JP4837612B2 - Radio link selection control device, radio device and radio link selection method - Google Patents

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Description

本発明は、無線リンク選択制御装置、無線装置及び無線リンク選択方法に関する。   The present invention relates to a radio link selection control device, a radio device, and a radio link selection method.

近年、一つの無線局が複数の無線通信メディアを利用して通信を行うコグニティブ無線通信と呼ばれる技術が検討されている。非特許文献1には、別々の場所に設置された複数の無線通信メディア(例えば、セルラーシステムと、無線ローカルエリアネットワーク(無線LAN)システム)に接続して通信を行う場合に、モバイルIP(Internet Protocol)を用いることによりシームレスなメディア切り替えを行う技術が記載されている。非特許文献2には、複数の無線通信メディア(例えば、セルラーシステムと無線LANシステム)に接続して通信を行うITS(Intelligent Transport System)車両にモバイルルータを搭載した場合のIP層での無線通信メディア切り替えを行う技術が記載されている。非特許文献3には、複数の物理回線を集約して一つの論理回線として提供するリンクアグリゲーションについて記載されている。
齊藤,他,“異種無線通信メディア間切替ソフトの開発”,B−5−289,電子情報通信学会総合大会,2003 磯村,他,“通信メディアの切替え可能な車載用モバイルルータの実装”,B−7−103,電子情報通信学会総合大会,2003 IEEE802.3ad Standard(IEEE Computer Society LAN MAN Standards Committee).Aggregation of Multiple Link Segments,2000.
In recent years, a technique called cognitive radio communication in which one radio station performs communication using a plurality of radio communication media has been studied. Non-Patent Document 1 discloses mobile IP (Internet) when connecting to a plurality of wireless communication media (for example, a cellular system and a wireless local area network (wireless LAN) system) installed at different locations. A technique for performing seamless media switching by using (Protocol) is described. Non-Patent Document 2 describes wireless communication at the IP layer when a mobile router is mounted on an ITS (Intelligent Transport System) vehicle that connects to and communicates with a plurality of wireless communication media (for example, a cellular system and a wireless LAN system). A technique for switching media is described. Non-Patent Document 3 describes link aggregation in which a plurality of physical lines are aggregated and provided as one logical line.
Saito, et al., “Development of software for switching between different types of wireless communication media”, B-5-289, IEICE General Conference, 2003 Kashimura, et al. “Implementation of in-vehicle mobile router capable of switching communication media”, B-7-103, IEICE General Conference, 2003 IEEE802.3ad Standard (IEEE Computer Society LAN MAN Standards Committee) Aggregation of Multiple Link Segments, 2000.

しかしながら、コグニティブ無線通信において、複数の無線通信メディアの中から、無線通信メディアを公平に利用すると共に、同一無線通信メディアにおける無線リンク間の利用公平性を保ち、通信品質の安定化を図ることが課題となっている。   However, in cognitive wireless communication, it is possible to use wireless communication media fairly from among a plurality of wireless communication media, and to maintain fair use between wireless links in the same wireless communication media, thereby stabilizing communication quality. It has become a challenge.

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、複数の無線通信メディアの中から、無線通信メディアを公平に利用すると共に、同一無線通信メディアにおける無線リンク間の利用公平性を保ち、通信品質の安定化を図ることのできる無線リンク選択制御装置、無線装置及び無線リンク選択方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to use wireless communication media fairly among a plurality of wireless communication media and to use between wireless links in the same wireless communication media. An object of the present invention is to provide a radio link selection control device, a radio device, and a radio link selection method capable of maintaining fairness and stabilizing communication quality.

