CN101006737B - 多模式控制站、无线通信系统、无线站以及无线通信控制方法 - Google Patents

Abstract

在邻近的无线通信区域中并存多种无线通信方式的无线通信环境下，能够提高无线通信区域内的无线通信业务的总吞吐量。多模式控制站(101)对网络中的多个终端站利用多种通信方式进行通信时，通过通信链接参数收集单元(10441)来收集表示各个通信链接的状况的参数，基于该参数通过资源分配确定单元(10143)来确定通信资源分配以使在每个资源分配周期吞吐量成为最大，并基于该确定结果通过通信控制单元(1015)来控制多模式通信单元(1012)。

Description

多模式控制站、无线通信系统、无线站以及无线通信控制方法

技术领域

本发明涉及多模式控制站、无线通信系统、无线站以及无线通信控制方法，特别涉及在邻近的无线通信区域中，并存以多种无线通信方式进行通信的多个无线站之间的通信链接的、并使用该通信链接的无线通信环境下，能够提高无线通信区域内的无线通信业务的总吞吐量的技术。 

背景技术

近年来，用于办公室和家庭等的室内的近距离无线通信方式受到了关注，利用下列的无线通信方式的服务和产品已经得到了实际应用：以无线LAN(Local Area Network)标准为标准的IEEE802.11b、IEEE802.11g的通信方式；以及，以将计算机或移动终端等的各种各样的机器之间的连接为对象的Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方式。这样的无线通信方式通过无线来构筑机器之间的连接，因此可以消除电缆布线所产生的不便，但是在依据的标准各异的机器之间，由于调制方式、编解码、协议等通信方式不同，因此难以进行通信。另外，虽然IEEE802.11b、IEEE802.11g或Bluetooth(注册商标)等的通信标准共同使用一个称为ISM频带(Industrial Scientific and Medical)的一个频带2.4GHz频带，无需许可即可直接引入以进行无线通信，但是在邻近的状态下使用时，有可能发生相互干扰。由于相互干扰的发生，使接收时的比特误码率(bit error rate)增加，然而，可以将在接收时正确地接收到比特的比率用“比特无误码率”(bit non-error rate)来表示。 

为了解决这样的源于无线通信标准的不同的相互连接性的不便，以及源于共用频带的相互干扰的问题，作为一个解决方法已经被提出了(比如参照专利文献1)：构置能够兼容多个无线通信方式的无线站，即多模式无线站，并且根据无线传输路径的状况来有选择地切换使用的通信方式。由此，即使无线传输路径的状况发生变化，也能够根据该状况来进行高效的无线通信。 

利用图37说明使用传统的多模式构成的通信控制方法的一例。图37表示在邻近的无线通信区域AR1中存在的、使用2.4GHz频带的装置的设置状况的一例。 

在无线通信区域AR1中，多模式控制站10与多个终端站之间利用以Bluetooth(注册商标)标准或IEEE802.11b标准为标准的无线通信方式进行通信。作为在无线通信区域AR1中存在的多个终端站的一例，在此示出多模式终端站20-1、20-2和Bluetooth(注册商标)兼容终端站20-3、IEEE802.11b兼容终端站20-4。多模式控制站10与多模式终端站20-1、20-2之间，每次进行切换控制来进行无线通信以确保各个无线站的通信功能兼容一方的通信方式。另外，多模式控制站10与Bluetooth(注册商标)兼容终端站20-3或IEEE802.11b兼容终端站20-4之间进行无线通信时，多模式控制站10被进行控制以便切换到与终端站20-3、终端站20-4兼容的无线功能来进行通信。 

另一方面，在同一无线通信区域AR1中设置多个其它方式兼容无线站30-1、30-2，在同一ISM频带中进行利用单独通信链接的无线通信。在此，作为单独通信链接的一例，设其为通过小功率来构成的本地电话的通信链接。将与用于通话时的多模式控制站10和多模式终端站20-1、IEEE802.11b兼容终端站20-4之间所进行的通信链接的频带的部分或整体重叠的频带用于此通信链接。进而，作为使用相同的2.4GHz频带的电磁波，设微波炉40也设置于区域AR1中。假设其它方式兼容无线站30-1、30-2中的至少一个无线站与微波炉40设置于邻近多模式控制站10的位置。 

在上述的设置条件的无线通信区域AR1中，当多模式控制站10需要与各个终端站20-1～20-4之间进行数据传输时，在ISM频带中每次进行使用兼容该通信方式的无线通信。通过控制单元11进行多模式控制站10的无线通信的控制。当与Bluetooth(注册商标)兼容终端站20-3之间进行通信时，将无线通信功能切换为Bluetooth(注册商标)兼容处理单元12再进行通信。另外，当与IEEE802.11b兼容终端站20-4之间进行通信时，将无线通信功能切换为IEEE802.11b兼容无线处理单元13再进行通信。通过利用这样的结构以及通信控制，多模式控制站10能够对分别只兼容Bluetooth(注册商标)、IEEE802.11b标准的终端站20-3或终端站20-4进行通信，而提高兼容通信标准不同的机器之间的连接性。 

另一方面，多模式控制站10与多模式终端站20-1之间能够进行如以下所示的无线通信控制。首先进行切换控制以使通过IEEE802.11b兼容无线处理单元13进行无线通信，在进行了以IEEE802.11b标准为标准的无线通信方式，即规定的帧结构、规定的调制处理等的基带信号处理后，实施频率变换或放大等的规定的模拟无线处理，根据规定的接入步骤，经由天线进行无线 通信。另外，同时利用接收信号检测IEEE802.11b的接收频带中是否存在干扰状况。比如其它方式兼容无线站30-1中，当发生了用于内部电话的通话的通信链接所构成的无线通信时、微波炉40使用时，与以IEEE802.11b为标准的无线通信重复的向频带内的、来自这些机器的电磁放射会被检测为干扰。 

多模式控制站10当根据干扰的检测结果判断出存在干扰时，通过控制单元11进行通信系统的切换控制，并利用Bluetooth(注册商标)兼容无线处理单元12进行以Bluetooth(注册商标)标准为标准的无线通信方式的无线通信。另外一方面，利用IEEE802.11b兼容无线处理单元13同时进行对IEEE802.11b频带中是否存在干扰状况的检测。多模式控制站10当根据电磁波干扰的结果判断出电磁波干扰消失时，将进行无线通信的系统从使用Bluetooth(注册商标)兼容无线处理单元12的系统切换到IEEE802.11b兼容无线处理单元13，来切换到根据IEEE802.11b标准的无线通信。 

通过控制单元11进行上述的通信控制，通过根据干扰状况的有无切换通信方式，来执行多模式控制站10与多模式终端站20-1之间的通信通信方式。具体来讲，当干扰不存在时，进行利用传输速度高的以IEEE802.11b标准为标准的通信方式进行无线通信；当干扰存在时，利用传输速度相对低但被干扰概率相对也低的以Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方式。由此，能够无视是否存在干扰而通过无线通信继续数据传输，来进行整体通信效率高的通信。 

[专利文献1]日本专利申请特开2003-199160(第3～4页和图1) 

发明内容

发明需要解决的问题 

但是，如图37所示的以往的结构中，作为通信方式切换IEEE802.11b标准的通信方式与Bluetooth(注册商标)标准的通信方式来进行通信时，存在以下所示的问题。 

第一，没有考虑切换所需的时间，该时间为将多模式控制站10与各个终端站20-1～20-4之间的无线通信中使用的无线通信方式，切换成IEEE802.11b标准或Bluetooth(注册商标)标准时所需的时间，因此未必能实行效率最优的控制。 

比如，在多模式控制站10中，将通信动作模式切换成Bluetooth(注册 商标)兼容无线处理单元12或IEEE802.11b兼容无线处理单元13时，需要比如电源控制和电路的瞬态响应时间、合成器的振荡频率变化时的收敛时间、以及信号处理单元的功能的切换时间等，因此到使用切换目的地的通信模式而进行通信动作为止需要时间。以下称该时间为所需模式切换时间。另外，切换目的地的无线通信方式中，确定链接连接，即进行同步处理到预定的链接连接步骤结束为止也需要时间。以下称该时间为所需链接连接时间。 

因为这些的功能改变和链接确定需要花费时间，其间多模式控制站10与其它的任何终端站都不能进行通信，所以成为降低吞吐量的原因。特别是，被多模式控制站10当作通信对象的终端站的数量增加时，以及兼容的无线通信方式增加时，上述不能通信的时间的比率相对地变大，从而导致吞吐量显著的恶化，这是一个问题。 

第二，多模式控制站10、20-1、20-2中，通过自律分散的控制，将无线通信方式切换为以IEEE802.11b标准为标准的通信方式或以Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方式，因此没有考虑产生对无线通信区域AR1中存在的其它的无线站的影响，当考虑通信区域AR1整体的传输效率时，未必能进行高效的通信。 

比如，将用于多模式控制站10与多模式终端站20-2之间的无线通信的通信方式，从以IEEE802.11b标准为标准的通信方式切换为以Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方式时，IEEE802.11b兼容无线站20-4会受到上述具有多模式功能的无线站之间的、使用以Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方式的通信的电磁波干扰，而使传输效率降低。该影响会随着具有多模式功能的无线站的增加而变大。 

另外，即使多模式控制站10将终端站20-1～20-4的干扰状况进行统一管理，并基于上述干扰状况来控制切换多模式终端站20-1、20-2的通信方式，也必须对产生于多模式终端站20-1、20-2的干扰进行区分，判断该干扰是否源于多模式控制站10的管理下的无线站，即从可以控制通信方式的无线站发送的电磁波，否则未必能够进行高效的控制。 

比如，对于多模式控制站10和多模式终端站20-2之间的无线通信，如果通过以IEEE802.11b标准为标准的通信方式进行的通信中发生了干扰，并且该干扰波的发送源的无线站为多模式控制站10所控制的无线站的话，即使不将被干扰的通信链接(多模式控制站10、多模式终端站20-2之间的通信链 接)的通信方式切换为以Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方式，将干扰波的频率信道进行切换控制，以使干扰波的频带与上述被干扰通信链接的通信方式的频带不重合就可以，也就是说能够继续在多模式控制站10和多模式终端站20-2之间使用以IEEE802.11b标准为标准的方式。如上述那样，存在着未必能进行有效的最优控制的问题。 

本发明旨在提高一种多模式控制站、无线站、无线通信系统以及无线通信控制方法，在邻近的无线通信区域中并存多种无线通信方式的无线通信环境下，能够提高无线通信区域内的无线通信业务的总吞吐量。 

解决该问题的方案 

为了解决上述问题，本发明的多模式控制站采取的结构包括：通信链接参数收集单元，收集有关与多个终端站之间的无线通信链接的信息；资源分配确定单元，基于收集来的信息，确定与各个终端站之间的无线通信链接所使用的通信资源分配，以使在无线通信网络中的数据传输业务的吞吐量成为最大；以及多模式通信单元，基于所述确定的对各个终端站的通信资源的分配，控制各个无线通信链接的通信条件并进行通信。 

另外，本发明的多模式控制站采取的结构包括：通信链接信息收集单元，收集有关无线站之间的无线通信链接的信息；资源分配确定单元，根据收集来的信息，确定在各个终端站之间的无线通信链接使用的通信资源分配，以减轻无线通信网络中的各个无线站所受到的干扰；以及，多模式通信单元，将所述确定的对各个无线站的通信资源分配结果通知给所确定的各个无线站。 

另外，本发明的各个无线站采取的结构包括：干扰检测单元，将与本站与其它无线站之间的通信链接中，本站受到的干扰的信息有关的区别并检测，判断该干扰是否源于所述多模式控制站能够控制的无线站所发送的信号；以及多模式通信单元，将所述干扰的检测结果通知给所述多模式控制站。 

根据本发明的一方面，提供了一种多模式控制站，其用于在并存遵从多种无线通信标准的无线通信方式的通信链接而使用的无线通信环境中，通过改变功能而能够兼容所述多种无线通信标准的多模式控制站，和遵从所述多种无线通信标准中至少一种无线通信标准的无线通信方式进行通信的多个无线站所构成的异种方式并存型的无线通信系统，其包括：通信链接参数收集单元，收集有关与所述多个无线站之间的通信链接的信息；资源分配确定单 元，基于由所述通信链接参数收集单元收集来的信息，确定在与各个无线站之间的无线通信链接所使用的通信资源分配，以使在无线通信网络中的数据传输业务的吞吐量成为最大；以及多模式通信单元，基于所确定的对各个无线站的通信资源的分配，控制取决于各个无线通信链接的通信条件并进行通信，所述资源分配确定单元基于由所述通信链接参数收集单元收集来的取决于各个无线通信链接的信息，设定表示所述无线通信网络中的总吞吐量的目标函数，并且基于由所述通信链接参数收集单元收集来的取决于各个无线通信链接的信息，设定所述与各个无线站之间的通信链接所使用的通信方式的组合、容许与各个无线站之间进行的数据传输的最大通信时间、以及基于数据传输时容许的通信质量的限制条件，通过基于设定的限制条件检测使所述目标函数值成为最大的资源的组合，确定与所述各个无线站之间的无线通信链接所使用的通信资源的分配。 

根据本发明的另一方面，提供了一种无线通信控制方法，为基于具备能够兼容多个通信方式进行通信的多模式控制站与能够兼容多个通信方式进行通信的多模式无线站的无线通信网络，并通过所述多模式控制站来进行的无线通信控制方法，包括以下步骤：收集步骤，收集有关与所述多个无线站之间的通信链接的信息；资源分配步骤，根据收集来的有关各个通信链接的信息，确定与所述各个无线站之间的通信链接所使用的通信资源分配，以使通过所述无线通信网络中的数据传输业务的吞吐量成为最大；以及通信控制步骤，基于确定的对各个无线站的通信资源的分配，控制取决于各通信链接的通信条件并进行通信，所述资源分配步骤包括以下步骤：基于收集的取决于各个通信链接的信息，设定表示所述无线通信网络中的总吞吐量的目标函数的步骤；基于收集的取决于各个通信链接的信息，设定与各个无线站之间的通信链接所使用的通信方式的组合、容许与各个无线站之间进行的数据传输的最大通信时间、以及基于数据传输时容许的通信质量的限制条件；以及基于设定的限制条件，检测使所述目标函数值成为最大的资源的组合的步骤。 

