JP2001094574A

JP2001094574A - 無線ｌａｎシステム

Info

Publication number: JP2001094574A
Application number: JP27054999A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Takatani; 和宏高谷; Yuji Maeda; 裕二前田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2001-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】所要Ｓ／Ｎ比を小さくするとともに、スルー
プットを低下させることのない無線ＬＡＮシステムを実
現する。【解決手段】使用される環境におけるビット誤り率を
測定し、そのビット誤り率に応じて、連続伝送フレーム
数（ウィンドウサイズ）を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動再送要求(ARQ:A
utomatic Repeat reQuest)方式により誤り制御を行う無
線通信に利用する。本発明は、無線ＬＡＮに利用するに
適する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信システムにおける誤り制御方式
としては、誤りが起こることを見越して本来伝送したい
情報に冗長な情報を送信側で付加して送信する順方向誤
り訂正（FEC：Forward Error Correction）方式と、誤
りが生じたときにもう一度送信し直すことによって誤り
からの回復を図る自動再送要求（ARQ：Automatic Repea
t reQuest）方式がよく用いられている。

【０００３】ＦＥＣの利点としては、帰還通信路が不必
要となり、システムが簡単なこと、遅延要求が厳しい音
声や動画像等のディジタル伝送に有効であることが挙げ
られ、欠点としては誤り訂正用の付加ビット長が多く必
要となり復号器が複雑になること、誤りが集中して起こ
るバースト誤りのバースト長が大きい場合には訂正がで
きなくなることが挙げられる。

【０００４】また、誤り訂正符号を用いると、誤り訂正
用ビットが冗長ビットとして送信信号系列に加えられる
ため、同じ情報をある一定の時間で送るためには、より
高い伝送レートで送ることが必要となり、より広い周波
数帯域が必要となる。誤り訂正符号としては、ブロック
符号と畳み込み符号とに大別される。

【０００５】ＡＲＱの利点としては、まず、受信側で誤
りが検出されなくなるまで再送要求を繰り返すため、極
めて信頼性の高い通信が可能であること、誤り検出のみ
行うので付加ビット長は誤り訂正を行う場合に比べて少
なく復号器の構成も比較的簡単であることが挙げられ
る。

【０００６】欠点としては、帰還通信路が必要となるた
め、遅延が小さくなることと、雑音等により通信品質が
劣悪な場合には、再送要求が頻繁に起こり、時間当たり
の情報伝送効率、つまり、スループットが低下すること
が挙げられる。再送プロトコルはStop-and-Wait型、Go-
Back-N型、Selective-Repeat型がある。

【０００７】無線ＬＡＮの特徴としては、第一に信頼性
の高い通信が要求されること、第二に無線周波数が限ら
れているため、周波数利用効率が高く、高い伝送効率が
要求されること、第三に半固定で使用されるため、移動
体通信のようなランダム誤りよりも、人の移動によって
バースト誤りが生じやすいこと等が挙げられる。

【０００８】このような無線ＬＡＮの特徴を反映して、
ＡＲＱ方式のみを採用している無線ＬＡＮが多く、再送
プロトコルとしてはハードウェアの簡単さから、Go-Bac
k-N型がよく用いられている。

【０００９】Go-Back-N型の再送プロトコルは、複数の
伝送フレームを同時に送信し、誤りが発生すると相手局
からの要求に応じてその誤りフレーム以降のデータを再
送する方式であり、公衆有線回線やＩＥＥＥ８０２標準
に用いられているＨＤＬＣ（High Level Data Link Con
trol Protocol）の誤り制御技術として採用されてい
る。

【００１０】受信側で、伝送フレームを正しく受信した
場合は、確認信号としてＡＣＫ（Acknowledgement）信
号を、誤りが検出された場合は再送を要求する信号とし
てＮＡＫ（Non Acknowledgement）信号を送信側に送り
返すか、もしくは誤りが発生した伝送フレームより前の
伝送フレームのＡＣＫを再度送信側に送り返す。

