JP4761306B2 - Wireless communication network system - Google Patents
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Description
この発明は、無線通信ネットワークシステムに関し、特に、無線通信環境に適した無線システムを異なる複数の無線システムから選択して無線通信を行なう無線通信ネットワークシステムに関するものである。 The present invention relates to a wireless communication network system, and more particularly to a wireless communication network system that performs wireless communication by selecting a wireless system suitable for a wireless communication environment from a plurality of different wireless systems.
近年、携帯電話機、PHS(Personal Handyphone System)、IEEE802系の無線LAN(Local Area Network)およびBluetooth等の多様な無線システムの利用拡大が進んでいる。また、ユビキタス通信においては、センサーネットワークが構成され、ZigBee等の近距離無線システムの利用も予想される。 In recent years, the use of various wireless systems such as mobile phones, PHS (Personal Handyphone System), IEEE802 wireless LAN (Local Area Network), and Bluetooth has been expanded. In ubiquitous communication, a sensor network is configured, and the use of short-range wireless systems such as ZigBee is also expected.
このような、無線システムは、利用拡大と多様化とが急速に進み、異なる周波数帯域および異なる通信方式を持つ多様な無線システムが混在する無線通信環境となりつつあり、多様なアプリケーションの利用が期待されている。 Such wireless systems are rapidly expanding and diversifying their use, becoming a wireless communication environment in which various wireless systems having different frequency bands and different communication methods are mixed, and various applications are expected to be used. ing.
一方、無線リソースは、有限であるため、無線システムの利用拡大と多様化に従い、無線リソースの枯渇が懸念される。この問題を解決する技術として、コグニティブ無線技術が提案されている(非特許文献1)。 On the other hand, since radio resources are limited, there is a concern that radio resources will be depleted as the use of radio systems expands and diversifies. As a technique for solving this problem, a cognitive radio technique has been proposed (Non-Patent Document 1).
そして、コグニティブ無線技術は、異なる複数の無線システムを装備した基地局と、同様に異なる複数の無線システムを装備した端末とのネットワークにおいて、無線通信状況およびユーザ要求に応じて、複数の無線システムを適宜使い分け、または同時に利用する技術である。
しかし、現在のコグニティブ無線ネットワークにおいては、複数の無線システムの各々は、端末と基地局との間で、直接、無線通信を行なうものであるため、各端末が所望の基地局に高能率でアクセスすることが困難であるという問題がある。 However, in the current cognitive radio network, each of the plurality of radio systems performs radio communication directly between the terminal and the base station, so that each terminal accesses the desired base station with high efficiency. There is a problem that it is difficult to do.
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、所望の基地局に高能率でアクセス可能な無線通信ネットワークシステムを提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a wireless communication network system capable of accessing a desired base station with high efficiency.
この発明によれば、無線通信ネットワークシステムは、複数の基地局と、複数の無線装置と、制御手段とを備える。複数の基地局は、相互に異なる複数の無線システムを装備し、各々が装備した無線システムを用いて無線通信を行なう。複数の無線装置は、各々が複数の無線システムおよびマルチホップ無線システムから選択された少なくとも1つの無線システムを用いて複数の基地局の少なくとも1つの基地局にアクセスする。制御手段は、複数の無線装置における待機トラフィック数が相対的に少なくなるように複数の無線システムおよびマルチホップ無線システムから少なくとも1つの無線システムを選択するとともに、選択した少なくとも1つの無線システムによる無線通信を行なうための経路を決定し、その決定した経路によって少なくとも1つの基地局にアクセスするように複数の無線装置を制御する。 According to the present invention, the wireless communication network system includes a plurality of base stations, a plurality of wireless devices, and a control unit. The plurality of base stations are equipped with a plurality of mutually different wireless systems, and perform wireless communication using the wireless systems equipped with each. The plurality of wireless devices access at least one base station of the plurality of base stations using at least one wireless system each selected from a plurality of wireless systems and a multi-hop wireless system. The control unit selects at least one radio system from the plurality of radio systems and the multi-hop radio system so that the number of standby traffic in the plurality of radio apparatuses is relatively reduced, and radio communication by the selected at least one radio system And a plurality of wireless devices are controlled to access at least one base station according to the determined route.
好ましくは、無線通信ネットワークシステムは、経路制御局を更に備える。経路制御局は、制御手段を搭載し、制御手段によって決定された経路を選択するための経路選択情報を生成して複数の無線装置へ送信する。複数の無線装置の各々は、複数の無線モジュールと、マルチホップ無線モジュールと、制御モジュールとを含む。複数の無線モジュールは、複数の基地局に対応して設けられ、異なる複数の無線システムを装備するとともに各々が装備した無線システムによる無線通信を行なうための経路を介して対応する基地局にアクセスする。マルチホップ無線モジュールは、マルチホップ無線システムによる無線通信を実現するための経路を介して複数の基地局のいずれかにアクセスする。制御モジュールは、経路制御局からの経路選択情報によって示される経路を用いて、所望の基地局へアクセスするように複数の無線モジュールおよびマルチホップ無線モジュールを統合的に制御する。そして、制御モジュールは、より好ましくは、経路制御局から送信された経路選択情報によって示された経路を用いて少なくとも1つの基地局にアクセスするように複数の無線モジュールおよびマルチホップ無線モジュールを統合的に制御する。 Preferably, the wireless communication network system further includes a route control station. The route control station includes control means, generates route selection information for selecting a route determined by the control means, and transmits the route selection information to a plurality of wireless devices. Each of the plurality of wireless devices includes a plurality of wireless modules, a multi-hop wireless module, and a control module. The plurality of radio modules are provided corresponding to the plurality of base stations, and are equipped with a plurality of different radio systems and access the corresponding base stations via a path for performing radio communication by the radio systems equipped with each. . The multi-hop wireless module accesses one of a plurality of base stations via a path for realizing wireless communication by the multi-hop wireless system. The control module integrally controls the plurality of radio modules and the multi-hop radio module so as to access a desired base station using the path indicated by the path selection information from the path control station. The control module more preferably integrates the plurality of radio modules and the multi-hop radio module so as to access at least one base station using the route indicated by the route selection information transmitted from the route control station. To control.
好ましくは、経路制御局は、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を少なくとも含む経路選択情報を生成して複数の無線装置へ送信する。 Preferably, the route control station generates route selection information including at least a route for performing wireless communication by the multi-hop wireless system, and transmits the route selection information to a plurality of wireless devices.
好ましくは、経路制御局は、マルチホップ無線システムによる無線通信を用いない場合の当該無線通信ネットワークシステムにおける総待機トラフィック数と、複数の無線システムに含まれる第1の無線システムによる無線通信を行なうための経路からマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための第1の経路に切換えた場合の複数の無線装置における待機トラフィック数の最小値である第1の最小トラフィック数と、複数の無線システムに含まれる第2の無線システムによる無線通信を行なうための第2の経路と第1の経路とを同時に使用した場合の複数の無線装置における待機トラフィック数の最小値である第2の最小トラフィック数とを演算するとともに、演算した総待機トラフィック数と演算した第1および第2の最小トラフィック数とに基づいて、第1の経路、または第1および第2の経路を選択し、その選択した経路を示す経路選択情報を生成して複数の無線装置へ送信する。 Preferably, the path control station performs the wireless communication by the first wireless system included in the plurality of wireless systems and the total number of standby traffic in the wireless communication network system when the wireless communication by the multi-hop wireless system is not used. A first minimum traffic number that is a minimum value of the number of standby traffics in a plurality of wireless devices when a plurality of wireless devices are switched to a first route for performing wireless communication by a multi-hop wireless system, and included in the plurality of wireless systems A second minimum traffic number that is a minimum value of the number of standby traffic in a plurality of wireless devices when the second route and the first route for performing wireless communication by the second wireless system are used simultaneously. And the calculated first and second minimum traffic and the total number of standby traffic calculated. Based on the Fick number, select the first path or the first and second paths, it generates and transmits a route selection information indicating the selected route to a plurality of wireless devices.
好ましくは、経路制御局は、第1の最小トラフィック数が総待機トラフィック数および第2の最小トラフィック数よりも小さいとき、第1の経路を示す経路選択情報を生成して複数の無線装置へ送信する。 Preferably, when the first minimum traffic number is smaller than the total waiting traffic number and the second minimum traffic number, the route control station generates route selection information indicating the first route and transmits the route selection information to the plurality of wireless devices. To do.
好ましくは、経路制御局は、第2の最小トラフィック数が総待機トラフィック数および第1の最小トラフィック数よりも小さいとき、同時に使用される第1および第2の経路を示す経路選択情報を生成して複数の無線装置へ送信する。 Preferably, when the second minimum traffic number is smaller than the total waiting traffic number and the first minimum traffic number, the routing control station generates route selection information indicating the first and second routes used simultaneously. To multiple wireless devices.
好ましくは、複数の無線システムは、無線通信領域の広さが相互に異なる。第2の経路は、複数の無線システムのうち無線通信領域が相対的に狭い無線システムによる無線通信を行なうための経路である。 Preferably, the plurality of wireless systems have different wireless communication areas. The second route is a route for performing wireless communication by a wireless system having a relatively narrow wireless communication area among a plurality of wireless systems.
好ましくは、複数の無線システムは、通信速度が相互に異なる。第2の経路は、複数の無線システムのうち通信速度が相対的に速い無線システムによる無線通信を行なうための経路である。 Preferably, the plurality of wireless systems have different communication speeds. The second route is a route for performing wireless communication by a wireless system having a relatively high communication speed among a plurality of wireless systems.
好ましくは、制御手段は、選択手段と、指示手段と、経路探索手段とを含む。選択手段は、複数の無線装置における待機トラフィック数が相対的に少なくなるようにマルチホップ無線システムを少なくとも選択する。指示手段は、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路の探索を指示する。経路探索手段は、指示手段からの指示に応じて、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索する。そして、複数の無線装置の各々は、選択手段によってマルチホップ無線システムが選択されると、経路探索手段によって探索された経路に沿って少なくとも1つの基地局へアクセスする。 Preferably, the control means includes a selection means, an instruction means, and a route search means. The selecting means selects at least the multi-hop wireless system so that the number of standby traffic in the plurality of wireless devices is relatively reduced. The instructing unit instructs to search for a route for performing wireless communication by the multi-hop wireless system. The route search means searches for a route for performing wireless communication by the multi-hop wireless system in response to an instruction from the instruction means. Each of the plurality of wireless devices, when the multi-hop wireless system is selected by the selection unit, accesses at least one base station along the route searched by the route search unit.
好ましくは、複数の基地局は、広域基地局と、複数の狭域基地局とを含む。広域基地局は、無線通信領域が最も広い基地局である。複数の狭域基地局は、広域基地局の無線通信領域内に配置され、各々が広域基地局の無線通信領域よりも狭い無線通信領域を有する。選択手段および指示手段は、広域基地局に搭載される。経路探索手段は、複数の探索手段を含む。複数の探索手段は、複数の無線装置および複数の狭域基地局に搭載され、各々が当該無線装置または当該狭域基地局における待機トラフィック数が最小となる経路を探索する。指示手段は、経路の探索を複数の探索手段に指示する。複数の探索手段の各々は、指示手段から指示を受信すると、自己が搭載された無線装置または狭域基地局における待機トラフィック数の初期値を生成して自己以外の全ての探索手段へ送信する第1の探索処理と、自己以外の他の探索手段から初期値を受信すると、その受信した初期値を用いて自己が搭載された無線装置または狭域基地局における少なくとも1つの待機トラフィック数を演算するとともに、その演算した少なくとも1つの待機トラフィック数のうち最小の待機トラフィック数である第1の待機トラフィック数を検出し、その検出した第1の待機トラフィック数を自己以外の全ての探索手段へ送信する第2の探索処理と、自己以外の他の探索手段から第1の待機トラフィック数を受信すると、その受信した第1の待機トラフィック数を用いて自己が搭載された無線装置または狭域基地局における少なくとも1つの待機トラフィック数を演算するとともに、その演算した少なくとも1つの待機トラフィック数のうち最小の待機トラフィック数である第2の待機トラフィック数を検出し、その検出した第2の待機トラフィックによって自己が搭載された無線装置または狭域基地局における最小の待機トラフィック数を更新し、第2の待機トラフィック数を自己以外の全ての探索手段へ送信する更新処理を繰り返し行なう第3の探索処理とを行なう。複数の無線装置および複数の狭域基地局の各々は、最小の待機トラフィック数を有する経路を用いてマルチホップ無線システムによる無線通信を行なう。 Preferably, the plurality of base stations include a wide area base station and a plurality of narrow area base stations. The wide area base station is a base station having the widest wireless communication area. The plurality of narrow area base stations are arranged in the radio communication area of the wide area base station, and each has a radio communication area that is narrower than the radio communication area of the wide area base station. The selection means and the instruction means are mounted on the wide area base station. The route search means includes a plurality of search means. The plurality of search means are installed in a plurality of wireless devices and a plurality of narrow area base stations, and each searches for a route that minimizes the number of standby traffic in the wireless apparatus or the narrow area base station. The instruction means instructs a plurality of search means to search for a route. Each of the plurality of search means, upon receiving an instruction from the instruction means, generates an initial value of the number of standby traffic in the wireless device or the narrow area base station in which the search means is installed and transmits the initial value to all search means other than itself. When an initial value is received from one search process and another search means other than itself, the received initial value is used to calculate the number of at least one standby traffic in the wireless device or narrow base station in which the self is mounted. At the same time, the first waiting traffic number which is the minimum waiting traffic number among the calculated at least one waiting traffic number is detected, and the detected first waiting traffic number is transmitted to all search means other than itself. When the first waiting traffic number is received from the second searching process and other searching means other than itself, the received first waiting traffic is received. And calculating the number of at least one waiting traffic in the wireless device or narrow base station on which the self is mounted using the number, and the second waiting time that is the minimum number of waiting traffic among the calculated at least one waiting traffic number The number of traffic is detected, and the minimum number of standby traffic in the wireless device or the narrow base station on which the self is mounted is updated by the detected second standby traffic, and the second standby traffic number is searched for all other than the self. And a third search process for repeatedly performing the update process to be transmitted to the means. Each of the plurality of wireless devices and the plurality of narrow base stations performs wireless communication by the multi-hop wireless system using a route having the minimum number of standby traffic.
