JP2009005313A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スループットを向上させることが可能な無線通信装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の無線通信装置は、データフレームを基本の変調方式（ＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式）で送信する場合と、通知フレーム及び応用の変調方式（ＯＦＤＭ方式）によるデータフレームで送信する場合でのデータフレームの送信時間を比較し、送信時間の短い方で送信することにより、スループットを向上させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、異なる２つの変調方式によりデータフレームを変調して送信する無線通信装置に関する。

現在、無線ＬＡＮシステムとして、データフレームをＤＳＳＳ／ＣＣＫ（Direct Sequence Spread. Spectrum／Complementary Code Keying）方式で変調するＩＥＥＥ８０２．１１ｂ(以下、「１１ｂ」と略称する)の規格に準拠する無線ＬＡＮシステム、データフレームをＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式で変調するＩＥＥＥ８０２．１１ａ(以下、「１１ａ」と略称する)規格に準拠する無線ＬＡＮシステムが提案されている。

さらに、１１ａと１１ｂとを足し合わせた特徴を有する規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｇ(以下、「１１ｇ」と略称する)が提案されている。

従来、同一の周波数帯域において、上記のように異なる規格に準拠した無線ＬＡＮシステムが共存する例として、１１ｂの規格に準拠したシステム（以下、１１ｂシステム）と、１１ｇの規格に準拠したシステム（以下、１１ｇシステム）との共存がある。この２つのシステムが共存する無線ＬＡＮシステムでは、１１ｇシステムのアクセスポイントが、１１ｇシステムを構成する無線端末と１１ｂシステムを構成する無線端末の双方を制御する。

１１ｇシステムのアクセスポイントに双方が制御される場合、１１ｇシステムの無線端末は、データフレームをＯＦＤＭ方式により変調して送信するため高速伝送が可能となる。しかし、１１ｂシステムの無線端末はＯＦＤＭ方式に準拠していないため、アクセスポイントがＯＦＤＭ方式による通信を行っている場合、周波数帯域がＯＦＤＭ方式による通信で占有されていることを認識できない。このため１１ｂシステムの無線端末は、周波数帯域が占有されているにも関わらずデータフレームの送信を行う。その結果アクセスポイント近辺でパケットの衝突が発生し、アクセスポイントからのスループットが低下する。

そこで１１ｇシステムのアクセスポイントは、パケットの衝突を回避するため、ＯＦＤＭ方式で通信を行う際に、通信を行うことを通知する通知フレーム（ＲＳＴ信号）を１１ｇシステムの無線端末に送信する。この通知フレームは、１１ｇシステムと１１ｂシステムを構成する全ての無線端末に監視されるため、全ての無線端末が受信可能なＤＳＳＳ方式で変調されて送信される。

１１ｂシステムの無線端末は、通知フレームを受けると他の無線端末の通信により周波数帯域が占有されていることを検知し、送信を一時抑制する。従来の無線ＬＡＮシステムでは、上記の手法によりパケットの衝突を回避し、スループットを向上させている。

例えば特許文献１には、第１の送信方式および第２の送信方式の少なくともいずれかにより送信が可能な２つの無線端末がキャリアセンスに基づく送信を行って通信する無線通信システムについて記載されている。
特開２００６−１３５５９号公報

しかしながら上記従来の技術において、通知フレームは、無線ＬＡＮシステムを構成する全ての無線通信装置に受信可能とするため、最低の伝送レートで送信される。このため通知フレームの送信に係る送信時間が長くなる。例えば実際に送信したいデータのサイズが小さい場合には、データフレームを通知フレーム及びＯＦＤＭ信号として送信するよりも、通知フレームを必要としないＤＳＳＳ信号として送信した方が、送信時間が短くなることがある。この結果、スループットが下がるという問題が生じる。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、スループットを向上させることが可能な無線通信装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記の目的を達成するために以下の如き構成を採用した。

本発明の無線通信装置は、データフレームを第一の変調方式により変調する第一の変調手段と、データフレームを第二の変調方式により変調する第二の変調手段と、前記第一の変調手段により変調された前記データフレームの送信に係る第一の送信時間を算出する第一の算出手段と、前記第二の変調手段により変調された前記データフレームと、前記データフレームの送信を通知する通知フレームとの送信に係る第二の送信時間を算出する第二の算出手段と、前記第一の送信時間及び前記第二の送信時間のうち、送信時間が短い方に対応した変調方式を選択する選択手段とを有する構成とした。

