JP2011176428A - 無線基地局、無線通信システム、無線基地局のトラヒックレベル決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線区間に発生するトラヒックをより正確に予測して、輻輳を回避する
【解決手段】自身の配下の端末局を、在圏の端末局のグループである第１のグループと在圏ではない端末局のグループである第２のグループとに分類し、前記第１のグループに属する端末局により発生するトラヒック量と前記第２のグループに属する端末局により発生するトラヒック量とをそれぞれ予測し、得られた予測トラヒック量を加重平均した値を次回トラヒックとして算出し、算出された次回トラヒックが所定の上限値以上である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を強めるトラヒックレベルに変更し、次回トラヒックが所定の下限値以下である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を弱めるトラヒックレベルに変更し、更新されたトラヒックレベルを前記各端末局に送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、端末局が通信エリアに多数に存在し、疎な間隔で少量のデータを送受信するワイヤレスセンサネットワークにおける無線基地局、無線通信システム、無線基地局のトラヒックレベル決定方法に関する。

ワイヤレスネットワークにおいて送信されるデータは、疎な間隔で受信側に送信される。この送信されるデータとしては、例えば、月に１度程度の頻度で送信されるセンシングデータや、災害が発生した時に送信される突発的なセンシング等を行った場合が挙げられる。また、このデータは、センサの数値や、ON/OFF情報等であり、一つのデータサイズは小さい。

これからは、ユーザからの指示を受けながら通信を行うものだけでなく、あらゆる物に適用していくことが想定される。ここでは、適用範囲を広げるために電池駆動で数年持つような端末装置がある。このような端末装置においては、極力無駄なデータ送信、待ち受けを行わないことが望ましい。

ところで、端末装置の一例として、携帯電話がある。この携帯電話は、トランスポートレイヤで呼制御が行われる。この携帯電話を用いる場面としては、広帯域な無線通信を行う場合であり、かつ、大容量のデータ送信が想定される。この場合における輻輳制御としては、例えば、TCP輻輳制御で典型的なTCP Vegasがあり、End-EndでRTT（ラウンドトリップタイム）を計測して混雑具合を判定して送信するときのウィンドウサイズを変えることが行われている。さらに、スロースタート方式によって、あるデータ送信開セッションの開始時は、小さなウィンドウサイズで送信を開始し、RTTを応じて経路の混在具合を監視しながらウィンドウサイズを変化させていくことによって輻輳を回避しようとしている（非特許文献１参照）。

一方、マルチホップ型センサネットワークも用いられつつある。ワイヤレスセンサネットワークの場合、ZigBeeのように近距離無線をマルチホップするようなネットワークが検討されている。
そのようなネットワークの無線リンクの輻輳制御に関しては、以下に示す非特許文献２がある。この非特許文献２では、まず、Hop-by-hop flow controlという機構で、自らの送信キューの空き状態を輻輳ビットとしてヘッダ情報に入れて送信する、すなわちネットワークの各ノードが、周囲に対して自らの混雑具合を報知する。
次に、その情報を監視して周りの状況をモニタリングするRate Limitingという手法もある。この手法では、モニタリングした情報を元に、自らがMAC層の所作としてCSMA時のバックオフの大きさを変えている。すなわち、各端末局自身が、混雑具合によって、送信時の待ち時間を自律的に変化させる方法を提案している（非特許文献２参照）。

千田他、"HSDPAでのTCP輻輳制御方式の性能評価",2007年 信学会総合大会 B-7-188 参考文献２：Bret Hull, Kyle Jamieson, Hari Balakrishnan, "Mitigating Congestion in Wireless Sensor Networks", SenSys’04, November 3-5, 2004, Baltimore, Maryland, USA.