上記の課題を解決するために、本発明に係る無線リンク選択制御装置は、一つの無線局が複数の無線通信メディアを利用するときの無線リンク選択制御装置において、無線通信メディア毎に通信を監視する無線通信メディア監視手段と、前記無線通信メディア監視手段の監視結果から、無線通信メディア毎に、無線局の多重度を算出する多重度算出手段と、前記無線通信メディア監視手段の監視結果から、無線通信メディア毎に、自局の使用分を除いた無線リンク使用率を算出する無線リンク使用率算出手段と、前記多重度算出手段で算出された無線通信メディア毎の無線局の多重度と、前記無線リンク使用率算出手段で算出された無線通信メディア毎の無線リンク使用率とに基づいて、通信相手の無線局毎に、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する無線リンク決定手段と、を備え、前記無線リンク決定手段は、多重度の少ない無線通信メディアを最優先に選択し、選択された無線通信メディアにおいて無線リンクの未使用率又は空きの通信容量が最大の無線リンクを選択することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a radio link selection control device according to the present invention monitors communication for each radio communication medium in the radio link selection control device when one radio station uses a plurality of radio communication media. From the monitoring result of the wireless communication media monitoring means, the monitoring result of the wireless communication media monitoring means, the multiplicity calculation means for calculating the multiplicity of the wireless station for each wireless communication medium, and the monitoring result of the wireless communication media monitoring means, For each wireless communication medium, a wireless link usage rate calculating means for calculating a wireless link usage rate excluding the usage of the own station, a multiplicity of the wireless station for each wireless communication medium calculated by the multiplicity calculating means, Based on the wireless link usage rate for each wireless communication medium calculated by the wireless link usage rate calculating means, for each wireless station of the communication counterpart, which wireless communication media A wireless link determining means for determining whether to use a link, wherein the wireless link determining means selects a wireless communication medium with a low degree of multiplicity as the highest priority, and a wireless link unused rate in the selected wireless communication medium Alternatively, the wireless link having the largest available communication capacity is selected.

本発明に係る無線装置は、複数の無線通信メディアを利用する無線装置において、前述の無線リンク選択制御装置を備えたことを特徴とする。   A wireless device according to the present invention is a wireless device that uses a plurality of wireless communication media, and includes the above-described wireless link selection control device.

本発明に係る無線装置においては、無線通信メディアにおけるデータリンク層の上位に設けられ、IPパケット又はデータリンク層パケットの単位で使用する無線通信メディアを、前記無線リンク選択制御装置の決定に従って選択するデータリンク層パケットスイッチ手段を備えたことを特徴とする。   In the radio apparatus according to the present invention, the radio communication medium provided in the upper layer of the data link layer in the radio communication medium and used in units of IP packets or data link layer packets is selected according to the determination of the radio link selection control apparatus. Data link layer packet switch means is provided.

本発明に係る無線リンク選択方法は、一つの無線局が複数の無線通信メディアを利用するときの無線リンク選択方法であって、無線通信メディア毎に通信を監視する過程と、前記監視結果から、無線通信メディア毎に、無線局の多重度を算出する過程と、前記監視結果から、無線通信メディア毎に、自局の使用分を除いた無線リンク使用率を算出する過程と、前記算出された無線通信メディア毎の無線局の多重度と、前記算出された無線通信メディア毎の無線リンク使用率とに基づいて、通信相手の無線局毎に、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する無線リンク決定過程と、を含み、前記無線リンク決定過程は、多重度の少ない無線通信メディアを最優先に選択し、選択された無線通信メディアにおいて無線リンクの未使用率又は空きの通信容量が最大の無線リンクを選択することを特徴とする。   The radio link selection method according to the present invention is a radio link selection method when one radio station uses a plurality of radio communication media, the process of monitoring communication for each radio communication medium, and from the monitoring result, The process of calculating the radio station multiplicity for each radio communication medium, the process of calculating the radio link usage rate excluding the use of the own station for each radio communication medium from the monitoring result, and the calculated Based on the multiplicity of radio stations for each radio communication medium and the calculated radio link usage rate for each radio communication medium, the radio link of which radio communication medium is used for each radio station of the communication partner A radio link determination process, wherein the radio link determination process selects a radio communication medium with a low degree of multiplicity as the highest priority, and an unused radio link is selected in the selected radio communication medium. Communication capacity rate or vacant and selects the maximum of the radio link.

本発明によれば、複数の無線通信メディアの中から、無線局間の利用公平性を確保しつつ安定した通信品質を得ると共に、無線通信メディアを公平に利用するために適切な無線通信メディアを選択し利用することが可能になる。   According to the present invention, among a plurality of wireless communication media, a stable communication quality is obtained while ensuring fair use among wireless stations, and an appropriate wireless communication medium is used for fair use of the wireless communication media. It becomes possible to select and use.

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る無線局(無線装置)1の構成を示すブロック図である。図1において、無線局1は、複数の無線通信メディアの無線モジュール11と、パケットスイッチ12と、IP(Internet Protocol)層部13と、制御部14とを備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless station (wireless device) 1 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the wireless station 1 includes a plurality of wireless communication media wireless modules 11, a packet switch 12, an IP (Internet Protocol) layer unit 13, and a control unit 14.

