JP4014950B2 - 無線通信システムおよび通信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数キャリアを用いてユーザーデータを伝送する通信システムおよび通信方法に関するものであり、特に、必要な時にキャリアを開放あるいは確保することが可能な通信システムおよび通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の無線通信システムについて説明する。図１０は、従来の無線通信システムで使用される通信装置の構成を示す図である。図１０において、１０１は物理レイヤ（ＰＨＹ）部であり、１０２は媒体アクセス制御（ＭＡＣ）部であり、１０３は送受信バッファ（ＥＣ）部であり、１０４は無線リソース管理部である。
【０００３】
ここで、上記のように構成される通信装置の動作について説明する。ＰＨＹ部１０１では、上位レイヤの制御情報やユーザー情報をバーストと呼ばれるフォーマットに変換し、アクセスポイントと無線端末との間の送受信を制御する。たとえば、直交周波数多重（ＯＦＤＭ）変調方式を採用する場合には、当該方式の規定に基づいて、アクセスポイントに対する無線端末の距離や干渉条件などの伝播環境に応じた、適切な通信品質を提供する。すなわち、適切な伝送モードを選択する。
【０００４】
ＭＡＣ部１０２では、アクセスポイントおよび無線端末のバッファの状況に基づいて、通信を行う無線端末や伝送量などを決定し、物理レイヤを制御する。たとえば、ＭＡＣプロトコルとして、アクセスポイントが集中制御を行う時分割多重方式が用いられる場合、アクセスポイントのＭＡＣ部１０２では、所定の割り当て要求量に基づいて、キャリアの時間軸方向の使用方法を決定することによって、送受信を管理する。なお、所定の割り当て要求量としては、たとえば、予め決定された割り当て要求量や、各端末宛ての送信バッファのデータ量から算出される割り当て要求量や、各無線端末から通知される送信バッファのデータ量から算出される割り当て要求量がある。無線端末のＭＡＣ部１０２では、アクセスポイントの決定にしたがって、アクセスポイントに許可された時間を用いて送受信を行う。
【０００５】
また、ＭＡＣプロトコルとして、ＣＳＭＡ／ＣＡ（carrier sense multiple access with collision）を使用する場合、アクセスポイントのＭＡＣ部１０２では、定期的に送信する報知信号および制御信号を用いて各無線端末との同期を確立し、報知信号および制御信号により送信可能な時間と送信許可を無線端末に対して通知する。無線端末のＭＡＣ部１０２では、アクセスポイントからの報知信号および制御信号にしたがって、一定時間のキャリアセンス結果に基づいて送受信を行う。
【０００６】
ＥＣ部１０３では、送受信が完了するまでデータを蓄積する。データの管理をユーザーコネクション単位に行う場合、送信バッファは、ユーザーコネクション毎にデータを蓄積し、ＭＡＣ部１０２に対して蓄積しているデータ量を報告する。そして、送信の制御にしたがってデータを送信する。一方、受信バッファでは、受け取ったデータを確認し、伝送誤りがある場合には再送を要求する。
【０００７】
つぎに、ＭＡＣ部１０２による送受信の管理について説明する。図１１は、たとえば、社団法人電波産業界の標準規格「ARIB STD-T70」に示されているフレーム構成を示す図である。図１１において、横軸は時間を表しており、ＭＡＣ部１０２では、フレームという時間単位に、回線種別や通信を行う無線端末や伝送量などを制御している。また、ＢＣＨはアクセスポイントから各無線端末への報知情報を伝送するための回線を表し、ＦＣＨはフレーム構造を報知するための回線を表す。帯域割り当て情報によりフレーム構造が示され、無線端末側のＭＡＣスケジューラは、報知されたフレーム構造にしたがって動作する。また、「Down Link」は、アクセスポイントから各無線端末へのユーザーコネクションデータを伝送するための下り回線が配置される期間である。「Up Link」は、各無線端末からアクセスポイントへのユーザーコネクションデータを伝送するための上り回線が配置される期間である。ＲＣＨは、無線端末に上り回線が割り当てられてない場合に、無線端末がアクセスポイントに制御情報を伝送するためのランダムアクセス回線である。ＡＣＨは、１つ前のＭＡＣフレームのＲＣＨに対する応答を伝送するための回線である。
【０００８】
図１２は、アクセスポイントが管理する複数の基本キャリアを示す図である。図１２において、各台形は基本キャリアを示しており、斜線を施した部分は特定の基地局が管理する複数の基本キャリアを示している。この例では、３つの基本キャリアを使用している。通常、無線通信装置は、基本キャリアと呼ばれる周波数帯域内で伝送処理が行われるが、たとえば、情報通信審議会の「準ミリ波帯の周波数を利用する広帯域移動アクセスシステムの記述的条件」についての答申に見られるように、基本キャリアを複数束ねた帯域を用いることによって、より広帯域な伝送を実現する方式が検討されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来の無線通信装置においては、複数キャリアを同時に使用して広帯域な通信を行う場合、アクセスポイント間でキャリアを共有し、必要な時にキャリアを開放あるいは確保する、ということが検討されていなかった。そのため、通信トラフィックが少ないアクセスポイントと通信トラフィックが多いアクセスポイントによって、通信品質に格差が出る、という問題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数キャリアを同時に使用して広帯域な通信を行う場合であっても、キャリアをアクセスポイント間で融通することによって、システム全体としての伝送効率を向上させることが可能な通信システムおよび通信方法を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる無線通信システムにあっては、現在の通信トラフィックに対して過剰な数のキャリアを確保していると判断した場合に、周辺アクセスポイントに対して「キャリア開放通知」を送信してキャリアを開放し、一方で、「キャリア開放通知」を受信後、現在の通信トラフィックに対してキャリア数が不足していると判断し、かつ通知された開放キャリアを使用可能と判断した場合に、当該開放キャリアを加えて通信を行うアクセスポイント、を備えることを特徴とする。
【００１２】
つぎの発明にかかる無線通信システムにあっては、通信トラフィックの増大に伴ってキャリアが不足していると判断した特定のアクセスポイントが、要求キャリアを指定した「キャリア拡張通知」を送信するアクセスポイントと、前記「キャリア拡張通知」を受信後、指定された要求キャリアを開放できると判断した場合に、その旨を返信する周辺アクセスポイントと、を備え、前記「キャリア拡張通知」送信元のアクセスポイントが、要求キャリアを開放可能な周辺アクセスポイントの中からいずれか１つを選択し、選択したアクセスポイントに対してキャリアの開放を要求し、前記選択されたアクセスポイントが、要求キャリアを開放し、前記キャリア開放要求元のアクセスポイントが、開放キャリアを加えて通信を行うことを特徴とする。
【００１３】
つぎの発明にかかる無線通信システムにあっては、前記「キャリア拡張通知」を受け取った周辺アクセスポイントが、指定された要求キャリアに代わる未使用キャリアを探索し、利用可能な未使用キャリアが存在する場合、当該未使用キャリアを取得し、指定された要求キャリアを開放することを特徴とする。
【００１４】
つぎの発明にかかる無線通信システムにおいて、前記各アクセスポイントは、キャリアを使用していることを示す信号にアクセスポイントのＩＰアドレスを含ませて送信することを特徴とする。
【００１５】