しかしながら、上述に示す携帯電話を用いたネットワークでは、端末局の管理をするにあたり、無線区間のトラヒックを予測する方法として、「無線基地局の配下にいる端末台数×１台当たりの典型的なトラヒックモデル」で、その無線基地局配下のトラヒック量を予測することが考えられる。しかし、携帯電話の場合、端末局は、常に無線基地局に対して位置登録を行い、常に待ち受け状態を維持している。これにより、いつでも着信できるように準備がなされている。

しかしながら、センサ情報のように小さなデータをたまにしか送信しない場合には、常に待ち受け状態を維持すると、通信を行わない期間が長いにもかかわらず、待ち受け状態を維持するため、その分の消費電力が無駄になってしまう。逆に、消費電力を抑えるために待ち受け状態を行わないと、所望のタイミングでデータ送信を行わない端末が存在することになり、すなわち無線基地局でオンデマンドに自らの通信エリアに存在するかを判断するのは困難であり、それを前提とした端末局の管理方法が必要となってしまう。

次に、無線区間の混雑具合を把握する場合において、センサ情報等の送信する場合、そのデータ量は、１パケットに入ってしまうほど少量データの通信が主であり、その次にデータが送信されるまでの期間が、今回から大きく空いた後であったりする。そのため、データ送信のために試しにRTTを図るといった方法では、送信したいデータの割合に対して制御用のデータのオーバヘッドが大きくなり、非効率になる。ここで、前回のデータ送信時のRTTを利用しようとすると、前回送信した時と今回送信する時とでは、明らかに無線区間の利用度合いが変わっているため、その混雑度合いが相違しており、信用のおけるデータにならないという問題がある。

他方、マルチホップ型センサネットワークにおいて、端末局の管理を行う場合、正確なネットワーク状況の把握には、ネットワーク全体の状況の把握が必須である。しかし、マルチホップをしていてネットワークが不安定であったり、非特許文献２であれば、Hop-by-hop flow control によって、端末局が自らの状況を伝え合うためにネットワークの状況自体を伝えるためのトラヒックを使ってしまい、センサ情報等のデータの大きさに対して制御用のデータのオーバヘッドが大きくなってしまうという問題がある。
また、端末局が自ら状況を伝え合うための送信の消費電力、不安定にネットワークトポロジが変化する中で状況を伝え合うための信号をモニタリングするための消費電力が大きくなる。また、これら端末局が自律的に判断するため機能を各端末局に設ける必要があり、高機能になってしまうという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、無線区間に発生するトラヒックをより正確に予測して、輻輳を回避する無線基地局、無線通信システム、無線基地局のトラヒックレベル決定方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、端末局の送信許可確率の値を、前記端末局と通信を行う基地局装置が複数のトラヒックレベルに応じて決定する無線通信システムにおける基地局装置であって、自身の配下の端末局を所定時間内にアクセスまたは在圏が確認された端末局のグループである第１のグループと所定時間内にアクセスまたは在圏が確認されていない端末局のグループである第２のグループとに分類するグループ管理部と、
前記第１のグループに属する端末局により発生するトラヒック量と前記第２のグループに属する端末局により発生するトラヒック量とをそれぞれ予測するトラヒック量予測部と、
得られた予測トラヒック量を加重平均した値を次回トラヒックとして算出する算出部と、
算出された次回トラヒックが所定の上限値以上である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を強めるトラヒックレベルに変更し、次回トラヒックが所定の下限値以下である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を弱めるトラヒックレベルに変更するトラヒックレベル更新部と、前記トラヒックレベル更新部によって更新されたトラヒックレベルを前記各端末局に送信するトラヒックレベル送信部と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、上述の無線通信局において、自身の無線基地局が通信を行うトラヒック量を測定する測定部を有し、前記トラヒック量予測部は、前記得られたトラヒック量と、前記測定部によって測定されたトラヒック量とに基づいて、次回のトラヒック量を予測することを特徴とする。