【００１１】また、ある伝送フレームで誤りが検出され
た場合には、その伝送フレーム以降の伝送フレームも全
て廃棄される。このため、例えば、８個の伝送フレーム
を連続して送信した場合には、もし、最初の伝送フレー
ムにおいて誤りが発生すると、この後に送った７個の伝
送フレームも含めて８個の伝送フレームを全てもう一度
順番に再送しなければならなくなる。よって、ビット誤
り率が大きい場合には転送効率に影響が生じやすい方式
であるといえる。

【００１２】信頼性を保証する代表的な通信プロトコル
であるＴＣＰ（Transmission Control Protocol）は、
ＦＴＰ（File Transfer Protocol）等のインターネット
上の多くのアプリケーションに用いられており、無線通
信特有の干渉やフェージングによるフレーム誤りに対し
て再送が必要となる無線ＬＡＮにおいても重要な役割を
果たしている。ＴＣＰでは、ウィンドウサイズと呼ばれ
る最大連続伝送量を受信側の要求により変化させてい
る。ウィンドウサイズはＮＡＫが送り返されなければ、
連続伝送フレーム数を１、２、３、４、…、のように増
加し、ＮＡＫが送り返されればまた、次のＮＡＫ、若し
くは誤りが発生した伝送フレームより前の伝送フレーム
のＡＣＫを再度が送り返されるまで、１、２、３、４、
…、と言うように連続伝送フレーム数を変化させてい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
無線ＬＡＮでは高速かつ信頼性の高い通信が要求されて
いるため、ＡＲＱ方式による誤り制御が行われている。
現在、最も普及している２．４ＧＨｚ帯中速無線ＬＡＮ
では、不要輻射雑音の多いＩＳＭ（Industrial Scienti
fic and Medical）帯を使用することから、雑音等によ
る再送要求が頻繁に起きる可能性がある。また、２．４
ＧＨｚ帯中速無線ＬＡＮでは、同一無線周波数を使用す
る無線ＬＡＮシステム間での相互接続に関する規格十分
でないため、異なるシステム間で電磁干渉が生じ、再送
要求が増加する可能性もある。さらに、全ての無線ＬＡ
Ｎにおいて、ディジタル機器の高速化や、無線システム
の急速な普及により電磁環境が複雑化され、使用環境に
よっては再送要求が増加し、伝送効率が低下する可能性
が大きくなってきている。これらの干渉の他に、無線通
信特有のフェージングやシャドウイングによりフレーム
誤りが発生するため、再送プロトコルは通信効率に対す
る影響が大きい。

【００１４】このような無線通信環境下において、誤り
検出や再送制御により信頼性を保証する通信プロトコル
であるＴＣＰは、本来、有線ネットワークを意識して設
計されたプロトコルであるため、無線通信特有の通信環
境に必ずしも適しているとはいえない。

【００１５】例えば、有線ＬＡＮに要求される伝送品質
は、ビット誤り率が１０^−１０程度であるのに対して、
ＩＥＥＥ８０２．１１で規格化されている無線ＬＡＮの
伝送品質は１０^−４程度である。これは、半固定で使用
される無線ＬＡＮにおいても、無線通信を行うことによ
って、有線とは比較できないビット誤りが生じてしまう
ため、伝送品質に対する要求が異なっているためであ
る。したがって、有線ＬＡＮを基幹ネットワークとする
無線ＬＡＮを構築する場合に、ビット誤り率が１０
^−１０から１０^−４程度のビット誤りに対して無線ＬＡ
Ｎ特有の影響が生ずる可能性がある。

【００１６】図８はある通信環境における雑音の影響に
対する無線ＬＡＮの規格化スループット（縦軸）とＳ／
Ｎ比（横軸）の関係を測定した結果であり、Selective-
Repeat型の場合とGo-Back-N型の場合の比較を示す図で
ある。図８においては、無線ＬＡＮ間を同軸ケーブルで
接続し、測定を行っているので、フェージング等の影響
は含まれていない。無線ＬＡＮの国際標準の一つである
ＩＥＥＥ８０２．１１ではその伝送フレーム長を６４Ｋ
から２０４８Ｋバイトとしているため、６４Ｋバイトと
２０４８Ｋバイトのフレーム長の場合を示した。

