JP5654440B2 - 無線通信システム、中継装置及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信に要する処理の負荷を分散する技術に関する。

本来アクセスポイントの専用装置で実行すべき無線信号処理を、汎用の演算装置で動作するソフトウェアで実行することによって、１台のアクセスポイントで複数の無線方式を収容可能とする技術がある。このような演算装置（信号処理リソース）は、アクセスポイント内に設けられても良いし、アクセスポイントとネットワークを介して接続される無線信号処理装置内に設けられても良い。このように構成された場合、アクセスポイントの単機能化による小型化、低コスト化、長寿命化を実現できる。さらに、演算装置において新たな無線方式をサポートする際には、ソフトウェアを更新することによって柔軟に対応することが可能である。

図６は、特許文献１に開示された技術の概略を示す図である。特許文献１記載の技術では、アクセスポイントＰ２０内の信号処理リソース（信号処理部Ｐ２０２）又はネットワークを介してアクセスポイントＰ２０に接続された無線信号処理装置Ｐ３０内の信号処理リソース（信号処理部Ｐ３０２）が無線信号処理を実行する。その際、無線方式の種類によって処理する場所が決定される。用いられている無線方式が、アクセスポイントＰ２０で実行可能な無線方式（すなわちアクセスポイントＰ２０にソフトウェアがダウンロードされている無線方式）である場合は、アクセスポイントＰ２０の信号処理部Ｐ２０２が無線信号処理を行う。一方、用いられている無線方式が、アクセスポイントＰ２０で実行できない無線方式（すなわちアクセスポイントＰ２０にソフトウェアがダウンロードされていない無線方式）である場合は、無線信号処理装置Ｐ３０の信号処理部Ｐ３０２が無線信号処理を行う。

また、アクセスポイントＰ２０及び無線信号処理装置Ｐ３０の信号処理部（Ｐ２０２，Ｐ３０２）は、必要なソフトウェアを無線方式管理装置Ｐ４０からダウンロードし実行することができる。このような処理によって、柔軟な信号処理が可能となっている。

無線通信においては、無線信号を信号送信手順（シーケンス）やフレームフォーマットに基づいて送受信することで信号伝送を実現している。そのため、無線方式には遵守すべき時間規定がある。したがって、無線通信を実現する際には、無線方式において定められている時間規定を守れなければ無線通信が成立しない。また、仮に無線通信が成立したとしても、伝送効率が大幅に低下してしまう。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定される各種無線ＬＡＮ（Local Area Network）においては、ＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）に基づいたパケット送出間隔を実現する際にマイクロ秒オーダの時間規定を満たす必要がある。

処理の効率化を実現するための技術として、負荷分散処理がある。図７は、負荷分散処理を行う構成の具体例を示す図である。Ｗｅｂサーバ等のサーバ装置においては、図７に示すような構成により、処理受付サーバＰ６０が受け付けた処理を、複数の信号処理サーバＰ７０に振り分けて負荷を分散する技術（ロードバランサ：例えば特許文献２参照）が知られている。処理の振り分け方法としては、等確率あるいは重み付けをしてラウンドロビン処理により振り分ける方法等がある。

特開２００９−２３１９０３号公報 特開２００８−５９０６０号公報

各無線方式の時間規定を満たすという観点からは、アクセスポイントＰ２０の信号処理部Ｐ２０２において全ての信号処理を行うことが望ましい。しかしながら、無線ＬＡＮのような高速の信号伝送のための無線方式を収容するためには、アクセスポイントＰ２０に具備すべき信号処理リソースが大きくなってしまう。そのため、アクセスポイントＰ２０が大型になり装置コストが高くなってしまうという問題がある。

他方、アクセスポイントＰ２０側で信号処理を行わずに、無線信号処理装置Ｐ３０において全ての信号処理を行うというシステムも構築しうる。しかしながら、この場合はアクセスポイントＰ２０の構成を簡易化できるものの、アクセスポイントＰ２０と無線信号処理装置Ｐ３０との間の伝送遅延が問題となる。すなわち、この伝送遅延を含めた時間で時間規定を満たす必要があるため、伝送遅延を低減する必要が生じる。