つぎの発明にかかる通信方法にあっては、現在の通信トラフィックに対して過剰な数のキャリアを確保していると判断したアクセスポイントが、周辺アクセスポイントに対して「キャリア開放通知」を送信してキャリアを開放するキャリア開放ステップと、前記「キャリア開放通知」を受け取った周辺アクセスポイントが、現在の通信トラフィックに対してキャリア数が不足していると判断し、かつ通知された開放キャリアを使用可能と判断した場合、当該開放キャリアを加えて通信を行う通信ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１６】
つぎの発明にかかる通信方法にあっては、通信トラフィックの増大に伴ってキャリアが不足していると判断した特定のアクセスポイントが、周辺アクセスポイントに対して、要求キャリアを指定した「キャリア拡張通知」を送信するキャリア拡張通知ステップと、前記「キャリア拡張通知」を受け取った周辺アクセスポイントが、指定された要求キャリアを開放できると判断した場合に、その旨を返信する応答ステップと、前記特定のアクセスポイントが、要求キャリアを開放可能な周辺アクセスポイントの中からいずれか１つを選択し、選択したアクセスポイントに対してキャリアの開放を要求する要求ステップと、前記選択されたアクセスポイントが、要求キャリアを開放する第１の開放ステップと、前記特定のアクセスポイントが、開放キャリアを加えて通信を行う通信ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１７】
つぎの発明にかかる通信方法にあっては、前記「キャリア拡張通知」を受け取った周辺アクセスポイントが、指定された要求キャリアに代わる未使用キャリアを探索し、利用可能な未使用キャリアが存在する場合、当該未使用キャリアを取得し、指定された要求キャリアを開放する第２の開放ステップ、を含むことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる通信システムおよび通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信システムの構成を示す図である。図１において、１，２，３，４はアクセスポイント（ＡＰ）であり、５はアクセスポイントが接続するルータ（あるいはハブ）であり、アクセスポイント間の通信は、このルータ（あるいはハブ）を経由して行われる。
【００２０】
また、図２は、本実施の形態の通信方法を示す図であり、詳細には、図１で示した各アクセスポイントが管理する基本キャリアを示す図である。図２において、各台形は基本キャリアを表し、台形の中の文字がそのキャリアを管理するアクセスポイントを示す。また、斜線を施した部分は特定の基地局が管理する複数の基本キャリアを表す。ここでは、たとえば、アクセスポイント２が、現在管理している所定のキャリアに対応した「キャリア開放通知」を送信し、「キャリア開放通知」を受け取ったアクセスポイント３が、開放されたキャリアをサーチし、検出したキャリアを使用する。
【００２１】
つぎに、上記通信システムにおける本実施の形態の通信方法を詳細に説明する。図３は、「キャリア開放通知」を送信するアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。また、図４は、「キャリア開放通知」を受け取る周辺アクセスポイントの動作を示すフローチャートである。なお、各アクセスポイントは、周辺アクセスポイントからの信号を受信する機能を備えている。各アクセスポイントは、キャリアを使用していることを示す信号（ビーコン）にアクセスポイントのＩＰアドレスを含ませて送信する。そして、このビーコンを受信することによって、どのアクセスポイントがどのキャリアを使用しているか、ということを知る。
【００２２】
具体的には、たとえば、図２に示すアクセスポイント２が、「キャリア開放通知」を送信してキャリアを開放し、アクセスポイント３が、「キャリア開放通知」を受け取り、開放後のキャリアを使用する場合について説明する。
【００２３】
まず、アクセスポイント２では、現在の通信トラフィックと使用キャリア数の関係において、キャリアの使用率が所定のしきい値より小さいかどうかを判断する（図３、ステップＳ１）。そして、所定のしきい値よりも大きければ（ステップＳ１、Ｎｏ）、何も行わずに終了する。一方、所定のしきい値よりも使用率が小さい場合には（ステップＳ１、Ｙｅｓ）、現在の通信トラフィックに対して過剰なキャリアを確保していると判断する。
【００２４】
つぎに、アクセスポイント２では、パケットエラーレートや再送回数などの値を利用して、伝播環境の悪い順に開放キャリアを決定する（ステップＳ２）。そして、上記のように決定した開放キャリアで通信を行っている無線端末に対してキャリアの変更を通知する（ステップＳ３）。
【００２５】
つぎに、アクセスポイント２では、接続する有線ネットワークを用いて、自ＩＰアドレスとキャリア番号を含む「キャリア開放通知」を送信し、周辺アクセスポイントに対して、キャリアが使われなくなったことを通知する（ステップＳ４）。
【００２６】
つぎに、「キャリア開放通知」を受信した周辺アクセスポイント（ここではアクセスポイント３とする）では、通知されたキャリアが使われていないかどうかを確認するために、一定時間にわたってキャリアセンスを行う（図４、ステップＳ１１）。そして、開放されたキャリアの検出処理（ステップＳ１２）、「キャリア開放通知」に含まれるキャリア番号から開放キャリアが隣接キャリアかどうかを判断する処理（ステップＳ１３）、現在の通信トラフィックと使用キャリア数の関係において現在管理しているキャリアの使用率が所定のしきい値よりも大きいかを判断する処理（ステップＳ１４）、を順に行う。
【００２７】
たとえば、ステップＳ１２において、既に開放されたキャリアを獲得したアクセスポイントが存在する場合（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）、ステップＳ１３において、「キャリア開放通知」に含まれるキャリア番号が隣接キャリア以外の場合（ステップＳ１３、Ｎｏ）、または、ステップＳ１４において、キャリアの使用率が所定のしきい値よりも小さい場合（ステップＳ１４、Ｎｏ）は、そのまま動作を終了する。
【００２８】
一方、ステップＳ１２において、開放されたキャリアを獲得したアクセスポイントが存在せず（ステップＳ１２、Ｎｏ）、ステップＳ１３において、「キャリア開放通知」に含まれるキャリア番号が隣接キャリアで（ステップＳ１３、Ｙｅｓ）、かつ、ステップＳ１４において、キャリアの使用率が所定のしきい値よりも大きい場合（ステップＳ１４、Ｙｅｓ）、「キャリア開放通知」を受信したアクセスポイント３では、現在の通信トラフィックに対してキャリアが不足していると判断し、開放キャリアを獲得する（ステップＳ１５）。
【００２９】
その後、開放キャリアを獲得したアクセスポイント３では、既存のキャリアに対して行っていることと同様に、ビーコンの送信を開始し、通信キャリアとしての使用を開始する。
【００３０】
このように、本実施の形態においては、アクセスポイントが、自身が管理する複数キャリアを用いてユーザーデータを伝送する。そして、現在の通信トラフィックに対して過剰なキャリアを確保していると判断したアクセスポイントは、周辺のアクセスポイントに対してキャリア開放通知を送信し、キャリアを開放する。その後、アクセスポイント間の通信によってキャリア開放通知を受け取った周辺のアクセスポイントは、自身の通信トラフィックに余裕がない場合に、通知された開放キャリアが使用可能かどうかを判断し、使用できると判断した場合、開放キャリアを加えて通信を行う。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることができる。
【００３１】
また、本実施の形態においては、キャリアを使用していることを示す信号（ビーコン）にアクセスポイントのＩＰアドレスを含ませ、各アクセスポイントが、周辺アクセスポイントのビーコンを受信する。これにより、どのアクセスポイントがどのキャリアを使用しているか、ということを容易に知ることができる。