各無線モジュール11は、それぞれの無線通信メディアに対応したPHY層及びデータリンク層の機能を有する。データリンク層の機能としては、例えば、MAC(Medium Access Control)やLLC(Logical Link Control)などが挙げられる。無線モジュール11は、パケットスイッチ12との間で、データリンク層パケットを送受する。また、無線モジュール11は、データリンク層パケットの無線送信及び無線受信を行う。また、無線モジュール11としては、同じ無線通信メディアであっても、それぞれ異なる周波数チャネルのものを備えるようにしてもよい。   Each wireless module 11 has functions of a PHY layer and a data link layer corresponding to each wireless communication medium. Examples of functions of the data link layer include MAC (Medium Access Control) and LLC (Logical Link Control). The wireless module 11 transmits and receives data link layer packets to and from the packet switch 12. The wireless module 11 performs wireless transmission and wireless reception of data link layer packets. In addition, the wireless module 11 may be provided with the same wireless communication media, but with different frequency channels.

パケットスイッチ12は、データリンク層パケットのスイッチング機能を有する。パケットスイッチ12は、各無線モジュール11の各々に対応して設けられるバッファを有し、無線モジュール11との間で送受されるデータリンク層パケットのバッファリングを行う。また、パケットスイッチ12は、データリンク層パケットとIPパケットの相互変換を行う変換機能を有する。パケットスイッチ12は、IP層部13との間で、IPパケットを送受する。   The packet switch 12 has a data link layer packet switching function. The packet switch 12 has a buffer provided corresponding to each wireless module 11 and performs buffering of data link layer packets transmitted to and received from the wireless module 11. The packet switch 12 has a conversion function for performing mutual conversion between the data link layer packet and the IP packet. The packet switch 12 transmits and receives IP packets to and from the IP layer unit 13.

制御部14は、パケットスイッチ12を制御する。具体的には、IPパケット単位で、どの無線モジュール11の無線リンクを利用するのかを決定し、パケットスイッチ12に指示する。   The control unit 14 controls the packet switch 12. Specifically, the wireless link of which wireless module 11 is to be used is determined for each IP packet, and the packet switch 12 is instructed.

パケットスイッチ12は、IP層部13から受け取ったIPパケットを変換機能によりデータリンク層パケットに変換し、該データリンク層パケットを制御部14から指定された無線モジュール11に出力する。また、パケットスイッチ12は、各無線モジュール11から受け取ったデータリンク層パケットを変換機能によりIPパケットに変換し、該IPパケットをIP層部13に出力する。   The packet switch 12 converts the IP packet received from the IP layer unit 13 into a data link layer packet by the conversion function, and outputs the data link layer packet to the wireless module 11 designated by the control unit 14. Further, the packet switch 12 converts the data link layer packet received from each wireless module 11 into an IP packet by the conversion function, and outputs the IP packet to the IP layer unit 13.

無線モジュール11は、送信時には、パケットスイッチ12から受け取ったデータリンク層パケットを自己の無線通信メディアの固有フォーマットに変換し、無線送信する。また、受信時には、無線受信した固有フォーマットのデータリンク層パケットを共通フォーマットのデータリンク層パケットに変換し、パケットスイッチ12に出力する。   At the time of transmission, the wireless module 11 converts the data link layer packet received from the packet switch 12 into a unique format of its own wireless communication medium and wirelessly transmits it. Further, at the time of reception, the data link layer packet of the specific format received wirelessly is converted into a data link layer packet of the common format and output to the packet switch 12.

IP層部13は、入出力するIPパケットの情報を制御部14に通知する。その通知するIPパケット情報としては、例えば、アドレス情報(宛先IPアドレス、送信元IPアドレス、TCP(Transmission Control Protocol)ポートアドレス等)、コネクション種別(単一コネクション、複数コネクション)、IPフローに対する通信品質の要求(伝送速度、QoS等)などが挙げられる。   The IP layer unit 13 notifies the control unit 14 of information on input / output IP packets. The IP packet information to be notified includes, for example, address information (destination IP address, transmission source IP address, TCP (Transmission Control Protocol) port address, etc.), connection type (single connection, multiple connections), communication quality for IP flow. Request (transmission speed, QoS, etc.).

制御部14は、IP層部13から通知されるアドレス情報に基づき、IPフローを識別し、通信相手の無線局を判断する。そして、通信相手の無線局との間で利用可能な無線通信メディアの無線モジュール11の中から、どの無線通信メディアの無線モジュール11を使用するのかを、IPパケット単位で、選択する。この選択結果はパケットスイッチ12に指示される。   The control unit 14 identifies an IP flow based on the address information notified from the IP layer unit 13 and determines a communication partner radio station. Then, the wireless module 11 of the wireless communication medium that can be used with the wireless station of the communication partner is selected for each IP packet from which wireless module 11 of the wireless communication medium is used. The selection result is instructed to the packet switch 12.

