JP5227571B2

JP5227571B2 - 端末局装置

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Publication number: JP5227571B2
Application number: JP2007295596A
Authority: JP
Inventors: 裕人野一色; 宏之新保
Original assignee: KDDI R&D Laboratories Inc
Current assignee: KDDI R&D Laboratories Inc
Priority date: 2007-11-14
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2027-11-14
Also published as: JP2009124389A

Description

本発明は、端末局の優先度に応じて無線通信方式を決定する端末局装置に関する。

従来、コグニティブ無線通信技術において、周波数の利用状況を記憶する周波数利用状況管理用のデータベース装置を階層化して保持し、このデータベース装置より周波数の利用状況を取得し、他の無線通信装置が使用している周波数に悪影響を及ぼさない無線通信方式を選択する無線通信装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１８４８５０号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、無線通信装置は無線通信装置の優先度に関係なく他の無線通信装置が使用している周波数に基づいて使用する無線通信方式を決定するため、他の無線通信装置よりも優先させて通信を行わせたい無線通信装置が存在する場合においても、優先度が高い無線通信装置が優先して条件の良い無線通信方式を使用することができないという問題があった。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、無線通信装置の優先度に基づいて無線通信装置が使用する無線通信方式を決定することができる端末局装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、複数の異なる通信方式を備えた基地局装置と、複数の異なる通信方式を備えた１つ以上の端末局装置とからなる無線通信システムの端末局装置であって、自端末局装置は、前記基地局装置より送信される前記端末局装置の優先度情報と、前記通信方式の利用状況とを受信し、自端末局装置以上の優先度を持つ前記端末局装置が利用している通信方式の利用状況に基づいて、前記基地局装置との通信で使用する通信方式を決定する端末局制御部とを備えたことを特徴とする端末局装置である。

また、本発明において、前記端末局制御部は、自端末局装置以上の優先度を持つ前記端末局装置が利用している通信方式の利用状況に対して、前記通信方式を使用している前記端末局装置の優先度情報に応じた重み付けをし、重み付けをした値に基づいて前記基地局装置との通信で使用する通信方式を決定することを特徴とする。

本発明によれば、無線通信装置の優先度に基づいて無線通信装置が使用する無線方式を決定することができる。

以下、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態では、コグニティブ無線を使用する無線通信システムを想定する。基地局および端末局は複数の無線方式をサポートし、複数の無線方式を同時に使用することも可能であり、複数の無線方式を切り替えながら使用することも可能である。

図１は本実施形態における無線通信システムの構成を示した図である。図示する例では、無線通信システムは、基地局１と、端末局２−１〜２−４とを含む。基地局１は制御部１１と、記憶部１２とを含む。端末局２−１〜２−４は端末局制御部２１を含む。基地局１と端末局２−１〜２−４はそれぞれ通信部１０−ａと、通信部１０−ｂと、通信部１０−ｃとを一つずつ含む。

通信部１０−ａは無線方式ａを使用して通信を行う。通信部１０−ｂは無線方式ｂを使用して通信を行う。通信部１０−ｃは無線方式ｃを使用して通信を行う。例えば、コグニティブ無線で想定されるように、基地局１と端末局２−１〜２−４とは自身が備える通信部１０−ａ〜１０−ｃを同時に使用することもでき、切り替えて使用することも出来る。無線方式の具体例としては、無線方式ａはＩＥＥＥ８０２．１１ａとし、無線方式ｂはＩＥＥＥ８０２．１１ｂとし、無線方式ｃはＩＥＥＥ８０２．１６とすることが考えられる。また、これらは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂでもチャネルが異なればそれぞれ無線方式ａ、ｂ、ｃとしてもよい。

制御部１１は、基地局１と無線通信を行う端末局２−１〜２−４の認証レベルを決定する。認証レベルの決定方法については後述する。本実施形態での端末局２−１の認証レベルは２であり、端末局２−２の認証レベルは１であり、端末局２−３の認証レベルは０であり、端末局２−４の認証レベルは０である。なお、本実施形態では認証レベルが高いほど優先度が高いものとする。