【００３２】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２の通信方法を示す図である。なお、無線通信システムの構成については、前述した実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。本実施の形態では、たとえば、アクセスポイント３が、「キャリア拡張希望」を送信する。そして、アクセスポイント２が、アクセスポイント３が利用可能なキャリアを開放し、アクセスポイント３が、開放キャリアを使用して通信を行う。
【００３３】
つぎに、本実施の形態の通信方法を詳細に説明する。図６は、「キャリア拡張希望」を送信するアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。図７は、「キャリア拡張希望」を受け取った周辺アクセスポイントの動作を示すフローチャートである。
【００３４】
具体的には、たとえば、アクセスポイント３が、「キャリア拡張希望」を用いてキャリアの開放を要求し、「キャリア拡張希望」を受け取った周辺アクセスポイント２が、キャリアを開放できることを示し、さらに、「キャリア開放要求」に応じてキャリアを開放し、その後、アクセスポイント３が、開放されたキャリアを使用して通信を行う場合について説明する。
【００３５】
まず、アクセスポイント３では、現在の通信トラフィックと使用キャリア数の関係において、キャリアの使用率が所定のしきい値より大きいかどうかを判断する（図６、ステップＳ２１）。たとえば、所定のしきい値よりも小さい場合（ステップＳ２１、Ｎｏ）は終了する。一方、所定のしきい値よりも使用率が大きい場合（ステップＳ２１、Ｙｅｓ）には、現在の通信トラフィックに対して過少なキャリア数しか確保できていないと判断する。
【００３６】
その後、アクセスポイント３では、使用可能なキャリアを選別するために、すべてのキャリアに対してキャリアセンスを行う。そして、周辺アクセスポイントからのビーコンを受信することによって、どのアクセスポイントがどのキャリアを管理しているかを調査し、使用可能なキャリアの番号と、それに対応するアクセスポイントのＩＰアドレスと、で構成されたテーブルを作成して要求キャリアを決定する（ステップＳ２２）。
【００３７】
つぎに、アクセスポイント３では、開放してもらいたいキャリア（要求キャリア）の番号を含む「キャリア拡張希望」を、有線ネットワークを利用して各アクセスポイントに対して送信する（ステップＳ２３）。
【００３８】
つぎに、アクセスポイント３では、「キャリア拡張希望」を受け取った各アクセスポイントから「キャリア拡張希望応答」を受信する（ステップＳ２４）。そして、すべての周辺アクセスポイントがキャリアを開放できない場合（ステップＳ２５、Ｎｏ）は、現在のキャリア数で通信を行う。一方、いずれかの周辺アクセスポイントからキャリア開放が可能である旨が通知された場合（ステップＳ２５、Ｙｅｓ）には、そのアクセスポイントに対して「キャリア開放要求」を送信する（ステップＳ２６）。ここでは、アクセスポイント２に対して「キャリア開放要求」を送信する場合を想定する。なお、複数のアクセスポイントからキャリアの開放が可能である旨の応答があった場合には、その中のいずれか１つを選び、「キャリア開放要求」を送信する。
【００３９】
つぎに、アクセスポイント３では、該当するキャリアが開放されたかどうかを確認するために、そのキャリアに対してキャリアセンスを行う（ステップＳ２７）。そして、キャリアの開放を検出すると、アクセスポイント３は、開放されたキャリアを用いて通信を開始する（ステップＳ２８）。なお、アクセスポイント３が、さらにキャリア拡張を行いたい場合には、上記キャリア拡張希望シーケンスを繰り返し実行する。
【００４０】
一方、「キャリア拡張希望」を受信した周辺アクセスポイント（アクセスポイント２）では、現在の通信トラフィックと使用キャリア数の関係において、指定されたキャリアの使用率が所定のしきい値よりも大きいかどうかを判断する（図７、ステップＳ３１）。たとえば、所定のしきい値よりも大きい場合（ステップＳ３１、Ｎｏ）、アクセスポイント２では、指定されたキャリアを開放することができないと判断して、その旨を示した「キャリア拡張希望応答」をアクセスポイント３に対して送信する（ステップＳ３２）。一方、所定のしきい値よりも小さい場合には（ステップＳ３１、Ｙｅｓ）、指定されたキャリアが開放可能であると判断し（ステップＳ３３）、その旨を示した「キャリア拡張希望応答」をアクセスポイント３に対して送信する（ステップＳ３４）。
【００４１】
つぎに、アクセスポイント２は、「キャリア開放要求」の受信待ち状態となり（ステップＳ３５）、たとえば、一定時間内にアクセスポイント３から「キャリア開放要求」を受け取れない場合（ステップＳ３６、Ｎｏ）、アクセスポイント３が他のアクセスポイントからキャリアを取得したと判断し、本シーケンスを終了する。一方、一定時間内にアクセスポイント３から「キャリア開放要求」を受け取った場合（ステップＳ３６、Ｙｅｓ）は、開放するキャリアで通信を行っている無線端末に対してキャリアの変更を通知し（ステップＳ３７）、その後、キャリアを開放する（ステップＳ３８）。
【００４２】
このように、本実施の形態では、アクセスポイントが、自身が管理する複数キャリアを用いてユーザーデータを伝送する。このとき、通信トラフィックが増大し、現在の通信トラフィックに対して過少なキャリア数しか確保できていないと判断したアクセスポイントは、周辺のアクセスポイントに対して「キャリア拡張希望」を送信する。そして、「キャリア拡張希望」を受け取ったアクセスポイントは、指定キャリアの開放が可能であれば、そのキャリアを開放する。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることができる。
【００４３】
実施の形態３．
図８は、実施の形態３の通信方法を示す図である。なお、無線通信システムの構成については、前述した実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態１または２と異なる動作についてのみ説明する。本実施の形態では、たとえば、アクセスポイント３が、キャリア拡張希望を送信する。そして、アクセスポイント２が、自身が使用可能なキャリアを獲得し、さらに、アクセスポイント３が希望しているキャリアを開放する。その後、アクセスポイント３が、開放キャリアを使用して通信を行う。
【００４４】
つぎに、本実施の形態の通信方法を詳細に説明する。図９は、使用キャリアを変更する場合のアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。なお、「キャリア拡張希望」を送信するアクセスポイントの動作については、前述の実施の形態２の図６と同様である。
【００４５】
まず、「キャリア拡張希望」を受信した周辺アクセスポイント（アクセスポイント２）では、すべてのキャリアに対してキャリアセンスを行う。そして、未使用キャリアが存在しない場合は、前述の図７と同様の処理を行う。
【００４６】
一方、未使用かつ利用可能なキャリアが存在する場合、アクセスポイント２では、指定されたキャリアが開放可能である旨を示した「キャリア拡張希望応答」をアクセスポイント３に対して送信する（ステップＳ４１、ステップＳ４２）。
【００４７】
つぎに、アクセスポイント２は、「キャリア開放要求」の受信待ち状態になり（ステップＳ４３）、一定時間内にアクセスポイント３から「キャリア開放要求」を受け取れない場合（ステップＳ４４、Ｎｏ）、アクセスポイント３が他のアクセスポイントからキャリアを取得したと判断し、本シーケンスを終了する。一方、一定時間内にアクセスポイント３から「キャリア開放要求」を受信した場合（ステップＳ４４、Ｙｅｓ）は、開放対象のキャリアで通信を行っている無線端末に対してキャリアの変更を通知する（ステップＳ４５）。そして、上記未使用キャリアを取得して使用キャリアを変更し（ステップＳ４６）、その後、指定のキャリアを開放する（ステップＳ４７）。以降、アクセスポイント２は、変更後のキャリアを使用して通信を行う。
