(57)【要約】【課題】マルチモード無線通信装置とシングルモード無線通信装置が混在可能な無線通信システムにおいて、マルチモード無線通信装置を対象にした無線通信方式の調整を行うことにより、当該システムの有効利用を図る。【解決手段】無線通信方式の種類及び無線通信方式の動作モードを表す通信モードを変更可能なマルチモード無線通信装置と前記通信モードを変更不可能なシングルモード無線通信装置が混在可能な無線通信システムにおいて、当該無線通信システムの通信容量に基づいて無線通信装置間の通信モードの調整を行うべく協調して動作する制御マネージャを、各無線通信装置に設ける。【選択図】図１
2009246476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信方式の種類及び無線通信方式の動作モードを表す通信モードを変更可能なマルチモード無線通信装置と前記通信モードを変更不可能なシングルモード無線通信装置が混在可能な無線通信システムにおいて、
当該無線通信システムの通信容量に基づいて無線通信装置間の通信モードの調整を行うべく協調して動作する制御マネージャを、各無線通信装置に設けたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記制御マネージャは、当該無線通信システムの通信容量に基づいてマルチモード無線通信装置に対し通信モードの変更を打診することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記制御マネージャは、
シングルモード無線通信装置からの接続要求に基づいて、当該無線通信システムの通信容量を計算する通信容量算出手段と、
該算出結果に基づいて、マルチモード無線通信装置に対し通信モードの変更を打診する問合せ手段と、
該問合せ結果に基づいて、前記接続要求に応答する接続制御手段と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記制御マネージャは、
当該無線通信システムの通信負荷を定期的に計算する通信負荷算出手段と、
該算出結果に基づいて、マルチモード無線通信装置に対し通信モードの変更を打診する問合せ手段と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記問合せ手段は、中継局の上流側と下流側の通信容量の包含関係に基づいて、通信モードの変更打診内容を決定することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
マルチモード無線通信装置に係る無線通信方式の利用実績を記録する手段を設け、
前記問合せ手段は、該利用実績に基づいて通信モードの変更打診内容を決定することを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記問合せ手段は、通信データ量の実績に基づいて通信速度の低下を打診することを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記制御マネージャを、マルチモード無線基地局に備えたことを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項９】
無線通信方式の種類及び無線通信方式の動作モードを表す通信モードを変更可能なマルチモード無線通信装置と前記通信モードを変更不可能なシングルモード無線通信装置が混在可能な無線通信システムにおける無線通信制御方法であって、
各無線通信装置は制御マネージャを有し、
前記制御マネージャ同士が、前記無線通信システムの通信容量に基づいて無線通信装置間の通信モードの調整を行うべく協調して動作することを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項１０】
前記制御マネージャが、当該無線通信システムの通信容量に基づいてマルチモード無線通信装置に対し通信モードの変更を打診することを特徴とする請求項９に記載の無線通信制御方法。
【請求項１１】
前記制御マネージャが、シングルモード無線通信装置からの接続要求に基づいて、当該無線通信システムの通信容量を計算する通信容量算出ステップと、
前記制御マネージャが、該算出結果に基づいて、マルチモード無線通信装置に対し通信モードの変更を打診する問合せステップと、
前記制御マネージャが、該問合せ結果に基づいて、前記接続要求に応答する接続制御ステップと、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信制御方法。
【請求項１２】
前記制御マネージャが、当該無線通信システムの通信負荷を定期的に計算する通信負荷算出ステップと、
前記制御マネージャが、該算出結果に基づいて、マルチモード無線通信装置に対し通信モードの変更を打診する問合せステップと、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信制御方法。
【請求項１３】
前記問合せステップにおいて、中継局の上流側と下流側の通信容量の包含関係に基づいて、通信モードの変更打診内容を決定することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の無線通信制御方法。
【請求項１４】
マルチモード無線通信装置に係る無線通信方式の利用実績を記録し、