また、特許文献１に開示された技術では、無線方式に特有の時間規定を担保する仕組みが無いため、時間規定を守ることができずに無線通信を維持できない場合が生じる。さらに、ロードバランサに関連した技術をアクセスポイント及び無線信号処理装置のシステムに適用したとしても、時間規定を必ずしも担保することはできない。

上記事情に鑑み、本発明は、複数の信号処理リソースを用いて、無線方式に特有の時間規定を満たした無線通信を実現するための技術を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、無線端末と無線通信する中継装置と、信号処理装置とを備える無線通信システムであって、前記中継装置は、前記無線端末との間で信号を送受信する第１通信部と、前記無線端末から受信した信号に対して所定の受信処理を行う信号処理部と、前記信号処理装置との間で信号を送受信する第２通信部と、自装置と前記信号処理装置との間の伝送遅延及び前記信号の無線方式における時間規定に応じて、前記受信した信号を分割し、先に受信した部分信号を前記信号処理装置に送信し、残る部分信号を自装置の前記信号処理部に処理させる制御部と、を備え、前記信号処理装置は、前記中継装置との間で信号を送受信する第３通信部と、前記中継装置から受信した部分信号に対して前記受信処理を行い、前記受信処理の結果を前記中継装置に送信する信号処理部と、を備える無線通信システムである。

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記制御部は、前記信号処理装置が複数ある場合に、伝送遅延の小さい信号処理装置に対して前記部分信号を送信する。

本発明の一態様は、無線端末と無線通信する中継装置と、信号処理装置とを備える無線通信システムにおける中継装置であって、前記無線端末との間で信号を送受信する第１通信部と、前記無線端末から受信した信号に対して所定の受信処理を行う信号処理部と、前記信号処理装置との間で信号を送受信する第２通信部と、自装置と前記信号処理装置との間の伝送遅延及び前記信号の無線方式における時間規定に応じて、前記受信した信号を分割し、先に受信した部分信号を前記信号処理装置に送信し、残る部分信号を自装置の前記信号処理部に処理させ、前記部分信号に対して前記信号処理装置が行った受信処理の結果を受信する制御部と、を備える中継装置である。

本発明の一態様は、無線端末と無線通信する中継装置と、信号処理装置とを備える無線通信システムが行う通信方法であって、前記中継装置が、前記無線端末から受信した信号に対して所定の受信処理を行う信号処理ステップと、自装置と前記信号処理装置との間の伝送遅延及び前記信号の無線方式における時間規定に応じて、前記受信した信号を分割し、先に受信した部分信号を前記信号処理装置に送信し、残る部分信号を自装置の前記信号処理ステップで処理させる制御ステップと、前記信号処理装置が、前記中継装置から受信した部分信号に対して前記受信処理を行い、前記受信処理の結果を前記中継装置に送信する信号処理ステップと、を有する通信方法である。

本発明により、複数の信号処理リソースを用いた場合であっても、無線方式に特有の時間規定を満たした無線通信を実現することが可能となる。よって，アクセスポイント内に配置された限られた信号処理リソースの利用時間を短縮することができ、アクセスポイント内信号処理リソース（特にＣＰＵコア数）を削減することが可能となる。また、アクセスポイントのリソースを削減せずに、複数のアプリケーションを並行して実行させる場合には，その並列数を増加させることができるようになる。

本発明の第１実施形態における無線通信システム１のシステム構成を表すシステム構成図である。 制御部２０３の制御内容の概略を示す図である。 受信信号に対するアクセスポイント２０の処理の流れを示すフローチャートである。 第１部分信号の処理を割り当てるべき信号処理リソースを静的に選択する処理の流れを示すフローチャートである。 第１部分信号の処理を割り当てるべき信号処理リソースが、動的に選択される場合のフローチャートである。 特許文献１に開示された技術の概略を示す図である。 負荷分散処理を行う構成の具体例を示す図である。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態における無線通信システム１のシステム構成を表すシステム構成図である。以下、第１実施形態における無線通信システム１について説明する。
無線通信システム１は、複数の無線端末１０、アクセスポイント２０、無線信号処理装置３０、無線方式管理装置４０を備える。図１では、アクセスポイント２０、無線信号処理装置３０、無線方式管理装置４０はそれぞれ１台ずつ記載されているが、複数台であっても良い。複数の無線端末１０は、アクセスポイント２０と無線通信を行う装置であればどのような装置であっても良い。図１の例では、無線端末１０の具体例として、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ１０−１、ＺｉｇＢｅｅで無線通信をするセンサ１０−２、無線ＬＡＮ（Local Area Network）で無線通信する無線端末１０−３が示されている。