【００４８】
このように、本実施の形態においては、アクセスポイントが、自身が管理する複数キャリアを用いてユーザーデータを伝送する。このとき、「キャリア拡張希望」を受け取ったアクセスポイントは、指定されたキャリアに代わる未使用キャリアを探索し、未使用かつ利用可能なキャリアが存在する場合、このキャリアを取得し、上記指定されたキャリアを開放する。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、現在の通信トラフィックに対して過剰なキャリアを確保していると判断したアクセスポイントは、周辺のアクセスポイントに対して「キャリア開放通知」を送信し、キャリアを開放する。その後、アクセスポイント間の通信によって「キャリア開放通知」を受け取った周辺のアクセスポイントは、自身の通信トラフィックに余裕がない場合に、通知された開放キャリアが使用可能かどうかを判断し、使用できると判断した場合、開放キャリアを加えて通信を行う。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることが可能な無線通信システムを得ることができる、という効果を奏する。
【００５０】
つぎの発明によれば、通信トラフィックが増大し、現在の通信トラフィックに対して過少なキャリア数しか確保できていないと判断したアクセスポイントは、周辺のアクセスポイントに対して「キャリア拡張通知」を送信する。そして、「キャリア拡張通知」を受け取ったアクセスポイントは、指定キャリアの開放が可能であれば、そのキャリアを開放する。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることが可能な無線通信システムを得ることができる、という効果を奏する。
【００５１】
つぎの発明によれば、「キャリア拡張通知」を受け取ったアクセスポイントは、指定されたキャリアに代わる未使用キャリアを探索し、未使用かつ利用可能なキャリアが存在する場合、このキャリアを取得し、上記指定されたキャリアを開放する。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることが可能な無線通信システムを得ることができる、という効果を奏する。
【００５２】
つぎの発明によれば、キャリアを使用していることを示す信号（ビーコン）にアクセスポイントのＩＰアドレスを含ませ、各アクセスポイントが、周辺アクセスポイントのビーコンを受信する。これにより、どのアクセスポイントがどのキャリアを使用しているか、ということを容易に知ることができる、という効果を奏する。
【００５３】
つぎの発明によれば、アクセスポイントが、自身が管理する複数キャリアを用いてユーザーデータを伝送する。そして、現在の通信トラフィックに対して過剰なキャリアを確保していると判断したアクセスポイントは、周辺のアクセスポイントに対してキャリア開放通知を送信し、キャリアを開放する。その後、アクセスポイント間の通信によってキャリア開放通知を受け取った周辺のアクセスポイントは、自身の通信トラフィックに余裕がない場合に、通知された開放キャリアが使用可能かどうかを判断し、使用できると判断した場合、開放キャリアを加えて通信を行う。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【００５４】
つぎの発明によれば、通信トラフィックが増大し、現在の通信トラフィックに対して過少なキャリア数しか確保できていないと判断したアクセスポイントは、周辺のアクセスポイントに対して「キャリア拡張希望」を送信する。そして、「キャリア拡張希望」を受け取ったアクセスポイントは、指定キャリアの開放が可能であれば、そのキャリアを開放する。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることができる。
【００５５】
つぎの発明によれば、「キャリア拡張希望」を受け取ったアクセスポイントは、指定されたキャリアに代わる未使用キャリアを探索し、未使用かつ利用可能なキャリアが存在する場合、このキャリアを取得し、上記指定されたキャリアを開放する。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる通信システムの構成を示す図である。
【図２】 実施の形態１の通信方法を示す図である。
【図３】 「キャリア開放通知」を送信するアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。
【図４】 「キャリア開放通知」を受け取った周辺アクセスポイントの動作を示すフローチャートである。
【図５】 実施の形態２の通信方法を示す図である。
【図６】 「キャリア拡張希望」を送信するアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。
【図７】 「キャリア拡張希望」を受け取った周辺アクセスポイントの動作を示す図である。
【図８】 実施の形態３の通信方法を示す図である。
【図９】 使用キャリアを変更する場合のアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。
【図１０】 従来の無線通信システムで使用される通信装置の構成を示す図である。
【図１１】 社団法人電波産業界の標準規格「ARIB STD-T70」に示されているフレーム構成を示す図である。
【図１２】 アクセスポイントが管理する複数の基本キャリアを示す図である。
【符号の説明】
１，２，３，４ アクセスポイント（ＡＰ）、５ ルータ（あるいはハブ）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数キャリアを用いてユーザーデータを伝送する通信システムおよび通信方法に関するものであり、特に、必要な時にキャリアを開放あるいは確保することが可能な通信システムおよび通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の無線通信システムについて説明する。図１０は、従来の無線通信システムで使用される通信装置の構成を示す図である。図１０において、１０１は物理レイヤ（ＰＨＹ）部であり、１０２は媒体アクセス制御（ＭＡＣ）部であり、１０３は送受信バッファ（ＥＣ）部であり、１０４は無線リソース管理部である。
【０００３】
ここで、上記のように構成される通信装置の動作について説明する。ＰＨＹ部１０１では、上位レイヤの制御情報やユーザー情報をバーストと呼ばれるフォーマットに変換し、アクセスポイントと無線端末との間の送受信を制御する。たとえば、直交周波数多重（ＯＦＤＭ）変調方式を採用する場合には、当該方式の規定に基づいて、アクセスポイントに対する無線端末の距離や干渉条件などの伝播環境に応じた、適切な通信品質を提供する。すなわち、適切な伝送モードを選択する。
【０００４】
ＭＡＣ部１０２では、アクセスポイントおよび無線端末のバッファの状況に基づいて、通信を行う無線端末や伝送量などを決定し、物理レイヤを制御する。たとえば、ＭＡＣプロトコルとして、アクセスポイントが集中制御を行う時分割多重方式が用いられる場合、アクセスポイントのＭＡＣ部１０２では、所定の割り当て要求量に基づいて、キャリアの時間軸方向の使用方法を決定することによって、送受信を管理する。なお、所定の割り当て要求量としては、たとえば、予め決定された割り当て要求量や、各端末宛ての送信バッファのデータ量から算出される割り当て要求量や、各無線端末から通知される送信バッファのデータ量から算出される割り当て要求量がある。無線端末のＭＡＣ部１０２では、アクセスポイントの決定にしたがって、アクセスポイントに許可された時間を用いて送受信を行う。
【０００５】
