に示すように下りリンクに端末局３２に対する帯域（タイムスロット）を優先的に割り当て、各タイムスロット４１〜４４にデータを入れて、制御データ（図示せず）と共に送信する。タイムスロット４１は、セクタＡに配置された端末局３２用で、タイムスロット４２〜４４は、各セクタＢ、Ｃ、Ｄにそれぞれ配置された端末局３３〜３５用である。
【００２３】
一方、各端末局３２〜３５がデータを送信する際は、受信時の制御データに記入された上りリンクに割り当てられた帯域（タイムスロット）の長さに応じてそれぞれデータを書き込み、送信タイミングに基づいてデータを送信する。この場合は、セクタＡの端末局３２が送信タイミングに従って最初にデータを送信し、その後にセクタＢの端末局３３がデータを送信し、続いてセクタＣの端末局３４がデータを送信し、最後に端末局３５がデータを送信する。セクタＡの端末局３２から送信されるデータ２５の長さは、他のセクタＢ〜Ｄに配置された端末局１３、１４と比べ長く割り当てられる。
【００２４】
以上のように実施の形態２によれば、通信の際、各セクタＡ〜Ｄに配置された端末局３２〜３５を確認し、セクタＡに配置された端末局３２に対しては他の端末局３３〜３５より優先的に多くのデータを送受信できるように帯域（タイムスロット）を割り当てるようにしたので、セクタＡ内の端末局３２によるデータの送受信を他の端末局３３〜３５と比べ多くかつ即時に行うことができる。
【００２５】
なお、実施の形態２では、各セクタＡ〜Ｄにそれぞれ１台の端末局を配置したことを述べたが、優先させるセクタに対して広い帯域を割り当てられるようにすれば、各セクタＡ〜Ｄに複数の端末局を配置させても良い。
【００２６】
また、セクタＡに配置された端末局３２に対して優先的に帯域を割り当てるようにしたが、所定時間毎に優先度を与えるセクタを変えるようにしても良い。
【００２７】
実施の形態１では認証の確認から帯域割当の優先度を決め、実施の形態２ではセクタから帯域割当の優先度を決めるようにしたが、他の指標を基に優先度を決めるようにしても良い。例えば、無線システムの利用が有料である場合、又は有料の端末局と無料の端末局が混在するシステムの場合、通信費用の上下を指標として帯域割当の優先度を決めるようにしても良い。この場合、通信費用の高い端末局に対して優先度が与えられる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の無線システムの活用例として、例えば事務所に配置されたパソコンに適用可能である。例えば、事務所において重要業務を行うパソコンは、通信を行う際、システム上の基地局と認証を行うようにし、優先的に帯域を割り当てて貰うことにより、速やかに業務を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１を示す無線ＬＡＮの構成図である。
【図２】帯域の割り当て状況を示す上りリンクと下りリンクのデータ図である。
【図３】本発明の実施の形態２を示す無線ＬＡＮの構成図である。
【図４】無線エリアのセクタに応じて割り当てられたタイムスロットを示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１  基地局、１２〜１４  端末局、２１  制御データ、２２〜２４  下りリンクのデータ、２５〜２７  上りリンクのデータ、３１  基地局、３２〜３５  端末局、３６  無線エリア、Ａ〜Ｄ  無線エリアのセクタ、４１〜４４  タイムスロット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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