好ましくは、指示手段は、待機トラフィック数の上限値を複数の無線装置および狭域基地局へ送信する。複数の探索手段の各々は、上限値以下の待機トラフィック数の中から第1および第2の待機トラフィック数を検出し、第2および/または第3の探索処理において演算した少なくとも1つの待機トラフィック数の全てが上限値を越えたとき、第1および/または第2の待機トラフィック数の送信を中止する。複数の無線装置および狭域基地局の各々は、自己における探索手段が第1および/または第2の待機トラフィック数の送信を中止したとき、マルチホップ無線システムによる無線通信を中止する。 Preferably, the instructing unit transmits an upper limit value of the number of standby traffics to the plurality of radio apparatuses and the narrow area base station. Each of the plurality of searching means detects the first and second waiting traffic numbers from the waiting traffic number equal to or less than the upper limit value, and calculates at least one waiting traffic number calculated in the second and / or third searching process. When all of the above exceed the upper limit, transmission of the first and / or second waiting traffic number is stopped. Each of the plurality of wireless devices and the narrow area base station stops wireless communication by the multi-hop wireless system when the search means in itself stops transmitting the first and / or second waiting traffic numbers.
好ましくは、指示手段は、第1から第3の探索処理を行なうための一定期間を複数の無線装置および狭域基地局へ送信する。複数の探索手段の各々は、経路の探索を行なう期間が一定期間に達したとき、第1から第3の探索処理を停止する。 Preferably, the instruction unit transmits a predetermined period for performing the first to third search processes to the plurality of radio apparatuses and the narrow area base station. Each of the plurality of search means stops the first to third search processes when the period for performing the route search reaches a certain period.
好ましくは、一定期間は、複数の基地局および複数の無線装置の総数が相対的に多いとき、相対的に短い期間に設定され、複数の基地局および複数の無線装置の総数が相対的に少ないとき、相対的に長い期間に設定される。 Preferably, the fixed period is set to a relatively short period when the total number of the plurality of base stations and the plurality of wireless devices is relatively large, and the total number of the plurality of base stations and the plurality of wireless devices is relatively small When it is set to a relatively long period.
好ましくは、指示手段は、更新処理の回数を複数の無線装置および狭域基地局へ送信する。複数の探索手段の各々は、更新回数が更新処理の回数に達するまで更新処理を繰り返し行なう。 Preferably, the instructing unit transmits the number of update processes to the plurality of radio apparatuses and the narrow area base station. Each of the plurality of search means repeatedly performs the update process until the number of updates reaches the number of update processes.
この発明による無線通信ネットワークシステムにおいては、待機トラフィック数が相対的に小さくなるように複数の無線システムおよびマルチホップ無線システムから少なくとも1つの無線システムが選択され、その選択された少なくとも1つの無線システムによる無線通信を行なうための経路を用いて所望の基地局へのアクセスが行なわれる。 In the wireless communication network system according to the present invention, at least one wireless system is selected from the plurality of wireless systems and the multi-hop wireless system so that the number of standby traffic is relatively small, and depends on the selected at least one wireless system. Access to a desired base station is performed using a path for performing wireless communication.
従って、この発明によれば、所望の基地局に高能率でアクセスできる。 Therefore, according to the present invention, a desired base station can be accessed with high efficiency.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による無線通信ネットワークシステムの概略図である。無線通信ネットワークシステム100は、無線WAN(Wide Area Network)端末1〜4と、無線LAN端末5,6と、無線WAN基地局10と、無線LAN基地局20,30と、経路制御局40とを備える。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic diagram of a radio communication network system according to
無線LAN端末5および無線LAN基地局20は、無線LANセル60内に存在し、無線LAN端末6および無線LAN基地局30は、無線LANセル70内に存在する。そして、無線LAN端末5,6は、無線LANシステムによってそれぞれ無線LAN基地局20,30にアクセスする。
The wireless LAN terminal 5 and the wireless
無線WAN端末1〜4、無線LAN端末5,6、無線WAN基地局10、および無線LAN基地局20,30は、無線WANセル80内に存在する。そして、無線WAN端末1〜4は、無線WAN基地局10に独立にアクセスする。
The
無線WAN基地局10、無線LAN基地局20,30および経路制御局40は、それぞれ、有線ケーブル41〜44によってインターネット等のネットワーク50に接続される。また、端末51〜54は、パーソナルコンピュータおよびサーバ等からなり、ネットワーク50に接続される。
The wireless
無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々は、自己のIDを含むHelloパケットを定期的に送信するとともに、自己に隣接する無線LAN端末または無線WAN端末のIDからなる隣接端末リストと自己におけるトラフィック発生率とを無線WAN基地局10または無線LAN基地局20,30へ送信する。
Each of the
また、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々は、後述するように、複数の無線システムおよびマルチホップ無線システムを装備し、経路制御局40からの指示に従って、装備した複数の無線システムおよびマルチホップ無線システムを適宜使い分け、または同時に使用して所望の基地局にアクセスする。
In addition, each of the
無線WAN基地局10または無線LAN基地局20,30は、無線WAN端末1〜4または無線LAN端末5,6から隣接端末リストおよびトラフィック発生率を受信し、その受信した隣接端末リストおよびトラフィック発生率を有線ケーブル41〜44を介して経路制御局40へ送信する。
The wireless
経路制御局40は、無線WAN基地局10または無線LAN基地局20,30から隣接端末リストおよびトラフィック発生率を受信し、その受信した隣接端末リストに基づいて、無線通信ネットワークシステム100における無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6のトポロジーを作成する。そして、経路制御局40は、その作成したトポロジーと、受信したトラフィック発生率とに基づいて、後述する方法によって、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々が所望の基地局にアクセスするときの経路を選択し、その選択した経路を含む経路選択情報を生成して無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6へ送信する。
The path control
なお、無線通信ネットワークシステム100は、次の特徴を有する。
The wireless
(A)無線WAN基地局10がカバーする通信領域であるアクセスネットワーク内に、1個以上の無線LAN基地局が一様に分布する。そして、いずれの無線LAN基地局も、共通のアクセスネットワークに収容される。
(A) One or more wireless LAN base stations are uniformly distributed in an access network that is a communication area covered by the wireless
(B)無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6は、無線WAN基地局10および無線LAN基地局20,30と通信可能であり、マルチホップ端末間通信機能と、マルチホップ端末間通信から無線WAN基地局10または無線LAN基地局20,30へ中継する機能とを有する。
(B) The
(C)無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6は、無線WAN基地局10へのアクセス、無線LAN基地局20,30へのアクセスおよびマルチホップ端末間通信の3種類の通信を同時に実施可能であり、これらの3種類の通信にトラフィックを分岐する機能を有する。
(C) The
図2は、図1に示す無線WAN端末1の構成を示す概略ブロック図である。無線WAN端末1は、アンテナ11と、無線モジュール12〜14と、スイッチング手段15と、コントローラ16と、アプリケーションプロセッサ17と、バスBSとを含む。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the
スイッチング手段15、コントローラ16およびアプリケーションプロセッサ17は、バスBSによって相互に接続される。無線モジュール12〜14は、スイッチング手段15に接続される。
The switching means 15, the
アンテナ11は、無線通信空間を介して他の無線WAN端末または無線LAN端末からデータを受信し、その受信したデータを無線モジュール12〜14の少なくとも1つへ出力するとともに、無線モジュール12〜14の少なくとも1つからのデータを無線通信空間を介して他の無線WAN端末または無線LAN端末へ送信する。
The
無線モジュール12〜14は、それぞれ、異なる無線システムを装備する。より具体的には、無線モジュール12は、無線WANシステム(IEEE802.16e)を装備し、無線モジュール13は、無線LANシステム(IEEE802.11gまたはIEEE802.11j)を装備し、無線モジュール14は、複数の端末を介して無線通信を行なうマルチホップ無線システムを装備する。
Each of the
そして、無線モジュール12は、無線WANシステムを用いてアンテナ11を介して無線WAN基地局10と無線通信を行なう。この場合、無線モジュール12は、2〜11GHzの周波数、約15Mbpsの伝送速度、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)の変調方式およびCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)のアクセス方式を用いる。
The
また、無線モジュール13は、無線LANシステムを用いてアンテナ11を介して無線LAN基地局20または30と無線通信を行なう。この場合、無線モジュール13は、2.4GHzの周波数、54Mbpsの伝送速度、OFDMの変調方式およびCSMA/CAのアクセス方式を用いる。
The
更に、無線モジュール14は、マルチホップ無線システムを用いて、無線WAN基地局10および無線LAN基地局20,30のいずれかを送信先とする無線通信経路を確立し、その確立した無線通信経路を介して送信先と無線通信を行なう。この場合、無線モジュール14は、2.4GHzの周波数、11Mbpsの伝送速度、DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)の変調方式およびCAMA/CAのアクセス方式を用いる。
Further, the
このように、無線モジュール12〜14は、相互に異なる無線システムを装備し、その装備した無線システムを用いて、スイッチング手段15から受けたパケットをスイッチング手段15からの制御に従って単独または同時に送信する。
As described above, the
スイッチング手段15は、バスBSを介してコントローラ16から経路選択情報を受け、その受けた経路選択情報によって示された経路を用いて所望の基地局(無線WAN基地局10および無線LAN基地局20,30のいずれか)にアクセスするように無線モジュール12〜14を統合的に制御する。この場合、「統合的に制御する」とは、3個の無線モジュール12〜14から選択した少なくとも1つの無線モジュールによって無線通信を実現するように無線モジュール12〜14を全体的に制御することを言う。
The switching means 15 receives the route selection information from the
そして、スイッチング手段15は、経路選択情報によって示された経路を用いて無線通信を行なう無線モジュール(無線モジュール12〜14の少なくとも1つの無線モジュール)へアプリケーションプロセッサ17から受けたパケットを送信する。
Then, the switching
コントローラ16は、他の無線WAN端末または他の無線LAN端末からHelloメッセージを受信するとともに、その受信したHelloメッセージから他の無線WAN端末のIDまたは他の無線LAN端末のIDを抽出し、その抽出したIDからなる隣接端末リストを作成する。
The
また、コントローラ16は、無線WAN端末1におけるトラフィック発生率を取得する。
In addition, the
更に、コントローラ16は、経路制御局40から経路選択情報を受信し、その受信した経路選択情報をスイッチング手段15へ送信する。
Furthermore, the
アプリケーションプロセッサ17は、パケットを生成し、その生成したパケットをスイッチング手段15へ送信する。
The
なお、図1に示す無線WAN端末2〜4および無線LAN端末5,6の各々も、図2に示す無線WAN端末1の構成と同じ構成からなる。
Note that each of the wireless WAN terminals 2 to 4 and the wireless LAN terminals 5 and 6 shown in FIG. 1 has the same configuration as that of the
図3は、図1に示す無線WAN基地局10の一部の構成を示す概略図である。無線WAN基地局10は、図2に示す無線WAN端末1の無線モジュール14を削除したものであり、その他は、無線WAN端末1の構成と同じである。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a partial configuration of the wireless
無線WAN基地局10においては、無線モジュール12は、無線WANシステムを用いて無線WAN端末1〜4と無線通信を行なうとともにマルチホップ無線システムを用いたマルチホップ無線通信によるパケットを無線WAN端末1〜4から受信し、無線モジュール13は、無線LANシステムを用いて無線LAN端末5,6と無線通信を行なうとともにマルチホップ無線システムを用いたマルチホップ無線通信によるパケットを無線LAN端末5,6から受信する。
In the wireless
図1に示す無線LAN基地局20,30の各々も、図3に示す無線WAN基地局10と同じ構成からなる。
Each of the wireless
図1に示す無線通信ネットワークシステム100においては、無線WAN端末1〜4、無線LAN端末5,6、無線WAN基地局10および無線LAN基地局20,30の各々は、自己のIDを含むHelloメッセージを生成して定期的に送信する。そして、無線WAN端末1〜4、無線LAN端末5,6、無線WAN基地局10および無線LAN基地局20,30の各々は、隣接する端末または基地局からHelloメッセージを受信し、その受信したHelloメッセージから隣接する端末または基地局のIDを抽出するとともに、その抽出したIDからなる隣接端末リストを作成する。
In the wireless
また、無線WAN端末1〜4、無線LAN端末5,6、無線WAN基地局10および無線LAN基地局20,30の各々は、自己におけるトラフィック発生率を演算する。
In addition, each of the
そうすると、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6は、その演算したトラフィック発生率と、作成した隣接端末リストとを無線WAN基地局10または無線LAN基地局20,30へ送信する。また、無線WAN基地局10は、無線WAN端末1〜4から受信した隣接端末リストおよびトラフィック発生率と、自己が作成した隣接端末リストおよびトラフィック発生率とを有線ケーブル41,44を介して経路制御局40へ送信する。更に、無線LAN基地局20,30は、無線LAN端末5,6から受信した隣接端末リストおよびトラフィック発生率と、自己が作成した隣接端末リストおよびトラフィック発生率とを有線ケーブル42〜44を介して経路制御局40へ送信する。
Then, the
そして、経路制御局40は、無線WAN基地局10および無線LAN基地局20,30から隣接端末リストおよびトラフィック発生率を受信するとともに、その受信した隣接端末リストに基づいて、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6のトポロジーを認識し、その認識したトポロジーと、受信したトラフィック発生率とに基づいて、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6における待機トラフィック数が最小になるように経路を選択し、その選択した経路を示す経路選択情報を生成する。そうすると、経路制御局40は、その生成した経路選択情報を無線WAN基地局10を介して無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6へ送信する。
Then, the
即ち、この発明においては、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々が所望の基地局へアクセスする場合、経路制御局40は、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6における待機トラフィック数が最小になるように、無線WANシステム、無線LANシステムおよびマルチホップ無線システムの少なくとも1つを選択し、その選択した少なくとも1つの無線システムによる無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を作成して無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6へ送信する。
That is, in the present invention, when each of the
そして、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6における待機トラフィック数が相対的に少なくなる場合としては、次の2つの無線通信方式を用いる場合がある。
And as a case where the number of standby traffics in the
(MTH1)無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6のいずれかと無線WAN基地局10との間の直接通信をマルチホップ無線通信に切換えて無線通信を行なう無線通信方式。
(MTH1) A wireless communication system for performing wireless communication by switching direct communication between any one of the
(MTH2)無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6のいずれかと無線LAN基地局20,30との直接通信と、マルチホップ無線通信との両方を併用する無線通信方式。
(MTH2) A wireless communication system that uses both direct communication between the
以下、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6のいずれかが所望の基地局に高能率でアクセスする場合の無線通信方式MTH1,MTH2の有効性について説明する。
Hereinafter, the effectiveness of the wireless communication systems MTH1 and MTH2 when any one of the
まず、無線通信方式MTH1,MTH2の有効性を検証するための数理モデルについて説明する。 First, a mathematical model for verifying the effectiveness of the wireless communication schemes MTH1 and MTH2 will be described.
[数理モデル]
無線通信方式MTH1,MTH2の有効性を検証するために、次の3つの経路が定義された。
[Mathematical model]
In order to verify the effectiveness of the wireless communication systems MTH1 and MTH2, the following three routes were defined.