アクセスポイント２０と無線信号処理装置３０とはネットワークを介して通信可能に接続される。無線通信システム１では、無線端末１０とアクセスポイント２０との間で行われる無線通信に関する処理（以下、「無線信号処理」という。）を、アクセスポイント２０の演算リソース（ＣＰＵ（Central Processing Unit）コア）及び無線信号処理装置３０の演算リソースとで分担して処理する。無線通信システム１では、アクセスポイント２０及び無線信号処理装置３０の演算リソースを効率的に使用することによって、無線方式に特有の時間規定を満たした無線通信を実現する。

アクセスポイント２０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。アクセスポイント２０は、プログラムの実行によって、無線通信部２０１、信号処理部２０２、制御部２０３、通信部２０４を備える装置として機能する。なお、アクセスポイント２０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されても良い。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されても良い。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは電気通信回線を介して送受信されても良い。

無線通信部２０１は、複数の無線端末１０と無線通信を行う。無線通信部２０１は、無線端末１０から無線信号を受信すると、受信した無線信号（以下、「受信信号」という。）を信号処理部２０２に出力する。

信号処理部２０２は、受信信号に対して受信処理として必要な信号処理を行う。受信処理として必要な信号処理とは、例えば受信信号のＰＨＹ層（ＩＳＯ第１層）処理（即ち、復調処理）、受信信号のＭＡＣ層（ＩＳＯ第２層）処理、応答信号のＭＡＣ層処理、応答信号のＰＨＹ層処理（即ち、変調処理）である。また、信号処理部２０２は、受信信号のヘッダを解析し、データ種別を判定する。信号処理部２０２は、汎用の演算装置を備えており、無線方式管理装置４０から送信されるソフトウェアを実行することによって１又は複数の無線方式に対応した信号処理を行う。

制御部２０３は、信号処理部２０２による判定結果に基づいて、ＡＣＫ（Acknowledge）等の応答データを送信する必要があるか否か判定する。また、制御部２０３は、信号処理部２０２による判定結果に基づいてデータ長の情報を得る。制御部２０３は、判定結果や取得した情報に基づいて、受信信号に対する信号処理を制御する。制御部２０３の処理の詳細については後述する。

通信部２０４は、ネットワークを介して無線信号処理装置３０及び無線方式管理装置４０と通信する。通信部２０４は、有線通信路によってネットワークに接続されても良いし、無線通信路によってネットワークに接続されても良い。

無線信号処理装置３０は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。無線信号処理装置３０は、プログラムの実行によって、通信部３０１、信号処理部３０２を備える装置として機能する。なお、無線信号処理装置３０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されても良い。

通信部３０１は、ネットワークを介してアクセスポイント２０及び無線方式管理装置４０と通信する。通信部３０１は、有線通信路によってネットワークに接続されても良いし、無線通信路によってネットワークに接続されても良い。

信号処理部３０２は、アクセスポイント２０から受信した第１部分信号に対して受信処理として必要な信号処理を行う。第１部分信号とは、無線信号処理装置３０が信号処理を担当する部分の信号である。受信処理として必要な信号処理は上述した通りである。信号処理部３０２は、汎用の演算装置を備えており、無線方式管理装置４０から送信されるソフトウェアを実行することによって１又は複数の無線方式に対応した信号処理を行う。信号処理部３０２は、信号処理の処理結果を、ネットワークを介してアクセスポイント２０へ送信する。

