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公開番号2024179292
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023098030
出願日2023-06-14
発明の名称無線通信システム、無線通信方法、無線通信装置及び無線通信プログラム
出願人日本電信電話株式会社,国立大学法人東海国立大学機構
代理人弁理士法人高田・高橋国際特許事務所
主分類H04W 74/02 20090101AFI20241219BHJP(電気通信技術)
要約【課題】本開示は、無線通信システム、無線通信方法、無線通信装置及び無線通信プログラムに関し、利用可能なチャネル数が異なる端末間におけるスループットの公平性を保つことができる無線通信システムを提供することを目的とする。
【解決手段】本開示の無線通信システムは、複数のIoT端末と送信トラヒック制御器を備える。IoT端末は、利用可能チャネルのリストを送付する処理を実施するよう構成される。送信トラヒック制御器は、IoT端末を利用可能チャネルのリストに基づきグループ化する処理と、公平性のポリシに基づく目的関数によって、IoT端末のグループ毎に各チャネルにおいて達成すべき送信率を算出する処理と、送信率をIoT端末にブロードキャストする処理と、を実施するよう構成される。IoT端末は、さらに、送信率に基づき、チャネル選択及び送信トラヒック量の制御を実施するよう構成されている。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
複数のＩｏＴ端末と送信トラヒック制御器を備え、
前記ＩｏＴ端末が、利用可能チャネルのリストを送付する処理を実施するよう構成され、
前記送信トラヒック制御器が、
前記ＩｏＴ端末を前記利用可能チャネルのリストに基づきグループ化する処理と、
公平性のポリシに基づく目的関数によって、前記ＩｏＴ端末のグループ毎に各チャネルにおいて達成すべき送信率を算出する処理と、
前記送信率を前記ＩｏＴ端末にブロードキャストする処理と
を実施するよう構成され、
前記ＩｏＴ端末が、前記送信率に基づき、チャネル選択及び送信トラヒック量の制御を実施するよう構成されている
無線通信システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記目的関数が公平性を数値化する数式を有し、前記数式から得られた公平性の数値が最大化するように前記送信率が計算される
請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記目的関数が公平性を数値化する数式を有し、前記数式から得られた公平性の数値が閾値を超えるように前記送信率が計算される
請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記公平性の数値が等しくなる送信率が複数得られた場合、トータルスループットが最大化する送信率が選択される
請求項２または３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記送信トラヒック制御器が、
ポリシを確認する処理と、
前記ポリシに基づき目的関数を設定する設定処理と
をさらに実施するよう構成され、
前記ポリシが優先送信である場合、
前記設定処理が、
送信優先度が高いグループで利用可能な各チャネルにおいて達成すべき送信率を設定する処理と、
送信優先度が高いグループ以外のグループについて前記公平性のポリシに基づく目的関数を設定する処理と
を含む
請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
ＩｏＴ端末における利用可能チャネルのリストを送付することと、
前記ＩｏＴ端末を前記利用可能チャネルのリストに基づきグループ化することと、
公平性のポリシに基づく目的関数によって、前記ＩｏＴ端末のグループ毎に各チャネルにおいて達成すべき送信率を算出することと、
前記送信率を前記ＩｏＴ端末にブロードキャストすることと、
前記ＩｏＴ端末が、前記送信率に基づき、チャネル選択及び送信トラヒック量の制御を実施することと
を備える無線通信方法。
【請求項７】
ＩｏＴ端末が送付した利用可能チャネルのリストを受信する処理と、
前記ＩｏＴ端末を前記利用可能チャネルのリストに基づきグループ化する処理と、
公平性のポリシに基づく目的関数によって、前記ＩｏＴ端末のグループ毎に各チャネルにおいて達成すべき送信率を算出する処理と、
前記送信率を前記ＩｏＴ端末にブロードキャストする処理と
を実施するよう構成されている無線通信装置。
【請求項８】
無線通信装置に実施させる無線通信プログラムであって、
ＩｏＴ端末が送付した利用可能チャネルのリストを受信する処理と、
前記ＩｏＴ端末を前記利用可能チャネルのリストに基づきグループ化する処理と、
公平性のポリシに基づく目的関数によって、前記ＩｏＴ端末のグループ毎に各チャネルにおいて達成すべき送信率を算出する処理と、
前記送信率を前記ＩｏＴ端末にブロードキャストする処理と
をコンピュータに実施させるためのプログラムを含む無線通信プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は無線通信システム、無線通信方法、無線通信装置及び無線通信プログラムに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、モノとの通信を行うＩｏＴサービスが発展している。ＩｏＴ端末は、無線通信を用いてインターネットに接続することができる。そのためＩｏＴ端末は、遠隔監視またはテレメタリングなど様々なサービスへの応用が期待されている。
【０００３】
ＩｏＴ端末が自律的に制御を行うアクセス方式として、ＣＲＤＳＡ(Contention Resolution Diversity Slotted ALOHA)方式が知られている。ＣＲＤＳＡ方式は、端末数がある値に達すると、パケットの衝突が増加することで干渉キャンセル処理が働かなくなる。その結果、急激に通信容量が低下し、ＩｏＴサービスに支障が生じる課題があった。
【０００４】
上述したＣＲＤＳＡ方式の特性を改善する方法として、非特許文献１には、利用するチャネル及び送信するトラヒック量の制御を行う技術が開示されている。この技術では、端末が利用可能なチャネルに基づいて、端末群をグループ化する。そして、各チャネルにおける送信率をグループごとに算出し、その送信率に基づいてトラヒック制御を実施することで、ＣＲＤＳＡ方式の特性を改善している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
熊澤他, “衛星ＩｏＴシステムにおけるチャネル利用偏りによる性能劣化を防ぐＣＲＤＳＡ方式の送信制御の一検討”, 電子情報通信学会ソサイエティ大会, ２０２２年３月１日, 第２０２２巻, Ｂ－３－８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし上述の方法は、システムのトータルスループットを最大化することを目的としている。そのため、利用可能なチャネルが多いグループ、すなわち送信の自由度が大きいグループほど、トラヒックの送信機会が大きくなる。すなわち、利用可能なチャネル数によって端末間のスループットが大きく異なることとなり、端末間のスループットの公平性が損なわれる課題がある。
【０００７】
本開示は上述の問題を解決するため、利用可能なチャネル数が異なる端末間におけるスループットの公平性を保つことができる無線通信システムを提供することを第一の目的とする。
【０００８】
また本開示は、利用可能なチャネル数が異なる端末間におけるスループットの公平性を保つことができる無線通信方法を提供することを第二の目的とする。
【０００９】
また本開示は、利用可能なチャネル数が異なる端末間におけるスループットの公平性を保つことができる無線通信装置を提供することを第三の目的とする。
【００１０】
また本開示は、利用可能なチャネル数が異なる端末間におけるスループットの公平性を保つことができる無線通信プログラムを提供することを第四の目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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