JP2017212761A - 無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システム全体の周波数利用効率が向上するように無線ＬＡＮ基地局の設定を行うこと。
【解決手段】実施形態の無線通信装置は、無線ＬＡＮ基地局の設定情報と無線環境情報とを収集する情報収集部と、収集した情報に基づき収集元の無線ＬＡＮ基地局に対して設定すべきパラメータを求めるパラメータ算出部と、求めた前記パラメータを収集元の前記無線ＬＡＮ基地局に対して送信及び設定するパラメータ設定部とを備え、前記無線ＬＡＮ基地局は複数のチャネルのうち少なくとも一つのチャネルを使用して無線通信し、前記情報収集部は前記無線ＬＡＮ基地局の周辺の無線環境を表す情報を前記無線環境情報として収集し、前記パラメータ算出部は前記無線環境情報に基づいて前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべきチャネルを決定するための指標値を計算し、前記指標値に基づき前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべきチャネルを前記パラメータとして求める。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワーク制御型の無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
本願は、２０１２年１１月１２日に日本へ出願された日本特願２０１２−２４８４３０号、２０１３年７月２２日に日本へ出願された日本特願２０１３−１５１８１２号、および、２０１３年８月２６日に日本へ出願された日本特願２０１３−１７５０３８号に対して優先権を主張し、それらの内容をここに援用する。

近年、ノートパソコンやスマートフォン等の持ち運び可能で高性能な無線端末の普及により企業や公共スペースだけではなく、一般家庭でもＩＥＥＥ８０２．１１標準規格の無線ＬＡＮ（Local Area Network）が広く使われるようになっている。ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格の無線ＬＡＮには、２．４ＧＨｚ帯を用いるＩＥＥＥ８０２．１１ｂやＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格の無線ＬＡＮと、５ＧＨｚ帯を用いるＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格の無線ＬＡＮがある。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｂやＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格の無線ＬＡＮでは、２４００ＭＨｚから２４８３．５ＭＨｚ間に５ＭＨｚ間隔で１３チャネルが用意されている。ただし、同一場所で複数のチャネルを使用する際は、干渉を避けるためスペクトルが重ならないようにチャネルを使用すると最大で３チャネル、場合によっては４チャネルまで同時に使用できる。

一方、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格では、日本の場合は、５１７０ＭＨｚから５３３０ＭＨｚ間、及び、５４９０ＭＨｚから５７１０ＭＨｚ間でそれぞれ互いに重ならない８チャネル及び１１チャネルの合計１９チャネルが規定されている。なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格では、チャネル当たりの帯域幅が２０ＭＨｚに固定されている（非特許文献１）。

無線ＬＡＮの最大伝送速度は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の場合は１１Ｍｂｐｓ（bits per second）であり、また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格やＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格の場合は５４Ｍｂｐｓである。ただし、ここでの伝送速度は物理レイヤ上での伝送速度である。実際にはＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでの伝送効率が５０〜７０％程度であるため、実際のスループットの上限値はＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格では５Ｍｂｐｓ程度、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格やＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格では３０Ｍｂｐｓ程度である。また、伝送速度は、情報を送信しようとする通信局が増えれば更に低下する。

一方で、有線ＬＡＮでは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の１００Ｂａｓｅ−Ｔインタフェースをはじめ、各家庭にも光ファイバを用いたＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｈｏｍｅ）の普及から、１００Ｍｂｐｓの高速回線の提供が普及しており、無線ＬＡＮにおいても更なる伝送速度の高速化が求められている。

そのため、２００９年に標準化が完了したＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格では、これまで２０ＭＨｚと固定されていたチャネル帯域幅が最大で４０ＭＨｚに拡大され、また、空間多重送信技術（ＭＩＭＯ：Multiple input multiple output）技術の導入が決定された。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格で規定されているすべての機能を適用し送受信を行うと物理レイヤでは最大で６００Ｍｂｐｓの通信速度を実現可能である。

更に、現在、標準化仕様が検討されているＩＥＥＥ８０２．１１ａｃでは、チャネル帯域幅を８０ＭＨｚや最大で１６０ＭＨｚまで拡大することや、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ：Space Division Multiple Access）を適用したマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）送信方法の導入等が検討されている。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ規格で規定されているすべての機能を適用し送受信を行うと物理レイヤでは最大で約６．８Ｇｂｐｓの通信速度を実現可能である（例えば、非特許文献２参照）。

ＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮは、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯の免許不要な周波数帯で運用するため、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ対応基地局（以下、アクセスポイント（Access Point）と称し、図面においてはＡＰと図示する）は、無線ＬＡＮセル（ＢＳＳ：Basic Service Set）を形成する際に、自無線ＬＡＮ基地局で対応可能な周波数チャネルのうち、どの周波数チャネルで運用するのか決定する必要がある。さらに、自無線ＬＡＮ基地局の電波が届く範囲で同じ又は隣接する周波数チャネルを使用するその他の無線ＬＡＮセルが存在する場合は、干渉低減のために、自無線ＬＡＮ基地局の送信出力値を決定する必要がある。

そして、自セルで使用するパラメータの設定値および自無線ＬＡＮ基地局において対応可能なその他のパラメータを定期的に送信するＢｅａｃｏｎフレームや無線端末から受信するＰｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔフレームに対するＰｒｏｂｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅフレーム等に記載し、運用が決定された周波数チャネル上でフレームを送信し、配下の無線端末および周辺の他通信局に通知することで、セルの運用を行っている。

自セルで使用するパラメータの設定値には、例えば、アクセス権取得に関するパラメータ値やＱｏＳ（Quality of Services）等のパラメータ値が含まれる。また、自無線ＬＡＮ基地局において対応可能なその他のパラメータには、フレーム送信に用いる帯域幅、制御フレーム送信に使用する基本データレート（ＢＳＳ：Basic Rate Set）やデータ送受信可能なデータレートに関するデータレートセットなどが含まれる。

無線ＬＡＮ基地局における、周波数チャネルや送信電力値およびその他のパラメータの選択および設定方法として、例えば、（１）無線ＬＡＮ基地局の製造メーカで設定されたデフォルトのパラメータ値をそのまま使用する方法、（２）無線ＬＡＮ基地局を運用するユーザが手動で設定した値を使用する方法、（３）各無線ＬＡＮ基地局が起動時に自局において検知する無線環境情報に基づいて自律的にパラメータ値を選択し設定する方法、および、（４）アクセスポイントコントローラなどの集中制御サーバで決定されたパラメータ値を使用し設定する方法などを挙げられる。

前述の通り、チャネル当たりの帯域幅を４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、１６０ＭＨｚと広くする場合、５ＧＨｚ帯において同一場所で同時に使えるチャネル数は、９チャネル、４チャネル、２チャネルと少なくなる。すなわち、チャネル当たりの帯域幅が増加するにつれて、使えるチャネル数が低減することになる。

また、同一場所で同時に使えるチャネル数として、２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮでは３つ、５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮでは２つ、４つ、９つ、又は１９のチャネルが用意されているので、実際に無線ＬＡＮを導入する際にはアクセスポイント（ＡＰ：Access Point）が自セル（ＢＳＳ：Basic Service Set）内で使用するチャネルを選択する必要がある。

使用可能なチャネル数よりもＢＳＳ数が多い環境では、複数のＢＳＳが同一チャネルを使うことになる（ＯＢＳＳ：Overlapping BSS）。無線ＬＡＮでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance：搬送波感知多重アクセス）を用いて、チャネルが空いているときにのみデータの送信を行う自律分散的なアクセス制御が使われている。

具体的には、送信要求が発生した通信局は、まず所定のセンシング期間（ＤＩＦＳ：Distributed Inter-Frame Space）だけ無線媒体の状態を監視し、この間に他の通信局による送信信号が存在しなければ、ランダム・バックオフを行う。通信局は、引き続きランダム・バックオフ期間中も無線媒体を監視するが、この間にも他の通信局による送信信号が存在しない場合に、チャネルの利用権を得る。チャネルの利用権を得た通信局は同一ＢＳＳ内の他の通信局にデータを送信したり、それらの通信局からデータを受信したりできる。このような制御を行うため、競合する通信セルや通信局が多いと得られるスループットが低下する。したがって、周辺環境をモニタリングし、適切なチャネルを選択することが重要になる。

アクセスポイントにおけるチャネルの選択方法は、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格で定まっていないため、各ベンダーが独自のチャネル選択方法を使用しているが、最も一般的なチャネル選択方法は、干渉電力の最も少ないチャネルを選択する方法である。アクセスポイントは、一定期間すべてのチャネルの状態を検知し（スキャニングを実施し）、最も干渉電力が少ないチャネルを選択して、選択したチャネル上で配下の通信局とデータの送受信を行う。なお、干渉電力とは、近隣ＢＳＳや他システムから受信する信号のレベルである。

また、ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、ＢＳＳ周辺の無線状況が変化した場合におけるチャネルの変更手順が規定されているが、基本的に、レーダ検出などによる強制移行以外は、一度選択したチャネルの再選択を行っていない。つまり、現状無線ＬＡＮでは、無線状況の変化に応じたチャネルの最適化は行われていない。

守倉正博、久保田周治監修、「８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」改訂三版、ｐｐ．６〜９、インプレスＲ＆Ｄ、２００８年３月 IEEE 802.11ac Draft Standard, D3.0, June 2012. R. Jain et al., "A quantitative measure of fairness and discrimination for resource allocation in shared computer system", Digital Equipment Corporation Technical Report, DEC-TR-301, September 1984.

前述した（１）〜（４）の周波数チャネルや送信電力値およびその他のパラメータの選択および設定方法のうち、特に、安価な無線ＬＡＮ基地局は、製造メーカで設定されたデフォルトのパラメータをそのまま使用することが多い。しかし、近くに同じメーカの無線ＬＡＮ基地局が複数台設置された環境の場合は、全ての無線ＬＡＮ基地局が同じ周波数チャネルや送信電力値を使うことになるので、無線ＬＡＮ基地局間で干渉が発生してしまい通信品質が劣化する問題がある。

一般家庭など比較的小規模なネットワークでは、無線ＬＡＮを運用するユーザが適切なパラメータを設定することは考えられる。特に、外部干渉源がない環境では各種パラメータの設定は可能だが、都市部や集合住宅など周りで無線ＬＡＮが使われている環境、または、中規模や大規模なネットワークでは、ユーザ又は管理者による適切なパラメータ設定が困難である。

各無線ＬＡＮ基地局が起動時に自局において検知する無線環境情報に基づいて自律的にパラメータ値を選択する自律分散動作可能な無線ＬＡＮ基地局では、無線ＬＡＮ基地局が起動される順番によって適切なパラメータ値が異なる。また、それぞれの無線ＬＡＮ基地局は自局における最適なパラメータ値を選択して設定するため、局所的に最適化が可能だが、システム全体の最適化はできず、さらに、周辺無線環境が変わった場合は対応が困難となる。

このため、例えば、大学やオフィス環境など数十台〜数百台の無線ＬＡＮ基地局で形成される大規模な無線ＬＡＮシステムの場合は、「無線ＬＡＮコントローラ」と呼ばれる専用の装置を配置し、無線ＬＡＮコントローラによって各無線ＬＡＮ基地局のパラメータ値を決定し、無線ＬＡＮ基地局に反映させるなどして無線ＬＡＮ基地局の制御を行う方法がある。

しかし、これらの無線ＬＡＮコントローラ製品では、制御対象とする無線ＬＡＮ基地局は全て無線ＬＡＮコントローラと同じメーカの製品でなければならない。また、同じメーカでも型番が異なる製品を混在させることはできない場合が多く、制御対象とする無線ＬＡＮ基地局はすべて同じ建物内または同じ構内に設置しなければならないなどいくつかの制約がある。そして、無線ＬＡＮコントローラは高価な装置であり、前述したように大規模なネットワーク運用に適しているが、一般家庭などにおける無線ＬＡＮ基地局の制御に向いていない。

このように、これまでの無線ＬＡＮコントローラなどの無線ＬＡＮ基地局を制御する専用制御機器、または、ソフトウェアを用いた無線ＬＡＮ一括管理システムでは、制御対象の無線ＬＡＮ基地局は同じメーカの製品でなければならなかった。また、同じメーカでも型番が異なる製品を混在させることはできない場合が多く、制御対象となる無線ＬＡＮ基地局はすべて同じ建物内または同じ構内のネットワークに接続しなければならないなどの制約があるという問題がある。

また、既存の無線ＬＡＮシステムは、自律分散的に動作する。また、前述の通り、一度選択したチャネルの再選択は基本的に行っていないため、各々のアクセスポイントの起動時における周辺の無線環境に基づいて使用するチャネルを選択する。環境変化（例えば、起動中のアクセスポイント数の変化、各々のアクセスポイント配下の無線端末装置の変化、各々のセル内の無線装置により送出されるデータ量の変化など）が起きても使用チャネルの最適化を行なっていないため、各々のセルのスループット間で差が生じたり、システム全体でもスループットが劣化したりするという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、無線通信システム全体の周波数利用効率が向上するように無線ＬＡＮ基地局の設定を行うことができる無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、基地局が密集している環境において局地的なスループットの低下を回避することができる無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明は、無線通信ネットワークを構成する無線ＬＡＮ基地局が動作するために必要な設定を行う無線通信装置であって、前記無線ＬＡＮ基地局に設定されている設定情報と、前記無線ＬＡＮ基地局における無線環境情報とを収集する情報収集部と、収集した前記設定情報と前記無線環境情報とに基づき、収集元の無線ＬＡＮ基地局に対して設定すべきパラメータを求めるパラメータ算出部と、求めた前記パラメータをネットワークを介して収集元の前記無線ＬＡＮ基地局に対して送信し、パラメータ設定を行うパラメータ設定部とを備える無線通信装置である。

好ましくは、本発明の無線通信装置は、前記無線ＬＡＮ基地局の属性に関する属性情報を記憶するデータベースを有し、前記パラメータ算出部は、前記設定情報、前記無線環境情報、および、前記属性情報に基づいて前記パラメータを求める。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記情報収集部は、異なるメーカ、異なる型番、異なるバージョンの前記無線ＬＡＮ基地局のそれぞれから前記設定情報と前記無線環境情報とを収集する。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記情報収集部は、前記無線ＬＡＮ基地局のそれぞれにおいて、周波数チャネル上で運用する周辺の基地局数、受信する受信信号のレベル、チャネルの時間占有率を前記無線環境情報として収集し、前記パラメータ算出部は、前記無線環境情報に基づいて、各々の前記無線ＬＡＮ基地局において無線環境が改善するように、前記パラメータを求める。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記情報収集部は、前記無線ＬＡＮ基地局のそれぞれにおいて、周波数チャネル上で運用する周辺の基地局数、使用可能最大帯域幅、周辺他基地局より受信する受信信号のレベルを前記無線環境情報として収集し、前記パラメータ算出部は、前記無線環境情報に基づいて、各々の前記無線ＬＡＮ基地局において無線環境が改善するように、前記パラメータを求める。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記情報収集部は、前記無線ＬＡＮ基地局配下の無線端末のそれぞれにおいて、周波数チャネル上で運用する周辺他基地局数、受信する受信信号のレベル、チャネルの時間占有率を前記無線環境情報として収集する。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記情報収集部は、前記無線ＬＡＮ基地局配下の無線端末のそれぞれにおいて、周波数チャネル上で運用する周辺他基地局数、使用可能帯域幅、受信する受信信号のレベルを前記無線環境情報として収集する。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記情報収集部は、前記無線環境情報として、前記無線ＬＡＮ基地局で一定期間にわたって収集された情報の瞬時値、または、前記無線ＬＡＮ基地局で一定期間にわたって収集された情報の統計値、瞬時値、平均値、最小値、もしくは、最大値を収集する。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記情報収集部及び前記パラメータ設定部は、外部インタフェース用プロトコルを用いて情報収集及びパラメータの設定を行う。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記パラメータ設定部は、定期的な実施、ネットワーク側のオペレータによる手動実施、サービスを受けるユーザの要求による手動実施、または予め決められた事象が発生した際の実施のいずれかによって前記パラメータ設定を実施する。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記データベースは、新たな機種の無線ＬＡＮ基地局の発売、または、既存の無線ＬＡＮ基地局の機能変更に応じてアップデートされる。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記無線ＬＡＮ基地局は、複数のチャネルのうち少なくとも一つのチャネルを使用して無線通信を行い、前記情報収集部は、前記無線ＬＡＮ基地局が検知した周辺無線環境を表す情報を前記無線環境情報として収集し、前記パラメータ算出部は、前記無線環境情報に基づいて、前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべきチャネルを決定するための指標値を計算し、前記指標値に基づき前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべきチャネルを前記パラメータとして求める。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記パラメータ算出部は、前記指標値として、使用可能な全てのチャネルに対して、Ｕ＝１−他無線装置による該当チャネルの媒体使用率で表されるＵ値を計算し、前記Ｕ値が最大となるチャネルまたは前記Ｕ値が予め設定された閾値以上となるチャネルのうちの１チャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮チャネルとして決定する。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記パラメータ算出部は、前記指標値として、使用可能な全てのチャネルに対して、Ｕ＝満足度で表されるＵ値を計算し、前記Ｕ値が最大となるチャネルまたは前記Ｕ値が予め設定された閾値以上となるチャネルのうちの１チャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮チャネルとして決定する。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記パラメータ算出部は、前記指標値として、使用可能な各チャネルに対して、Ｕ＝単位時間当たりにおいて無線ＬＡＮ基地局が当該チャネルを占有可能な時間長／単位時間当たりにおいて前記無線ＬＡＮ基地局がフレーム送受信を行うのに必要な総時間長で表されるＵ値を計算し、前記Ｕ値が最大となるチャネルまたは前記Ｕ値が予め設定された閾値以上となるチャネルのうちの１チャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮チャネルとして決定する。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記パラメータ算出部は、前記指標値として、使用可能な各チャネルおよび帯域幅に対して、Ｕ＝前記無線ＬＡＮ基地局が使用可能な各チャネルを周辺基地局と共用した場合に取得可能なスループット（見込みスループット）／前記無線ＬＡＮ基地局のみが使用可能な各チャネルを使用した場合（他干渉基地局がない場合）に取得可能なスループットで表されるＵ値を計算し、前記Ｕ値が予め設定された閾値β以上となるチャネルおよび帯域幅を前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮チャネルおよび仮帯域幅として決定する。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記Ｕ値が前記閾値β以上となるチャネルおよび帯域幅が存在しない場合は、前記Ｕ値が最大となるチャネルおよび帯域幅を前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる前記仮チャネルおよび前記仮帯域幅として決定する。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記パラメータ算出部は、前記指標値として、使用可能な全てのチャネルに対して、Ｕ＝無線ＬＡＮ基地局が取得可能なスループット／要求トラヒック量で表されるＵ値を計算し、前記Ｕ値が最大となるチャネルまたは前記Ｕ値が予め設定された閾値以上となるチャネルのうちの１チャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮チャネルとして決定する。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記パラメータ算出部は、前記各無線ＬＡＮ基地局における前記仮チャネルを算出し、前記各無線ＬＡＮ基地局における前記Ｕ値と、全ての前記無線ＬＡＮ基地局における前記Ｕ値の総和Ｕ_{ｔｏｔａｌ}を算出し、予め設定された閾値Ｕ_ＴＨ以下のＵ値を有する無線ＬＡＮ基地局の中から１つの無線ＬＡＮ基地局を選択し、所定条件を満たすチャネルを算出し、前記チャネルを選択した前記無線ＬＡＮ基地局の新しい仮チャネルとする動作を予め設定されたＭａｘ＿ｒ回繰り返し実施する。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、ｒ回目の繰り返し計算におけるＵ_{ｔｏｔａｌ}をＵ_{ｔｏｔａｌ} ^（ｒ）とすると、前記所定条件を満たすチャネルは、Ｕ_{ｔｏｔａｌ} ^（ｒ）≧α・Ｕ_{ｔｏｔａｌ} ^{（ｒ−１）}の条件下で、選択した前記無線ＬＡＮ基地局のＵ値が、Ｕ≧βとなるチャネル（０≦α、β≦１）である。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記パラメータ算出部は、前記各無線ＬＡＮ基地局における前記仮チャネルを算出し、前記各無線ＬＡＮ基地局における前記Ｕ値と、全ての前記無線ＬＡＮ基地局における前記Ｕ値の総積Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}を算出し、予め設定された閾値Ｕ_ＴＨ以下のＵ値を有する無線ＬＡＮ基地局の中から１つの無線ＬＡＮ基地局を選択し、所定条件を満たすチャネルを算出し、前記チャネルを選択した前記無線ＬＡＮ基地局の新しい仮チャネルとする動作を予め設定されたＭａｘ＿ｒ回繰り返し実施する。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、ｒ回目の繰り返し計算におけるＵ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}をＵ_{ｐｒｏｄｕｃｔ} ^（ｒ）とすると、前記所定条件を満たすチャネルは、Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ} ^（ｒ）≧α・Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ} ^{（ｒ−１）}の条件下で、選択した前記無線ＬＡＮ基地局のＵ値が、Ｕ≧βとなるチャネル（０≦α、β≦１）である。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記パラメータ算出部は、すべての前記無線ＬＡＮ基地局のＵ値が１となった場合、又は、所定の繰り返し計算の回数が予め設定されたＭａｘ＿ｒ回になった場合、又は、予め設定された収束条件を満たした場合に、その時点での各無線ＬＡＮ基地局の前記仮チャネルを各々の前記無線ＬＡＮ基地局に設定するチャネルとして決定する。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記パラメータ算出部は、チャネルを割り当てる全ての無線ＬＡＮ基地局の前記Ｕ値の合計である合計Ｕ値を計算し、前記合計Ｕ値が劣化しないように、所定の条件を満たすＵ値を持つ無線ＬＡＮ基地局に割り当てるチャネルの最適化を行う。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記パラメータ算出部は、チャネルを割り当てる全ての無線ＬＡＮ基地局の前記Ｕ値の乗算値を計算し、前記Ｕ値の乗算値が劣化しないように、所定の条件を満たすＵ値を持つ無線ＬＡＮ基地局に割り当てるチャネルの最適化を行う。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記パラメータ算出部は、前記無線ＬＡＮ基地局又は無線端末の時間占有率又は前記時間占有率と同等なパラメータ値を用いて、前記Ｕ値を計算する。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記無線ＬＡＮ基地局は、複数の無線通信方式のうち少なくとも一つの無線通信方式のチャネルを使用して無線通信を行い、前記情報収集部は、前記無線ＬＡＮ基地局が検知した周辺無線環境を表す情報を前記無線環境情報として収集し、前記パラメータ算出部は、前記無線環境情報に基づいて、前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべき無線通信方式を決定するための指標値を計算し、前記指標値に基づき前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべき無線通信方式を前記パラメータとして求める。