無線方式管理装置４０は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。無線方式管理装置４０は、プログラムの実行によって、通信部４０１、ソフトウェア記憶部４０２、制御部４０３を備える装置として機能する。なお、無線方式管理装置４０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されても良い。

通信部４０１は、ネットワークを介してアクセスポイント２０及び無線信号処理装置３０と通信する。通信部４０１は、有線通信路によってネットワークに接続されても良いし、無線通信路によってネットワークに接続されても良い。
ソフトウェア記憶部４０２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。ソフトウェア記憶部４０２は、無線端末１０とアクセスポイント２０との間の無線通信において用いられる１又は複数の無線方式に対応するソフトウェアを記憶する。ソフトウェア記憶部４０２が記憶するソフトウェアを汎用の演算装置が実行することによって、ある無線方式に応じた信号処理を行うことが可能となる。

制御部４０３は、アクセスポイント２０又は無線信号処理装置３０からソフトウェアのダウンロードの要求を受信すると、要求された無線方式に応じたソフトウェアをソフトウェア記憶部４０２から読み出す。制御部４０３は、読み出したソフトウェアのデータを、ネットワークを介して要求元（アクセスポイント２０又は無線信号処理装置３０）に送信する。

次に、アクセスポイント２０の制御部２０３の処理の詳細について説明する。受信信号が実データのパケットであれば、アクセスポイント２０は送信元の無線端末１０に対して応答信号を送信する必要がある。応答信号は、受信信号の受信を終了してからＳＩＦＳ（Short InterFrame Space）時間内に送信される必要がある。このように、応答信号の送信タイミングには時間規定がある。ＩＥＥＥ８０２．１１−２００７標準においては、ＳＩＦＳは２．４ＧＨｚ帯では１０μ秒と規定されており、５ＧＨｚ帯では１６μ秒と規定されている。

受信信号に対し、ＳＩＦＳ時間を守って応答信号を送出するためには、無線信号の受信時点からＳＩＦＳ時間経過までの間に以下の処理を完了する必要がある。
１．受信信号のＰＨＹ層（ＩＳＯ第１層）処理（即ち、復調処理）
２．受信信号のＭＡＣ層（ＩＳＯ第２層）処理
３．応答信号のＭＡＣ層処理
４．応答信号のＰＨＹ層処理（即ち、変調処理）

アクセスポイント２０及び無線信号処理装置３０で協調して受信信号に対する信号処理を実現するため、制御部２０３は、受信信号を複数の部分信号に分割する。制御部２０３は、例えば以下のように各部分信号の処理担当を決定する。制御部２０３は、時間的にデッドラインが厳しい部分信号（アクセスポイント２０で処理しないと間に合わない部分信号）に対する信号処理をアクセスポイント２０の信号処理部２０２で処理するように制御する。一方、制御部２０３は、残る部分信号に対する信号処理を、無線信号処理装置３０の信号処理部３０２で実行するように制御する。このような制御により、アクセスポイント２０が備える信号処理部２０２の限られた信号処理リソースを節約することが可能となる。なお、時間規定が無い受信信号に対する信号処理については、制御部２０３は、信号処理全てを無線信号処理装置３０において処理するように制御しても良い。

図２は、制御部２０３の制御内容の概略を示す図である。以下の説明では、アクセスポイント２０内のバスにおける伝送遅延は無視できる微小値であると仮定する。そのため、以下の説明における伝送遅延とは、アクセスポイント２０と無線信号処理装置３０との間のネットワークにおける伝送遅延を示す。

制御部２０３は、無線通信部２０１が受信した受信信号を複数の部分信号に分割する。制御部２０３は、一方の部分信号（以下、「第１部分信号」という。）を、ネットワークを介して無線信号処理装置３０に送信する。そして、制御部２０３は、無線信号処理装置３０に対して、第１部分信号に対する信号処理を実行させる。制御部２０３は、他方の部分信号（以下、「第２部分信号」という。）を自装置（アクセスポイント２０）の信号処理部２０２に対して出力し、信号処理を実行させる。