また、本発明は、上述の無線通信局において、トラヒックレベルと前記送信許可確率とが対応付けられた情報である設定情報を記憶する設定情報記憶部と、前記トラヒックレベル更新部によって更新された後のトラヒックレベルを記憶するトラヒックレベル記憶部と、前記端末局にデータを送信する送信部と、前記送信部からデータを送信する場合に、前記トラヒックレベル記憶部に記憶されたトラヒックレベルに対応する送信許可確率を読み出し、読み出した送信許可確率に従って、前記送信部からの送信を許可する送信判定部と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、端末局の送信許可確率の値を、前記端末局と通信を行う基地局装置が複数のトラヒックレベルに応じて決定する無線通信システムであって、前記基地局装置は、自身の配下の端末局を所定時間内にアクセスまたは在圏が確認された端末局のグループである第１のグループと所定時間内にアクセスまたは在圏が確認されていない端末局のグループである第２のグループとに分類するグループ管理部と、前記第１のグループに属する端末局により発生するトラヒック量と前記第２のグループに属する端末局により発生するトラヒック量とをそれぞれ予測するトラヒック量予測部と、得られた予測トラヒック量を加重平均した値を次回トラヒックとして算出する算出部と、算出された次回トラヒックが所定の上限値以上である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を強めるトラヒックレベルに変更し、次回トラヒックが所定の下限値以下である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を弱めるトラヒックレベルに変更するトラヒックレベル更新部と、前記トラヒックレベル更新部によって更新されたトラヒックレベルを前記各端末局に送信するトラヒックレベル送信部と、を有し、前記端末局は、トラヒックレベルと前記送信許可確率とが対応付けられた情報である設定情報を記憶する設定情報記憶部と、前記無線基地局から送信されるトラヒックレベルを受信して記憶するトラヒックレベル記憶部と、前記無線基地局にデータを送信する端末局送信部と、前記端末局送信部からデータを送信する場合に、前記トラヒックレベル記憶部に記憶されたトラヒックレベルに対応する送信許可確率を読み出し、読み出した送信許可確率に従って、前記端末局送信部からの送信を許可する送信判定部と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、端末局の送信許可確率の値を、前記端末局と通信を行う基地局装置が複数のトラヒックレベルに応じて決定する無線通信システムにおける無線基地局のトラヒックレベル決定方法であって、前記無線基地局のグループ管理部が、自身の配下の端末局を所定時間内にアクセスまたは在圏が確認された端末局のグループである第１のグループと所定時間内にアクセスまたは在圏が確認されていない端末局のグループである第２のグループとに分類し、前記無線基地局のトラヒック量予測部が、前記第１のグループに属する端末局により発生するトラヒック量と前記第２のグループに属する端末局により発生するトラヒック量とをそれぞれ予測し、前記無線基地局の算出部が、得られた予測トラヒック量を加重平均した値を次回トラヒックとして算出し、前記無線基地局のトラヒックレベル更新部が、算出された次回トラヒックが所定の上限値以上である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を強めるトラヒックレベルに変更し、次回トラヒックが所定の下限値以下である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を弱めるトラヒックレベルに変更し、前記無線基地局のトラヒックレベル送信部が、前記トラヒックレベル更新部によって更新されたトラヒックレベルを前記各端末局に送信することを特徴とする。

以上説明したように、この発明によれば、端末局を所定時間内にアクセスまたは在圏が確認された端末局のグループである第１のグループと所定時間内にアクセスまたは在圏が確認されていない端末局のグループである第２のグループとに分類し、第１のグループに属する端末局により発生するトラヒック量と第２のグループに属する端末局により発生するトラヒック量とをそれぞれ予測し、予測トラヒック量を加重平均した値を次回トラヒックとして算出し、算出された次回トラヒックが所定の上限値以上である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を強めるトラヒックレベルに変更し、次回トラヒックが所定の下限値以下である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を弱めるトラヒックレベルに変更し、各端末局に送信するようにした。これにより、端末局に対し、このトラヒックレベルに従って通信規制を行うことができる。
したがって、通信が輻輳しないように無線区間のトラヒックを制御することができるとともに、端末局に通知する情報量をトラヒックレベルという離散的なデータであるため、その報知の際に必要となる送信データ量を削減することができる。
また、第１と第２のグループに分け、これらのグループのトラヒック量から、トラヒックレベルを決定するようにしたので、端末局のアクセス状況に応じたより正確なトラヒックの予測を行うことができる。

一実施形態による無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である 無線基地局２０の機能を表すブロック図である。 トラヒックレベル設定情報の一例を表す図である。 端末局のＩＤの一部に送信可否を示すビット列を設けた場合を表す図である。 端末局の構成を表すブロック図である。 無線基地局２０の動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態による無線通信システムについて図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態による無線通信システムの構成を示す概略ブロック図である。この図において、無線基地局２０は、自身が通信可能なエリアである通信エリア１０内にある各端末局（１３、１４、１５、１６、１７、１８）と通信を行う。
端末局１３、１４、１５、１６、１７、１８は、通信エリア１０内に存在しており、無線基地局２０と通信を行う機能を有する。ここでは、参考文献３のような広域にカバーするユビキタスインフラを想定した場合（通信エリア内を数kmとした場合）、通信エリア内に存在する端末局の数は、数千〜数万に及ぶことも考えられる。ここでは、複数の本無線通信システムが統合された無線通信システムであってもよい。