また、ＭＡＣプロトコルとして、ＣＳＭＡ／ＣＡ（carrier sense multiple access with collision）を使用する場合、アクセスポイントのＭＡＣ部１０２では、定期的に送信する報知信号および制御信号を用いて各無線端末との同期を確立し、報知信号および制御信号により送信可能な時間と送信許可を無線端末に対して通知する。無線端末のＭＡＣ部１０２では、アクセスポイントからの報知信号および制御信号にしたがって、一定時間のキャリアセンス結果に基づいて送受信を行う。
【０００６】
ＥＣ部１０３では、送受信が完了するまでデータを蓄積する。データの管理をユーザーコネクション単位に行う場合、送信バッファは、ユーザーコネクション毎にデータを蓄積し、ＭＡＣ部１０２に対して蓄積しているデータ量を報告する。そして、送信の制御にしたがってデータを送信する。一方、受信バッファでは、受け取ったデータを確認し、伝送誤りがある場合には再送を要求する。
【０００７】
つぎに、ＭＡＣ部１０２による送受信の管理について説明する。図１１は、たとえば、社団法人電波産業界の標準規格「ARIB STD-T70」に示されているフレーム構成を示す図である。図１１において、横軸は時間を表しており、ＭＡＣ部１０２では、フレームという時間単位に、回線種別や通信を行う無線端末や伝送量などを制御している。また、ＢＣＨはアクセスポイントから各無線端末への報知情報を伝送するための回線を表し、ＦＣＨはフレーム構造を報知するための回線を表す。帯域割り当て情報によりフレーム構造が示され、無線端末側のＭＡＣスケジューラは、報知されたフレーム構造にしたがって動作する。また、「Down Link」は、アクセスポイントから各無線端末へのユーザーコネクションデータを伝送するための下り回線が配置される期間である。「Up Link」は、各無線端末からアクセスポイントへのユーザーコネクションデータを伝送するための上り回線が配置される期間である。ＲＣＨは、無線端末に上り回線が割り当てられてない場合に、無線端末がアクセスポイントに制御情報を伝送するためのランダムアクセス回線である。ＡＣＨは、１つ前のＭＡＣフレームのＲＣＨに対する応答を伝送するための回線である。
【０００８】
図１２は、アクセスポイントが管理する複数の基本キャリアを示す図である。図１２において、各台形は基本キャリアを示しており、斜線を施した部分は特定の基地局が管理する複数の基本キャリアを示している。この例では、３つの基本キャリアを使用している。通常、無線通信装置は、基本キャリアと呼ばれる周波数帯域内で伝送処理が行われるが、たとえば、情報通信審議会の「準ミリ波帯の周波数を利用する広帯域移動アクセスシステムの記述的条件」についての答申に見られるように、基本キャリアを複数束ねた帯域を用いることによって、より広帯域な伝送を実現する方式が検討されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来の無線通信装置においては、複数キャリアを同時に使用して広帯域な通信を行う場合、アクセスポイント間でキャリアを共有し、必要な時にキャリアを開放あるいは確保する、ということが検討されていなかった。そのため、通信トラフィックが少ないアクセスポイントと通信トラフィックが多いアクセスポイントによって、通信品質に格差が出る、という問題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数キャリアを同時に使用して広帯域な通信を行う場合であっても、キャリアをアクセスポイント間で融通することによって、システム全体としての伝送効率を向上させることが可能な通信システムおよび通信方法を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる無線通信システムにあっては、現在の通信トラフィックに対して過剰な数のキャリアを確保していると判断した場合に、周辺アクセスポイントに対して「キャリア開放通知」を送信してキャリアを開放し、一方で、「キャリア開放通知」を受信後、現在の通信トラフィックに対してキャリア数が不足していると判断し、かつ通知された開放キャリアを使用可能と判断した場合に、当該開放キャリアを加えて通信を行うアクセスポイント、を備えることを特徴とする。
【００１２】
つぎの発明にかかる無線通信システムにあっては、通信トラフィックの増大に伴ってキャリアが不足していると判断した特定のアクセスポイントが、要求キャリアを指定した「キャリア拡張通知」を送信するアクセスポイントと、前記「キャリア拡張通知」を受信後、指定された要求キャリアを開放できると判断した場合に、その旨を返信する周辺アクセスポイントと、を備え、前記「キャリア拡張通知」送信元のアクセスポイントが、要求キャリアを開放可能な周辺アクセスポイントの中からいずれか１つを選択し、選択したアクセスポイントに対してキャリアの開放を要求し、前記選択されたアクセスポイントが、要求キャリアを開放し、前記キャリア開放要求元のアクセスポイントが、開放キャリアを加えて通信を行うことを特徴とする。
【００１３】
つぎの発明にかかる無線通信システムにあっては、前記「キャリア拡張通知」を受け取った周辺アクセスポイントが、指定された要求キャリアに代わる未使用キャリアを探索し、利用可能な未使用キャリアが存在する場合、当該未使用キャリアを取得し、指定された要求キャリアを開放することを特徴とする。
【００１４】
つぎの発明にかかる無線通信システムにおいて、前記各アクセスポイントは、キャリアを使用していることを示す信号にアクセスポイントのＩＰアドレスを含ませて送信することを特徴とする。
【００１５】
つぎの発明にかかる通信方法にあっては、現在の通信トラフィックに対して過剰な数のキャリアを確保していると判断したアクセスポイントが、周辺アクセスポイントに対して「キャリア開放通知」を送信してキャリアを開放するキャリア開放ステップと、前記「キャリア開放通知」を受け取った周辺アクセスポイントが、現在の通信トラフィックに対してキャリア数が不足していると判断し、かつ通知された開放キャリアを使用可能と判断した場合、当該開放キャリアを加えて通信を行う通信ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１６】
つぎの発明にかかる通信方法にあっては、通信トラフィックの増大に伴ってキャリアが不足していると判断した特定のアクセスポイントが、周辺アクセスポイントに対して、要求キャリアを指定した「キャリア拡張通知」を送信するキャリア拡張通知ステップと、前記「キャリア拡張通知」を受け取った周辺アクセスポイントが、指定された要求キャリアを開放できると判断した場合に、その旨を返信する応答ステップと、前記特定のアクセスポイントが、要求キャリアを開放可能な周辺アクセスポイントの中からいずれか１つを選択し、選択したアクセスポイントに対してキャリアの開放を要求する要求ステップと、前記選択されたアクセスポイントが、要求キャリアを開放する第１の開放ステップと、前記特定のアクセスポイントが、開放キャリアを加えて通信を行う通信ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１７】
つぎの発明にかかる通信方法にあっては、前記「キャリア拡張通知」を受け取った周辺アクセスポイントが、指定された要求キャリアに代わる未使用キャリアを探索し、利用可能な未使用キャリアが存在する場合、当該未使用キャリアを取得し、指定された要求キャリアを開放する第２の開放ステップ、を含むことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる通信システムおよび通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信システムの構成を示す図である。図１において、１，２，３，４はアクセスポイント（ＡＰ）であり、５はアクセスポイントが接続するルータ（あるいはハブ）であり、アクセスポイント間の通信は、このルータ（あるいはハブ）を経由して行われる。
【００２０】