より具体的には以下の通りである。制御部２０３は、無線通信部２０１が無線端末１０から無線信号を受信すると、信号処理部２０２に対して受信信号のヘッダ解析を実行させる。制御部２０３は、ヘッダ解析の結果として、信号処理部２０２からデータ種別とデータ長の情報とを取得する。制御部２０３は、取得した情報に基づいて、無線信号処理装置３０に信号処理を実行させる第１部分信号と、自装置（アクセスポイント２０）の信号処理部２０２に信号処理を実行させる第２部分信号とに受信信号を分割する。例えば、制御部２０３は、ネットワークを介して無線信号処理装置３０に第１部分信号を送信する際に生じる伝送遅延と、無線信号処理装置３０における信号処理に要する時間と、ネットワークを介して無線信号処理装置３０から信号処理の結果を受信する際に生じる伝送遅延と、を要して処理を行ったとしても、応答信号の送信が時間規定を満足するような第１部分信号を生成し、無線信号処理装置３０に送信する。

図２では、受信信号に対する処理内容の（信号処理内容）のうち、受信ＰＨＹ処理（処理１）は、ＭＡＣ処理（処理２）を開始するまでに完了すれば良い。したがって、制御部２０３は、受信信号の先頭から符号ＳＤが示す破線部分までを分割信号として生成する。このとき、制御部２０３は、時間軸において受信ＰＨＹ処理が完了する時刻からＤＬの２倍の値分手前（符号ＳＤ）までに処理が完了する受信信号を、第１部分信号として生成する。ＤＬは、アクセスポイント２０と無線信号処理装置３０との間で生じる伝送遅延の時間である。そして、制御部２０３は、生成した分割信号を無線信号処理装置３０へ送信する。図２において、符号６１で表される矩形で囲まれた時間に行われる処理は、信号処理装置３０の信号処理部３０２によって実行される処理である。図２において、符号６２で表される矩形で囲まれた時間に行われる処理は、アクセスポイント２０の信号処理部２０２によって実行される処理である。

言い換えれば、制御部２０３は以下の式１に基づいて第１部分信号の終わり部分（符号ＳＤ）を判定する。なお、式１において、処理１の受信ＰＨＹ処理に要する時間をＮ１とする。Ｎ１の値は以下のように算出されても良い。制御部２０３は、無線信号処理装置３０の信号処理部３０２の処理スペック値を予め取得している。制御部２０３は、受信信号のヘッダ部に含まれるデータ長の情報と、信号処理部３０２の処理スペック値と、に基づいて、Ｎ１の値を推定する。

式１が満たされる条件下では、受信信号に対する信号処理を、アクセスポイント２０と無線信号処理装置３０とで分散して処理することが可能である。一方、式１が満たされない場合には、受信信号に対する信号処理を全てアクセスポイント２０の信号処理部２０２によって処理する必要がある。

無線信号処理装置３０の信号処理部３０２による信号処理（復号処理）によって生成されたデータは、ネットワークを介してアクセスポイント２０の信号処理部２０２に入力される。信号処理部２０２は、入力されたデータと、自身の信号処理によって生成したデータとを結合し、受信信号の全体に対応するデータ（全体データ）を生成する。信号処理部２０２は、全体データに対して誤り検出等の処理を行い、応答信号を返信するか否か判断する。

また、制御部２０３は以下の式２に基づいて送信ＰＨＹ処理（処理４）についても第１部分信号の終わり部分を判定する。式２において、処理４の送信ＰＨＹ処理に要する時間をＮ２とする。Ｎ２の値は以下のように算出されても良い。制御部２０３は、無線信号処理装置３０の信号処理部３０２の処理スペック値を予め取得している。制御部２０３は、応答信号のデータ長の情報と、信号処理部３０２の処理スペック値と、に基づいて、Ｎ２の値を推定する。なお、受信信号の場合とは異なり、応答信号はアクセスポイント２０が生成する信号である。そのため、応答信号のデータ長は、制御部２０３において既知である。