図2は、コグニティブ無線通信の例を示す概念図である。図2において、各無線局1(S1,D1,D2,D3)は、3種類の無線通信メディアの無線モジュール11を備え、各無線通信メディアに対応している。その3種類の無線通信メディアの例として、本実施形態では、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)の無線アクセス方式の標準規格「IEEE802.16e」と、無線LANの標準規格「IEEE802.11g」,「IEEE802.11j」を挙げて説明する。図2中の無線リンク101はIEEE802.16eの無線リンクであり、無線リンク102はIEEE802.11gの無線リンクであり、無線リンク103はIEEE802.11jの無線リンクである。   FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of cognitive radio communication. In FIG. 2, each wireless station 1 (S1, D1, D2, D3) includes a wireless module 11 of three types of wireless communication media, and corresponds to each wireless communication medium. As examples of the three types of wireless communication media, in this embodiment, the IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) wireless access standard “IEEE802.16e” and the wireless LAN standard “IEEE802.11g” The description will be given with reference to “IEEE802.11j”. The wireless link 101 in FIG. 2 is an IEEE802.16e wireless link, the wireless link 102 is an IEEE802.11g wireless link, and the wireless link 103 is an IEEE802.11j wireless link.

図2の無線局1(S1,D1)間は、3つの無線リンク101,102,103で接続されている。無線局1(S1,D2)間は、2つの無線リンク101,102で接続されている。無線局1(S1,D3)間は、1つの無線リンク101で接続されている。   The wireless stations 1 (S1, D1) in FIG. 2 are connected by three wireless links 101, 102, 103. The wireless stations 1 (S1, D2) are connected by two wireless links 101 and 102. The radio stations 1 (S1, D3) are connected by one radio link 101.

図3は、図1に示す制御部14の構成を示すブロック図である。図3には、制御部14の構成のうち、本発明に係る特徴的な部分を示している。
図3において、無線通信メディア監視部21は、各無線通信メディアの無線モジュール毎に、通信を監視する。多重度テーブル生成部22は、無線通信メディア監視部21の監視結果から、無線モジュール毎の多重度を算出する。その多重度の算出結果は、多重度テーブル23に格納される。無線リンク使用率測定部24は、無線通信メディア監視部21の監視結果から、各無線通信メディアの無線リンク毎の使用率を測定する。無線リンク決定部25は、無線リンク使用率測定部24で測定された各無線リンクの使用率と、多重度テーブル23とに基づいて、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the control unit 14 shown in FIG. FIG. 3 shows a characteristic part according to the present invention in the configuration of the control unit 14.
In FIG. 3, a wireless communication media monitoring unit 21 monitors communication for each wireless module of each wireless communication media. The multiplicity table generation unit 22 calculates the multiplicity for each wireless module from the monitoring result of the wireless communication media monitoring unit 21. The calculation result of the multiplicity is stored in the multiplicity table 23. The wireless link usage rate measuring unit 24 measures the usage rate of each wireless communication medium for each wireless link from the monitoring result of the wireless communication media monitoring unit 21. The radio link determination unit 25 determines which radio communication medium is used based on the usage rate of each radio link measured by the radio link usage rate measurement unit 24 and the multiplicity table 23.

無線通信メディア監視部21は、無線モジュール11毎に、どの無線局との間で無線リンクが接続されているのか(無線リンク接続情報)を記録する。このとき、無線リンク接続先の無線局がアクティブ状態にあるか否かについても記録するようにしてもよい。また、無線通信メディア監視部21は、無線モジュール11別に、一定期間毎の無線リンクの実使用時間を記録する。ここで、一無線モジュールに関し、複数の無線リンクが確立されている場合には、無線リンク別に実使用時間を記録する。無線リンクの実使用時間とは、無線リンクが実際にパケット伝送に使用された時間をいう。但し、自局の通信に関連したパケットに係る時間は、除外して記録する。自局の通信に関連したパケットには、通信パケット及び該通信パケットにかかわる制御パケットを含む。例えば、IEEE802.11関連規格では、4種類のパケット(RTS,CTS,DATA,ACK)を用いた一連の手順で、通信パケットであるDATAパケットの送達が行われる。DATAパケット以外の他のパケット(RTS,CTS,ACK)は、DATAパケット送達用の制御パケットである。自局の通信に関連した、それら4種類のパケット(RTS,CTS,DATA,ACK)は、無線リンクの実使用時間の対象から除外する。   The wireless communication media monitoring unit 21 records which wireless station is connected to each wireless module 11 (wireless link connection information). At this time, it may be recorded whether or not the radio station connected to the radio link is in an active state. Further, the wireless communication media monitoring unit 21 records the actual usage time of the wireless link for each predetermined period for each wireless module 11. Here, when a plurality of wireless links are established for one wireless module, the actual usage time is recorded for each wireless link. The actual use time of the radio link refers to the time when the radio link is actually used for packet transmission. However, the time related to the packet related to the communication of the own station is excluded and recorded. Packets related to the communication of the local station include a communication packet and a control packet related to the communication packet. For example, in the IEEE802.11 related standard, a DATA packet as a communication packet is delivered by a series of procedures using four types of packets (RTS, CTS, DATA, ACK). Packets (RTS, CTS, ACK) other than DATA packets are control packets for DATA packet delivery. These four types of packets (RTS, CTS, DATA, ACK) related to the communication of the local station are excluded from the target of the actual use time of the radio link.