好ましくは、本発明の無線通信装置において、前記パラメータ算出部は、前記指標値として、各々の前記無線ＬＡＮ基地局において、Ｕ_Ｘ＝他の無線通信方式に移行した場合の見込みスループット／現在使用中のシステムにおける平均スループットで表されるＵ_Ｘ値を計算し、前記Ｕ_Ｘ値が最大となる無線通信方式のチャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮無線通信方式のチャネルとして決定し、繰り返し計算により、最終的に使用すべき無線通信方式のチャネルを決定する。

本発明は、無線通信ネットワークを構成する無線ＬＡＮ基地局が動作するために必要な設定を行うマネジメントエンジンを備える無線通信システムであって、前記マネジメントエンジンは、前記無線ＬＡＮ基地局に設定されている設定情報と、前記無線ＬＡＮ基地局における無線環境情報とを収集する情報収集部と、収集した前記設定情報と前記無線環境情報とに基づき、収集元の無線ＬＡＮ基地局に対して設定すべきパラメータを求めるパラメータ算出部と、求めた前記パラメータをネットワークを介して収集元の前記無線ＬＡＮ基地局に対して送信し、パラメータ設定を行うパラメータ設定部とを備え、前記無線ＬＡＮ基地局は、前記情報収集部から情報収集の要求を受けると、前記設定情報と前記無線環境情報とを前記マネジメントエンジンへ送信する情報送信部と、前記パラメータ設定部から前記パラメータを受け取ると、前記パラメータに基づき自己の設定を行う設定部とを備える。

好ましくは、本発明の無線通信システムにおいて、前記マネジメントエンジンは、前記無線ＬＡＮ基地局の属性に関する属性情報を記憶するデータベースを有し、前記パラメータ算出部は、前記設定情報、前記無線環境情報、および、前記属性情報に基づいて前記パラメータを求める。

好ましくは、本発明の無線通信システムにおいて、前記情報収集部は、異なるメーカ、異なる型番、異なるバージョンの前記無線ＬＡＮ基地局のそれぞれから前記設定情報と前記無線環境情報とを収集する。

好ましくは、本発明の無線通信システムにおいて、前記情報収集部は、前記無線ＬＡＮ基地局配下の無線端末のそれぞれにおいて、周波数チャネル上で運用する周辺他基地局数、受信する受信信号のレベル、チャネルの時間占有率を前記無線環境情報として収集する。

好ましくは、本発明の無線通信システムは、複数のチャネルのうち少なくとも一つのチャネルを使用して無線通信を行う複数の無線ＬＡＮ基地局を具備し、前記無線ＬＡＮ基地局は、周辺無線環境を検知して、前記周辺無線環境を表す情報を前記無線環境情報として生成し、生成した前記無線環境情報を前記マネジメントエンジンに通知する周辺無線環境通知部を備え、前記パラメータ算出部は、前記無線環境情報に基づいて、前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべきチャネルを決定するための指標値を計算し、前記指標値に基づき前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべきチャネルを前記パラメータとして求める。

好ましくは、本発明の無線通信システムにおいて、前記パラメータ算出部は、前記指標値として、使用可能な全てのチャネルに対して、Ｕ＝１−他無線装置による該当チャネルの媒体使用率で表されるＵ値を計算し、前記Ｕ値が最大となるチャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮チャネルとして決定する。

好ましくは、本発明の無線通信システムにおいて、前記パラメータ算出部は、前記指標値として、使用可能な全てのチャネルに対して、Ｕ＝満足度で表されるＵ値を計算し、前記Ｕ値が最大となるチャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮チャネルとして決定する。

好ましくは、本発明の無線通信システムにおいて、前記パラメータ算出部は、前記指標値として、使用可能な各チャネルに対して、Ｕ＝単位時間当たりにおいて無線ＬＡＮ基地局が当該チャネルを占有可能な時間長／単位時間当たりにおいて前記無線ＬＡＮ基地局がフレーム送受信を行うのに必要な総時間長で表されるＵ値を計算し、前記Ｕ値が最大となるチャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮チャネルとして決定する。

好ましくは、本発明の無線通信システムは、複数の無線通信方式のうち少なくとも一つの無線通信方式のチャネルを使用して無線通信を行う複数の無線ＬＡＮ基地局を具備し、前記無線ＬＡＮ基地局は、周辺無線環境を検知して、前記周辺無線環境を表す情報を前記無線環境情報として生成し、生成した前記無線環境情報を前記マネジメントエンジンに通知する周辺無線環境通知部を備え、前記パラメータ算出部は、前記無線環境情報に基づいて、前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべき無線通信方式を決定するための指標値を計算し、前記指標値に基づき前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべき無線通信方式を前記パラメータとして求める。

本発明は、無線通信ネットワークを構成する無線ＬＡＮ基地局が動作するために必要なパラメータ設定を行う無線通信システムが行う無線通信方法であって、前記無線ＬＡＮ基地局に設定されている設定情報と、前記無線ＬＡＮ基地局における無線環境情報とを収集する情報収集ステップと、収集した前記設定情報と前記無線環境情報とに基づき、収集元の無線ＬＡＮ基地局に対して設定すべきパラメータを求めるパラメータ算出ステップと、求めた前記パラメータをネットワークを介して収集元の前記無線ＬＡＮ基地局に対して送信し、パラメータ設定を行うパラメータ設定ステップとを有する。

好ましくは、本発明の無線通信方法の前記パラメータ算出ステップにおいて、前記設定情報、前記無線環境情報、および、データベースに記憶された前記無線ＬＡＮ基地局の属性に関する属性情報に基づいて前記パラメータを求める。

好ましくは、本発明の無線通信方法の前記情報収集ステップにおいて、異なるメーカ、異なる型番、異なるバージョンの前記無線ＬＡＮ基地局のそれぞれから前記設定情報と前記無線環境情報とを収集する。

好ましくは、本発明の無線通信方法の前記情報収集ステップにおいて、前記無線ＬＡＮ基地局配下の無線端末のそれぞれにおいて、周波数チャネル上で運用する周辺他基地局数、受信する受信信号のレベル、チャネルの時間占有率を前記無線環境情報として収集する。

好ましくは、本発明の無線通信方法において、前記無線ＬＡＮ基地局は、複数のチャネルのうち少なくとも一つのチャネルを使用して無線通信を行い、前記情報収集ステップにおいて、前記無線ＬＡＮ基地局が検知した周辺無線環境を表す情報を前記無線環境情報として収集し、前記パラメータ算出ステップにおいて、前記無線環境情報に基づいて、前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべきチャネルを決定するための指標値を計算し、前記指標値に基づき前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべきチャネルを前記パラメータとして求める。

好ましくは、本発明の無線通信方法の前記パラメータ算出ステップにおいて、前記指標値として、使用可能な全てのチャネルに対して、Ｕ＝１−他無線装置による該当チャネルの媒体使用率で表されるＵ値を計算し、前記Ｕ値が最大となるチャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮チャネルとして決定する。

好ましくは、本発明の無線通信方法の前記パラメータ算出ステップにおいて、前記指標値として、使用可能な全てのチャネルに対して、Ｕ＝満足度で表されるＵ値を計算し、前記Ｕ値が最大となるチャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮チャネルとして決定する。

好ましくは、本発明の無線通信方法の前記パラメータ算出ステップにおいて、前記指標値として、使用可能な各チャネルに対して、Ｕ＝単位時間当たりにおいて無線ＬＡＮ基地局が当該チャネルを占有可能な時間長／単位時間当たりにおいて前記無線ＬＡＮ基地局がフレーム送受信を行うのに必要な総時間長で表されるＵ値を計算し、前記Ｕ値が最大となるチャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮チャネルとして決定する。

好ましくは、本発明の無線通信方法において、前記無線ＬＡＮ基地局は、複数の無線通信方式のうち少なくとも一つの無線通信方式のチャネルを使用して無線通信を行い、前記情報収集ステップにおいて、前記無線ＬＡＮ基地局が検知した周辺無線環境を表す情報を前記無線環境情報として収集し、前記パラメータ算出ステップにおいて、前記無線環境情報に基づいて、前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべき無線通信方式を決定するための指標値を計算し、前記指標値に基づき前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべき無線通信方式を前記パラメータとして求める。

本発明の一態様は、無線通信ネットワークを構成する無線ＬＡＮ基地局が動作するために必要な設定を行う無線通信装置であって、前記無線ＬＡＮ基地局に設定されている設定情報と、前記無線ＬＡＮ基地局における無線環境情報とを収集する情報収集部と、収集した前記設定情報と前記無線環境情報とに基づき、収集元の無線ＬＡＮ基地局に対して設定すべきパラメータを求めるパラメータ算出部と、求めた前記パラメータをネットワークを介して収集元の前記無線ＬＡＮ基地局に対して送信し、パラメータ設定を行うパラメータ設定部とを備え、前記無線ＬＡＮ基地局は、複数の無線通信方式のうち少なくとも一つの無線通信方式のチャネルを使用して無線通信を行い、前記情報収集部は、前記無線ＬＡＮ基地局が検知した周辺無線環境を表す情報を前記無線環境情報として収集し、前記パラメータ算出部は、前記無線環境情報に基づいて、前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべき無線通信方式を決定するための指標値として、各々の前記無線ＬＡＮ基地局において、
ＵＸ＝他の無線通信方式に移行した場合の見込みスループット／現在使用中のシステムにおける平均スループット
で表されるＵＸ値を計算し、前記ＵＸ値が最大となる無線通信方式のチャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮無線通信方式のチャネルとして決定し、繰り返し計算により、最終的に使用すべき無線通信方式のチャネルを決定する。

本発明の一態様は、無線通信ネットワークを構成する無線ＬＡＮ基地局が動作するために必要な設定を行うマネジメントエンジンを備える無線通信システムであって、前記マネジメントエンジンは、前記無線ＬＡＮ基地局に設定されている設定情報と、前記無線ＬＡＮ基地局における無線環境情報とを収集する情報収集部と、収集した前記設定情報と前記無線環境情報とに基づき、収集元の無線ＬＡＮ基地局に対して設定すべきパラメータを求めるパラメータ算出部と、求めた前記パラメータをネットワークを介して収集元の前記無線ＬＡＮ基地局に対して送信し、パラメータ設定を行うパラメータ設定部とを備え、前記無線ＬＡＮ基地局は、前記情報収集部から情報収集の要求を受けると、前記設定情報と前記無線環境情報とを前記マネジメントエンジンへ送信する情報送信部と、前記パラメータ設定部から前記パラメータを受け取ると、前記パラメータに基づき自己の設定を行う設定部とを備え、前記無線通信システムは、複数の無線通信方式のうち少なくとも一つの無線通信方式のチャネルを使用して無線通信を行う複数の無線ＬＡＮ基地局を具備し、前記無線ＬＡＮ基地局は、周辺無線環境を検知して、前記周辺無線環境を表す情報を前記無線環境情報として生成し、生成した前記無線環境情報を前記マネジメントエンジンに通知する周辺無線環境通知部を備え、前記パラメータ算出部は、前記無線環境情報に基づいて、前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべき無線通信方式を決定するための指標値として、各々の前記無線ＬＡＮ基地局において、
ＵＸ＝他の無線通信方式に移行した場合の見込みスループット／現在使用中のシステムにおける平均スループット
で表されるＵＸ値を計算し、前記ＵＸ値が最大となる無線通信方式のチャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮無線通信方式のチャネルとして決定し、繰り返し計算により、最終的に使用すべき無線通信方式のチャネルを決定する。

本発明の一態様は、無線通信ネットワークを構成する無線ＬＡＮ基地局が動作するために必要なパラメータ設定を行う無線通信システムが行う無線通信方法であって、前記無線ＬＡＮ基地局に設定されている設定情報と、前記無線ＬＡＮ基地局における無線環境情報とを収集する情報収集ステップと、収集した前記設定情報と前記無線環境情報とに基づき、収集元の無線ＬＡＮ基地局に対して設定すべきパラメータを求めるパラメータ算出ステップと、求めた前記パラメータをネットワークを介して収集元の前記無線ＬＡＮ基地局に対して送信し、パラメータ設定を行うパラメータ設定ステップとを有し、前記無線ＬＡＮ基地局は、複数の無線通信方式のうち少なくとも一つの無線通信方式のチャネルを使用して無線通信を行い、前記情報収集ステップにおいて、前記無線ＬＡＮ基地局が検知した周辺無線環境を表す情報を前記無線環境情報として収集し、前記パラメータ算出ステップにおいて、前記無線環境情報に基づいて、前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべき無線通信方式を決定するための指標値として、各々の前記無線ＬＡＮ基地局において、
ＵＸ＝他の無線通信方式に移行した場合の見込みスループット／現在使用中のシステムにおける平均スループット
で表されるＵＸ値を計算し、前記ＵＸ値が最大となる無線通信方式のチャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮無線通信方式のチャネルとして決定し、繰り返し計算により、最終的に使用すべき無線通信方式のチャネルを決定する。

本発明によれば、異なるメーカの異なる型番の無線ＬＡＮ基地局を含む無線通信システム全体の周波数利用効率などの無線環境が向上するように無線ＬＡＮ基地局の設定を行うことができるという効果が得られる。

また、本発明によれば、基地局が密集している環境において局地的なスループットの低下を回避することができるという効果が得られる。

本発明の第１実施形態による無線通信システム全体の構成を示す図である。 図１に示すマネジメントエンジン８の構成を示すブロック図である。 図１に示すアクセスポイント１１の構成を示すブロック図である。 マネジメントエンジン８とアクセスポイント１１、１２、１３、１５、１６、１７、１８間の環境情報及び制御指示の流れを示す図である。 図２に示す性能データベース８９のテーブル構造を示す図である。 図１に示す無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。 本発明の第２実施形態による無線通信システム全体の構成を示す図である。 図７に示すサービスゲートウェイ９１の構成を示すブロック図である。 マネジメントエンジン８と、サービスゲートウェイ９１、９２、９３、９４、９５、９６と、アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６間の環境情報及び制御指示の流れを示す図である。 図７に示す無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。 図７に示すマネジメントエンジン８と、サービスゲートウェイ９１、９２、９３、９４、９５、９６と、アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６と、無線端末２１、２２、２３、２４、２５、２６との間でやりとりされる環境情報及び制御指示の流れを示す図である。 第３実施形態による無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。 第４実施形態による無線通信システムの全体の構成を示す図である。 本発明の第５実施形態における無線通信システムの構成を示すブロック図である。 第５実施形態における各々の無線基地局にチャネルを割り当てるチャネル割り当て処理の基本動作を示すフローチャートである。 第５実施形態における各々の無線基地局にチャネルを割り当てる際に、Ｕ値が最大となるチャネルを仮決定チャネルとして算出する動作を示すフローチャートである。 図１５に示す処理動作の変形例を示すフローチャートである。 第６実施形態における各々の無線基地局にチャネルを割り当てるチャネル割り当て処理の基本動作を示すフローチャートである。 第６実施形態における各々の無線基地局にチャネルを割り当てる際に、Ｕ値が最大となるチャネルを仮決定チャネルとして算出する動作を示すフローチャートである。 図１８に示す処理動作の変形例を示すフローチャートである。 計算機シミュレーション環境の詳細を示す図である。 計算機シミュレーションによる中央３６台のセルのシステムスループット（正規化システムスループットの比較）を示す図である。 計算機シミュレーションにおいて、中央３６台のセルのうち、最小スループット（正規化最小スループットの比較）を示す図である。 計算機シミュレーションによる中央３６台のセルのスループット値を用いてＦＩ（Fairness Index）を算出した結果（公平性指標ＦＩ値の比較）を示す図である。 占有予定時間率を示す説明図である。 占有予定時間率を示す説明図である。 占有予定時間率を示す説明図である。 計算機シミュレーション環境を示す図である。 計算シミュレーションによるα値に対するシステムの合計スループットとＦＩ値を示す図である。 計算シミュレーションによるβ値に対するシステムの合計スループットとＦＩ値を示す図である。 第１０実施形態におけるチャネル算出部がチャネル選択処理を行う動作を示すフローチャートである。 選択された制御可能無線基地局の仮割当チャネルと仮割当帯域幅を決定するプロセスを示す図である。 繰り返し計算による制御可能無線基地局のＵ値の改善を行うプロセスを示す図である。 割当可能プライマリチャネルリストを作成するプロセスを示す図である。 割当可能プライマリチャネルの例を示す図である。 割当可能プライマリチャネルの例を示す図である。 繰り返し計算を行う無線基地局の選択方法を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、例えばこれら実施形態を適宜組み合わせるようにしてもよい。
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態における無線通信システムを説明する。図１は、同実施形態による無線通信システム全体の構成を示す図である。図１において、符号１は、４世帯の集合住宅である。符号２は、それぞれ戸建住宅である。符号３は、オフィス環境、共用ビル、カフェ、パブリックホットスポットなどの無線通信を利用可能な建物である。符号１１、１２、１３、１５、１６、１７、１８は、集合住宅１の各世帯、戸建住宅２、オフィス環境、共用ビル、カフェ、パブリックホットスポットなどの建物３のそれぞれに設置されるアクセスポイントである。符号２１、２２、２３、２５、２６は、アクセスポイント１１、１２、１３、１５、１６それぞれとＩＥＥＥ８０２．１１標準規格の無線ＬＡＮプロトコルを用いて無線通信を行う無線端末である。なお、図１においては、建物３内において使用する無線端末の図示を省略しているが、集合住宅１のように、アクセスポイント１７、１８の配下にも無線端末が接続されることになる。符号４１は、ネットワークに有線で接続する他機器である。符号５１、５２、５３、５５、５６は、ハブ又はルータから構成されるネットワークである。符号６１、６２は、外部ネットワークである。符号７は、インターネットである。符号８は、各制御対象アクセスポイントから収集する無線環境情報を保持し、適切な指標に基づいて各制御対象アクセスポイントに対して適切なパラメータの算出および設定を行うマネジメントエンジン（ＭＥ：Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｇｉｎｅ）である。

なお、集合住宅１のうち１世帯は、外部から制御ができないアクセスポイント１００（制御不可ＡＰ）に無線端末２００（制御不可端末）が無線接続される環境を備えている。他機器４０１とアクセスポイント１００は、ネットワーク５００に接続され、管理外ネットワーク６００を介してインターネット７に接続される。また、建物３にも外部から制御ができないアクセスポイント１００が設置されている。

次に、図２を参照して、図１に示すマネジメントエンジン８の構成を説明する。図２は、図１に示すマネジメントエンジン８の構成を示すブロック図である。図２において、符号８１は、外部ネットワークとの通信に用いるＷＡＮ（Wide Area Network）側接続部である。符号８２は、ＷＡＮ側接続部８１を介して外部ネットワークとデータの送受信を行う通信部である。符号８３は、各アクセスポイントから無線環境情報を収集する情報収集部である。符号８４は、各アクセスポイントから収集された無線環境情報を記憶する情報記憶部である。

符号８５は、情報記憶部８４において記憶され各アクセスポイントより収集される無線環境情報の統計処理などを行う情報処理部である。符号８６は、各アクセスポイントが使用すべきチャネルや送信電力値などの設定パラメータ値を算出するパラメータ算出部である。符号８７は、マネジメントエンジン８の動作を統括して制御する制御部である。符号８８は、パラメータ算出部８６が設定パラメータ値を算出する際に参照する設定情報を予め記憶した設定情報記憶部である。設定情報記憶部８８には、情報収集部８３によって収集される情報に対応して設定すべきパラメータ値が予め記憶されている。符号８９は、マネジメントエンジン８が管理すべきアクセスポイントの性能に関する情報が記憶される性能データベースである。

次に、図３を参照して、図１に示すアクセスポイント１１、１２、１３、１５、１６、１７、１８の構成を説明する。図１に示すアクセスポイント１１、１２、１３、１５、１６、１７、１８は、それぞれ同じ構成を備えているため、ここでは、アクセスポイント１１の構成を説明する。図３は、図１に示すアクセスポイント１１の構成を示すブロック図である。図３において、符号１１１は、外部ネットワークとの通信を行うためのＬＡＮ側接続部である。符号１１２は、ＬＡＮ側接続部１１１を介して外部ネットワークと通信を行う通信部である。符号１１３は、アンテナである。符号１１４は、アンテナ１１３を介して無線でデータの送受信を行う無線通信部である。符号１１５は、無線によるデータ通信に先だってアクセス権を獲得するアクセス権獲得部である。

符号１１６は、マネジメントエンジン８より送信された各種パラメータを設定するパラメータ設定部である。符号１１７は、無線環境情報を保持する環境情報保持部である。符号１１８は、アクセスポイント１１の動作を統括して制御する制御部である。無線通信部１１４は、パラメータ設定部１１６より設定されたパラメータ値を使用して無線端末２１と無線通信を行う。無線通信部１１４は、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセス制御を用いて無線通信を行う。また、無線通信部１１４は、無線通信において利用可能なチャネルそれぞれに対して、予め定められた期間スキャンし、スキャン結果を環境情報保持部１１７に出力する。

次に、図４を参照して、図１に示すマネジメントエンジン８とアクセスポイント１１、１２、１３、１５、１６、１７、１８との間でやりとりされる情報について説明する。図４は、マネジメントエンジン８とアクセスポイント１１、１２、１３、１５、１６、１７、１８間の環境情報及び制御指示の流れを示す図である。図４に示すように、マネジメントエンジン８は、アクセスポイント１１、１２、１３、１５、１６、１７、１８それぞれから環境情報を受信し、マネジメントエンジン８内で各アクセスポイントが使用すべきパラメータ値を算出し、算出したパラメータ値を制御指示としてアクセスポイント１１、１２、１３、１５、１６、１７、１８それぞれに送信する。アクセスポイント１１、１２、１３、１５、１６、１７、１８それぞれは、この制御指示を受けて、自己の設定を行う。

次に、マネジメントエンジン８が各アクセスポイントから収集する環境情報について説明する。環境情報としては、（１）アクセスポイントの現在設定情報、（２）アクセスポイントの機能に関する情報、（３）配下無線端末情報、（４）周辺無線環境情報の４種類の情報がある。この４種類の情報の詳細は、以下の通りである。

（１）アクセスポイントの現在設定情報
・アクセスポイント識別ＩＤ（ＳＳＩＤ、ＭＡＣアドレスなど）
・動作無線モード（２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ）
・使用チャネル
・帯域幅
・使用送信電力値
・バッファ情報

（２）アクセスポイントの機能に関する情報
・動作可能モード
・設定可能パラメータ
・設定可能送信電力値
・ＭＩＭＯ使用可否
・ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）使用可否
・チルト角制御可否
・アンテナ選択通信可否
・ＣＣＡ（Clear Channel Assessment）閾値制御可否