发明的有益效果 

根据本发明，在邻近的区域中，使用并存的多种无线通信方式的环境下，收集在各个终端站与多模式控制站之间，或者终端站之间的通信链接中的各种各样的参数，并将在各个通信链接应当使用的通信方式、传输速度或时间分配率等的资源进行分配，以使网络中的无线通信业务的总吞吐量成为最大、 或使各个无线站所受的干扰减少，从而提高系统整体的吞吐量。 

附图说明

图1是表示存在于本发明实施方式中的无线通信区域中的无线站以及干扰源的图。 

图2是表示实施方式1、2的多模式控制站的结构的方框图。 

图3是表示实施方式1、2的多模式终端站的结构的方框图。 

图4是表示多模式控制站与各个终端站进行通信时的通话时间分配例的图。 

图5是表示资源分配以及通信控制的步骤的流程图。 

图6表示IEEE802.11a标准的通信方式的接收CNR值与接收误码率(纠错解码后)的关系的示例图。 

图7表示IEEE802.11b标准的通信方式的接收CNR值与接收误码率(解扩前)的关系的示例图。 

图8是表示与多模式终端站的所需通信时间有关的特性的示例图。 

图9是表示与IEEE802.11b兼容终端站的所需通信时间有关的特性的示例图。 

图10是表示有关多模式终端站与所需通话时间的特性的另一示例图。 

图11是表示与IEEE802.11b兼容终端站的所需通信时间有关的特性的另一示例图。 

图12是表示有关吞吐量的目标函数的特性的示例图。 

图13是表示基于所确定的通信资源分配与各个终端站进行通信的动作的示例图。 

图14是表示当终端站数量N发生变化时的控制步骤的一例的流程图。 

图15是表示实施方式2的控制步骤的流程图。 

图16是表示实施方式2的控制步骤的进一步的流程图。 

图17是表示实施方式3的无线通信系统的结构的图。 

图18是表示实施方式3的校准状态下的各个无线站的发送动作的流程的图。 

图19是表示实施方式3的无线站的结构的方框图。 

图20是用来说明实施方式3的通信状态的好坏的判断方法的图。 

图21是表示干扰检测单元的结构的方框图。 

图22是表示用来检测内部干扰的结构的图。 

图23是表示用来检测外部干扰的结构的图。 

图24是表示干扰信息的内容的图。 

图25是表示实施方式3的多模式控制站的结构的方框图。 

图26是表示通信特征(profile)信息的内容的图。 

图27是表示校准状态下的无线站的动作的流程图。 

图28是表示校准状态下的多模式控制站的动作的流程图。 

图29是表示通信状态下的无线站的动作的流程图。 

图30是表示通信状态下的多模式控制站的动作的流程图。 

图31是表示校准状态下进行内部干扰测量时的各个无线站的发送/接收动作的流程的图。 

图32是表示生成通信资源改变信息时的多模式控制站的动作的流程图。 

图33是表示实施方式4的通信资源改变信息的示例图。 

图34是表示实施方式4的采取内部干扰对策的动作的流程图。 

图35是表示改变通信资源时的无线站的动作的流程图。 

图36是表示存在中继站时的无线通信系统的结构的图。 

图37是表示使用以往的多模式无线站的无线通信系统的示例图。 

具体实施方式

以下参照附图详细地说明本发明的实施方式。 

(实施方式1) 

本实施方式提案一种进行通信的方法，在比较狭窄的空间，并在控制站与多个终端站之间并存基于多种无线通信标准的无线通信方式的状态下，构筑网络的环境中，控制站收集与各个终端站之间的通信链接的通信质量和传输数据的Qos(Quality of Service)等的信息，并基于该收集的信息来确定分配给各个通信链接的通信资源来进行通信。 

图1表示用于说明本实施方式的无线通信区域中存在的无线站以及成为干扰源的机器。无线通信区域100表示多模式控制站101利用无线通信来构成网络而能够进行通信的空间范围。具体来讲，表示假定为屋内的比较狭窄规模的区域，比如类似住宅内或办公室内。在本实施方式中，作为在无线通 信区域100中多模式控制站101为构筑网络的无线站的一例，假定设置了多模式终端站102以及IEEE802.11b兼容终端站103。另外，在无线通信区域100中，作为对多模式控制站101所使用的无线方式可能产生干扰的无线站或干扰源的一例，假定还设置了其它的网络无线站104和微波炉105。也就是，其它的网络无线站104和微波炉105发射对多模式控制站101、多模式终端站102以及IEEE802.11b兼容终端站103来说的干扰波153、154。 

多模式控制站101为一种无线站，通过将无线处理功能切换成多种方式，兼容多种通信方式，同时与多个终端站之间构成网络来进行无线通信。本实施方式将在设置于无线通信区域100的、多模式终端站102和IEEE802.11b兼容终端站103的两个站之间进行无线通信的情形作为一例来示意。关于与多模式终端站102进行的无线通信，在IEEE802.11a标准和IEEE802.11b标准的两种无线通信方式之间，每次进行切换无线处理功能来进行无线通信。另外，当与IEEE802.11b兼容终端站103之间进行无线通信时，将无线处理功能切换为IEEE802.11b标准的无线通信方式来进行无线通信。 

进行如此的动作的多模式控制站101比如如图2所示，至少包括：天线1011、多模式通信单元1012、接收质量估计单元1013、资源分配控制单元1014、通信控制单元1015以及应用处理单元1016。各个部分的结构将在后面详述。 

多模式终端站102为一种进行无线通信的无线站，通过将该无线处理功能切换为多种方式来兼容多种通信方式，并且与多模式控制站101之间进行无线通信。本实施方式用兼容多模式控制站101的例子说明在兼容IEEE802.11a标准和IEEE802.11b标准的两种无线通信方式之间，每次进行切换无线处理功能来进行无线通信的情形。 

模式终端站102比如如图3所示，至少包括天线1021、多模式通信单元1022、应用处理单元1023以及通信控制单元1024。各个部分的结构将在后面详述。 

IEEE802.11b兼容终端站103为与多模式控制站101之间通过以IEEE802.11b标准为标准的无线通信方式来进行无线通信的无线站。IEEE802.11b兼容终端站的结构不会给本发明带来特别的影响，因此并不限定于此。 

其它的网络无线站104尽管为不包含于多模式控制站101构成的网络中 的无线站，但设置于对多模式控制站101可能产生干扰的位置，其构成不会给本发明带来特别的影响。在本实施方式，作为一例假定一种兼容无线电话标准的无线站，使用与IEEE802.11b标准所使用的频率相同的2.4GHz频带的ISM频带。 

微波炉105设置于无线通信区域100中，一旦使用其会对多模式控制站101产生干扰，其构成不会给本发明带来特别的影响。 

用图2详细说明多模式控制站101的结构例。 

天线1011为兼容多种无线通信标准的天线，在本实施方式中，设为兼容IEEE802.11a标准和IEEE802.11b标准的天线，由比如在5GHz频带以及2.4GHz频带的两个频带具有谐振结构的多谐振天线构成，并连接于多模式通信单元1012。 

多模式通信单元1012为能够切换无线处理功能的无线处理单元，以兼容IEEE802.11a标准和IEEE802.11b标准的两个标准。多模式通信单元1012连接着用于模拟高频信号的输出/输入的对天线1011，连接着用于接收/发送数据的输出/输入的应用处理单元1016，对接收质量估计单元1013输出接收信号，由通信控制单元1015输入用于功能改变的控制信号与有关通信动作的控制信号。本实施方式中的多模式通信单元1012，作为一例，包括：IEEE802.11a兼容模拟信号处理单元10121、IEEE802.11b兼容模拟信号处理单元10122以及可重构数字信号处理单元10123，基于用于功能改变的控制信号来选择IEEE802.11a兼容模拟信号处理单元10121与IEEE802.11b兼容模拟信号处理单元10122中的一个来动作，而且基于用于功能改变的控制信号进行改变以使可重构数字信号处理单元10123中的信号处理内容兼容预定的通信方式。 

IEEE802.11a兼容模拟信号处理单元10121连接于天线1011与可重构数字信号处理单元10123。IEEE802.11a兼容模拟信号处理单元10121将由可重构数字信号处理单元10123提供的兼容IEEE802.11a标准的发送数字信号变换成模拟信号，进行预定的频率变换、滤波处理、放大等的模拟信号处理，并将5GHz频带的模拟RF发送信号提供给天线1011。另外IEEE802.11a兼容模拟信号处理单元10121对由天线1011提供的5GHz频带的模拟RF接收信号，进行兼容于IEEE802.11a标准的预定的频率变换、滤波处理、放大等的模拟信号处理，变换成数字信号，并提供给可重构数字信号处理单元10123。 

IEEE802.11b兼容模拟信号处理单元10122连接于天线1011与可重构数 字信号处理单元10123。IEEE802.11b兼容模拟信号处理单元10122将由可重构数字信号处理单元10123提供的兼容IEEE802.11b标准的发送数字信号变换成模拟信号，进行预定的频率变换、滤波处理、放大等的模拟信号处理，并将2.4GHz频带的模拟RF发送信号提供给天线1011。另外IEEE802.11b兼容模拟信号处理单元10122对由天线1011提供的2.4GHz频带的模拟RF接收信号，进行兼容IEEE802.11b标准的预定的频率变换、滤波处理、放大等的模拟信号处理，变换成数字信号，并提供给可重构数字信号处理单元10123。 

可重构数字信号处理单元10123能够基于用于功能改变的控制信号改变信号处理的内容。可重构数字信号处理单元10123由能够通过改写比如FPGA(Field Programmable Gate Array)、DSP(Digital Signal Processor)、CPU(Central Processing Unit)、可重构处理器等的内容描述处理或程序来改变功能的装置中的一个或多个的组合来构成。本实施方式中，采用一种结构，其基于用于功能改变的控制信号，能够切换成兼容IEEE802.11a标准的处理以及兼容IEEE802.11b标准的处理。 

接收质量估计单元1013估计经多模式通信单元1012进行的接收处理的信号的接收质量，并将估计结果输出到资源分配控制单元1014。本实施方式，作为接收质量的一例，估计接收信号的载波功率对噪声功率比(以下称CNR)的值并输出。关于接收CNR的估计方法已经公开了许多方法，不管利用哪种方法都不会对本发明产生影响。 

资源分配控制单元1014利用有关多模式控制站101对网络中的各个终端站的通信链接的接收质量信息以及Qos信息，确定有关各个通信链接中使用的通信方式、传输速度以及进行通信的时间分配的资源分配，并将确定的资源分配结果提供给通信控制单元1015，并且比如由通信链接参数收集单元10141、候补方式选择单元10142以及资源分配确定单元10143构成。 

通信链接参数收集单元10141将多模式控制站101视为通信对象的终端站之间的每个通信链接中的各种参数，从接收质量估计单元1013以及应用处理单元1016中的Qos参数提取单元10161收集，并提供给候补方式选择单元10142，其动作将在后面详述。 

候补方式选择单元10142基于通信链接参数收集单元10141提供的各种参数，设定与每个终端站之间的通信链接所使用的通信方式与传输速度的组合的候补，并将设定的候补信息提供给资源分配确定单元10143，其动作将 在后面详述。 

资源分配确定单元10143基于由候补方式选择单元10142提供的各个通信链接所使用的通信方式与传输速度的组合的候补信息，确定各个通信链接所使用的通信方式与传输速度的组合以及用于通信的时间分配率，并将确定的信息提供给通信控制单元1015，其动作将在后面详述。 

通信控制单元1015基于由资源分配控制单元1014提供的有关资源分配信息，将用于功能改变的控制信号与通信动作的控制信号提供给多模式通信单元1012。 

应用处理单元1016进行包括以与存在于网络中的各个终端站之间的数据传输的应用层的高层的所有处理。应用处理单元1016被输入由多模式通信单元1012输出的接收数据，生成向各个终端站发送的高层的发送数据，并且输出到多模式通信单元1012。本实施方式的应用处理单元1016包括Qos参数提取单元10161，其从有关在各个终端站之间发送的应用数据信息中，提取上述应用传输中的Qos参数等的参数，并将该参数提供给信息资源分配控制单元1014。 

用图3详细说明多模式终端站102的结构例。 

天线1021为兼容多种无线通信标准的天线，在本实施方式中与多模式控制站101中的天线1011具有相同的结构。 

多模式通信单元1022为能够切换无线处理功能的无线处理单元，以兼容IEEE802.11a标准和IEEE802.11b标准的两个标准，连接着用于模拟高频信号的输出/输入的天线1021，连接着用于接收/发送数据的输出/输入的应用处理单元1023，由通信控制单元1024输入用于功能改变的控制信号与有关通信动作的控制信号。本实施方式的多模式通信单元1022作为一例，由IEEE802.11a兼容模拟信号处理单元10221与IEEE802.11b兼容模拟信号处理单元10222以及可重构数字信号处理单元10223构成，并基于用于功能改变的控制信号，选择IEEE802.11a兼容模拟信号处理单元10221与IEEE802.11b兼容模拟信号处理单元10222中的一个而动作。 

IEEE802.11a兼容模拟信号处理单元10221、IEEE802.11b兼容模拟信号处理单元10222以及可重构数字信号处理单元10223可以分别由与多模式控制站101中的相同名称的结构要素相同的结构来构成。 

应用处理单元1023进行包括以与多模式控制站101之间的数据传输的应 用层的高层的所有处理。应用处理单元1023被输入来自多模式通信单元1022的接收数据，生成向多模式控制站101发送的高层的发送数据，并且输出到多模式通信单元1022。应用处理单元1023包括通信链接设定信息提取单元10231，通过该通信链接设定信息提取单元10231，提取由多模式控制站101通知的、包括有关通信链接151所使用的通信方式的信息的设定信息。 