係る構成によれば、スループットを向上させることができる。

また前記第一の変調手段及び前記第二の変調手段は、それぞれ複数の伝送レートに対応して前記データフレームの変調を行うものであって、前記第一の算出手段は、前記データフレームのフレーム長と、前記第一の変調手段が対応する伝送レートとに基づき前記第一の送信時間を算出し、前記第二の算出手段は、前記データフレームのフレーム長と、前記第二の変調手段が対応した伝送レートと、前記通知フレームによる通知方式とに基づき前記第二の送信時間を算出する構成とした。

また前記通知フレームによる通知方式は、ＲＴＳ／ＣＴＳ方式か、または当該無線通信装置にＣＴＳ信号を送信する方式かの何れか一方とした。

また本発明の無線通信装置は、閾値とされるデータフレームのフレーム長が格納された閾値テーブルを有し、前記選択手段は、前記閾値テーブルに基づき変調方式を選択する構成とした。

また本発明の無線通信装置は、前記第二の変調手段により変調された前記データフレームの再送率を算出する再送率算出手段と、前記再送率に重み係数を乗算する乗算手段と、前記重み係数を設定する係数設定手段とを有し、前記第二の算出手段は、前記重み係数が乗算された前記再送率を用いて前記第二の送信時間を算出する構成とした。

また前記再送率は、所定時間内に送信された前記データフレームの送信回数を用いて算出される構成とした。

本発明によれば、スループットを向上させることができる。

以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

本実施形態の無線ＬＡＮシステム１００では、キャリアセンスを行う１１ｂ規格に準拠したシステムと、１１ｇ規格に準拠したシステムとが共存した場合を考える。

図１は、本発明の無線通信装置により構成される無線ＬＡＮシステム１００のシステム構成図である。

無線ＬＡＮシステム１００は、１１ｇ規格に準拠した無線通信装置２００と、１１ｇ規格に準拠した無線端末３００、１１ｂ規格に準拠した無線端末４００を含んで構成されている。無線ＬＡＮシステム１００では、無線通信装置２００が無線基地局となり、無線端末３００、４００と無線接続する通信形態をとる。無線通信装置２００は、無線端末３００、４００を制御する。

尚本実施形態における以下の説明では、無線通信装置２００が無線端末３００、４００にデータを送信する場合を例として示すが、逆に１１ｇ規格に準拠した無線端末３００から１１ｂ規格に準拠した無線通信装置にデータを送信する場合にも同様に適用できる。

以下に無線ＬＡＮシステム１００におけるデータフレームの変調方式について説明する。

無線ＬＡＮシステム１００で使用される変調方式は２つの方式に分けられる。１つの方式は、データフレームを１１ｂ規格に準拠した無線端末４００において送受可能なデータフレームへ変調する基本の変調方式である。もう１つの方式は、１１ｇ規格に準拠した無線通信装置２００と無線端末３００とにおいて送受可能なデータフレームへ変調する応用の変調方式である。

ところで１１ｇ規格に準拠した無線端末３００は、ＯＦＤＭ方式及びＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式に対応可能である。これに対し１１ｂ規格に準拠した無線端末４００は、ＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式にのみ対応可能である。よって１１ｇ規格で規定される変調方式（ＯＦＤＭ方式）は無線端末４００では用いることができないが、１１ｂ規格で規定される変調方式（ＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式)は無線端末３００で用いることができる。

このため本実施形態では、基本の変調方式である第一の変調方式をＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式とし、応用の変調方式である第二の変調方式をＯＦＤＭ方式とした。

本発明の無線通信装置２００は、データフレームを変調する際に、ＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式またはＯＦＤＭ方式のうち、変調後のデータフレームの送信時間が短くなる方の方式を選択する。そして選択された変調方式でデータフレームを変調して送信することにより、スループットを向上させる。
（第一の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第一の実施形態について説明する。図２は、第一の実施形態の無線通信装置２００を説明する図である。

無線通信装置２００は、アンテナ部２１０、制御部２２０、ＲＯＭ（Read Only Memory）２５０、ＲＡＭ２６０（Random Access Memory）、不揮発性メモリ２７０を有する。