記憶部１２は無線方式ａと無線方式ｂと無線方式ｃの無線状況情報を記憶している。無線状況情報としては、数値化が可能であり、数値の大小で複数の無線方式の状態を比較することが可能な情報であれば良い。本実施形態では数値の高い無線状況情報の方が数値の低い無線状況情報よりも通信状態が良いとする。無線状況情報の具体的な例として、無線帯域の残り伝送帯域量や、検出電波強度などが考えられる。また、無線帯域の使用済み伝送帯域量や、誤り率や、再送率などの逆数をとり、無線状況情報としてもよい。

また、制御部１１は、無線状況情報が一番良い通信方式を基地局１と端末局２−１〜２−４との通信に使用する無線方式として選択する。本実施形態において、どの無線方式も使用されていない状態での無線方式ａの無線状況情報は１０であり、無線方式ｂの無線状況情報は９であり、無線方式ｃの無線状況情報は８である。また、無線状況情報は１つの端末局２−１〜２−４に使用されると２減少するものとする。なお、無線状況情報の減少量にバイアス値を積算しても良い。例えば、本実施形態では、認証レベル２のバイアス値を４とし、認証レベル１のバイアス値を２とし、認証レベル０のバイアス値を１とする。よって、認証レベル２の端末局２−１に使用された無線方式の無線状況情報は８減少する。認証レベル１の端末局２−２に使用された無線方式の無線状況情報は４減少する。認証レベル０の端末局２−３、２−４に使用された無線方式の無線状況情報は２減少する。なお、図示する基地局１と端末局２−１〜２−４との接続状態は、基地局１と端末局２−１〜２−４との通信で使用する無線方式について制御部１１が決定した無線方式を使用して端末局２−１〜２−４が基地局１に接続している状態を示している。

次に基地局１が端末局２−１〜２−４の認証を行う方法について説明する。認証方法としては例えば以下の方法がある。基地局１の記憶部１２は、予め端末局２−１〜２−４の認証に必要な情報を記憶している。例えば記憶部１２は、ＩＤとパスワードと認証レベルとを関連付けて認証情報として記憶している。基地局１と端末局２−１〜２−４と無線接続の確立時に、制御部１１は、端末局２−１〜２−４から送信されたＩＤとパスワードと、記憶部１２が記憶するＩＤとパスワードと認証レベルとを比較し、比較した結果に基づいて端末局２−１〜２−４の認証レベルを決定する。また、制御部１１は、端末局２−１〜２−４の端末名と決定した認証レベルとを関連付けて認証レベル情報として記憶部１２に記憶させる。

また、制御部１１は決定した認証レベル情報を端末局２−１〜２−４に送信する。これにより、各端末局２−１〜２−４でも自身の認証レベルを把握することができる。制御部１１が各端末局２−１〜２−４に認証レベル情報を送信する方法としては、制御部１１は定期的に認証レベル情報を含んだビーコンを通信部１０−ａ〜１０−ｃを介して端末局２−１〜２−４に送信する方法や、端末局２−１〜２−４と基地局１との通信開始時に、端末局２−１〜２−４はオンデマンドに基地局１に問い合わせ、問い合わせに応じて制御部１１は端末局２−１〜２−４に通信部１０−ａ〜１０−ｃを介して認証レベル情報を送信する方法が考えられる。

なお、制御部１１が認証レベル情報を含んだビーコンを通信部１０−ａ〜１０−ｃを介して端末局２−１〜２−４に送信する方法では、全ての端末局２−１〜２−４の認証レベル情報を全ての端末局２−１〜２−４に送信する方法と、認証レベル情報毎にその認証レベルの端末局２−１〜２−４にのみ、その認証レベル情報を含んだビーコンを送信する方法とがある。

認証レベル情報が他の端末局２−１〜２−４に知られてもいい場合は、全ての端末局２−１〜２−４の認証レベル情報を全ての端末局２−１〜２−４に送信する方法が利用できるが、知られたくない場合は認証レベル情報毎にその認証レベルの端末局２−１〜２−４にのみ、その認証レベル情報を含んだビーコンを送信する方法を用い、かつ、認証レベル情報ごとに暗号キーを用意して暗号化した上で送信する方法がある。また、上位の認証レベル情報のみ暗号化し、下位の認証レベル情報については暗号しないことで、災害時などの一時的なネットワークで暗号化キーが用意できない場合にも上位の認証レベル情報の情報を下位の認証レベルの端末局２−１〜２−４に知られることなく送信が可能となる。