【００１７】図８より、２０４８Ｋバイトの場合のSele
ctive-Repeat型とGo-Back-N型の差は、スループットが
最大値の１／２から最大値に変化する間のＳ／Ｎ比にお
いて大きくなっている。また、伝送フレーム長が６４Ｋ
バイトの場合は、スループットが０から最大値に変化す
る間のＳ／Ｎ比において大きく異なっている。これらの
結果から、Ｓ／Ｎ比が１５ｄＢから２５ｄＢにおいて、
Selective-Repeat型とGo-Back-N型のスループットの差
が大きくなっており、特定のＳ／Ｎ比においては両者の
特性が大きく異なることを示している。すなわち、再送
回数が多くなればなるほど、伝送効率が低下するため、
Go-Back-N 型の再送プロトコルを用いている無線ＬＡＮ
においては、再送回数を少なくするようなプロトコルが
望ましい。

【００１８】図９はビット誤り率（横軸）に対するSele
ctive-Repeat型とGo-Back-N型のスループットの差（縦
軸）を示す図である。図９に示すように伝送フレーム長
によって特性が異なるが、ビット誤り率が１０^−７から
１０^−３の範囲においてのみ両者の差が現れる。現実の
無線ＬＡＮの使用環境においては、前述した有線ＬＡＮ
と無線ＬＡＮの要求条件の差と同様に、ビット誤り率が
１０^−７から１０^−３の環境であることが多く、現存の
有線を意識したプロトコルが伝送効率を低下させる原因
となっている。

【００１９】前述したように、Selective-Repeat型はGo
-Back-N型とは異なり、誤った伝送フレームのみを再送
するので伝送効率が良いが、ハードウェア上の制約が多
くトラヒックの多いネットワークにおいてはメモリー管
理が複雑となり実用的ではない。また、誤り訂正符号を
用いれば、所要Ｓ／Ｎ比は小さくなるが、無線ＬＡＮ本
来の目的である、周波数利用効率が高く、高い伝送効率
を犠牲にせざるを得ないという問題が生じる。さらに、
ウィンドウサイズによっては、ウィンドウサイズに応じ
た伝送フレームに対するＡＣＫを送信側が待ち続けるこ
とによってタイムアウトが生じ、伝送に要する時間が増
加するといった問題も生じてしまう。

【００２０】本発明は、このような背景に行なわれたも
のであって、所要Ｓ／Ｎ比を小さくすることができる無
線ＬＡＮシステムを提供することを目的とする。本発明
は、スループットを低下させることのない無線ＬＡＮシ
ステムを提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、使用される環境におけるビット誤り率を測
定し、そのビット誤り率に応じて、連続伝送フレーム数
（ウィンドウサイズ）を制御することにより、再送回数
を少なくし、伝送効率を低下させない制御を行う無線Ｌ
ＡＮシステムを提案する。

【００２２】無線ＬＡＮには、通常、有線と無線とのブ
リッジとなるアクセスポイントが存在し、そのアクセス
ポイントに対して、複数の端末がアクセスする使用形態
がとられている。半固定で使用される無線ＬＡＮにおい
ては、アクセスポイントと各端末における通信路の変化
も半固定であるため、その通信路に対するビット誤り率
の測定は容易に行える。

【００２３】ビット誤り率は最大長シフトレジスタ系列
（Maxmum-1ength-Shift-register-sequence:M系列）等
のランダム信号を端末側からアクセスポイントに送信
し、アクセスポイントは正しく送信された場合のランダ
ム信号と比較することにより測定する。アクセスポイン
トは、送信した端末のＩＤ（Identifier）やＩＰ（Inte
rnet Protocol）等に対応したビット誤り率を記憶して
端末側に通知する。端末側はそのビット誤り率にしたが
って、一度に送信する伝送フレームの数（ウィンドウサ
イズ）を制御することにより、Ｓ／Ｎ比が劣化した環境
においても再送による遅延を最小限にする。

【００２４】測定されたビット誤り率に対する最適の連
続伝送フレーム数は、フレーム１個当たりのビット長に
よって変化する。例として、無線ＬＡＮの代表的な再送
プロトコルであるGo-Back-N型の無線ＬＡＮにＩＥＥＥ
８０１．１１標準の伝送フレームを伝送する場合に対す
る方法を以下に述べる。