数kmの通信エリアでP-MP型で、無線基地局配下で大量に端末局を収容する、センサ情報等を送信するための無線通信システム（参考文献３：渡邊他, “広域ユビキタスネットワークインフラストラクチャ用無線システムの検討”, 2006信学会総合大会B-5-148）

端末局１３、１４、１５、１６は、ある一定期間毎に無線基地局２０にアクセスを行う。
端末局１７、１８は、ある一定時間内にアクセスしないが、通信エリア１０に存在し、必要に応じて無線基地局２０と通信を行う。

図２は、無線基地局２０の機能を表すブロック図である。
この図において、無線基地局２０は、無線送受信部２１、トラヒック計測部２３、トラヒックレベル変換部２４、トラヒックレベル記憶部２５、制御信号生成部２６、送信判定部２７、トラヒックレベル参照・変更インタフェース（IF）２８、しきい値記憶部２９とから構成される。

無線送受信部２１は、各端末装置と無線信号の送受信を行う。リスト管理部２２は、無線送受信部２１が端末局と通信した履歴に基づいて、一定時間内にアクセスがあった端末局であることを表すリストＡと、一定時間内にアクセスがなかった端末局であることを表すリストＢとのいずれに該当するかを、端末局毎に判定し、判定した結果に従い、端末局毎にリストＡまたはリストＢに割り当てる。ここでは、端末局側からアクセスがあったか否かに基づいて、リストの判定を行う方法と、ポーリングによってリストの判定を行う方法とがある。ポーリングによる方法では、決められた間隔で無線基地局２０から積極的に端末局の在圏を確認する方法であり、無線基地局側からポーリングを行い、死活監視を行う。例えば、ポーリングで一定時間内（例えば２時間以内）に在圏が確認された場合にはリストＡ、一定時間内に確認がされなかった場合には、リストＢとして判定する。また、リスト管理部２２は、判定結果を自身が有するメモリ領域内に記憶する。

トラヒック計測部２３は、各端末局から受信する無線信号（上り）と、各端末局に対して送信しようとする無線信号（下り）のトラヒック量を、単位時間のトラヒック量として計測する。トラヒック計測部２３は、無線送受信部２１が受信した上りの無線信号を測定することによって上りのトラヒック量を計測し、送信判定部２７を通過した下りの無線信号を測定することによって下りのトラヒック量を計測する。

トラヒックレベル変換部２４は、トラヒックレベルを管理する。より具体的には、トラヒックレベル変換部２４は、計測した単位時間当たりのトラヒック量をトラヒックレベルの値に変換する機能と、トラヒック計測部２３によって測定されたトラヒック量と予め決められた基準値とを比較し、比較結果に基づいて、現在のトラヒックレベルを変更するか否かを判定する機能とを有する。トラヒックレベル記憶部２５は、トラヒックレベル変換部２４によって変換されたトラヒックレベルの値を記憶する。ここでは、測定時における上りのトラヒックレベルと、下りのトラヒックレベルとが記憶される。

ここで、トラヒックレベル変換部２４の判定について説明する。トラヒックレベル変換部２４は、トラヒック計測部２３によって測定されたトラヒック量と予め決められた基準値とを比較し、比較結果に基づいて、トラヒックレベル記憶部２５に記憶されたトラヒックレベルの値を変更するか否かを判定する。
すなわち、しきい値としてシステムの許容トラヒック量に対する予測トラヒック量として予め記憶する等が考えられる。例えば、予測トラヒック量がシステムの許容トラヒック量の70%（Xupper）である上限基準値を超えたときに、現在設定されているトラヒックレベルに対してもう一段階上の規制を施すためのトラヒックレベルに変更する、というような判定を行う。また本実施形態では、反対に、許容トラヒック量の30%（Xlower）である下限基準値を下回ったときに現在のトラヒックレベルに対してもう一段下に規制を緩和するトラヒックレベルに設定するといった判定を行う。