なお、基地局１と端末局２−１〜２−４との無線接続の確立時には、何らかの無線接続情報が必要となる。例えば、無線ＬＡＮなどではネットワークのＩＤであるＳＳＩＤ（ＳｅｒｖｉｃｅＳｅｔＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）や、暗合化キーとしてＷＥＰ（ＷｉｒｅｄＥｑｕｉｖａｌｅｎｔＰｒｉｖａｃｙ）キーなどが必要となる。これを回避する方法としては、必要な無線接続情報については、認証情報とともに基地局１の記憶部１２に記憶させる、もしくは、基地局１がＳＳＩＤを端末局２−１〜２−４に広報し、誰でもアクセスすることが可能な状態にするなどにより、端末局２−１〜２−４が無線接続のための無線接続情報が分からなくても基地局１に対して接続確立を行うことができるようにする方法が考えられる。

また、災害時の復旧活動などで使用するために一時的にネットワークを構築する際には、認証情報を基地局１も端末局２−１〜２−４も保持していない可能性も考えられる。基地局１も端末局２−１〜２−４も認証情報を保持していない状態で認証手順を実行すると認証に失敗する。この場合には、認証に失敗しても端末局２−１〜２−４に最低の認証レベルを一時的に与え、その後、認証情報を保持しているコアネットワークなどと接続された場合に再度認証手順を実行し、端末局２−１〜２−４は正しい認証レベルを付与される方法が考えられる。

次に、基地局１と端末局２−１〜２−４との通信で使用する無線方式の決定方法について図２を参照して説明する。図２は、無線方式を決定する際の無線状況情報の取得方法の手順を示したフローチャートである。また、端末局２−１、端末局２−２、端末局２−３、端末局２−４の順で基地局１と通信を開始するとする。

以下、基地局１と端末局２−１との通信で使用する無線方式の決定方法について説明する。
（ステップＳ１０１）制御部１１は、端末局２−１の認証レベルを２と決定する。なお、認証レベルの決定方法は先述したとおりである。
（ステップＳ１０２）制御部１１は、処理を実施する無線方式を決定し、無線方式毎にステップＳ１０３〜Ｓ１０８の処理を実施する。本実施形態では、制御部１１はアルファベット順に無線方式を決定する。制御部１１は処理を実施する無線方式をａに決定する。

（ステップＳ１０３）制御部１１は、処理を実施する認証レベルを決定し、認証レベル毎にステップＳ１０４〜ステップＳ１０６の処理を実施する。本実施形態では、制御部１１は認証レベルの小さい順に認証レベルを決定する。制御部１１は処理を実施する認証レベルを０と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０１で決定した認証レベルと、ステップＳ１０３で決定した認証レベルを比較し、ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上である場合はステップＳ１０５に進み、それ以外はステップＳ１０６に進む。制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル０とステップＳ１０１で決定した認証レベル２とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上ではないためステップＳ１０６に進む。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０３）制御部１１は、処理を実施する認証レベルを１と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル１と、ステップＳ１０１で決定した認証レベル２とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上ではないためステップＳ１０６に進む。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０３）制御部１１は、処理を実施する認証レベルを２と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル２と、ステップＳ１０１で決定した認証レベル２とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上であるためステップＳ１０５に進む。
（ステップＳ１０５）制御部１１は、バイアスを考慮して、ステップＳ１０２で決定した無線方式ａの無線状況情報を決定する。現時点では無線方式ａは認証レベル２の端末局に使用されていないため、無線方式ａの無線状況情報は１０である。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０３）制御部１１は、全ての認証レベルについてステップＳ１０３〜ステップＳ１０６の処理を実施したため、ステップＳ１０７に進む。

（ステップＳ１０７）制御部１１は、ステップＳ１０５で決定した値を、無線方式の無線状況情報として確定する。制御部１１は、無線方式ａの無線状況情報を１０と確定する。また、制御部１１は、確定した結果を記憶部１２に記憶させる。
（ステップＳ１０８）ステップＳ１０２に戻る。