アンテナ部２１０は、無線通信装置２００によるデータフレームの送受信を行う。制御部２２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等であり、送信制御部２３０と受信制御部２４０とを有する。送信制御部２３０は、アンテナ部２１０からのデータフレームの送信を制御する。送信制御部２３０の詳細は後述する。受信制御部２４０は、アンテナ部２１０から受信されたデータフレームの処理を行う。

ＲＯＭ２５０には、制御部２２０に実行されるプログラムなどが予め記憶されており、制御部２２０はＲＯＭ２５０に記憶された動作を実行する。ＲＡＭ２６０は、制御部２２０による演算などにより生成されたデータを一時的に記憶する一時記憶メモリである。不揮発性メモリ２７０は、例えばＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）等であり、電源が供給されなくても記憶された情報を保持することができる。不揮発性メモリ２７０には、後述する閾値テーブル２８０等が記憶されている。

以下に送信制御部２３０について説明する。

送信制御部２３０は、第一変調部２３１、第二変調部２３２、通知フレーム生成部２３３、第一算出部２３４、第二算出部２３５、選択部２３６を有し、データフレームの送信に係る各種制御を行う。

第一変調部２３１は、データフレームをＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式に変調する変調手段である。第一変調部２３１は、ＤＳＳＳ方式またはＣＣＫ方式の両方に対応しており、いずれか一方の方式によりデータフレームを変調する。例えば無線ＬＡＮシステム１００に、ＤＳＳＳ方式にのみ対応する無線端末が存在する場合には、第一変調部２３１はデータフレームをＤＳＳＳ信号に変調しても良い。また無線ＬＡＮシステム１００にＤＳＳＳ方式にのみ対応する無線端末が存在しない場合には、第一変調部２３１はデータフレームをＣＣＫ信号に変調しても良い。第一変調部３３１では、複数の伝送レートに対応させてデータフレームを変調することができる。第一変調部２３１が対応する伝送レートは、例えば１Mbps、２Mbps、５．５Mbps、１１Mbpsである。よって、第一変調部３３１により変調されたデータフレームの最低伝送レートは１Mbpsであり、最高伝送レートは１１Mbpsとなる。

第二変調部２３２は、データフレームをＯＦＤＭ方式に変調する変調手段である。第二変調部２３２でも、複数の伝送レートに対応させてデータフレームを変調することができる。第二変調部２３２が対応する伝送レートは、例えば６Mbps、９Mbps、１２Mbps、１８Mbps、２４Mbps、２６Mbps、４８Mbps、５４Mbpsである。よって、第二変調部２３２により変調されたデータフレームの最低伝送レートは６Mbpsであり、最高伝送レートは５４Mbpsとなる。

第一変調部２３１及び第二変調部２３２における伝送レートは、例えば無線ＬＡＮシステム１００を構成する他の装置の仕様などにより予め設定されても良い。または、他の装置との通信状況に応じて適切な伝送レートが選択されても良い。

通知フレーム生成部２３３は、データフレームが第二変調部２３２によりＯＦＤＭ方式で変調されたＯＦＤＭ信号とされたとき、ＯＦＤＭ信号が送信される前に送信される通知フレームを生成する。

ここで通知フレームについて説明する。

通知フレームは、無線通信装置２００が他の無線端末と通信を行う際に、通信で使用する周波数帯域を一時的に確保し、周波数帯域を占有するために用いられる制御信号である。

本実施形態では、無線通信装置２００と無線端末３００とはＯＦＤＭ信号による通信を行う。しかしながら無線端末４００はＯＦＤＭ方式に対応していないため、ＯＦＤＭ信号を受信できず、周波数帯域が無線端末３００の通信により占有されていることを把握できない。このため無線端末４００は、無線端末３００に周波数帯域が占有されているにも関わらずデータフレームを送信してしまう。

そこで無線通信装置２００は、無線端末３００と通信を行う際に、無線端末４００に通信を行うことを通知するための信号を送信する。この信号が通知フレームである。

無線通信装置２００が通知フレームを無線端末３００に送信すると、無線端末４００もこの通知フレームを受信する。無線端末４００は、通知フレームに含まれる情報から、周波数帯域が無線端末３００による通信に占有される期間に関する情報を取得し、その期間はデータフレームの送信を行わない。