前記問合せステップにおいて、該利用実績に基づいて通信モードの変更打診内容を決定することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の無線通信制御方法。
【請求項１５】
前記問合せステップにおいて、通信データ量の実績に基づいて通信速度の低下を打診することを特徴とする請求項１４に記載の無線通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム及び無線通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ソフトウェア無線（Software Defined Radio：ＳＤＲ）技術によって複数種類の無線通信方式を実現する無線通信装置が検討されている。ＳＤＲ技術によれば、複数種類の無線通信方式の使い分けが可能なマルチモード端末を低コストで実現することができる。これにより、無線基地局のみならず移動局においても状況に応じて無線通信方式を使い分け可能とする無線通信システムが現実的になってきている。
【０００３】
特許文献１に記載される従来技術では、複数種類の無線通信方式が利用可能なマルチモード端末と単一の無線通信方式のみ利用可能なシングルモード端末が混在する環境下において、シングルモード端末に対するサービス品質の低下を緩和するために、マルチモード端末がシステム間ハンドオーバを行う際に、移行先システムにおける空きチャネル情報やトラヒック量などを考慮して算出した「チャネル余裕度」に応じてシステム間ハンドオーバの可否を判定している。
【特許文献１】特開２００２−７７９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来技術では、マルチモード端末のシステム間ハンドオーバ時におけるシステム間の負荷調整を行うことはできるが、それ以外の状況に適切に対応することができない。例えば、ある無線基地局に対してマルチモード端末及びシングルモード端末が同時にアクセス可能な状況において、シングルモード端末がアクセスしてきた場合には、無線通信方式の変更不可のためアクセスを受け入れざるを得ず、その結果、シングルモード端末のアクセスを受け入れたことにより通信容量が逼迫すれば、各端末のスループットが低下することになりかねない。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、マルチモード無線通信装置とシングルモード無線通信装置が混在可能な無線通信システムにおいて、マルチモード無線通信装置を対象にした無線通信方式の調整を行うことにより、当該システムの有効利用を図ることのできる無線通信システム及び無線通信制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明に係る無線通信システムは、無線通信方式の種類及び無線通信方式の動作モードを表す通信モードを変更可能なマルチモード無線通信装置と前記通信モードを変更不可能なシングルモード無線通信装置が混在可能な無線通信システムにおいて、当該無線通信システムの通信容量に基づいて無線通信装置間の通信モードの調整を行うべく協調して動作する制御マネージャを、各無線通信装置に設けたことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る無線通信システムにおいては、前記制御マネージャは、当該無線通信システムの通信容量に基づいてマルチモード無線通信装置に対し通信モードの変更を打診することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る無線通信システムにおいては、前記制御マネージャは、シングルモード無線通信装置からの接続要求に基づいて、当該無線通信システムの通信容量を計算する通信容量算出手段と、該算出結果に基づいて、マルチモード無線通信装置に対し通信モードの変更を打診する問合せ手段と、該問合せ結果に基づいて、前記接続要求に応答する接続制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る無線通信システムにおいては、前記制御マネージャは、当該無線通信システムの通信負荷を定期的に計算する通信負荷算出手段と、該算出結果に基づいて、マルチモード無線通信装置に対し通信モードの変更を打診する問合せ手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る無線通信システムにおいては、前記問合せ手段は、中継局の上流側と下流側の通信容量の包含関係に基づいて、通信モードの変更打診内容を決定することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る無線通信システムにおいては、マルチモード無線通信装置に係る無線通信方式の利用実績を記録する手段を設け、前記問合せ手段は、該利用実績に基づいて通信モードの変更打診内容を決定することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る無線通信システムにおいては、前記問合せ手段は、通信データ量の実績に基づいて通信速度の低下を打診することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る無線通信システムにおいては、前記制御マネージャを、マルチモード無線基地局に備えたことを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【００１４】