【００２５】伝送フレーム長をＮバイト（８×Ｎビッ
ト）とすると、フレーム誤り率ｐｆとビット誤り率Ｐｂ
の関係はｐｆ＝１−（１−Ｐｂ）^８Ｎ（１）となるため、フレーム誤り率は測定されたビット誤り率
により予測が可能である。ウィンドウあたりの誤り率ｐ
ｗは連続伝送フレーム数Ｍをとすると、Ｐｗ＝１−（１−Ｐｂ）^８ＭＮ（２）となり、平均再送回数は、１／（１−Ｐｆ）となるの
で、Ｍ＜１／Ｐｆ（３）を満足するように制御すれば、必ず再送が行われるよう
な連続伝送は回避できる。このため、頻繁なフレーム誤
りによるウィンドウサイズの縮小を防ぎ、再送フレーム
数を少なくすることができる。

【００２６】ここで、基本的な伝送フレーム長である６
４、１２８、２５６、５１２、１０２４、２０４８バイ
トの時の各ビット誤り率に対する最大連続伝送フレーム
数の例を表１に示す。

【００２７】

【表１】表１は式（３）を満足するように設定されている。ま
た、フレーム誤りが生じてもウィンドウサイズが極端に
小さくならないように制御する。例えば、伝送フレーム
長が２０４８バイトで、ビット誤り率が１０^−６〜１０
^−７の場合は、１０^−６〜１０^−５の時の最大伝送フレ
ーム数６を最小値として、１０^−６〜１０ ^−７の場合の
最大伝送フレーム数６０まで、６、１２、１８、…、６
０とウィンドウサイズを変化させるので、フレーム誤り
の発生によるウィンドウサイズの極端な縮小が回避でさ
る。伝送フレーム長６４バイトおよび２０４８の場合の
ビット誤り率１０^−７から１０^−６の環境下でのウィン
ドウサイズの変動を図１０から図１３に示す。図１０〜
図１３は横軸に伝送回数をとり、縦軸にウィンドウサイ
ズをとる。

【００２８】図１０〜図１３より、本発明の再送方法は
従来の再送制御と比較して、ウィンドウサイズの大ささ
が通信環境に適した単位で変化するので伝送効率が向上
される。図１４は本発明の再送制御を用いた場合の規格
化スループット特性とSelective-Repeat型の場合を比較
した結果を示す図であり、この図からもSelective-Repe
at型と近い特性が得られ、伝送効率が向上していること
がわかる。

【００２９】以上説明したように、無線通信特有の伝送
特性が再送プロトコルに影響が生じるのは、特定のビッ
ト誤り率の範囲においてのみであり、この場合の伝送フ
レーム長に対してウインドウサイズを制御することで伝
送効率は改善される。例えば、必ず再送が生じるような
環境下において、通信環境に即した単位でウィンドウサ
イズを制御することにより、再送フレーム数を減少さ
せ、伝送効率が改善できる。

【００３０】すなわち、本発明は、連続した所定数の伝
送フレームを送信する手段と、この連続した所定数の伝
送フレームを受信する手段とを備え、この受信する手段
は、前記連続した所定数の伝送フレームにより受信した
データの誤りを検出する手段と、この検出する手段の検
出結果にしたがって前記データに誤りが検出されたとき
には前記送信する手段に前記連続した所定数の伝送フレ
ームの再送を要求する手段とを備え、前記送信する手段
は、この再送要求にしたがって前記連続した所定数の伝
送フレームを再送する手段を備えた無線ＬＡＮシステム
である。

【００３１】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記送信する手段と前記受信する手段との間の通信におけ
るデータの誤り率を測定する手段が設けられ、この測定
する手段の測定結果にしたがって前記所定数を可変に設
定する手段を備えたところにある。これにより、再送が
発生する確率の高い所定数を避けて伝送フレームを送信
することができる。