(R1)W−経路
W−経路は、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6のいずれかと無線WAN基地局10との間の直接通信による経路であり、単一リンクからなる。
(R1) W-route The W-route is a route by direct communication between any one of the
(R2)L−経路
L−経路は、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6のいずれかと無線LAN基地局20,30との間の直接通信による経路であり、単一リンクからなる。
(R2) L-route The L-route is a route by direct communication between any one of the
(R3)端末連携アクセス経路
端末連携アクセス経路は、端末間のマルチホップ無線通信による基地局までの通信経路であり、複数のリンクが連結構成される。なお、以下においては、端末連携アクセス経路は、「マルチホップ無線通信経路」とも言う。
(R3) Terminal cooperation access route The terminal cooperation access route is a communication route to a base station by multi-hop wireless communication between terminals, and a plurality of links are connected and configured. In the following, the terminal cooperation access route is also referred to as a “multi-hop wireless communication route”.
図1に示す無線通信ネットワークシステム100は、多数の端末から構成され、個々の端末におけるトラフィックは、無線通信ネットワークシステム100全体のトラフィックよりも十分に小さいと考えられる。
The wireless
従って、上記の各経路R1〜R3を構成するリンクをM/M/1の待ち行列システムとして見なし、各リンクのコストを用いて無線通信方式MTH1,2の有効性を検証する。 Therefore, the links constituting the routes R1 to R3 are regarded as an M / M / 1 queuing system, and the effectiveness of the wireless communication systems MTH1 and MTH2 is verified using the cost of each link.
但し、検証においては、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6のモビリティ、および再送などのプロトコルメカニズムを考慮せず、マルチホップ無線通信においては通信の分岐は行なわないものとする。
However, in the verification, protocol mechanisms such as mobility and retransmission of the
図4は、単一リンクおよび連結リンクを説明するための概念図である。M/M/1の待ち行列システムに従って、データの到着間隔は、ポアソン過程であり、そのデータの転送時間は、指数分布に従うものとする。 FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a single link and a connection link. According to the M / M / 1 queuing system, the data arrival interval is a Poisson process, and the data transfer time follows an exponential distribution.
この場合、端末iにおけるデータの平均到着率、即ち、トラフィックの平均発生率をFi(Mbps)とする。また、端末iと端末jとの間の通信容量をCij(Mbps)とすると、データの平均転送率はCijとなり、このリンクにおけるコストdijは、次式によって表される(図4の(a)参照)。 In this case, it is assumed that the average data arrival rate at the terminal i, that is, the average traffic generation rate is F i (Mbps). If the communication capacity between the terminal i and the terminal j is C ij (Mbps), the average data transfer rate is C ij , and the cost d ij in this link is expressed by the following equation (in FIG. 4). (See (a)).
式(1)は、リンクの平均通信遅延時間1/(Cij−Fi)にトラフィックFiを乗じた関数であり、リンク内のトラフィック数となる。従って、この発明においては、コストdijとは、「リンク内のトラフィック数」を言う。
Expression (1) is a function obtained by multiplying the average
そして、コストdijは、通信容量の小さいリンクに大きなトラフィックを発生させると大きくなり、通信容量に応じてトラフィックを適切に配分すると小さくなる。 The cost d ij increases when large traffic is generated on a link having a small communication capacity, and decreases when traffic is appropriately allocated according to the communication capacity.
次に、単一リンクを連結した複数リンク(図4の(b)参照)における平均通信遅延時間は、Burkeの定理(非特許文献2)およびJacksonの定理(非特許文献2)から単一リンクの平均通信遅延時間の和として求められる。また、各端末におけるトラフィックは、転送されて到着するトラフィックと個々の端末内で発生するトラフィックの合計として考える。 Next, the average communication delay time in a plurality of links connecting a single link (see FIG. 4B) is determined based on Burke's theorem (Non-patent Document 2) and Jackson's theorem (Non-patent Document 2). It is calculated as the sum of the average communication delay times. The traffic at each terminal is considered as the sum of the traffic that arrives after being transferred and the traffic that occurs within each terminal.
そうすると、複数リンクの連結による経路のコストは、次式によって表される。 If it does so, the cost of the path | route by connection of several links will be represented by following Formula.
図5は、分岐リンクを説明するための概念図である。端末から複数の端末へトラフィックを分配(分岐)してトラフィックを転送する場合の各リンクのコストは、次式によって表される(図5参照)。 FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a branch link. The cost of each link when traffic is distributed (branched) from a terminal to a plurality of terminals and transferred is represented by the following equation (see FIG. 5).
但し、pijは、トラフィックFiが端末iから端末jへ振り分けられる割合であり、pikは、トラフィックFiが端末iから端末kへ振り分けられる割合であり、pixは、トラフィックFiが端末iから端末xへ振り分けられる割合である。 However, p ij is the rate at which traffic F i are distributed from the terminal i to the terminal j, p ik is the rate at which traffic F i are distributed from the terminal i to the terminal k, p ix is traffic F i is This is the ratio of distribution from terminal i to terminal x.
上述した各リンクにおける通信容量Cijは、電波特性に強く依存するが、この発明においては、次の方法によって各リンクにおける通信容量Cijを設定する。 The communication capacity C ij in each link described above strongly depends on the radio wave characteristics. In the present invention, the communication capacity C ij in each link is set by the following method.
(a)L−経路およびW−経路の各々の通信容量Cijは、無線LANセル60,70および無線WANセル80内の端末数分の1によって表される。
(A) The communication capacity C ij of each of the L-path and the W-path is represented by a fraction of the number of terminals in the
(b)マルチホップ無線通信による経路の通信容量Cijは、(ホップ数×同一セル内で中継するマルチホップ経路数)分の1によって表される。 (B) The communication capacity C ij of the route by multi-hop wireless communication is represented by 1 / (number of hops × number of multi-hop routes relayed in the same cell).
(c)マルチホップ無線通信による経路のカバレッジ(端末数×(面積/端末)に通信カバレッジを加えた面積)の総和が無線WANシステムのカバレッジを超えた場合、マルチホップ無線通信による経路の通信容量Cijは、(ホップ数×同一セル内で中継するマルチホップ経路数)分の1×無線WANカバレッジ/(マルチホップ経路のカバレッジの総和)によって表される。 (C) When the sum of the coverage of the route by multi-hop wireless communication (the number of terminals x (area / terminal) plus the communication coverage) exceeds the coverage of the wireless WAN system, the communication capacity of the route by multi-hop wireless communication C ij is represented by (number of hops × number of multi-hop routes relayed in the same cell) × 1 wireless WAN coverage / (sum of coverage of multi-hop routes).
マルチホップ無線通信による経路を評価するために、経路選択において用いられる各リンクのコスト(=待機トラフィック数)を用いて無線通信ネットワークシステム100全体の総コストGを次の式によって求める。
In order to evaluate the route by multi-hop wireless communication, the total cost G of the entire wireless
式(4)において、Nは、リンク総数である。 In equation (4), N is the total number of links.
上述した数理モデルを用いた無線通信方式MTH1,MTH2の有効性の検証について説明する。 The verification of the effectiveness of the wireless communication systems MTH1 and MTH2 using the mathematical model described above will be described.
[数理モデルを用いた検証]
無線通信方式MTH1,MTH2の有効性の検証においては、1つの無線WAN基地局10と、無線WANセル80内に一様に分布した複数の無線LAN基地局20,30と、無線WANセル80内に一様に分布した無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6とからなる無線通信ネットワークシステム100を考える。
[Verification using mathematical model]
In the verification of the effectiveness of the wireless
そして、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々は、無線通信ネットワークシステム100において、上述した3個の経路R1〜R3を次のように形成する。
Each of the
無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々は、無線LANセル60,70内に存在する場合、無線LAN基地局20,30に接続してL−経路を形成する。
When each of the
また、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々は、無線LANセル60,70内に存在しない場合、無線WAN基地局10に接続してW−経路を形成する。
Further, when the
更に、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々は、L−経路と異なる無線LANシステムを用いて通信可能な隣接端末と接続し、マルチホップ無線通信経路を形成する。
Further, each of the
なお、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6において発生するトラフィックは、同一であるとする。
Note that the traffic generated in the
そうすると、無線通信ネットワークシステム100における評価関数は、次式のようになる。
Then, the evaluation function in the wireless
但し、DWは、各W−経路のコストの総和であり、DLは、各L−経路のコストの総和であり、DTは、各マルチホップ無線通信経路のコストの総和である。 However, D W is the sum of the cost of each W- pathway, D L is the sum of the cost of each L- pathway, D T is the sum of the cost of each multi-hop wireless communication path.
(無線通信方式MTH1の有効性)
W−経路をマルチホップ無線通信経路に切換えた場合を検証する。図6は、W−経路からマルチホップ無線通信経路への切換えを示す概念図である。マルチホップ無線通信経路は、ホップ数に応じて、ホップ数と同じ台数の無線WAN端末と1台の無線LAN端末とを連結して構成される。
(Effectiveness of wireless communication method MTH1)
The case where the W-path is switched to the multi-hop wireless communication path is verified. FIG. 6 is a conceptual diagram showing switching from the W-path to the multi-hop wireless communication path. The multi-hop wireless communication path is configured by connecting the same number of wireless WAN terminals as the number of hops and one wireless LAN terminal according to the number of hops.
また、マルチホップ無線通信経路を構成する端末のトラフィックは、マルチホップ無線通信経路により無線LAN基地局20,30へ転送することとする。即ち、図6に示すように、1つのマルチホップ無線通信経路(無線WAN端末2−無線WAN端末3−無線WAN端末4−無線LAN端末5)は、その経路のホップ数分の無線WAN端末2〜4のW−経路をマルチホップ無線通信経路に切換えることによって形成される。
Further, the traffic of the terminals constituting the multi-hop wireless communication path is transferred to the wireless
この場合、無線WANシステム、無線LANシステムおよびマルチホップ無線システムのコストは、それぞれ、次の式(6)〜(8)によって表される。 In this case, the costs of the wireless WAN system, the wireless LAN system, and the multi-hop wireless system are expressed by the following equations (6) to (8), respectively.
但し、UWは、無線WAN端末数であり、uxは、マルチホップ無線通信経路の経路数であり、CWは、W−経路の通信容量であり、Hopは、マルチホップ無線通信のホップ数であり、ULは、無線LAN端末数であり、CLは、L−経路の通信容量であり、CTは、マルチホップ無線通信経路を構成する各リンクの通信容量であり、Fは、各端末のトラフィックである。 However, U W is the number of wireless WAN terminal, u x is the number of paths of a multi-hop wireless communication path, C W is the communication capacity of W- path, Hop a multi-hop wireless communication hops is a number, U L is the number of wireless LAN terminals, C L is the communication capacity of L- path, C T is the communication capacity of each link constituting a multi-hop wireless communication path, F is , Traffic of each terminal.
図7および図8は、それぞれ、コストとマルチホップ無線通信経路数との関係を示す第1および第2の図である。図7および図8において、横軸は、マルチホップ無線通信経路数を表し、縦軸は、コストを表す。また、図7に示す曲線k1〜k5は、それぞれ、ホップ数が1ホップ、2ホップ、4ホップ、8ホップおよび16ホップの場合を示す。更に、図8に示す曲線k6は、マルチホップ無線通信の場合を示し、曲線k7は、L−経路の無線通信の場合を示す。曲線k8は、W−経路の無線通信の場合を示し、曲線k9は、マルチホップ無線通信、L−経路の無線通信およびW−経路の無線通信の総合計の場合を示す。 7 and 8 are first and second diagrams showing the relationship between the cost and the number of multi-hop wireless communication paths, respectively. 7 and 8, the horizontal axis represents the number of multi-hop wireless communication paths, and the vertical axis represents the cost. Curves k1 to k5 shown in FIG. 7 indicate cases where the number of hops is 1 hop, 2 hops, 4 hops, 8 hops, and 16 hops, respectively. Further, a curve k6 shown in FIG. 8 shows a case of multi-hop wireless communication, and a curve k7 shows a case of L-path wireless communication. A curve k8 indicates a case of W-path wireless communication, and a curve k9 indicates a total of multi-hop wireless communication, L-path wireless communication, and W-path wireless communication.
なお、曲線k1〜k9によって示されるコストとマルチホップ無線通信経路数との関係は、無線通信ネットワークシステム100全体の端末数を1000とし、無線WANセル80の半径を1000m、無線WANシステムの最大通信容量を15Mbps、無線LANセル60,70の半径を100m、無線LANシステムの最大通信容量を54Mbps、マルチホップ無線通信の通信可能距離を100m、マルチホップ無線通信の最大通信容量を54Mbps、各端末のトラフィックを0.01Mbpsとしたときのシミュレーション結果である。
Note that the relationship between the cost indicated by the curves k1 to k9 and the number of multi-hop wireless communication paths is that the total number of terminals in the wireless
いずれのホップ数においても、マルチホップ無線通信経路数が増加するに従ってリンクのコストが減少する(図7参照)。従って、W−経路をマルチホップ無線通信経路に切換えて無線通信を行なうことは、有効である。 In any number of hops, the cost of the link decreases as the number of multi-hop wireless communication paths increases (see FIG. 7). Therefore, it is effective to perform wireless communication by switching the W-path to the multi-hop wireless communication path.
これは、無線WANセル80の端末収容数が無線LANセル60,70の端末収容数と比較して多い(10002:1002=100:1)ため、W−経路の通信容量は、L−経路の通信容量およびマルチホップ無線通信経路の通信容量と比較して格段に小さくなることによる。
This is because the number of terminals accommodated in the
但し、ホップ数が多いマルチホップ無線通信経路の数が増加すると、評価関数は増加に転じる。これは、ホップ数が多いマルチホップ無線通信経路が多くなると、マルチホップ無線通信を行なう無線リソースが枯渇し、マルチホップ無線通信経路の通信遅延時間が増大することによる(図8参照)。 However, when the number of multi-hop wireless communication paths with a large number of hops increases, the evaluation function starts to increase. This is because when the number of multi-hop wireless communication paths with a large number of hops increases, radio resources for performing multi-hop wireless communication are depleted and the communication delay time of the multi-hop wireless communication path increases (see FIG. 8).