本発明に係る無線通信制御方法は、無線通信方式の種類及び無線通信方式の動作モードを表す通信モードを変更可能なマルチモード無線通信装置と前記通信モードを変更不可能なシングルモード無線通信装置が混在可能な無線通信システムにおける無線通信制御方法であって、各無線通信装置は制御マネージャを有し、前記制御マネージャ同士が、前記無線通信システムの通信容量に基づいて無線通信装置間の通信モードの調整を行うべく協調して動作することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る無線通信制御方法においては、前記制御マネージャが、当該無線通信システムの通信容量に基づいてマルチモード無線通信装置に対し通信モードの変更を打診することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る無線通信制御方法においては、前記制御マネージャが、シングルモード無線通信装置からの接続要求に基づいて、当該無線通信システムの通信容量を計算する通信容量算出ステップと、前記制御マネージャが、該算出結果に基づいて、マルチモード無線通信装置に対し通信モードの変更を打診する問合せステップと、前記制御マネージャが、該問合せ結果に基づいて、前記接続要求に応答する接続制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る無線通信制御方法においては、前記制御マネージャが、当該無線通信システムの通信負荷を定期的に計算する通信負荷算出ステップと、前記制御マネージャが、該算出結果に基づいて、マルチモード無線通信装置に対し通信モードの変更を打診する問合せステップとを含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る無線通信制御方法においては、前記問合せステップにおいて、中継局の上流側と下流側の通信容量の包含関係に基づいて、通信モードの変更打診内容を決定することを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る無線通信制御方法においては、マルチモード無線通信装置に係る無線通信方式の利用実績を記録し、前記問合せステップにおいて、該利用実績に基づいて通信モードの変更打診内容を決定することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る無線通信制御方法においては、前記問合せステップにおいて、通信データ量の実績に基づいて通信速度の低下を打診することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、マルチモード無線通信装置とシングルモード無線通信装置が混在可能な無線通信システムにおいて、マルチモード無線通信装置を対象にした無線通信方式の調整を行うことにより、当該システムの有効利用を図ることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
まず、本発明に係るマルチモード無線通信装置とシングルモード無線通信装置について定義する。マルチモード無線通信装置は、通信モードを変更することができるものである。シングルモード無線通信装置は、通信モードを変更することができないものである。通信モードは、無線通信方式の種類及び無線通信方式の動作モードを表す。通信モードの変更とは、無線通信方式の種類を変更することと、同じ種類の無線通信方式において動作モードを変更すること、の両方を含む。種類の異なる無線通信方式は、それらに互換性がなく、通信不可能である。同じ種類の無線通信方式であって動作モードの異なるものは、性能的に制限があり得るが、それらに互換性があり通信可能である。動作モードとしては、例えば、通信速度が異なるモード、保証可能なＱｏＳ（Quality of Service）が異なるモードなどが挙げられる。
【００２４】
マルチモード無線通信装置としては、例えば、ＳＤＲ技術によって複数種類の無線通信方式を実現するもの、複数種類の無線通信方式の無線モジュールを備えるものなどが挙げられる。本実施形態では、マルチモード無線通信装置として、ＳＤＲ技術を適用した無線通信装置を例に挙げて説明する。ＳＤＲ技術を適用することによって、無線通信方式の種類（例えば、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）など）の変更に加えて、無線通信方式の動作モードの変更についても柔軟に行うことができる。例えば、同じ種類の無線通信方式において詳細なパラメータ調整を行った複数の動作モード単位で無線通信方式を変更することができる。具体例としては、低速ながらも切れにくい通信を実現すべく最大ＤＲＣレートをそれぞれの値までに制限した「ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯ」、などが挙げられる。これにより、ユーザからの要求に対して非常に柔軟に対応することが可能になる。
【００２５】