【００３２】さらに、前記測定結果にしたがって伝送フ
レームのフレーム長を可変に設定する手段を備えた構成
とすることもできる。伝送フレーム１個当たりのビット
長によって、前記所定数の最適値は変化するので、フレ
ーム長を可変に設定することにより、前記所定数の最適
値を調整することができるようになり、前記所定値設定
の自由度を向上させることができる。

【００３３】前記所定数およびまたは前記フレーム長を
可変に設定する手段は、周期的に前記所定数およびまた
は前記フレーム長を再設定する手段を含む構成とするこ
とが望ましい。

【００３４】前記送信する手段および前記受信する手段
は、ＴＣＰに基づくフレーム伝送を行なう手段を含む構
成とすることが望ましい。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明実施例の無線ＬＡＮシステ
ムの構成を図１を参照して説明する。図１は本発明実施
例の親機および子機の要部ブロック構成図である。実際
には、親機および子機は双方向に通信を行うが、ここで
は説明をわかりやすくするために、親機から子機への一
方的な情報伝達を想定した。また、図１では、送受信ブ
ロック、変復調ブロックなど、周知であり、本発明の特
徴とは直接関係のないブロックについては図示を省略し
た。

【００３６】本発明は、連続した所定数の伝送フレーム
を送信する親機１と、この連続した所定数の伝送フレー
ムを受信する子機２とを備え、この子機２は、前記連続
した所定数の伝送フレームにより受信したデータの誤り
を検出する手段である誤り検出部３と、この誤り検出部
３の検出結果にしたがって前記データに誤りが検出され
たときには親機１に前記連続した所定数の伝送フレーム
の再送を要求する手段である再送要求部４とを備え、親
機１は、この再送要求にしたがって前記連続した所定数
の伝送フレームを再送する手段である再送部５を備えた
無線ＬＡＮシステムである。

【００３７】ここで、本発明の特徴とするところは、親
機１と子機２との間の通信におけるデータの誤り率を測
定する手段である誤り率測定部６が設けられ、この誤り
率測定部６の測定結果にしたがって前記所定数を可変に
設定する手段である誤り率情報送信部７、誤り率情報受
信部８および伝送フレーム設定部９を備えたところにあ
る。伝送フレーム設定部９は、前記測定結果にしたがっ
て伝送フレームのフレーム長を可変に設定することもで
きる。また、周期的に前記所定数およびまたは前記フレ
ーム長を再設定する。親機１および子機２は、ＴＣＰに
基づくフレーム伝送を行なう。

【００３８】（第一実施例）本発明第一実施例を図２お
よび図３を参照して説明する。図２は本発明第一実施例
の無線ＬＡＮシステムの伝送フレーム数設定のフローを
示す図である。本発明の無線ＬＡＮは通信環境（ビット
誤り率）に即したフレーム伝送を実現し、伝送効率を向
上させるものであるため、図２に示すように、ビット誤
り率の測定や、親機１および子機２間で伝送フレームの
設定を行う。

【００３９】ステップ５０１では、子機２は親機１に対
して、ビット誤り率を測定するためのランダム信号の送
信を要求する。ランダム信号はＭ系列等を使用すると、
シフトレジスタ等の簡単なハード構成にできる。ステッ
プ５０２では、親機１は、子機２の要求にしたがい、ラ
ンダム信号を送信する。ステップ５０３において、子機
２の誤り検出部３は親機１が送信したランダム信号の誤
り率を測定して親機１に報告する。誤り率の測定には、
親機１と同様のランダム信号発生器を子機２が所有し、
比較することにより誤り検出を行なう。ステップ５０４
では、子機２はビット誤り率に対する最小と最大の伝送
フレーム数を保存する。ステップ５０５において、親機
１は子機２のＩＤとビット誤り率を保存し、伝送フレー
ム設定部９は、その子機２に対する最大と最小の伝送フ
レーム数（ウィンドウサイズ）を設定する。