（ステップＳ１０２）制御部１１は処理を実施する無線方式をｂに決定する。
（ステップＳ１０３）制御部１１は、処理を実施する認証レベルを０と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル０とステップＳ１０１で決定した認証レベル２とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上ではないためステップＳ１０６に進む。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０３）制御部１１は、処理を実施する認証レベルを２と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル２と、ステップＳ１０１で決定した認証レベル２とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上であるためステップＳ１０５に進む。
（ステップＳ１０５）制御部１１は、バイアスを考慮して、ステップＳ１０２で決定した無線方式ｂの無線状況情報を決定する。現時点では無線方式ｂは認証レベル２の端末局に使用されていないため、無線方式ｂの無線状況情報は９である。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０７）制御部１１は、ステップＳ１０５で決定した値を、無線方式の無線状況情報として確定する。制御部１１は、無線方式ｂの無線状況情報を９と確定する。また、制御部１１は、確定した結果を記憶部１２に記憶させる。
（ステップＳ１０８）ステップＳ１０２に戻る。

（ステップＳ１０２）制御部１１は処理を実施する無線方式をｃに決定する。
（ステップＳ１０３）制御部１１は、処理を実施する認証レベルを０と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル０とステップＳ１０１で決定した認証レベル２とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上ではないためステップＳ１０６に進む。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０３）制御部１１は、処理を実施する認証レベルを２と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル２と、ステップＳ１０１で決定した認証レベル２とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上であるためステップＳ１０５に進む。
（ステップＳ１０５）制御部１１は、バイアスを考慮して、ステップＳ１０２で決定した無線方式ｃの無線状況情報を決定する。現時点では無線方式ｃは認証レベル２の端末局に使用されていないため、無線方式ｃの無線状況情報は８である。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０７）制御部１１は、ステップＳ１０５で決定した値を、無線方式の無線状況情報として確定する。制御部１１は、無線方式ｃの無線状況情報を８と確定する。また、制御部１１は、確定した結果を記憶部１２に記憶させる。
（ステップＳ１０８）ステップＳ１０２に戻る。

（ステップＳ１０２）制御部１１は、全ての無線方式についてステップＳ１０２〜ステップＳ１０８の処理を実施したため、ステップＳ１０９に進む。
（ステップＳ１０９）処理を終了する。

上述したとおり、基地局１と端末局２−１との通信で使用する無線方式を決定する際に使用する無線状況情報は、無線方式ａの無線状況情報１０、無線方式ｂの無線状況情報９、無線方式ｃの無線状況情報８となる。基地局１と端末局２−１との通信に使用する無線方式として無線状況情報が一番良い通信方式を選択するため、制御部１１は、端末局２−１との通信では無線方式ａを使用すると決定する。

次に、基地局１と端末局２−２との通信で使用する無線方式を決定する方法について説明する。
（ステップＳ１０１）制御部１１は、端末局２−２の認証レベルを１と決定する。なお、認証レベルの決定方法は先述したとおりである。
（ステップＳ１０２）制御部１１は処理を実施する無線方式をａに決定する。

（ステップＳ１０３）制御部１１は処理を実施する認証レベルを０と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル０とステップＳ１０１で決定した認証レベル１とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上ではないためステップＳ１０６に進む。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０３）制御部１１は、処理を実施する認証レベルを１と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル１と、ステップＳ１０１で決定した認証レベル１とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上であるためステップＳ１０５に進む。
（ステップＳ１０５）制御部１１は、バイアスを考慮して、ステップＳ１０２で決定した無線方式ａの無線状況情報を決定する。現時点では無線方式ａは認証レベル１の端末局に使用されていないため、無線方式ａの無線状況情報は１０である。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０３）制御部１１は、処理を実施する認証レベルを２と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル２と、ステップＳ１０１で決定した認証レベル１とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上であるためステップＳ１０５に進む。
（ステップＳ１０５）制御部１１は、バイアスを考慮して、ステップＳ１０２で決定した無線方式ａの無線状況情報を決定する。無線方式ａは認証レベル２の端末局に使用されている。認証レベル２のバイアスは４であるため、１つの基地局が使用している場合、利用状況は８減算される。よって、無線方式ａの無線状況情報は２となる。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０７）制御部１１は、最後にステップＳ１０５で決定した値を、無線方式の無線状況情報として確定する。制御部１１は、無線方式ａの無線状況情報を２と確定する。また、制御部１１は、確定した結果を記憶部１２に記憶させる。
（ステップＳ１０８）ステップＳ１０２に戻る。