通信控制单元1024基于由应用处理单元1023提供的有关通信链接151的设定信息，将用于功能改变的控制信号以及通信动作的控制信息提供给多模式通信单元1022。 

本实施方式中，当多模式控制站101与设置于网络中的N个终端站进行通信时，如图4所示，设对所有的通信对象终端站逐个地按顺序分配通信时间并进行通信，并将对所有的N个终端站逐个进行的通信结束为止的时间定义为资源分配周期Ta。多模式控制站101设定Ta＝N×Ta0(秒)，并确定对Ta(秒)内的各个终端站的通信时间的分配Tfn。在图4中，第一个例子示意了：在与各个终端站之间的通信链接中，当使用IEEE802.11a的标准的通信链接与使用IEEE802.11b的标准的通信链接并存时进行资源分配的状况。该情形下，当从使用IEEE802.11a的标准的通信链接切换到使用IEEE802.11b的标准的通信链接时，由多模式控制站101的多模式通信单元1012进行功能切换的时间需要Tr1。另外，在各个通信链接用于链接建立的时间需要Tsn。另一方面，第二个例子示意了：当对与所有的终端站之间的通信链接选择IEEE802.11b标准并进行资源分配时的状况。该情形下，因为多模式控制站101在切换与各个终端站的通信链接时，无需改变多模式通信单元1012的功能，所以Trn＝0，也就是只需要用于链接建立的时间Tsn。另外，设定当上述那样在分配给终端站的时间内未将应当发送给终端站的数据容量发送完毕时，在下次的资源分配周期对剩余的数据容量进行资源分配。本实施方式中，以作为通信对象的终端站为多模式终端站102与IEEE802.11b兼容终端站103的两个的情形(N＝2)为例，假设Ta＝2×0.5秒＝1秒。另外，以下将n＝1的终端站表示为多模式终端站102，将n＝2的终端站表示为IEEE802.11b兼容终端站103。 

将网络中使用的通信方式的集合表示为S＝{s1，s2，...，sn}，则本实施方式作为一例S＝{s1，s2}，其中s1表示IEEE802.11a标准，s2表示IEEE802.11b标准。将与各个终端站的之间的通信链接所使用的通信方式的组合的集合表 示为M＝{m1，m2，...，mi}，则mi＝(与终端站1之间的通信链接所使用的通信方式，与终端站2之间的通信链接所使用的通信方式，...，与终端站N之间的通信链接所使用的通信方式)。本实施方式中，可以表现m1＝(S1，S2)，m2＝(S2，S2)的两种组合。也就是，组合m1表示在与多模式终端站102之间的通信链接中使用IEEE802.11a，在与IEEE802.11b兼容终端站103之间的通信链接中使用IEEE802.11B的情况；组合m2表示在与多模式终端站102之间的通信链接、在与IEEE802.11b兼容终端站103之间的通信链接中都使用IEEE802.11b的情况。 

如上述那样构成的无线通信区域100中，多模式控制站101在由多个终端站102、103构成的网络中，对各个终端站102、103通过下述进行无线数据传输时，作为进行有关通信的资源分配的动作的一例，在下面利用图4到图14加以说明。在此，本实施方式中，对与各个终端站之间的通信链接分配资源相当于：确定在与各个终端站之间的通信链接中所使用的通信方式以及传输速度，以及确定在各个通信链接中进行通信的时间分配。 

以下，根据图5的流程图来说明通信控制的步骤。 

(步骤1) 

多模式控制站101在通信链接参数收集单元10141中，首先收集与作为通信对象的终端站n(n＝1，2)进行通信的各个通信链接的现状的参数，即以下所示的参数。 

·通信链接质量(CNR_n，mi：作为接收CNR值的一例使用) 

·容许QoS参数(Pe_{max_n}：作为容许最大比特误码率的一例使用) 

·所需通信时间容许最大值(Tt_{max_n}) 

·未发送数据量(D_n) 

·所需模式切换时间(Tr_n，mi) 

·所需链接连接时间(Ts_n，mi) 

作为通信链接质量，多模式控制站101与各个终端站n之间的通信链接中的接收CNR值由接收质量估计单元1013估计并提供。在此，作为在各个通信链接所使用的通信方式，具有如上述的m1和m2的两种组合，为了分别表示而将n，mi附加于变量。在与多模式终端站102之间的通信链接中，有使用IEEE802.11a(S1)和IEEE802.11b(S2)的两种通信方式的可能，接收质量估计单元1013估计利用每个通信方式进行通信时的接收质量，并得到以下 的参数。在此，假设用于说明本实施方式的动作的一例的值。 

CNR_1，m 1...[与多模式终端站102之间的通信链接(n＝1)中通过IEEE802.11a进行通信时的接收CNR估计值] 

CNR_1，m 2...[与多模式终端站102之间的通信链接(n＝1)中通过IEEE802.11b进行通信时的接收CNR估计值] 

CNR_2，m 1＝CNR_2，m 2...[与IEEE802.11b兼容终端站103之间的通信链接(n＝2)中通过IEEE802.11b进行通信时的接收CNR估计值] 

在此，如此获得的各个通信链接中的接收CNR估计值，一般来讲，多模式控制站101与各个终端站之间的距离离得越远，发送电磁波的空间传播损失量就会越大，该接收CNR估计值则会越低，相反距离离得越近，上述空间传播损失量就会越小，而该接收CNR估计值则会越高。另外，在无线通信区域100中，邻近多模式控制站101而设置的其它网络无线站104，通过同一个频带进行无线发送，以及微波炉104动作并放射出达到不能忽视的程度的无用放射的状况下，该发送信号以及无用放射作为在同一信道中的干扰波成分并存，相当于增加了噪声成分的功率，由此接收CNR估计值会降低。另外，CNR值的估计在各个通信链接之间定期地进行就可以，比如可以利用过去进行数据传输时的接收信号来估计接收CNR值并存储，也可以在不进行数据业务通信时，请求终端站发送用于估计接收CNR值的信号，并利用其来估计接收CNR值并存储。 

容许QoS参数为表示与各个终端站进行数据传输时所容许的服务质量的参数，在此作为一例，将数据传输时容许的最大比特误码率Pe_{max_n}作为容许QoS参数，并设由应用处理单元1016中的Qos参数提取单元10161提供，从而加以说明。 

所需通信时间容许最大值Tt_{max_n}为表示向各个终端站发送数据所需时间Tt的容许最大值的参数。关于该参数，也假设由应用处理单元1016中的Qos参数提取单元10161提供而加以说明。 

未发送数据量D_n为表示应当向第n个终端站通信的数据量的参数，作为未发送数据量D_n，根据由应用处理单元1016提供的向第n个终端站通信的应用的未发送数据量，将该未发送数据通过兼容于预定的通信方式的编码和帧结构进行处理时所生成的总数据量计算出来。关于该参数，也假设由应用处理单元1016中的Qos参数提取单元10161提供而加以说明。 

当各个通信链接所使用的通信方式的组合为mi，所需模式切换时间Tr_n，mi为表示多模式控制站101与第n个终端站进行通信时切换多模式通信单元1012的通信功能所需的时间的参数。在此，作为切换通信动作模式所需的时间包括，比如在多模式通信单元1012中，为了改变该功能而读入所需的程序和设定数据的时间，和再次启动所需的时间等，进而包括源于模拟信号处理单元的合成器的振荡频率的收敛时间以及由于滤波器的时间常数而产生的输入/输出延迟时间等。本实施方式中，与多模式终端站102之间的通信链接中，使用IEEE802.11a方式或是IEEE802.11b方式，会导致各个通信链接中所需模式切换时间的不同。而且，根据上一次分配的与终端站之间的通信链接所使用的通信方式，无需进行模式切换本身的情形也存在，在该情形Tr_n，mi为[0]。 

比如，与多模式终端站102之间的通信链接151中，利用IEEE802.11a的方式时(各个通信链接的通信方式的组合相当于m1)，多模式控制站101在通过通信链接151和通信链接152进行通信时需要切换通信功能。在此，将功能切换所需时间假设为10毫秒，则 

Tr_1，m1＝10毫秒 

Tr_2，m2＝10毫秒 

相对于此，当通信链接151、152都利用IEEE802.11b的方式进行通信时(各个通信链接的通信方式的组合相当于m2)，通过通信链接151和通信链接152进行通信时无需切换通信功能。 

Tr_1，m2＝0秒 

Tr_2，m2＝0秒 

所需链接连接时间Ts_n，mi为表示在与第n个终端站进行通信时，连接该通信链接时所需的时间的参数。在此，作为连接通信链接时所需的时间，包括比如控制站在发送分组前应当进行的载波检测以及发送待机时间，与接收/发送发送数据通信前的所谓RTS((Request To Send)和CTS(Clear To Send)等的用于控制的分组所需的时间。本实施方式中，在与终端站之间，利用以IEEE802.11a标准为标准的通信方式时、以及利用以IEEE802.11b标准为标准的通信方式时，所需链接连接时间Ts_n，mi的值不同。在此，作为一例假设成为以下所示的参数的情形。 

Ts_1，m1＝0.5毫秒(IEEE802.11a的链接连接时间的一例) 

Ts_2，m1＝1毫秒(IEEE802.11b的链接连接时间的一例) 

Ts_1，m2＝Ts_2.m2＝1毫秒(同上) 

关于所需模式切换时间Tr_n，mi与所需链接连接时间Ts_n，mi的值，当能够根据所使用通信链接以及通信方式事先预测时，可以预先将其存储于通信链接参数收集单元10141并读出。不能预测和基于状况每次都发生变化时，每次都更新参数。 

包括上述所示的值的一例，作为通信链接参数收集单元10141所收集的参数的一例，假设收集到如下的值的情形，按以下的步骤加以说明。 

关于多模式终端站102(n＝1)与通信链接151收集的参数： 

·D₁＝100兆字节 

·Pe_{max_1}＝1.0E-06 

·Tt_{max_1}＝160秒 

·CNR_1，m1＝17dB 

·Tr_1，m1＝10毫秒 

·Ts_1，m1＝0.5毫秒 

·CNR_1，m2＝17dB 

·Tr_1，m2＝0秒 

·Ts_1，m2＝1毫秒 

关于与IEEE802.11b兼容终端站103(n＝2)之间的通信链接152所收集的参数： 

·D₂＝100兆字节 

·Pe_{max_2}＝1.0E-05 

·Tt_{max_2}＝240秒 

·CNR_2，m1＝CNR_2，m2＝20dB 

·Tr_2，m1＝10毫秒 

·Ts_2，m1＝1毫秒 

·Tr_2，m2＝0秒 

·Ts_2，m2＝1毫秒 

(步骤2) 

在上述(步骤1)中，基于由通信链接参数收集单元10141收集的与各个终端站之间的通信链接的各种参数，候补方式选择单元10142选择各个通 信链接所使用的通信方式以及传输速度等的设定规范的候补的组合，并提供给资源分配确定单元10143。具体来讲，候补方式选择单元10142从各个通信链接的接收CNR值CNR_n，mi和Pe_{max_n}中，选择各个通信链接所使用的通信方式以及传输速度的候补的组合。在进行选择时，有关对如图6以及图7所示的接收CNR的接收误码率(Pb_n)的特性的数据被预先存储于多模式控制站101中，根据该数据在取决于当前的接收CNR值的接收质量环境下，选择能够满足容许最大比特误码率Pe_{max_n}的最大的传输速度B_n，进一步求出此时估计的比特误码率Pe_n。 

比如，在与多模式终端站102之间的通信链接151中，作为通信方式有从IEEE802.11a和IEEE802.11b的两种的通信方式中选择的可能，对每个通信方式都设定成为候补的传输速度B_n以及估计的比特误码率Pe_n。首先当选择以IEEE802.11a为标准的通信方式时(相当于m1)，如步骤1假设的那样，CNR_1，m1为17dB时，根据如图6所示的数据，使误码率成为最大容许比特误码率Pe_{max_1}以下的最大传输速度的模式为36Mbps，此时作为比特误码率Pe_1，m1估计约为1e-10的值。 

接下来，当选择以IEEE802.11b为标准的通信方式时，因为CNR_1，m2为15dB，根据图7所示的数据，使误码率成为最大容许比特误码率Pe_{max_1}以下的最大传输速度为5.5Mbps的传输模式，此时作为比特误码率Pe_1，m2估计约为1e-7的值。 

同样地，因为与IEEE802.11b兼容终端站103之间的通信链接152中，使用的通信方式只有IEEE802.11b，如步骤1假设的那样，CNR_2，mi为20dB时，误码率为最大容许比特误码率Pe_{max_2}以下的最大传输速度B₂根据图7为11Mbps，此时作为比特误码率Pe_2，mi估计约为1e-07位数的值。 

像这样，候补方式选择单元10142将成为与多模式终端站102之间的通信链接151以及与IEEE802.11b兼容终端站103之间的通信链接152的候补的通信方式以及传输速度，分别按照下述选择。 

(通信方式的组合：m1) 

·通信链接151： 

通信方式：IEEE802.11a 

传输速度B₁：36Mbps 

比特误码率Pe_1，m1：约1E-10 

·通信链接152： 

通信方式：IEEE802.11b 

传输速度B₂：11Mbps 

比特误码率Pe_2，m1：约1E-7 

(通信方式的组合：m2) 

·通信链接151： 

通信方式：IEEE802.11b 

传输速度B₁：5.5Mbps 

比特误码率Pe_1，m2：约1E-7 

·通信链接152： 

通信方式：IEEE802.11b 

传输速度B₂：11Mbps 

比特误码率Pe_2，mi：约1E-7 

(步骤3) 

资源分配确定单元10143利用在候补方式选择单元10142中，通过步骤2的处理所选择的各个通信链接所使用的通信方式、传输速度以及估计的误码率，首先设定表示通过下式来定义的网络中的每个资源分配周期的吞吐量的目标函数Z_mi。 