即ち、マルチホップ無線通信経路により、トラフィックが通信容量の小さい経路(W−経路)から通信容量の大きい経路(マルチホップ無線通信経路)へ分配され、リンクのコストが改善される。従って、マルチホップ無線通信経路(経路数およびホップ数)によってリンクのコストを最適化でき、W−経路をマルチホップ無線通信経路に切換えて無線通信を行なう無線通信方式MTH1の有効性は高い。つまり、通信容量が相対的に小さいW−経路を用いて無線WAN基地局10にアクセスするよりも通信容量が相対的に大きいマルチホップ無線通信経路を用いて無線LAN基地局20,30へアクセスし、無線LAN基地局20,30を介して無線WAN基地局10にアクセスする方がリンクのコスト(=リンクの通信数)を相対的に少なくでき、高能率な無線通信を実現できる。
That is, traffic is distributed from a path with a small communication capacity (W-path) to a path with a large communication capacity (multi-hop radio communication path) by the multi-hop wireless communication path, and the cost of the link is improved. Therefore, the cost of the link can be optimized by the multi-hop wireless communication path (the number of paths and the number of hops), and the effectiveness of the wireless communication method MTH1 that performs wireless communication by switching the W-path to the multi-hop wireless communication path is high. That is, the wireless
(無線通信方式MTH2の有効性)
まず、W−経路とL−経路とを同時に利用する場合について説明する。この場合の評価関数は、W−経路のコストとL−経路のコストとの和となる。そして、W−経路のコストは、DW=FW/(CW−FW)であり、L−経路のコストは、DL=FL/(CL−FL)である。但し、FWは、W−経路に振り分けられるトラフィック量であり、FLは、L−経路に振り分けられるトラフィック量である。従って、FW+FL=Fである。
(Effectiveness of wireless communication method MTH2)
First, a case where the W-route and the L-route are used simultaneously will be described. The evaluation function in this case is the sum of the cost of the W-path and the cost of the L-path. The cost of the W -path is D W = F W / (C W −F W ), and the cost of the L -path is D L = F L / (C L −F L ). However, F W is a traffic volume to be distributed to the W- path, F L is a traffic volume to be distributed to the L- path. Therefore, F W + F L = F.
DW,DLをそれぞれトラフィックFW,FLの関数とした場合、DW,DLは、凸関数であるので、それぞれの関数の最適解fW,fLは、次の2つの式を満たす。 When D W and D L are functions of traffic F W and F L , respectively, since D W and DL are convex functions, the optimal solutions f W and f L of the respective functions are expressed by the following two expressions: Meet.
式(9),(10)から最適解fW,fLは、それぞれ、式(11),(12)によって表される。 From equations (9) and (10), the optimum solutions f W and f L are expressed by equations (11) and (12), respectively.
図9は、式(11),(12)によって演算される最適解fW,fLとトラフィックとの関係を示す図である。図9において、横軸は、トラフィックを表し、縦軸は、最適解fW,fLを表す。また、曲線k10は、最適解fLとトラフィックとの関係を示し、直線k11は、最適解fWとトラフィックとの関係を示す。 FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the optimal solutions f W and f L calculated by the equations (11) and (12) and traffic. In FIG. 9, the horizontal axis represents traffic, and the vertical axis represents optimum solutions f W and f L. Curve k10 represents the relationship between the optimal solution f L and traffic, straight k11 represents the relationship between the optimal solution f W and traffic.
図9から分かるように、トラフィック量が少ない場合は、通信容量が大きいL−経路のみを用いることが有利であり、トラフィック量が多くなり、あるしきい値(F≧CW−(CWCL)1/2)を超えると、L−経路と通信容量が小さいW−経路を同時に使用することが有利となる。 As can be seen from FIG. 9, when the traffic volume is small, it is advantageous to use only the L-path having a large communication capacity, the traffic volume increases, and a certain threshold value (F ≧ C W − (C W C If L ) 1/2) is exceeded, it is advantageous to use the L-path and the W-path with a small communication capacity at the same time.
図10は、2つの経路を同時利用する場合の利用形態を示す図である。図10の(a)は、無線WAN端末1が無線WAN基地局10へアクセスするW−経路と無線LAN基地局30へアクセスするL経路とを同時に利用する利用形態を示し、図10の(b)は、無線WAN端末6が無線LAN基地局30へアクセスするL−経路と、無線WAN端末2〜4および無線LAN端末5を介して無線LAN基地局20にアクセスするマルチホップ無線通信経路とを同時に利用する利用形態を示す。
FIG. 10 is a diagram showing a usage pattern when two routes are used simultaneously. FIG. 10A illustrates a usage mode in which the
図9において説明したように、W−経路とL−経路とを同時に利用する利用形態が有利な場合も存在するので、図10の(a)に示す利用形態MOD1と、図10の(b)に示す利用形態MOD2とについて有効性を比較する。 As described with reference to FIG. 9, there are cases where it is advantageous to use the W-route and the L-route at the same time. Therefore, the usage mode MOD1 shown in FIG. 10A and the configuration shown in FIG. The effectiveness is compared with the usage mode MOD2 shown in FIG.
利用形態MOD2において、マルチホップ無線通信経路は、トラフィックを振り分ける1台の無線LAN端末6、(ホップ数−1)台の無線WAN端末2〜4、およびトラフィックの送信元の無線LAN端末6とは異なる無線LANセル60内に存在する無線LAN端末5(受信先のL−経路を有する)を連結して構成される(図10の(b)参照)。
In usage mode MOD2, the multi-hop wireless communication path includes one wireless LAN terminal 6 that distributes traffic, (number of hops-1) wireless WAN terminals 2 to 4, and wireless LAN terminal 6 that is a traffic transmission source. A wireless LAN terminal 5 (having a destination L-path) existing in different
マルチホップ無線通信経路において、同時利用の効果のみを判断するために、マルチホップ無線通信経路は、経路内の無線WAN端末2〜4のトラフィックを転送しないこととした。 In order to determine only the effect of simultaneous use in the multi-hop wireless communication path, the multi-hop wireless communication path does not transfer the traffic of the wireless WAN terminals 2 to 4 in the path.
L−経路とW−経路とを同時に利用した場合、W−経路、L−経路およびマルチホップ無線通信経路のコストは、それぞれ、式(13)〜式(15)によって表される。 When the L-path and the W-path are used at the same time, the costs of the W-path, the L-path, and the multi-hop wireless communication path are expressed by Expression (13) to Expression (15), respectively.
また、L−経路とマルチホップ無線通信経路とを同時に利用した場合、W−経路、L−経路およびマルチホップ無線通信経路のコストは、それぞれ、式(16)〜式(18)によって表される。 Further, when the L-path and the multi-hop wireless communication path are used at the same time, the costs of the W-path, the L-path, and the multi-hop wireless communication path are expressed by Expression (16) to Expression (18), respectively. .
但し、pWは、トラフィックがW−経路に振り分けられる割合であり、pLは、トラフィックがL−経路に振り分けられる割合であり、pTは、トラフィックがマルチホップ無線通信経路に振り分けられる割合である。従って、pW+pL=1、またはpT+pL=1である。 However, p W is the ratio that is allocated to traffic W- route, p L is the ratio that is allocated to traffic L- route, p T is the rate at which traffic is distributed to multi-hop wireless communication path is there. Therefore, p W + p L = 1 or p T + p L = 1.
図11は、2つの経路を同時利用した場合のコストを示す図である。図11において、横軸は、2つの経路を同時利用する場合の無線LAN接続端末数を表し、縦軸は、コストを表す。また、直線k12は、W−経路とL−経路とを同時利用した場合を示し、直線k13〜k16および曲線k17は、L−経路とマルチホップ無線通信経路との同時利用において、ホップ数がそれぞれ1ホップ、2ホップ、4ホップ、8ホップおよび16ホップである場合を示す。 FIG. 11 is a diagram illustrating the cost when two routes are used simultaneously. In FIG. 11, the horizontal axis represents the number of wireless LAN connection terminals when two routes are used simultaneously, and the vertical axis represents the cost. A straight line k12 indicates a case where the W-route and the L-route are simultaneously used. A straight line k13 to k16 and a curve k17 indicate the number of hops in the simultaneous use of the L-route and the multi-hop wireless communication route. The case of 1 hop, 2 hops, 4 hops, 8 hops and 16 hops is shown.
なお、図11は、L−経路のトラフィック量の0.0009(L−経路とW−経路との同時利用においてコスト減少が可能な分配割合)をW−経路またはマルチホップ無線通信経路に振り分けた場合のコスト変動を示す。また、トラフィック量は、全無線LAN端末の半数において、5.2Mbpsとし、その他の端末においては、0.01Mbpsとした。 In addition, FIG. 11 distributes 0.0009 of the traffic amount of the L-path (the distribution ratio capable of reducing the cost in the simultaneous use of the L-path and the W-path) to the W-path or the multi-hop wireless communication path. Shows cost fluctuations. The traffic volume was 5.2 Mbps for half of all wireless LAN terminals, and 0.01 Mbps for other terminals.
図11に示す結果から、いずれのホップ数においても、W−経路とL−経路とを同時利用するよりも、L−経路とマルチホップ無線通信経路とを同時利用した方が小さいコストが得られる。 From the results shown in FIG. 11, in any number of hops, it is possible to obtain a lower cost by using the L-path and the multi-hop wireless communication path simultaneously than using the W-path and the L-path simultaneously. .
図12は、2つの経路を同時利用した場合のコストを示す他の図である。図12において、横軸は、2つの経路を同時利用する場合の無線LAN接続端末数を表し、縦軸は、コストを表す。また、直線k18〜k20および曲線k21,k22は、L−経路とマルチホップ無線通信経路との同時利用において、ホップ数がそれぞれ1ホップ、2ホップ、4ホップ、8ホップおよび16ホップである場合を示す。 FIG. 12 is another diagram showing the cost when two routes are used simultaneously. In FIG. 12, the horizontal axis represents the number of wireless LAN connection terminals when two routes are used simultaneously, and the vertical axis represents cost. The straight lines k18 to k20 and the curves k21 and k22 indicate the cases where the number of hops is 1 hop, 2 hops, 4 hops, 8 hops, and 16 hops in the simultaneous use of the L-path and the multi-hop wireless communication path, respectively. Show.
なお、図12は、L−経路のトラフィックの0.95をマルチホップ無線通信経路へ振り分けた場合のコスト変動を示す。 FIG. 12 shows the cost fluctuation when 0.95 of the L-path traffic is distributed to the multi-hop wireless communication path.
図12に示す結果から、マルチホップ無線通信経路において、ホップ数が増加すると、マルチホップの遅延が増大し、コストが増加に転じる(曲線k21,k22参照)。また、上述したように、トラフィックの分配にもトラフィック量に応じた最適な量が存在する。 From the results shown in FIG. 12, when the number of hops increases in the multi-hop wireless communication path, the multi-hop delay increases and the cost starts to increase (see curves k21 and k22). Further, as described above, there is an optimum amount for traffic distribution according to the traffic amount.
従って、L−経路とマルチホップ無線通信経路とを同時に利用する場合、マルチホップ無線通信経路においてトラフィック分配を制御し、コストを最適化することが重要である。 Therefore, when using the L-path and the multi-hop wireless communication path at the same time, it is important to control traffic distribution and optimize the cost in the multi-hop wireless communication path.
以上より、2つの経路を同時利用する場合、L−経路とマルチホップ無線通信経路とを同時利用することが有効である。つまり、無線通信方式MTH2の有効性が検証された。 From the above, when two paths are used simultaneously, it is effective to use the L-path and the multi-hop wireless communication path simultaneously. That is, the effectiveness of the wireless communication method MTH2 was verified.
上述したように、無線通信方式MTH1,MTH2の有効性が検証されたので、この発明においては、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々は、無線通信方式MTH1,MTH2を用いて所望の基地局にアクセスする。
As described above, since the effectiveness of the wireless communication systems MTH1 and MTH2 has been verified, in the present invention, each of the
従って、経路制御局40は、無線通信ネットワークシステム100のトポロジーおよび無線通信状況(トラフィック発生率)に基づいて、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々がマルチホップ無線通信を用いない場合の無線通信ネットワークシステム100全体の総コストG0(=総待機トラフィック数)と、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々がW−経路からマルチホップ無線通信による経路へ切換えた場合のホップ数および経路数に応じた無線通信ネットワークシステム100全体の総コストG1(Hop,ux)の最小値G1(=第1の最小トラフィック数)と、L−経路とマルチホップ無線通信による経路とを同時に使用した場合のホップ数、経路数およびトラフィック分配率に応じた無線通信ネットワークシステム100全体の総コストG2(Hop,ux,p)の最小値G2(=第2の最小トラフィック数)とを演算する。
Therefore, the
そして、経路制御局40は、その演算した総コストG0および最小値G1,G2を相互に比較し、G1<G0、かつ、G1<G2であるとき、マルチホップ無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成して無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6へ送信する。この場合、無線通信の通信形態は、図6の(b)に示す通信形態である。また、経路制御局40は、G2<G0、かつ、G2<G1であるとき、L−経路およびマルチホップ無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報と、この同時に使用される2つの経路へのトラフィック分配率とを生成して無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6へ送信する。この場合、無線通信の通信形態は、図10の(b)に示す通信形態である。
Then, the
なお、経路制御局40は、上述した式(6)〜(8)にux=0を代入して演算したDW,DL,DTの総和としてG0を演算する。また、経路制御局40は、式(6)〜(8)にux≠0を代入して演算したDW,DL,DTの総和の最小値としてG1を演算する。更に、経路制御局40は、式(16)〜(18)によって演算されるDW,DL,DTの総和の最小値としてG2を演算する。
The path control
図13は、無線通信ネットワークシステム100における無線通信の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図13に示すフローチャートにおいては、無線WAN端末2または無線LAN端末6が無線WAN基地局10にアクセスする場合を例として説明する。
FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of wireless communication in the wireless
一連の動作が開始されると、経路制御局40は、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の隣接端末リストおよびトラフィック発生率を無線WAN基地局10または無線LAN基地局20,30を介して収集する(ステップS1)。
When a series of operations is started, the
そして、経路制御局40は、上述した方法によって、マルチホップ無線通信を用いない場合の無線通信ネットワークシステム100全体の総コストG0を演算する(ステップS2)。
Then, the
その後、経路制御局40は、上述した方法によって、W−経路からマルチホップ無線通信を行なうための経路へ切換えた場合のホップ数および経路数に応じた無線通信ネットワークシステム100全体の総コストG1(Hop,ux)の最小値G1を演算する(ステップS3)。
Thereafter, the
引き続いて、経路制御局40は、上述した方法によって、L−経路とマルチホップ無線通信を行なうための経路とを同時に使用した場合のホップ数、経路数およびトラフィック分配率に応じた無線通信ネットワークシステム100全体の総コストG2(Hop,ux,p)の最小値G2を演算する(ステップS4)。
Subsequently, the
そうすると、経路制御局40は、G1<G0、かつ、G1<G2であるか否かを判定し(ステップS5)、G1<G0、かつ、G1<G2が成立しないとき、G2<G0、かつ、G2<G1であるか否かを更に判定する(ステップS6)。
Then, path control station 40, G 1 <G 0 and, it is determined whether or not G 1 <G 2 (step S5), G 1 <G 0 , and
そして、ステップS6において、G2<G0、かつ、G2<G1であると判定されたとき、経路制御局40は、L−経路およびマルチホップ無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報と、トラフィック分配率とを無線WAN基地局10を介して無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6へ送信する(ステップS7)。
When it is determined in step S6 that G 2 <G 0 and G 2 <G 1 , the
無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6のコントローラ16は、無線WAN基地局10からL−経路およびマルチホップ無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報と、トラフィック分配率とを受信し、その受信した経路選択情報およびトラフィック分配率をスイッチング手段15へ送信する。
The
スイッチング手段15は、コントローラ16から経路選択情報およびトラフィック分配率を受信し、その受信したトラフィック分配率に基づいて、経路選択情報によって示されるL−経路およびマルチホップ無線通信を行なうための経路にトラフィックを分配し、その分配したトラフィックで無線通信を行なうように無線モジュール12〜14を統合的に制御する。より具体的には、スイッチング手段15は、無線通信を停止するように無線モジュール12を制御し、L−経路による無線通信を行なうように無線モジュール13を制御し、マルチホップ無線通信を行なうように無線モジュール14を制御する。
The switching means 15 receives the route selection information and the traffic distribution ratio from the
これによって、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々は、L−経路およびマルチホップ無線通信を行なう経路を同時に使用して無線WAN基地局10へアクセスする。
Thereby, each of the
一方、ステップS6において、G2<G0、かつ、G2<G1が成立しないと判定されたとき、一連の動作は終了する。 On the other hand, when it is determined in step S6 that G 2 <G 0 and G 2 <G 1 are not satisfied, the series of operations ends.