（ステップＳ１０２）制御部１１は処理を実施する無線方式をｂに決定する。
（ステップＳ１０３）制御部１１は、処理を実施する認証レベルを０と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル０とステップＳ１０１で決定した認証レベル１とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上ではないためステップＳ１０６に進む。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０３）制御部１１は、処理を実施する認証レベルを１と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル１と、ステップＳ１０１で決定した認証レベル１とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上であるためステップＳ１０５に進む。
（ステップＳ１０５）制御部１１は、バイアスを考慮して、ステップＳ１０２で決定した無線方式ｂの無線状況情報を決定する。現時点では無線方式ｂは認証レベル１の端末局に使用されていないため、無線方式ｂの無線状況情報は９である。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０３）制御部１１は、処理を実施する認証レベルを２と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル２と、ステップＳ１０１で決定した認証レベル１とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上であるためステップＳ１０５に進む。
（ステップＳ１０５）制御部１１は、バイアスを考慮して、ステップＳ１０２で決定した無線方式ｂの無線状況情報を決定する。現時点では無線方式ｂは認証レベル２の端末局に使用されていないため、無線方式ｂの無線状況情報は９である。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０７）制御部１１は、最後にステップＳ１０５で決定した値を、無線方式の無線状況情報として確定する。制御部１１は、無線方式ｂの無線状況情報を９と確定する。また、制御部１１は、確定した結果を記憶部１２に記憶させる。
（ステップＳ１０８）ステップＳ１０２に戻る。

（ステップＳ１０２）制御部１１は処理を実施する無線方式をｃに決定する。
（ステップＳ１０３）制御部１１は、処理を実施する認証レベルを０と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル０とステップＳ１０１で決定した認証レベル１とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上ではないためステップＳ１０６に進む。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０３）制御部１１は、処理を実施する認証レベルを１と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル１と、ステップＳ１０１で決定した認証レベル１とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上であるためステップＳ１０５に進む。
（ステップＳ１０５）制御部１１は、バイアスを考慮して、ステップＳ１０２で決定した無線方式ｃの無線状況情報を決定する。現時点では無線方式ｃは認証レベル１の端末局に使用されていないため、無線方式ｃの無線状況情報は８である。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０３）制御部１１は、処理を実施する認証レベルを２と決定する。
（ステップＳ１０４）制御部１１は、ステップＳ１０３で決定した認証レベル２と、ステップＳ１０１で決定した認証レベル１とを比較する。ステップＳ１０３で決定した認証レベルがステップＳ１０１で決定した認証レベル以上であるためステップＳ１０５に進む。
（ステップＳ１０５）制御部１１は、バイアスを考慮して、ステップＳ１０２で決定した無線方式ｃの無線状況情報を決定する。現時点では無線方式ｃは認証レベル２の端末局に使用されていないため、無線方式ｃの無線状況情報は８である。
（ステップＳ１０６）ステップＳ１０３に戻る。

（ステップＳ１０７）制御部１１は、最後にステップＳ１０５で決定した値を、無線方式の無線状況情報として確定する。制御部１１は、無線方式ｃの無線状況情報を８と確定する。また、制御部１１は、確定した結果を記憶部１２に記憶させる。
（ステップＳ１０８）ステップＳ１０２に戻る。

上述したとおり、基地局１と端末局２−２との間で使用する無線方式を決定する際に使用する無線状況情報は、無線方式ａの無線状況情報２、無線方式ｂの無線状況情報９、無線方式ｃの無線状況情報８となる。基地局１と端末局２−２との通信に使用する無線方式として無線状況情報が一番良い通信方式を選択するため、制御部１１は、端末局２−２との通信では無線方式ｂを使用すると決定する。