式1 

$Z_{\mathrm{mi}}=\{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{B}_{n,\mathrm{mi}}\×({\mathrm{Tf}}_{n,\mathrm{mi}}-({\mathrm{Tr}}_{n,\mathrm{mi}}+{\mathrm{Ts}}_{n,\mathrm{mi}}))\×(1-{\mathrm{Pe}}_{n,\mathrm{mi}})\}/\mathrm{Ta}...\left(1\right)$ 在此，当各个通信链接中所使用的通信方式的组合为mi时，式(1)中的Tf_n，mi表示分配给与终端站n之间的通信的时间。另外在式(1)中，分子项表示网络中每一个资源分配周期中的传输不发生比特差错的总数据量。本发明的一个特征就是，在计算该数据传输量时，考虑所需功能切换时间与所需链接连接时间表示的数据传输以外所需的时间的项。 

另一方面，作为求出式(1)中的目标函数的最佳值时的限制条件式，设定下式。 

式2 

mi∈S    …………(2) 

式3 

$(I_{n,\mathrm{mi}}-1)\×\mathrm{Ta}+{\mathrm{Tf}}_{n,\mathrm{mi}}\≤{\mathrm{Tt}}_{{\max }_n}...\left(3\right)$

式4 

为比x大的最小的整数 

式5 

${\mathrm{Pe}}_{n,\mathrm{mi}}\≤{\mathrm{Pe}}_{{\max }_n}...\left(5\right)$

式(4)虽然计算发送完所有的数据所需的反复发送的次数，但也考虑了数据传输以外所需的时间，即所需模式切换时间Tr和所需链接连接时间Ts的项。 

(步骤4) 

资源分配确定单元10143基于在步骤3设定的根据式(2)到式(5)的限制条件式，确定各个通信链接中所使用的通信方式的组合mi、传输速度B_n以及时间分配Tf_n，mi，使在式(1)定义的有关每个资源分配周期的吞吐量值的目标函数Z_mi成为最大。具体来讲，能够根据以下的步骤来确定。 

资源分配确定单元10143首先对各个通信链接中所使用的所有的通信方式的组合，进行是否满足限制条件的式(5)的判断。也就是，当为本实施方式假设的条件时，分别对满足限制条件式(4)的m1和m2以及与终端站进行通信的通信链接n，进行是否满足限制条件的式(5)的判断。比如，各个通信链接所使用的通信方式的组合为m1时，与多模式终端站102进行的通信的所需通信时间具有如图8所示的特性。另外，IEEE802.11b兼容终端站103的所需通信时间具有如图9所示的特性。另一方面，各个通信链接所使用的通信方式的组合为m2时，与多模式终端站102进行的通信的所需时间具有如图10所示的特性。另外，与IEEE802.11b兼容终端站103进行的通信的所需通信时间具有如图11所示的特性。在图8到图11中，纵轴表示所需通信时间，横轴表示目标函数式(1)的、对多模式终端站102(n＝1)的通信分配时间Tf_1，m 1和对IEEE802.11b兼容终端站103(n＝2)的通信分配时间Tf_2，m 1的比R＝Tf_1，mi/Tf_2，mi。 

根据图8以及图9当各个通信链接所使用的通信方式的组合为m1时，对多模式终端站102或是IEEE802.11b兼容终端站103的任何终端站，不受时间分配率R的影响都不超过所需通信时间容许最大值Tt_{max_n}，所以在所有的范围内都能够进行时间分配。另一方面，各个通信链接所使用的通信方式的组合为m2时，关于与IEEE802.11b兼容终端站103的通信，因为不受时 间分配率R的影响不超过所需通信时间容许最大值Tt_{max_2}＝240秒，所以所有的时间分配率的设定都可能；但是关于与IEEE802.11b兼容终端站103的通信，当时间分配率R不到1.2时，在所需通信时间容许最大值Tt_{max_1}＝160秒内不能完成通信。因此，能够得到限制条件：时间分配率R＝Tf_1，mi/Tf_2，mi≤1.2。 

如上所述，求出有关时间分配率R的限制条件，然后对于各个通信链接所使用的通信方式的组合m1、m2的两种组合，计算出目标函数式(1)即可得到如图12的特性。在图12中，纵轴表示网络中的每个资源分配时间的吞吐量值，在根据限制条件得到的范围中能够得到的最大的吞吐量的是，通信方式的组合为m1且使时间分配率R约等于1.2时，可以得知此时能够获得约20Mbps的吞吐量。因为假设资源分配周期Ta＝1秒，所以确定的时间分配为：分配给与多模式终端站102之间的通信链接的时间分配约为Tf_1，m1＝545毫秒，分配给与IEEE802.11b兼容终端站103之间的通信链接的时间分配约为Tf_2，m1＝455毫秒。 

像上述那样，由资源分配确定单元10143确定的各个通信链接所使用的通信方式S、传输速度B_n，mi、时间分配率Tf_n，mi的信息，提供给通信控制单元1015。 

(步骤5) 

通信控制单元1015利用由资源分配确定单元10143确定并提供的各个通信链接所使用的有关通信方式S、传输速度B_n，mi以及时间分配率Tf_n，mi的信息，将通信功能的切换控制信号201和通信动作的控制信号202输出到多模式通信单元1012。 

具体来讲，根据在步骤4的资源分配的确定，使用如图13所示的时间分配进行通信，在图中箭头表示的定时，功能的切换控制信号和通信动作的控制信号输出到多模式通信单元1012，基于这些信号，进行可重构数字信号处理单元10123的功能切换，以及IEEE802.11a兼容模拟信号处理单元10121与IEEE802.11b兼容模拟信号处理单元10122的切换。 

根据以上的结构以及动作，在网络中的多个终端站利用多种通信方式与多模式控制站101进行通信时，收集表示各个通信链接的状况的参数。基于该参数来确定通信资源分配以使在每个资源分配周期吞吐量成为最大。基于该确定结果进行与各个终端站的通信控制并通信，由此能够提供网络中的业 务的总吞吐量。另外，因为能够有效地利用环境中的无线通信资源，能够减低与存在于邻近区域的其它网络之间的互相干扰。 

另外，本实施方式中使用的各个参数，无需一定使用上述具体例子所使用的，只要是表示与每个参数相同的指标，使用根据其它定义的参数也可以。比如，说明了作为容许QoS参数的容许最大比特误码率Pe_{max_n}的情形，并不限定于此，比如定义容许最大分组差错率Pe_{max_n}，以便定义估计的分组差错率Ppe_n，mi来代替在各个通信链接中估计的比特误码率Pe_n，mi也可以。此时，在步骤2，根据图6、图7的特性数据来求出传输速度和估计的分组差错率Ppe_n，mi以及在求出步骤3的式(1)的值时，使用表示分组差错率Ppe_n，mi来代替比特误码率Pe_n，mi。此时，分组差错率Ppe_n，mi能够比如根据接收比特误码率Pe_n，mi，通过如下式所示的换算式来换算而求出。另外，在下式中l表示构成1个分组的比特数。 

式6 

$P_{{\mathrm{pe}}_{n,\mathrm{mi}}}=1-{(1-{\mathrm{Pe}}_{n,\mathrm{mi}})}^l...\left(6\right)$

另外在步骤3和步骤4中，计算目标函数和限制条件式时，说明了利用在各个通信链接估计的比特误码率Pe_n，mi而进行运算的情形，并不仅限于此，比如当估计的误码率为非常小的值时，在运算时将其近似为“0”来减轻运算量也可以。 

另外，作为表示通信链接的质量的参数，估计并使用接收CNR值，但是本发明并不只限于此，只要是表示通信链接的质量的参数使用其它的值也可以。比如，估计和使用接收载波功率对干扰波功率的比(CIR)也可以，求出接收数据的比特误码率(BER)和分组差错率(PER)也可以。 

另外，上述实施方式中，说明了使多模式通信单元1012采用包括：IEEE802.11a兼容模拟信号处理单元10121、IEEE802.11b兼容模拟信号处理单元10122以及可重构数字信号处理单元10123的结构的情形，本发明并不只限于此，只要多模式通信单元1012具有使无线处理功能的改变所需的控制信息以及通信动作所需的控制信息能够恰当地从外部提供并控制的结构就可以，该详细的结构内容以及设计规范对本发明并不产生影响。 

另外使天线1011和天线1021都采用了多谐振型的结构，本发明并不只限于该结构。只要能够兼容应当兼容的多种通信方式所利用的无线频带的结构的话，采用其它结构也可以。但是，在采用通过切换天线的结构来切换兼 容频带的结构时，当上述切换所需的时间与多模式通信单元的切换功能所需时间Tr相比而不能忽视时，在估计上述Tr时有必要将上述天线的兼容频带切换所需时间考虑进去。另外，使天线1011和天线1021采用了相同的结构，但是不一定必须使控制站与终端站采用相同的天线结构，只要满足用来兼容不同通信方式的所需技术条件的话，该详细结构不同也可以。 

另外，上述实施方式中，说明了从多模式控制站到各个终端站的下行链接的通信资源分配时的结构以及动作例，本发明并不只限于下行链接，也能够使用于上行链接。此时，只要将从各个终端站的通信请求以及所请求的通信所需的容许QoS参数，由多模式控制站暂时收集后，对各个通信链接确定通信资源分配，并进行将确定的控制信息经由下行链接提供给各个终端站的控制的话，也能将本发明实行于上行链接。 

另外在本实施方式中，说明了作为限制条件利用式(2)到式(5)的情形，但是没有必要一定使用所有的限制条件式，根据适用的系统和服务内容省略一部分限制条件也可以。反之，根据适用的系统和服务内容追加其它的限制条件式来求最佳解也可以。比如，当需要提供类似将动态图像通过网络内进行数据流传输的服务的情形下，可以定义作为有关最低限应该保证的数据传输速度和容许最大传输延迟时间的参数并且将其设为限制条件，并在求出最佳解时追加于式(2)到式(5)也可以。 

而且在上述实施方式中，为了简化说明，将作为多模式控制站101的通信对象的终端站的数目假设为2来说明，本发明并不只限于该终端站的数目，终端站的数目为3或3以上的数目也可以。但是，当终端站的数目增加时，能够选择的通信方式的组合M的要素数也随之增加，计算限制条件和目标函数时的组合也随之增加，运算量也会增加。像这样，在对包括多个参数的状态下的目标函数，求出满足限制条件的最佳解的方法中，能够适用基于线性规划法、非线性规划法和动态规划法(dynamic programming)等的数学规划法的解法，而且能够通过所谓蚁群算法和基因算法求出最佳解来进行通信控制。 

在此，对假设终端站的数目为N，并且利用分配给各个终端站的通信时间的分配率a_n的最优化的动态规划法的情形的实施方式加以说明。此时的目标函数f_N(k_N)能够通过式(7)、式(8)以及式(9)来表示，最优化的限制条件能够通过式(10)来表示。而且，将最低限应当保证的传输速度导入限 制条件时，将式(11)作为限制条件追加即可。 

式7 

$f_N\left(k_N\right)=\max \left[{\mathrm{TH}}_N\right],k_N=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_n=1...\left(7\right)$

式8 

${\mathrm{TH}}_N=\left\{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{th}}_n\left(a_n\right)\right\}/T_a...\left(8\right)$

式9 

th_n(a_n)＝B_n×(1-Pe_n)×{T_a×a_n-(Tr_n+Ts_n)}      …………(9) 

式10 

$\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_n=1(a_n>({\mathrm{Tr}}_n+{\mathrm{Ts}}_n)/T)...\left(10\right)$

式11 

tg_n(a_n)/(T×B_n)＞B_n min        …………(11) 

在此，a_n表示分配给与终端站n之间的通信链接的通信时间分配率，k_N表示分配给N个终端站的通信时间分配资源，th_n表示与终端站n之间的通信链接的通信吞吐量，TH_N表示网络中的所有通信链接的总吞吐量。 

此时，根据最优化原理，式(7)能够通过像式(12)那样的函数递归方程式来表示。 

式12 

$\left\{\begin{array}{cc}{f}_n\left(k_n\right)=\max [{\mathrm{th}}_n\left(a_n\right)+f_{n-1}(k_n-a_n)],& (n=\mathrm{2,3},...,N)\\ f_1\left(k_1\right)=\max \left[{\mathrm{th}}_1(a_{1)}\right],& a_1=k_1\end{array}\right....\left(12\right)$

关于求出对如此表示的目标函数的最佳解的步骤，比如长尾智晴(Nagao Tomoharu)著的《最优化算法》(《optimum algorithm》)(昭晃堂(Shokodo)，2000年)第38～52页上记载着同样的步骤的一例，基于该步骤能够导出最佳解。 

如上所述，在终端站的数目N为3或3以上的情形下，能够通过动态规划法来求出分配给与各个终端站进行的通信的时间分配率的最佳解，以进行通信控制。 

另外，本发明也能够适用于：当多模式控制站101进行通信时，被当作数据传输的对象的终端站的数目N发生变化的情形。在该情形，只要在每次经过通信资源分配周期时，比如基于如图14所示的控制流程，改变作为资源分配对象的终端站数目即可。 

简单说明图14的控制流程。首先，在步骤11进行将终端站数N复位为“0”的启动处理，接下来在步骤12掌握终端站数N。然后通过进行在图5说 明了的步骤1来收集与各个终端站进行通信的通信链接参数，并转移步骤13。在步骤13进行终端站数N是否为“0”的判断，当终端站数N为0时，结束处理。于此相对，当终端站数N不为“0”时，在步骤14，判断终端站数N是否与上次相同，且判断CNR是否与上次相同，当其中一个与上次不同时，通过进行在图5说明了的步骤2～4，重新分配通信资源后，处理转移步骤5进行在图5说明了的根据分配条件的与各个终端站的一周期的通信。于此相对，当在步骤14得到肯定的结果时，则不进行步骤2～4，在步骤5进行根据上次分配条件的与各个终端站的一周期的通信。接下来在步骤15，将终端站数N和CNR设定为新值，并回到步骤12。 

(实施方式2) 

在本实施方式中，进一步对有关通信控制的以下的实施方式进行说明：在实施方式1中进行通信控制以使网络的通信吞吐量值成为最大时，网络内的成为进行数据传输对象的终端站的数目N发生变化，和将多模式控制站与多个多模式终端站之间的各个通信链接所使用的通信方式进行动态切换。网络的结构基本上与实施方式1所示的图1以及将其进一步一般化的图37的结构相同。与实施方式1的不同之处在于：多模式控制站10中的控制单元11的通信时间分配中的控制内容，下面对该控制内容进行说明。 