多重度テーブル生成部22は、無線通信メディア監視部21で記録された無線リンク接続情報に基づいて、多重度テーブル23を生成する。図4は、本実施形態に係る多重度テーブル生成処理のフローチャートである。なお、ノードは無線局のことを指す。
図4において、ステップS1では、多重度テーブル生成部22は、隣接ノードと無線モジュールに関する多重度テーブル23を作成する。この時点では、多重度テーブル23は空である。多重度テーブル生成部22は、無線リンク接続情報中の無線リンク接続先の無線局を隣接ノードとして検出する。もしくは、無線リンク接続情報中の無線リンク接続先のアクティブ状態にある無線局のみを、隣接ノードとして検出するようにしてもよい。
The multiplicity table generator 22 generates the multiplicity table 23 based on the radio link connection information recorded by the radio communication media monitoring unit 21. FIG. 4 is a flowchart of multiplicity table generation processing according to this embodiment. Note that a node refers to a radio station.
In FIG. 4, in step S <b> 1, the multiplicity table generation unit 22 creates a multiplicity table 23 related to adjacent nodes and wireless modules. At this time, the multiplicity table 23 is empty. The multiplicity table generation unit 22 detects a radio link connection destination radio station in the radio link connection information as an adjacent node. Alternatively, only the radio station in the active state of the radio link connection destination in the radio link connection information may be detected as an adjacent node.

図5には、図2の例に対応する空の多重度テーブル23が示されている。この例では、隣接ノードとして、図2中の無線局1(ノードD1)、無線局1(ノードD2)及び無線局1(ノードD3)の3つのノードが存在する。無線局1(ノードS1)は自局である。また、各ノードS1,D1〜D3は、IEEE802.16eとIEEE802.11gとIEEE802.11jの各々の無線モジュールを有する。   FIG. 5 shows an empty multiplicity table 23 corresponding to the example of FIG. In this example, there are three nodes as adjacent nodes, that is, wireless station 1 (node D1), wireless station 1 (node D2), and wireless station 1 (node D3) in FIG. The radio station 1 (node S1) is its own station. Each of the nodes S1, D1 to D3 has a wireless module of IEEE802.16e, IEEE802.11g, and IEEE802.11j.

ステップS2では、多重度テーブル生成部22は、無線リンク接続情報に基づいて、隣接ノード数に変更があるか確認する。この結果、変更ありの場合には、その変更内容に応じて多重度テーブル23を更新する(ステップS3)。一方、隣接ノード数に変更がない場合には、ステップS4に進む。   In step S2, the multiplicity table generation unit 22 checks whether there is a change in the number of adjacent nodes based on the radio link connection information. As a result, when there is a change, the multiplicity table 23 is updated according to the change content (step S3). On the other hand, if there is no change in the number of adjacent nodes, the process proceeds to step S4.

ステップS4では、多重度テーブル生成部22は、無線リンク接続情報に基づいて、各無線モジュールの多重度を計算し、その計算結果を多重度テーブル23に書き込む。ある無線モジュールの多重度は、当該無線モジュールとの間で無線リンクの接続がある隣接ノードの合計数である。多重度テーブル23には、一つの無線モジュールに関し、無線リンクの接続がある全ての隣接ノードの欄に、当該無線モジュールの多重度を書き込む。   In step S <b> 4, the multiplicity table generation unit 22 calculates the multiplicity of each wireless module based on the wireless link connection information, and writes the calculation result in the multiplicity table 23. The multiplicity of a certain wireless module is the total number of adjacent nodes having a wireless link connection with the wireless module. In the multiplicity table 23, the multiplicity of the radio module is written in the column of all adjacent nodes with radio link connection for one radio module.