図３は、トラヒックレベル設定情報の一例を表す図である。この図において、トラヒックレベルが０〜７まであり、これらの各レベルに、送信パーセンテージの値が対応付けられており、これにより、各トラヒックレベルに対する送信可否のパーセンテージが規定される。
このトラヒックレベル設定情報は、無線基地局２０および全端末局で共有され、送信要求に対する送信可否の判定に用いられる。例えば、無線基地局２０において現在のトラヒックレベルが「3」であったとすると、送信要求に対する送信は、このトラヒックレベル「３」に対応付けられた送信パーセンテージである62.5%の確率で許可することになる。そのとき予測トラヒックが許容トラヒック量のしきい値である70%（Xupper）を超えたとすると、トラヒックレベルを規制する方向に上げてトラヒックレベルを「４」に変更して保持する。

また、トラヒックレベルは、当該無線基地局２０に一定時間内にアクセスの確認された端末局に関する予測トラヒックの値に規定した定数αを乗じた値と、過去にアクセスがあったが、一定時間内にアクセスが確認されていない端末局に関する予測トラヒックの値に規定した定数βを乗じた値と、を加算し、この加算された値を、αとβとを加算した値で除した値を当該無線基地局の単位時間当たりのトラヒック量から変換を行うことでもよい。
すなわち、当該無線基地局に一定時間内にアクセスの確認された端末局のリストをリストＡとし、リストＡに記載された端末局に関して端末局の属性情報等からトラヒックを予測する。さらに過去にアクセスがあったが一定時間内にアクセスが確認されていない端末局のリストをリストＢとし、同様にそのトラヒックを予測する。

この予測は、例えば、リストＡが１週間に１度１００バイトのデータモデルの端末局が１００００台と、１時間に１回１０バイトのデータモデルの端末局が２００台あるとした場合、リストＳの予測トラヒックレベルは、これらのデータ量とその頻度、台数に基づいて算出される。また、リストＢが１週間に１度１００バイトのデータモデルの端末局が２０００台と、１時間に１回１０バイトのデータモデルの端末局が１２００台あるとした場合、リストＳの予測トラヒックレベルは、これらのデータ量とその頻度、台数に基づいて算出される。ここでは、リストＡとＢとのいずれも、データ通信時にかかるオーバヘッドとなる制御信号なども含めて各リストの単位時間当たりの発生トラヒックを算出するようにしてもよい。

疎な間隔で通信を行い、常時位置登録を行っていないような無線システムでは、端末局の移動などによりアクティブな端末局を判定するのが困難となる。そのため、この実施形態において、一定時間内のアクセスの有無を判断材料とし、端末局の在圏状況を予測し、さらに在圏している可能性の高いリストＡに該当する端末局の予測トラヒックをより重みを持たせてトラヒックを予測することによって次回トラヒックの予測の精度を高める。
本次回トラヒック（Lt）を元に、トラヒックレベルへの変換を実施する。このときの式を下記の（１）式に示す。

また、次回トラヒックの予測には、次に（２）式に示すように、無線基地局２０が計測を行った直近の実トラヒックの量を表す値θを、新しい重みとして（１）式に対して考慮した式である下記の（２）式に従って、トラヒックレベルの予測を行ってもよい。

送信判定部２７は、下り無線信号に対して送信判定を行う。すなわち、送信判定部２７は、端末局に対する送信要求に対して、現在無線基地局２０の保持するトラヒックレベル設定情報が記憶されたトラヒックレベル記憶部２５を参照し、前述のトラヒックレベルの判定を行う。
図３のトラヒックレベル設定情報が読み出され、現在のトラヒックレベルが「３」であったとすると、送信判定部２７は、62.5%の確率で送信を許可する。送信判定部２７は、許可すると判定した場合、無線送受信部２１を介して端末局に信号を送信し、許可しないと判定した場合、送信判定部２７から送信要求元に送信不可であった旨を返信する。