【００４０】連続伝送フレーム数の最大値、最小値の決
定方法について以下に説明する。例えば、伝送フレーム
長をＮバイト（８×Ｎビット）とすると、フレーム誤り
率Ｐｆとビット誤り率Ｐｂの関係は、前述したように、Ｐｆ＝１−（１−Ｐｂ）^８Ｎ（１）となるため、フレーム誤り率は測定されたビット誤り率
により予測が可能である。連続伝送フレーム数をＭ（正
数）とすると、必ず再送が行なわれる（必ずフレーム誤
りが生じる）のは、Ｍ×Ｐｆ≧１（４）の場合であるので、最大連続伝送フレーム数Ｍｍａｘ
（正数）は、Ｍｍａｘ＜１／Ｐｆ（５）となる。ここで、最小連続伝送フレーム数をＭｍｉｎ
（正数）とすると、Ｍｍｉｎ≧１／（ＬＰｆ）（６）であり、通常Ｌ＝２〜１０程度で設定することが妥当で
あると考えられる。また、Ｌは各通信環境におけるフレ
ーム誤り率のばらつきによって決定することもできるの
で、過去何回かの測定におけるフレーム誤り率の最大値
をＰｆｍａｘとすると、Ｌ＝Ｐｆｍａｘ／Ｐｆ（７）となる。これは、Ｐｆが１０倍程度ばらつくのであれ
ば、最大連続伝送フレーム数の１／１０程度の連続伝送
フレーム数を最小連続伝送フレーム数をＭｍｉｎとし
て、最大連続伝送フレーム数Ｍｍａｘまで変動させる方
法が適しているためである。表１は伝送フレーム数の設
定値の例を示す表である。

【００４１】以上では、親機１から子機２への情報伝達
を想定して説明したが、実際には、子機２も自身の伝送
フレームを設定し、以後設定されたフレーム長の伝送フ
レームを用いて通信が行われる。無線通信における通信
環境が変化することが多い場合は、この様な設定を行う
周期を設定できるようにすればよい。

【００４２】図３は本発明の無線ＬＡＮシステムとフレ
ーム長が固定の無線ＬＡＮシステムのスループット特性
の比較を示す図であり、横軸にＳ／Ｎ比をとり、縦軸に
規格化スループットをとる。これは無線ＬＡＮ間をケー
ブルで接続し、雑音を付加して測定した結果である。図
３に示すように、本発明の無線ＬＡＮシステムにおいて
は、上記の設定を行うことにより通信環境に即したウィ
ンドウサイズでフレーム送信を行うため、伝送効率が雑
音に対して改善されていることがわかる。

【００４３】（第二実施例）フレーム伝送を行う通信で
は、ビット誤り率によって最適な伝送フレーム長やウィ
ンドウサイズは変動する。本発明の第二実施例では、通
信環境におけるビット誤り率に対して伝送フレーム長を
制御することにより、伝送特性を改善する方法について
述べる。

【００４４】Go-back-NにおけるスループットＳ（bit／
sec）は、Ｓ＝｛Ｋ・ｖ・（１−Ｐｆ）・８・Ｎ／ｖ｝／｛（１−Ｐｆ）・８・Ｎ／ｖ＋Ｐｆ・Ｍ・８・（Ｎ／ｖ＋Ｃ）＋Ｃ｝（８）で表される。ここで、Ｋは符号化率であり、Ｐｆはフレ
ーム誤り率であり、ｖは伝送速度であり、Ｍは受信側か
らの要求に応じて再送する最大フレーム数であり、Ｃは
伝送時間以外の処理時間である。

【００４５】図４は式（８）を用いて、Ｋ＝１、ｖ＝２
Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ、Ｍ＝１、Ｃ＝０ｍｓｅｃのとき、伝
送フレーム長が２５６バイトから４０９６バイトの場合
のそれぞれのビット誤り率に対するスループット特性を
計算した結果を示す図である。図４より、ビット誤り率
に対して最適な伝送フレーム長が変動することがわか
る。この条件の場合には、ＢＥＲ＝１０^−４においては
２５６バイトが最も適しており、ＢＥＲ＝１０^−５は５
１２バイト、ＢＥＲ＝１０^−６は２０４８バイト、ＢＥ
Ｒ＜１０^−７は４０９６バイトとなる。このように、本
発明の第二実施例では、ビット誤り率を測定し、そのビ
ット誤り率に応じて伝送フレームを変化させるので伝送
効率が向上する。