また、ステップS5において、G1<G0、かつ、G1<G2であると判定されたとき、経路制御局40は、W−経路から切換えて使用するマルチホップ無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成し、その生成した経路選択情報を無線WAN基地局10を介して無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6へ送信する(ステップS8)。
Further, when it is determined in step S5 that G 1 <G 0 and G 1 <G 2 , the
無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6のコントローラ16は、無線WAN基地局10からW−経路から切換えて使用するマルチホップ無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を受信し、その受信した経路選択情報をスイッチング手段15へ送信する。
The
スイッチング手段15は、コントローラ16から経路選択情報を受信し、その受信した経路選択情報によって示されるマルチホップ無線通信を行なうための経路を用いて無線通信を行なうように無線モジュール12〜14を統合的に制御する。より具体的には、スイッチング手段15は、無線通信を停止するように無線モジュール12,13を制御し、マルチホップ無線通信を行なうように無線モジュール14を制御する。
The switching
これによって、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々は、W−経路を用いた無線通信をマルチホップ無線通信に切換えて無線WAN基地局10へアクセスする。
Accordingly, each of the
そして、ステップS6において“NO”と判定されたとき、またはステップS7の後、またはステップS8の後、一連の動作は終了する。 When it is determined “NO” in step S6, or after step S7 or after step S8, the series of operations ends.
図13に示すフローチャートにおいて、最小値G1は、上述した無線通信方式MTH1における総コストの最小値であり、最小値G2は、上述した無線通信方式MTH2における総コストの最小値である。そして、無線通信方式MTH1,MTH2は、W−経路による無線通信よりも総コストが小さくなる通信方式である。 In the flowchart shown in FIG. 13, the minimum value G1 is the minimum value of the total cost in the above-described wireless communication method MTH1, and the minimum value G2 is the minimum value of the total cost in the above-described wireless communication method MTH2. The wireless communication methods MTH1 and MTH2 are communication methods that have a lower total cost than wireless communication using the W-path.
従って、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々が所望の基地局へアクセスする場合、直接通信によって所望の基地局へアクセスするよりも無線通信方式MTH1またはMTH2によって所望の基地局へアクセスする方が、総コストが小さくなることを確認するために、ステップS5およびS6に示す判定を行なうことにしたものである。
Therefore, when each of the
また、ステップS7,S8において、経路制御局40が、それぞれ、無線通信方式MTH2,MTH1によって無線通信を行なうための経路情報を無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6へ送信することによって、無線WAN端末2等が無線WAN基地局10への無線通信が混んでいるために無線WAN基地局10へ、直接、アクセスできない場合でも、無線WAN端末3,4および無線LAN端末5を介したマルチホップ無線通信によって、無線WAN基地局10へ高能率でアクセスできる。
Further, in steps S7 and S8, the
そして、図13に示すフローチャートに従えば、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々は、所望の基地局にアクセスする場合、無線通信方式MTH1,MTH2によって所望の基地局にアクセスするので、この発明における経路制御局40は、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の相互間、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6と無線WAN基地局10との間、および無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6と無線LAN基地局20,30との間におけるコスト(=待機トラフィック数)が相対的に少なくなるように、無線WANシステム、無線LANシステムおよびマルチホップ無線システムから少なくとも1つの無線システムを選択し、その選択した少なくとも1つの無線システムによる無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成して無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6へ送信する。
Then, according to the flowchart shown in FIG. 13, when each of the
この場合、経路制御局40は、好ましくは、少なくともマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成して無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6へ送信する。
In this case, the
また、ステップS7においては、経路制御局40は、無線WANシステムおよび無線LANシステムのうち、無線通信領域が相対的に狭い無線LANシステムと、マルチホップ無線システムとの両方を併用して無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成して無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6へ送信する。
In step S7, the
更に、ステップS7においては、経路制御局40は、無線WANシステムおよび無線LANシステムのうち、通信速度が相対的に速い無線LANシステムと、マルチホップ無線システムとの両方を併用して無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成して無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6へ送信する。
Furthermore, in step S7, the
更に、ステップS8においては、経路制御局40は、無線WANシステムおよび無線LANシステムのうち、無線通信領域が相対的に広い無線WANシステムをマルチホップ無線システムに切換えて無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成して無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6へ送信する。
Further, in step S8, the
更に、ステップS8においては、経路制御局40は、無線WANシステムおよび無線LANシステムのうち、通信速度が相対的に遅い無線WANシステムをマルチホップ無線システムに切換えて無線通信を行なうための経路を示す経路選択情報を生成して無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6へ送信する。
Further, in step S8, the
なお、上記においては、通信領域が異なる無線システムとして無線WANシステムおよび無線LANシステムを示したが、この発明においては、無線WANシステムおよび無線LANシステムに加えて無線MAN(Metropolitan Area Network)システムおよび無線PAN(Personal Area Network)システムを使用してもよく、無線WANシステム、無線MANシステム、無線LANシステムおよび無線MANシステムから選択された2以上の無線システムを使用するようにしてもよい。 In the above description, the wireless WAN system and the wireless LAN system are shown as wireless systems having different communication areas. However, in the present invention, in addition to the wireless WAN system and the wireless LAN system, a wireless MAN (Metropolitan Area Network) system and a wireless system are used. A PAN (Personal Area Network) system may be used, and two or more wireless systems selected from a wireless WAN system, a wireless MAN system, a wireless LAN system, and a wireless MAN system may be used.
また、この発明においては、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々は、IEEE802.15xおよびIEEE802.20の規格に従って無線通信を行なう無線モジュールを備えていてもよい。
In the present invention, each of the
更に、上記においては、経路制御局40は、無線WAN基地局10および無線LAN基地局20,30とは独立に存在すると説明したが、この発明においては、これに限らず、経路制御局40は、無線WAN基地局10または無線LAN基地局20,30に内蔵されていてもよい。
Furthermore, in the above description, the
更に、この発明においては、図13に示すフローチャートの各ステップの動作を経路制御局40および無線WAN端末1〜4が分担するようにしてもよく、図13に示すフローチャートの各ステップの動作を経路制御局40および無線LAN端末5,6が分担するようにしてもよい。
Furthermore, in the present invention, the operation of each step of the flowchart shown in FIG. 13 may be shared by the
この発明においては、無線WAN基地局10および無線LAN基地局20,30は、「複数の基地局」を構成する。
In the present invention, the wireless
また、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6は、「複数の無線装置」を構成する。
The
更に、無線モジュール12および13は、「複数の無線モジュール」を構成する。
Further, the
更に、無線モジュール14は、「マルチホップ無線モジュール」を構成する。
Further, the
更に、スイッチング手段15は、「制御モジュール」を構成する。 Further, the switching means 15 constitutes a “control module”.
更に、L−経路は、「無線通信領域が相対的に狭い無線LANシステムによる無線通信を行なうための経路」を構成する。 Further, the L-route constitutes a “route for performing wireless communication by a wireless LAN system having a relatively narrow wireless communication area”.
更に、L−経路は、「通信速度が相対的に速い無線LANシステムによる無線通信を行なうための経路」を構成する。 Furthermore, the L-path constitutes a “path for performing wireless communication by a wireless LAN system having a relatively high communication speed”.
更に、無線WANシステム、無線MANシステム、無線LANシステムおよび無線PANシステムは、「複数の無線システム」を構成する。 Further, the wireless WAN system, the wireless MAN system, the wireless LAN system, and the wireless PAN system constitute “a plurality of wireless systems”.
更に、経路制御局40は、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6(=複数の無線装置)における待機トラフィック数が相対的に少なくなるように複数の無線システムおよびマルチホップ無線システムから少なくとも1つの無線システムを選択するとともに、その選択した少なくとも1つの無線システムによる無線通信を行なうための経路を決定し、その決定した経路によって少なくとも1つの基地局(無線WAN基地局10および無線LAN基地局20,30のいずれか)にアクセスするように複数の無線装置を制御する制御手段を搭載する。
Further, the
[実施の形態2]
図14は、実施の形態2による無線通信ネットワークシステムの概略図である。実施の形態2による無線通信ネットワークシステム100Aは、図1に示す無線通信ネットワークシステム100の経路制御局40および有線ケーブル44を削除し、無線WAN端末1〜4、無線LAN端末5,6、無線WAN基地局10、および無線LAN基地局20,30をそれぞれ無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6A、無線WAN基地局10A、および無線LAN基地局20A,30Aに代えたものであり、その他は、無線通信ネットワークシステム100と同じである。
[Embodiment 2]
FIG. 14 is a schematic diagram of a wireless communication network system according to the second embodiment. The wireless
無線LAN端末5A,6Aは、無線LANシステムによってそれぞれ無線LAN基地局20A,30Aにアクセスする。無線WAN端末1A〜4Aは、無線WANシステムによって無線WAN基地局10Aに独立にアクセスする。
The
無線WAN基地局10Aおよび無線LAN基地局20A,30Aは、それぞれ、有線ケーブル41〜43によってインターネット等のネットワーク50に接続される。
The wireless
無線WAN端末1A〜4Aおよび無線LAN端末5A,6Aの各々は、無線WAN基地局10Aからの指示に応じて、一定期間内において自己における経路の最小コストを演算し、その演算した最小コストを無線通信ネットワークシステム100A内でフラッディングする。なお、「フラッディング」とは、無線通信ネットワークシステム100Aの無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6A、無線WAN基地局10Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの全てにパケット等を送信することを言う。
Each of the wireless WAN terminals 1A to 4A and the
無線WAN端末1A〜4Aおよび無線LAN端末5A,6Aは、その他、それぞれ、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6と同じ機能を果たす。
The wireless WAN terminals 1A to 4A and the
無線WAN基地局10Aは、有線ケーブル41、ネットワーク50および有線ケーブル42,43を介して無線LAN基地局20A,30Aから隣接端末リストおよびトラフィック発生率を受信し、その受信した隣接端末リストおよびトラフィック発生率に基づいて、無線通信ネットワークシステム100Aにおける無線WAN端末1A〜4Aおよび無線LAN端末5A,6Aのトポロジーを作成する。そして、無線WAN基地局10Aは、その作成したトポロジーと、受信したトラフィック発生率とに基づいて、後述する方法によって、無線WAN端末1A〜4Aおよび無線LAN端末5A,6Aにおけるコストが最小になる無線通信方式を選択し、その選択した無線通信方式を無線WAN端末1A〜4Aおよび無線LAN端末5A,6Aへ出力する。
The wireless
また、無線WAN基地局10Aは、無線WAN端末1A〜4Aおよび無線LAN端末5A,6Aにおけるコストが最小になる無線通信方式としてマルチホップ無線通信システムによる無線通信方式を少なくとも選択したとき、マルチホップ無線通信システムによる無線通信を行なうための経路を探索するように無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6A、および無線LAN基地局20A,30Aへ指示を送信する。
When the wireless
無線LAN基地局20A,30Aは、無線WAN端末1A〜4Aおよび無線LAN端末5A,6Aから隣接端末リストおよびトラフィック発生率を受信し、その受信した隣接端末リストおよびトラフィック発生率をそれぞれ有線ケーブル42,43、ネットワーク50および有線ケーブル41を介して無線WAN基地局10Aへ送信する。また、無線LAN基地局20A,30Aは、その他、無線LAN基地局20A,30と同じ機能を有する。
The wireless
なお、無線通信ネットワークシステム100Aは、図1に示す無線通信ネットワークシステム100と同じ特徴を有する。
The wireless
図15は、図14に示す無線WAN端末1Aの構成を示す概略ブロック図である。無線WAN端末1Aは、図2に示す無線WAN端末1に探索モジュール18を追加したものであり、その他は、無線WAN端末1と同じである。
FIG. 15 is a schematic block diagram showing the configuration of the wireless WAN terminal 1A shown in FIG. The
探索モジュール18は、バスBSによってスイッチング手段15、コントローラ16およびアプリケーションプロセッサ17と相互に接続されるとともに、アンテナ11にも接続される。
The
探索モジュール18は、アンテナ11を介して無線WAN基地局10Aから経路探索の指示を受信し、その受信した経路探索の指示に応じて、後述する方法によって、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索する。
The
なお、無線WAN端末2A〜4Aおよび無線LAN端末5A,6Aの各々は、図15に示す無線WAN端末1Aの構成と同じ構成からなる。
Each of the wireless WAN terminals 2A to 4A and the
図16は、図14に示す無線WAN基地局10Aの一部の構成を示す概略図である。無線WAN基地局10Aは、図3に示す無線WAN基地局10のコントローラ16をコントローラ16Aに代えたものであり、その他は、無線WAN基地局10と同じである。
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a partial configuration of the wireless
コントローラ16Aは、実施の形態1における経路制御局40と同じ方法によってG0,G1,G2を演算する。そして、コントローラ16Aは、G1<G0、かつ、G1<G2であるか否かを判定し、G1<G0、かつ、G1<G2が成立しないとき、G2<G0、かつ、G2<G1であるか否かを更に判定する。
The
コントローラ16Aは、G2<G0、かつ、G2<G1であると判定したとき、無線LANシステムおよびマルチホップ無線システムを選択し、無線LANシステムおよびマルチホップ無線システムを選択したことを示すパケットPKT_MT1をスイッチング手段15、無線モジュール12およびアンテナ11を介して無線WAN端末1A〜4Aおよび無線LAN端末5A,6Aへ送信する。
When it is determined that G 2 <G 0 and G 2 <G 1 , the
また、コントローラ16Aは、G1<G0、かつ、G1<G2であると判定したとき、マルチホップ無線システムを選択し、マルチホップ無線システムを選択したことを示すパケットPKT_MT1をスイッチング手段15、無線モジュール12およびアンテナ11を介して無線WAN端末1A〜4Aおよび無線LAN端末5A,6Aへ送信する。
Further, when the
更に、コントローラ16Aは、マルチホップ無線システムを少なくとも選択したとき、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路の探索を指示する経路探索指示を無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aへ送信する。
Furthermore, when the
図17は、図14に示す無線LAN基地局20Aの構成を示す概略図である。無線LAN基地局20Aは、図3に示す無線WAN基地局10に探索モジュール18を追加したものであり、その他は、無線WAN基地局10の構成と同じである。
FIG. 17 is a schematic diagram showing the configuration of the wireless
探索モジュール18は、図15に示す無線WAN端末1Aの探索モジュール18と同じ機能を果たす。
The
なお、無線LAN基地局30Aも、図17に示す無線LAN基地局20Aの構成と同じ構成からなる。
The wireless
実施の形態1においては、無線通信ネットワークシステム100において、無線WAN端末1〜4および無線LAN端末5,6の各々は、無線通信方式MTH1,MTH2のいずれかの無線通信方式によって無線通信を行なうことにより、所望の基地局(無線WAN基地局10および無線LAN基地局20,30の少なくとも1つ)に高能率にアクセスできることを説明した。
In the first embodiment, in the wireless
従って、実施の形態2においても、無線WAN端末1A〜4Aおよび無線LAN端末5A,6Aの各々は、無線通信方式MTH1,MTH2のいずれかの無線通信方式によって無線通信を行なう。即ち、無線WAN端末1A〜4Aおよび無線LAN端末5A,6Aの各々は、少なくともマルチホップ無線システムによって無線通信を行なう。
Therefore, also in the second embodiment, each of the wireless WAN terminals 1A to 4A and the
図18は、8ホップの場合における通信遅延時間とスループットとの関係を示す図である。図18において、縦軸は、通信遅延時間を表し、横軸は、スループットを表す。また、曲線k23〜k28は、それぞれ、経路数が10個、30個、60個、70個、82個および98個の場合における通信遅延時間とスループットとの関係を示す。 FIG. 18 is a diagram illustrating the relationship between communication delay time and throughput in the case of 8 hops. In FIG. 18, the vertical axis represents the communication delay time, and the horizontal axis represents the throughput. Curves k23 to k28 show the relationship between the communication delay time and the throughput when the number of paths is 10, 30, 60, 70, 82, and 98, respectively.