トラヒックレベル参照・変更IF２８は、トラヒックレベル記憶部２５に記憶されたトラヒックレベル設定情報についてシステムの管理者など予め許可された利用者が直接変更するためのインタフェースを指す。このトラヒックレベル参照・変更ＩＦ２８によってトラヒックレベルが機械的に自律的な変更がされるだけでなく、周辺の状況に応じて人為的に直接変更することが可能となる。

ここで用いられる、計測する単位時間当たりのトラヒック量と、トラヒックレベルは、上り無線信号と下り無線信号とで、それぞれ別で管理し、それぞれの送信要求に対して用いられるようにしてもよい。また、計測する単位時間当たりのトラヒック量は、送信要求のトラヒック量であっても、送信した実績トラヒック量でもよい。

図４は、トラヒックレベル設定情報の一例として、端末局のＩＤの一部に送信可否を示すビット列を設けた場合を表す図である。この図の例では、端末局のＩＤを１０進数の整数で割り当てられているとしたときに、その下一桁に対して送信可否を示すビットの列としてトラヒックレベルを表したものである。
例えば、トラヒックレベルが１６段階である場合には、４ｂｉｔで表すことができるが、その代わりに１０ｂｉｔを使用し、端末局のＩＤの下１桁の値に見立てて、「１」なら送信可能を表し、「０」なら送信不可を表すようにしてもよい。
このように端末局のＩＤの下１桁の数に対応するｂｉｔに対し、送信可能か否かを表す情報を設け、これを端末局に送信することにより、これを受信した端末局は、自身の端末局のＩＤの下１桁に対応するｂｉｔを参照し、自局が送信可能か否かを判定し、送信の制御を行うことができる。例えば、自局の端末局のＩＤの下１桁が「５」である場合には、６ビット目の値を参照する。ここでは、「１」であり、送信可を表しているので、自局は送信可能であると判断し、データを無線基地局２０に送信する。この場合、図３に示した確率的な送信可否を端末局が判定する場合に比べて、端末局グループを意識した制御をすることが可能となる。グループの粒度を細かくする場合には、グループ数を表すことができるビット列にするように、ビット列を大きくすればよい。

トラヒックレベル記憶部２５に記憶されたトラヒックレベル設定情報は、トラヒック量に応じたレベルを表す値が制御信号生成部２６によって読み出されて本無線通信システムの制御信号内に組み入れられ、制御信号の報知タイミングでブロードキャスト制御信号によって送信される。

図５は、端末局の構成を表すブロック図である。この図においては、端末局１３を一例として説明するが、この構成をその他の端末局（１４〜１８）も有している。無線送受信部１３２は、無線基地局２０から報知される制御信号を受信する。トラヒックレベル取得部１３３は、無線送受信部１３２が受信した制御信号に含まれるトラヒックレベルを抽出する。トラヒックレベル記憶部１３４は、トラヒックレベル取得部１３３が抽出したトラヒックレベルと、トラヒックレベル設定情報とを記憶する。トラヒックレベル記憶部１３４は、新たに制御信号が受信されトラヒックレベル取得部１３３によってトラヒックレベルが抽出され、トラヒックレベルが新しい値の場合（既に記憶された値と異なる場合）、新たに抽出されたトラヒックレベルを記憶する。なお、トラヒックレベル設定情報は、図３に示すデータと同じものであり、無線基地局２０に記憶されたトラヒックレベル設定情報と同じ情報である。

送信判定部１３６は、端末局１３において送信要求１３５が発生した場合、トラヒックレベル記憶部１３４を参照し、トラヒックレベル設定情報に従って、送信要求の可否を判定し、送信可と判定した場合、無線送受信部１３２を介して送信要求に応じた信号を送信し、送信不可と判定した場合、送信元に対して送信不可である旨を返信する。ここでは、発生した送信要求に対し、トラヒックレベル記憶部２５に記憶されたトラヒックレベル（無線基地局２０から受信したトラヒックレベル）に対応する送信パーセンテージをトラヒックレベル設定情報から読み出し、読み出した送信パーセンテージの確率に従って、送信要求に応じた信号を送信の可否を判定する。例えば、無線基地局２０から受信したトラヒックレベルが「３」である場合には、このトラヒックレベル「３」に対応付けられた送信パーセンテージである62.5%の確率で、送信を許可する。