以上の用途から、通知フレームは、無線端末４００に確実に受信される必要がある。よって本実施形態の通知フレームは、無線端末４００でも受信可能なＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式で変調される。さらに通知フレームは、無線端末４００に確実に受信されるように、最低伝送レートである１Mbpsとして変調されるものとした。

ところでＩＥＥＥ８０２．１１規格では、通知フレームを用いた通信制御方式として、２つの方式を提案している。１つはＲＴＳ／ＣＴＳ方式である。この方式では、無線通信装置２００が無線端末３００へ、通知フレームとしてＲＴＳ（Request To Send:送信要求）信号を送信する。無線端末３００は、ＲＴＳ信号を受信するとＣＴＳ(Clear to Send:受信準備完了)信号を無線通信装置２００へ返す。これは逆に無線端末３００から無線通信装置２００にデータフレームを送信する場合であっても同じである。これによって無線通信装置２００は、無線端末３００との通信のために一時的に周波数帯域を占有することができる。

もう１つの方式は、無線通信装置２００が自身宛に通知フレームとしてＣＴＳ信号を送信し、仮想的に周波数帯域を確保する方式（CTStoSelf）である。この方式では、無線通信装置２００は無線端末３００からの応答を待たずにデータフレームを送信するため、ＲＴＳ／ＣＴＳ方式と比較して短時間で通知フレームを用いた通信制御を行うことができる。

第一算出部２３４は、第一変調部２３１により変調されたデータフレームの送信にかかる送信時間を算出する。第一算出部２３４は、送信されるデータフレームのフレーム長と、伝送レートとに基づき送信時間を算出する。

第二算出部２３５は、第二変調部２３２により変調されたデータフレームと、通知フレーム生成部２３３により生成された通知フレームとの送信にかかる送信時間を算出する。第二算出部２３４は、送信されるデータフレームのフレーム長と伝送レート及び通知フレームの送信に係る時間に基づき送信時間を算出する。

選択部２３６は、第一変調部２３１と第二変調部２３２のうち、送信時間が短い方の変調方式に対応する方を選択する。すなわち選択部２３６は、データフレームの変調方式を選択する。

ここで、図３を参照して選択部２３６の選択処理を説明する。図３は、選択部２３６による選択を説明する図である。

図３では、データフレーム３０の変調において、第一変調部２３１が選択された場合に無線通信装置２００から送信されるデータフレームをフレーム３１とし、第二変調部２３２が選択された場合に無線通信装置２００から送信されるデータフレームをフレーム３２とした。

フレーム３１は、ＤＳＳＳ／ＣＣＫ信号のみからなり、フレーム３１の送信時間ｔ１は、データフレーム３０のフレーム長と伝送レートとに基づき第一算出部２３４により算出される。

フレーム３２は、通知フレーム３２ＡとＯＦＤＭ信号３２Ｂとからなる。フレーム３２の送信時間は、通知フレーム３２Ａの送信時間ｔ２と、第二算出部２３５により算出されるＯＦＤＭ信号３２Ｂの送信時間ｔ３との合計の送信時間ｔ４である。尚本実施形態では、通知フレーム３２Ａは、最低伝送レートである１Mbpsに対応させてＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式により変調された信号である。よって通知フレーム３２Ａの送信時間ｔ２は予め算出されていても良いし、第二算出部２３５により算出されても良い。尚データフレームの送信では、あるデータフレームを送信した後に次のデータフレームを送信するまでの間に空き時間が存在する。よって通知フレーム３２Ａの送信時間ｔ２には、この空き時間を示す最小フレーム間（SIFS (Short Inter Frame Space)時間）が１つ又は２つ含まれる。ＯＦＤＭ信号３２Ｂの送信時間ｔ３は、データフレーム３０のフレーム長と伝送レートとに基づき算出される。

ここでデータフレーム３０のフレーム長が短い場合、フレーム３２において通知フレーム３２Ａの送信時間ｔ２がＯＦＤＭ信号３２Ｂの送信時間ｔ３よりも長くなることがある。

例えば送信時間ｔ２が送信時間ｔ３よりも長い場合には、ＤＳＳＳ／ＣＣＫ信号のみのフレーム３１の送信時間ｔ１の方が、フレーム３２の送信時間ｔ４よりも短くなることがある。送信時間ｔ１及び送信時間ｔ４の長さの関係は、データフレーム３０のフレーム長に依存する。すなわちデータフレーム３０のフレーム長が短い場合には送信時間ｔ１の方が送信時間ｔ４よりも短くなり、フレーム長が長い場合には送信時間ｔ４の方が送信時間ｔ１よりも長くなる傾向がある。