式２が満たされる条件下では、制御部２０３は処理１の場合と同様の処理によって、応答信号の一部を第１部分信号とし、無線信号処理装置３０に送信する。なお、図２に示す例では、Ｎ２の値は小さく、式２が満たされていない。そのため、制御部２０３は処理４の全てをアクセスポイント２０の信号処理部２０２において処理すると判断する。すなわち、制御部２０３は、応答信号から第１部分信号を生成しない。

図３は、受信信号に対するアクセスポイント２０の処理の流れを示すフローチャートである。以下、図３を用いて受信信号に対するアクセスポイント２０の処理の流れについて説明する。なお、応答信号に対するアクセスポイント２０の処理の流れも、受信信号を応答信号と読み替え、Ｎ１をＮ２と読み替えれば図３に示される処理と同様である。なお、応答信号に対するアクセスポイント２０の処理は、送信処理であるため、パケット長の情報は既知である。そのため、分析により求める必要はない。したがって、ヘッダ解析の手順は省略される。

まず、信号処理部２０２は、受信信号のヘッダを解析する。解析結果に基づいて、制御部２０３はパケット種別及びパケット長情報を取得する（ステップＳ１０１）。制御部２０３は、Ｎ１の値を推定し、式１の条件が満たされるか否か判定する（ステップＳ１０２）。式１の条件が満たされる場合（ステップＳ１０３−ＹＥＳ）、制御部２０３は、無線信号処理装置３０の信号処理部３０２において時刻（Ｎ１−２ＤＬ）までに処理が完了する部分の受信信号を、第１部分信号として分割する。また、制御部２０３は、残る受信信号を第２部分信号とする（ステップＳ１０３）。そして、制御部２０３は、第１部分信号を無線信号処理装置３０に送信し、第２部分信号を信号処理部２０２に実行させる。

一方、式１の条件が満たされない場合（ステップＳ１０３−ＮＯ）、制御部２０３は、分散処理が不可能であると判定する（ステップＳ１０４）。この場合、制御部２０３は、受信信号全てについての信号処理を信号処理部２０２に実行させる。
このように構成された第１実施形態における無線通信システム１では、受信信号や応答信号に対して行われる信号処理を、複数の信号処理リソースに分散して実行することが可能である。そして、複数の信号処理リソースを用いて、無線方式に特有の時間規定を満たした無線通信を実現することが可能となる。

＜変形例＞
制御部２０３は、第１部分信号として、複数の部分信号を生成しても良い。この場合、制御部２０３は、各第１部分信号を、それぞれの割り当て先となる無線信号処理装置３０に送信する。

［第２実施形態］
本発明の第１実施形態では、アクセスポイント２０が第１部分信号を送信する宛先となる無線信号処理装置３０は予め決定されている。第２実施形態では、制御部２０３が、複数の無線信号処理装置３０の中から、第１部分信号の宛先となる無線信号処理装置３０を選択する。なお、第２実施形態において、その他の処理は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。以下、制御部２０３が無線信号処理装置３０を選択する処理について説明する。

伝送遅延ＤＬが小さいほど、無線信号処理装置３０の信号処理部３０２に実行させることが可能な第１部分信号を大きくできる。そのため、第２実施形態の制御部２０３は、分散処理を担当させる信号処理リソース（信号処理部３０２）を伝送遅延ＤＬが小さくなるように選択する。このような選択によって、第２実施形態では、アクセスポイント２０の信号処理部２０２の負担を減らすことが可能となる。

図４は、第１部分信号の処理を割り当てるべき信号処理リソースを静的に選択する処理の流れを示すフローチャートである。
制御部２０３は、アクセスポイント２０と各無線信号処理装置３０との間の伝送遅延の情報と、各無線信号処理装置３０の信号処理部３０２の処理スペック値とを予め記憶している。また、制御部２０３は、各無線信号処理装置３０の信号処理部３０２の利用状況（空／予約済／割当済）を取得する（ステップＳ２０１）。利用状況のうち、「空」は、いずれのアクセスポイント２０の分散先としても選択されていないことを示す。「予約済」は、いずれかのアクセスポイント２０の分散先として選択されており、必要なソフトウェアのダウンロードが完了した状態であり、未稼働であることを示す。「割当済」は、いずれかのアクセスポイント２０の分散先として稼働していることを示す。