図６は、無線基地局２０の動作を説明するフローチャートである。
ここでは、トラヒックレベルの初期値がトラヒックレベル記憶部に記憶されているものとする。
無線基地局２０のリスト管理部２２は、まず、ポーリングを行い、リストＡとリストＢを生成して記憶する。ここでは、ポーリングが行われる都度、これらリストを更新するようにしてもよい。
リストが生成されると、トラヒック計測部２３は、無線送受信部２１の通信状況を監視し、トラヒックの計測を行う。ここでは、上りと下りのそれぞれについて行って、全体のトラヒックを計測する。トラヒックの測定がされると、トラヒックレベル変換部２４は、測定されたトラヒック量に基づいて、上記の（１）式に従い、トラヒックレベルを算出する（ステップＳ１１）。トラヒックレベルが算出されると、トラヒックレベル変換部２４は、無線区間のキャパシティ（システムの許容トラヒック量）と算出されたトラヒックレベルＬｔとに基づいて、無線区間のキャパシティに対する算出されたトラヒックレベルＬｔの割合を算出し、この算出された値と上限基準値とを比較する（ステップＳ１２）。
算出された値が上限基準値を越えている場合、トラヒックレベル変換部２４は、トラヒックレベル記憶部２５に記憶されたトラヒックレベルを下げる（ステップＳ１３）。例えば、トラヒックレベル変換部２４は、トラヒックレベル記憶部２５に記憶されていたトラヒックレベルが「３」であった場合には、トラヒックレベル記憶部２５に記憶されたトラヒックレベルを「２」に書き換える。

一方、算出された値が上限基準値を越えていない場合、トラヒックレベル変換部２４は、算出された値と下限基準値とを比較する（ステップＳ１４）。算出された値が下限基準値以下である場合には、トラヒックレベル変換部２４は、トラヒックレベル記憶部２５に記憶されたトラヒックレベルを上げる（ステップＳ１５）。例えば、トラヒックレベル変換部２４は、トラヒックレベル記憶部２５に記憶されていたトラヒックレベルが「３」であった場合には、トラヒックレベル記憶部２５に記憶されたトラヒックレベルを「４」に書き換える。

他方、算出された値が、下限基準値を越えている場合、トラヒックレベル変換部２４は、トラヒックレベルの書き換えを行わず、現在の値を維持する。
トラヒックレベル変換部２４がトラヒックレベルの判定を行うと、制御信号生成部２６は、トラヒックレベル記憶部２５に記憶されたトラヒックレベルを読み出し、無線送受信部２１を介し、無線通信システムの制御信号内に組み入れて、制御信号の報知タイミングでブロードキャスト制御信号によって送信する（ステップＳ１６）。

以上説明した実施形態においては、（１）式に従ってトラヒック量を算出するようにしたが、（２）式に従って算出するようにしてもよい。

なお、上述した実施形態において、図３に示すトラヒックレベル設定情報を用いる場合について説明したが、図４に示すトラヒックレベル設定情報を端末局に送信し、トラヒック量の制御を行うようにしてもよい。

また、図１における無線基地局２０の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりトラヒックレベルの決定を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、この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、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１０ 通信エリア
２０ 無線基地局
１３、１４、１５、１６、１７、１８ 端末局
２１ 無線送受信部
２２ リスト管理部
２３ トラヒック計測部
２４ トラヒックレベル変換部
２５ トラヒックレベル記憶部
２６ 制御信号生成部
２７ 送信判定部
２８ トラヒックレベル参照・変更インタフェース

Claims (5)