図6には、図2の例に対応する多重度テーブル23が示されている。IEEE802.16eの無線モジュールに関しては、無線局1(ノードD1)、無線局1(ノードD2)及び無線局1(ノードD3)の3つのノードの間で、無線リンク101を接続している。従って、多重度テーブル23において、IEEE802.16eの無線モジュールと各ノードD1,D2,D3の欄には、全て多重度「3」が書き込まれる。IEEE802.11gの無線モジュールに関しては、無線局1(ノードD1)及び無線局1(ノードD2)の2つのノードの間で、無線リンク102を接続している。従って、多重度テーブル23において、IEEE802.11gの無線モジュールと各ノードD1,D2の欄には、全て多重度「2」が書き込まれる。IEEE802.11jの無線モジュールに関しては、無線局1(ノードD1)のみの1つのノードの間で、無線リンク103を接続している。従って、多重度テーブル23において、IEEE802.11jの無線モジュールとノードD1の欄には、多重度「1」が書き込まれる。   FIG. 6 shows a multiplicity table 23 corresponding to the example of FIG. With regard to the IEEE 802.16e wireless module, a wireless link 101 is connected between three nodes of the wireless station 1 (node D1), the wireless station 1 (node D2), and the wireless station 1 (node D3). Accordingly, in the multiplicity table 23, multiplicity “3” is written in the fields of the IEEE802.16e wireless module and each of the nodes D1, D2, and D3. Regarding the IEEE802.11g wireless module, a wireless link 102 is connected between two nodes of the wireless station 1 (node D1) and the wireless station 1 (node D2). Therefore, in the multiplicity table 23, multiplicity “2” is written in the fields of the IEEE802.11g wireless module and the nodes D1 and D2. Regarding the wireless module of IEEE802.11j, the wireless link 103 is connected between one node of only the wireless station 1 (node D1). Therefore, in the multiplicity table 23, multiplicity “1” is written in the field of the wireless module of IEEE802.11j and the node D1.

ステップS4が終了すると、ステップS2に戻り、隣接ノード数に変更があるか確認する。   When step S4 ends, the process returns to step S2 to check whether there is a change in the number of adjacent nodes.

図3に説明を戻す。
無線リンク使用率測定部24は、無線通信メディア監視部21で記録された、一定期間毎の無線リンクの実使用時間に基づいて、各無線モジュールの無線リンク毎の使用率を算出する。無線リンクの使用率は、単位時間当たりの実使用時間である。なお、この無線リンクの使用率には、自局の使用分は含まれていない。
Returning to FIG.
The wireless link usage rate measurement unit 24 calculates the usage rate of each wireless module for each wireless link based on the actual usage time of the wireless link for each fixed period recorded by the wireless communication media monitoring unit 21. The usage rate of the radio link is the actual usage time per unit time. Note that the usage rate of the wireless link does not include the usage of the own station.

無線リンク決定部25は、無線リンク使用率測定部24で測定された各無線リンクの使用率と、多重度テーブル23とに基づいて、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する。   The radio link determination unit 25 determines which radio communication medium is used based on the usage rate of each radio link measured by the radio link usage rate measurement unit 24 and the multiplicity table 23.

ここで、図7を参照して、無線リンク決定部25が行う無線リンク決定処理を説明する。図7は、本実施形態に係る無線リンク決定処理のフローチャートである。
図7において、ステップS11では、これから通信を行う相手となるターゲットノードについて、多重度テーブル23から多重度が最小である無線モジュール(インタフェース)を選択する。図6の例では、IEEE802.11jが選択されることになる。
Here, the radio link determination process performed by the radio link determination unit 25 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart of the radio link determination process according to the present embodiment.
In FIG. 7, in step S <b> 11, the wireless module (interface) having the minimum multiplicity is selected from the multiplicity table 23 for the target node to be a communication partner. In the example of FIG. 6, IEEE802.11j is selected.

次いで、ステップS12では、その選択された無線モジュールについて、各無線リンクの使用率から、各無線リンクの未使用率又は空きのスループット(通信容量)を算出する。そして、無線リンクの未使用率又は空きのスループットが閾値以上であり、且つ、最大の無線リンク(CH:チャネル)を選択する。このとき、該当する無線リンクが存在すれば、ステップS13に進み、当該選択された無線リンクをターゲットノードに割り当てる。一方、無線リンクの未使用率又は空きのスループットが閾値以上の無線リンクが存在しない場合には、ステップS14に進む。   Next, in step S12, for the selected radio module, the unused rate or free throughput (communication capacity) of each radio link is calculated from the usage rate of each radio link. Then, the unused radio link rate or the free throughput is equal to or greater than the threshold value, and the maximum radio link (CH: channel) is selected. At this time, if the corresponding radio link exists, the process proceeds to step S13, and the selected radio link is assigned to the target node. On the other hand, if there is no radio link whose radio link unused rate or empty throughput is equal to or greater than the threshold, the process proceeds to step S14.