制御部２０３は、各無線信号処理装置３０の処理スペック値と伝送遅延ＤＬに基づいて、式１の条件を満たすか否か判定する。なお、データ長によってＮ１の値は変化する。そのため、データ長が可変の場合、制御部２０３は、Ｎ１の最小値を用いて式１の条件を満たすか否か判定する。制御部２０３は、式１の条件を満たし且つ利用状況が空の無線信号処理装置３０を、伝送遅延ＤＬが小さい順にソートする。制御部２０３は、伝送遅延ＤＬが小さい方から順に所定数の無線信号処理装置３０を選択する（ステップＳ２０２）。なお、以下の説明では所定数を１とするが、所定数は２以上であっても良い。

次に、制御部２０３は、選択した無線信号処理装置３０に対し、信号処理に必要となるソフトウェアのダウンロードを指示する。この指示に応じて、無線信号処理装置３０の信号処理部３０２は、無線方式管理装置４０から指示されたソフトウェアをダウンロードする。その後、図３に示される処理が実行される。

このように構成された第２実施形態によれば、無線通信システム１全体における伝送遅延ＤＬが小さくなり、より効率的に信号処理の分散を実現することが可能となる。また、伝送遅延ＤＬが小さくなるため、アクセスポイント２０の信号処理部２０２において実行すべき処理をより軽減することが可能となる。

＜変形例＞
図４の処理は、所定のタイミング毎に繰り返し実行されても良い。この場合、制御部２０３は、一定時間利用されていない信号処理部３０２については、ソフトウェアを削除させ、利用状況を「割当済」から「空」に変更しても良い。

図５は、第１部分信号の処理を割り当てるべき信号処理リソースが、動的に選択される場合のフローチャートである。以下、図５の処理について説明する。

制御部２０３は、図５に示される処理を、所定のタイミングで実行することによって、信号処理リソースを選択する。所定のタイミングとは、前回の実行から一定時間経過後であっても良いし、他のタイミングであっても良い。
ステップＳ２０１の処理は、図４と同様である。割当要求がある場合（ステップＳ３０１−ＹＥＳ）、すなわち制御部２０３が新たに第１部分信号の割り当て先となる信号処理リソースが必要であると判断した場合、制御部２０３は、必要ＣＰＵコア数＞割当済ＣＰＵコア数＋予約済ＣＰＵコア数という条件を満たすか否か判定する（ステップＳ３０２）。ＣＰＵコア数とは、信号処理リソースの単位を表す。上記の条件を満たす場合（ステップＳ３０２−ＹＥＳ）、制御部２０３は、不足するＣＰＵコア数の分だけ、利用状況が「空」となっている信号処理リソースのＣＰＵコア数を予約し、予約した信号リソースに対して必要となるソフトウェアのダウンロードを指示する（ステップＳ３０３）。新たに予約された信号処理リソースの利用状況は、「空」から「予約済」に変更される。

一方、上記の条件を満たしていない場合（ステップＳ３０２−ＮＯ）、新たな予約は不要である。そのため、制御部２０３は予約処理を行わない。
その後、制御部２０３は、式１の条件を満たし且つ利用状況が「空」又は「予約済」の信号処理リソースを、伝送遅延ＤＬが小さい順にソートする。制御部２０３は、伝送遅延ＤＬが小さい方から順に所定数の信号処理リソースを選択する（ステップＳ３０４）。

一定時間使用されていない信号処理リソースが存在する場合（ステップＳ３０５−ＹＥＳ）、制御部２０３は、この信号処理リソースに対し、ソフトウェアの削除処理を指示する（ステップＳ３０６）。削除処理によって、信号処理リソースは、利用状況が「割当済」から「空」に変更される。
なお、信号処理リソースの割当に必要な上記の各情報は、無線方式管理装置４０から取得しても良いし、アクセスポイント２０の制御部２０３が収集しても良いし、他の装置によって取得されても良い。