（３）配下無線端末情報
・配下無線端末数
・配下無線端末別識別ＩＤ（ＭＡＣアドレスなど）
・配下無線端末別信号レベルの強度（ＲＳＳＩ値）
・配下無線端末別使用データレート、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）など
・配下無線端末別フレームの再送回数、フレーム破棄率など
・配下無線端末別チャネルの時間占有率
・配下無線端末別スループット、フレーム誤り率（ＦＥＲ）、遅延時間、バッファ情報
・配下無線端末別性能、使用可能データレート、帯域幅

（４）周辺無線環境情報
・周辺他アクセスポイント数
・各周辺他アクセスポイント別識別ＩＤ（ＳＳＩＤ、ＭＡＣアドレスなど）
・各周辺他アクセスポイント別信号レベルの強度（ＲＳＳＩ値）
・各周辺他アクセスポイント別使用チャネル、帯域幅
・各周辺他アクセスポイント別チャネルの時間占有率

マネジメントエンジン８は、前述の４種類の各情報を構成する情報の中から、一つ又は複数の情報を収集する。

アクセスポイントの現在設定情報には、例えば、アクセスポイントを識別するＳＳＩＤ又はＭＡＣアドレス、動作する無線モード、現在使用する周波数チャネル、現在フレームの送受信に用いる送信電力値などが含まれる。

配下無線端末情報には、アクセスポイントとアソシエーション済みの無線端末数、各無線端末を識別するＭＡＣアドレス、各無線端末から受信する受信信号の信号レベル（ＲＳＳＩ値）、各無線端末との通信に用いるデータレート、各無線端末宛てのフレームの再送回数およびフレーム破棄率、各配下無線端末によるチャネルの時間占有率などが含まれる。

周辺無線環境情報には、自アクセスポイントで検知した周辺に存在する他アクセスポイント数、それらのアクセスポイントを識別するＳＳＩＤ又はＭＡＣアドレス、各周辺他アクセスポイントから受信するビーコンなどの受信信号レベルの強度、それぞれのアクセスポイントが使用する周波数チャネルおよび帯域幅、それぞれのアクセスポイントによるチャネルの時間占有率などが含まれる。

アクセスポイントの機能に関する情報には、例えば、動作可能無線モード、設定可能送信電力値、設定可能周波数チャネルなど、当該アクセスポイントで設定可能なパラメータに関する情報が含まれる。

なお、マネジメントエンジン８が収集する、信号レベル、チャネルの時間占有率、周辺他アクセスポイント数、再送回数やフレーム破棄率などの情報は、アクセスポイントで収集した情報の瞬時値でもよく、または、アクセスポイントで一定期間にわたって収集された情報の統計値、瞬時値、平均値、最小値、最大値であってもよい。

次に、マネジメントエンジン８が各アクセスポイントに対して指示する制御指示の情報について説明する。制御指示の情報の詳細は、以下の通りである。
・動作無線モード（２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ）
・使用すべきチャネル、帯域幅
・使用すべき送信電力値
・使用すべきＣＣＡ値
・使用すべきデータレート、ＭＣＳ
・使用すべきチルト角
・使用すべきアンテナ
・ＯＦＤＭＡ、ＭＵ−ＭＩＭＯ使用に関する情報
・ＲＴＳ（Request To Send）スレッショルド値
・ＢＳＳＢａｓｉｃＲａｔｅＳｅｔ値
・ＫｅｅｐＡｌｉｖｅ値
・ビーコン間隔
・スリープモード
・ＣＳＭＡ／ＣＡに関するパラメータ（ＣＷｍｉｎ、ＣＷｍａｘ、ＡＩＦＳＮ（Arbitration Inter-Frame Spacing Number）、ＴＸＯＰ（Transmission Opportunity））
・ＱｏＳに関するパラメータ
・アグリゲーション

アクセスポイントに対する制御指示の情報には、前述の情報の中における一つ又は複数の情報が含まれる。

次に、図５を参照して、図２に示す性能データベース８９について説明する。図５は、図２に示す性能データベース８９のテーブル構造を示す図である。性能データベース８９は、図５に示すように、アクセスポイントに用いる無線装置のメーカ名、型番、２．４ＧＨｚ使用可否、５ＧＨｚ使用可否、ＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection）バンド使用可否、使用可能最大帯域幅、アンテナ本数、アンテナ選択通信可否、送信電力制御、送信電力制御ステップ数、チルト角制御可否等の情報が記憶される。本実施形態では、図５に示すように、メーカ、型番、能力が異なり様々なアクセスポイントとして用いられる無線装置を同時に扱い、制御対象となるすべてのアクセスポイントに対して使用すべきパラメータセットを算出し、算出されたパラメータセットをそれぞれのアクセスポイントに対して通知する。したがって、新しいアクセスポイントとして用いる無線装置が発売されたり、また、既存アクセスポイントのファームウェア改良による機能変更があったりすると性能データベース８９をアップデートする。

また、パラメータ算出の指標、アルゴリズム等の変更があった場合は、図２に示す設定情報記憶部８８に記憶されている設定情報をアップデートする。

次に、図６を参照して、図１に示す無線通信システムの動作を説明する。図６は、図１に示す無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。ここでは、サービスを受けるユーザが新たにアクセスポイント１６を戸建住宅２に設置し運用を始めるものとして説明する。新しく運用を開始するアクセスポイント１６は、まず、製造メーカのデフォルトパラメータ値を用いてセル（ＢＳＳ）を形成し、ＣＳＭＡ／ＣＡを用いたキャリアセンスを実施し（ステップＳ１）、配下の無線端末２６と通信を行う（ステップＳ２）。また、アクセスポイント１６は、定期的に使用可能なすべての周波数チャネル又は現在運用中の周波数チャネルを一定期間に亘ってスキャンし、取得された周辺無線環境情報を保持する。取得する周辺無線環境情報の量は、アクセスポイント内蔵の機能に依存する。例えば、アクセスポイント１６は、２．４ＧＨｚと５ＧＨｚの両周波数帯での通信が可能な場合は、それぞれの周波数帯において使用可能な各チャネル上の情報、各チャネル上の他アクセスポイント数、それぞれのアクセスポイントからの受信信号レベルを収集する。一方、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯のどちらかのみ使用可能な場合、アクセスポイント１６は、その周波数帯における情報のみ収集する。

次に、制御対象のアクセスポイント１６は、運用を開始した旨をマネジメントエンジン８に通知し、マネジメントエンジン８とアクセスポイント１６の間で通信を開始する（ステップＳ３）。マネジメントエンジン８の情報収集部８３は、新しく運用を開始したアクセスポイント１６に対して、現在の設定情報を要求する（ステップＳ４）。これを受けて、マネジメントエンジン８より設定情報の通知を要求されたアクセスポイント１６はマネジメントエンジン８に対して該当する情報を通知する（ステップＳ５）。この通知情報によって、マネジメントエンジン８は、運用を開始したアクセスポイントのメーカ、型番、ＭＡＣアドレスなどの識別情報と、現在運用中のパラメータ設定を把握する。

これらの情報を取得したマネジメントエンジン８の情報収集部８３は、アクセスポイント１６に関する情報を、情報記憶部８４に記憶する。そして、マネジメントエンジン８は、必要に応じて、定期的にアクセスポイント１６に対して、情報収集間隔および収集情報を通知することにより情報収集を要求する（ステップＳ６）。これを受けて、アクセスポイント１６は、自無線ＬＡＮ基地局内で観測し、環境情報保持部１１７に保持している周辺無線環境に関する情報や配下の無線端末に関する情報を定期的にマネジメントエンジン８に転送する（ステップＳ７）。

次に、マネジメントエンジン８のパラメータ算出部８６は、設定情報記憶部８８と、性能データベース８９に記憶されている情報とを参照して、ネットワークに繋がっている各アクセスポイントの情報を基に、予め用意された指標に応じてアクセスポイント１６が使用すべきパラメータ値を算出して決定する（ステップＳ８）。例えば、収集する情報が周波数チャネル上で運用する周辺の基地局数、受信する受信信号のレベル、チャネルの時間占有率等の無線環境情報である場合に、パラメータ算出部８６は、この無線環境情報に基づいて、各々のアクセスポイントにおいて周波数利用効率（その他、ユーザスループット、ＱｏＳなどの無線環境）が改善するように、パラメータを算出する。そして、パラメータ算出部８６は、決定したパラメータ値を各アクセスポイントに通知する（ステップＳ９）。これを受けたアクセスポイント１６のパラメータ設定部１１６は、このパラメータ値に基づき設定を行う。そして、アクセスポイント１６は、マネジメントエンジン８から指定されたパラメータ値を基に配下の無線端末２６と通信を行う（ステップＳ１０）。

なお、このパラメータ算出とパラメータ設定は、マネジメントエンジン８が対象としている全てのアクセスポイント又は一部のアクセスポイントに対して行う。

ここでは、アクセスポイント１６での情報収集、アクセスポイント１６からマネジメントエンジン８に対する情報転送、マネジメントエンジン８によるアクセスポイント１６に対する最適パラメータ値の算出、そして、マネジメントエンジン８によるアクセスポイントに対する最適パラメータ値の通知の発生タイミングについては前述した説明に限定するものではない。

例えば、これらのイベントは、（１）定期的な実施、（２）ネットワーク側のオペレータによる手動実施、（３）サービスを受けるユーザの要求による手動実施、または（４）予め決められた事象、例えばスループットの劣化、バッファサイズの閾値の超過、サービス品質の劣化などの事象が起きたときの自動実施などが適用できる。

また、前述のイベントが互いに独立して発生してもよいし、すべて又は一部のイベントが連動して発生してもよいものとする。

また、図６に示すシーケンスは、通信の動作を示す一例であり、必ずしも図６に示す順番に動作する必要はなく、順番が入れ替わってもよい。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態における無線通信システムを説明する。図７は、同実施形態による無線通信システム全体の構成を示す図である。図７において、符号１は、４世帯の集合住宅である。符号２は、それぞれ戸建住宅である。符号１１、１２、１３、１４、１５、１６は、集合住宅１の各世帯、戸建住宅のそれぞれに設置されるアクセスポイントである。符号２１、２２、２３、２４、２５、２６は、アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６それぞれとＩＥＥＥ８０２．１１標準規格の無線ＬＡＮプロトコルを用いて無線通信を行う無線端末である。符号４１は、ネットワークに有線で接続する他機器である。符号５１、５２、５３、５４、５５、５６は、ハブ又はルータから構成されるネットワークである。符号６１は、外部ネットワークである。符号７は、インターネットである。

符号８は、各制御対象アクセスポイントから収集する無線環境情報を保持し、適切な指標に基づいて各制御対象アクセスポイントに対して適切なパラメータの算出および設定を行うマネジメントエンジン（ＭＥ：Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｇｉｎｅ）である。符号９は、アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６それぞれとの間での通信に用いるバンドルを管理するバンドル配信サーバである。バンドルとはＪａｖａ（登録商標、以下同様）プログラムによる、ＨＴＴＰ（Hypertext Transfer Protocol）、ＨＴＴＰＳ（HTTP Secure）、Ｔｅｌｎｅｔ、ＳＳＨ（Secure Shell）、ＲＪ−４５、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）、またはアクセスポイントや配下無線端末が対応するその他の外部インタフェース用プロトコルを用いたソフトウェアである。符号９１、９２、９３、９４、９５、９６は、サービスゲートウェイ（図面においてはＳＧＷ（Service Gateway）と図示する）である。図７において、図１に示すシステムと異なる点は、サービスゲートウェイ９１、９２、９３、９４、９５、９６と、バンドル配信サーバ９が設けられている点、アクセスポイント１００、無線端末２００、他機器４０１、ネットワーク５００に代えてアクセスポイント１４、無線端末２４、他機器４１、ネットワーク５４が設けられている点、建物３、外部ネットワーク６２および管理外ネットワーク６００が省略されている点である。

図７に示すシステムでは、サービスゲートウェイ９１、９２、９３、９４、９５、９６とアクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６との間で通信に用いるバンドルを管理するバンドル配信サーバ９と、サービスゲートウェイ９１、９２、９３、９４、９５、９６を介して収集する各アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６の無線環境情報を保持し、適切な指標に基づいて各制御対象のアクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６に対して適切なパラメータの算出および設定を行うマネジメントエンジン８とを備えている。各世帯の無線端末２１、２２、２３、２４、２５、２６はＩＥＥＥ８０２．１１標準規格の無線ＬＡＮプロトコルを用いてアクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６と通信する。

次に、図８を参照して、図７に示すサービスゲートウェイ９１、９２、９３、９４、９５、９６の構成を説明する。図７に示すサービスゲートウェイ９１、９２、９３、９４、９５、９６は、それぞれ同じ構成を備えているため、ここでは、サービスゲートウェイ９１の構成を説明する。図８は、図７に示すサービスゲートウェイ９１の構成を示すブロック図である。サービスゲートウェイ９１は、宅外の通信ネットワークと宅内の通信ネットワークとの間において、ＷＡＮ側接続部９１１とＬＡＮ側接続部９１２によって接続されて、一方の通信ネットワークから他方の通信ネットワークに流れるデータのプロトコルを変換する機能を有している。

ここで用いるサービスゲートウェイ９１は、そのようなプロトコル変換機能に加えて、ＯＳＡＰ（OSGi （Open Services Gateway initiative） Service Aggregation Platform）という基盤技術が実装されている。
ＯＳＡＰとは、家庭・自動車・モバイルなどあらゆるタイプのネットワーク接続された機器に対するさまざまなアプリケーションやサービスの配布・管理、および、機器のもつ機能を組み合わせた多様なサービスの提供を可能とするサービス・プラットフォームであり、ネットワークを介してバンドルと呼ばれるソフトウェア部品をダウンロードすることでサービスを提供する技術である。そのサービスを実行するソフトウェアは、ＯＳＧｉ標準仕様に基づいたバンドルと呼ばれるソフトウェア・モジュール９１３、９１４として構成され、ＯＳＧｉフレームワーク（ＯＳＧｉＦＷ）９１５上で動作する。システムアーキテクチャとしては、ホームゲートウェイのＯＳ（Operating System）９１６上でＪａｖａＶＭ（ＪＶＭ：Java Virtual Machine、Ｊａｖａは登録商標、以下同様）９１７が１つのプロセスとして動作し、ＪａｖａＶＭ上でＯＳＧｉＦＷ９１５が動作する。このＯＳＧｉＦＷ９１５上で複数のバンドルを動作させることができ、その動作によりバンドルに実装されているサービスが提供される。なお、このようなＯＳＧｉに関する技術は既存の一技術である。具体的な技術内容については、例えば、「ＯＳＧｉ Ａｌｌｉａｎｃｅ」（URL:http://www.osgi.org/Specifications/HomePage）等に開示されている。

次に、図９を参照して、図７に示すマネジメントエンジン８と、サービスゲートウェイ９１、９２、９３、９４、９５、９６と、アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６との間でやりとりされる情報について説明する。図９は、マネジメントエンジン８と、サービスゲートウェイ９１、９２、９３、９４、９５、９６と、アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６間の環境情報及び制御指示の流れを示す図である。図９に示すように、マネジメントエンジン８は、サービスゲートウェイ９１、９２、９３、９４、９５、９６それぞれを介して、アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６それぞれから環境情報を受信する。そして、マネジメントエンジン８内で各アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６が使用すべきパラメータ値を算出し、算出したパラメータ値を制御指示として、サービスゲートウェイ９１、９２、９３、９４、９５、９６を介して、アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６それぞれに送信する。アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６それぞれは、この制御指示を受けて、自己の設定を行う。

次に、図１０を参照して、図７に示す無線通信システムの動作を説明する。図１０は、図７に示す無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。ここでは、サービスを受けるユーザが新たにアクセスポイント１６を戸建住宅２に設置し運用を始めるものとして説明する。アクセスポイント１６をサービスゲートウェイ９６配下に設置し運用を開始すると、サービスゲートウェイ９６はＯＳＡＰ（ＯＳＧｉプラットフォーム）を用いて新規のアクセスポイント１６の存在を把握し、アクセスポイント１６の製造メーカ、型番などの設置機器識別情報を取得する（ステップＳ１１）。機器識別情報の取得は、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）やＮｅｔＢＩＯＳ（Network Basic Input Output System）等のプロトコルを用いて行う。そして、サービスゲートウェイ９６は、この取得情報をバンドル配信サーバ９に転送し、新規に設置されたアクセスポイント１６と通信可能なバンドルの配信を要求する（ステップＳ１２）。

バンドル配信サーバ９は、自サーバ内で管理されているバンドルの中から、サービスゲートウェイ９６から送られてきたアクセスポイント１６の製造メーカ、型番、ファームウェアバージョンなどの情報に該当する適切なバンドルをサービスゲートウェイ９６に配信する（ステップＳ１３）。バンドル配信サーバ９よりバンドルを受け取ったサービスゲートウェイ９６は、バンドルを用いてアクセスポイント１６内の情報収集およびアクセスポイント１６の各種パラメータ設定を行う。

次に、アクセスポイント１６は、製造メーカのデフォルトパラメータ値を用いてセル（ＢＳＳ）を形成し、ＣＳＭＡ／ＣＡを用いたキャリアセンスを実施し（ステップＳ１４）、配下の無線端末２６と通信を行う（ステップＳ１５）。また、アクセスポイント１６は、定期的に使用可能なすべての周波数チャネル又は現在運用中の周波数チャネルを一定期間に亘ってスキャンし、取得する周辺無線環境情報を保持する。取得する周辺無線環境情報の量は、アクセスポイント内蔵の機能に依存する。例えば、アクセスポイント１６は、２．４ＧＨｚと５ＧＨｚの両周波数帯での通信が可能な場合は、それぞれの周波数帯において使用可能な各チャネル上の情報、各チャネル上の他アクセスポイント数、それぞれのアクセスポイントからの受信信号レベルを収集する。一方、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯のどちらかのみ使用可能な場合、アクセスポイント１６は、その周波数帯における情報のみ収集する。

サービスゲートウェイ９６は、バンドルを介して、アクセスポイント１６の環境情報保持インタフェースにアクセスし、運用し始めたアクセスポイント１６に対して、現在の設定情報を要求する（ステップＳ１６）。これを受けて、アクセスポイント１６は、サービスゲートウェイ９６に対して現在の設定情報を通知する（ステップＳ１７）。

次に、サービスゲートウェイ９６は、制御対象のアクセスポイント１６の登録依頼と、アクセスポイント１６から通知された現在の設定情報をマネジメントエンジン８に通知する（ステップＳ１８）。この際、アクセスポイント１６の環境情報保持部１１７で保存されている、アクセスポイント１６配下の無線端末情報、無線環境情報、アクセスポイントの機能についての情報を合わせて通知してもよい。

これらの情報を取得したマネジメントエンジン８は、アクセスポイント１６に関する情報を、自装置内の情報記憶部８４に記憶する。そして、マネジメントエンジン８は、必要に応じて、サービスゲートウェイ９６に対して、アクセスポイント１６の情報収集間隔や収集すべき情報について通知する（ステップＳ１９）。

次に、サービスゲートウェイ９６は、マネジメントエンジン８から通知された情報収集間隔又はバンドル内に定義されている情報収集間隔に応じて定期的に配下のアクセスポイント１６の環境情報保持部１１７に対して、設定情報・環境情報を要求する（ステップＳ２０）。これに対して、サービスゲートウェイ９６は、アクセスポイント１６が送信した収集情報を受け取り（ステップＳ２１）、マネジメントエンジン８に収集情報を転送する（ステップＳ２２）。

サービスゲートウェイ９６は、情報収集間隔又は情報転送間隔が定まっていない場合でも、例えば、アクセスポイント１６のスループットが閾値以下になった場合、アクセスポイント１６のバッファサイズが閾値を超えた場合、アクセスポイント１６周辺の他アクセスポイント数が閾値を超えた場合など、予め定義された指針に基づいて、必要に応じてアクセスポイント１６の情報を収集したり、マネジメントエンジン８にアクセスポイント１６の情報を転送したりする。

次に、マネジメントエンジン８のパラメータ算出部８６は、設定情報記憶部８８と、性能データベース８９に記憶されている情報とを参照して、定期的に、又は、予め定義された指針に応じて、管理対象のネットワークに繋がっている各サービスゲートウェイから送られてくるアクセスポイントの情報を基に、予め定義された指標に応じて各アクセスポイントが使用すべきパラメータ値を算出して決定する（ステップＳ２３）。例えば、収集する情報が周波数チャネル上で運用する周辺の基地局数、受信する受信信号のレベル、チャネルの時間占有率等の無線環境情報である場合に、パラメータ算出部８６は、この無線環境情報に基づいて、各々のアクセスポイントにおいて周波数利用効率が改善するように、パラメータを算出する。そして、パラメータ算出部８６は、決定したパラメータ値をサービスゲートウェイ９６に通知し（ステップＳ２４）、各アクセスポイントに反映させる（ステップＳ２５）。これを受けたアクセスポイント１６のパラメータ設定部１１６は、このパラメータ値に基づき設定を行う。そして、アクセスポイント１６は、マネジメントエンジン８から指定されたパラメータ値を基に配下の無線端末２６と通信を行う（ステップＳ２６）。

なお、このパラメータ算出とパラメータ設定は、マネジメントエンジン８が対象としている全てのアクセスポイントに対して行う。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態における無線通信システムを説明する。第３実施形態における無線通信システムの全体の構成は、図７に示す構成と同様である。第３実施形態では、マネジメントエンジン８がアクセスポイントだけではなく、アクセスポイント配下の無線端末において検知される無線環境情報を収集した上で、各アクセスポイントおよび配下の無線端末に対する適切なパラメータ値を計算し、設定する。

次に、図１１を参照して、図７に示すマネジメントエンジン８と、サービスゲートウェイ９１、９２、９３、９４、９５、９６と、アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６と、無線端末２１、２２、２３、２４、２５、２６との間でやりとりされる情報について説明する。図１１は、図７に示すマネジメントエンジン８と、サービスゲートウェイ９１、９２、９３、９４、９５、９６と、アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６と、無線端末２１、２２、２３、２４、２５、２６との間でやりとりされる環境情報及び制御指示の流れを示す図である。図１１に示すように、マネジメントエンジン８は、サービスゲートウェイ９１、９２、９３、９４、９５、９６と、アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６とを介して、無線端末２１、２２、２３、２４、２５、２６それぞれから環境情報を受信する。そして、マネジメントエンジン８内で各アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６及び各無線端末２１、２２、２３、２４、２５、２６が使用すべきパラメータ値を算出し、算出したパラメータ値を制御指示として、サービスゲートウェイ９１、９２、９３、９４、９５、９６を介して、アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６及び各無線端末２１、２２、２３、２４、２５、２６それぞれに送信する。アクセスポイント１１、１２、１３、１４、１５、１６及び各無線端末２１、２２、２３、２４、２５、２６それぞれは、この制御指示を受けて、自己の設定を行う。