又、マルチモード無線通信装置は、無線基地局又は移動局のいずれにも適用可能である。本実施形態では、マルチモード無線通信装置を無線基地局及び移動局の両方に適用する。なお、移動局については、マルチモード無線通信装置を適用したものと、シングルモード無線通信装置を適用したものとがある。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成を示す概念図である。図１において、無線基地局１００は、マルチモード無線通信装置から構成されている。移動局２００としては、マルチモード無線通信装置から構成されるもの（以下、マルチモード移動局２００と称する）と、シングルモード無線通信装置から構成されるもの（以下、シングルモード移動局２００と称する）と、の両方が混在する。無線基地局１００は、マルチモード移動局２００およびシングルモード移動局２００の両方と無線通信することができる。以下、シングルモード移動局２００とマルチモード移動局２００の両者を特に区別しないときは、単に「移動局２００」と称する。なお、無線基地局１００はマルチモードのもののみとする。
【００２７】
無線基地局１００及び移動局２００は、それぞれ制御マネージャを有する。制御マネージャは、無線通信に係る動作を制御する機能を有する。無線基地局１００の制御マネージャと移動局２００の制御マネージャは、当該無線基地局１００と移動局２００間の無線通信によって、相互にデータを送受する。これにより、無線基地局１００の制御マネージャと移動局２００の制御マネージャは、相互に情報を伝達し、協調した動作を行うことができる。
【００２８】
図２は、本実施形態に係る無線基地局１００の構成を示すブロック図である。図３は、本実施形態に係るマルチモード移動局２００の構成を示すブロック図である。無線基地局１００及びマルチモード移動局２００は、ＳＤＲ技術によって複数種類の無線通信方式を実現するように構成されている。
【００２９】
まず図２を参照して無線基地局１００を説明する。
図２において、無線基地局１００は、無線インタフェース部１１と制御マネージャ１２と通信モード管理部１３と接続移動局プロファイル記憶部１４とを有する。
【００３０】
無線インタフェース部１１は、無線通信方式の機能を実現するソフトウェアを実行可能な信号処理デバイスを有する。無線インタフェース部１１は、信号処理デバイスがソフトウェアを実行することで、該ソフトウェアにより実現される無線通信方式の機能を有するものとなる。無線インタフェース部１１が有する信号処理デバイスとしては、例えば、ソフトウェアに従って演算を行う演算処理装置（例えば、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等）、ソフトウェアに従って回路構成を再定義可能なハードウェア装置（例えば、ＰＬＤ（プログラマブルロジックデバイス）等）などが挙げられる。無線インタフェース部１１は、複数の信号処理デバイスを有することにより、同時に複数の無線通信方式を動作させることができる。
【００３１】
制御マネージャ１２は無線通信に係る動作を制御する。制御マネージャ１２は、必要に応じて、移動局２００の制御マネージャと協調した動作を行う。
【００３２】
通信モード管理部１３は、無線インタフェース部１１に提供するソフトウェアを蓄積、管理する。制御マネージャ１２は、無線インタフェース部１１で動作させる無線通信方式に対応するソフトウェアを通信モード管理部１３から読み出して無線インタフェース部１１へ供給する。
【００３３】
接続移動局プロファイル記憶部１４は、接続移動局プロファイルを記憶する。接続移動局プロファイルは、当該無線基地局１００に接続した移動局２００に関する無線通信方式の利用実績を記録したデータである。制御マネージャ１２は、当該無線基地局１００に接続した各移動局２００について、接続移動局プロファイルを作成する。又、制御マネージャ１２は、必要に応じて、接続移動局プロファイル記憶部１４内の接続移動局プロファイルを参照する。
【００３４】
図４は、本実施形態に係る接続移動局プロファイル記憶部１４の構成例である。図４において、各移動局２００の接続移動局プロファイルは、移動局識別情報（移動局ＩＤ）、マルチモード／シングルモードの種別、通信モード、最終利用時刻、総通信量、総利用時間などの情報を有する。接続移動局プロファイルは、移動局ＩＤ毎に、通信モードの利用の履歴（現在利用中の情報も含む）を有する。これにより、どの移動局２００がどの通信モードで、最後にいつ、総合計でどのくらいの通信量、総合計でどのくらいの時間、利用したのかが分かる。なお、通信モードは、移動局２００が利用する無線通信方式の種類及び動作モードを表す。
【００３５】
次に図３を参照してマルチモード移動局２００を説明する。
図３において、マルチモード移動局２００は、無線インタフェース部２１と制御マネージャ２２と通信モード管理部２３と上位アプリケーション部２４とを有する。無線インタフェース部２１及び通信モード管理部２３は、図２に示す無線インタフェース部１１及び通信モード管理部１３と同様であり説明を省略する。
【００３６】
制御マネージャ２２は無線通信に係る動作を制御する。制御マネージャ２２は、必要に応じて、無線基地局１００の制御マネージャ１２と協調した動作を行う。
【００３７】
制御マネージャ１２は、無線インタフェース部２１で動作させる無線通信方式に対応するソフトウェアを通信モード管理部２３から読み出して無線インタフェース部２１へ供給する。制御マネージャ２２は、上位アプリケーション部２４からの要求に応じて、無線インタフェース部２１で動作させる無線通信方式を選択する。
【００３８】