なお、１つの信号処理部３０２に対して、複数の第１部分信号を割り当てても良い。すなわち、１つの無線信号処理装置３０の信号処理部３０２が具備する一のＣＰＵコアが、複数のアクセスポイント２０の信号を時分割で処理してもよく、一つのアクセスポイント２００において並列で処理される複数の信号の各々を時分割で処理してもよい。その場合、制御部２０３は、割当候補の各信号処理部３０２に関して、信号処理リソースの使用率（Ｆ［％］：例えばＣＰＵ利用率やメモリ利用率など）、単位時間当りの信号処理発生回数（ｘ１［回／秒］）の情報を取得する。そして、制御部２０３は、以下の式３を満足する信号処理部３０２を選択する。なお、式３において、Ｔｗは平均待ち時間（伝送遅延ＤＬを含む）を示し、Ｔｐは信号処理に要する時間を示し、Ｔｄは時間規定に表される時間を示す。

なお、平均待ち時間Ｔｗ［秒］は、伝送遅延ＤＬ、信号処理リソース使用率Ｆ［％］、単位時間当りの信号処理発生回数ｘ１［回／秒］に基づき、待ち行列理論（Ｍ／Ｍ／１モデル）を用いることによって式４及び式５のように表すことができる。

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。

１０…無線端末， ２０…アクセスポイント（中継装置）， ３０…無線信号処理装置， ４０…無線方式管理装置， ２０１…無線通信部（第１通信部）， ２０２…信号処理部， ２０３…制御部， ２０４…通信部（第２通信部）， ３０１…通信部（第３通信部）， ３０２…信号処理部， ４０１…通信部， ４０２…ソフトウェア記憶部， ４０３…制御部

Claims (4)

1. 無線端末と無線通信する中継装置と、信号処理装置とを備える無線通信システムであって、
   前記中継装置は、
   前記無線端末との間で信号を送受信する第１通信部と、
   前記無線端末から受信した信号に対して所定の受信処理を行う信号処理部と、
   前記信号処理装置との間で信号を送受信する第２通信部と、
   自装置と前記信号処理装置との間の伝送遅延及び前記信号の無線方式における時間規定に応じて、前記受信した信号を分割し、先に受信した部分信号を前記信号処理装置に送信し、残る部分信号を自装置の前記信号処理部に処理させる制御部と、を備え、
   前記信号処理装置は、
   前記中継装置との間で信号を送受信する第３通信部と、
   前記中継装置から受信した部分信号に対して前記受信処理を行い、前記受信処理の結果を前記中継装置に送信する信号処理部と、を備える無線通信システム。
2. 前記制御部は、前記信号処理装置が複数ある場合に、伝送遅延の小さい信号処理装置に対して前記部分信号を送信する、請求項１に記載の無線通信システム。
3. 無線端末と無線通信する中継装置と、信号処理装置とを備える無線通信システムにおける中継装置であって、
   前記無線端末との間で信号を送受信する第１通信部と、
   前記無線端末から受信した信号に対して所定の受信処理を行う信号処理部と、
   前記信号処理装置との間で信号を送受信する第２通信部と、
   自装置と前記信号処理装置との間の伝送遅延及び前記信号の無線方式における時間規定に応じて、前記受信した信号を分割し、先に受信した部分信号を前記信号処理装置に送信し、残る部分信号を自装置の前記信号処理部に処理させ、前記部分信号に対して前記信号処理装置が行った受信処理の結果を受信する制御部と、を備える中継装置。
4. 無線端末と無線通信する中継装置と、信号処理装置とを備える無線通信システムが行う通信方法であって、
   前記中継装置が、
   前記無線端末から受信した信号に対して所定の受信処理を行う信号処理ステップと、
   自装置と前記信号処理装置との間の伝送遅延及び前記信号の無線方式における時間規定に応じて、前記受信した信号を分割し、先に受信した部分信号を前記信号処理装置に送信し、残る部分信号を自装置の前記信号処理ステップで処理させる制御ステップと、
   前記信号処理装置が、
   前記中継装置から受信した部分信号に対して前記受信処理を行い、前記受信処理の結果を前記中継装置に送信する信号処理ステップと、
   を有する通信方法。

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