次に、マネジメントエンジン８が各無線端末２１、２２、２３、２４、２５、２６に対して指示する制御指示の情報について説明する。制御指示の情報の詳細は、以下の通りである。
・使用すべき送信電力値
・使用すべきＣＣＡ値
・使用すべきデータレート、ＭＣＳ
・使用すべきチルト角
・使用すべきアンテナ
・ＯＦＤＭＡ、ＭＵ−ＭＩＭＯ使用に関する情報
・ＲＴＳスレッショルド値
・ＢＳＳＢａｓｉｃＲａｔｅＳｅｔ値
・スリープモード
・ＣＳＭＡ／ＣＡに関するパラメータ（ＣＷｍｉｎ、ＣＷｍａｘ、ＡＩＦＳＮ、ＴＸＯＰ）
・ＱｏＳに関するパラメータ
・アグリゲーション

次に、図１２を参照して、第３実施形態による無線通信システムの動作を説明する。図１２は、第３実施形態による無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。ここでは、サービスを受けるユーザが新たにアクセスポイント１６を戸建住宅２に設置し運用を始めるものとして説明する。アクセスポイント１６をサービスゲートウェイ９６配下に設置し運用を開始すると、サービスゲートウェイ９６はＯＳＡＰ（ＯＳＧｉプラットフォーム）を用いて新規のアクセスポイント１６の存在を把握し、アクセスポイント１６の製造メーカ、型番などの設置機器識別情報を取得する（ステップＳ３１）。機器識別情報の取得は、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）やＮｅｔＢＩＯＳ（Network Basic Input Output System）等のプロトコルを用いて行う。そして、サービスゲートウェイ９６は、この取得情報をバンドル配信サーバ９に転送し、新規設置されたアクセスポイント１６と通信可能なバンドルの配信を要求する（ステップＳ３２）。

バンドル配信サーバ９は、自サーバ内で管理されているバンドルの中から、サービスゲートウェイ９６から送られてきたアクセスポイント１６の製造メーカ、型番、ファームウェアバージョンなどの情報に該当する適切なバンドルをサービスゲートウェイ９６に配信する（ステップＳ３３）。バンドル配信サーバ９よりバンドルを受け取ったサービスゲートウェイ９６は、バンドルを用いてアクセスポイント１６内の情報を収集したり、アクセスポイント１６に配下の無線端末２６の情報収集を要求したり、また、アクセスポイント１６および配下の無線端末２６の各種パラメータ設定を行ったりする。

次に、アクセスポイント１６は、製造メーカのデフォルトパラメータ値を用いてセル（ＢＳＳ）を形成し、ＣＳＭＡ／ＣＡを用いたキャリアセンスを実施し（ステップＳ３４）、配下無線端末と通信を行う（ステップＳ３５）。また、アクセスポイント１６は、定期的に使用可能なすべての周波数チャネル又は現在運用中の周波数チャネルを一定期間に亘ってスキャンし、取得する周辺無線環境情報を保持する。取得する周辺無線環境情報の量は、アクセスポイント内蔵の機能に依存する。例えば、アクセスポイント１６は、２．４ＧＨｚと５ＧＨｚの両周波数帯での通信が可能な場合は、それぞれの周波数帯において使用可能な各チャネル上の情報、例えば、各チャネル上の他アクセスポイント数、それぞれのアクセスポイントからの受信信号レベルを収集する。一方、２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯のどちらかのみ使用可能な場合、アクセスポイント１６は、その周波数帯における情報のみ収集する。

サービスゲートウェイ９６は、バンドルを介して、アクセスポイント１６の環境情報保持インタフェースにアクセスし、運用し始めたアクセスポイント１６に対して、現在の設定情報を要求する（ステップＳ３６）。また、サービスゲートウェイ９６は、アクセスポイント１６に対して配下の無線端末２６における環境情報の収集を要求する（ステップＳ３７）。アクセスポイント１６は、配下の無線端末２６に対して、例えば、Ａｃｔｉｏｎフレーム等のフレームを送信することにより環境情報の収集を要求する。これを受けて、無線端末２６は、設定情報と環境情報をアクセスポイント１６に対して通知する（ステップＳ３８）。アクセスポイント１６は、無線端末２６から通知された設定情報、環境情報と、アクセスポイント１６自身の現在の設定情報とをサービスゲートウェイ９６に対して通知する（ステップＳ３９）。そして、アクセスポイント１６は、無線端末２６と通信を行う（ステップＳ４０）。

次に、サービスゲートウェイ９６は、制御対象のアクセスポイント１６の登録依頼と、アクセスポイント１６から通知された現在の設定情報、無線端末２６から通知された設定情報、環境情報をマネジメントエンジン８に通知する（ステップＳ４１）。

これらの情報を取得したマネジメントエンジン８は、アクセスポイント１６、配下の無線端末２６に関する情報を、自装置内の情報記憶部８４に記憶する。そして、マネジメントエンジン８は、必要に応じて、サービスゲートウェイ９６に対して、アクセスポイント１６の情報収集間隔や収集すべき情報について通知する（ステップＳ４２）。

次に、サービスゲートウェイ９６は、マネジメントエンジン８から通知された情報収集間隔又はバンドル内に定義されている情報収集間隔に応じて定期的に配下のアクセスポイント１６の環境情報保持部１１７に対して、設定情報・環境情報を要求する（ステップＳ４３）。そして、アクセスポイント１６は、配下の無線端末２６に対して、設定情報・環境情報を要求する（ステップＳ４４）。これに対して、配下の無線端末２６は、設定情報と環境情報をアクセスポイント１６に対して通知する（ステップＳ４５）。

次に、アクセスポイント１６は、収集した情報をサービスゲートウェイ９６に転送する（ステップＳ４６）。そして、アクセスポイント１６は、配下の無線端末２６と通信を行う（ステップＳ４７）。続いて、サービスゲートウェイ９６は、アクセスポイント１６から転送された収集情報をさらにマネジメントエンジン８へ転送する（ステップＳ４８）。

サービスゲートウェイ９６は、情報収集間隔又は情報転送間隔が定まっていない場合でも、例えば、アクセスポイント１６のスループットが閾値以下になった場合、アクセスポイント１６のバッファサイズが閾値を超えた場合、アクセスポイント１６周辺の他アクセスポイント数が閾値を超えた場合など、予め定義された指針に基づいて、必要に応じてアクセスポイント１６の情報を収集したり、マネジメントエンジン８にアクセスポイント１６の情報を転送したりする。

次に、マネジメントエンジン８のパラメータ算出部８６は、設定情報記憶部８８と、性能データベース８９に記憶されている情報とを参照して、定期的に、又は、予め定義された指針に応じて、管理対象のネットワークに繋がっている各サービスゲートウェイから送られてくるアクセスポイントや配下無線端末の情報を基に、予め定義された指標に応じて各アクセスポイントや配下無線端末が使用すべきパラメータ値を算出して決定する（ステップＳ４９）。例えば、収集する情報が周波数チャネル上で運用する周辺の基地局数、受信する受信信号のレベル、チャネルの時間占有率等の無線環境情報である場合に、パラメータ算出部８６は、この無線環境情報に基づいて、各々のアクセスポイントにおいて周波数利用効率が改善するように、パラメータを算出する。そして、パラメータ算出部８６は、決定したパラメータ値をサービスゲートウェイ９６に通知し（ステップＳ５０）、各アクセスポイントに反映させる（ステップＳ５１）。

また、アクセスポイント１６は、決定したパラメータを配下の無線端末２６に通知し（ステップＳ５２）、各無線端末に反映させる。これを受けて、アクセスポイント１６のパラメータ設定部１１６は、このパラメータ値に基づき設定を行う。また、無線端末２６は、このパラメータ値に基づき設定を行う。そして、アクセスポイント１６は、マネジメントエンジン８から指定されたパラメータ値を基に配下の無線端末２６と通信を行う（ステップＳ５３）。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態における無線通信システムを説明する。第４実施形態では、アクセスポイントや配下無線端末から通知される設定情報や環境情報がマネジメントエンジン８内ではなく、ネットワーク内の異なる場所に記憶される。マネジメントエンジン８がこのようにネットワーク内で保存された情報を基に定期的に、各無線ＬＡＮ基地局および配下無線端末において適切なパラメータ値を計算し、設定する。

図１３は、第４実施形態による無線通信システムの全体の構成を示す図である。図１３において、図７に示すシステムと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図１３に示すシステムが図７に示すシステムと異なる点は、内部に情報記憶部８４（図２参照）を備えていないマネジメントエンジン８０を備えており、アクセスポイントや配下の無線端末から通知される設定情報や環境情報を記憶する情報記憶部８４に相当する情報記憶部８４１をマネジメントエンジン８０が接続されるネットワーク上の別の場所に設けた点である。このように、分割された複数の情報記憶部８４１を設けることにより、マネジメントエンジン８０の処理負荷を低減することができる。

なお、図１３に示す無線通信システムは、図７に示す無線通信システムと比較して、情報記憶部８４１が設けられる場所が異なるのみで、処理動作は図７に示す無線通信システムの処理動作と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

また、前述した説明では、ＯＳＡＰ（ＯＳＧｉ Service Aggregation Platform）を用いて、メーカや種類などを問わずに、ネットワークに接続されているどのような無線ＬＡＮ基地局に対してもネットワーク側から適切なパラメータの設定ができるものとしている。しかし、必ずしもＯＳＡＰを使う必要がなく、また、必ずしもサービスゲートウェイを介した無線ＬＡＮ基地局の制御を行う必要がなく、ネットワーク上のマネジメントエンジン（ＭＥ）または、干渉マネジメントエンジン（ＩＭＥ）は無線ＬＡＮ基地局からの情報収集および制御にどのような通信手段を用いても構わない。

本システムでは、ネットワーク側に存在するマネジメントエンジンが、バンドルと呼ばれるソフトウェアを介して異なるメーカの異なる型番の無線ＬＡＮ基地局と通信することが可能となる。これにより、マネジメントエンジンで決定される各無線ＬＡＮ基地局の適切なパラメータ値をそれぞれの無線ＬＡＮ基地局に設定することで、無線ＬＡＮ基地局が密集する環境において局地的なスループットの低下を回避し、無線ＬＡＮシステムの周波数利用効率を向上することができる。したがって、メーカや種類などを問わずに、ネットワークに接続されているどのような無線ＬＡＮ基地局に対してもネットワーク側から適切なパラメータを設定することができるネットワーク制御型の無線通信システムを実現することができる。本システムを用いることで、システム全体の周波数利用効率の向上につながるよう、各無線ＬＡＮ基地局の使用周波数チャネル、送信電力値、アクセスパラメータ値、ＱｏＳパラメータ値など数々のパラメータを最適化することが可能になる。

＜第５実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第５実施形態における無線通信システム、及びチャネル選択方法を説明する。図１４は、同実施形態における無線通信システムの構成を示すブロック図である。無線基地局１００１、１００２は、例えば、無線ＬＡＮのアクセスポイントであり、不図示の無線端末装置とチャネル割当サーバ１００３より通知されたチャネル（周波数帯域）を用いて無線通信を行う。

無線基地局１００１は、無線通信部１０１１と、制御部１０１２とを備えている。制御部１０１２は、アクセス権を獲得するアクセス権獲得部１０１３と、チャネル割当サーバ１００３より通知されたチャネルを設定するチャネル設定部１０１４と、無線環境情報を保持する無線環境情報保持部１０１５を備える。無線通信部１０１１は、チャネル設定部１０１４より設定されたチャネルを使用して無線端末装置と無線通信を行う。無線通信部１０１１は、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセス制御を用いて無線通信を行う。また、無線通信部１０１１は、無線通信において利用可能なすべてのチャネルそれぞれに対して、予め定められた期間スキャンし、スキャン結果を無線環境情報保持部１０１５に出力する。

無線基地局１００２は、無線通信部１０２１と、制御部１０２２とを備えている。制御部１０２２は、アクセス権を獲得するアクセス権獲得部１０２３と、チャネル割当サーバ１００３より通知されたチャネルを設定するチャネル設定部１０２４と、無線環境情報を保持する無線環境情報保持部１０２５を備える。無線通信部１０２１は、チャネル設定部１０２４より設定されたチャネルを使用して無線端末装置と無線通信を行う。無線通信部１０２１は、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡによるアクセス制御を用いて無線通信を行う。また、無線通信部１０２１は、無線通信において利用可能なすべてのチャネルそれぞれに対して、予め定められた期間スキャンし、スキャン結果を無線環境情報保持部１０２５に出力する。

チャネル割当サーバ１００３は、通信部１０３１と、チャネル算出部１０３２と、情報収集部１０３３と、制御部１０３４を備える。通信部１０３１は、無線基地局１００１、１００２と通信を行う。チャネル算出部１０３２は、情報収集部１０３３内に保持されている情報を基に各々の無線基地局１００１、１００２が使用すべきチャネルを算出する。情報収集部１０３３は、システム内に存在するチャネル割当制御対象の無線基地局１００１、１００２の無線環境情報を収集する。制御部１０３４は、チャネル割当サーバの動作を統括して制御する制御部である。

次に、図１４に示す無線通信システムの動作を説明する。まず、無線基地局１００１の運用が開始されると、無線通信部１０１１は、予め定められた時間間隔毎に、無線通信において利用可能なすべてのチャネルそれぞれを予め定められた期間スキャンし、自無線基地局周辺の無線環境情報を無線環境情報保持部１０１５に出力する。この無線環境情報には、利用可能なそれぞれのチャネルにおいて存在する他の無線基地局数やそれぞれの無線基地局の識別情報、また、それぞれの無線基地局から受信するビーコンなどの信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ値：Received Signal Strength Indicator）、単位時間当たりのチャネル使用率などが含まれる。さらに、無線環境情報には、自セル内の無線端末装置数やそれぞれの無線端末装置から受信する信号のＲＳＳＩ値なども含まれる。

次に、チャネル算出部１０３２は、情報収集部１０３３より収集される各々の無線基地局の無線環境情報を基にそれぞれの無線基地局が使用すべき無線チャネルを以下のように計算する。まず、チャネルを割り当てる無線基地局において利用可能な全てのチャネル上で（１）式に示すＵ値を算出する。
Ｕ＝１−該当チャネル上の合計媒体使用率 ・・・（１）
ここで、合計媒体使用率とは、自無線基地局以外の無線装置（他の無線基地局や自セル以外の無線端末装置）が単位時間で該当無線チャネルを使用する割合である。

上記Ｕ値は、チャネルを割り当てる無線基地局において、占有可能な時間割合を示す値である。チャネルを割り当てる無線基地局において、占有可能な時間Ｕが最も高いチャネルを選択すると取得スループットが最大となると予測できるので、チャネル算出部１０３２は、該当無線基地局の仮チャネルとしてＵ値が最大となるチャネルを算出する。

チャネル算出部１０３２は、システムの制御対象の全無線基地局の仮チャネルを決定した後、全ての無線基地局のＵ値の合計値Ｕ_{ｔｏｔａｌ}を計算する。そして、媒体占有時間が最小の無線基地局のスループット向上を目指す。全ての無線基地局の仮チャネルが決定した後、Ｕ値が所定のしきい値以下となる無線基地局を選択し、当該無線基地局のＵ値が現在値よりも大きくなる他チャネルがないかを確認する。

具体的には、当該無線基地局において、利用可能な全てのチャネル上で再度Ｕ値を計算し、Ｕ値が現在値よりも大きくなるチャネルを１つ算出し、システム内の全ての制御対象無線基地局の合計Ｕ値を計算し、合計Ｕ値が現在の合計Ｕ値よりも小さくならないか否かを確認する。当該無線基地局が新たに選択されたチャネルを使用してもシステムの合計Ｕ値が現在の合計Ｕ値よりも劣化しない場合は、新たに選択されたチャネルを当該無線基地局の新仮チャネルとする。続いて、もう一度、最も小さいＵ値を持つ無線基地局のＵ値が向上するようなチャネルを選択する。

このように、最も小さいＵ値を持つ無線基地局のＵ値が向上するようなチャネルを選択する動作を予め定められた複数回（再帰回数 Ｍａｘ＿ｒ）実施することで、システムの合計スループットの向上やセル間でのスループットの公平性を向上できる。予め決められたＭａｘ＿ｒ回数上記の動作を繰り返し、最終的に新仮チャネルを各々の無線基地局に反映させる。

次に、図１５、図１６を参照して、図１４に示すチャネル算出部１０３２がチャネル選択処理を行う動作を説明する。図１５、図１６は、図１４に示すチャネル算出部１０３２がチャネル選択処理を行う動作を示すフローチャートである。

まず、再帰回数（ｒ）に０を代入する（ステップＳ１０１）。次に、制御対象チャネル未設定無線基地局リスト（以下、「チャネル未設定リスト」と略記する場合がある）よりチャネル（以下、図面においてはＣＨとして示す）を設定する無線基地局を選択する（ステップＳ１０２）。このとき、無線基地局の選択方法として、ランダムに選択する方法、手動設定順（ＸＭＬ（Extensible Markup Language）ファイルに記載のＰｒｉｏｒｉｔｙ順）に選択する方法、ボトルネックが大きな無線基地局の順（周辺無線基地局数が多い順）に選択する方法が適用できる。そして、チャネル割当アルゴリズムに応じて、選択された無線基地局に設定するチャネルを仮決定する（ステップＳ１０３）。

次に、選択したチャネルを無線基地局の仮決定チャネルとし（ステップＳ１０４）、選択された無線基地局をチャネル未設定リストから削除する（ステップＳ１０５）。そして、チャネル未設定リストにまだ無線基地局が残っているかを判定し（ステップＳ１０６）、チャネル未設定リストに無線基地局が残っていれば、ステップＳ１０２に戻り、処理を繰り返す。

一方、チャネル未設定リストに無線基地局が残っていなければ、各制御対象無線基地局の占有可能時間率Ｕ_ＡＰ−ｘと、Ｕ_ＡＰ−ｘの合計および積（Ｕ_{ｔｏｔａｌ}，Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}）とを計算し、Ｕ_ＡＰ−ｘ，Ｕ_{ｔｏｔａｌ}，Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}および制御対象無線基地局の仮決定チャネルセットを記憶する（ステップＳ１０７）。続いて、Ｕ_ｍａｘにＵ_{ｔｏｔａｌ}又はＵ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}を代入する（ステップＳ１０８）。そして、再帰回数（ｒ）を１つ増やす（ｒ＋＋；）（ステップＳ１０９）。なお、Ｕ_{ｔｏｔａｌ}又はＵ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}のいずれをＵ_ｍａｘに代入するかは、例えば、ネットワークの運用指針によって決定すればよい。具体的には、下位スループットの向上を目指すシステムの場合はＵ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}を採用し、システム全体の合計スループットの改善を目指すシステムの場合はＵ_{ｔｏｔａｌ}を採用すればよい。

次に、再帰回数（ｒ）＜上限値（Ｍａｘ＿ｒ）の条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ１１０）、条件を満たしていれば、Ｕ_ＡＰ−ｘが所定のしきい値Ｕ_ＴＨ以下となる１台の無線基地局を選択する（ステップＳ１１１）。なお、Ｕ_ＴＨは０以上１以下の値である。続いて、選択した無線基地局に新しく設定するチャネルを選ぶ（ステップＳ１１２）。そして、該当チャネルがあるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。この判定の結果、該当チャネルがなければ、ステップＳ１１４において、Ｕ_ＡＰ−ｘがＵ_ＴＨ以下となる無線基地局のうち、ステップＳ１１１および当該ステップＳ１１４でまだ選択していない１台の無線基地局をランダムに選択して、ステップＳ１１２に戻る。

一方、該当チャネルがあれば、各制御対象無線基地局のＵ_ＡＰ−ｘと、Ｕ値を計算する（ステップＳ１１５）。そして、Ｕ≧Ｕ_ｍａｘを満たすかを判定する（ステップＳ１１６）。この判定の結果、Ｕ≧Ｕ_ｍａｘを満たせば、選択したチャネルを選択した無線基地局の新仮決定チャネルとして（ステップＳ１１７）、ステップＳ１０７に戻る。一方、Ｕ≧Ｕ_ｍａｘを満たさなければ、選択チャネルを無視して（ステップＳ１１８）、ステップＳ１１２に戻る。

次に、ステップＳ１１０において、再帰回数（ｒ）＜上限値（Ｍａｘ＿ｒ）を満たさなければ、全制御対象の無線基地局の仮決定チャネルセットを決定チャネルとして処理を終了する（ステップＳ１１９）。

次に、図１６を参照して、図１５に示すステップＳ１０３、ステップＳ１１２の処理動作の詳細を説明する。図１６は、図１５に示すステップＳ１０３、ステップＳ１１２の処理動作の詳細を示すフローチャートである。

まず、制御対象外無線基地局を考慮するか否かを判定する（ステップＳ１２１）。この判定の結果、制御対象外無線基地局を考慮する場合、選択された無線基地局が検知した周辺に存在する制御対象外無線基地局（以下、「検知可能周辺制御対象外無線基地局」という）の情報も考慮する（ステップＳ１２２）。一方、制御対象外無線基地局を考慮しない場合、制御対象外無線基地局の情報を無視する（ρ’＝０とする）（ステップＳ１２３）。ここで、ρ’とは、選択された制御対象無線基地局において、検知可能周辺制御対象外無線基地局によるチャネル毎の合計媒体占有時間率である。

次に、選択された無線基地局において、チャネル毎の、媒体使用率の合計値（ρ＋ρ’）を計算する（ステップＳ１２４）。但し、制御対象無線基地局のうちチャネル未設定無線基地局の情報を無視する。ここで、ρは、選択された制御対象無線基地局において、検知可能他制御対象無線基地局のうち、既に仮チャネルが決定された制御対象無線基地局によるチャネル毎の媒体占有時間率である。

次に、選択された無線基地局において占有可能率Ｕ_ＡＰ−ｘ ^{（ＣＨ−ｙ）}値が最大となるチャネルを選択する（ステップＳ１２５）。占有可能率Ｕ_ＡＰ−ｘ ^{（ＣＨ−ｙ）}値が最大となる複数のチャネルが存在する場合は、既にチャネルが決定された周辺の制御対象無線基地局が最も少なく使用するチャネルを選択する。

次に、図１７を参照して、図１５に示す処理動作の変形例を説明する。図１７において、図１５に示す処理動作と同じ処理動作については、同じ符号を付け、その説明を簡単に行う。

まず、再帰回数（ｒ）に０を代入する（ステップＳ１０１）。次に、制御対象チャネル未設定無線基地局リストよりチャネルを設定する無線基地局を選択する（ステップＳ１０２）。このとき、無線基地局の選択方法として、ランダムに選択する方法、予め設定した順に選択する方法、周辺無線基地局数が多い順に選択する方法、チャネル占有可能な時間割合が小さい順に選択する方法などがある。本システムでは、これらいずれかの方法で、選択された無線基地局に設定するチャネルを仮決定する（ステップＳ１０３）。