基地局１と端末局２−３との間で使用する無線方式を決定する際に使用する無線状況情報についても、基地局１と端末局２−１および基地局１と端末局２−２との間で使用する無線方式を決定する際に使用する無線状況情報と同様に取得することができる。本実施形態での基地局１と端末局２−３との間で使用する無線方式を決定する際に使用する無線状況情報は、無線方式ａの無線状況情報２、無線方式ｂの無線状況情報４、無線方式ｃの無線状況情報８となる。よって、制御部１１は、端末局２−３との通信では無線方式ｃを使用すると決定する。

また、基地局１と端末局２−４との間で使用する無線方式を決定する際に使用する無線状況情報は、無線方式ａの無線状況情報２、無線方式ｂの無線状況情報４、無線方式ｃの無線状況情報６となる。よって、制御部１１は、端末局２−４との通信では無線方式ｃを使用すると決定する。

次に、上述した図１の状態に、新たに認証レベル２の端末局が基地局に接続し、通信を開始する場合の通信状態について説明する。図３は、本実施形態において、認証レベル２の端末局２−５が新たに基地局１と通信を開始した後の無線通信システムの構成を示した図である。図示する例では、無線通信システムは、基地局１と、端末局２−１〜２−５とを含む。基地局１の構成は図１に示した構成と同様である。端末局２−１〜２−４の構成は図１に示した構成と同様である。端末局２−５の構成は、図１に示した端末局２−１〜２−４のいずれか１つの構成と同様である。なお、図示する基地局１と端末局２−１〜２−５との接続状態は、端末局２−５が接続され、再度、基地局１と端末局２−１〜２−５との通信で使用する無線方式について制御部１１が決定した無線方式を使用して端末局２−１〜２−５が基地局１に接続している状態を示している。

基地局１と端末局２−５との間で使用する無線方式を決定する際に使用する無線状況情報は、無線方式ａの無線状況情報２、無線方式ｂの無線状況情報９、無線方式ｃの無線状況情報８となる。よって、制御部１１は、端末局２−５との通信では無線方式ｂを使用すると決定する。

一方、端末局２−２〜２−４の優先度よりも高い優先度を持った端末局２−５が基地局１と通信を開始したため、制御部１１は、基地局１と端末局２−２〜２−４との間で使用する無線方式を決定する際に使用する無線状況情報を再度算出する。

制御部１１が再度算出した、基地局１と認証レベルが１である端末局２−２との間で使用する無線方式を決定する際に使用する無線状況情報は、無線方式ａの無線状況情報２、無線方式ｂの無線状況情報１、無線方式ｃの無線状況情報８となる。よって、制御部１１は、端末局２−２との通信では無線方式ｃを使用すると決定する。よって基地局１と端末局２−２との間で使用する無線方式はｂからｃに切り替わる。

また、制御部１１が再度算出した、基地局１と認証レベル０の端末局２−３、２−４との間で使用する無線方式を決定する際に使用する無線状況情報は、無線方式ａの無線状況情報２、無線方式ｂの無線状況情報１、無線方式ｃの無線状況情報４となる。よって、制御部１１は、端末局２−３、２−４との通信では無線方式ｃを使用すると決定する。基地局１と端末局２−３、２−４との間で使用する無線方式は継続してｃを使用する。

上述したとおり、基地局１が備える制御部１１が、端末局２−１〜２−５の認証レベルに基づいて基地局１と端末局２−１〜２−５との間で使用する無線方式を決定する際に使用する無線状況情報を算出し、算出した無線状況情報に基づいて基地局１と端末局２−５との間で使用する無線方式を決定するため、端末局２−１〜２−４の認証レベルに基づいて基地局１と端末局２−１〜２−５との通信で使用する無線方式を決定することができる。

また、基地局１の制御部１１が基地局１と端末局２−１〜２−５との間で使用する無線方式を決定する例を説明したが、端末局２−１〜２−５が備える端末局制御部２１が基地局１と端末局２−１〜２−５との間で使用する無線方式を決定してもよい。

以下、端末局２−１〜２−５が備える端末局制御部２１が基地局１と端末局２−１〜２−５との間で使用する無線方式を決定する方法について説明する。基地局１が備える制御部１１が、端末局２−１〜２−５の認証レベルに基づいて基地局１と端末局２−１〜２−５との間で使用する無線方式を決定する際に使用する無線状況情報を認証レベル毎に算出する。算出する方法は先述の通りである。