また、図２は、本実施の形態の通信方法を示す図であり、詳細には、図１で示した各アクセスポイントが管理する基本キャリアを示す図である。図２において、各台形は基本キャリアを表し、台形の中の文字がそのキャリアを管理するアクセスポイントを示す。また、斜線を施した部分は特定の基地局が管理する複数の基本キャリアを表す。ここでは、たとえば、アクセスポイント２が、現在管理している所定のキャリアに対応した「キャリア開放通知」を送信し、「キャリア開放通知」を受け取ったアクセスポイント３が、開放されたキャリアをサーチし、検出したキャリアを使用する。
【００２１】
つぎに、上記通信システムにおける本実施の形態の通信方法を詳細に説明する。図３は、「キャリア開放通知」を送信するアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。また、図４は、「キャリア開放通知」を受け取る周辺アクセスポイントの動作を示すフローチャートである。なお、各アクセスポイントは、周辺アクセスポイントからの信号を受信する機能を備えている。各アクセスポイントは、キャリアを使用していることを示す信号（ビーコン）にアクセスポイントのＩＰアドレスを含ませて送信する。そして、このビーコンを受信することによって、どのアクセスポイントがどのキャリアを使用しているか、ということを知る。
【００２２】
具体的には、たとえば、図２に示すアクセスポイント２が、「キャリア開放通知」を送信してキャリアを開放し、アクセスポイント３が、「キャリア開放通知」を受け取り、開放後のキャリアを使用する場合について説明する。
【００２３】
まず、アクセスポイント２では、現在の通信トラフィックと使用キャリア数の関係において、キャリアの使用率が所定のしきい値より小さいかどうかを判断する（図３、ステップＳ１）。そして、所定のしきい値よりも大きければ（ステップＳ１、Ｎｏ）、何も行わずに終了する。一方、所定のしきい値よりも使用率が小さい場合には（ステップＳ１、Ｙｅｓ）、現在の通信トラフィックに対して過剰なキャリアを確保していると判断する。
【００２４】
つぎに、アクセスポイント２では、パケットエラーレートや再送回数などの値を利用して、伝播環境の悪い順に開放キャリアを決定する（ステップＳ２）。そして、上記のように決定した開放キャリアで通信を行っている無線端末に対してキャリアの変更を通知する（ステップＳ３）。
【００２５】
つぎに、アクセスポイント２では、接続する有線ネットワークを用いて、自ＩＰアドレスとキャリア番号を含む「キャリア開放通知」を送信し、周辺アクセスポイントに対して、キャリアが使われなくなったことを通知する（ステップＳ４）。
【００２６】
つぎに、「キャリア開放通知」を受信した周辺アクセスポイント（ここではアクセスポイント３とする）では、通知されたキャリアが使われていないかどうかを確認するために、一定時間にわたってキャリアセンスを行う（図４、ステップＳ１１）。そして、開放されたキャリアの検出処理（ステップＳ１２）、「キャリア開放通知」に含まれるキャリア番号から開放キャリアが隣接キャリアかどうかを判断する処理（ステップＳ１３）、現在の通信トラフィックと使用キャリア数の関係において現在管理しているキャリアの使用率が所定のしきい値よりも大きいかを判断する処理（ステップＳ１４）、を順に行う。
【００２７】
たとえば、ステップＳ１２において、既に開放されたキャリアを獲得したアクセスポイントが存在する場合（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）、ステップＳ１３において、「キャリア開放通知」に含まれるキャリア番号が隣接キャリア以外の場合（ステップＳ１３、Ｎｏ）、または、ステップＳ１４において、キャリアの使用率が所定のしきい値よりも小さい場合（ステップＳ１４、Ｎｏ）は、そのまま動作を終了する。
【００２８】
一方、ステップＳ１２において、開放されたキャリアを獲得したアクセスポイントが存在せず（ステップＳ１２、Ｎｏ）、ステップＳ１３において、「キャリア開放通知」に含まれるキャリア番号が隣接キャリアで（ステップＳ１３、Ｙｅｓ）、かつ、ステップＳ１４において、キャリアの使用率が所定のしきい値よりも大きい場合（ステップＳ１４、Ｙｅｓ）、「キャリア開放通知」を受信したアクセスポイント３では、現在の通信トラフィックに対してキャリアが不足していると判断し、開放キャリアを獲得する（ステップＳ１５）。
【００２９】
その後、開放キャリアを獲得したアクセスポイント３では、既存のキャリアに対して行っていることと同様に、ビーコンの送信を開始し、通信キャリアとしての使用を開始する。
【００３０】
このように、本実施の形態においては、アクセスポイントが、自身が管理する複数キャリアを用いてユーザーデータを伝送する。そして、現在の通信トラフィックに対して過剰なキャリアを確保していると判断したアクセスポイントは、周辺のアクセスポイントに対してキャリア開放通知を送信し、キャリアを開放する。その後、アクセスポイント間の通信によってキャリア開放通知を受け取った周辺のアクセスポイントは、自身の通信トラフィックに余裕がない場合に、通知された開放キャリアが使用可能かどうかを判断し、使用できると判断した場合、開放キャリアを加えて通信を行う。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることができる。
【００３１】
また、本実施の形態においては、キャリアを使用していることを示す信号（ビーコン）にアクセスポイントのＩＰアドレスを含ませ、各アクセスポイントが、周辺アクセスポイントのビーコンを受信する。これにより、どのアクセスポイントがどのキャリアを使用しているか、ということを容易に知ることができる。
【００３２】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２の通信方法を示す図である。なお、無線通信システムの構成については、前述した実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。本実施の形態では、たとえば、アクセスポイント３が、「キャリア拡張希望」を送信する。そして、アクセスポイント２が、アクセスポイント３が利用可能なキャリアを開放し、アクセスポイント３が、開放キャリアを使用して通信を行う。
【００３３】
つぎに、本実施の形態の通信方法を詳細に説明する。図６は、「キャリア拡張希望」を送信するアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。図７は、「キャリア拡張希望」を受け取った周辺アクセスポイントの動作を示すフローチャートである。
【００３４】
具体的には、たとえば、アクセスポイント３が、「キャリア拡張希望」を用いてキャリアの開放を要求し、「キャリア拡張希望」を受け取った周辺アクセスポイント２が、キャリアを開放できることを示し、さらに、「キャリア開放要求」に応じてキャリアを開放し、その後、アクセスポイント３が、開放されたキャリアを使用して通信を行う場合について説明する。
【００３５】
まず、アクセスポイント３では、現在の通信トラフィックと使用キャリア数の関係において、キャリアの使用率が所定のしきい値より大きいかどうかを判断する（図６、ステップＳ２１）。たとえば、所定のしきい値よりも小さい場合（ステップＳ２１、Ｎｏ）は終了する。一方、所定のしきい値よりも使用率が大きい場合（ステップＳ２１、Ｙｅｓ）には、現在の通信トラフィックに対して過少なキャリア数しか確保できていないと判断する。
【００３６】
その後、アクセスポイント３では、使用可能なキャリアを選別するために、すべてのキャリアに対してキャリアセンスを行う。そして、周辺アクセスポイントからのビーコンを受信することによって、どのアクセスポイントがどのキャリアを管理しているかを調査し、使用可能なキャリアの番号と、それに対応するアクセスポイントのＩＰアドレスと、で構成されたテーブルを作成して要求キャリアを決定する（ステップＳ２２）。
【００３７】
つぎに、アクセスポイント３では、開放してもらいたいキャリア（要求キャリア）の番号を含む「キャリア拡張希望」を、有線ネットワークを利用して各アクセスポイントに対して送信する（ステップＳ２３）。