1. 端末局の送信許可確率の値を、前記端末局と通信を行う基地局装置が複数のトラヒックレベルに応じて決定する無線通信システムにおける基地局装置であって、
   自身の配下の端末局を所定時間内にアクセスまたは在圏が確認された端末局のグループである第１のグループと所定時間内にアクセスまたは在圏が確認されていない端末局のグループである第２のグループとに分類するグループ管理部と、
   前記第１のグループに属する端末局により発生するトラヒック量と前記第２のグループに属する端末局により発生するトラヒック量とをそれぞれ予測するトラヒック量予測部と、
   得られた予測トラヒック量を加重平均した値を次回トラヒックとして算出する算出部と、
   算出された次回トラヒックが所定の上限値以上である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を強めるトラヒックレベルに変更し、次回トラヒックが所定の下限値以下である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を弱めるトラヒックレベルに変更するトラヒックレベル更新部と、
   前記トラヒックレベル更新部によって更新されたトラヒックレベルを前記各端末局に送信するトラヒックレベル送信部と、
   を有することを特徴とする基地局装置。
2. 自身の無線基地局が通信を行うトラヒック量を測定する測定部を有し、
   前記トラヒック量予測部は、前記得られたトラヒック量と、前記測定部によって測定されたトラヒック量とに基づいて、次回のトラヒック量を予測する
   ことを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
3. トラヒックレベルと前記送信許可確率とが対応付けられた情報である設定情報を記憶する設定情報記憶部と、
   前記トラヒックレベル更新部によって更新された後のトラヒックレベルを記憶するトラヒックレベル記憶部と、
   前記端末局にデータを送信する送信部と、
   前記送信部からデータを送信する場合に、前記トラヒックレベル記憶部に記憶されたトラヒックレベルに対応する送信許可確率を読み出し、読み出した送信許可確率に従って、前記送信部からの送信を許可する送信判定部と、
   を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の無線基地局。
4. 端末局の送信許可確率の値を、前記端末局と通信を行う基地局装置が複数のトラヒックレベルに応じて決定する無線通信システムであって、
   前記基地局装置は、
   自身の配下の端末局を所定時間内にアクセスまたは在圏が確認された端末局のグループである第１のグループと所定時間内にアクセスまたは在圏が確認されていない端末局のグループである第２のグループとに分類するグループ管理部と、
   前記第１のグループに属する端末局により発生するトラヒック量と前記第２のグループに属する端末局により発生するトラヒック量とをそれぞれ予測するトラヒック量予測部と、
   得られた予測トラヒック量を加重平均した値を次回トラヒックとして算出する算出部と、
   算出された次回トラヒックが所定の上限値以上である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を強めるトラヒックレベルに変更し、次回トラヒックが所定の下限値以下である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を弱めるトラヒックレベルに変更するトラヒックレベル更新部と、
   前記トラヒックレベル更新部によって更新されたトラヒックレベルを前記各端末局に送信するトラヒックレベル送信部と、を有し、
   前記端末局は、
   トラヒックレベルと前記送信許可確率とが対応付けられた情報である設定情報を記憶する設定情報記憶部と、
   前記無線基地局から送信されるトラヒックレベルを受信して記憶するトラヒックレベル記憶部と、
   前記無線基地局にデータを送信する端末局送信部と、
   前記端末局送信部からデータを送信する場合に、前記トラヒックレベル記憶部に記憶されたトラヒックレベルに対応する送信許可確率を読み出し、読み出した送信許可確率に従って、前記端末局送信部からの送信を許可する送信判定部と、
   を有することを特徴とする無線通信システム。
5. 端末局の送信許可確率の値を、前記端末局と通信を行う基地局装置が複数のトラヒックレベルに応じて決定する無線通信システムにおける無線基地局のトラヒックレベル決定方法であって、
   前記無線基地局のグループ管理部が、
   自身の配下の端末局を所定時間内にアクセスまたは在圏が確認された端末局のグループである第１のグループと所定時間内にアクセスまたは在圏が確認されていない端末局のグループである第２のグループとに分類し、
   前記無線基地局のトラヒック量予測部が、
   前記第１のグループに属する端末局により発生するトラヒック量と前記第２のグループに属する端末局により発生するトラヒック量とをそれぞれ予測し、
   前記無線基地局の算出部が、
   得られた予測トラヒック量を加重平均した値を次回トラヒックとして算出し、
   前記無線基地局のトラヒックレベル更新部が、
   算出された次回トラヒックが所定の上限値以上である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を強めるトラヒックレベルに変更し、次回トラヒックが所定の下限値以下である場合に、トラヒックレベルを現状の値から端末局の送信規制を弱めるトラヒックレベルに変更し、
   前記無線基地局のトラヒックレベル送信部が、
   前記トラヒックレベル更新部によって更新されたトラヒックレベルを前記各端末局に送信する
   ことを特徴とする無線基地局のトラヒックレベル決定方法。

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