图15为表示在本实施方式中的控制单元11进行通信时间分配的控制时的控制流程图。另外，在本实施方式中，将存在于网络的所有终端站数表示为N，其中具有多模式功能的终端站数表示为Ns。另外，将与各个终端站n之间的通信链接的通信质量表示为CNRn。而且，关于每个控制参数，将上次的控制处理循环时使用的参数值附加’(单引号)的变量来存储。 

(步骤11) 

将有关系统的通信控制的各种参数初始化。具体来讲，作为参数将N’、Ns’、CNRn’初始化为“0”的动作包含于该步骤。 

(步骤12) 

掌握在多模式控制站10的管理下的终端站中需要进行数据传输的所有的终端站数N和具有多模式功能的终端站数Ns。 

(步骤13) 

与在实施方式1说明的图5的步骤1中的动作相同，由多模式控制站101中的通信链接参数收集单元10141，收集有关与需要进行数据传输的终端站n 各个通信链接的各种参数。 

(步骤14) 

判断需要进行数据传输的终端站数N是否残存，即N是否为“0”。当为“0”时，结束一系列的通信控制。当不为“0”时，进入步骤15。 

(步骤15) 

对需要进行数据传输的终端站数N、其中具有多模式功能的终端站数Ns、与各个终端站n之间的通信链接的质量值CNRn是否与上次的控制处理循环时一样进行比较判断，即通过与存储的N’、Ns’、CNRn’进行比较来判断。当所有的参数都一样时，因为无需改变上次的与各个终端站之间的通信链接所选择的通信方式和通信分配时间，所以跳过步骤16到步骤19，直接转移步骤20的动作。在上述判断中，在某一个参数不同时，因为通信条件发生变化，所以需要改变通信控制内容，转移步骤16。 

(步骤16) 

基于由通信链接参数收集单元10141收集的与各个终端站之间的通信链接的各种参数，由候补方式选择单元10142对各个通信链接可能选择的所有的通信方式分别确定传输速度。具体来讲，基于各个通信链接的每个通信方式的CNR估计值，确定满足发送数据的容许最大误码率的条件的最高传输速度。 

(步骤17) 

候补方式选择单元10142进一步对每个与各个多模式终端站之间的通信链接，在上述步骤16中，从传输速度被确定的多个通信方式的候补中选择可以得到最高传输速度的通信方式。由此，通过步骤16和步骤17，确定与各个终端站之间的通信链接所使用的通信方式和传输速度。 

另外，本步骤在控制处理循环中第二次及其之后的实施时，也可以进行如下的处理来选择性地切换与各个终端站之间的通信链接所使用的通信方式。也就是，具有在每单位时间发送传输数据量Dn的请求的终端站n，在能够将通信方式从X(传输速度B_X)切换为其它的通信方式Y(传输速度B_Y)的状况下，多模式终端站n只在满足式(13)式时才切换通信方式。也就是，比起通过正在使用的通信方式X的传输速度B_X来进行对未发送数据量通信时的所需时间来，以通信方式Y的传输速度B_Y发送时的所需时间短时，才确定切换通信方式，即使将多模式终端站与多模式控制站的通信功能切换为 其它通信方式Y时需要模式切换时间Tr也是如此。 

式13 

$\frac{D_n}{B_m}+T_r<\frac{D_n}{B_A}...\left(13\right)$

另外，当进行通信控制的网络中利用通信方式Y来通信的终端站至少有一台以上时，将式(13)中的Tr设为“0”也可以。 

(步骤18) 

资源分配确定单元10143利用由候补方式选择单元10142在上述步骤16、步骤17确定的各个通信链接所使用的通信方式、传输速度以及估计的误码率，设定通过式(7)、式(8)、式(9)表示的目标函数，以及通过式(10)、式(14)表示的限制条件式。其中，除了式(14)，其它都与在实施方式1中使用的相同。式(14)表示了限制条件式，其基于在每个与各个终端站进行数据传输时的通信时间分配周期T_a应当传输的数据量D_n，应当分配的有关通信时间的分配率的下限值。 

式14 

$a_n\&GreaterEqual;a_{\min \_n}=\frac{D_n}{B_n\&times;T_a}...\left(14\right)$

另外，在网络中，假设与选择了相同通信方式的终端站的通信尽可能地继续，在多模式控制站中不发生不必要的模式切换时间Tr_n。 

(步骤19) 

资源分配确定单元10143基于限制条件式来求解在步骤18设定的目标函数，以使总吞吐量成为最大，并确定分配给各个终端站n的通信时间分配率a_n。具体来讲，与实施方式1相同，将目标函数通过如式(12)所示的函数递归方程式来表示，通过将其基于动态规划法来求解，而确定使吞吐量成为最大的通信时间分配率a_n。 

(步骤20) 

基于在步骤19确定的与各个终端站的通信时间分配率a_n，进行与各个终端站n之间的数据传输。 

(步骤21) 

将在本控制处理循环使用的各个参数复制成用于存储的变量，并处理转移到作为下一个的控制处理循环(步骤12)。 

根据以上的通信控制动作，不仅能够获得与实施方式1相同的效果，而且在网络中进行数据传输的对象的终端站的数目N和其中的多模式终端站的 数目Ns发生变化时，以及在多模式控制站与多个多模式终端站之间的各个通信链接的质量发生变化时，能够每次根据当时的状况恰当地、动态地进行与各个终端站进行通信的通信时间分配，从而提高网络内的业务的总吞吐量。 

另外，作为本实施方式的通信控制的流程图，将如图15所示的控制流程作为一例来示意，本发明并不只限于该控制流程图的内容，只要基于主要内容即使流程图不同也可以。另外，步骤13与步骤14的顺序颠倒过来也可以。另外，在步骤15中，不一定必须监测网络内的所有终端站数N、多模式终端站的数目Ns、通信链接质量CNR的所有的参数，进行控制使比如只在所有终端数N和多模式终端站的数目Ns发生变化时，才进行通信的重新设定；相反，还可以进行控制，使除了N、Ns、CNR以外，当容许差错率的请求条件和通信时间分配周期Ta发生变化时，也进行通信的重新设定。 

另外，与存在于网络内的终端站进行的通信，不一定根据确定的通信时间分配率一次都传输完，还可以进行控制，使比如将分配的通信时间在周期中T_a分成多个块来传输。由此，在有关比如通信时的延迟时间的请求条件比较严的数据传输时也能够适用。 

进一步讲，作为在存在于网络的多模式控制站与多个多模式终端站之间的各个的通信链接传输的数据，比如如动态图像或语音的实时传输那样具有时间限制条件的通信链接与不具时间限制条件的通信链接并存的状况下，进行通信控制将上述具有时间限制条件的通信链接与不具时间限制条件的通信链接分成不同的组，对每个组进行通信时间分配。具体来讲，由多模式控制站10的控制单元11基于比如图16所示的流程图来进行通信控制即可。有关在图16中标上与图15相同的步骤号码的步骤的动作，基本上为进行与如上所述在本实施方式说明了的相同动作的步骤。与所述通信控制动作不同之处在于设置了步骤31到步骤34，下面对每个步骤的动作进行说明。 

(步骤31) 

基于需要在网络内向各个终端站进行数据传输的传输数据是否具有时间限制条件来分成2个组，所谓时间限制条件包括比如动态画像或语音的实时传输那样的容许传输延迟和传输容量的变动范围。 

(步骤32) 

与图15中的步骤16与步骤17中的动作相同地确定在网络内的与各个终端站之间的通信链接所使用的传输速度与通信方式。 

(步骤33) 

根据在步骤31被分组成具有时间限制的各个通信链接的通信条件，在与所有终端站的通信时间分配周期T_a中，确定对于具有时间限制的终端站的通信可用时间T_a0与通信中断可用时间。其中，将通信中断可用时间作为对于不具有时间限制的终端站的通信可用时间T_a1来分配。 

其后，分别对具有时间限制的组与不具有时间限制的组分别进行相当于图15中的步骤18与步骤19的动作，设定预定的目标函数和限制条件，并基于此确定分配时间T_a0的与各个终端站的通信时间分配。 

进而，基于由每个动作获得的分配给各个终端站的通信时间分配结果，通过在步骤20进行的与各个终端站之间的数据传输，即使在网络内并存具有时间限制的通信链接和不具有时间限制的通信链接的情形，也能够高效地进行对各个通信链接分配通信资源分配。 

另外，在上述说明中，说明了将网络内的终端站分为具有和不具有时间限制的2个组，但是并不只限于分成2个组，比如根据时间的限制条件按多个阶段分组也可以。 

(实施方式3) 

本实施方式中，对以下内容进行说明：多模式控制站收集由无线控制区域内的各个无线站通知的通信链接信息，并将上述通信链接信息进行统一管理，该多模式控制站确定多种无线通信方式并存使用的区域内的各个无线站之间的无线通信链接所使用的通信资源分配。由此，多模式控制站能够掌握在其管理区域内的无线站之间受到干扰和产生干扰的情况，从而能够确定分配给各个无线站的通信资源以使管理区域整体的通信达到最优。 

(1)无线通信系统的整体结构 

图17表示本发明的实施方式3涉及的无线系统的整体结构。图17中，201～204表示无线站，205表示多模式控制站，206表示多模式控制站205的无线控制区域。无线通信装置201～204位于无线控制区域206内，采用能够使用同一频带的多种无线通信方式中的一个，或者多种方式来进行互相通信的结构。另外，无线站201～204在通信开始之前，或者在通信时定期地检测源于其它无线站发送的信号的一个或者多个干扰波，并将检测结果作为通信链接信息通知给多模式控制站205。 

多模式控制站205与无线通信装置201～204通过有线或者无线的方式连 接，基于由无线站201～204通知的通信链接信息来管理各个无线站201～204所收到的干扰状态。 

该实施方式中，作为一例如图17所示，将作为使用同一频带的多种无线通信方式假设为并存并使用着使用2.4GHz频带的IEEE802.11b标准以及以Bluetooth(注册商标)标准为标准的无线通信方式。且假设无线站201～204能够进行以IEEE802.11b标准以及Bluetooth(注册商标)标准的两种标准为标准的通信方式的通信。 

另外，多模式控制站205与各个无线站201～204以无线的方式连接，将通信方式定期地切换为以IEEE802.11b标准和Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方式，并且定期地监测是否有来自无线站201～204的连接请求。另外多模式控制站205将每个存在于管理区域206内的无线站201～204的正在使用或能够使用的通信方式；正在使用的通信方式的频率信道、占有频带、传输率、发送功率等的信息等作为通信特征信息预先存储。 

无线控制区域206为多模式控制站205能够管理各个无线站201～204的干扰状态的范围。比如，管理区域206为：在多模式控制站205使用以IEEE802.11b标准或者Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方式时，在无线小区中小区半径的较大的无线小区能够覆盖的范围。或者，这是如设置多模式控制站205的房间、家等的物理性区分的范围。另外，虽然有可能发生应需要将作为控制对象的无线站预先注册到多模式控制站205的操作，在本实施方式省略对其说明。 

在该实施方式中，将各个无线站201～204受到的干扰区分为内部干扰和外部干扰的两个干扰并检测。在此，内部干扰为存在于管理区域206的、在上述多模式控制站205的管理下的无线站的干扰，即，在该情形无线站201～204互相引起的干扰。外部干扰为受到来自存在于管理区域206范围外的、或者是存在于上述管理区域内的但不在上述多模式控制站205的管理下的无线站的干扰。像这样，将各个无线站201～204受到的干扰分为内部干扰和外部干扰并检测，由此多模式控制站205对受到干扰的无线站与发出干扰的无线站中的任何一方、或是对两方都能够进行控制通信资源的分配。 

另外，该实施方式的情形，作为无线通信系统整体的状态假设为校准状态和通信状态。 

在此，校准状态是指：以获取事前信息来检测干扰为目的，根据由多模 式控制站205发送的控制信号，无线站201～204暂时停止用于应用的通信。而且，通过逐次切换在无线站201～204之间的通信方式、频率信道等并且互相接收/发送信号，检测下面的两个目标。 

i.在不存在内部干扰的环境下，从预定的无线站用预定的功率来发送信号时，其它的无线站能够通过什么样的质量来接收期望信号的指示的检测 

ii.源于位于管理区域206的范围外的无线站所发送的信号的外部干扰量的指示的检测 

具体来讲，校准状态时，如图18所示，各个无线站201～204逐次切换通信方式、频率信道等并且互相接收/发送信号。更为详细的说明为：无线站201使用以IEEE802.11b标准为标准的通信方式的信道1来发送信号时，其它的无线站202～204也使用以IEEE802.11b标准为标准的通信方式的信道1来接收信号，也就是使各个无线站201～204使用的通信方式、频率信道、跳频图案等相同，而互相接收/发送信号来估计期望信号的接收质量。另外，使各个无线站201～204一并成为通过以IEEE802.11b标准或Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方式来接收的接收状态，由此估计利用每个通信方式时的外部干扰。 

另外，通信状态是指：校准状态以外的状态，无线站201～204为了实行应用而互相通信的状态。 

(2)无线站的结构 

图19表示实施方式3涉及的无线站201～204的结构。本实施方式中，假设无线站201～204的结构以及动作都相同，因此图19作为代表，只表示无线站201的结构。 

图19中的无线站201包括：多模式通信单元207，能够利用一种或者多种的无线通信方式，与其它无线站202～204以及多模式控制站205进行通信；通信质量估计单元208，在无线站202～204之间进行通信时，估计该无线通信链接的通信质量；干扰检测单元209，检测源于由本装置以外的无线站发送的信号的一个或多个干扰波；存储单元210，存储干扰检测结果；以及通信控制单元211，控制无线站201的动作。 