ステップS14では、多重度テーブル23から、多重度が次に小さい無線モジュールを選択する。図6の例では、IEEE802.11gが選択されることになる。このとき、該当する無線モジュールが存在すれば、ステップS12に戻る。一方、既に多重度テーブル23中の全ての無線モジュールが選択済みの場合には、ステップS15に進む。   In step S14, the wireless module having the next lowest multiplicity is selected from the multiplicity table 23. In the example of FIG. 6, IEEE802.11g is selected. At this time, if the corresponding wireless module exists, the process returns to step S12. On the other hand, if all the wireless modules in the multiplicity table 23 have already been selected, the process proceeds to step S15.

ステップS15では、多重度テーブル23中の多重度が少ない無線モジュールから順番に、空いている無線リンクがあれば、閾値に関係なく、無線リンクの未使用率又は空きのスループットが最大の無線リンクを選択する。そして、ステップS13で当該選択された無線リンクをターゲットノードに割り当てる。   In step S15, if there are free wireless links in order from the wireless module with the least multiplicity in the multiplicity table 23, the wireless link with the highest unused radio link rate or available throughput is determined regardless of the threshold. select. In step S13, the selected radio link is assigned to the target node.

上述の無線リンク決定処理によって、ターゲットノードに割り当てる無線リンクが決定される。
制御部14は、無線リンク決定部25で決定された内容(通信相手の無線局との間で、どの無線モジュール及び無線リンクを使用するのか)に従って、IPパケット単位で、使用する無線モジュール11を選択する。そして、その選択結果をパケットスイッチ12に指示する。
The radio link assigned to the target node is determined by the above-described radio link determination process.
The control unit 14 determines the wireless module 11 to be used in units of IP packets according to the content determined by the wireless link determination unit 25 (which wireless module and wireless link are used with the communication partner wireless station). select. Then, the selection result is instructed to the packet switch 12.

上述したように本実施形態によれば、多重度の少ない無線モジュールを最優先に使用することにより、無線通信メディアを公平に利用することができる。さらに、選択された無線モジュールにおいて無線リンクの未使用率又は空きの通信容量が最大の無線リンクを使用することにより、低負荷の無線リンクが優先的に使用されるので、同一無線通信メディアにおける無線リンク間の利用公平性を保ち、通信品質の安定化を図ることが可能になる。   As described above, according to the present embodiment, wireless communication media can be used fairly by using wireless modules with low multiplicity with the highest priority. Further, since the wireless link having the highest unused link capacity or the empty communication capacity is used in the selected wireless module, the low-load wireless link is preferentially used. It is possible to maintain the fairness of use between links and stabilize communication quality.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、制御部14は、データリンク層パケットの単位で、使用する無線通信メディアを選択し、パケットスイッチ12に指示するようにしてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
For example, the control unit 14 may select a wireless communication medium to be used in units of data link layer packets and instruct the packet switch 12.

本発明の一実施形態に係る無線局(無線装置)1の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio station (radio | wireless apparatus) 1 which concerns on one Embodiment of this invention. コグニティブ無線通信の例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the example of cognitive radio | wireless communication. 図1に示す制御部14の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control part 14 shown in FIG. 本発明の一実施形態に係る多重度テーブル生成処理のフローチャートである。It is a flowchart of the multiplicity table production | generation process which concerns on one Embodiment of this invention. 多重度テーブル23の構成例である。4 is a configuration example of a multiplicity table 23. 多重度テーブル23の構成例である。4 is a configuration example of a multiplicity table 23. 本発明の一実施形態に係る無線リンク決定処理のフローチャートである。It is a flowchart of the radio link determination process which concerns on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…無線局(無線装置)、11…無線モジュール、12…パケットスイッチ、13…IP層部、14…制御部、21…無線通信メディア監視部、22…多重度テーブル生成部、23…多重度テーブル、24…無線リンク使用率測定部、25…無線リンク決定部、101〜103…無線リンク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wireless station (radio | wireless apparatus), 11 ... Wireless module, 12 ... Packet switch, 13 ... IP layer part, 14 ... Control part, 21 ... Wireless communication media monitoring part, 22 ... Multiplicity table production | generation part, 23 ... Multiplicity Table 24: Radio link usage rate measuring unit 25 ... Radio link determining unit 101-103 ... Radio link