【００４６】（第三実施例）現在の無線ＬＡＮでは、無
線ネットワークトでもＴＣＰ／ＩＰのプロトコルが使用
されていることが多い。しかしながら、ＴＣＰは本来有
線ネットワークを意識して設計されたプロトコルである
ため、必ずしも無線ＬＡＮに適したプロトコルとはいえ
ない。そこで、本発明第三実施例では、本発明の無線Ｌ
ＡＮシステムをＴＣＰ／ＩＰのプロトコルを用いた有線
ＬＡＮに接続した場合を提案する。

【００４７】通常、無線ＬＡＮは有線ＬＡＮとブリッジ
機能を有する親機を持ち、親機では、輻輳を最小限にす
るために子機に対して１０倍以上のバッファが搭載され
ている。このため、親機においては、有線側から送られ
る送信フレームを一時的にバッファに入れ、送信フレー
ムを制御することが容易に行える。本発明では、有線側
でＴＣＰにより制御されている送信フレームを親機のバ
ッファに蓄積し、図２のフローで設定されたウィンドウ
サイズで送信することによって、無線通信環境に即した
フレーム送信を行う。

【００４８】図５および図６はビット誤り率が１０^−５
のＴＣＰ／ＩＰのウィンドウサイズの変動を観測した結
果を示す図であり、横軸に伝送回数をとり、縦軸にウイ
ンドウサイズをとる。図５が従来の観測結果であり、図
６が本発明の観測結果である。通常の無線通信では、ビ
ット誤り率が１０^−５であれば、ビット誤り率の大きい
通信環境とはいえない。しかしながら、無線ＬＡＮは有
線ＬＡＮを基幹網とするので、ビット誤り率が１０
^−１０以下である有線ＬＡＮのようにウィンドウサイズ
が変化する。図５に示されるように、従来のＴＣＰでは
有線ＬＡＮと同様にウィンドウサイズが変化するので、
ウィンドウサイズがビット誤り率１０^−５の環境に適さ
ない大きさになった場合には、フレーム誤りによりウィ
ンドウサイズが縮小したり、再送により伝送効率が低下
したりしていることがわかる。これに対して、本発明の
無線ＬＡＮシステムを用いた場合は、同一の環境下にお
いて、ウィンドウサイズはビット誤り率に応じて制限さ
れる。そのため、図６に示されるように、制限された最
大ウィンドウサイズで伝送される回数が多く、図５と比
較して同一伝送回数当たりの成功フレーム数が増加する
ので伝送効率が改善される。

【００４９】図７は本発明の無線ＬＡＮシステムと従来
のＴＣＰによる無線ＬＡＮシステムのスループット特性
の比較を示す図であり、横軸にＳ／Ｎ比をとり、縦軸に
規格化スループットをとる。図８、図３と同一測定系を
用いて測定した結果である。図７に示されるように本発
明の無線ＬＡＮシステムでは、Ｓ／Ｎ比に対する特性
も、ＴＣＰによる再送制御を行っている無線ＬＡＮに対
して改善されていることがわかる。

【００５０】以上で説明したように、無線ＬＡＮのよう
に、移動中の使用がほとんどなく、半固定で使用される
無線通信においては、あらかじめ親機と子機間のビット
誤り率を測定することが容易であり、その誤り率に応じ
てウィンドサイズや伝送フレーム長を変化させることに
より伝送効率が向上するので本発明は有効である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所要Ｓ／Ｎ比を小さくすることができるとともに、スル
ープットを低下させることのない無線ＬＡＮシステムを
実現することができる。すなわち、無線ＬＡＮにおいて
は、より高速な通信が望まれるため、連続して送信する
情報のサイズをできる限り大きくするように設定されて
いる。従来の通信制御方式においては、ある特定の割合
で誤りが生じる通信環境における連続して送信する情報
サイズの変動が大きいため、再送による遅延が大きくな
るという点で問題があった。そこで、本発明は、誤り率
に応じて最適な連続フレーム数を変動させるため、再送
による遅延時間の短縮という点で無線ＬＡＮの性能を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の親機および子機の要部ブロック
構成図。