多模式通信单元207的输出端子与通信质量估计单元208、干扰检测单元209以及通信控制单元211的输入端子相连接。通信质量估计单元208的输出端子与通信控制单元211的输入端子相连接。干扰检测单元209的输出 端子与存储单元210的输入端子相连接。存储单元210的输出端子与多模式通信单元207的输入端子相连接。通信控制单元211的输出端子与多模式通信单元207、干扰检测单元209的输入端子相连接。 

多模式通信单元207基于以IEEE802.11b标准以及Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方法以及步骤，与本装置以外的无线站202～204或多模式控制站205之间通过无线进行信号的接收/发送。具体来讲，多模式通信单元207根据由通信控制单元211输入的控制信号，将使用的通信方式在以IEEE802.11b标准为标准的通信方式和以Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方式之间进行切换，同时根据以每个通信方式为标准的方法、步骤，对发送/接收信号进行放大、频率变换等的处理，进一步进行纠错编码、解码、检错处理、交织处理等，将应用数据、通信链接信息等由多模式控制单元205发送的控制信息等插入发送信号，或从接收信号中提取它们，由此与其它无线站202～204以及多模式控制单元205之间进行通信。 

作为切换通信方式的方法，比如将多模式通信单元207通过DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等的、由软件能够改写的可编程器件(programmable device)或在参量(parametric)上能够改变特性的滤波器、放大器、振荡器等构成，从无线站201内的预定的存储器中，获取用来改写兼容各种通信方式的所需构成信息即可。这样的话，能够将多模式通信单元207的通信功能切换为以每种通信方式为标准的通信功能。另外，图17的例子中表示下述状态：无线站201将多模式通信单元207的通信方式切换为遵从IEEE802.11b标准的通信方式，使用遵从IEEE802.11b标准的通信方式与无线站202通信，无线站203、204将多模式通信单元207的通信方式切换为以Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方式。 

通信质量估计单元208在通信状态下与其它无线站202～204之间进行通信时，估计接收信号的质量，根据该估计结果来判断是否进行着良好的通信，并将表示通信状态好坏的通信状态信息输出到通信控制单元211。虽然作为表示通信质量的参数，有SNR(Signal to Noise Ratio)、CNR(Carrier to Noise Ratio)、BER(Bit Error Rate)、FER(Frame Error Rate)等，在该实施方式中，作为一例使用SNR。 

在图20表示通信质量估计单元208进行的通信状态的判断方法。通信质量估计单元208首先设定阈值，该阈值比校准状态下预先检测的SNR的平均 值小预定的值。继而，在通信状态下估计的SNR估计值为等于或小于该阈值时，通信质量估计单元208判断通信状态不好。在此并没有特别限定SNR的估计方法，比如根据在多模式通信单元207的接收处理过程中获取的接收信号强度与噪声电平来估计也可以，从正交解调后的IQ矢量来估计也可以。 

干扰检测单元209在通信状态下与其它无线站202～204之间进行通信时，当由通信控制单元211判断通信状态变坏时，检测源于由本装置以外的无线站发送的信号的一个或多个干扰波，并将该检测结果作为通信链接信息输出到存储单元210。具体来讲，干扰检测单元209根据由通信控制单元211输入的控制信号，当被指示进行干扰检测时开始动作，对由本装置以外的无线站发送的干扰信号进行功率估计，并将该估计结果作为通信链接信息输出到存储单元210。 

干扰波的检测方法并没有特别的限定，以干扰检测单元209为例如图21所示构成即可。在图21中，干扰检测单元209包括：缓冲器216、预处理单元217、内部干扰检测单元218、外部干扰检测单元219以及干扰功率估计单元220。干扰检测单元209将在多模式通信单元207接收的信号暂时存储于缓冲器216，在预处理单元217对存储于缓冲器216的接收信号进行归一化、带通处理以及FFT处理等。 

干扰检测单元209当检测内部干扰时，将预处理单元217的输出送到内部干扰检测单元218；当检测外部干扰时，将预处理单元217的输出送到外部干扰检测单元219。 

图22表示内部干扰检测单元218的结构。内部干扰检测单元218将由预处理单元217输出的接收信号输入到匹配滤波器组218-1，该匹配滤波器组218-1由多个匹配滤波器1～n构成。各个匹配滤波器1～n被配置成符合可能成为内部干扰的信号的特性。可能成为内部干扰的信号，将通信特征信息从多模式控制站205获取而得知。也就是，基于通信特征信息将匹配滤波器1～n配置成其它无线站当时使用的通信方式的频谱，由此能够检测内部干扰信号。各个匹配滤波器1～n的输出提供给阈值判断单元218-2以及输出选择单元218-3。阈值判断单元218-2将上述匹配滤波器1～n的输出与预定的阈值进行比较，检测输出超过阈值的匹配滤波器，并将检测结果送到输出选择单元218-3。输出选择单元218-3基于上述检测结果，选择输出为阈值以上的匹配滤波器，并将该滤波器输出送到干扰功率估计单元220。干扰功率估计单 元220基于上述选择的匹配滤波器输出来估计干扰功率。 

在图23表示外部干扰检测单元219的结构。外部干扰检测单元219在相关运算单元219-1，将在无线站201不进行应用数据的接收/发送处理的待机状态时所接收的接收信号的频率频谱，与干扰信号的模板频谱进行相关运算。该相关运算结果输入到阈值判断单元219-2以及输出选择单元219-3。外部干扰检测单元219，当相关运算结果等于或大于阈值时，识别检测出了外部干扰信号，将此时的具有模板频谱的通信方式假设为用于外部干扰波的通信方式，从输出选择单元219-3输出该模板频谱与待机状态的接收信号的频率频谱的相关运算结果。该相关运算结果送到干扰功率估计单元220。在此，模板频谱是指预先准备的频率频谱，因为与内部干扰源的情形不同，外部干扰源中没有作为事前信息的通信特征信息，所以通过估计对本装置来讲可能成为干扰的无线通信方式来预先准备频率频谱。在本实施方式中，因为无线站201使用2.4GHz频带进行通信，所以作为模板频谱利用比如IEEE802.11b、IEEE802.11g、Bluetooth(注册商标)标准那样的使用同为2.4GHz频带的无线通信方式的频率频谱。 

如上所述，干扰检测单元209在匹配滤波器218-1的输出等于或大于预定阈值时，判断为检测出了内部干扰信号；在相关运算单元219-1的输出等于或大于预定阈值时，判断为检测出了外部干扰信号。另外，匹配滤波器218-1的输出以及相关运算单元219-1的输出送到干扰功率估计单元220，由干扰功率估计单元220分别估计干扰功率。 

像这样，由干扰检测单元209检测内部干扰以及外部干扰，估计该干扰信号的功率，并将其作为通信链接信息输出到存储单元210。 

在此表示通信链接信息的更为详细的结构。通信链接信息比如如图24所示，包括：受到干扰的装置的ID；与该装置正在进行通信的无线站之间的通信链接的通信质量估计值(本实施方式为SNR估计值)；表示检测出的干扰波为内部干扰还是外部干扰的属性；视为干扰波的发送源的无线站的ID；用于干扰波的通信方式以及干扰信号的功率等的信息。 

存储单元210存储上述通信特征信息和通信链接信息。 

通信控制单元211控制无线站201的动作。具体来讲，在校准状态下，基于由多模式控制站205发送的控制信号，控制信号的接收/发送的定时、使用通信方式的选择等。另一方面，在通信状态下，控制用于与其它无线站202～ 204或多模式控制站205进行通信的通信方式、频率信道的选择、干扰检测动作的开始定时等。实际上，控制单元211将这些控制通过控制多模式通信单元207以及干扰检测单元209来进行。 

(3)多模式控制站的结构 

图25表示本实施方式涉及的多模式控制站205的结构。图25中的多模式控制站205包括：多模式通信单元212，能够利用一种或多种无线通信方式与无线站202～204通信；资源分配确定单元213，生成控制校准状态的无线站201～204的动作的控制信号；通信链接信息收集单元214，存储位于管理区域206内的无线站202～204受到的干扰状态；以及通信控制单元215，控制多模式控制站205的动作。 

多模式通信单元212的输出端子与资源分配确定单元213的输入端子相连接。资源分配确定单元213的输出端子与通信链接信息收集单元214的输入端子相连接。通信链接信息收集单元214的输出端子与多模式通信单元212、资源分配确定单元213、通信控制单元215的输入端子相连接。通信控制单元215的输出端子与多模式通信单元212的输入端子相连接。 

多模式通信单元212基于以IEEE802.11b标准以及Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方式以及步骤，与无线站201～204之间通过无线进行信号的接收/发送。 

具体来讲，多模式通信单元212在通信状态下，基于由通信控制单元215输入的控制信号，将在以IEEE802.11b标准以及Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方式之间进行切换，并且定期地监测是否有来自无线站202～204的用于通信链接信息通知的连接请求。当有来自无线站202～204的连接请求时，多模式通信单元212基于以每个通信方式为标准的方法以及步骤，接收由无线站202～204发送的包含干扰信息的信号，对接收信号进行放大、频率变换等的处理，进一步进行解交织处理、纠错解码、差错检测处理等，从接收信号中提取干扰信息，并将该干扰信息输出到通信链接信息收集单元214。 

作为切换通信方式的方法，比如将多模式通信单元212通过DSP、FPGA等的、由软件能够改写的可编程器件(programmable device)或在参量(parametric)上能够改变特性的滤波器、放大器、振荡器等构成，从无线站201内的预定的存储器中，获取用来改写成兼容各种通信方式的所需结构的 构成信息即可。 

另外，多模式通信单元212在校准状态下，将指示无线站202～204的发送/接收定时、使用的通信方式、频率信道等的控制信号插入发送信号，对发送信号进行放大、频率变换、纠错编码、差错检测编码、交织处理等并发送。 

资源分配确定单元213在校准状态下，基于存储于通信链接信息收集单元214的通信特征信息(参照图26)，如图18所示生成用于控制无线站202～204的通信方式、频率信道、接收/发送的定时等的控制信号，输出到多模式通信单元212。 

通信链接信息收集单元214存储通过多模式通信单元212提取的通信链接信息，并存储上述通信特征信息。 

通信控制单元215控制多模式控制站205的动作。具体来讲，生成用于指示多模式通信单元212的无线通信方式的切换等的控制信号，并将其输出到多模式通信单元212。 

(4)实施方式的动作 

以下说明本实施方式的动作。特别是在本实施方式中，具有校准状态和通信状态，将这些状态的动作分别详细说明。 

(4-1)校准状态下 

在校准状态下，如上所述，无线站201～204分别检测本站的干扰波，并将检测结果作为通信链接信息通知给多模式控制站205。 

图27为表示校准状态的无线站201～204的动作的流程的流程图。校准状态的无线站201～204的动作基本上都相同，在此以无线站201的动作为代表来说明。 

在图27中，无线站201接收由多模式控制站205发送的控制信号(ST11)，基于接收的控制信号来选择发送模式或者接收模式(ST12)。在此选择发送模式时，根据接收的控制信号，选择通信方式、使用频率信道、发送功率(ST13-1～ST13-3)，将信号发送到其它无线站202～204(ST13-4)。 

于此相对，当选择接收模式时，根据接收的控制信号，选择通信方式、使用频率信道(ST14-1、ST14-2)，接收由无线站202～204中的任意无线站发送的信号，由通信质量估计单元208估计各个通信方式、各个频率信道的SNR(ST14-3)，并将该SNR估计值存储于存储单元210(ST14-4)。 

重复以上的动作，与无线站202～204之间接收/发送信号，由此估计不 存在内部干扰状态下的期望信号的接收质量。 

期望信号的接收质量估计结束后，无线站201根据接收的控制信号切换为接收模式，进行外部干扰测量。此时也在通信质量估计单元208估计SNR，并将SNR估计值存储于存储单元210。无线站201结束了外部干扰的测量后，在步骤ST15获得肯定结果，结束校准动作。 

，根据由多模式控制站205发送的控制信号，如图18所示，相互调整每个无线站201～204的定时来进行以上的校准动作。也就是，在期望信号的接收质量估计时，同时发送信号的无线站只有一个存在。进一步，外部干扰测量一定在所有的无线站202～204都停止发送信号的状态下进行。 

图28为表示校准状态下的多模式控制站205的动作的流程的流程图。图28中，多模式控制站205，由资源分配确定单元213从存储于通信链接信息收集单元214的通信特征信息中，获取有关无线站201～204无线站的每个无线站的能够兼容的无线通信方式、能够使用的频率信道、发送功率等的信息，基于这些信息生成指示各个201～204的接收/发送顺序、通信方式和频率信道的切换顺序等的控制信号(ST21)，并将该控制信号发送到无线站201～204(ST22)。多模式控制站205在期望信号的接收质量估计以及外部干扰检测结束，在步骤ST23获得肯定结果为止，将上述的动作反复进行。 

(4-1)通信状态下 

以下说明在通信状态下，无线站201～204以及多模式控制站205的动作。图29为表示通信状态的无线站201～204的动作的流程的流程图。通信状态的无线站201～204的动作基本上都相同，在此以无线站201的动作为代表来说明。 

在此，如图17所示，将无线站201假设为利用以IEEE802.11b标准为标准的通信方式与无线站202进行通信。图30为表示通信状态下的多模式控制站205的动作的流程的流程图。 

在图29中，将无线站201与无线站202之间的通信的通信质量(SNR)，通过通信质量估计单元208进行估计(ST31)。接下来，无线站201通过通信质量估计单元208基于SNR估计值判断通信状态的好坏(ST32)。具体来讲，将SNR估计值与在校准状态测量的SNR平均值进行比较。当SNR估计值比预先设定的阈值大时，继续与无线站202的通信。反之，当SNR估计值比阈值小时，判断为受到了某些干扰，从多模式控制站205获取通信特征信息 (ST33)。 

接下来，无线站201基于获取的通信特征信息，判断在管理区域206的范围内是否存在可能成为内部干扰源的无线站(ST34)。具体来讲，无线站201从通信特征信息中，搜索与本装置与无线站202进行的通信中使用的频带相同、或者使用重叠的频带的无线站的存在，当存在相符的无线站时，将该无线站假设为内部干扰源而检测内部干扰(ST35)。内部干扰检测通过图22所示的结构来实现。当内部干扰检测的结果为表示检测出内部干扰源的无线站时(也就是在步骤ST36获得肯定结果时)，将通信链接信息通知给多模式控制站205，反之，在步骤ST36获得否定结果时，进行外部干扰检测(ST37)。 