次に、選択したチャネルを無線基地局の仮決定チャネルとし（ステップＳ１０４）、選択された無線基地局をチャネル未設定リストから削除する（ステップＳ１０５）。そして、チャネル未設定リストにまだ無線基地局が残っているかを判定し（ステップＳ１０６）、チャネル未設定リストに無線基地局が残っていれば、ステップＳ１０２に戻り、処理を繰り返す。

一方、チャネル未設定リストに無線基地局が残っていなければ、各制御対象無線基地局の占有可能時間率Ｕ_ＡＰ−ｘと、Ｕ_ＡＰ−ｘの合計および積（Ｕ_{ｔｏｔａｌ}，Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}）とを計算する（ステップＳ１０７ａ）。また、Ｕ_ＡＰ−ｘ，Ｕ_{ｔｏｔａｌ}，Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}および制御対象無線基地局の仮チャネルセットを記憶する（ステップＳ１０７ｂ）。続いて、Ｕ_ｍａｘに_{Ｕｔｏｔａｌ}又はＵ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}を代入する（ステップＳ１０８）。そして、再帰回数（ｒ）を１つ増やす（ｒ＋＋；）（ステップＳ１０９）。

次に、処理の終了条件を満たしたか否かを判定し（ステップＳ１１０ａ）、終了条件を満たしていなければ、Ｕ_ＡＰ−ｘが所定のしきい値Ｕ_ＴＨ以下となる１台の無線基地局を選択する（ステップＳ１１１）。このとき、ステップＳ１１０ａにおける終了条件に関しては、（１）全無線基地局のＵ値が１となる、（２）再帰回数（ｒ）が上限値（Ｍａｘ＿ｒ）に達する、（３）予め設定された収束条件を満たす、のうち少なくともいずれか１つを満たした時に、終了条件を満たしたものと見なす。また、（３）予め設定された収束条件に関しては、ｒ回目の繰り返し計算後における下記（Ａ）〜（Ｄ）の評価値（どの評価値を用いるのか予め設定する）のｒ−ｎ回目の評価値に対する改善率がＹ％以内の場合は、システムが十分収束した（収束条件を満たした）と判断し、ｒ回目で繰り返し計算を終了し、その時点の仮チャネルを各制御対象無線基地局に対して設定する。
（Ａ）最小Ｕ値
（Ｂ）Ｕ_{ｔｏｔａｌ}
（Ｃ）Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}
（Ｄ）Ｕ値の下位Ｘ％
設定項目としては、（Ａ）〜（Ｄ）のうち使用する評価値、ｎ値、Ｙ値、上記（Ｄ）の場合は、Ｘ値である。

次に、選択した無線基地局のＵ値が大きくなるよう新しく設定する別チャネルを選ぶ（ステップＳ１１２）。そして、該当チャネル、つまり、現在の仮チャネルよりもＵ値が大きくなる別のチャネルがあるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。この判定の結果、該当チャネルがなければ、選択した無線基地局の仮チャネルを変更せずに（ステップＳ１１４ａ）、ステップＳ１０９に戻る。

一方、該当チャネルがあれば、各制御対象無線基地局のＵ_ＡＰ−ｘと、Ｕ’値（＝Ｕ_{ｔｏｔａｌ}又はＵ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}）を計算する（ステップＳ１１５ａ）。そして、Ｕ’≧Ｕ_ｍａｘを満たすかを判定する（ステップＳ１１６ａ）。この判定の結果、Ｕ’≧Ｕ_ｍａｘを満たせば、選択したチャネルを選択した無線基地局の仮チャネルとして（ステップＳ１１７）、ステップＳ１０７ｂに戻る。一方、Ｕ’≧Ｕ_ｍａｘを満たさなければ、選択した無線基地局の仮チャネルを変更せずに（ステップＳ１１８ａ）、ステップＳ１０９に戻る。

次に、ステップＳ１１０において、終了条件を満たしていれば、全制御対象の無線基地局の仮チャネルセットを決定チャネルとして処理を終了する（ステップＳ１１９）。

次に、図１７に示すステップＳ１１２の処理動作の詳細を説明する。図１７に示すステップＳ１１２の処理動作は図１６に示す処理動作と同様であるので、図１６を参照して処理動作を説明する。

まず、制御対象外無線基地局、つまり、本チャネル割当システムで制御できない無線基地局を考慮するか否かを判定する（ステップＳ１２１）。これは、チャネル割当システムのオペレータによる入力パラメータであり、この判定の結果、制御対象外無線基地局を考慮する場合、選択された無線基地局が検知した周辺に存在する制御対象外無線基地局の情報も考慮する（ステップＳ１２２）。一方、制御対象外無線基地局を考慮しない場合、制御対象外無線基地局の情報を無視する（つまり、全ての制御対象外無線基地局の媒体使用率値ρ’＝０とする）（ステップＳ１２３）。

次に、選択された無線基地局において、チャネル毎の、媒体使用率の合計値（ρ＋ρ’）を計算する（ステップＳ１２４）。ここで、前述したように、ρは、選択された制御対象無線基地局において、検知可能他制御対象無線基地局のうち、既に仮チャネルが決定された制御対象無線基地局によるチャネル毎の媒体占有時間率である。また、ρ’は、選択された制御対象無線基地局において、検知可能周辺制御対象外無線基地局によるチャネル毎の合計媒体占有時間率である。

次に、選択された無線基地局において占有可能率Ｕ_ＡＰ−ｘ ^{（ＣＨ−ｙ）}値が最大となるチャネルを選択する（ステップＳ１２５）。占有可能率Ｕ_ＡＰ−ｘ ^{（ＣＨ−ｙ）}値が最大となる複数のチャネルが存在する場合は、既にチャネルが決定された周辺の制御対象無線基地局が最も少なく使用するチャネルを選択する。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態における無線通信システム、及びチャネル選択方法を説明する。第６実施形態における装置の構成は、図１４に示す構成と同じであるため、詳細な説明を省略する。

次に、第６実施形態における無線通信システムの動作を説明する。まず、無線基地局１００１の運用が開始されると、無線通信部１０１１は、予め定められた時間間隔毎に、無線通信において利用可能なすべてのチャネルそれぞれを予め定められた期間スキャンし、自無線基地局周辺の無線環境情報を無線環境情報保持部１０１５に出力する。この無線環境情報には、利用可能なそれぞれのチャネルにおいて存在する他の無線基地局数やそれぞれの無線基地局の識別情報、また、それぞれの無線基地局から受信するビーコンなどの信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ値：Received Signal Strength Indicator））、単位時間当たりのチャネル使用率などが含まれる。さらに、無線環境情報には、自セル内の無線端末装置数やそれぞれの無線端末装置から受信する信号のＲＳＳＩ値なども含まれる。

チャネル算出部１０３２は、情報収集部１０３３より収集される各々の無線基地局の無線環境情報を基にそれぞれの無線基地局が使用すべき無線チャネルを以下のように計算する。まず、チャネルを割り当てようとする無線基地局において、（２）式によって、使用予定の時間占有率を計算する。時間占有率とは、全体の時間を１とした時に該当アプリケーション又は無線端末装置が該当無線チャネルを占有する時間の割合である。

ここで、合計時間占有率とは、全体の時間を１とした時に無線基地局及びその配下の無線端末装置が使用予定の時間の割合である。また、ＳＴＡは無線端末を意味する。

そして、チャネルを割り当てようとする無線基地局において、使用可能な各チャネルにおいて次式を計算する。

そして、次式に示すとおり合計時間占有率αが最も小さいチャネルを選択する。このチャネルを該当する無線基地局において使用予定の仮決定チャネルとする。

次に、上記無線基地局において上記仮決定チャネルの使用が決定されると得られる満足度Ｕ値を次式によって計算する。なお、満足度Ｕ値＝１は、十分満足できる状況である。Ｕ値の取り得る範囲は［０，１］であるが、高い方が好ましい。

全ての無線基地局において上記Ｕ値の計算が終わると、再度全ての無線基地局において上記Ｕ値を計算する。そして、最も小さいＵ値を持つ無線基地局のＵ値が高くなるようにチャネルの再選択を試みる。ここで、条件は２つある。第１の条件は、チャネル再設定対象無線基地局のＵ値が減少しないことである。第２の条件は、上記無線基地局に対してチャネルの再設定を行なっても、（１）全ての無線基地局における合計満足度（Ｕ値の合計値）は減少しないこと、（２）全ての無線基地局におけるＵ値の積算値は減少しないことである。

上記（１）、（２）は１つ満たしてもよく、両方満たしても良い。このように最も小さいＵ値を持つ無線基地局の新しいチャネルが決定されたら、再度、最も小さいＵ値を持つ無線基地局のＵ値が向上するようチャネルの変更を試みる。

このように、最も小さいＵ値を持つ無線基地局のＵ値が向上するようなチャネルを選択する動作を予め定められた複数回（再帰回数 Ｍａｘ＿ｒ）実施することで、システムの合計スループットを向上できるとともにセル間でのスループットの公平性を向上できる。予め決められたＭａｘ＿ｒ回数上記の動作を繰り返し、最終的に新仮チャネルを各々の無線基地局に反映させる。

なお、上記に示すＵ値や他の算出式は一例であり、その他のチャネル使用率の算出方法を用いても良い。また、チャネル使用率ではなく、スループットの測定値又は予測値を元に最適なチャネルの割り当てを行なっても良い。

次に、図１８、図１９を参照して、第６実施形態におけるチャネル算出部１０３２がチャネル選択処理を行う動作を説明する。図１８、図１９は、第６実施形態におけるチャネル算出部１０３２がチャネル選択処理を行う動作を示すフローチャートである。図１８、図１９において、図１５、図１６、図１７に示す処理動作と同じ処理動作については、同じ符号を付け、その説明を簡単に行う。

まず、再帰回数（ｒ）に０を代入する（ステップＳ１０１）。次に、制御対象チャネル未設定無線基地局リストよりチャネルを設定する無線基地局を選択する（ステップＳ１０２）。このとき、無線基地局の選択方法として、ランダムに選択する方法、手動設定順（ＸＭＬファイルに記載のＰｒｉｏｒｉｔｙ順）に選択する方法、ボトルネックが大きな無線基地局の順（周辺無線基地局数が多い順）に選択する方法が適用できる。そして、チャネル割当アルゴリズムに応じて、選択された無線基地局に設定するチャネルを仮決定する（ステップＳ１０３）。

次に、選択したチャネルを無線基地局の仮決定チャネルとし（ステップＳ１０４）、選択された無線基地局をチャネル未設定リストから削除する（ステップＳ１０５）。そして、チャネル未設定リストにまだ無線基地局が残っているかを判定し（ステップＳ１０６）、チャネル未設定リストに無線基地局が残っていれば、ステップＳ１０２に戻り、処理を繰り返す。

一方、チャネル未設定リストに無線基地局が残っていなければ、各制御対象無線基地局の満足度Ｕと、Ｕの合計および積（Ｕ_{ｔｏｔａｌ}，Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}）とを計算し、Ｕ，Ｕ_{ｔｏｔａｌ}，Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}および制御対象無線基地局の仮決定チャネルセットを記憶する（ステップＳ１０７ｃ）。続いて、Ｕ_ｍａｘにＵ_{ｔｏｔａｌ}又はＵ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}を代入する（ステップＳ１０８）。そして、再帰回数（ｒ）を１つ増やす（ｒ＋＋；）（ステップＳ１０９）。

次に、再帰回数（ｒ）＜上限値（Ｍａｘ＿ｒ）の条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ１１０）、条件を満たしていれば、Ｕが所定のしきい値Ｕ_ＴＨ以下となる１台の無線基地局を選択する（ステップＳ１１１ａ）。続いて、選択した無線基地局に新しく設定するチャネルを選ぶ（ステップＳ１１２）。そして、該当チャネルがあるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。この判定の結果、該当チャネルがなければ、ステップＳ１１４ｂにおいて、ＵがＵ_ＴＨ以下となる無線基地局のうち、ステップＳ１１１ａおよび当該ステップＳ１１４ｂでまだ選択していない１台の無線基地局をランダムに選択して、ステップＳ１１２に戻る。

一方、該当チャネルがあれば、各制御対象無線基地局のＵと、Ｕ_{ｔｏｔａｌ}，Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}を計算するとともに、Ｕ’にＵ_{ｔｏｔａｌ}又はＵ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}を代入する（ステップＳ１１５ｂ）。そして、Ｕ’≧Ｕ_ｍａｘを満たすかを判定する（ステップＳ１１６ａ）。この判定の結果、Ｕ’≧Ｕ_ｍａｘを満たせば、選択したチャネルを選択した無線基地局の新仮決定チャネルとして（ステップＳ１１７）、ステップＳ１０７ｃに戻る。一方、Ｕ’≧Ｕ_ｍａｘを満たさなければ、選択チャネルを無視して（ステップＳ１１８）、ステップＳ１１２に戻る。

次に、ステップＳ１１０において、再帰回数（ｒ）＜上限値（Ｍａｘ＿ｒ）を満たさなければ、全制御対象の無線基地局の仮決定チャネルセットを決定チャネルとして処理を終了する（ステップＳ１１９）。

次に、図１９を参照して、図１８に示すステップＳ１１２の処理動作の詳細を説明する。図１９は、図１８に示すステップＳ１１２の処理動作の詳細を示すフローチャートである。

まず、制御対象外無線基地局を考慮するか否かを判定する（ステップＳ１２１）。この判定の結果、制御対象外無線基地局を考慮する場合、選択された無線基地局が検知した周辺に存在する制御対象外無線基地局の情報も考慮する（ステップＳ１２２）。一方、制御対象外無線基地局を考慮しない場合、制御対象外無線基地局の情報を無視する（ρ’＝０とする）（ステップＳ１２３）。

次に、選択された無線基地局において、チャネル毎の、媒体使用率の合計値（ρ＋ρ’）を計算する（ステップＳ１２４）。但し、制御対象無線基地局のうちチャネル未設定無線基地局の情報を無視する。

次に、選択された無線基地局において占有可能率が最大となるチャネルを選択する（ステップＳ１２５）。占有可能率が最大となる複数のチャネルが存在する場合は、既にチャネルが決定された周辺の制御対象無線基地局が最も少なく使用するチャネルを選択する。

次に、図２０を参照して、図１８に示す処理動作の変形例を説明する。図２０において、図１７、図１８に示す処理動作と同じ処理動作については、同じ符号を付け、その説明を簡単に行う。

まず、再帰回数（ｒ）に０を代入する（ステップＳ１０１）。次に、制御対象チャネル未設定無線基地局リストよりチャネルを設定する無線基地局を選択する（ステップＳ１０２）。このとき、無線基地局の選択方法として、ランダムに選択する方法、予め設定した順に選択する方法、周辺無線基地局数が多い順に選択する方法、チャネル占有可能な時間割合が小さい順に選択する方法などがある。本システムでは、これらいずれかの方法で、選択された無線基地局に設定するチャネルを仮決定する（ステップＳ１０３）。

次に、選択したチャネルを無線基地局の仮決定チャネルとし（ステップＳ１０４）、選択された無線基地局をチャネル未設定リストから削除する（ステップＳ１０５）。そして、チャネル未設定リストにまだ無線基地局が残っているかを判定し（ステップＳ１０６）、チャネル未設定リストに無線基地局が残っていれば、ステップＳ１０２に戻り、処理を繰り返す。

一方、チャネル未設定リストに無線基地局が残っていなければ、各制御対象無線基地局の満足度Ｕと、Ｕの合計および積（Ｕ_{ｔｏｔａｌ}，Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}）とを計算する（ステップＳ１０７ｄ）。また、Ｕ，Ｕ_{ｔｏｔａｌ}，Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}および制御対象無線基地局の仮チャネルセットを記憶する（ステップＳ１０７ｅ）。続いて、Ｕ_ｍａｘにＵ_{ｔｏｔａｌ}又はＵ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}を代入する（ステップＳ１０８）。そして、再帰回数（ｒ）を１つ増やす（ｒ＋＋；）（ステップＳ１０９）。

次に、処理の終了条件を満たしたか否かを判定し（ステップＳ１１０ａ）、終了条件を満たしていなければ、Ｕが所定のしきい値Ｕ_ＴＨ以下となる１台の無線基地局を選択する（ステップＳ１１１ａ）。ステップＳ１１０ａにおける終了条件に関しては、（１）全無線基地局のＵ値が１となる、（２）再帰回数（ｒ）が上限値（Ｍａｘ＿ｒ）に達する、（３）予め設定された収束条件を満たす、のうち少なくともいずれか１つを満たした時に、終了条件を満たしたものと見なす。また、（３）予め設定された収束条件に関しては、ｒ回目の繰り返し計算後における下記（Ａ）〜（Ｄ）の評価値（どの評価値を用いるのか予め設定する）のｒ−ｎ回目の評価値に対する改善率がＹ％以内の場合は、システムが十分収束した（収束条件を満たした）と判断し、ｒ回目で繰り返し計算を終了し、その時点の仮チャネルを各制御対象無線基地局に対して設定する。
（Ａ）最小Ｕ値
（Ｂ）Ｕ_{ｔｏｔａｌ}
（Ｃ）Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}
（Ｄ）Ｕ値の下位Ｘ％
設定項目としては、（Ａ）〜（Ｄ）のうち使用する評価値、ｎ値、Ｙ値、上記（Ｄ）の場合は、Ｘ値である。

次に、選択した無線基地局のＵ値が大きくなるよう新しく設定する別チャネルを選ぶ（ステップＳ１１２）。そして、該当チャネル、つまり、現在の仮チャネルよりもＵ値が大きくなる別のチャネルがあるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。この判定の結果、該当チャネルがなければ、選択した無線基地局の仮チャネルを変更せずに（ステップＳ１１４ａ）、ステップＳ１０９に戻る。

一方、該当チャネルがあれば、各制御対象無線基地局のＵ、Ｕ_{ｔｏｔａｌ}、Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}を計算するとともに、Ｕ’＝Ｕ_{ｔｏｔａｌ}またはＵ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}とする（ステップＳ１１５ｂ）。そして、Ｕ’≧Ｕ_ｍａｘを満たすかを判定する（ステップＳ１１６ａ）。この判定の結果、Ｕ’≧Ｕ_ｍａｘを満たせば、選択したチャネルを選択した無線基地局の仮チャネルとして（ステップＳ１１７）、ステップＳ１０７ｅに戻る。一方、Ｕ’≧Ｕ_ｍａｘを満たさなければ、選択した無線基地局の仮チャネルを変更せずに（ステップＳ１１８ａ）、ステップＳ１０９に戻る。

次に、ステップＳ１１０において、終了条件を満たしていれば、全制御対象の無線基地局の仮チャネルセットを決定チャネルとして処理を終了する（ステップＳ１１９）。

次に、図２０に示すステップＳ１１２の処理動作の詳細を説明する。図２０に示すステップＳ１１２の処理動作は図１９に示す処理動作と同様であるので、図１９を参照して処理動作を説明する。

まず、制御対象外無線基地局、つまり、本チャネル割当システムで制御できない無線基地局を考慮するか否かを判定する（ステップＳ１２１）。これは、チャネル割当システムのオペレータによる入力パラメータであり、この判定の結果、制御対象外無線基地局を考慮する場合、選択された無線基地局が検知した周辺に存在する制御対象外無線基地局の情報も考慮する（ステップＳ１２２）。一方、制御対象外無線基地局を考慮しない場合、制御対象外無線基地局の情報を無視する（つまり、全ての制御対象外無線基地局の媒体使用率値ρ’＝０とする）（ステップＳ１２３）。

次に、選択された無線基地局において、チャネル毎の、媒体使用率の合計値（ρ＋ρ’）を計算する（ステップＳ１２４）。ここで、前述したように、ρは、選択された制御対象無線基地局において、検知可能他制御対象無線基地局のうち、既に仮チャネルが決定された制御対象無線基地局によるチャネル毎の媒体占有時間率である。また、ρ’は、選択された制御対象無線基地局において、検知可能周辺制御対象外無線基地局によるチャネル毎の合計媒体占有時間率である。

次に、選択された無線基地局において占有可能率Ｕ_ＡＰ−ｘ ^{（ＣＨ−ｙ）}値が最大となるチャネルを選択する（ステップＳ１２５）。占有可能率Ｕ_ＡＰ−ｘ ^{（ＣＨ−ｙ）}値が最大となる複数のチャネルが存在する場合は、既にチャネルが決定された周辺の制御対象無線基地局が最も少なく使用するチャネルを選択する。

前述の第５又は第６実施形態における無線基地局１００１を複数具備する無線通信システムでは、各無線基地局１００１が無線通信に使用するチャネルを周囲の無線状況に応じて動的に決定することにより、スループットの制御対象無線基地局毎の（セル間での）ばらつきを抑えることができる。その結果、無線通信システムは、無線基地局１００１が密集するエリアが生じる場合においても、また、無線環境が時間とともに変動する環境においても常に無線通信システム全体におけるスループットの低下を抑制することができる。

この構成によれば、各々のセルが取得可能なスループットに大きな差が生じないように、また、システム全体のスループットが劣化しないように、ネットワーク側がチャネルを選択してチャネルを割り当てることが可能である。また、必要に応じて定期的に前述のチャネル割当を実施し、無線環境やトラヒック環境が変化しても無線通信に使用するチャネルが偏らないようにチャネルを割り当てることで、無線基地局が密集する環境においても局地的なスループットの低下を回避することができる。

なお、前述した説明においては、Ｕ値が所定のしきい値以下となる無線基地局を選択する例を説明したが、必ずしもＵ値が所定のしきい値以下となるとなる無線基地局を選択する必要はなく、この例以外のＵ値が小さい無線基地局を選択するようにしてもよい。Ｕ値が小さい無線基地局とは、例えば、Ｕ値が下位から所定の割合の中に含まれる無線基地局のうち、いずれかの無線基地局のことである。前記所定のしきい値又は所定の割合を小さくすれば、仮チャネルの再割り当て対象の無線基地局数が少なくなるので、チャネル割当がより早く収束する。一方、前記所定のしきい値又は所定の割合が大きいと、仮チャネルの再割り当て対象の無線基地局数が多くなるので、チャネル割当の収束は遅くなるが、システムの合計スループットの最大化（最適化）が可能となる。

なお、請求項に記載の「所定の条件を満たすＵ値を持つ無線ＬＡＮ基地局」とは、Ｕ値が所定のしきい値以下となる無線基地局、Ｕ値が小さい無線基地局、全ての制御対象の無線基地局の中からランダムに１台ずつ選択した無線基地局などのことである。

次に、計算機シミュレーションによる本発明の第５実施形態および第６実施形態の効果について説明する。以下に、計算機シミュレーションの検証環境およびその検証結果について説明する。図２１は、計算機シミュレーション環境を示す図である。図２１に示すように、１００台の無線基地局を正方形になるように等間隔に並べ、それぞれの無線基地局と同じ位置に無線端末装置を一台ずつ配置した。本発明の第５実施形態または第６実施形態を用いて各々の無線基地局にチャネルを割り当てた場合と、各々の無線基地局が従来の最小ＲＳＳＩ法に基づいて使用するチャネルを自律分散的に選択するＲＳＳＩ法を用いた場合と、使用可能チャネルからランダムにチャネルを選択するランダムチャネル選択法を用いた場合について、システムスループット、最小スループットを持つセルのスループット値、また公平性を示すＦＩ値（非特許文献３）を計算した。なお、１００台の無線基地局のうち、中央に位置する３６台の無線基地局を評価対象とした。また、使用可能チャネル数を３とした。