制御部１１は、認証レベル毎に算出した無線状況情報を、該当する認証レベルの端末局２−１〜２−５に通信部１０−ａ〜１０−ｃを介して送信する。端末局制御部２１は、受信した無線状況情報に基づいて基地局１と端末局２−１〜２−５との間で使用する無線方式を決定する。端末局制御部２１が無線方式を決定する方法は、先述した制御部１１が決定する方法と同様にして行う。これにより端末局２−１〜２−５が備える端末局制御部２１が、基地局１と端末局２−１〜２−５との間で使用する無線方式を決定することができる。

図４は本実施形態における、図３に示した端末局２−５が基地局１へ接続した後の各認証レベルでの無線方式の利用状況と、各認証レベルの端末局２−１〜２−５へ通知する無線状況情報の例を示した図である。図示する例では、無線方式を使用していない状態（基本状態）において、無線方式ａの無線状況情報は１０であり、無線方式ｂの無線状況情報は９であり無線方式ｃの無線状況情報は８であることを示している。また、認証レベル２の端末局２−１、２−５が使用する無線方式は、無線方式ａを２単位使用しており、無線方式ｂを２単位使用しており、無線方式ｃを使用していないことを示している。認証レベル１の端末局２−２が使用する無線方式は、無線方式ｃを２単位しており、無線方式ａと無線方式ｃを使用していないことを示している。認証レベル０の端末局２−３、２−４が使用する無線方式は、無線方式ｃを４単位しており、無線方式ａと無線方式ｂを使用していないことを示している。また、各認証レベルのバイアス値として、認証レベル２のバイアス値は４であり、認証レベル１のバイアス値は２であり、認証レベル０のバイアス値は１であることを示している。また、各認証レベルの端末局２−１〜２−５へ通知する無線状況情報は、認証レベル２の端末局２−１、２−５には無線方式ａの無線状況情報は２であり、無線方式ｂの無線状況情報は１であり、無線方式ｃの無線状況情報は８である。認証レベル１の端末局２−２には無線方式ａの無線状況情報は２であり、無線方式ｂの無線状況情報は１であり、無線方式ｃの無線状況情報は４である。認証レベル０の端末局２−３、２−４には無線方式ａの無線状況情報は２であり、無線方式ｂの無線状況情報は１であり、無線方式ｃの無線状況情報は０である。

なお、上述したとおり、各認証レベルでの無線方式の利用状況の通知の際には、認証レベルに合わせた情報の通知が行われる。その際、通知対象となる端末局２−１〜２−５の認証レベルより高い認証レベルの無線状況情報については必ず無線方式を使用していない状態の無線状況情報より減算された値が通知され、上位の認証レベルの通信の妨げとならない無線選択を行えるようにする。通知対象となる端末局２−１〜２−５の認証レベルより低い認証レベルの利用状況については無線方式を使用していない状態の無線状況情報より減算せずに通知される。これにより低い認証レベルの利用状況にかかわらず、自身の認証レベルに則した無線方式の選択が可能となる。

また、通知対象となる端末局２−１〜２−５の認証レベルと等しい認証レベルの利用状況についても無線状況情報より減算されて通知される。これにより、同じ認証レベルの利用状況を把握しながら無線方式選択が可能となる。また、図４に示したとおり、一度算出した無線状況情報を基地局１の制御部１１が参照、もしくは端末局２−１〜２−５の基地局制御部に通知される無線状況情報は基本的に自身の利用状況も含まれている。この際、自身の利用状況を含んだ利用状況を元に無線方式選択を行った場合、無線方式の選択が頻繁に切り替わる要因となるため、自身の利用状況を加味するかどうかをオプションとして選択できるようにしてもよい。