Claims (4)

一つの無線局が複数の無線通信メディアを利用するときの無線リンク選択制御装置において、
無線通信メディア毎に通信を監視する無線通信メディア監視手段と、
前記無線通信メディア監視手段の監視結果から、無線通信メディア毎に、無線局の多重度を算出する多重度算出手段と、
前記無線通信メディア監視手段の監視結果から、無線通信メディア毎に、自局の使用分を除いた無線リンク使用率を算出する無線リンク使用率算出手段と、
前記多重度算出手段で算出された無線通信メディア毎の無線局の多重度と、前記無線リンク使用率算出手段で算出された無線通信メディア毎の無線リンク使用率とに基づいて、通信相手の無線局毎に、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する無線リンク決定手段と、を備え、
前記無線リンク決定手段は、多重度の少ない無線通信メディアを最優先に選択し、選択された無線通信メディアにおいて無線リンクの未使用率又は空きの通信容量が最大の無線リンクを選択する、
ことを特徴とする無線リンク選択制御装置。
In a radio link selection control device when one radio station uses a plurality of radio communication media,
Wireless communication medium monitoring means for monitoring communication for each wireless communication medium;
From the monitoring result of the wireless communication media monitoring means, multiplicity calculation means for calculating the multiplicity of the radio station for each wireless communication medium,
From the monitoring result of the wireless communication media monitoring means, for each wireless communication medium, a wireless link usage rate calculating means for calculating a wireless link usage rate excluding the portion used by the own station;
Based on the multiplicity of the radio station for each radio communication medium calculated by the multiplicity calculation means and the radio link usage rate for each radio communication medium calculated by the radio link usage rate calculation means, Radio link determination means for determining which radio communication medium radio link is used for each station,
The radio link determination means selects a radio communication medium with a low degree of multiplicity as the highest priority, and selects a radio link having a maximum unused radio link rate or a free communication capacity in the selected radio communication medium.
A radio link selection control device.
複数の無線通信メディアを利用する無線装置において、
請求項1に記載の無線リンク選択制御装置を備えたことを特徴とする無線装置。
In a wireless device using multiple wireless communication media,
A radio apparatus comprising the radio link selection control apparatus according to claim 1.
無線通信メディアにおけるデータリンク層の上位に設けられ、IPパケット又はデータリンク層パケットの単位で使用する無線通信メディアを、前記無線リンク選択制御装置の決定に従って選択するデータリンク層パケットスイッチ手段を備えたことを特徴とする請求項2に記載の無線装置。   Data link layer packet switch means is provided above the data link layer in the wireless communication medium and selects a wireless communication medium to be used in units of IP packets or data link layer packets according to the determination of the wireless link selection control device. The wireless device according to claim 2. 一つの無線局が複数の無線通信メディアを利用するときの無線リンク選択方法であって、
無線通信メディア毎に通信を監視する過程と、
前記監視結果から、無線通信メディア毎に、無線局の多重度を算出する過程と、
前記監視結果から、無線通信メディア毎に、自局の使用分を除いた無線リンク使用率を算出する過程と、
前記算出された無線通信メディア毎の無線局の多重度と、前記算出された無線通信メディア毎の無線リンク使用率とに基づいて、通信相手の無線局毎に、どの無線通信メディアの無線リンクを用いるかを決定する無線リンク決定過程と、を含み、
前記無線リンク決定過程は、多重度の少ない無線通信メディアを最優先に選択し、選択された無線通信メディアにおいて無線リンクの未使用率又は空きの通信容量が最大の無線リンクを選択する、
ことを特徴とする無線リンク選択方法。
A radio link selection method when one radio station uses a plurality of radio communication media,
A process of monitoring communication for each wireless communication medium;
From the monitoring result, for each wireless communication medium, calculating the multiplicity of the wireless station,
From the monitoring result, for each wireless communication medium, a process of calculating the wireless link usage rate excluding the usage of the own station;
Based on the calculated multiplicity of radio stations for each radio communication medium and the calculated radio link usage rate for each radio communication medium, the radio link of which radio communication medium is determined for each radio station of the communication partner. Radio link determination process for determining whether to use,
In the wireless link determination process, a wireless communication medium with a low degree of multiplicity is selected with the highest priority, and a wireless link having a maximum unused link rate or free communication capacity is selected in the selected wireless communication medium.
A radio link selection method.
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