計算機シミュレーションでは、無線基地局はＩＥＥＥ８０２．１１標準規格で規定されているＣＳＭＡ／ＣＡに基づいてデータフレームを送信する。ＣＳＭＡ／ＣＡパラメータ値は以下のとおりである。ＳｌｏｔＴｉｍｅ＝９μｓ、ＳＩＦＳ（Short Inter-Frame Space）＝１６μｓ、ＣＷｍｉｎ＝１５、ＣＷｍａｘ＝１０２３、ＳｈｏｒｔＲｅｔｒｙＬｉｍｉｔ＝７、ＬｏｎｇＲｅｔｒｙＬｉｍｉｔ＝４、ＤａｔａＲａｔｅ＝５４Ｍｂｐｓ、ＢａｓｉｃＲａｔｅ＝６Ｍｂｐｓ。

計算機シミュレーションの際は、無線基地局から無線端末装置宛てにパケット長が１５００Ｂｙｔｅｓの飽和状態のＵＤＰ（User Datagram Protocol）下りトラヒックを送信し、無線端末装置において１０秒間で正しく受信できたパケット数を用いてそれぞれのセルのスループットを算出した。図２２、図２３、図２４に計算シミュレーションにおけるシステムの合計スループット、最小スループットおよびＦＩ値を示す。図２２〜図２４に示す結果より、本発明の第５実施形態および第６実施形態では、従来のＲＳＳＩ法に比べてシステムスループットが向上することが分かる。また、最小スループットおよびＦＩ値も向上することが確認できる。

以上説明したように、ＯＳＧｉ（Open Services Gateway Initiative）サービス・アグリゲーション・プラットフォーム（ＯＳＡＰ：ＯＳＧｉ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ Ｐｌａｔｆｏｒｍ）などを用いたネットワーク連携型無線ＬＡＮにおいて、システムスループットを向上させ又はシステム内の最小スループットを持つセルのスループットを向上させるために、使用可能な複数のチャネルのうち、媒体使用率が最小のチャネルを割り当てるようにした。特に、評価指標を用いて無線基地局（又はセル）のチャネル利用率又は満足度を予測し、取得可能なスループット又は上記満足度が向上するように逐次的にチャネルの最適化を実施するようにした。これにより、無線基地局や無線端末装置の追加や削除による情報の更新、環境変化への対応が容易に可能になる。

＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態における無線通信システム及びチャネル選択方法を説明する。同実施形態における装置の構成は図１４に示す構成と同様であるのでここでは詳細な説明を省略する。

次に、第７実施形態における無線通信システムの動作を説明する。まず、無線基地局１００１の運用が開始されると、無線通信部１０１１は、予め定められた時間間隔毎に、無線通信において利用可能なすべてのチャネルそれぞれを予め定められた期間スキャンし、自無線基地局周辺の無線環境情報を無線環境情報保持部１０１５に出力する。この無線環境情報には、利用可能なそれぞれのチャネルにおいて存在する他無線基地局数やそれぞれの無線基地局の識別情報、また、それぞれの無線基地局から受信するビーコンなどの信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ値：Received Signal Strength Indicator）などが含まれる。さらに、無線環境情報には、自セル内の無線端末装置数やそれぞれの無線端末装置から受信する信号のＲＳＳＩ値なども含まれる。このほか、無線環境情報には、利用可能な全てのチャネルの媒体使用率の情報も含まれる。

次に、チャネル算出部１０３２は、情報収集部１０３３より収集される各々の無線基地局の無線環境情報を基にそれぞれの無線基地局が使用すべき無線チャネルを以下のように計算する。まず、チャネルを割り当てる無線基地局において利用可能な全てのチャネル上で（３）式に示すＵ値を算出する。

Ｕ＝単位時間当たりにおける無線基地局によるチャネルの占有可能時間長／単位時間当たりにおいて無線基地局のフレーム送受信に必要な総時間長 ・・・（３）

ここで、（３）式の分子にある、単位時間当たりの占有可能時間長は、本システムのチャネル割当サーバ１００３で制御できないチャネルを使用して無線通信を行う他の無線装置、デバイス、又は、外乱などにより使用できない総時間長（例えば、τ）を単位時間から差し引いて得られる残りの時間を本システムのチャネル割当サーバ１００３で制御できる無線基地局およびその帰属無線端末装置で共用した場合に、占有できる時間長になる。

一例として、単位時間を１とし、チャネル割当サーバ１００３で制御できる無線基地局が全て飽和状態（常に送信するフレームを保有した状態）である場合は、（３）式の分子を以下のように計算できる。
（３）式の分子＝（１−τ）／（Ｋ＋１）
ここで、Ｋは、当該無線基地局において検知できチャネル割当サーバ１００３で制御できる周辺における他の無線基地局の数である。

また、（３）式の分母にある、「単位時間当たりにおいて無線基地局のフレーム送受信に必要な総時間長」は、無線基地局による制御フレームの送受信や帰属無線端末装置とのデータ通信に必要な時間の総和である。

なお、（３）式の分子および分母は、過去のデータを用いた統計でもよく、瞬時値でもよい。また、「帰属無線端末装置とのデータ通信に必要な時間」とは、無線基地局から無線端末装置宛てのデータ送信に必要な時間と無線端末装置から無線基地局宛てのデータ送信に必要な時間の合計である。このうち、無線基地局から無線端末装置宛てのデータ送信（下りトラヒック）に必要な時間は、当該無線基地局内で収容する宛先無線端末装置別のデータパケットの数、パケット長、および、宛先無線端末装置別のデータ送信に使用するデータ転送速度の統計的情報を基に当該無線基地局によるチャネルの占有予定時間として下記のように計算できる。

単位時間内で、
Ｎ（個）＝有線リンクから無線基地局に入力される無線端末装置宛ての平均データパケット数、
Ｂ（ｂｉｔ）＝有線リンクから無線基地局に入力される当該無線端末装置宛ての平均データパケット長、
Ｍ（ｂｉｔ）＝無線端末装置宛のＡ−ＭＰＤＵ（Aggregation MAC Protocol Data Unit）平均データ量（一回のチャネルアクセス権獲得で、Ｍ（ｂｉｔ）送信できる。）、
Ｄ（ｂｉｔ／ｓ）＝無線リンクから当該無線端末装置宛てのデータ送信に使用する平均データレート、
とすると、無線基地局は、単位時間内で（Ｎ×Ｂ）／Ｍ回アクセス権を獲得する必要がある。

占有予定時間：Ｔ_{ｏｃｃｕｐｙ}＝（Ｎ×Ｂ）／Ｍ×｛（ＤＩＦＳ＋ＢＯ_ａｖｅ）＋（Ｍ／Ｄ）＋φ｝
占有予定時間率：Ｔ_{ｏｃｃｕｐｙ}／Ｔ_ｕｎｉｔ
ここで、φ（ｓｅｃ）は、ＳＩＦＳ、ＡＣＫ伝送時間、ＲＴＳ／ＣＴＳ（Clear To Send）を用いる場合の所要時間、ＭＡＣヘッダやプリアンブル等を考慮した、１つのデータフレーム当たりの平均オーバヘッド時間であり、Ｔ_ｕｎｉｔは単位時間の長さ（ｓｅｃ）である。ＤＩＦＳは、パケット送信するまでのキャリアセンス時間であり、ＢＯ_ａｖｅは平均ランダム・バックオフ値である。ＢＯ_ａｖｅは、ＢＯ_ａｖｅ＝ＣＷ_ｍｉｎ×ＳｌｏｔＴｉｍｅ／２で計算できる。

ここで、図２５Ａ、図２５Ｂ、図２６を参照して、占有予定時間率について説明する。図２５Ａ、図２５Ｂ、図２６は、占有予定時間率を示す説明図である。例えば、有線リンクから無線基地局に各無線端末装置宛てデータパケットが図２５Ａに示すように入力されると仮定する。そして、無線基地局が無線リンク上で図２５Ａに示すデータを各無線端末装置宛に、図２５Ｂに示す通り、送信したとする。無線基地局が無線端末装置との通信においてチャネルを占有した時間は以下の通りになる。

無線端末装置宛てのデータ送信の際にチャネルを占有する時間：Ｔ_ｄａｔａ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４＋ｔ５
無線基地局が、データ送信権を獲得するには固定待ち時間およびランダム・バックオフ時間待機する。その総和Ｔ_ＢＯは、Ｔ_ＢＯ＝（ＤＩＦＳ＋ＢＯ１）＋（ＤＩＦＳ＋ＢＯ２）＋（ＤＩＦＳ＋ＢＯ３）＋（ＤＩＦＳ＋ＢＯ４）＋（ＤＩＦＳ＋ＢＯ５）
無線端末装置宛てのデータ送信において必要な時間占有率＝Ｔ_ｄａｔａ＋Ｔ_ＢＯ

占有予定時間率を単位時間全体の観測に基づくのではなく、期待値をベースとして簡易に求めると以下のようになる（図２６参照）。
単位時間内で、有線リンクから無線基地局に入力される無線端末装置宛ての平均データパケット数＝Ｎ（個）、有線リンクから無線基地局に入力される無線端末装置宛ての平均データパケット長＝Ｂ（ｂｉｔ）、無線端末装置宛のＡ−ＭＰＤＵ平均データ量＝Ｍ（ｂｉｔ）（一回のチャネルアクセス権獲得で、Ｍ（ｂｉｔ）送信できる。）とすると、単位時間内で無線基地局は（Ｎ×Ｂ）／Ｍ回アクセス権を獲得する必要がある。なお、図２６において、ＭＳＤＵは、MAC Service Data Unitである。
無線リンクから無線端末装置宛てのデータ送信に使用する平均データレート＝ＤａｔａＲａｔｅ（ｂｉｔ／ｓ）とし、αは、ＳＩＦＳ、ＡＣＫ伝送時間、ＲＴＳ／ＣＴＳを用いる場合の所要時間、ＭＡＣヘッダやプリアンブル等を考慮した、１つのデータフレーム当たりの平均オーバヘッド時間であるとする。

したがって、
占有予定時間：Ｔ_{ｏｃｃｕｐｙ}＝（Ｎ×Ｂ）／Ｍ×｛（ＤＩＦＳ＋ＢＯ_ａｖｅ）＋（Ｍ／ＤａｔａＲａｔｅ）＋α｝
占有予定時間率：Ｔ_{ｏｃｃｕｐｙ}／Ｔ_ｕｎｉｔ
となる。

なお、上りトラヒックの場合は、無線基地局側では、帰属無線端末装置の無線ＬＡＮモジュールにおける単位時間あたりのデータパケット入力数は取得できないため、上記と同様の方法で占有予定時間率を計算することはできない。しかし、無線基地局が無線リンク上で当該無線端末装置より受信したデータフレームおよびその際の各種オーバヘッド（ＤＩＦＳ＋ＢＯ_ａｖｅ＋ＡＣＫ送信時間など）を考慮して、当該無線端末装置の現在占有時間率を計算することはできる。

上記Ｕ値は、チャネルを割り当てる無線基地局において、発生トラヒック量に対する見込みスループット値を示しており、Ｕ値は０以上、１以下となる。Ｕ値が大きくなるにつれ、当該無線基地局の見込みスループットが増大する。

チャネル割当サーバ１００３は、各無線基地局において、Ｕ値が最も高いチャネルを選択すると取得スループットが最大となると予測できるので、チャネル算出部１０３２は、該当無線基地局の仮チャネルとしてＵ値が最大となるチャネルを算出する。

チャネル算出部１０３２は、システムの制御対象の全無線基地局の仮チャネルを決定した後、全ての無線基地局のＵ値の合計値Ｕ_{ｔｏｔａｌ}を計算する。そして、Ｕ値が小さい無線基地局のスループット向上を目指す。全ての無線基地局の仮チャネルが決定した後、Ｕ値が予め設定したＵ_ＴＨ以下の無線基地局の中から一台を選択し、当該無線基地局のＵ値が現在値よりも大きくなる他チャネルがないかを確認する。

なお、Ｕ_ＴＨ値は０以上１以下の値である。

具体的には、当該無線基地局において、利用可能な全てのチャネル上で再度Ｕ値を計算し、Ｕ値が現在値よりも大きくなるチャネルを１つ算出し、システム内の全ての制御対象無線基地局の合計Ｕ値を計算し、合計Ｕ値が現在の合計Ｕ値よりも小さくならないか否かを確認する。当該無線基地局が新たに選択されたチャネルを使用してもシステムの合計Ｕ値が現在の合計Ｕ値よりも劣化しない場合は、新たに選択されたチャネルを当該無線基地局の新仮チャネルとする。続いて、もう一度、小さいＵ値を持つ無線基地局のＵ値が向上するようなチャネルを選択する。

このように、小さいＵ値を持つ無線基地局のＵ値が向上するようなチャネルを選択する動作を予め定められた複数回（再帰回数 Ｍａｘ＿ｒ）実施することで、システムの合計スループットを向上できるとともにセル間でのスループットの公平性を向上できる。予め決められたＭａｘ＿ｒ回数上記の動作を繰り返し、最終的に新仮チャネルを各々の無線基地局に反映させる。

＜第８実施形態＞
次に、本発明の第８実施形態における無線通信システム、及びチャネル選択方法を説明する。同実施形態における装置の構成は図１４に示す構成と同様であるのでここでは詳細な説明を省略する。

次に、第８実施形態における無線通信システムの動作を説明する。まず、無線基地局１００１の運用が開始されると、無線通信部１０１１は、予め定められた時間間隔毎に、無線通信において利用可能なすべてのチャネルそれぞれを予め定められた期間スキャンし、自無線基地局周辺の無線環境情報を無線環境情報保持部１０１５に出力する。この無線環境情報には、利用可能なそれぞれのチャネルにおいて存在する他の無線基地局数やそれぞれの無線基地局の識別情報、また、それぞれの無線基地局から受信するビーコンなどの信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ値：Received Signal Strength Indicator）などが含まれる。さらに、無線環境情報には、自セル内の無線端末装置数やそれぞれの無線端末装置から受信する信号のＲＳＳＩ値なども含まれる。このほか、無線環境情報には、利用可能な全てのチャネルの媒体使用率の情報も含まれる。

なお、Ｕ値の計算、各基地局における初めの仮チャネルの算出、Ｕ値の総和Ｕ_{ｔｏｔａｌ}の計算は、第７実施形態と同じであるので、ここでは詳細な説明を省略する。

チャネル算出部１０３２は、システムの制御対象の全無線基地局の仮チャネルを決定した後、全ての無線基地局のＵ値の合計値Ｕ_{ｔｏｔａｌ}を計算する。そして、Ｕ値が小さい無線基地局のスループット向上を目指す。全ての無線基地局の仮チャネルが決定した後、Ｕ値が予め設定したＵ_ＴＨ以下の無線基地局の中から一台を選択し、当該無線基地局のＵ値が現在値よりも大きくなる他チャネルがないかを確認する。

なお、Ｕ_ＴＨ値は０以上１以下の値である。

そして、（４）式に示す条件１の下で（５）式の条件を満足するチャネルを算出する。なお、条件２を満たすチャネルが１つもない場合は、当該無線基地局においてＵ値が最大となるチャネルを選択し、選択されたチャネルを仮チャネルとする。この動作を繰り返し、Ｍａｘ＿ｒ回実施する。

（４）式のＵ_{ｔｏｔａｌ} ^（ｒ）は、ｒ回目の繰り返し計算におけるＵ値の総和である。また、α、βは０以上１以下のパラメータであり、α値とβ値を適切に設定することで、システムスループットを向上できるとともに、局所的に低下する無線基地局のスループットを改善することができる。

特に、αは主にシステムスループットに関するパラメータであり、βは主にスループットの公平性や下位スループットに関するパラメータである（０≦α、β≦１）。αを大きくすると、システムスループットが改善するようにチャネルが決定される。また、βを大きくすると、スループットの公平性や下位スループットが改善する。

条件１：Ｕ_{ｔｏｔａｌ} ^（ｒ）≧α・Ｕ_{ｔｏｔａｌ} ^{（ｒ−１）} ・・・ （４）
条件２：Ｕ≧β ・・・（５）
なお、α、βは固定値でもよく、状況に応じて動的に変化させてもよい。

＜第９実施形態＞
次に、本発明の第９実施形態における無線通信システム及びチャネル選択方法を説明する。同実施形態における装置の構成は図１４に示す構成と同様であるのでここでは詳細な説明を省略する。第９実施形態では、制御対象無線基地局のうち、すべて又は一部の無線基地局が２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ、ＷｉＭａｘ、セルラーなどの複数の無線システムでの通信が可能な環境において、チャネル割当サーバ１００３が、各無線基地局に対して、使用すべき無線通信システムとチャネルの両方を算出し、設定する。

次に、第９実施形態における無線通信システムの動作を説明する。図１４に示す無線基地局１００１および無線基地局１００２は、無線通信方式等が異なる第１の無線通信システムと第２の無線通信システムを用いて通信可能とする。無線基地局１００１の運用が開始されると、無線通信部１０１１は、予め定められた時間間隔毎に、無線通信において利用可能なすべての無線通信システムのすべてのチャネルそれぞれを予め定められた期間スキャンし、自無線基地局周辺の無線環境情報を無線環境情報保持部１０１５に出力する。この無線環境情報には、利用可能なそれぞれのチャネルにおいて存在する他の無線基地局数やそれぞれの無線基地局の識別情報、また、それぞれの無線基地局から受信するビーコンなどの信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ値：Received Signal Strength Indicator）などが含まれる。さらに、無線環境情報には、自セル内の無線端末装置数やそれぞれの無線端末装置から受信する信号のＲＳＳＩ値なども含まれる。このほか、無線環境情報には、利用可能な全てのチャネルの媒体使用率の情報も含まれる。

次に、チャネル算出部１０３２は、情報収集部１０３３より収集される各々の無線基地局の無線環境情報を基にそれぞれの無線基地局が使用すべき無線通信システムおよび無線チャネルを以下のように計算する。まず、チャネルを割り当てる無線基地局において利用可能な全ての無線通信システムとそれぞれの無線通信システムにおける利用可能なすべてのチャネル上で（６）式に示すＵ_Ｘ値を算出する。

Ｕ_Ｘ＝他の無線通信システムにおける見込みスループット／現在通信中の無線通信システムにおける平均取得スループット ・・・（６）
ここで、（６）式の分子は、無線基地局が第１の無線通信システムまたは第２の無線通信システムを使用した場合に得られる見込みスループットである。また、（６）式の分母は、無線基地局において、現在通信に使用している通信システム・チャネルにおける平均取得スループットである。なお、（６）式の分子および分母は、過去のデータを用いた統計でもよく、瞬時値でもよい。

上記Ｕ_Ｘ値は、無線通信方式のチャネルを割り当てる無線基地局において、現在のスループットに対して、当該無線基地局に割り当てるチャネルを他の無線通信方式のチャネルに変えた場合の見込みスループット値を示しており、Ｕ_Ｘ値が１未満の場合は、当該無線基地局は現在使用中の無線通信方式を他の無線通信方式に変更させない方がよいことを意味する。一方、Ｕ_Ｘ値が１以上なら、当該無線基地局の通信で現在使用中の無線通信方式を他の無線通信方式に変更させた方がよいことを意味する。

チャネル割当サーバ１００３は、各無線基地局において、Ｕ_Ｘ値が最も高いチャネルを選択すると取得スループットが最大となると予測できるので、チャネル算出部１０３２は、該当無線基地局の仮チャネルとしてＵ_Ｘ値が最大となる無線通信方式のチャネルを算出する。

チャネル算出部１０３２は、システムの制御対象の全無線基地局の仮無線通信方式のチャネルを決定した後、全ての無線基地局のＵ値の合計値Ｕ_{ｔｏｔａｌ}を計算する。そして、Ｕ値が小さい無線基地局のスループット向上を目指す。全ての無線基地局の仮無線通信方式のチャネルが決定した後、Ｕ_Ｘ値が予め設定したＵ_ＴＨ’未満の無線基地局の中から一台を選択し、当該無線基地局のＵ_Ｘ値が現在値よりも大きくなる他の無線方式のチャネルがないかを確認する。

そして、（７）式に示す条件１の下で（８）式の条件を満足するチャネルを算出する。なお、条件２を満たすチャネルが１つもない場合は、無線基地局においてＵ値が最大となる無線通信方式のチャネルを選択し、仮無線通信方式のチャネルとする。この動作を繰り返し、Ｍａｘ＿ｒ回実施する。

（７）式のＵ_{ｔｏｔａｌ} ^（ｒ）は、ｒ回目の繰り返し計算におけるＵ値の総和である。また、α、βは０以上１以下のパラメータであり、α値とβ値を適切に設定することで、システムスループットを向上できるとともに局所的に低下する無線基地局のスループットを改善することができる。特に、α値は主にシステムスループットに関するパラメータであり、β値は主にスループットの公平性や下位スループットに関するパラメータである（０≦α、β≦１）。α値を大きくすると、システムスループットが改善するようにチャネルが決定される。また、β値を大きくすると、スループットの公平性や下位スループットが改善する。

条件１：Ｕ_{ｔｏｔａｌ} ^（ｒ） ≧ α・Ｕ_{ｔｏｔａｌ} ^{（ｒ−１）} ・・・（７）
条件２：Ｕ_Ｘ≧β ・・・（８）

説明を簡単にするため、上記（７）式では全ての無線通信システム（ここでは、第１の無線通信システムと第２の無線通信システム）における、見込みスループットの総和をＵ_{ｔｏｔａｌ}として定義している。しかし、必ずしもすべての無線通信システムにおける見込みスループットの総和を考慮する必要はなく、一部の無線通信システムにおいてのみ上記の制約条件を加えてもよい。

次に、計算機シミュレーションによる本実施形態の効果について説明する。図２７は、計算機シミュレーション環境を示す図である。図２７に示すように、１００ｍ×１００ｍの正方形エリアに、２５台の無線基地局（図２７に示す●）をランダムに配置し、それぞれの無線基地局と同じ位置に無線端末装置を一台ずつ配置した。α値、β値を変化させ、それぞれの値において、本実施形態を用いて各々の無線基地局にチャネルを割り当てた場合と、各々の無線基地局が従来の最小ＲＳＳＩ法に基づいて使用するチャネルを自律分散的に選択するＲＳＳＩ法を用いた場合について、システムスループットと公平性を示すＦＩ値（非特許文献３）を計算した。なお、無線基地局及び帰属無線端末装置のキャリアセンス範囲を４０ｍとし、使用可能チャネル数を３とした。