次に、本実施形態に係る無線基地局１００の制御マネージャと移動局２００の制御マネージャが協調して行う動作について、いくつかの実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００３９】
図５は、本発明に係る制御マネージャが行う協調動作の実施例１の手順を示すシーケンス図である。
図５の実施例では、あるマルチモード移動局２００が通信モード１で無線基地局１００と接続している状態において、あるシングルモード移動局２００が通信モード１による接続を該無線基地局１００に要求する場合である。
【００４０】
まず、ステップＳ１では、シングルモード移動局２００の制御マネージャ２２（以下、ＳＭ移動局制御マネージャと称する）が、無線基地局１００の制御マネージャ１２（以下、無線基地局制御マネージャと称する）に対して、通信モード１による接続を要求する。
【００４１】
ステップＳ２では、無線基地局制御マネージャが、その接続要求に応じて、通信モード１の通信容量を計算する。無線基地局制御マネージャは、その計算結果の通信容量に基づいて、当該接続要求を受け入れ可能か否かを判断する。この判断基準として、例えば、無線基地局１００が同時接続可能な移動局２００の数を利用することができる。その判断基準の移動局数としては、例えば、当該無線通信システムの仕様として決定された一定の値であってもよく、或いは、通信モードに応じた値であってもよい。
【００４２】
通信モードに応じた移動局数としては、例えば、当該通信モードの最大スループット値に基づいて決定される値が挙げられる。具体的に説明すれば、例えばＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）の無線ＬＡＮの標準規格「IEEE802.11a」に準拠した無線通信方式を用いる通信モードである場合、最大スループット値は毎秒５４Ｍビットであるが、その最大スループット値を接続中の移動局２００で分け合うこととなる。ここで、当該通信モードにおける移動局当たりの最低保証レートを設定することにより、最大で何台まで移動局２００を同時接続することができるのか決定することができる。
【００４３】
ステップＳ３では、無線基地局制御マネージャが、ステップＳ２の結果、通信モード１の通信容量が逼迫するために当該接続要求を受け入れ不可能と判断した場合に、通信モード１で接続中のマルチモード移動局２００の制御マネージャ２２（以下、ＭＭ移動局制御マネージャと称する）に対して、通信モードの変更を打診する。このとき、無線基地局制御マネージャが、通信容量に余裕のある通信モードを変更先候補として、ＭＭ移動局制御マネージャに通知することが好ましい。
【００４４】
ステップＳ４では、ＭＭ移動局制御マネージャが、その通信モード変更の打診に応じて、通信モード変更を検討する。ＭＭ移動局制御マネージャは、現在実行中のアプリケーションやこれまでの無線リソースの利用状況などの情報に基づいて、通信モード変更の可否を判断する。
【００４５】
ステップＳ５では、ＭＭ移動局制御マネージャが、ステップＳ４の結果、通信モード変更を受諾するとして無線基地局制御マネージャへ応答する。この例では、通信モード２へ変更しても現在のＱｏＳは満たされると判断し、通信モード変更を受諾している。
【００４６】
ステップＳ６では、無線基地局制御マネージャが、ＭＭ移動局制御マネージャからの通信モード変更受諾の応答に応じて、ＳＭ移動局制御マネージャに対して通信モード１での接続許可を応答する。なお、無線基地局制御マネージャは、ＭＭ移動局制御マネージャから通信モード変更拒否の応答を受けた場合には、通信モード１で接続中の他のＭＭ移動局制御マネージャに対して、同様の打診を行う。
【００４７】
ステップＳ７では、ＳＭ移動局制御マネージャが、無線基地局制御マネージャからの接続許可の応答に応じて、通信モード１で無線基地局１００に接続する。
【００４８】
ステップＳ８では、ＭＭ移動局制御マネージャが、無線基地局制御マネージャに対して、通信モード２による無線基地局１００への接続を要求する。ステップＳ９では、無線基地局制御マネージャが、該接続要求に応じて、通信モード２の通信容量を計算する。無線基地局制御マネージャは、その計算結果の通信容量に基づいて、当該接続要求を受け入れ可能か否かを判断する。
【００４９】
ステップＳ１０では、無線基地局制御マネージャが、ステップＳ９の結果、通信モード２の通信容量に問題なしのため当該接続要求を受け入れ可能と判断した場合に、ＭＭ移動局制御マネージャに対して通信モード２での接続許可を応答する。
【００５０】
ステップＳ１１では、ＭＭ移動局制御マネージャが、無線基地局制御マネージャからの接続許可の応答に応じて、通信モード２で無線基地局１００に接続する。
【００５１】
本実施例１によれば、無線基地局制御マネージャが、通信モードの変更不可であるシングルモード移動局２００から要求された通信モードで、該シングルモード移動局２００を優先的に無線基地局１００に接続するように、無線通信制御を行う。このとき、シングルモード移動局２００の接続を受け入れることにより要求通信モードの通信容量が逼迫する場合には、当該通信モードで接続中のＭＭ移動局制御マネージャに対して通信モードの変更を打診することにより、無線通信方式の調整を行う。これにより、マルチモード移動局２００の無線通信方式の自由度を活用した無線通信システムの有効利用を図ることが可能となる。
【００５２】
なお、マルチモード移動局２００は、所望の通信速度が得られなくなった時点で、自発的に通信モードの変更を無線基地局１００に要求してもよい。