図４は、ＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式が選択された場合の送信時間とフレーム長及びＯＦＤＭ方式が選択された場合の送信時間とフレーム長との関係を示すグラフである。図４に示すグラフは、データフレームを最大１６００Byte程度のイーサフレームとして求めたグラフである。イーサフレームとは、IEEE802.3規格に準拠したプロトコルで取り扱われるデータである。

図４からわかるように、ＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式が選択された場合の送信時間を示す直線と、ＯＦＤＭ方式が選択された場合の送信時間の示す直線とが交差する箇所がある。この交差点の前後で送信時間ｔ１と送信時間ｔ４の長さの関係が入れ替わる。つまり、この交差点におけるフレーム長が、データフレームを送信する場合にどちらの変調方式により送信するかを決定する閾値となる。尚図４では、第二変調部２３２が選択された場合の通知フレームがＲＴＳ／ＣＴＳ方式により生成される場合を示している。

ところで１１ｂ規格では、ＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式で変調されたフレームの先頭で同期・ＡＧＣ（Auto Gain Control）などの処理をするためのプリアンブル信号として、ロングプリアンブル（Long）とショートプリアンブル（Short)の選択が可能である。ＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式ではこの選択が送信時間に大きく影響を及ぼすため、送信時間ｔ１はプリアンブルタイプ別に計算する必要がある。よって図４では、ＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式が選択された場合の送信時間とフレーム長との関係を、プリアンブルタイプ別に示している（図４において、Ｌｏｎｇはロングプリアンブルを示し、Ｓｈｏｒｔはショートプリアンブルを示す）。

図５は、閾値となるフレーム長が伝送レート毎に記憶された閾値テーブル２８０を示す図である。閾値テーブル２８０Ａ〜２８０Ｄは、例えば無線通信装置２００の有する不揮発性メモリ２７０に記憶されている。

閾値テーブル２８０Ａには、第一変調部２３１の変調が伝送レート１１Mbpsで行われた場合の第二変調部２３２の各伝送レート毎の閾値が記憶されている。閾値テーブル２８０Ｂには、第一変調部２３１の変調が伝送レート５．５Mbpsで行われた場合の第二変調部２３２の各伝送レート毎の閾値が記憶されている。閾値テーブル２８０Ｃには、第一変調部２３１の変調が伝送レート２Mbpsで行われた場合の第二変調部２３２の各伝送レート毎の閾値が記憶されている。閾値テーブル２８０Ｄには、第一変調部２３１の変調が伝送レート１Mbpsで行われた場合の第二変調部２３２の各伝送レート毎の閾値が記憶されている。尚閾値テーブル２８０では、通知フレームがCTStoSelf方式で生成された場合の閾値となるフレーム長についても、各伝送レート毎に算出して記載した。

閾値テーブル２８０において、（１）、（２）は交差点が無く、閾値となるフレーム長が存在しないことを示す。（１）は常に第二変調部２３２が選択されることを意味しており、（２）は常に第一変調部２３１が選択されることを意味している。閾値テーブル２８０における（１）（２）以外の数値は、閾値となるフレーム長を示している。

次に、図６を参照して本実施形態の無線通信装置２００の動作を説明する。図６は、第一の実施形態の無線通信装置２００の動作を説明する第一のフローチャートである。

図６に示す動作では、選択部２３６は、第一算出部２３４及び第二算出部２３５がそれぞれ算出した送信時間ｔ１と送信時間ｔ４に基づき、第一変調部２３１または第二変調部２３２の何れか一方を選択する。

無線通信装置２００において、データフレームの送信指示により送信が開始されると、ステップＳ６０１へ進み、送信制御部２３０に送信条件が入力される。ここで入力される送信条件とは、データフレームのフレーム長、伝送レート、プリアンブル信号のタイプ、通知フレームを生成する通信制御方式などである。