図18に示す結果から、ホップ数が“8”であるマルチホップ無線通信において、経路数が増加するに伴って通信遅延時間が低下し、かつ、スループットが向上することが解る。ホップ数が“8”であるマルチホップ無線通信におけるリンクコストは、図7の曲線k4に示すように、少なくなる。従って、リンクコストが少ない経路構成(=8ホップのマルチホップ)は、無線通信ネットワークシステム100A全体の通信遅延時間を抑制しつつ、スループットを向上させる。
From the results shown in FIG. 18, it can be seen that in multi-hop wireless communication with the number of hops being “8”, the communication delay time decreases and the throughput improves as the number of routes increases. The link cost in the multi-hop wireless communication with the number of hops “8” decreases as shown by a curve k4 in FIG. Therefore, a path configuration with a low link cost (= 8 hop multi-hop) improves the throughput while suppressing the communication delay time of the entire wireless
このように、マルチホップ無線システムによる無線通信は、無線通信ネットワークシステム100A全体において、通信遅延時間を抑制し、スループットを向上させるために有効である。
As described above, the wireless communication by the multi-hop wireless system is effective for suppressing the communication delay time and improving the throughput in the entire wireless
そこで、次に、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々がマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうときの経路を探索する方法について説明する。
Accordingly, a method for searching for a route when each of the wireless WAN terminals 1A to 4A, the
マルチホップ無線システムによる無線通信における経路の探索においては、無線通信ネットワークシステム100A全体の通信遅延時間の抑制と、スループットの向上とを図るために、マルチホップ無線システムによる無線通信に関与する複数の無線装置(=無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aから選択された複数の無線装置)における複数の経路コストの総和が最小になるように経路が探索される。なお、この経路コストは、各無線装置が隣接する無線装置と無線通信を行なうための経路におけるトラフィック数である。
In searching for a route in wireless communication by a multi-hop wireless system, a plurality of wireless devices involved in wireless communication by the multi-hop wireless system are used in order to suppress communication delay time of the entire wireless
各経路コストは、式(1)によって求められるが、この式(1)は、時間に非依存(計測時間が無限大)である定常状態における経路コストを求める式である。そこで、実施の形態2においては、随時、変化する無線通信環境に適応するようにマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうために、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を小さな時間間隔Δtにおいて探索する。 Each route cost is obtained by the equation (1). This equation (1) is an equation for obtaining a route cost in a steady state that is independent of time (measurement time is infinite). Therefore, in the second embodiment, in order to perform wireless communication using a multihop wireless system so as to adapt to a changing wireless communication environment, a route for performing wireless communication using a multihop wireless system is set to a small time interval Δt. Search in.
各リンクの待機トラフィック数は、時間Δtの関数として次の2つの式によって表される。 The number of waiting traffic for each link is represented by the following two equations as a function of time Δt.
なお、Pn(t+2Δt)は、期間[t+Δt,t+2Δt]における待機トラフィック数がnである確率であり、Pn(t+Δt)は、期間[t,t+Δt]における待機トラフィック数がnである確率であり、F(t+Δt)は、期間[t,t+Δt]におけるトラフィック到着率であり、C(t+Δt)は、期間[t,t+Δt]における通信レートである。 Note that P n (t + 2Δt) is the probability that the number of waiting traffics in the period [t + Δt, t + 2Δt] is n, and P n (t + Δt) is the probability that the number of waiting traffics in the period [t, t + Δt] is n. Yes, F (t + Δt) is the traffic arrival rate in the period [t, t + Δt], and C (t + Δt) is the communication rate in the period [t, t + Δt].
そして、式(19)および式(20)を展開すると、次式が得られる。 Then, when the formula (19) and the formula (20) are expanded, the following formula is obtained.
式(21)から、リンクの待機トラフィック数の期待値は、期間[t,t+Δt]におけるトラフィック到着率と送信レートとの比および期間[t,t+Δt]におけるリンクの待機トラフィック数から求まることが解る。即ち、リンクコストは、次式によって求められる。 From equation (21), it can be seen that the expected value of the number of waiting traffic on the link is obtained from the ratio of the traffic arrival rate to the transmission rate in the period [t, t + Δt] and the number of waiting traffic on the link in the period [t, t + Δt]. . That is, the link cost is obtained by the following equation.
但し、Q(t+Δt)は、期間[t,t+Δt]におけるリンクの待機トラフィック数の平均値である。 However, Q (t + Δt) is an average value of the number of standby traffics on the link in the period [t, t + Δt].
無線WAN基地局10Aのコントローラ16Aは、経路コストの初期値を生成してフッラディングするように無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aに指示する。
The
そして、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々を端末dとすると、端末dの探索モジュール18は、無線WAN基地局10Aからの指示に応じて、自己宛の経路コストDd d=0を初期値として生成し、その生成した経路コストDd d=0を近傍の端末sへ送信する。
Then, assuming that each of the wireless WAN terminals 1A to 4A, the
端末sの探索モジュール18は、端末dから経路コストDd d=0を受信すると、その受信した経路コストDd d=0を用いて、次式によって端末sの経路コストのうちコストが最小になる経路コストDd sを演算する。
Upon receiving the route cost D d d = 0 from the terminal d, the
但し、N(s)は、無線通信ネットワークシステム100Aにおける端末および基地局の近傍端末集合であり、dsmは、端末sと近傍端末mとの間のリンクコストである。また、式(23)は、式(19)および式(20)に示す一定時間Δtにおける待機トラフィック数に基づいて導かれる式であるので、式(23)における経路コストDd sは、定常状態における経路コストではなく、短期間Δtにおける経路コストである。
Here, N (s) is a set of neighboring terminals of the terminal and the base station in the wireless
端末sの探索モジュール18は、初期値Dd d=0を受信すると、式(22)を用いてdsmを演算し、その演算したdsmを式(23)に代入し、初期値Dd d=0を式(23)のDd mに代入して経路コストDd sを演算する。そして、端末sの探索モジュール18は、式(23)を用いて演算した少なくとも1つの経路コストDd sのうち最小である経路コストをフッラディングする。
When the
また、端末sの探索モジュール18は、初期値Dd d=0を用いて経路コストDd sを演算した後、近傍端末mから経路コストDd sを受信すると、その受信した経路コストDd sを式(23)に代入して経路コストDd sを新たに演算する。そして、端末sの探索モジュール18は、式(23)を用いて新たに演算した少なくとも1つの経路コストDd sのうち最小である経路コストをフッラディングする。
Also, the
即ち、端末sの探索モジュール18は、探索時間が一定期間ΔTに達するまで式(23)によって少なくとも1つの経路コストDd sを繰り返し演算し、その演算した少なくとも1つの経路コストDd sから最小である経路コストを選択してフッラディングすることを繰り返し行なう。これによって、最小の経路コストが繰り返し更新される。従って、端末sの探索モジュール18は、探索時間が一定期間Δtに達するまで最小の経路コストを繰り返し更新する。
That is, the
そして、一定期間ΔTが経過した時点で最小である経路コストを有する経路がマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路として決定される。 Then, a route having a minimum route cost when a certain period ΔT has elapsed is determined as a route for performing wireless communication by the multi-hop wireless system.
無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々の探索モジュール18は、上述した方法によって、一定期間ΔTにおいてマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索する。
The
マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路の探索においては、無線WAN基地局10Aのコントローラ16Aは、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々においてマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索するときの経路コストの上限値、最小の経路コストの更新回数および一定期間ΔTを無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの探索モジュール18へ送信する。
In searching for a route for performing wireless communication by the multi-hop wireless system, the
経路コストの上限値は、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々の探索モジュール18が上限値を超える経路コストを破棄するために用いられる。また、一定期間ΔTは、無線通信ネットワークシステム100Aにおける無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの個数に応じて設定された値からなる。そして、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの個数が相対的に多い場合、一定期間ΔTは、相対的に短い値に設定され、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの個数が相対的に少ない場合、一定期間ΔTは、相対的に長い値に設定される。
The upper limit value of the route cost is used by the
無線WAN基地局10Aは、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの電源のオン/オフを検知することにより、無線WANセル80内に存在する無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの個数を検知する。従って、無線WAN基地局10Aは、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの個数に応じて一定期間ΔTを容易に設定できる。
The wireless
図19は、無線通信ネットワークシステム100Aにおいて待機トラフィック数が相対的に少なくなる無線システムを選択する動作を説明するためのフローチャートである。図9に示すフローチャートは、図13に示すフローチャートのステップS7,S8をそれぞれステップS7A,S8Aに代えたものであり、その他は、図13に示すフローチャートと同じである。
FIG. 19 is a flowchart for explaining an operation of selecting a wireless system in which the number of standby traffic is relatively small in the wireless
無線WAN基地局10Aのコントローラ16Aは、実施の形態1において説明したステップS1〜ステップS6を実行し、ステップS6において、G2<G0、かつ、G2<G1であると判定すると、無線LANシステムおよびマルチホップ無線システムを選択し(ステップS7A)、無線LANシステムおよびマルチホップ無線システムを選択したことを無線モジュール12を介して無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aへ送信する。
When the
また、無線WAN基地局10Aのコントローラ16Aは、ステップS5において、G1<G0、かつ、G1<G2であると判定すると、マルチホップ無線システムを選択し(ステップS8A)、マルチホップ無線システムを選択したことを無線モジュール12を介して無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20AA,30Aへ送信する。これにより、一連の動作は、終了する。
If the
このように、実施の形態2においては、無線WAN基地局10Aは、無線WAN端末1A〜4Aおよび無線LAN端末5A,6Aのトポロジーおよび無線WAN端末1A〜4Aおよび無線LA端末5A,6Aの各々におけるトラフィック発生率に基づいて、総コストG0,G1,G2を演算し、その演算した総コストG0,G1,G2に基づいて、無線WAN端末1A〜4Aおよび無線LAN端末5A,6Aにおける待機トラフィック数が相対的に少なくなる無線システムとしてマルチホップ無線システムを少なくとも選択する。
As described above, in the second embodiment, the wireless
図20は、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なう経路を探索する動作を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、無線WAN基地局10Aのコントローラ16Aは、経路コストの初期値Dd d=0を生成し、その生成した初期値Dd d=0をフッラディングするための指示DIRを無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aへ送信する(ステップS11)。
FIG. 20 is a flowchart for explaining an operation of searching for a route for performing wireless communication by the multihop wireless system. When a series of operation is started, the
無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々において、探索モジュール18は、アンテナ11を介して、指示DIRを受信し、その受信した指示DIRに応じて、経路コストの初期値Dd d=0を生成し、その生成した初期値Dd d=0をアンテナ11を介してフラッディングする(ステップS12)。
In each of the wireless WAN terminals 1A to 4A, the
その後、初期値Dd d=0を受信した端末または基地局(無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々)の探索モジュール18は、初期値Dd d=0を式(23)に代入して自己が搭載された端末または基地局の少なくとも1つの経路コストDd s1を演算し、その演算した少なくとも1つの経路コストDd s1から最小の経路コストDd s1_minを検出する(ステップS13)。
After that, the
そして、初期値Dd d=0を受信した端末または基地局(無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々)の探索モジュール18は、検出した最小の経路コストDd s1_minをアンテナ11を介してフッラディングする(ステップS14)。
Then, the
その後、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々の探索モジュール18は、各端末または各基地局における経過時間tをt=0に設定し(ステップS15)、経過時間tが一定時間Δt以上に達したか否かを判定する(ステップS16)。
Thereafter, the
そして、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々の探索モジュール18は、ステップS16において、経過時間tが一定時間Δt以上に達したと判定したとき、式(22)を用いてリンクコストdijを再計算し(ステップS17)、経路時間tをt=0に設定する(ステップS18)。このように、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々の探索モジュール18は、一定時間Δtの経過後に、その一定時間Δtにおけるトラフィック到着率F(t+Δt)、送信レートC(t+Δt)および待機トラフィック数Q(t+Δt)を用いてリンクコストdijを再計算する。その後、一連の動作は、ステップS20へ移行する。
When each of the
一方、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々の探索モジュール18は、ステップS16において、経過時間tが一定時間Δt以上に達していないと判定したとき、経路コストDd sを受信したか否かを更に判定する(ステップS19)。ステップS19において、経路コストDd sを受信しなかったと判定されたとき、一連の動作は、ステップS23へ移行する。
On the other hand, each
一方、ステップS19において、経路コストDd sを受信したと判定されたとき、またはステップS18の後、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々の探索モジュール18は、他の端末または他の基地局から受信した最小の経路コストDd s1_minを式(23)のDd mに代入して少なくとも1つの経路コストDd s2を演算し、その演算した少なくとも1つの経路コストDd s2から最小の経路コストDd s2_minを検出する(ステップS20)。
On the other hand, when it is determined in step S19 that the path cost D d s has been received, or after step S18, each of the wireless WAN terminals 1A to 4A, the
その後、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々の探索モジュール18は、検出した最小の経路コストDd s2_minによって自己が搭載された端末または基地局における最小の経路コストを更新し(ステップS21)、その更新した最小の経路コストDd s2_minをアンテナ11を介してフッラディングする(ステップS22)。
Thereafter, each of the
そして、ステップS19において経路コストを受信しなかったと判定されたとき、またはステップS22の後、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々の探索モジュール18は、探索時間が一定期間ΔT以上に達したか否かを判定する(ステップS23)。なお、一定期間ΔTは、無線通信ネットワークシステム100A全体における経路の探索時間を規定する時間である。
When it is determined in step S19 that the route cost has not been received, or after step S22, the
ステップS23において、探索時間が一定期間ΔT以上に達していないと判定されたとき、一連の動作は、ステップS16へ戻り、ステップS23において、探索時間が一定期間ΔT以上に達したと判定されるまで、上述したステップS16〜ステップS23が繰返し実行される。 When it is determined in step S23 that the search time has not reached the fixed period ΔT or more, the series of operations returns to step S16, and in step S23, until it is determined that the search time has reached the fixed period ΔT or more. The above-described steps S16 to S23 are repeatedly executed.