【実施例２】
【００５３】
図６は、本発明に係る制御マネージャが行う協調動作の実施例２の手順を示すシーケンス図である。
図６の実施例では、無線基地局１００は４つの通信モード１，２，３，４を有し、６台の移動局＃１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６から各々いずれかの通信モードで接続されている。又、無線基地局制御マネージャは、定期的に発火するモード間負荷分散タイマを有する。モード間負荷分散タイマは、一定時間でタイムアウトするとともに、タイムアウトと同時に自律的に再起動する。
【００５４】
まず、ステップＳ２１では、無線基地局制御マネージャが、モード間負荷分散タイマの発火により、通信モード間負荷調整処理を開始する。
【００５５】
ステップＳ２２では、無線基地局制御マネージャが、各通信モード１〜４の負荷を計算する。通信モードの負荷としては、例えば、現在接続中の移動局２００に係る総通信量の合計、現在接続中の移動局２００の数、その総通信量の合計及び移動局数を総合した値などが挙げられる。これらの負荷は接続移動局プロファイル記憶部１４内の接続移動局プロファイルに基づいて算出可能である。
【００５６】
そして、無線基地局制御マネージャは、各通信モード１〜４の負荷の大きさに基づいて、過剰な負荷がかかっている通信モードを判断する。この結果、過剰な負荷がかかっている通信モードが存在する場合には、通信モード間で負荷の調整を試みる。
【００５７】
具体的には、過剰な負荷がかかっている通信モードで接続中のマルチモード移動局２００の内、当該通信モードの利用実績が最小のマルチモード移動局２００に対して、通信モードの変更を打診する。図６の例では、通信モード１及び通信モード２が過剰な負荷がかかっていると判断されている。さらに、通信モード１で接続中のマルチモード移動局＃１が通信モード１の総利用時間が最小であり、通信モード２で接続中のマルチモード移動局＃４が通信モード２の総利用時間が最小である。なお、総利用時間の代わりに、総通信量が最小のマルチモード移動局２００に通信モードの変更を打診してもよい。或いは、総利用時間と総通信量を総合した結果から、最小の利用実績であるマルチモード移動局２００に対して通信モードの変更を打診してもよい。
【００５８】
ステップＳ２３では、無線基地局制御マネージャが、ステップＳ２２の結果、通信モード１で接続中のマルチモード移動局＃１ののＭＭ移動局制御マネージャに対して通信モードの変更を要求する。ステップＳ２４では、マルチモード移動局＃１のＭＭ移動局制御マネージャが、その通信モード変更要求に応答する。図６の例では、通信モード３への変更が可能であり、通信モード変更要求を受諾する。これにより、ステップＳ２５では、マルチモード移動局＃１が通信モード３に変更して無線基地局１００へ接続する。
【００５９】
ステップＳ２６では、無線基地局制御マネージャが、ステップＳ２２の結果、通信モード２で接続中のマルチモード移動局＃４のＭＭ移動局制御マネージャに対して通信モードの変更を要求する。ステップＳ２７では、マルチモード移動局＃４のＭＭ移動局制御マネージャが、その通信モード変更要求に応答する。図６の例では、通信モード４への変更が可能であり、通信モード変更要求を受諾する。これにより、ステップＳ２８では、マルチモード移動局＃４が通信モード４で無線基地局１００へ接続する。
【００６０】
ステップＳ２９では、無線基地局制御マネージャが、通信モードの変更内容に基づいて、接続移動局プロファイル記憶部１４内の該当接続移動局プロファイルを更新する。その後、無線基地局制御マネージャは、次回のモード間負荷分散タイマ発火（ステップＳ３０）により通信モード間負荷調整処理を開始し、再び、通信モード間負荷調整を検討する（ステップＳ３１）。
【００６１】
図７は、本実施例２に係る無線基地局制御マネージャの通信モード間負荷調整処理の手順の一例である。図７の通信モード間負荷調整処理では、ステップＳ３１〜Ｓ３３を全ての通信モードに対して繰り返し行う。ステップＳ３１では、対象通信モードに接続中の移動局２００の数（接続数）を算出する。ステップＳ３２では、該算出結果の接続数と所定の閾値を比較する。この結果、接続数が閾値超過の場合はステップＳ３３に進み、対象通信モードに接続中のマルチモード移動局２００の内から通信モード変更依頼先を決定し、通信モード変更を打診する。その後、ステップＳ３１に戻る。一方、ステップＳ３２の結果、接続数が閾値以下の場合は、次の通信モードを対象にしてステップＳ３１〜Ｓ３３を行う。
【００６２】
この図７の通信モード間負荷調整処理では、同時に接続中の移動局数が一定数以下になるまで、マルチモード移動局２００に対する通信モード変更の打診を繰り返す。
【００６３】
本実施例２によれば、無線基地局制御マネージャが、定期的に、通信モード間の負荷を調整するように、無線通信制御を行う。このとき、通信モードの負荷が過剰となっている場合には、当該通信モードで接続中のマルチモード移動局２００の内から最小の利用実績であるマルチモード移動局２００のＭＭ移動局制御マネージャに対して通信モードの変更を打診することにより無線通信方式の調整を行う。これにより、マルチモード移動局２００の無線通信方式の自由度を活用した無線通信システムの有効利用を図ることが可能となる。
【００６４】