ステップＳ６０１に続いてステップＳ６０２へ進み、送信条件が入力されると、第一算出部２３４は、データフレームが第一変調部２３１により変調された場合の送信時間ｔ１を算出する。また第二算出部２３５は、データフレームが第二変調部２３２により変調された場合の送信時間ｔ４を算出する。

より具体的には第二算出部２３５は、送信条件として入力された通信制御方式に基づきＲＴＣ／ＣＴＳ方式による通知フレームまたはCTStoSelf方式による通知フレームのいずれか一方の通知フレームの送信時間ｔ２と、ＯＦＤＭ信号の送信時間ｔ３とを加算して、送信時間ｔ４を算出する。

ステップＳ６０２に続いてステップＳ６０３へ進み、選択部２３６は送信時間ｔ１と送信時間ｔ４を比較し、第一変調部２３１または第二変調部２３２のうち、送信時間が短い方を選択する。

ステップＳ６０３において送信時間ｔ１の方が短い場合、ステップＳ６０４へ進み、選択部２３６は第一変調部２３１を選択する。第一変調部２３１が選択されると、第一変調部２３１はデータフレームをＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式で変調し、ＤＳＳＳ／ＣＣＫ信号として無線端末３００へ送信する。ステップＳ６０４に続いてステップＳ６０５へ進み、無線通信装置２００は、無線端末３００からＡＣＫ信号を受けて送信を完了する。ＡＣＫ信号とは、実際にデータが正しく送信されたことを示す信号であり、無線端末３００から無線通信装置２００へ送られる信号である。尚無線通信装置２００は、ステップＳ６０４でデータフレームを送信した後、所定時間内にＡＣＫ信号を受信しない場合には、送信エラーとしてステップＳ６０４の処理を繰り返す。

ステップＳ６０３において送信時間ｔ４の方が短い場合、ステップＳ６０６へ進み、通知フレーム生成部２３３は、送信条件でＲＴＣ／ＣＴＳ方式が設定されているか否かを判定する。ステップＳ６０６においてＲＴＣ／ＣＴＳ方式が設定されていた場合、ステップＳ６０７へ進み、通知フレーム生成部２３３は通知フレームとして、ＤＳＳＳ方式のＲＴＣ信号を生成して無線端末３００へ送信する。ステップＳ６０７に続いてステップＳ６０８へ進み、無線通信装置２００は、無線端末３００からのＤＳＳＳ方式のＣＴＳ信号の応答を待つ。ここで無線通信装置２００は、所定時間内にＣＴＳ信号の応答を受信しない場合には、送信エラーとしてステップＳ６０７の処理を繰り返す。

ステップＳ６０８に続いてステップＳ６０９へ進み、第二変調部２３２は、無線端末３００からＣＴＳ信号を受けてデータフレームをＯＦＤＭ方式で変調し、ＯＦＤＭ信号として無線端末３００へ送信する。ステップＳ６１０の処理はステップＳ６０５の処理と同様である。

ステップＳ６０６においてＲＴＣ／ＣＴＳ方式が設定されていない場合、ステップＳ６１１へ進み、通知フレーム生成部２３３は、CTStoSelf方式で通信制御を行う。すなわち通知フレーム生成部２３３は、通知フレームとして、ＤＳＳＳ方式でＣＴＳ信号を生成し、無線通信装置２００自身へ送信する。ステップＳ６１２、ステップＳ６１３の処理は、ステップＳ６０９、ステップＳ６１０の処理と同様である。

次に図７を参照して、選択部２３６が閾値テーブル２８０を用いて第一変調部２３１又は第二変調部２３２を選択する場合を説明する。図７は、第一の実施形態の無線通信装置２００の動作を説明する第二のフローチャートである。

図７では、ステップＳ７０２及びステップＳ７０３以外のステップは、図６で説明した各ステップと同様であるから説明を省略し、ステップＳ７０２及びステップＳ７０３の処理についてのみ説明する。

ステップＳ７０２において、選択部２３６は、閾値テーブル２８０を参照する。ステップＳ７０２に続いてステップＳ７０３へ進み、選択部２３６は送信条件のフレーム長、伝送レートに基づき第一変調部２３１または第二変調部２３２の何れかを選択する。より具体的には、選択部２３６は、送信条件の伝送レートに対応した閾値テーブル２８０を参照し、フレーム長が閾値よりも短い場合、第一変調部２３１を選択する。そしてフレーム長が閾値よりも長い場合、第二変調部２３２を選択する。