そして、ステップS23において、探索時間が一定期間ΔT以上に達したと判定されると、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々の探索モジュール18は、経路の探索を停止し、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aにおける複数の探索モジュール18は、探索を停止したときの各端末および各基地局における最小のリンクコストを有する経路をマルチホップ無線システムによる無線通信を行なう経路として決定する(ステップS24)。これにより、一連の動作は、終了する。
When it is determined in step S23 that the search time has reached the predetermined period ΔT or more, the
図20に示すステップS20,S21が1回実行されると、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々の探索モジュール18は、最小の経路コストDd s2_min1(Dd s2_minの一種)を検出し、その検出した最小の経路コストDd s2_min1によって自己が搭載された端末または基地局における最小の経路コストを更新する。
When steps S20 and S21 shown in FIG. 20 are executed once, the
そして、この最小の経路コストDd s2_min1は、他の端末または他の基地局における最小の経路コストDd s1_min1(ステップS13において検出される最小の経路コスト)を反映した最小の経路コストである。従って、最小の経路コストDd s2_min1を有する経路は、他の端末または他の基地局において最小の経路コストDd s1_min1を有する経路と関連付けられた経路である。 This minimum path cost D d s 2 — min1 is a minimum path cost reflecting the minimum path cost D d s 1 — min1 (minimum path cost detected in step S13) in another terminal or another base station. is there. Therefore, the path having the minimum path cost D d s 2_min1 is a path associated with the path having a minimum path cost D d s 1_min1 in another terminal or another base station.
例えば、図14に示す無線WAN端末3Aの探索モジュール18は、無線WAN端末2Aの探索モジュール18から最小の経路コストDd s1_min1を受信すると、その受信した最小の経路コストDd s1_min1を反映して式(23)によって少なくとも1つの経路コストDd s2を演算し、その演算した経路コストDd s2から最小の経路コストDd s2_min1を検出する。
For example, when the
そして、無線WAN端末3Aの探索モジュール18は、最小の経路コストDd s2_min1を検出する前、最小の経路コストDd s1_min1を検出しており(ステップS13参照)、ステップS20において最小の経路コストDd s2_min1を検出すると、その検出した最小の経路コストDd s2_min1によって無線WAN端末3Aにおける最小の経路コストを更新する。
Then, the
従って、無線WAN端末3Aにおいて最小の経路コストDd s2_min1を有する経路は、無線WAN端末2Aにおいて最小の経路コストDd s1_min1を有する経路と関連付けられた経路である。
Therefore, the route having the minimum route cost D d s 2_min1 in the
また、図20に示すステップS20,S21が2回実行されると、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々の探索モジュール18は、最小の経路コストDd s2_min2(Dd s2_minの一種)を検出し、その検出した最小の経路コストDd s2_min2によって自己が搭載された端末または基地局における最小の経路コストを更新する。
When steps S20 and S21 shown in FIG. 20 are executed twice, each
そして、この最小の経路コストDd s2_min2は、ステップS20,S21が1回目に実行されるときに受信した最小の経路コストDd s1_min1を送信した他の端末または他の基地局と異なる他の端末または他の基地局から受信した最小の経路コストDd s2_min1を反映した最小の経路コストである。従って、最小の経路コストDd s2_min2を有する経路は、他の複数の端末または他の複数の基地局において最小の経路コストDd s2_min1を有する複数の経路と関連付けられた経路である。 The minimum path cost D d s 2_min2 is different from other terminals or other base stations that transmitted the minimum path cost D d s 1_min1 received when steps S20 and S21 are executed for the first time. Is the minimum path cost reflecting the minimum path cost D d s 2 — min1 received from the terminal or other base station. Therefore, the path having the minimum path cost D d s 2_min2 is a path associated with a plurality of paths having the lowest path cost D d s 2_min1 In another plurality of terminals or a plurality of other base stations.
例えば、図14に示す無線WAN端末3Aの探索モジュール18は、無線WAN端末4Aの探索モジュール18から最小の経路コストDd s2_min1を受信すると、その受信した最小の経路コストDd s2_min1を反映して式(23)によって少なくとも1つの経路コストDd s2を演算し、その演算した経路コストDd s2から最小の経路コストDd s2_min2を検出する。
For example, when the
そして、無線WAN端末3Aの探索モジュール18は、最小の経路コストDd s2_min2を検出する前、最小の経路コストDd s2_min1を検出しており(1回目のステップS20参照)、2回目のステップS20において最小の経路コストDd s2_min2を検出すると、その検出した最小の経路コストDd s2_min2によって無線WAN端末3Aにおける最小の経路コストを更新する。
Then, the
従って、無線WAN端末3Aにおいて最小の経路コストDd s2_min2を有する経路は、無線WAN端末4Aにおいて最小の経路コストDd s2_min1を有する経路と関連付けられた経路である。そして、最小の経路コストDd s2_min1を有する経路は、上述したように、無線WAN端末2Aにおいて最小の経路コストDd s1_min1を有する経路と関連付けられた経路であるので、結局、無線WAN端末3Aにおいて最小の経路コストDd s2_min2を有する経路は、無線WAN端末2Aにおいて最小の経路コストDd s1_min1を有する経路と、無線WAN端末4Aにおいて最小の経路コストDd s2_min1を有する経路との2つの経路に関連付けられた経路である。
Therefore, the route having the minimum route cost D d s 2_min2 in the
そうすると、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々の探索モジュール18は、ステップS20,S21を繰り返し実行することにより、より多くの他の端末または他の基地局における最小の経路コストと関連付けられた最小の経路コストを自己が搭載された端末または基地局において検出する。そして、ステップS23において、探索時間が一定時間ΔT以上に達すると、その時点において多くの他の端末または他の基地局における最小の経路コストと関連付けられた最小の経路コストが各端末または各基地局において検出される。その結果、無線通信ネットワークシステム100Aにおける各経路コストの総和が最小になるようにマルチホップ無線システムによる無線通信を行なう経路が決定される(ステップS24参照)。
Then, each of the
そして、無線WAN端末2A,3A,4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々は、経路が決定されると、その決定された経路に沿ってマルチホップ無線システムによる無線通信を行ない、所望の基地局へアクセスする。
When each of the
なお、図20に示すフローチャートのステップS13,S20においては、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々の探索モジュール18は、無線WAN基地局10Aから受信した経路コストの上限値を超える経路コストを破棄して最小の経路コストを検出するようにしてもよい。
In steps S13 and S20 of the flowchart shown in FIG. 20, the
そして、この経路コストの上限値は、無線通信ネットワークシステム100Aにおける無線通信の状況に応じて設定されてもよいし、無線WAN基地局10Aが無線通信ネットワークシステム100Aにおける無線通信を制御する目的で設定されてもよい。
The upper limit value of the route cost may be set according to the state of wireless communication in the wireless
経路コストの上限値が無線通信ネットワークシステム100Aにおける無線通信の状況に応じて設定される場合、無線WAN基地局10Aは、次のように経路コストの上限値を決定して無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aへ送信する。
When the upper limit value of the route cost is set according to the state of the wireless communication in the wireless
無線WAN基地局10Aは、上述したように、無線WAN端末1A〜4Aおよび無線LAN端末5A,6Aにおけるトラフィック数を把握しているので、無線通信ネットワークシステム100Aにおけるトラフィック数を把握できる。従って、無線WAN基地局10Aのコントローラ16Aは、例えば、無線通信ネットワークシステム100Aにおけるトラフィック数が相対的に多くなれば、相対的に大きい上限値を設定して無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aへ送信し、無線通信ネットワークシステム100Aにおけるトラフィック数が相対的に少なくなれば、相対的に小さい上限値を設定して無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aへ送信する。
As described above, since the wireless
また、無線WAN基地局10Aが無線通信ネットワークシステム100Aにおける無線通信を制御する目的で経路コストの上限値が設定される場合、無線WAN基地局10Aのコントローラ16Aは、無線通信ネットワークシステム100A全体のコストが目的値になるように経路コストの上限値を決定して無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aへ送信する。
When the upper limit value of the path cost is set for the purpose of the wireless
このように、経路コストの上限値を超える経路コストを破棄して(即ち、経路コストの上限値以下の経路コストを選択して)、最小の経路コストを検出することにより、無線WAN基地局10Aは、無線WANセル80内に存在する無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aによる無線通信を制御できる。
In this way, the wireless
経路コストの上限値を超える経路コストを破棄して最小の経路コストを検出した場合、図20に示すステップS13,S20において演算された少なくとも1つの経路コストが全て上限値を超える場合もあるが、この場合、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々の探索モジュール18は、最小の経路コストを検出できないので、図20に示すステップS14,S22を実行しない。
When the minimum route cost is detected by discarding the route cost exceeding the upper limit value of the route cost, at least one route cost calculated in steps S13 and S20 shown in FIG. 20 may all exceed the upper limit value. In this case, each of the
従って、最小の経路コストを検出できなかった端末または基地局は、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索できないので、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なわない。その結果、無線通信ネットワークシステム100Aにおいては、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なわないことになる。つまり、無線WAN基地局10Aによって設定された経路コストを満たす最小の経路コストを有する経路が存在しないので、無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々は、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なわない。
Accordingly, a terminal or base station that has not been able to detect the minimum path cost cannot search for a path for performing wireless communication by the multihop wireless system, and therefore does not perform wireless communication by the multihop wireless system. As a result, the wireless
例えば、図14において、無線WAN端末2A,3A,4A、無線LAN端末5Aおよび無線LAN基地局20Aがマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索しているときに、無線WAN端末4Aにおいて、経路コストの上限値以下の経路コストが存在しない場合、無線WAN端末4Aは、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なわない。
For example, in FIG. 14, when the
無線WAN端末4Aを除く無線WAN端末2A,3A、無線LAN端末5Aおよび無線LAN基地局20Aは、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうが、無線WAN端末4Aがマルチホップ無線システムによる無線通信を行なわないので、結局、無線WAN端末2A,3A,4A、無線LAN端末5Aおよび無線LAN基地局20Aは、マルチホップ無線システムによる無線通信を行なわないことになる。つまり、この場合、無線WAN端末2A,3A,4A、無線LAN端末5Aおよび無線LAN基地局20Aは、無線WAN基地局10Aによって要求されたマルチホップ無線システムによる無線通信を行なえないことになる。
The
また、図20に示すフローチャートのステップS23においては、最小の経路コストの更新回数が無線WAN基地局10Aから送信された更新回数に達しないとき、ステップS16〜ステップS23が繰り返し実行され、最小の経路コストの更新回数が無線WAN基地局10Aから送信された更新回数に達したとき、ステップS24へ移行するようにしてもよい。
Further, in step S23 of the flowchart shown in FIG. 20, when the update count of the minimum route cost does not reach the update count transmitted from the wireless
このように、無線WAN端末2A,3A,4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々における最小の経路コストの更新回数を無線WAN基地局10Aが設定することによっても、無線WAN基地局10Aは、無線WANセル80内に存在する無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aによる無線通信を制御できる。
As described above, even when the wireless
上述したように、無線WAN端末2A,3A,4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aにおける複数の探索モジュール18が各端末または各基地局における最小の経路コストを式(23)に従って随時更新することによって、無線通信ネットワークシステム100A全体における経路コストが相対的に小さくなるようにマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索する。そして、無線WAN端末2A,3A,4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々は、探索された経路に従ってマルチホップ無線システムによる無線通信を行なう。従って、無線WAN端末2A,3A,4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々は、高能率で所望の基地局へアクセスできる。
As described above, the plurality of
また、式(23)に従って、無線WAN端末2A,3A,4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々において最小の経路コストを演算してマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を決定することにより、無線通信ネットワークシステム100Aにおいて混雑した経路を回避してマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を決定できる。経路が混んでいれば、通信容量Cが小さくなり、経路コストが大きくなるので、各端末または各基地局において最小の経路コストを有する経路として選択されないからである。その結果、無線通信ネットワークシステム100A全体におけるスループットを向上できる。
Further, according to the equation (23), the
更に、式(23)に従って、無線WAN端末2A,3A,4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの各々において最小の経路コストを演算してマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を決定することにより、電波環境が悪い経路を回避してマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を決定できる。電波環境が悪くなれば、通信容量が小さくなり、経路コストが大きくなるので、各端末または各基地局において最小の経路コストを有する経路として選択されないからである。その結果、電波環境の良好な経路を選択してマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうことができる。
Further, according to the equation (23), the
更に、無線WAN基地局10Aは、上述したように、経路コストの上限値、最小の経路コストの更新回数、および一定期間ΔTを無線WAN端末1A〜4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aへ送信して無線通信ネットワークシステム100Aにおける無線通信を制御するので、上述したマルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索する方法は、特に、コグニティブ無線を行なう無線通信ネットワークシステムにおいてマルチホップ無線通信を行なうための経路の探索に適した方法である。
Further, as described above, the wireless
更に、この発明においては、メッシュ型の無線通信ネットワークシステムに上述した経路の探索方法を適用してもよい。この場合、アクセスポイントが無線WAN基地局10Aの役目を果たす。
Furthermore, in the present invention, the route searching method described above may be applied to a mesh type wireless communication network system. In this case, the access point serves as the wireless
更に、上述した経路の探索方法は、一般的には、無線通信を制御する制御装置と、その制御装置による制御に従って無線通信を行なう複数の無線装置とからなる無線通信ネットワークシステムに適用され得る。 Furthermore, the route search method described above can be generally applied to a wireless communication network system including a control device that controls wireless communication and a plurality of wireless devices that perform wireless communication according to control by the control device.