【００３８】
つぎに、アクセスポイント３では、「キャリア拡張希望」を受け取った各アクセスポイントから「キャリア拡張希望応答」を受信する（ステップＳ２４）。そして、すべての周辺アクセスポイントがキャリアを開放できない場合（ステップＳ２５、Ｎｏ）は、現在のキャリア数で通信を行う。一方、いずれかの周辺アクセスポイントからキャリア開放が可能である旨が通知された場合（ステップＳ２５、Ｙｅｓ）には、そのアクセスポイントに対して「キャリア開放要求」を送信する（ステップＳ２６）。ここでは、アクセスポイント２に対して「キャリア開放要求」を送信する場合を想定する。なお、複数のアクセスポイントからキャリアの開放が可能である旨の応答があった場合には、その中のいずれか１つを選び、「キャリア開放要求」を送信する。
【００３９】
つぎに、アクセスポイント３では、該当するキャリアが開放されたかどうかを確認するために、そのキャリアに対してキャリアセンスを行う（ステップＳ２７）。そして、キャリアの開放を検出すると、アクセスポイント３は、開放されたキャリアを用いて通信を開始する（ステップＳ２８）。なお、アクセスポイント３が、さらにキャリア拡張を行いたい場合には、上記キャリア拡張希望シーケンスを繰り返し実行する。
【００４０】
一方、「キャリア拡張希望」を受信した周辺アクセスポイント（アクセスポイント２）では、現在の通信トラフィックと使用キャリア数の関係において、指定されたキャリアの使用率が所定のしきい値よりも大きいかどうかを判断する（図７、ステップＳ３１）。たとえば、所定のしきい値よりも大きい場合（ステップＳ３１、Ｎｏ）、アクセスポイント２では、指定されたキャリアを開放することができないと判断して、その旨を示した「キャリア拡張希望応答」をアクセスポイント３に対して送信する（ステップＳ３２）。一方、所定のしきい値よりも小さい場合には（ステップＳ３１、Ｙｅｓ）、指定されたキャリアが開放可能であると判断し（ステップＳ３３）、その旨を示した「キャリア拡張希望応答」をアクセスポイント３に対して送信する（ステップＳ３４）。
【００４１】
つぎに、アクセスポイント２は、「キャリア開放要求」の受信待ち状態となり（ステップＳ３５）、たとえば、一定時間内にアクセスポイント３から「キャリア開放要求」を受け取れない場合（ステップＳ３６、Ｎｏ）、アクセスポイント３が他のアクセスポイントからキャリアを取得したと判断し、本シーケンスを終了する。一方、一定時間内にアクセスポイント３から「キャリア開放要求」を受け取った場合（ステップＳ３６、Ｙｅｓ）は、開放するキャリアで通信を行っている無線端末に対してキャリアの変更を通知し（ステップＳ３７）、その後、キャリアを開放する（ステップＳ３８）。
【００４２】
このように、本実施の形態では、アクセスポイントが、自身が管理する複数キャリアを用いてユーザーデータを伝送する。このとき、通信トラフィックが増大し、現在の通信トラフィックに対して過少なキャリア数しか確保できていないと判断したアクセスポイントは、周辺のアクセスポイントに対して「キャリア拡張希望」を送信する。そして、「キャリア拡張希望」を受け取ったアクセスポイントは、指定キャリアの開放が可能であれば、そのキャリアを開放する。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることができる。
【００４３】
実施の形態３．
図８は、実施の形態３の通信方法を示す図である。なお、無線通信システムの構成については、前述した実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態１または２と異なる動作についてのみ説明する。本実施の形態では、たとえば、アクセスポイント３が、キャリア拡張希望を送信する。そして、アクセスポイント２が、自身が使用可能なキャリアを獲得し、さらに、アクセスポイント３が希望しているキャリアを開放する。その後、アクセスポイント３が、開放キャリアを使用して通信を行う。
【００４４】
つぎに、本実施の形態の通信方法を詳細に説明する。図９は、使用キャリアを変更する場合のアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。なお、「キャリア拡張希望」を送信するアクセスポイントの動作については、前述の実施の形態２の図６と同様である。
【００４５】
まず、「キャリア拡張希望」を受信した周辺アクセスポイント（アクセスポイント２）では、すべてのキャリアに対してキャリアセンスを行う。そして、未使用キャリアが存在しない場合は、前述の図７と同様の処理を行う。
【００４６】
一方、未使用かつ利用可能なキャリアが存在する場合、アクセスポイント２では、指定されたキャリアが開放可能である旨を示した「キャリア拡張希望応答」をアクセスポイント３に対して送信する（ステップＳ４１、ステップＳ４２）。
【００４７】
つぎに、アクセスポイント２は、「キャリア開放要求」の受信待ち状態になり（ステップＳ４３）、一定時間内にアクセスポイント３から「キャリア開放要求」を受け取れない場合（ステップＳ４４、Ｎｏ）、アクセスポイント３が他のアクセスポイントからキャリアを取得したと判断し、本シーケンスを終了する。一方、一定時間内にアクセスポイント３から「キャリア開放要求」を受信した場合（ステップＳ４４、Ｙｅｓ）は、開放対象のキャリアで通信を行っている無線端末に対してキャリアの変更を通知する（ステップＳ４５）。そして、上記未使用キャリアを取得して使用キャリアを変更し（ステップＳ４６）、その後、指定のキャリアを開放する（ステップＳ４７）。以降、アクセスポイント２は、変更後のキャリアを使用して通信を行う。
【００４８】
このように、本実施の形態においては、アクセスポイントが、自身が管理する複数キャリアを用いてユーザーデータを伝送する。このとき、「キャリア拡張希望」を受け取ったアクセスポイントは、指定されたキャリアに代わる未使用キャリアを探索し、未使用かつ利用可能なキャリアが存在する場合、このキャリアを取得し、上記指定されたキャリアを開放する。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、現在の通信トラフィックに対して過剰なキャリアを確保していると判断したアクセスポイントは、周辺のアクセスポイントに対して「キャリア開放通知」を送信し、キャリアを開放する。その後、アクセスポイント間の通信によって「キャリア開放通知」を受け取った周辺のアクセスポイントは、自身の通信トラフィックに余裕がない場合に、通知された開放キャリアが使用可能かどうかを判断し、使用できると判断した場合、開放キャリアを加えて通信を行う。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることが可能な無線通信システムを得ることができる、という効果を奏する。
【００５０】
つぎの発明によれば、通信トラフィックが増大し、現在の通信トラフィックに対して過少なキャリア数しか確保できていないと判断したアクセスポイントは、周辺のアクセスポイントに対して「キャリア拡張通知」を送信する。そして、「キャリア拡張通知」を受け取ったアクセスポイントは、指定キャリアの開放が可能であれば、そのキャリアを開放する。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることが可能な無線通信システムを得ることができる、という効果を奏する。
【００５１】
つぎの発明によれば、「キャリア拡張通知」を受け取ったアクセスポイントは、指定されたキャリアに代わる未使用キャリアを探索し、未使用かつ利用可能なキャリアが存在する場合、このキャリアを取得し、上記指定されたキャリアを開放する。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることが可能な無線通信システムを得ることができる、という効果を奏する。
【００５２】