一般的に、一つの通信モードを同時に利用する移動局が多ければ多いほどそのパフォーマンスは劣化するため、過度に負荷がかかった通信モードに関して利用中の移動局２００を整理することが、無線通信システムの有効利用の点で好ましい。
【００６５】
例えば、無線通信方式の種類の一例として「WiMAX」を挙げれば、「WiMAX」を用いた場合、一般的には高速な無線通信が可能である。しかしながら、「WiMAX」で同時に接続中の移動局の数が増加するに従って、割当てサブチャネルの競合が発生し、所望の性能が得られない可能性が高まる。このため、無線基地局制御マネージャは、「WiMAX」で同時に接続中の移動局の数が一定数以上になった場合に、「WiMAX」で同時に接続中の移動局を整理することを試みる。
【００６６】
このとき、「WiMAX」の利用実績が最小のマルチモード移動局２００については、「WiMAX」以外の無線通信方式であっても特に問題がないことが期待できる。従って、無線基地局制御マネージャは、「WiMAX」で同時に接続中のマルチモード移動局２００の内、「WiMAX」の利用実績が少ない方のマルチモード移動局２００から順番に、「WiMAX」以外の無線通信方式への変更を打診する。
【００６７】
このような操作を定期的に実行することにより、各通信モードに対してある程度の通信容量の余裕を持たせることが可能となり、安定した通信品質を各移動局２００に提供することに貢献することができる。
【実施例３】
【００６８】
図８は、本発明に係る実施例３の無線通信システムの概念図である。図８において、「インフラストラクチャ」と呼ばれる無線基地局３００の配下に無線中継局１００ａが接続されている。無線中継局１００ａには、移動局２００ａが接続する。従って、移動局２００ａから送信されたデータは、無線中継局１００ａ経由で無線基地局３００へ到達する。
【００６９】
ここで、無線中継局１００ａの上流側（無線基地局３００側）と下流側（移動局２００ａ側）の通信容量の包含関係を考えてみる。無線基地局３００と無線中継局１００ａ間のアクセス回線＃１の最大通信速度を「Ａ」、無線中継局１００ａと各移動局２００ａ（＃１，＃２，＃３）間のアクセス回線＃２の最大通信速度を「Ｘ」，「Ｙ」，「Ｚ」とする。
【００７０】
まず、全ての移動局２００ａ（＃１，＃２，＃３）が十分な通信速度を利用可能な通信環境を得るためには、（１）式の関係が必要である。
Ａ＞Ｘ＋Ｙ＋Ｚ      ・・・（１）
【００７１】
（１）式の関係が成立する限り、たとえ全ての移動局２００ａ（＃１，＃２，＃３）が最大通信速度で無線中継局１００ａと同時に通信したとしても、アクセス回線＃１には十分な通信容量があるので、各アクセス回線＃２の通信速度は制限されず、問題ない。
【００７２】
次に、例えば移動局２００ａ（＃１）が通信モードを変更し、移動局２００ａ（＃１）に係るアクセス回線＃２の最大通信速度が「Ｘ」よりもかなり大きい「Ｘ’」に変わり、（１）式の関係が崩れ、（２）式の関係になったとする。
Ａ＜Ｘ＋Ｙ＋Ｚ      ・・・（２）
【００７３】
すると、各移動局２００ａ（＃１，＃２，＃３）が利用する通信速度によっては、アクセス回線＃１の通信容量が逼迫し、各アクセス回線＃２の通信速度が制限される事態が発生し得る。
【００７４】
そこで、本実施例３では、制御マネージャ同士が協調して通信モードの調整を行い、無線通信システムの有効利用を図るようにする。
【００７５】
図９は、本実施例３に係る無線中継局１００ａ及び移動局２００ａのブロック構成図である。図９において、無線中継局１００ａ及び移動局２００ａは、マルチモード無線通信装置により構成される。無線中継局１００ａは、ＳＤＲ技術を用いた複数の信号処理部１１−１，２，３，４と制御マネージャ１２ａを有する。信号処理部１１−１，２，３，４によって複数の通信モードを同時に実現することができる。又、各信号処理部１１−１，２，３，４が実現する通信モードは、ＳＤＲ技術によって変更可能である。
【００７６】
移動局２００ａは、ＳＤＲ技術を用いた一つの信号処理部２１ａと制御マネージャ２２ａを有する。信号処理部２１ａによって一つの通信モードを実現することができる。但し、ＳＤＲ技術によって信号処理部２１ａが実現する通信モードを変更可能である。
【００７７】
図１０は、図９に示す無線中継局１００ａの制御マネージャ１２ａの制御手順を示したフローチャートである。図１０において、制御マネージャ１２ａは、移動局２００ａから無線通信方式の変更要求を受信すると、図１０の制御処理を開始する。まず、ステップＳ４１では、上流側のアクセス回線＃１の通信容量「Ｃｕｐ」と下流側のアクセス回線＃２の総通信容量「Ｃｄｏｗｎ」を比較する。この結果、「Ｃｕｐ＞Ｃｄｏｗｎ」の関係を満足し、上流側のアクセス回線＃１の通信容量が下流側のアクセス回線＃２の総通信容量を包含可能である場合に、ステップＳ４２に進み、無線通信方式変更要求元の移動局２００ａに対して当該変更要求を許可する応答を行う。
【００７８】
一方、ステップＳ４１の結果、「Ｃｕｐ＞Ｃｄｏｗｎ」の関係を満足せず、上流側のアクセス回線＃１の通信容量が下流側のアクセス回線＃２の総通信容量を包含不可能である場合には、ステップＳ４３に進み、上流側のアクセス回線＃１の通信容量を拡大することを試みる。
【００７９】
ステップＳ４３では、上流側のアクセス回線＃１の通信容量が既に最大となっているか否かを判断する。この結果、まだ最大となっていない場合にはステップＳ４５に進み、上流側のアクセス回線＃１の通信容量を増加させる。この後、ステップＳ４１に戻る。一方、上流側のアクセス回線＃１の通信容量が既に最大となっている場合はステップＳ４４に進む。