【図２】本発明第一実施例の無線ＬＡＮシステムの伝送
フレーム数設定のフローを示す図。

【図３】本発明の無線ＬＡＮシステムとフレーム長が固
定の無線ＬＡＮシステムのスループット特性の比較を示
す図。

【図４】伝送フレーム長が２５６バイトから４０９６バ
イトの場合のそれぞれのビット誤り率に対するスループ
ット特性を計算した結果を示す図。

【図５】従来のビット誤り率が１０^−５のＴＣＰ／ＩＰ
のウィンドウサイズの変動を観測した結果を示す図。

【図６】本発明のビット誤り率が１０^−５のＴＣＰ／Ｉ
Ｐのウィンドウサイズの変動を観測した結果を示す図。

【図７】本発明の無線ＬＡＮシステムと従来のＴＣＰに
よる無線ＬＡＮシステムのスループット特性の比較を示
す図。

【図８】ある通信環境における雑音の影響に対する無線
ＬＡＮの規格化スループット（縦軸）とＳ／Ｎ比（横
軸）の関係を測定した結果であり、Selective-Repeat型
の場合とGo-Back-N型の場合の比較を示す図。

【図９】ビット誤り率（横軸）に対するSelective-Repe
at型とGo-Back-N型のスループットの差（縦軸）を示す
図。

【図１０】伝送フレーム長６４バイトおよび２０４８の
場合のビット誤り率１０^−７から１０^−６の環境下での
ウィンドウサイズの変動を示す図。

【図１１】伝送フレーム長６４バイトおよび２０４８の
場合のビット誤り率１０^−７から１０^−６の環境下での
ウィンドウサイズの変動を示す図。

【図１２】伝送フレーム長６４バイトおよび２０４８の
場合のビット誤り率１０^−７から１０^−６の環境下での
ウィンドウサイズの変動を示す図。

【図１３】伝送フレーム長６４バイトおよび２０４８の
場合のビット誤り率１０^−７から１０^−６の環境下での
ウィンドウサイズの変動を示す図。

【図１４】本発明の再送制御を用いた場合の規格化スル
ープット特性とSelective-Repeat型の場合を比較した結
果を示す図。

【符号の説明】

１親機２子機３誤り検出部４再送要求部５再送部６誤り率測定部７誤り率情報送信部８誤り率情報受信部９伝送フレーム設定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5K014 AA01 BA01 EA01 FA03 FA13 GA02 5K030 GA03 GA11 HA08 HB18 HB28 JA07 JL01 LA01 LB15 MB05 5K033 AA01 AA07 CB01 CB04 CC02 DA17 DB09 DB16 DB20 EA06 EA07 5K034 AA01 AA06 CC01 DD01 EE03 FF02 HH04 HH07 HH10 HH12 HH63 KK21 MM02 MM14 MM24 NN04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続した所定数の伝送フレームを送信す
る手段と、この連続した所定数の伝送フレームを受信す
る手段とを備え、この受信する手段は、前記連続した所
定数の伝送フレームにより受信したデータの誤りを検出
する手段と、この検出する手段の検出結果にしたがって
前記データに誤りが検出されたときには前記送信する手
段に前記連続した所定数の伝送フレームの再送を要求す
る手段とを備え、前記送信する手段は、この再送要求に
したがって前記連続した所定数の伝送フレームを再送す
る手段を備えた無線ＬＡＮシステムにおいて、前記送信する手段と前記受信する手段との間の通信にお
けるデータの誤り率を測定する手段が設けられ、この測定する手段の測定結果にしたがって前記所定数を
可変に設定する手段を備えたことを特徴とする無線ＬＡ
Ｎシステム。
【請求項２】前記測定結果にしたがって伝送フレーム
のフレーム長を可変に設定する手段を備えた請求項１記
載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項３】前記所定数およびまたは前記フレーム長
を可変に設定する手段は、周期的に前記所定数およびま
たは前記フレーム長を再設定する手段を含む請求項１ま
たは２記載の無線ＬＡＮシステム。
【請求項４】前記送信する手段および前記受信する手
段は、ＴＣＰ(Transmission Control Protocol)に基づ
くフレーム伝送を行なう手段を含む請求項１ないし３の
いずれかに記載の無線ＬＡＮシステム。