つぎの発明によれば、キャリアを使用していることを示す信号（ビーコン）にアクセスポイントのＩＰアドレスを含ませ、各アクセスポイントが、周辺アクセスポイントのビーコンを受信する。これにより、どのアクセスポイントがどのキャリアを使用しているか、ということを容易に知ることができる、という効果を奏する。
【００５３】
つぎの発明によれば、アクセスポイントが、自身が管理する複数キャリアを用いてユーザーデータを伝送する。そして、現在の通信トラフィックに対して過剰なキャリアを確保していると判断したアクセスポイントは、周辺のアクセスポイントに対してキャリア開放通知を送信し、キャリアを開放する。その後、アクセスポイント間の通信によってキャリア開放通知を受け取った周辺のアクセスポイントは、自身の通信トラフィックに余裕がない場合に、通知された開放キャリアが使用可能かどうかを判断し、使用できると判断した場合、開放キャリアを加えて通信を行う。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【００５４】
つぎの発明によれば、通信トラフィックが増大し、現在の通信トラフィックに対して過少なキャリア数しか確保できていないと判断したアクセスポイントは、周辺のアクセスポイントに対して「キャリア拡張希望」を送信する。そして、「キャリア拡張希望」を受け取ったアクセスポイントは、指定キャリアの開放が可能であれば、そのキャリアを開放する。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることができる。
【００５５】
つぎの発明によれば、「キャリア拡張希望」を受け取ったアクセスポイントは、指定されたキャリアに代わる未使用キャリアを探索し、未使用かつ利用可能なキャリアが存在する場合、このキャリアを取得し、上記指定されたキャリアを開放する。これにより、通信トラフィックに応じてキャリアを融通することができるため、特定のアクセスポイントの通信トラフィックが増大した場合であっても、システム全体として伝送効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる通信システムの構成を示す図である。
【図２】 実施の形態１の通信方法を示す図である。
【図３】 「キャリア開放通知」を送信するアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。
【図４】 「キャリア開放通知」を受け取った周辺アクセスポイントの動作を示すフローチャートである。
【図５】 実施の形態２の通信方法を示す図である。
【図６】 「キャリア拡張希望」を送信するアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。
【図７】 「キャリア拡張希望」を受け取った周辺アクセスポイントの動作を示す図である。
【図８】 実施の形態３の通信方法を示す図である。
【図９】 使用キャリアを変更する場合のアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。
【図１０】 従来の無線通信システムで使用される通信装置の構成を示す図である。
【図１１】 社団法人電波産業界の標準規格「ARIB STD-T70」に示されているフレーム構成を示す図である。
【図１２】 アクセスポイントが管理する複数の基本キャリアを示す図である。
【符号の説明】
１，２，３，４ アクセスポイント（ＡＰ）、５ ルータ（あるいはハブ）。
Claims (7)
- 各アクセスポイントが単一または複数のキャリアを用いてデータを伝送する無線通信システムにおいて、
現在の通信トラフィックに対して過剰な数のキャリアを確保していると判断した場合に、周辺アクセスポイントに対して「キャリア開放通知」を送信してキャリアを開放し、一方で、「キャリア開放通知」を受信後、現在の通信トラフィックに対してキャリア数が不足していると判断し、かつ通知された開放キャリアを使用可能と判断した場合に、当該開放キャリアを加えて通信を行うアクセスポイント、
を備えることを特徴とする無線通信システム。 - 各アクセスポイントが単一または複数のキャリアを用いてデータを伝送する無線通信システムにおいて、
通信トラフィックの増大に伴ってキャリアが不足していると判断した特定のアクセスポイントが、要求キャリアを指定した「キャリア拡張通知」を送信するアクセスポイントと、
前記「キャリア拡張通知」を受信後、指定された要求キャリアを開放できると判断した場合に、その旨を返信する周辺アクセスポイントと、
を備え、
前記「キャリア拡張通知」送信元のアクセスポイントが、要求キャリアを開放可能な周辺アクセスポイントの中からいずれか１つを選択し、選択したアクセスポイントに対してキャリアの開放を要求し、
前記選択されたアクセスポイントが、要求キャリアを開放し、
前記キャリア開放要求元のアクセスポイントが、開放キャリアを加えて通信を行うことを特徴とする無線通信システム。 - 前記「キャリア拡張通知」を受け取った周辺アクセスポイントが、指定された要求キャリアに代わる未使用キャリアを探索し、利用可能な未使用キャリアが存在する場合、当該未使用キャリアを取得し、指定された要求キャリアを開放することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
- 前記各アクセスポイントは、キャリアを使用していることを示す信号にアクセスポイントのＩＰアドレスを含ませて送信することを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信システム。
- 各アクセスポイントが単一または複数のキャリアを用いてデータを伝送する無線通信システムで実行される通信方法において、
現在の通信トラフィックに対して過剰な数のキャリアを確保していると判断したアクセスポイントが、周辺アクセスポイントに対して「キャリア開放通知」を送信してキャリアを開放するキャリア開放ステップと、
前記「キャリア開放通知」を受け取った周辺アクセスポイントが、現在の通信トラフィックに対してキャリア数が不足していると判断し、かつ通知された開放キャリアを使用可能と判断した場合、当該開放キャリアを加えて通信を行う通信ステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。 - 各アクセスポイントが単一または複数のキャリアを用いてデータを伝送する無線通信システムで実行される通信方法において、
通信トラフィックの増大に伴ってキャリアが不足していると判断した特定のアクセスポイントが、周辺アクセスポイントに対して、要求キャリアを指定した「キャリア拡張通知」を送信するキャリア拡張通知ステップと、
前記「キャリア拡張通知」を受け取った周辺アクセスポイントが、指定された要求キャリアを開放できると判断した場合に、その旨を返信する応答ステップと、
前記特定のアクセスポイントが、要求キャリアを開放可能な周辺アクセスポイントの中からいずれか１つを選択し、選択したアクセスポイントに対してキャリアの開放を要求する要求ステップと、
前記選択されたアクセスポイントが、要求キャリアを開放する第１の開放ステップと、
前記特定のアクセスポイントが、開放キャリアを加えて通信を行う通信ステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。 - 前記「キャリア拡張通知」を受け取った周辺アクセスポイントが、指定された要求キャリアに代わる未使用キャリアを探索し、利用可能な未使用キャリアが存在する場合、当該未使用キャリアを取得し、指定された要求キャリアを開放する第２の開放ステップ、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の通信方法。
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2002
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