另一方面，当在通信特征信息中不存在可能成为内部干扰源的无线站时，检测外部干扰(ST37)。当外部干扰检测的结果为检测出外部干扰时(也就是在步骤ST38获得肯定结果时)，将通信链接信息通知给多模式控制站205，反之，在没有检测出外部干扰时(也就是步骤ST38获得否定结果时)，无线站201判断SNR的恶化不源于干扰，在进行改善SNR的某些对策后(ST41)后，返回步骤ST31继续与无线站202进行通信。 

像这样，无线站201检测内部干扰、或外部干扰，并将检测结果作为通信链接信息，在与无线站202通信的时间通知给多模式控制站205。 

另外，在本实施方式，为了改善SNR的对策没有特别的限定，因此省略对其说明。 

在图30中，多模式控制站205，将多模式控制单元212的通信方式，在以IEEE802.11b标准以及Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方式之间进行切换，并且监测是否有来自各个无线站201～204的用于通信链接信息通知的连接请求(ST51)。在此当有来自无线站201的连接请求时(ST52)，多模式控制站205从无线站201获取通信链接信息，并将其存储于通信链接信息收集单元214(ST53)。由此，多模式控制站205参照存储于通信链接信息收集单元214的干扰信息，能够统一管理无线站202～204的每个无线站受到什么样的干扰。 

(5)实施方式的效果 

如上述根据本实施方式，在邻近的区域中利用并存的使用同一频带的多种无线通信方式的环境下，使各个无线站201～204高效地检测本装置受到的干扰，并将通信链接信息通知给多模式控制站205，由此多模式控制站205 能够统一管理各个无线站201～204受到的干扰。由此，能够掌握在管理区域内的无线站之间受到干扰和产生干扰的情况，从而能够控制各个无线站的通信资源以使管理区域整体的通信达到最优。 

(6)变化形式 

另外，本实施方式说明了多模式控制站205利用无线形式与无线站201～204相连接的情形，但是并不限于此，多模式控制站205利用有线形式与无线站201～204相连接也可以。这样一来，在无线站201～204将通信链接信息通知给多模式控制站205时，比起利用无线形式来能够降低通信链接信息产生差错的可能性，多模式控制站205能够进行更具可靠性的干扰状态的管理。 

另外，在本实施方式，说明了将多模式通信单元207、212通过由软件能够改写的可编程器件或在参量上能够改变特性的滤波器、放大器、振荡器等构成，但是并不限于此。比如，将每个无线通信方式专用的通信单元独立地设置，根据使用的通信方式来恰当地切换专用通信单元也可以。 

另外，在本实施方式中，说明了通信质量估计单元208作为表示通信质量的参数来估计SNR的情形，但是并不仅限于此。比如估计CNR(Carrier to Noise Ratio)、BER(Bit Error Rate)、FER(Frame Error Rate)等也可以。此时，当这些通信质量估计值比预定的阈值的质量还差时，判断为通信状态差即可。 

另外，本实施方式中，使通信特征信息的构成要素为：装置ID、兼容的通信方式、使用的通信方式、频率信道、占有频宽、传输率以及发送功率，但是并不仅限于此。比如，将用于通信的一次调制、二次调制、编码率等的信息设为构成要素也可以，将有关各个无线站持续通信的时间的信息设为构成要素也可以。 

另外，本实施方式中，说明了使干扰信息的构成要素为：装置ID、干扰信号的属性、干扰源的装置ID、干扰信号的通信方式以及干扰信号功率的情形，但是并不仅限于此。比如，将干扰信号的一次调制、二次调制、编码率等的信息设为构成要素也可以，将干扰信号的频率信道、占有频宽等设为构成要素也可以。 

另外，在本实施方式中，说明了由无线站201～204进行内部干扰以及外部干扰的判断的情形，但是并不仅限于此。使多模式控制站205进行这些判 断也可以。此时各个无线站201～204只将本装置的ID通知给多模式控制站205即可，多模式控制站205基于通信特征信息，调查是否存在与受到干扰的无线站使用相同频带的无线站，由此能够判断内部干扰、外部干扰。 

另外，在本实施方式中，说明了在校准状态下，各个无线站201～204按图18所示的顺序进行接收/发送，从而估计期望信号的接收质量的情形，但是校准状态时的接收/发送并不仅限于此。比如使各个无线站201～204按如图31所示的顺序进行接收/发送动作，从而测量内部干扰，并将内部干扰测量结果在校准结束后通知给多模式控制站205也可以。像这样，多模式控制站205能够基于通知的校准状态的内部干扰量，预先对各个无线站201～204分配最优的通信方式。 

而且，本实施方式，作为无线通信系统的状态设置了校准状态，但是无需事前信息的情形下，不一定需要校准动作。 

(实施方式4) 

本实施方式提出用来对各个无线站201～204确定最优通信资源分配的无线站201～204以及多模式控制站205，以使多模式控制站205基于由无线站202～204通知来的通信链接信息，减少各个无线站受到的来自本站以外的无线站的干扰，或对本站以外的无线站产生的干扰。 

(1)管理装置的结构以及动作 

首先说明多模式控制站205的结构以及动作。另外，借用图25来说明多模式控制站205的结构。图32为多模式控制站205基于通信链接信息来生成通信资源改变信息为止的动作的流程的流程图。在图32中，多模式控制站205监测是否有来自无线站201的通信链接信息的通知(ST61)。 

多模式控制站205在有通信链接信息的通知时(ST61：是)，通过多模式通信单元212从接收信号中提取通信链接信息(ST62)，并输出到资源分配确定单元213。资源分配确定单元213通过参照通信链接信息的属性参数，判断无线站201受到的干扰为内部干扰还是外部干扰，根据判断结果，无线站201实行内部干扰对策(ST64)或外部干扰对策(ST65)来减轻所受到的干扰。 

在此，内部干扰对策和外部干扰对策除了作为改变分配的通信资源的对象的无线站不同以外，处理内容基本上相同。也就是，内部干扰的情形下，因为作为干扰源的无线站位于管理区域206的范围内，多模式控制站205能 够对受到干扰的无线站或者对产生干扰的无线站的双方的无线站进行通信资源的改变。 

另一方面，在外部干扰的情形下，相异之处在于，因为作为干扰源的无线站位于管理区域206的范围外，多模式控制站205不能对产生干扰的无线站的无线站进行通信资源的改变。 

多模式控制站205在步骤ST66生成通信资源改变信息。作为通信资源分配的改变内容，比如如图33所示，无线站203使用的通信方式为以Bluetooth(注册商标)标准为标准的方式时，通过使无线站201使用的通信方式改变为以Bluetooth(注册商标)标准为标准的方式，使频率频谱与无线站203重叠的概率下降，从而可以避免干扰。另外，还可以进行改变，降低无线站201的传输率来提高抗差错性。进而，还可以通过提高发送功率来增加抗差错性。 

另外，假设无线站203与无线站201使用相同的通信方式、相同的频率信道的情形下，进行控制来改变无线站201使用的频率信道以使频率频谱不发生重叠。 

另外，在内部干扰的情形下，对作为干扰源的无线站203与上述同样地改变通信资源也可以。通过进行这些改变内容中的一个或者将几个组合来进行而改变通信资源。 

在图34表示，资源分配确定单元213基于干扰信息与通信特征信息，对产生干扰的无线站和受到干扰的无线站确定最优的通信资源分配以降低干扰的影响为止的处理步骤。 

资源分配确定单元213有效地利用多模式控制站205能够掌握无线站201～204的干扰信息的特点，首先基于由无线站201～204通知的干扰信息，搜索有可能引起内部干扰的无线站的组合(ST71)。 

比如干扰信息为如图24所示的情形，根据干扰源ID为0003，判断无线站201受到的干扰波的发送源为无线站203的可能性高，从而检测出作为无线站201与无线站203的组合。在步骤ST71像这样将产生干扰或者受到干扰的无线站的组合全都检测出来。步骤ST72中，从通过步骤ST71检测出来的组合中，选择进行干扰对策的组合。 

接下来，在步骤ST73对通过步骤ST72选择的进行干扰对策的无线站的组合，从通信链接信息收集单元214获取各个无线站的通信特征信息，选择成为改变通信资源对象的无线站与通信资源的改变内容。在此，成为改变通 信资源对象的无线站是指，在包含于通过步骤ST72选择的无线站的组合的无线通信装置中的一个或是多个的无线站。 

另外，执行对选择的无线站进行选择的通信资源改变内容的控制(ST71-1～ST74-N)。在此作为一例，首先对无线站201进行控制来改变通信资源。另外，说明有关改变的通信资源为发送功率的情形。 

多模式控制站205为了判断通过发送功率控制进行的干扰对策是否恰当，从包含于通过步骤ST72选择的组合中的无线站201以及无线站203，分别获取表示原本进行的通信的通信质量的SNR，并判断每个无线站的SNR比图20所示的阈值的质量好还是差(ST76)。 

将上述的动作对所有能够改变的通信资源进行(ST77、ST79)，选择使无线站201以及无线站203的SNR成为最大时的通信资源(ST78)。将同样的动作对所有的无线站的组合进行(ST80)，最后对管理区域206内的无线站201～204判断是否能够得到所期望的SNR(ST81)。 

在此，当至少存在一个不能得到所希望的SNR的无线站时，将成为干扰源的无线站中的可能被其干扰的无线站的数目最多的无线站的通信停止(ST82)。 

外部干扰对策的情形基本上也进行相同的操作，改变分配的通信资源的对象只为受到干扰的无线站，而对作为干扰源的无线站则不能改变通信资源。通过进行上述的处理，多模式控制站205由资源分配确定单元213生成通信资源改变信息，并将其存储于通信链接信息收集单元214。 

通信链接信息收集单元214，在得知从无线站通知的后述的通信资源改变的结束时，就基于通信资源改变信息，更新至今存储的有关无线站201～204的通信特征信息，并且将通信资源改变信息输出到多模式通信单元212。其后，多模式控制站205将通信资源改变信息发送到无线站201。 

(2)无线站的结构以及动作 

接下来，说明无线站201～204的结构以及动作。另外，借用图19来说明无线站201～204的结构。另外，在通信资源的改变时的无线站201～204的动作基本上都相同，在此以无线站201的动作为代表来说明。图35为表示无线站201基于由多模式控制站205通知的通信资源改变信息，改变与无线站202之间的通信所使用的通信资源为止的动作的流程的流程图。在图35中无线站201由从多模式通信单元207监测在与无线站202的通信期间(ST91)， 是否有来自多模式控制站205的通信资源改变信息的通知。 

当有通信资源改变信息的通知时(ST91：是)，由多模式通信单元207从接收信号中提取通信资源改变信息(ST92)，将提取出的通信资源改变信息输出到通信控制单元211，并且将通信资源改变信息转送到无线站202(ST93)。 

接下来，无线通信装置1由通信控制单元211，根据通信资源改变信息生成控制信号(ST94)，并将控制信号输出到多模式通信单元207。接下来，多模式通信单元207根据控制信号改变与无线站202通信的资源(ST95)。 

在此作为一例，假设为指示如图33所示的通信资源的改变内容中，将使用的通信方式从以IEEE802.11b标准为标准的通信方式改变为以Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信方式。此时的多模式通信单元207，从预定的存储器中获取用来以Bluetooth(注册商标)标准为标准的通信功能所需的构成信息，由此将通信方式切换为Bluetooth(注册商标)标准。当通信方式的切换结束时，无线站201将表示通信资源的改变结束的信号发送到多模式控制站205(ST96)。 

无线站201根据上述步骤通过改变通信资源，能够降低来自无线站203的干扰。 

(3)实施方式的效果 

如上所述，根据本实施方式，在邻近的无线通信区域中使用并存着使用相同频带的多种无线通信方式的无线通信环境下，多模式控制站205基于由无线站201～204通知的通信链接信息，对各个无线站201～204确定分配通信资源，以使各个无线站201～204从除了本装置之外的无线站201～204受到的干扰或者对本装置之外的无线站201～204产生的干扰能够减少，由此能够提高无线通信整体的无线通信业务的总吞吐量。 

(4)变化形式 

另外，本实施方式中，无线站201受到的干扰为内部干扰，多模式控制站205对受到干扰的无线站201进行控制来改变通信资源，但并不仅限于此。多模式控制站205也可以对产生无线站203进行控制来改变通信资源。 

另外，本实施方式中，使多模式控制站205改变对无线站201～204进行通信方式、频率信道、传输率、发送功率等，但并不仅限于此。比如，多模式控制站205既可以对造成干扰的无线站进行控制来将信号的发送停止预定 的时间，反之，也可以对受到干扰的无线站进行控制来停止预定的时间的通信。 

另外，本实施方式中，多模式控制站205可以对无线站201～204导出记载于通信特征信息的通信方式内的通信资源的改变，但并不仅限于此。比如，利用多模式通信单元207、212由可编程器件等构成的特点，也可以将通信方式改变成使用相同2.4GHz频带的IEEE802.11g，还可以将通信方式改变成使用不同于2.4GHz频带的5GHz频带的IEEE802.11a。此时，多模式通信单元207、212的功能改写所需的结构信息，使用互联网等下载也可以。 

同样的，本实施方式中，使多模式控制站205改变对无线站导出记载于通信特征信息的通信方式内的通信条件，但并不仅限于此。比如像IEEE802.11h标准规定的那样，既可以进行控制将使用的频率动态地改变，而自动地选择干扰少的频率信道；也可以基于无线站与无线站之间的距离等的条件进行控制，将发送功率抑制到所需最小限的电平，以使对其它特性不产生影响。该控制还可节能。 