このように閾値テーブル２８０を用いることにより、データフレームの送信時に送信時間を算出する必要がなくなり、無線通信装置２００における送信処理の負荷を軽減することができる。

このように、本実施形態の無線通信装置２００では、データフレームを基本の変調方式（ＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式）で送信する場合と、通知フレーム及び応用の変調方式（ＯＦＤＭ方式）で送信する場合でのデータフレームの送信時間を比較し、送信時間の短い方で送信することで、基本の変調方式のみ受信可能な無線端末がシステム内に存在する場合でも最大限スループットを向上させることが可能となる。
（第二の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第二の実施形態について説明する。第二の実施形態の無線通信装置２００Ａでは、データフレームが送信エラーとなった場合を考慮して変調方式を選択する点が第一の実施形態と相違する。よって本実施形態の説明では第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図８は、第二の実施形態の無線通信装置２００Ａを説明する図である。

無線通信装置２００Ａでは、無線端末３００の受信状況によってはデータフレームの送信エラーとなる可能性がある。この場合データフレームは、再度送信（再送）される。データフレームが再送される場合、データフレームの送信時間は再送されない場合と比較して長くなる。またデータフレームの送信エラーは、一般的には伝送レートが高い場合に多く発生する。よって本実施形態の第二算出部２３５Ａは、第二変調部２３２が選択された場合に、データフレームの再送率を加味して送信時間ｔ４Ａを算出する。

本実施形態の送信制御部２３０Ａにおいて、第二算出部２３５Ａは、再送率算出部２３７、係数設定部２３８、乗算部２３９を有する。

再送率算出部２３７は、データフレームの再送率を算出する。ここでいう再送率とは、送信されるべきデータフレームに対し、送信されなかったデータフレームの割合を示すものである。再送率算出部２３７は、例えば過去の所定期間におけるデータフレームの送信回数と、送信に失敗したデータフレーム（以下、送信失敗データフレーム）の数とに基づき再送率を算出する。尚所定期間内のデータフレームの送信回数及び送信失敗データフレームの数は、例えば不揮発性メモリ２７０等に記憶されていても良い。

係数設定部２３８は、再送率算出部２３７により算出された再送率に乗算される重み係数を設定する。尚本実施形態の重み係数とは、伝送レートとフレーム長とにより決められた係数である。例えば伝送レートが６Mbpsのときと、５４Mbpsのときでは、データフレームの送信に失敗する確率が異なる。また複数のデータフレームが同一の伝送レート（例えば５４Mbps）で送信される場合においても、データフレームのフレーム長の違いにより、送信に失敗する確率が異なる。よって本実施形態では、例えば伝送レートとフレーム長の組合せ毎に対応する重み係数が予め決められている。本実施形態の無線通信装置２００では、例えば伝送レートとフレーム長の組合せと重み係数とが対応付けられたテーブルが不揮発性メモリ２７０に記憶されており、係数設定部２３８は、このテーブルを参照して重み係数を設定しても良い。乗算部２３９は乗算処理を行う。

次に図９を参照して本実施形態の第二算出部２３５Ａによる送信時間ｔ４Ａの算出について説明する。図９は第二の実施形態における第二算出部２３５Ａによる送信時間の算出を説明するフローチャートである。

第二算出部２３５Ａは、ステップＳ９０１において再送率を考慮しない送信時間ｔ４を算出する。ステップＳ９０１に続いてステップＳ９０２へ進み、再送率算出部２３７は再送率を算出する。ステップＳ９０２に続いてステップＳ９０３へ進み、乗算部２３９は、係数設定部２３８により設定された重み係数とステップＳ９０２で算出された再送率との乗算を行う。

ステップＳ９０３に続いてステップＳ９０４へ進み、乗算部２３９は、ステップＳ９０１で算出した送信時間ｔ４に、ステップＳ９０３の乗算結果（再送率×重み係数）をさらに乗算し、送信時間ｔ４Ａを算出する。

例えば所定期間における送信失敗データフレームの数が、所定期間におけるデータフレームの送信回数の１０％程度、重み係数をαと考えると、送信時間ｔ４Ａは、送信時間ｔ４を（１＋（０．１×α））倍することになる。このように本実施形態の第二算出部２３５Ａは、再送率を考慮した送信時間ｔ４Ａを算出する。その結果、フレーム長と送信時間の関係は、データフレームの再送を考慮しない場合と相違する。