例えば、端末局２−１〜２−５が備える無線方式として無線方式ａと無線方式ｂがあり、無線方式ａの無線状況情報が９であり、無線方式ｂの無線状況情報が１０である場合、端末局制御部２１は無線方式ｂを使用して基地局１と通信を行う。通信を行うと使用した無線方式の無線状況情報から２減算されるとすると、無線方式ｂを使用して基地局１と通信を行った場合、無線方式ａの無線状況情報が９であり、無線方式ｂの無線状況情報が８となる。次に基地局１から通知される無線状況情報は、無線方式ａの無線状況情報が９であり、無線方式ｂの無線状況情報が８であるため、端末局２−１〜２−５の端末局制御部２１は無線方式ｂから無線方式ａに使用する無線方式を切り替えて基地局１と通信を行う。上述したとおり、端末局２−１〜２−５の端末局制御部２１は頻繁に無線方式を切り替えて基地局１と通信してしまうため、自端末局の利用状況については自端末局で把握しておき、通知された利用状況から自端末局の利用状況を差し引くことで、頻繁な無線方式の変更を回避することができる。

なお、バイアスとしては、上述のように実際の利用状況を元に掛け合わせて計算することも可能であるが、認証レベルごとに、一定値を減少させるような方法も考えられる。例えば、利用状況が残り伝送帯域のように、基本となる値から各認証レベルによる値を引くことで決定するような場合、各無線方式で認証レベルごとに減少値を定めておき、それを元に計算する方法である。

例えば、無線方式ａ、ｂ、ｃがあり、認証レベル２についてはバイアス値を無しとする。認証レベル１については無線方式ａのバイアス値を−１０とし、無線方式ｂのバイアス値を０とし、無線方式ｃのバイアス値を０とする。認証レベル０については無線方式ａのバイアス値を−１０とし、無線方式ｂのバイアス値を−９とし、無線方式ｃのバイアス値を０とする。無線方式を使用していない状態での無線方式ａの無線状況情報が１０であり、無線方式ｂの無線状況情報が９であり、無線方式ｃの無線状況情報が８とする。この場合、認証レベル２の端末局２−１〜２−５には無線方式ａの無線状況情報が１０であり、無線方式ｂの無線状況情報が９であり、無線方式ｃの無線状況情報が８であると通知される。認証レベル１の端末局２−１〜２−５には無線方式ａの無線状況情報が０であり、無線方式ｂの無線状況情報が９であり、無線方式ｃの無線状況情報が８であると通知される。認証レベル０の端末局２−１〜２−５には無線方式ａの無線状況情報が０であり、無線方式ｂの無線状況情報が０であり、無線方式ｃの無線状況情報が８であると通知される。なお、このとき、前述した実際の利用状況を元に係数を掛けることによるバイアス計算も可能である。

このようにすることで、認証レベルが高い端末局２−１〜２−５と基地局１との通信に使用する無線方式には多くの無線方式から選択することを可能とし、認証レベルが低い端末局２−１〜２−５と基地局１との通信に使用する無線方式については無線方式の選択を制限することが可能となる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

本発明の一実施形態における無線通信システムの構成を示した図である。本実施形態における無線方式を決定する際の無線状況情報の取得方法の手順を示したフローチャートである。本実施形態における無線通信システムの構成を示した図である。本実施形態において、各認証レベルでの無線方式の利用状況と、各認証レベルの端末局へ通知する無線状況情報の例を示した図である。

符号の説明

１・・・基地局、２−１〜２−５・・・端末局、１０−ａ〜１０−ｃ・・・通信部、１１・・・制御部、１２・・・記憶部、２１・・・端末局制御部

Claims

複数の異なる通信方式を備えた基地局装置と、複数の異なる通信方式を備えた１つ以上の端末局装置とからなる無線通信システムの端末局装置であって、
自端末局装置は、前記基地局装置より送信される前記端末局装置の優先度情報と、前記通信方式の利用状況とを受信し、
自端末局装置以上の優先度を持つ前記端末局装置が利用している通信方式の利用状況に基づいて、前記基地局装置との通信で使用する通信方式を決定する端末局制御部と
を備えたことを特徴とする端末局装置。
前記端末局制御部は、自端末局装置以上の優先度を持つ前記端末局装置が利用している通信方式の利用状況に対して、前記通信方式を使用している前記端末局装置の優先度情報に応じた重み付けをし、重み付けをした値に基づいて前記基地局装置との通信で使用する通信方式を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の端末局装置。