【００８０】
ステップＳ４４では、無線通信方式の変更要求元の移動局２００ａ以外の移動局２００ａに対して通信速度の低下が可能か否かを問い合わせる。この結果、通信速度の低下が可能な移動局２００ａが存在した場合は、該通信速度の低下分を差し引いて下流側のアクセス回線＃２の総通信容量「Ｃｄｏｗｎ」を更新し、ステップＳ４１に戻る。一方、ステップＳ４４の結果、通信速度の低下が可能な移動局２００ａが存在しない場合にはステップＳ４７に進み、無線通信方式変更要求元の移動局２００ａに対して当該変更要求を拒絶する応答を行う。
【００８１】
図１１は、図９に示す移動局２００ａの制御マネージャ２２ａの制御手順を示したフローチャートである。図１１において、制御マネージャ２２ａは、上位レイヤでの要求や無線伝搬環境の変化などによって無線通信方式を変更する必要が生じた場合に、無線中継局１００ａに対して無線通信方式の変更要求を送信すると、図１１の制御処理を開始する。まず、ステップＳ５１では、無線中継局１００ａからの応答を受信したか否かを判断する。その結果、無線中継局１００ａから変更許可の応答を受信した場合はステップＳ５２に進み、無線通信方式を変更する処理を行う。一方、ステップＳ５１の結果、無線中継局１００ａから変更拒絶の応答を受信した場合はステップＳ５３に進み、無線通信方式の変更要求を取り下げる処理を行い、現在利用中の無線通信方式を引き続き利用する。
【００８２】
本実施例３によれば、無線中継局１００ａの制御マネージャが、無線中継局１００ａの上流側と下流側の通信容量の包含関係に基づいて通信容量の調整を行う。このとき、まず、上流側の通信容量の拡大を試みる。次いで、下流側の通信容量の縮小の調整を試みる。これにより、マルチモード無線通信装置の無線通信方式の自由度を活用した無線通信システムの有効利用を図ることが可能となる。
【００８３】
なお、無線中継局１００ａの制御マネージャが、無線通信方式の変更要求にかかわらず、定期的に、無線中継局１００ａの上流側と下流側の通信容量の包含関係に基づいて通信容量の調整を行うようにしてもよい。
【００８４】
本実施形態によれば、各無線通信装置に設けられた制御マネージャが協調して動作することにより、マルチモード無線通信装置を対象にした無線通信方式の調整を行うことができる。これにより、無線通信システムの有効利用を図ることができるという効果が得られる。
【００８５】
例えば、あるマルチモード無線通信装置が利用中の通信モードが該マルチモード無線通信装置にとって通信容量的に冗長であれば、該通信モードが必須の無線通信装置（マルチモード、シングルモードにかかわらず該通信モードが必須の無線通信装置）に対して該通信モードの利用を「譲る」ことで、無線通信システムの無線リソースを融通し合うことができる。これにより、無線リソースが有効に活用されて無線リソース利用効率が向上するとともに、通信サービスの向上につながるという格別な効果が得られる。
【００８６】
なお、本実施形態に係る制御マネージャは、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、或いは、メモリおよびＣＰＵ（中央処理装置）により構成され、制御マネージャの機能を実現するためのプログラムをＣＰＵが実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【００８７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成を示す概念図である。
【図２】同実施形態に係る無線基地局１００の構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態に係るマルチモード移動局２００の構成を示すブロック図である。
【図４】図２に示す接続移動局プロファイル記憶部１４の構成例である。
【図５】本発明に係る制御マネージャが行う協調動作の実施例１の手順を示すシーケンス図である。
【図６】本発明に係る制御マネージャが行う協調動作の実施例２の手順を示すシーケンス図である。
【図７】同実施例２に係る無線基地局制御マネージャの通信モード間負荷調整処理の手順の一例である。
【図８】本発明に係る実施例３の無線通信システムの概念図である。
【図９】同実施例３に係る無線中継局１００ａ及び移動局２００ａのブロック構成図である。
【図１０】図９に示す無線中継局１００ａの制御マネージャ１２ａの制御手順を示したフローチャートである。
【図１１】図９に示す移動局２００ａの制御マネージャ２２ａの制御手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１１，２１…無線インタフェース部、１１−１〜４，２１ａ…信号処理部、１２，１２ａ，２２，２２ａ…制御マネージャ、１３，２３…通信モード管理部、１４…接続移動局プロファイル記憶部、２４…上位アプリケーション部、１００…無線基地局（マルチモード無線通信装置）、２００，２００ａ…移動局（マルチモード無線通信装置、シングルモード無線通信装置）、１００ａ…無線中継局（マルチモード無線通信装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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