計算機シミュレーションでは、無線基地局はＩＥＥＥ８０２．１１標準規格で規定されているＣＳＭＡ／ＣＡに基づいてデータフレームを送信する。ＣＳＭＡ／ＣＡパラメータ値は以下のとおりである。ＳｌｏｔＴｉｍｅ＝９μｓ、ＳＩＦＳ＝１６μｓ、ＣＷｍｉｎ＝１５、ＣＷｍａｘ＝１０２３、ＳｈｏｒｔＲｅｔｒｙＬｉｍｉｔ＝７、ＬｏｎｇＲｅｔｒｙＬｉｍｉｔ＝４、ＤａｔａＲａｔｅ＝５４Ｍｂｐｓ、ＢａｓｉｃＲａｔｅ＝６Ｍｂｐｓ。計算機シミュレーションの際は、無線基地局から無線端末装置宛てにパケット長が１５００Ｂｙｔｅｓの飽和状態のＵＤＰ下りトラヒックを送信し、無線端末装置において３０秒間で正しく受信できたパケット数を用いてそれぞれのセルのスループットを算出した。

図２８に計算シミュレーションによるα値に対するシステムの合計スループットとＦＩ値を示す。また、図２９に計算シミュレーションによるβ値に対するシステムの合計スループットとＦＩ値を示す。

図２８、図２９に示す結果より、本実施形態では、システムスループットや下位スループットの改善（スループットの公平性）などの要求条件に応じて、α値やβ値を適切に設定することで適切なチャネル割り当てシステムを設計できることが分かる。

このように、ＲＳＳＩ法と比べて、システム全体でのスループットや公平性ＦＩが改善されるともに、各指標にパラメータを導入し、そのパラメータを適宜変更することにより、要求指標（システムスループットと下位スループット）に関するきめ細やかな要求に応えることが可能になる。

＜第１０実施形態＞
次に、本発明の第１０実施形態における無線通信システム及びチャネル選択方法を説明する。同実施形態における装置の構成は図１４に示す構成と同様であるのでここでは詳細な説明を省略する。

次に、第１０実施形態における無線通信システムの動作を説明する。まず、無線基地局１００１の運用が開始されると、無線通信部１０１１は、予め定められた時間間隔毎に、無線通信において利用可能なすべてのチャネルそれぞれを予め定められた期間スキャンし、自無線基地局周辺の無線環境情報を無線環境情報保持部１０１５に出力する。この無線環境情報には、利用可能なそれぞれのチャネルにおいて存在する他無線基地局数やそれぞれの無線基地局の識別情報、それぞれの無線基地局の使用可能最大帯域幅などの能力（Capability）に関する情報、また、それぞれの無線基地局から受信するビーコンなどの信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ値：Received Signal Strength Indicator）などが含まれる。さらに、無線環境情報には、自セル内の無線端末装置数やそれぞれの無線端末装置から受信する信号のＲＳＳＩ値、それぞれの無線端末装置の使用可能最大帯域幅などの能力に関する情報なども含まれる。

次に、チャネル算出部１０３２は、情報収集部１０３３より収集される各々の無線基地局の無線環境情報を基にそれぞれの無線基地局が使用すべき無線チャネルと帯域幅を以下のように計算する。まず、チャネルを割り当てる無線基地局において利用可能な全てのチャネル上で（９）式に示すＵ値を算出する。

Ｕ＝Exptd_Thput/min(Max_Thput, Offered_Load) ・・・（９）

ここで、（９）式のExptd_Thputは、当該無線基地局が当該チャネルを周辺無線基地局と共用した場合に取得可能なスループット（見込みスループット）である。また、Max_Thputは、当該無線基地局のみが当該チャネルを使用した場合（つまり、他干渉無線基地局やそれらに帰属する無線端末装置がない場合）に取得可能な最大スループットである。また、Offered_Loadは、当該無線基地局における発生トラヒック量である。また、関数min(a,b)は、aとbのうち小さい方を出力する関数である。

上記Ｕ値は、チャネルを割り当てる無線基地局において、発生トラヒック量に対する見込みスループット値を示している。Ｕ値は０以上１以下となる。Ｕ値が大きくなるにつれ、当該無線基地局の見込みスループットが増大する。

以下に、Exptd_Thput，Max_Thput，Offered_Loadの計算方法について説明する。

アクセスポイント（無線基地局）ａに帰属する無線端末装置の中で最大帯域幅ｂ（単位：ＭＨｚ）を用いる無線端末装置の数を

とする。

例えば、８０ＭＨｚ対応の（つまり、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃ対応の）アクセスポイントａの配下に最大２０ＭＨｚ対応のＩＥＥＥ ８０２．１１ａ（以下、ｎｏｎ−ＨＴ（non-high throughput）と呼ぶ）端末が１台、最大４０ＭＨｚ対応のＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ（以下、ＨＴ（high throughput）と呼ぶ）端末が２台、最大８０ＭＨｚ対応のＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃ（以下、ＶＨＴ（very high throughput）と呼ぶ）端末が３台存在する場合は、

となる。

もし、収集された無線環境情報の中に、無線端末装置の数やその使用可能最大帯域幅（つまり、無線端末装置の能力）に関する情報が含まれない場合は、アクセスポイントａの最大能力と同じ能力を有する無線端末装置が１台存在すると仮定する。

ここで、ｎ^（ａ）を、アクセスポイントａに帰属する無線端末装置の数の合計とする。つまり、

である。

また、γ^（ａ）を、アクセスポイントａにおいて、帰属無線端末装置一台当たりにフレームを送信する送信機会割合とする。全ての帰属無線端末装置宛てに同じ数のＡ（Aggregation）−ＭＳＤＵ／ＭＳＤＵを収容する場合は、
γ^（ａ）＝１／ｎ^（ａ）
となる。

さらに、Ｌ^{（ｓ,ａ）}を、アクセスポイントａが帰属無線端末装置ｓに対して一回のフレーム伝送で送信するデータ量（ｂｉｔ）（つまり、Ａ−ＭＰＤＵ長）とすると、

と表すことができる。

ここで、

は、アクセスポイントａが帰属無線端末装置ｓに対して送信するＡ−ＭＳＤＵ長（Ａ−ＭＳＤＵが未使用の場合は、ＭＳＤＵ長）（ｂｙｔｅ）
である。また、ｎｕｍＭＰＤＵ^{（ｓ，ａ）}は、アクセスポイントａが帰属無線端末装置ｓに対して送信するＡ−ＭＰＤＵ中に含まれるＭＰＤＵ数である。

アクセスポイントａが帯域幅ｂを用いて帰属無線端末装置ｓに対してフレームを伝送する際にチャネルを占有する総時間 (μｓｅｃ)を

とすると、

と表すことができる。

ここで、

は、キャリアセンス，ランダム・バックオフ，プリアンブル，ＡＣＫ／ＢＡ（Ｂｌｏｃｋ ＡＣＫ）時間，ＲＴＳ時間，ＣＴＳ時間などのオーバヘッド値（μｓｅｃ）である。

Ｔ_ＤＡＴＡは、ｎｕｍＭＰＤＵ^{（ｓ，ａ）}のデータを伝送速度（データレート）１３００Ｍｂｉｔ／ｓで送信するのに必要な時間（μｓｅｃ）である。

は、アクセスポイントａが帯域幅ｂを用いて帰属無線端末装置ｓに対してフレームを送信するデータレート（Ｍｂｉｔ／ｓ）である。また、Ｒ^{（ｃｏｅｆ）}は、データレート変換係数である。

ここで、

とする。

例えば、最大能力４０ＭＨｚを有するＨＴ対応無線端末装置宛てに４０ＭＨｚの帯域（つまり、ｂ＝４０ＭＨｚ）でデータフレーム送信する際のデータレートが４５０Ｍｂｉｔ／ｓであるとすると、当該無線端末装置宛てに２０ＭＨｚの帯域幅（つまり、ｂ＝２０ＭＨｚ）でデータフレームを送信する際のデータレート変換係数は、Ｒ^{（ｃｏｅｆ）}＝５２／１０８（つまり、ｂ＝４０→２０）となり、使用データレートは、

となる。

次に、Ｍａｘ＿Ｔｈｐｕｔ^（ａ）を、アクセスポイントａのみが存在する環境において取得可能な最大スループット（Ｍｂｉｔ／ｓ）とすると、

と表すことができる。Ｍａｘ＿Ｔｈｐｕｔ^（ａ）は、アクセスポイントａのみが存在する環境において、ａが帰属無線端末装置宛てに常にデータを送信するフルバッファ時において取得可能な最大スループットである。

ここで、θ^（ａ）を、アクセスポイントａにおける帰属無線端末装置当たりの収容トラヒック量（Ｍｂｉｔ／ｓ）とする。

また、α^（ａ）を、アクセスポイントａのチャネルアクセス確率の最大値とする。これは、チャネルを占有したい時間率でもあり、α^（ａ）＝１の時は、アクセスポイントａだけでチャネルが飽和することになる。α^（ａ）は次式で定義できる。

なお、θ^（ａ）×ｎ^（ａ）は、アクセスポイントａにおける発生総トラヒック量である。

次に、チャネルを共用する場合における取得可能なスループットの計算方法を説明する。

を、制御可能アクセスポイントａにおいて検知可能であり、かつ、制御可能アクセスポイントａのプライマリチャネルをプライマリチャネルとして用いる無線基地局の集合とする。

集合

には、制御可能アクセスポイントａや仮割当の制御可能無線基地局、制御不可のシステム外の無線基地局も含まれる。

なお、

を集合

内のアクセスポイント数（≧１）とする。

同じように、

を、制御可能アクセスポイントａにおいて検知可能であり、かつ、制御可能アクセスポインａのセカンダリ２０チャネルをプライマリチャネルとして用いる無線基地局の集合とする。

また、

を、制御可能アクセスポイントａにおいて検知可能であり、かつ、制御可能アクセスポイントａのセカンダリ４０チャネルをプライマリチャネルとして用いる無線基地局の集合とする。

ここで、

である。

を、制御可能アクセスポイントａに対してプライマリチャネルとしてチャネルｃを割り当てた場合に、制御可能アクセスポイントａがプライマリチャネルにアクセス可能な確率とすると、

と表すことができる。

また、Ｂ^（ａ）を、集合

内で、

となるアクセスポイントの部分集合とする。

なお、Ｂ^（ａ）には、制御可能アクセスポイントａ，仮割当の制御可能無線基地局，システム外の無線基地局も含まれる。

また、

_である。
さらに、

である。

ここで、

を、制御可能アクセスポイントａがプライマリチャネルにアクセスする確率とすると、

を下記のように定義できる。

また、

を、制御可能アクセスポイントａがセカンダリ２０チャネルにアクセスする確率

（制御可能アクセスポイントａが４０ＭＨｚ対応の時のみ必要）とする。

また、

を、制御可能アクセスポイントａがセカンダリ４０チャネルにアクセスする確率

（制御可能アクセスポイントａが８０ＭＨｚ対応の時のみ必要）とする。

と

を次のように定義する。

ここで、

は、セカンダリチャネルとして、当該セカンダリ２０チャネルにアクセスする無線基地局の数（但し、プライマリチャネルを共有する集合

内の他無線基地局を含まない）である。

また、

は、セカンダリチャネルとして、当該セカンダリ４０チャネルにアクセスする他無線基地局の数（但し、プライマリチャネルを共用する集合

内の他無線基地局を含まない）である。

最終的に、

を、制御可能アクセスポイントａに対してプライマリチャネルとしてチャネルｃを割り当てた場合の見込みスループット（Ｍｂｉｔ／ｓ）とすると、

を以下のように定義できる。

ここで、Ｔ_ｋを以下のように計算する。

帯域幅ｂ＝２０（ＭＨｚ）を用いた通信時間Ｔ_１〜Ｔ_３は以下のように計算される。

端末ｓがｎｏｎ−ＨＴ（ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ規格対応）の場合；

端末ｓがＨＴ（ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ規格対応）の場合；

端末ｓがＶＨＴ（ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃ規格対応）の場合；

一方、帯域幅ｂ＝４０（ＭＨｚ）を用いた通信時間Ｔ_４〜Ｔ_５は以下のように計算される。

端末ｓがＨＴ（ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ規格対応）の場合；

端末ｓがＶＨＴ（ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃ規格対応）の場合；

他方、帯域幅ｂ＝８０（ＭＨｚ）を用いた通信時間Ｔ_６は以下のように計算される。

端末ｓがＶＨＴ（ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃ規格対応）の場合；

最後に、

を、制御可能アクセスポイントａに対してプライマリチャネルとしてチャネルｃを割り当てた場合における、アクセスポイントａの効用関数（満足度）とすると、

を下記のように再定義可能である。

なお、本実施形態では、アクセスポイントがそれぞれの帰属無線端末装置宛てにデータを送信する機会が全て等しいと仮定しているが、この限りではない。帰属無線端末装置ごとにデータの送信機会割合が把握できるのであれば、それらの値を用いても良い。

チャネル割当サーバ１００３は、各無線基地局において、Ｕ値が最も高いチャネルと帯域幅の組を選択すると取得スループットが最大となると予測できる。

本実施形態では、繰り返し計算による最適化を目指している。また、例えば、ベストエフォート型トラヒックの場合は、Ｕ値が必ずしも１にならなくても、帰属無線端末装置のユーザが満足するのであれば問題ない。そこで、チャネル算出部１０３２は、該当無線基地局の仮チャネルとしてＵ値が予め設定したβ値（０≦β≦１）以上となるチャネルおよび帯域幅を算出する。

つまり、アクセスポイントａは、

となるチャネルｃおよび帯域幅ｂを仮チャネルおよび仮帯域幅として選択する。もし、該当するチャネルおよび帯域幅の候補が複数ある場合は、それらの中からランダムにチャネルおよび帯域幅の組を１つ選択する。また、もし、

となるチャネルｃおよび帯域幅ｂが存在しない場合は、

が最大となるチャネルおよび帯域幅を仮チャネルおよび仮帯域幅として選択する。

チャネル算出部１０３２は、システムが制御対象とする全ての無線基地局の仮チャネルおよび仮帯域幅を決定した後、全ての無線基地局のＵ値の合計値Ｕ_{ｔｏｔａｌ}、または、全ての無線基地局のＵ値の積算値Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}を計算する。そして、Ｕ値が小さい無線基地局のスループット向上を目指す。全ての無線基地局の仮チャネルおよび仮帯域幅が決定した後、Ｕ値が予め設定したＵ_ＴＨ以下の無線基地局の中から一台を選択し、当該無線基地局のＵ値が

となるチャネルｃおよび帯域幅ｂをそれぞれ新しい仮チャネルおよび新しい仮帯域幅として一時的に選択する。もし

となるチャネルｃおよび帯域幅ｂが存在しない場合は、

が最大となるチャネルおよび帯域幅を新しい仮チャネルおよび新しい仮帯域幅として一時的に選択する。

なお、Ｕ_ＴＨ値は０以上１以下の値である。

具体的には、当該無線基地局において、利用可能な全てのチャネルと全ての帯域幅について再度Ｕ値を計算し、システム内の全ての制御対象無線基地局の合計Ｕ値、または、Ｕ値の積算値を計算し、合計Ｕ値、または、積算Ｕ値が１つ前の繰り返し計算後の値のα倍以上か否かを確認する。

つまり、ｒ＋１回目の繰り返し計算における合計Ｕ値をＵ_{ｔｏｔａｌ} ^{（ｒ＋１）}とすると、
Ｕ_{ｔｏｔａｌ} ^{（ｒ＋１）}≧α・Ｕ_{ｔｏｔａｌ} ^（ｒ）
の条件を満たす場合は、選択した新しい仮チャネルを当該無線基地局の仮チャネルとする。また、その時の帯域幅を新しい仮帯域幅とする。もし、この条件を満たさない場合は、新しい仮チャネルおよび新しい仮帯域幅を採用せず、ｒ回目で算出した仮チャネルおよび仮帯域幅をそれぞれ当該無線基地局の仮チャネルおよび仮帯域幅とする。

一方、積算値で判断する場合の条件式は以下のようになる。
Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ} ^{（ｒ＋１）}≧α・Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ} ^（ｒ）

続いて、もう一度、小さいＵ値を持つ無線基地局のＵ値が向上するか、又は、システム全体のＵ値（Ｕ_{ｔｏｔａｌ}又はＵ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}）が改善するようなチャネルおよび帯域幅を選択する。

なお、α、βは０以上１以下のパラメータである。α値とβ値を適切に設定することで、システムスループットを向上できるとともに、局所的に低下する無線基地局のスループットを改善することができる。

特に、αは主にシステムスループットに関するパラメータであり、βは主にスループットの公平性や下位スループットに関するパラメータである（０≦α、β≦１）。αを大きくすると、システムスループットが改善するようにチャネルが決定される。また、βを大きくすると、スループットの公平性や下位スループットが改善する。

なお、α、βは固定値でもよく、あるいは、状況に応じて動的に変化させてもよい。

このように、小さいＵ値を持つ無線基地局のＵ値が向上するようなチャネルおよび帯域幅を選択する動作を予め定められた複数回（再帰回数 Ｍａｘ＿ｒ）実施することで、システムの合計スループットを向上できるとともにセル間でのスループットの公平性を向上できる。予め決められたＭａｘ＿ｒ回数上記の動作を繰り返し、最終的に新仮チャネルおよび新仮帯域幅を各々の無線基地局に反映させる。

次に、図３０〜図３５を参照して、第１０実施形態におけるチャネル算出部１０３２がチャネル選択処理を行う動作を説明する。図３０は、第１０実施形態におけるチャネル算出部１０３２がチャネル選択処理を行う動作を示すフローチャートである。

まず、初期設定として、繰り返し計算回数に０を代入する（ステップＳ２０１）。次に、制御対象（制御可能）無線基地局およびそれらの無線基地局において検知する周辺の他制御対象外（制御不可）無線基地局における占有予定時間率を計算する（ステップＳ２０２）。すなわち、システムの内部および外部を問わず、検知可能なすべての無線基地局について占有予定時間率の計算を行う。

次に、チャネルや帯域幅（以下、図面においてはＢＷとして示す）が未設定の無線基地局のリスト（以下、制御可能無線基地局リストと呼ぶ）より、チャネルおよび帯域幅を設定する無線基地局を選択する（ステップＳ２０３）。このとき、無線基地局の選択方法として、ランダムに選択する方法、手動設定順（ネットワークオペレータ等が予め設定した優先順）に選択する方法、ボトルネックが大きな無線基地局の順（周辺無線基地局数が多い順）に選択する方法が適用できる。そして、チャネル割当アルゴリズムに応じて、選択された無線基地局に設定するチャネルおよび帯域幅を仮決定する（ステップＳ２０４）。このステップＳ２０３およびステップＳ２０４におけるプロセスを全ての制御可能無線基地局に対して実施する。

全ての制御可能無線基地局の仮割当チャネル（仮チャネル：仮割当ＣＨ）と仮割当帯域幅（仮帯域幅：仮割当ＢＷ）が決定されると、繰り返し計算により制御可能無線基地局の仮割当チャネルや仮割当帯域幅の最適化が行われる（ステップＳ２０５）。繰り返し計算後、最後に、各制御可能無線基地局の仮割当チャネル、仮割当帯域幅を、それぞれ、割当チャネル、割当帯域幅とし、各無線基地局に設定する（ステップＳ２０６）。

次に、図３１を用いて、ステップＳ２０４の仮割当チャネル、仮割当帯域幅の決定方法について説明する。図３１は、選択された制御可能無線基地局の仮割当チャネルと仮割当帯域幅を決定するプロセスを示す図である。

まず、初期設定として次の処理を行う。すなわち、仮割当可能なチャネルと帯域幅の組を記憶するためにｔｅｍｐＬｉｓｔを用意する。また、選択された無線基地局（以下、選択無線基地局と呼ぶ）の現在の最大Ｕ値を記憶するためｔｅｍｐＵという変数を用意する。そして、ｔｅｍｐＬｉｓｔを空に設定し、ｔｅｍｐＵに０を代入する（ステップＳ２０７）。

次に、選択無線基地局に割当可能な帯域幅の中から１つを選択する（ステップＳ２０８）。割当可能な帯域幅は、当該無線基地局又はその帰属無線端末装置の能力（例えば、使用可能最大帯域幅）によって定まる値である。例えば、選択無線基地局がＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ対応であれば、割当可能帯域幅は２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚとなる。また、選択無線基地局がＩＥＥＥ８０２．１１ｎ対応であれば、割当可能帯域幅は２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚとなる。さらに、選択無線基地局がＩＥＥＥ８０２．１１ａのみに対応していれば、割当可能帯域幅は２０ＭＨｚとなる。

選択無線基地局に割り当てられる帯域幅は、上記の通り、当該無線基地局の能力だけから決定しても良く、帰属無線端末装置の能力に関する情報も考慮した上で決定しても良い。例えば、選択無線基地局がＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ対応であれば、割当可能帯域幅は２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚとなるが、２０ＭＨｚと４０ＭＨｚに対応した帰属無線端末装置しか存在しないのであれば、当該無線基地局に対して割り当てる帯域幅を２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚに制限しても良い。

次に、選択無線基地局に対して割当可能なプライマリチャネルリスト（以下、割当可能プライマリチャネルリストと呼ぶ）を作成する（ステップＳ２０９）。非特許文献２では、あるアクセスポイントと端末局で構成されるセル内で通信を行う際に、伝送帯域幅に係らず必ず用いなければならない単位チャネルが定義されており、これはプライマリチャネル（Primary Channel）と呼ばれている。一方、通信を行う際に用いられるが、プライマリチャネルではないチャネルはセカンダリチャネル（Secondary Channel）（非特許文献２ではセカンダリｘＭＨｚチャネル（Secondary xMHz Channel）、ｘは２０、４０、８０のうちのいずれかの数）と呼ばれている。

次に、ステップＳ２０９で作成した割当可能プライマリチャネルリストが空かどうかを確認する（ステップＳ２１０）。もし、割当可能プライマリチャネルリストが空であれば（ステップＳ２１０がＹＥＳ）、当該無線基地局に対して選択した割当帯域幅を用いたセルを立ち上げることはできないので、後述するステップＳ２１７を実施する。一方、割当可能プライマリチャネルリストが空ではない場合（ステップＳ２１０がＮＯ）、ステップＳ２１１に処理を進める。

ステップＳ２１１では、割当可能プライマリチャネルリストから１つのチャネルを選択する。次に、選択したチャネルにおける当該無線基地局のＵ値を計算する（ステップＳ２１２）。次に、選択した帯域幅および選択したチャネルにおける当該無線基地局のＵ値が、予め設定されたβ以上、かつ、ｔｅｍｐＵ値がβ以上かどうか確認する（ステップＳ２１３）。なお、０≦β≦１である。