図１０は、データフレームの再送を考慮した場合のフレーム長と送信時間の関係を説明する図である。図１０に示すように、データフレームの再送を考慮しない場合の送信時間ｔ４をＴａとすると、本実施形態で算出される送信時間はＴｂとなる。このように本実施形態によれば、データフレームが第二変調部２３２で変調された場合に、より正確にデータフレームの送信時間を算出することができる。

尚本実施形態の無線通信装置２００Ａの動作は、第一の実施形態の図６で説明した動作と同様である。

このように本実施形態によれば、データフレームの再送を考慮してデータフレームの変調方式を選択する。よって本実施形態によれば、より確実にスループットを向上させることが可能となる。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

本発明の無線通信装置により構成される無線ＬＡＮシステム１００のシステム構成図である。 第一の実施形態の無線通信装置２００を説明する図である。 選択部２３６による選択を説明する図である。 ＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式が選択された場合の送信時間とフレーム長及びＯＦＤＭ方式が選択された場合の送信時間とフレーム長との関係を示すグラフである。 閾値テーブル２８０を示す図である。 第一の実施形態の無線通信装置２００の動作を説明する第一のフローチャートである。 第一の実施形態の無線通信装置２００の動作を説明する第二のフローチャートである。 第二の実施形態の無線通信装置２００Ａを説明する図である。 第二の実施形態における第二算出部２３５Ａによる送信時間の算出を説明するフローチャートである。 データフレームの再送を考慮した場合のフレーム長と送信時間の関係を示す図である。

符号の説明

１００ 無線ＬＡＮシステム
２００、２００Ａ 無線通信装置
２１０ アンテナ部
２２０ 制御部
２３０、２３０Ａ 送信制御部
２３１ 第一変調部
２３２ 第二変調部
２３３ 通知フレーム生成部
２３４ 第一算出部
２３５、２３５Ａ 第二算出部
２３６ 選択部
２３７ 再送率算出部
２３８ 係数設定部
２３９ 乗算部
２４０ 受信制御部
２８０ 閾値テーブル

Claims (6)

1. データフレームを第一の変調方式により変調する第一の変調手段と、
   データフレームを第二の変調方式により変調する第二の変調手段と、
   前記第一の変調手段により変調された前記データフレームの送信に係る第一の送信時間を算出する第一の算出手段と、
   前記第二の変調手段により変調された前記データフレームと、前記データフレームの送信を通知する通知フレームとの送信に係る第二の送信時間を算出する第二の算出手段と、
   前記第一の送信時間及び前記第二の送信時間のうち、送信時間が短い方に対応した変調方式を選択する選択手段とを有する無線通信装置。
2. 前記第一の変調手段及び前記第二の変調手段は、それぞれ複数の伝送レートに対応して前記データフレームの変調を行うものであって、
   前記第一の算出手段は、前記データフレームのフレーム長と、前記第一の変調手段が対応する伝送レートとに基づき前記第一の送信時間を算出し、
   前記第二の算出手段は、前記データフレームのフレーム長と、前記第二の変調手段が対応した伝送レートと、前記通知フレームによる通知方式とに基づき前記第二の送信時間を算出する請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記通知フレームによる通知方式は、ＲＴＳ／ＣＴＳ方式か、または当該無線通信装置にＣＴＳ信号を送信する方式かの何れか一方である請求項１又は２記載の無線通信装置。
4. 閾値とされるデータフレームのフレーム長が格納された閾値テーブルを有し、
   前記選択手段は、前記閾値テーブルに基づき変調方式を選択する請求項１ないし３の何れか一項に記載の無線通信装置。
5. 前記第二の変調手段により変調された前記データフレームの再送率を算出する再送率算出手段と、
   前記再送率に重み係数を乗算する乗算手段と、
   前記重み係数を設定する係数設定手段とを有し、
   前記第二の算出手段は、前記重み係数が乗算された前記再送率を用いて前記第二の送信時間を算出する請求項１ないし４の何れか一項に記載の無線通信装置。
6. 前記再送率は、所定時間内に送信された前記データフレームの送信回数を用いて算出される請求項５記載の無線通信装置。

Images