なお、無線WAN基地局10Aのコントローラ16Aと、無線WAN端末2A,3A,4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aの探索モジュール18とは、「制御手段」を構成する。
The
また、図19に示すフローチャートに従ってマルチホップ無線通信システムを少なくとも選択するコントローラ16Aは、「選択手段」を構成する。
Further, the
更に、図20に示すステップS11に従って指示を無線WAN端末2A,3A,4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aへ送信するコントローラ16Aは、「指示手段」を構成する。
Furthermore, the
更に、無線WAN端末2A,3A,4A、無線LAN端末5A,6Aおよび無線LAN基地局20A,30Aにおける複数の探索モジュール18は、「経路探索手段」または「複数の探索手段」を構成する。
Further, the plurality of
更に、無線WAN基地局10Aは、「広域基地局」を構成し、無線LAN基地局20A,30Aは、「複数の狭域基地局」を構成する。
Further, the wireless
更に、図20に示すステップS13に示す処理は、「第1の探索処理」を構成し、図20に示すステップS20を1回目に実行する処理は、「第2の探索処理」を構成し、図20に示すステップS20を2回目以降、複数回繰り返し実行する処理は、「第3の探索処理」を構成する。 Furthermore, the process shown in step S13 shown in FIG. 20 constitutes a “first search process”, and the process of executing step S20 shown in FIG. 20 for the first time constitutes a “second search process”. The process of repeatedly executing step S20 shown in FIG. 20 a plurality of times after the second time constitutes a “third search process”.
その他は、実施の形態1と同じである。 Others are the same as in the first embodiment.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、所望の基地局に高能率でアクセス可能な無線通信ネットワークシステムに適用される。 The present invention is applied to a wireless communication network system capable of accessing a desired base station with high efficiency.
1〜4,1A〜4A 無線WAN端末、5,5A,6,6A 無線LAN端末、10,10A 無線WAN基地局、11 アンテナ、12〜14 無線モジュール、15 スイッチング手段、16,16A コントローラ、17 アプリケーションプロセッサ、18 探索モジュール、20,20A,30,30A 無線LAN基地局、40 経路制御局、41〜44 有線ケーブル、50 ネットワーク、51〜54 端末、60,70 無線LANセル、80 無線WANセル、100,100A 無線通信ネットワークシステム。 1-4, 1A-4A wireless WAN terminal, 5, 5A, 6, 6A wireless LAN terminal, 10, 10A wireless WAN base station, 11 antenna, 12-14 wireless module, 15 switching means, 16, 16A controller, 17 application Processor, 18 Search module, 20, 20A, 30, 30A Wireless LAN base station, 40 Route control station, 41-44 Wired cable, 50 network, 51-54 terminal, 60, 70 Wireless LAN cell, 80 Wireless WAN cell, 100 , 100A Wireless communication network system.
Claims (14)
各々が前記複数の無線システムおよびマルチホップ無線システムから選択された少なくとも1つの無線システムを用いて前記複数の基地局の少なくとも1つの基地局にアクセスする複数の無線装置と、
前記複数の無線装置における待機トラフィック数が相対的に少なくなるように前記複数の無線システムおよび前記マルチホップ無線システムから少なくとも1つの無線システムを選択するとともに、前記選択した少なくとも1つの無線システムによる無線通信を行なうための経路を決定し、その決定した経路によって前記少なくとも1つの基地局にアクセスするように前記複数の無線装置を制御する制御手段とを備え、
前記待機トラフィック数は、1つの無線装置と前記1つの無線装置に隣接する無線装置との間のリンクにおける通信容量から前記1つの無線装置におけるトラフィックの平均発生率を減算した減算結果の逆数に前記平均発生率を乗算した乗算結果からなる、無線通信ネットワークシステム。 A plurality of base stations that are equipped with a plurality of different radio systems, and that perform radio communication using the radio systems equipped with each,
A plurality of radio devices each accessing at least one base station of the plurality of base stations using at least one radio system selected from the plurality of radio systems and a multi-hop radio system;
At least one wireless system is selected from the plurality of wireless systems and the multi-hop wireless system so that the number of standby traffic in the plurality of wireless devices is relatively small, and wireless communication by the selected at least one wireless system Control means for controlling the plurality of wireless devices so as to access the at least one base station according to the determined path .
The number of standby traffic is the reciprocal of the subtraction result obtained by subtracting the average occurrence rate of traffic in the one wireless device from the communication capacity in the link between one wireless device and the wireless device adjacent to the one wireless device. A wireless communication network system consisting of multiplication results obtained by multiplying the average incidence rate .
前記複数の無線装置の各々は、
前記複数の基地局に対応して設けられ、前記異なる複数の無線システムを装備するとともに各々が装備した無線システムによる無線通信を行なうための経路を介して対応する基地局にアクセスする複数の無線モジュールと、
マルチホップ無線システムによる無線通信を実現するための経路を介して前記複数の基地局のいずれかにアクセスするマルチホップ無線モジュールと、
前記経路制御局からの経路選択情報によって示される経路を用いて、所望の基地局へアクセスするように前記複数の無線モジュールおよび前記マルチホップ無線モジュールを統合的に制御する制御モジュールとを含み、
前記制御モジュールは、前記経路制御局から送信された前記経路選択情報によって示された経路を用いて前記少なくとも1つの基地局にアクセスするように前記複数の無線モジュールおよび前記マルチホップ無線モジュールを統合的に制御する、請求項1に記載の無線通信ネットワークシステム。 The control means is mounted, further comprising a route control station that generates route selection information for selecting a route determined by the control means and transmits the route selection information to the plurality of wireless devices,
Each of the plurality of wireless devices is
A plurality of radio modules provided corresponding to the plurality of base stations, and equipped with the different radio systems and accessing the corresponding base stations via a path for performing radio communication by the radio systems equipped with the radio systems. When,
A multi-hop wireless module for accessing any of the plurality of base stations via a path for realizing wireless communication by a multi-hop wireless system;
A control module that integrally controls the plurality of radio modules and the multi-hop radio module to access a desired base station using a path indicated by path selection information from the path control station;
The control module integrates the plurality of radio modules and the multi-hop radio module to access the at least one base station using a route indicated by the route selection information transmitted from the route control station. The wireless communication network system according to claim 1, wherein the wireless communication network system is controlled.
前記第2の経路は、前記複数の無線システムのうち前記無線通信領域が相対的に狭い無線システムによる無線通信を行なうための経路である、請求項6に記載の無線通信ネットワークシステム。 The plurality of wireless systems have different wireless communication areas,
The wireless communication network system according to claim 6, wherein the second route is a route for performing wireless communication by a wireless system having a relatively narrow wireless communication area among the plurality of wireless systems.
前記第2の経路は、前記複数の無線システムのうち前記通信速度が相対的に速い無線システムによる無線通信を行なうための経路である、請求項6に記載の無線通信ネットワークシステム。 The plurality of wireless systems have different communication speeds,
The wireless communication network system according to claim 6, wherein the second route is a route for performing wireless communication by a wireless system having a relatively high communication speed among the plurality of wireless systems.
前記複数の無線装置における待機トラフィック数が相対的に少なくなるように前記マルチホップ無線システムを少なくとも選択する選択手段と、
前記マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路の探索を指示する指示手段と、
前記指示手段からの指示に応じて、前記マルチホップ無線システムによる無線通信を行なうための経路を探索する経路探索手段とを含み、
前記複数の無線装置の各々は、前記選択手段によって前記マルチホップ無線システムが選択されると、前記経路探索手段によって探索された経路に沿って前記少なくとも1つの基地局へアクセスする、請求項1に記載の無線通信ネットワークシステム。 The control means includes
Selection means for selecting at least the multi-hop wireless system so that the number of standby traffic in the plurality of wireless devices is relatively small;
Instruction means for instructing a search for a route for performing wireless communication by the multi-hop wireless system;
Route search means for searching for a route for performing wireless communication by the multi-hop wireless system in response to an instruction from the instruction means;
2. Each of the plurality of wireless devices, when the multi-hop wireless system is selected by the selection unit, accesses the at least one base station along a route searched by the route search unit. The wireless communication network system described.
無線通信領域が最も広い広域基地局と、
前記広域基地局の無線通信領域内に配置され、各々が前記広域基地局の無線通信領域よりも狭い無線通信領域を有する複数の狭域基地局とを含み、
前記選択手段および前記指示手段は、前記広域基地局に搭載され、
前記経路探索手段は、前記複数の無線装置および前記複数の狭域基地局に搭載され、各々が当該無線装置または当該狭域基地局における待機トラフィック数が最小となる経路を探索する複数の探索手段を含み、
前記指示手段は、前記経路の探索を前記複数の探索手段に指示し、
前記複数の探索手段の各々は、前記指示手段から前記指示を受信すると、自己が搭載された無線装置または狭域基地局における待機トラフィック数の初期値を生成して自己以外の全ての探索手段へ送信する第1の探索処理と、自己以外の他の探索手段から前記初期値を受信すると、その受信した初期値を用いて自己が搭載された無線装置または狭域基地局における少なくとも1つの待機トラフィック数を演算するとともに、その演算した少なくとも1つの待機トラフィック数のうち最小の待機トラフィック数である第1の待機トラフィック数を検出し、その検出した第1の待機トラフィック数を自己以外の全ての探索手段へ送信する第2の探索処理と、自己以外の他の探索手段から前記第1の待機トラフィック数を受信すると、その受信した第1の待機トラフィック数を用いて自己が搭載された無線装置または狭域基地局における少なくとも1つの待機トラフィック数を演算するとともに、その演算した少なくとも1つの待機トラフィック数のうち最小の待機トラフィック数である第2の待機トラフィック数を検出し、その検出した第2の待機トラフィックによって自己が搭載された無線装置または狭域基地局における最小の待機トラフィック数を更新し、前記第2の待機トラフィック数を自己以外の全ての探索手段へ送信する更新処理を繰り返し行なう第3の探索処理とを行ない、
前記複数の無線装置および前記複数の狭域基地局の各々は、前記最小の待機トラフィック数を有する経路を用いて前記マルチホップ無線システムによる無線通信を行なう、請求項9に記載の無線通信ネットワークシステム。 The plurality of base stations are
A wide area base station with the widest wireless communication area,
A plurality of narrow area base stations arranged in a radio communication area of the wide area base station, each having a radio communication area narrower than the radio communication area of the wide area base station,
The selection means and the instruction means are mounted on the wide area base station,
The route search means is mounted on the plurality of wireless devices and the plurality of narrow area base stations, and each of the plurality of search means searches for a route that minimizes the number of standby traffic in the wireless apparatus or the narrow area base station. Including
The instruction means instructs the plurality of search means to search for the route;
Each of the plurality of search means, upon receiving the instruction from the instruction means, generates an initial value of the number of standby traffic in the wireless device or the narrow area base station in which the search means is mounted, to all search means other than itself When the initial value is received from the first search process to be transmitted and other search means other than itself, at least one standby traffic in the wireless device or the narrow base station on which the self is mounted using the received initial value The number is calculated, and the first waiting traffic number which is the minimum waiting traffic number among the calculated at least one waiting traffic number is detected, and the detected first waiting traffic number is searched for all other than self. When the second search processing to be transmitted to the means and the first waiting traffic number from other search means other than the self are received, the received The number of standby traffic is calculated using at least one standby traffic number in the wireless device or the narrow base station on which the self is mounted using the number of standby traffic of 1, and is the minimum number of standby traffic among the calculated at least one standby traffic number The second standby traffic number is detected, the minimum standby traffic number in the wireless device or the narrow base station on which the mobile station is mounted is updated by the detected second standby traffic, and the second standby traffic number is updated. A third search process for repeatedly performing an update process to be transmitted to all search means other than
The wireless communication network system according to claim 9, wherein each of the plurality of wireless devices and the plurality of narrow base stations performs wireless communication by the multi-hop wireless system using a path having the minimum number of standby traffic. .
前記複数の探索手段の各々は、前記上限値以下の待機トラフィック数の中から前記第1および第2の待機トラフィック数を検出し、前記第2および/または第3の探索処理において演算した少なくとも1つの待機トラフィック数の全てが前記上限値を越えたとき、前記第1および/または第2の待機トラフィック数の送信を中止し、
前記複数の無線装置および前記狭域基地局の各々は、自己における探索手段が前記第1および/または第2の待機トラフィック数の送信を中止したとき、前記マルチホップ無線システムによる無線通信を中止する、請求項10に記載の無線通信ネットワークシステム。 The instructing means transmits the upper limit value of the waiting traffic number to the plurality of wireless devices and the narrow area base station,
Each of the plurality of search means detects at least one of the first and second standby traffic numbers from the number of standby traffic numbers less than or equal to the upper limit value, and is calculated in the second and / or third search processing. When all of the waiting traffic numbers exceed the upper limit, the transmission of the first and / or second waiting traffic number is stopped,
Each of the plurality of wireless devices and the narrow base station stops wireless communication by the multi-hop wireless system when search means in itself stops transmitting the first and / or second waiting traffic numbers. The wireless communication network system according to claim 10.
前記複数の探索手段の各々は、経路の探索を行なう期間が前記一定期間に達したとき、前記第1から第3の探索処理を停止する、請求項10または請求項11に記載の無線通信ネットワークシステム。 The instructing means transmits a predetermined period for performing the first to third search processes to the plurality of radio apparatuses and the narrow area base station,
12. The wireless communication network according to claim 10, wherein each of the plurality of search means stops the first to third search processes when a period for performing a route search reaches the predetermined period. system.
前記複数の探索手段の各々は、更新回数が前記更新処理の回数に達するまで前記更新処理を繰り返し行なう、請求項10から請求項13のいずれか1項に記載の無線通信ネットワークシステム。 The instructing means transmits the number of times of the update process to the plurality of wireless devices and the narrow area base station,
14. The wireless communication network system according to claim 10, wherein each of the plurality of search units repeatedly performs the update process until an update count reaches the update process count.
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