この条件を満たす場合（ステップＳ２１３がＹＥＳ）、ｔｅｍｐＬｉｓｔに選択した帯域幅および選択したチャネルの組を追加し、ステップＳ２１２で計算したＵ値でｔｅｍｐＵ値を更新する（ステップＳ２１９）。一方、上記条件が満たされない場合（ステップＳ２１３がＮＯ）、Ｕ値が現在のｔｅｍｐＵ値より大きいかどうかを確認する（ステップＳ２１４）。

この条件を満たす場合（ステップＳ２１４がＹＥＳ）、現在のｔｅｍｐＬｉｓｔを全て空にし（ステップＳ２１８）、選択した帯域幅および選択したチャネルの組をｔｅｍｐＬｉｓｔに追加し、ステップＳ２１２で計算したＵ値でｔｅｍｐＵ値を更新する（ステップＳ２１９）。一方、ステップＳ２１４の条件が満たされない場合（ステップＳ２１４がＮＯ）、Ｕ値が現在のｔｅｍｐＵ値に等しいかどうか確認する（ステップＳ２１５）。

この条件を満たす場合（ステップＳ２１５がＹＥＳ）、ｔｅｍｐＬｉｓｔに選択した帯域幅および選択したチャネルの組を追加し、ステップＳ２１２で計算したＵ値でｔｅｍｐＵ値を更新する（ステップＳ２１９）。一方、ステップＳ２１５の条件を満たさない場合は、選択チャネルを無視し、ステップＳ２１６へ処理を進める。

ステップＳ２１６では、割当可能なプライマリチャネルリストのうち、未選択のチャネルがあるかどうかを確認（ステップＳ２１６）し、未選択のチャネルが存在する場合（ステップＳ２１６がＹＥＳ）、再度ステップＳ２１１を実施する。すなわち、ステップＳ２１１〜Ｓ２１５およびＳ２１８〜Ｓ２１９の処理をすべての割当可能プライマリチャネルについて実施する。一方、割当可能なプライマリチャネルリストには未選択チャネルがない場合（ステップＳ２１６がＮＯ）、当該無線基地局に割り当てられる帯域幅のうち、未選択の帯域幅があるかどうかを確認する（ステップＳ２１７）。未選択の帯域幅が存在する場合（ステップＳ２１７がＹＥＳ）、ステップＳ２０８を実施する。すなわち、ステップ２０８〜Ｓ２１６およびＳ２１８〜Ｓ２１９の処理をすべての割当可能帯域幅について実施する。一方、未選択の帯域幅がない場合（ステップＳ２１７がＮＯ）、最後に、ｔｅｍｐＬｉｓｔより帯域幅およびチャネルの組を１つランダムに選択する（ステップＳ２２０）。この選択された帯域幅、チャネルは、当該無線基地局の仮割当帯域幅、仮割当チャネルである。

次に、図３２を用いて、仮割当チャネルおよび仮割当帯域幅を決定済みの制御可能無線基地局についてチャネルや帯域幅を繰り返し計算によって最適化する方法（図３０のステップＳ２０５）について説明する。図３２は、繰り返し計算による制御可能無線基地局のＵ値の改善を行うプロセスを示している。

まず、全ての制御可能無線基地局の現在Ｕ値を計算する。そして、全ての制御可能無線基地局のＵ値の和（Ｕ_{ｔｏｔａｌ}）と積（Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}）を計算する（ステップＳ２２１）。そして、繰り返し計算の終了条件を満たすかどうか確認する（ステップＳ２２２）。

以下の（１）〜（３）の何れかの条件を満たす時に繰り返し計算が収束したとみなして繰り返し計算を終了し、最終的な割当チャネルおよび割当帯域幅を決定する。
１．全ての制御可能無線基地局のＵ値が１に達した時（つまり、

（全てのａ））
２．繰り返し計算回数がその上限値に達した時
３．Ｒ回目（Ｒ≧ＤｅｌｔａＲ）の繰り返し計算後の値

が以下の条件を満たす時

ここで、ＤｅｌｔａＲは、１以上の整数であり、上記条件３は、

の改善率に応じて、収束特性を評価する条件である。

もし、繰り返しの終了条件を満たしているのであれば（ステップＳ２２２がＹＥＳ）、繰り返しを終了させる。一方、終了条件が満たされていないのであれば（ステップＳ２２２がＮＯ）、繰り返しの際に用いる評価条件に応じて

を設定する（ステップＳ２２３）。設定される値は、ｒ回目の繰り返しにおけるＵ_{ｔｏｔａｌ}、または、Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}である。例えば、Ｕ_{ｔｏｔａｌ}を用いた評価を行うのであれば、

とする。一方、Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}を用いた評価を行うのであれば、

とする。

次に、繰り返し計算用の無線基地局を１台選択する（ステップＳ２２４）。選択無線基地局の現在の仮割当チャネル、仮割当帯域幅をそれぞれ、ｔｅｍｐＣＨ、ｔｅｍｐＢＷとする（ステップＳ２２５）。選択無線基地局に対して、図３１を参照して上述した仮割当帯域幅および仮割当チャネルの算出プロセスを再度実施する（ステップＳ２２６）。得られた新しい仮割当チャネルと新しい仮割当帯域幅が、それぞれ、ｔｅｍｐＣＨとｔｅｍｐＢＷと等しいのであれば（ステップＳ２２７のＹＥＳ）、選択無線基地局の仮割当チャネルおよび帯域幅の変更はない。この場合は、後述するステップＳ２３０へ処理を進める。一方、新しい仮割当チャネルがｔｅｍｐＣＨと異なっているか、新しい仮割当帯域幅がｔｅｍｐＢＷと異なっているか、または、新しい仮割当チャネルおよび新しい仮割当帯域幅の両方がそれぞれｔｅｍｐＣＨおよびｔｅｍｐＢＷと異なっているのであれば（ステップＳ２２７がＮＯ）、処理をステップＳ２２８に進める。

ステップＳ２２８では、全ての制御可能無線基地局のＵ値を再度評価し、全ての制御可能無線基地局のＵ値の和（Ｕ_{ｔｏｔａｌ}）と積（Ｕ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}）を計算する。そして、Ｕ_ＴＥＭＰにＵ_{ｔｏｔａｌ}またはＵ_{ｐｒｏｄｕｃｔ}を代入する。次に、次の条件が満たされているかどうか確認する（ステップＳ２２９）。なお、αは０以上１以下の数である。

この条件が満たされる場合（ステップＳ２２９がＹＥＳ）、選択無線基地局の仮割当チャネルおよび仮割当帯域幅を新しい仮割当チャネルおよび新しい仮割当帯域幅で更新する（ステップＳ２３２）。一方、ステップＳ２２９の条件が満たされない場合は、選択無線基地局の仮割当チャネルおよび仮割当帯域幅を更新せず、仮割当チャネルおよび仮割当帯域幅の値をそれぞれＴｅｍｐＣＨおよびＴｅｍｐＢＷに戻す（ステップＳ２３０）。最後に、ステップＳ２２９の条件を満たすかどうかによらず、繰り返し計算回数を１つ増やし（ステップＳ２３１）、ステップＳ２２１を再度実施する。

次に、図３３を用いて割当可能プライマリチャネルリストの作成方法（図３１のステップＳ２０９）について説明する。図３３は、割当可能プライマリチャネルリストを作成するプロセスを示している。

まず、初期設定として、割当可能プライマリチャネルリスト＝｛空｝とし、空のリストを作成する（ステップＳ２３３）。次に、選択無線基地局の仮割当帯域幅が２０ＭＨｚかどうかを確認する（ステップＳ２３４）。もし選択無線基地局の仮割当帯域幅が２０ＭＨｚであれば（ステップＳ２３４がＹＥＳ。２０ＭＨｚのＢＳＳ（basic service set））、プライマリチャネルとして割当可能な全てのチャネルを設定（ステップＳ２４３）して、本プロセスを終了する。ここで、割当可能なチャネルとは、当該無線基地局で使用可能なチャネルの中で、レーダなど検出されていないチャネルまたはチャネルリストである。

もし選択無線基地局の仮割当帯域幅が２０ＭＨｚではない場合（ステップＳ２３４がＮＯ。４０ＭＨｚまたは８０ＭＨｚのＢＳＳ）、選択無線基地局は、４０ＭＨｚ，８０ＭＨｚなどの広帯域なセルを立ち上げることになるので、標準規格の規定通りに、プライマリチャネルと他セルのセカンダリ２０チャネルが被らないようにチャネルを選択する必要がある。そのため、まず、割当可能チャネルの中から１つのチャネルを選択する（ステップＳ２３５）。次に、選択したチャネルのセカンダリ２０チャネルが割当可能かどうかを確認する（ステップＳ２３６）。

ここで、割当可能プライマリチャネルの例を図３４Ａおよび図３４Ｂに示す。これらの図において、無線基地局ａおよび無線基地局ｂは既存の無線基地局であり、ＣＨ３６〜ＣＨ４８が割当可能チャネル、仮割当帯域幅が４０である場合を想定している。図３４ＡにおいてはＣＨ４０，ＣＨ４４，ＣＨ４８が割当可能プライマリチャネルである。図３４Ｂにおいては、ＣＨ３６，ＣＨ４８が割当可能プライマリチャネルである。

例えば、選択したチャネルがＣＨ４４の場合、ステップＳ２３６では、ＣＨ４８が当該無線基地局に対して割当可能かどうかを確認する。あるいは、選択したチャネルがＣＨ３６の場合、ステップＳ２３６では、ＣＨ４０が当該無線基地局に対して割当可能かどうかを確認する。もしＣＨ４０の割り当てが可能な場合（ステップＳ２３６がＹＥＳ）、ステップＳ２３７へ処理を進める。一方、ＣＨ４０の割当が不可であれば（ステップＳ２３６がＮＯ）、選択したチャネルは当該無線基地局に割り当てられないチャネルであると判断し（ステップＳ２４２）、ステップＳ２４０に処理を進める。

ステップＳ２３７では、選択したチャネルのセカンダリ２０チャネルをプライマリチャネルとして使っている周辺無線基地局が存在するかどうかを確認する（ステップＳ２３７）。もし該当する周辺無線基地局が存在する場合は、標準規格の規定により、選択したチャネルは当該無線基地局へ割り当てることはできないため、処理をステップＳ２４２へ進める。これに対して、もし該当する周辺無線基地局が存在しない場合（ステップＳ２３７がＮＯ）、処理をステップＳ２３８へ進める。

ステップＳ２３８では、選択無線基地局の仮割当帯域幅が４０ＭＨｚかどうかを確認する。選択無線基地局の仮割当帯域幅が４０ＭＨｚの場合（ステップＳ２３８がＹＥＳ。４０ＭＨｚのＢＳＳ）、選択チャネルは当該無線基地局へ割当可能なプライマリチャネルであると判断して、選択したチャネルを割当可能プライマリチャネルリストに追加（ステップＳ２３９）して、処理をステップＳ２４０へ進める。一方、選択無線基地局の仮割当帯域幅が４０ＭＨｚではない場合（ステップＳ２３８がＮＯ。８０ＭＨｚのＢＳＳ）、当該無線基地局は８０ＭＨｚ以上のセルを立ち上げることになるので、選択チャネルのセカンダリ４０チャネルは当該無線基地局に対して割当可能なチャネルかどうか確認する（ステップＳ２４１）。例えば、選択したチャネルがＣＨ４４の場合、ステップＳ２４１では、ＣＨ３６およびＣＨ４０が当該無線基地局に対して割当可能かどうかを確認する。

もしセカンダリ４０チャネルが割当可能ではない場合（ステップＳ２４１がＮＯ）、ステップＳ２４２を実施する。一方、もしセカンダリ４０チャネルが割当可能な場合（ステップＳ２４１がＹＥＳ）、選択チャネルは当該無線基地局に対して割当可能なプライマリチャネルであると判断して、選択したチャネルを割当可能プライマリチャネルリストに追加する（ステップＳ２３９）。最後に、ステップＳ２４０では、すべての割当可能チャネルについてステップＳ２３６〜Ｓ２３９およびＳ２４１〜Ｓ２４２の処理を行ったかどうかを判定し、未処理の割当可能チャネルが残っている場合には、処理をステップＳ２３５に戻して、当該無線基地局の割当可能な他のチャネルにおいても上述したプロセスを実施する。そして、全ての割当可能チャネルに対して、割当可能なプライマリチャネルリストの作成が終わると本プロセスを終了する。

次に、図３５を用いて繰り返し計算を行う無線基地局の選択法（図３２のステップＳ２２４）について説明する。図３５は、繰り返し計算を行う無線基地局の選択方法を示す図である。

まず、全ての制御可能無線基地局のＵ値を昇順に並び替える（ステップＳ２４４）。次に、予め設定されたAP Ratio for Iterationsパラメータはゼロかどうかを確認する（ステップＳ２４５）。もし、このパラメータがゼロの場合（ステップＳ２４５がＹＥＳ）、制御可能無線基地局のうちＵ値が最小の無線基地局を選択する。該当する無線基地局が複数存在する場合はその中からランダムに１台の無線基地局を選択（ステップＳ２４８）し、本プロセスを終了する。もし、AP Ratio for Iterations値がゼロより大きい場合（ステップＳ２４５がＮＯ）、繰り返し計算対象の無線基地局数を以下のように計算する（ステップＳ２４６）。
対象無線基地局数Ｎｕｍ_{（ｔａｒｇｅｔ）}＝ｃｅｉｌ（制御可能無線基地局数×AP Ratio for Iterations）

ここで、ｃｅｉｌは繰り上げを行う関数であり、例えばｃｅｉｌ（０．１）＝１．０、ｃｅｉｌ（１．０）＝１、ｃｅｉｌ（１．６）＝２である。

次に、制御可能無線基地局のうち、Ｕ値が下位Ｎｕｍ_{（ｔａｒｇｅｔ）}台の無線基地局の中から１台の無線基地局をランダムに選択（ステップＳ２４７）し、本プロセスを終了する。

例えば、制御可能無線基地局の数を１０（以下、制御可能無線基地局をＡＰ＃１〜ＡＰ＃１０とする）とし、Ｒ回目の繰り返し計算後に各無線基地局のＵ値が以下のようになったと仮定する。

ＡＰ＃１：Ｕ＝０．９、ＡＰ＃２：Ｕ＝０．６、ＡＰ＃３：Ｕ＝１．０、ＡＰ＃４：Ｕ＝０．１、ＡＰ＃５：Ｕ＝０．１、ＡＰ＃６：Ｕ＝０．３、ＡＰ＃７：Ｕ＝０．５、ＡＰ＃８：Ｕ＝１．０、ＡＰ＃９：Ｕ＝０．９、ＡＰ＃１０：Ｕ＝０．６

Ｒ＋１回目の繰り返し計算のため、Ｕ値を昇順に並べ替えると以下のようになる。

ＡＰ＃４（Ｕ＝０．１）、ＡＰ＃５（Ｕ＝０．１）、ＡＰ＃６（Ｕ＝０．３）、ＡＰ＃７（Ｕ＝０．５）、ＡＰ＃２（Ｕ＝０．６）、ＡＰ＃１０（Ｕ＝０．６）、ＡＰ＃１（Ｕ＝０．９）、ＡＰ＃９（Ｕ＝０．９）、ＡＰ＃３（Ｕ＝１．０）、ＡＰ＃８（Ｕ＝１．０）

AP Ratio for Iterations＝０．０の場合、対象無線基地局数Ｎｕｍ_{（ｔａｒｇｅｔ）}＝１であり、ＡＰ＃４およびＡＰ＃５が最小のＵ値を持つ。そこで、ＡＰ＃４およびＡＰ＃５からランダムに１台の無線基地局を選択して、Ｒ＋１回目の繰り返し計算を実施する。
AP Ratio for Iterations＝０．５の場合、対象無線基地局数Ｎｕｍ_{（ｔａｒｇｅｔ）}＝５であるので、ＡＰ＃４，ＡＰ＃５，ＡＰ＃６，ＡＰ＃７，ＡＰ＃２，ＡＰ＃１０の中からランダムに１台の無線基地局を選択して、Ｒ＋１回目の繰り返し計算を実施する。
AP Ratio for Iterations＝１．０の場合、対象無線基地局数Ｎｕｍ_{（ｔａｒｇｅｔ）}＝１０であるので、ＡＰ＃１〜ＡＰ＃１０の中からランダムに１台の無線基地局を選択して、Ｒ＋１回目の繰り返し計算を実施する。

前述した第１〜第３実施形態におけるマネジメントエンジン８、第４実施形態におけるマネジメントエンジン８０、および、第５〜１０実施形態における無線基地局をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、こ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、実行することによってマネジメントエンジン８およびマネジメントエンジン８０を実現し、また、各々の無線基地局が使用すべきチャネルの割当を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（Operating System）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、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷ（World Wide Web）システムも含むものとする。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（Read Only Memory）、ＣＤ（Compact Disc）−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（ＲＡＭ（Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明してきたが、上記実施形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。

本発明は、無線ＬＡＮ基地局が密集している環境において局地的なスループットの低下を回避することが不可欠な用途に適用できる。

１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８・・・アクセスポイント（ＡＰ、無線ＬＡＮ基地局）、２１、２２、２３、２４、２５、２６・・・無線端末、４１・・・他機器、５１、５２、５３、５４、５５、５６、６１・・・ネットワーク、７・・・インターネット、８・・・マネジメントエンジン（ＭＥ）、９・・・バンドル配信サーバ、９１、９２、９３、９４、９５、９６・・・サービスゲートウェイ（ＳＧＷ）、１００１、１００２・・・無線基地局、１０１１、１０２１・・・無線通信部、１０１２、１０２２・・・制御部、１０１３、１０２３・・・アクセス権獲得部、１０１４、１０２４・・・チャネル設定部、１０１５、１０２５・・・無線環境情報保持部、１００３・・・チャネル割当サーバ、１０３１・・・通信部、１０３２・・・チャネル算出部、１０３３・・・情報収集部、１０３４・・・制御部

Claims (3)

1. 無線通信ネットワークを構成する無線ＬＡＮ基地局が動作するために必要な設定を行う無線通信装置であって、
   前記無線ＬＡＮ基地局に設定されている設定情報と、前記無線ＬＡＮ基地局における無線環境情報とを収集する情報収集部と、
   収集した前記設定情報と前記無線環境情報とに基づき、収集元の無線ＬＡＮ基地局に対して設定すべきパラメータを求めるパラメータ算出部と、
   求めた前記パラメータをネットワークを介して収集元の前記無線ＬＡＮ基地局に対して送信し、パラメータ設定を行うパラメータ設定部とを備え、
   前記無線ＬＡＮ基地局は、複数の無線通信方式のうち少なくとも一つの無線通信方式のチャネルを使用して無線通信を行い、
   前記情報収集部は、前記無線ＬＡＮ基地局が検知した周辺無線環境を表す情報を前記無線環境情報として収集し、
   前記パラメータ算出部は、前記無線環境情報に基づいて、前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべき無線通信方式を決定するための指標値として、各々の前記無線ＬＡＮ基地局において、
   ＵＸ＝他の無線通信方式に移行した場合の見込みスループット／現在使用中のシステムにおける平均スループット
   で表されるＵＸ値を計算し、前記ＵＸ値が最大となる無線通信方式のチャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮無線通信方式のチャネルとして決定し、
   繰り返し計算により、最終的に使用すべき無線通信方式のチャネルを決定する、
   無線通信装置。
2. 無線通信ネットワークを構成する無線ＬＡＮ基地局が動作するために必要な設定を行うマネジメントエンジンを備える無線通信システムであって、
   前記マネジメントエンジンは、
   前記無線ＬＡＮ基地局に設定されている設定情報と、前記無線ＬＡＮ基地局における無線環境情報とを収集する情報収集部と、
   収集した前記設定情報と前記無線環境情報とに基づき、収集元の無線ＬＡＮ基地局に対して設定すべきパラメータを求めるパラメータ算出部と、
   求めた前記パラメータをネットワークを介して収集元の前記無線ＬＡＮ基地局に対して送信し、パラメータ設定を行うパラメータ設定部とを備え、
   前記無線ＬＡＮ基地局は、
   前記情報収集部から情報収集の要求を受けると、前記設定情報と前記無線環境情報とを前記マネジメントエンジンへ送信する情報送信部と、
   前記パラメータ設定部から前記パラメータを受け取ると、前記パラメータに基づき自己の設定を行う設定部とを備え、
   前記無線通信システムは、複数の無線通信方式のうち少なくとも一つの無線通信方式のチャネルを使用して無線通信を行う複数の無線ＬＡＮ基地局を具備し、
   前記無線ＬＡＮ基地局は、周辺無線環境を検知して、前記周辺無線環境を表す情報を前記無線環境情報として生成し、生成した前記無線環境情報を前記マネジメントエンジンに通知する周辺無線環境通知部を備え、
   前記パラメータ算出部は、前記無線環境情報に基づいて、前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべき無線通信方式を決定するための指標値として、各々の前記無線ＬＡＮ基地局において、
   ＵＸ＝他の無線通信方式に移行した場合の見込みスループット／現在使用中のシステムにおける平均スループット
   で表されるＵＸ値を計算し、前記ＵＸ値が最大となる無線通信方式のチャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮無線通信方式のチャネルとして決定し、
   繰り返し計算により、最終的に使用すべき無線通信方式のチャネルを決定する、
   無線通信システム。
3. 無線通信ネットワークを構成する無線ＬＡＮ基地局が動作するために必要なパラメータ設定を行う無線通信システムが行う無線通信方法であって、
   前記無線ＬＡＮ基地局に設定されている設定情報と、前記無線ＬＡＮ基地局における無線環境情報とを収集する情報収集ステップと、
   収集した前記設定情報と前記無線環境情報とに基づき、収集元の無線ＬＡＮ基地局に対して設定すべきパラメータを求めるパラメータ算出ステップと、
   求めた前記パラメータをネットワークを介して収集元の前記無線ＬＡＮ基地局に対して送信し、パラメータ設定を行うパラメータ設定ステップとを有し、
   前記無線ＬＡＮ基地局は、複数の無線通信方式のうち少なくとも一つの無線通信方式のチャネルを使用して無線通信を行い、
   前記情報収集ステップにおいて、前記無線ＬＡＮ基地局が検知した周辺無線環境を表す情報を前記無線環境情報として収集し、
   前記パラメータ算出ステップにおいて、前記無線環境情報に基づいて、前記無線ＬＡＮ基地局が使用すべき無線通信方式を決定するための指標値として、各々の前記無線ＬＡＮ基地局において、
   ＵＸ＝他の無線通信方式に移行した場合の見込みスループット／現在使用中のシステムにおける平均スループット
   で表されるＵＸ値を計算し、前記ＵＸ値が最大となる無線通信方式のチャネルを前記無線ＬＡＮ基地局に割り当てる仮無線通信方式のチャネルとして決定し、
   繰り返し計算により、最終的に使用すべき無線通信方式のチャネルを決定する、
   無線通信方法。

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