另外，当无论采取什么样的干扰对策都不能将无线站的干扰减低到所期望的值时，多模式控制站205采取干扰对策以使各个无线站201～204的干扰的影响变得最小。 

另外，本实施方式中，说明了按如图34的步骤导出通信资源的改变的情形，但并不仅限于此，利用线性规划法来导出以使无线站201～204的SNR成为最大也可以。利用线性规划法的话，则无需尝试所有的改变内容，能够更加高效地进行通信资源的导出。 

进一步，本实施方式中，假设为多模式控制站205与构成无线通信系统的所有的无线站201～204以无线或有线形式相连接，但并不仅限于此。比如，即使存在与多模式控制站205不能直接连接的无线站也可以，该情形下经由如图36所示的发挥中继功能的无线站(中继站)221，与多模式控制站205相连接也可以。此时，各个无线站201～204经由中继站221将干扰信息通知给多模式控制站205，或者多模式控制站205经由中继站221将通信条件改变信息通知给无线站201～204。 

本说明书根据日本专利2004年5月28日申请的特愿2004-160329、2004年5月28日申请的特愿2004-160334号以及2004年11月8日申请的特愿2004-324231。其内容全部包括于此作为参考。 

工业实用性 

本发明设计的多模式控制站、无线通信系统、无线站以及无线通信控制方法，在邻近的无线通信区域中使用并存着使用多种无线通信方式的无线通信环境下，具有能够提高系统整体的业务的总吞吐量的效果，适用于比如设置在室内构成无线通信网络的系统。 

Claims (24)

1.一种多模式控制站，其用于在并存遵从多种无线通信标准的无线通信方式的通信链接而使用的无线通信环境中，通过改变功能而能够兼容所述多种无线通信标准的多模式控制站，和遵从所述多种无线通信标准中至少一种无线通信标准的无线通信方式进行通信的多个无线站所构成的异种方式并存型的无线通信系统，其包括：

通信链接参数收集单元，收集有关与所述多个无线站之间的通信链接的信息；

资源分配确定单元，基于由所述通信链接参数收集单元收集来的信息，确定在与各个无线站之间的无线通信链接所使用的通信资源分配，以使在无线通信网络中的数据传输业务的吞吐量成为最大；以及

多模式通信单元，基于所确定的对各个无线站的通信资源的分配，控制取决于各个无线通信链接的通信条件并进行通信，

所述资源分配确定单元

基于由所述通信链接参数收集单元收集来的取决于各个无线通信链接的信息，设定表示所述无线通信网络中的总吞吐量的目标函数，

并且基于由所述通信链接参数收集单元收集来的取决于各个无线通信链接的信息，设定所述与各个无线站之间的通信链接所使用的通信方式的组合、容许与各个无线站之间进行的数据传输的最大通信时间、以及基于数据传输时容许的通信质量的限制条件，

通过基于设定的限制条件检测使所述目标函数值成为最大的资源的组合，确定与所述各个无线站之间的无线通信链接所使用的通信资源的分配。

2.如权利要求1所述的多模式控制站，通过所述通信链接参数收集单元收集的信息包括至少一条以下信息：

表示取决于与所述各个无线站之间的无线通信链接的通信质量的通信链接质量参数；

对发送到所述各个无线站的数据的容许QoS参数；

发送到所述各个无线站的数据的容量；

切换使用于与所述各个无线站之间的通信链接的通信方式时所需的所需模式切换时间；以及

在开始与所述各个无线站之间的通信链接来进行数据传输时所需的所需链接连接时间。

3.如权利要求1所述的多模式控制站，通过所述通信链接参数收集单元收集的信息包括至少两条以下信息的组合：

表示取决于与所述各无线站之间的无线通信链接的通信质量的通信链接质量参数；

对发送到所述各无线站的数据的容许QoS参数；

发送到所述各无线站的数据的容量；

切换使用于与所述各无线站之间的通信链接的通信方式时所需的所需模式切换时间；以及

开始以与所述各个无线站之间的通信链接来进行数据传输时所需的所需链接连接时间。

4.如权利要求1所述的多模式控制站，所述资源分配确定单元确定的所述通信资源包括下列之一：

所述各个无线站中的与多模式无线站之间的通信链接所使用的通信方式；

根据所述通信方式设定的传输速度；以及

分配给与所述各个无线站之间的通信链接的通信时间分配率。

5.如权利要求1所述的多模式控制站，所述资源分配确定单元确定的所述通信资源包括至少下列中的两个的组合：

所述各个无线站中的与多模式无线站之间的通信链接所使用的通信方式；

根据所述通信方式设定的传输速度；以及

分配给与所述各个无线站之间的通信链接的通信时间分配率。

6.如权利要求1所述的多模式控制站，

所述资源分配确定单元使用用于算出通过所述无线通信网络中的与各个无线站之间的通信链接在每一资源分配周期能够传输的数据量的总量的函数，作为所述目标函数；以及

在计算所述数据量的总量时，使用与所述各个无线站之间的通信链接所使用的传输速度以及通过所述各个通信链接进行通信的时间的积，

将从分配给所述通信链接的通信时间中，减去所述多模式控制站或所述多模式无线站的通信的功能切换所需的时间与伴随通信方式的改变所需的链接连接所需的时间，而得到的时间作为进行所述通信的时间。

7.如权利要求6所述的多模式控制站，在计算所述数据量的总量时使用下列各项的积：

与所述各个无线站之间的通信链接所使用的传输速度；

通过所述各个通信链接进行通信的时间；以及

通过所述通信链接接收的比特无误码率。

8.如权利要求1所述的多模式控制站，

所述资源分配确定单元在所述限制条件下，使用数学规划理论推导出所述目标函数的最佳解，由此求出所述控制参数的最佳组合。

9.如权利要求1所述的多模式控制站，所述资源分配确定单元用下式作为所述目标函数：

式1

$Z_{\mathrm{mi}}=\{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{B}_{n,\mathrm{mi}}\&times;({\mathrm{Tf}}_{n,\mathrm{mi}}-({\mathrm{Tr}}_{n,\mathrm{mi}}+{\mathrm{Ts}}_{n,\mathrm{mi}}))\&times;(1-{\mathrm{Pe}}_{n,\mathrm{mi}})\}/\mathrm{Ta}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(1\right)$

其中，Zmi表示网络中的每一资源分配周期的吞吐量，

n表示通信对象的无线站的号码，

N表示通信对象的无线站的总数，

mi表示通过各个通信链接使用的通信方式的组合，

B表示传输速度，

Ta表示对N站的全部各进行一次通信直到结束为止的时间，

Tf表示对Ta内的各终端站的通信时间分配，

Tr表示通信方式的切换所需的时间，

Ts表示链接连接所需的时间，

Pe表示比特误码率。

10.如权利要求1所述的多模式控制站，所述资源分配确定单元使用下列一个、或多个的组合作为所述限制条件：

所述多模式控制站能够兼容的通信方式，所述通信方式为所述多模式控制站与各个无线站之间的通信链接所使用的通信方式；

满足通过由所述各个通信链接选择的通信方式以及传输速度进行通信时的容许通信质量的通信质量；以及

数据传输所需的通信时间不超过所需通信时间的容许最大值的资源分配的设定。

11.如权利要求9所述的多模式控制站，所述资源分配确定单元，使用下式中一个、或多个的组合作为所述限制条件：

式2

mi∈S    …………(2)

式3

$(I_{n,\mathrm{mi}}-1)\&times;\mathrm{Ta}+T{f}_{n,\mathrm{mi}}\&le;{\mathrm{Tt}}_{{\max }_n}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(3\right)$

式4

为比x大的最小的整数

式5 ${\mathrm{Pe}}_{n,\mathrm{mi}}\&le;{\mathrm{Pe}}_{{\max }_n}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(5\right)$

其中，S表示网络中使用的通信方式的集合，D表示未发送数据量，Pe表示比特误码率，I表示发送完所有的数据所需的反复发送的次数，Tt表示所需通信时间。

12.如权利要求1所述的多模式控制站，所述资源分配确定单元，

在所述限制条件下，通过使用动态规划法推导出所述目标函数的最佳解，求出所述控制参数的最佳组合。

13.如权利要求12所述的多模式控制站，所述资源分配确定单元使用用于算出通过所述无线通信网络中的与各个无线站之间的通信链接在每一资源分配周期能够传输的数据量的总量的函数，作为所述目标函数；以及

在计算所述数据量的总量时，使用与所述各个无线站之间的通信链接所使用的传输速度以及通过所述各个通信链接进行通信的时间的积，

将从分配给所述通信链接的通信时间中，减去所述多模式控制站或所述多模式无线站的通信的功能切换所需的时间与伴随通信方式的改变所需的链接连接所需的时间，而得到的时间作为进行所述通信的时间。

14.如权利要求13所述的多模式控制站，在计算所述数据量的总量时，多模式控制站使用下列各项的积：

与所述各个无线站之间的通信链接所使用的传输速度；

通过所述各个通信链接进行通信的时间；以及

通过所述通信链接接收的比特无误码率。

15.如权利要求12所述的多模式控制站，所述资源分配确定单元利用下式的组合作为所述目标函数：

式7

f_N(k_N)＝max[TH_N]， $k_N=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{a}_n=1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(7\right)$

式8

${\mathrm{TH}}_N=\left\{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{th}}_n\left(a_n\right)\right\}/T_a\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(8\right)$

式9

th_n(a_n)＝B_n×(1-Pe_n)×{T_a×a_n-(Tr_n+Ts_n)}…………(9)

其中，n表示通信对象的无线站的号码，

N表示通信对象的无线站的总数，

a_n表示分配给与通信对象的无线站之间的通信链接的通信时间分配率，

k_N表示分配给N个终端站的通信时间分配资源，

th_n表示与终端站n之间的通信链接的通信吞吐量，

TH_N表示所有的通信链接的通信总吞吐量，

f_N为目标函数，表示所有的通信链接的通信总吞吐量的最大值，

Ta表示对N站的全部各进行一次通信直到通信结束为止的时间，

B表示传输速度，

Pe表示比特误码率，

Tr表示通信方式的切换所需的时间，

Ts表示链接连接所需的时间。

16.如权利要求12所述的多模式控制站，所述资源分配确定单元用下式中的其中一个或两个作为所述限制条件：

式10

$\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{a}_n=1(a_n>({\mathrm{Tr}}_n+{\mathrm{Ts}}_n)/\mathrm{Ta})\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(10\right)$

式14

$a_n\&GreaterEqual;a_{\min \_n}=\frac{D_n}{B_n\&times;T_a}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(14\right)$

其中，

a_n表示对于与终端站n的通信链接的通信时间分配率，

Tr表示通信方式的切换所需的时间，

Ts表示链接连接所需的时间，

Ta表示对N站的全部各进行一次通信直到通信结束为止的时间，

Dn表示每Ta需要传输的数据量，

Bn表示各终端站的传输速度，

Tfn表示对于在Ta内各终端站的通信时间的分配。

17.如权利要求1所述的多模式控制站，能够兼容遵从IEEE802.11a标准的通信方式和遵从IEEE802.11b标准的通信方式。

18.一种无线通信控制方法，为基于具备能够兼容多个通信方式进行通信的多模式控制站与能够兼容多个通信方式进行通信的多模式无线站的无线通信网络，并通过所述多模式控制站来进行的无线通信控制方法，包括以下步骤：

收集步骤，收集有关与所述多个无线站之间的通信链接的信息；

资源分配步骤，根据收集来的有关各个通信链接的信息，确定与所述各个无线站之间的通信链接所使用的通信资源分配，以使通过所述无线通信网络中的数据传输业务的吞吐量成为最大；以及

通信控制步骤，基于确定的对各个无线站的通信资源的分配，控制取决于各通信链接的通信条件并进行通信，

所述资源分配步骤包括以下步骤：

基于收集的取决于各个通信链接的信息，设定表示所述无线通信网络中的总吞吐量的目标函数的步骤；

基于收集的取决于各个通信链接的信息，设定与各个无线站之间的通信链接所使用的通信方式的组合、容许与各个无线站之间进行的数据传输的最大通信时间、以及基于数据传输时容许的通信质量的限制条件的步骤；以及

基于设定的限制条件，检测使所述目标函数值成为最大的资源的组合的步骤。

19.如权利要求18所述的无线通信控制方法，使用用于算出通过所述无线通信网络中的与各个无线站之间的通信链接在每个资源分配周期能够传输的数据量的总量的函数，作为所述目标函数；以及

在计算所述数据量的总量时，使用与所述各个无线站之间的通信链接所使用的传输速度与由所述各个通信链接进行通信的时间的积，

将从分配给所述通信链接的通信时间中，减去所述多模式控制站或所述多模式无线站的通信的功能切换所需的时间与伴随通信方式的改变所需的链接连接所需的时间，而得到的时间作为进行所述通信的时间。

20.如权利要求19所述的无线通信控制方法，在计算所述数据量的总量时，使用下列各项的积：

与所述各个无线站之间的通信链接所使用的传输速度；

通过所述各个通信链接进行通信的时间；以及

通过所述通信链接接收的比特无误码率。

21.如权利要求18所述的无线通信控制方法，

将所述多模式控制站或所述多模式无线站的通信的功能切换所需的时间、与伴随通信方式的改变所需的链接连接所需的时间列入考虑而计算与所述各个无线站进行数据传输所容许的所述最大通信时间。

22.如权利要求18所述的无线通信控制方法，进一步包括以下步骤：

在每个通信资源分配的周期检测通信环境的变化；以及

只在检测到所述通信环境发生变化时，才重新选择分配给与所述各个无线站之间的通信链接的通信资源。

23.如权利要求22所述的无线通信控制方法，使用下列一个或多个的组合作为用来检测所述通信环境的变化的参数：

在网络中需要进行数据传输的无线站的总数；

所述无线站中的所述多模式无线站的数目；以及

取决于各个通信链接的通信质量。

24.如权利要求18所述的无线通信控制方法，进一步包括以下步骤：

根据是否有与所述各个无线站之间的通信链接所请求的传输数据的时间上的限制条件将无线站进行分组；

基于所述时间上的限制条件，确定分配给各个组的通信时间；以及

对所述每个组设定目标函数与限制条件，并对所述各个无线站进行通信时间的分配。

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