JP2011223200A

JP2011223200A - 無線通信装置、無線通信方法

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Publication number: JP2011223200A
Application number: JP2010088706A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Tachiki; 陽一郎立木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2011-11-04
Anticipated expiration: 2030-04-07
Also published as: JP5411785B2

Abstract

【課題】帯域の無駄な消費を防止するレートフォールバックメカニズムを備えた無線通信装置を提供する。
【解決手段】無線通信装置が接続中の第１アクセスポイントの通信状態と周辺の第２のアクセスポイントの通信状態とを比較し、第１アクセスポイントの通信状態が良い場合に、第１アクセスポイントに対する送信レート毎での再送回数を第２のアクセスポイントが検出されない場合より減らす。さらに、第２のアクセスポイントを検出すると、接続中の第１アクセスポイントでのサポートレートの下限までレートを下げない制御を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信技術に関し、特に、レートフォールバック方式に基づくハンドオーバーを行う無線通信技術に関する。

無線デジタル通信システムでは、ステーション（無線局）は、アクセス・アルゴリズムを採用して、伝送媒体（たとえば、無線周波数域）に対するアクセス権を取得する。たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１１ＷｉｒｅｌｅｓｓＬＡＮ規格に従うシステムは、一般にＣＳＭＡ／ＣＡ（ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄａｎｃｅ、搬送波感知多重アクセス／衝突回避）アルゴリズムを使用する。ＣＳＭＡ／ＣＡアルゴリズムは、当初、媒体に対して待機し、信号レベルが特定のしきい値を下回ると、さらにランダムな時間だけ待機してからフレームの送信を開始する。具体的に、８０２．１１規格では、ランダム・バックオフ・カウンタを使用し、特定パケットの送信に優先ウィンドウを使用することで、衝突の確率を下げるメカニズムを提供する。しかしながら、ＣＳＭＡ／ＣＡアルゴリズムを使用していても、完全に衝突を抑止することはできない。たとえば、２つ以上のステーションで、ランダム・バックオフ・カウンタの値が一致してしまった場合、同時に送信が開始されることとなり、衝突が発生する。また、衝突が発生しなくても、フレームが正しく送信または肯定応答されない場合がある。

８０２．１１規格には、フレームが正常に受信されたことを確認する肯定応答メカニズムが含まれる。受信側ステーションは、フレームを誤りなく受信すると、送信側ステーションに肯定応答（ＡＣＫ）フレームを送出する。このＡＣＫメカニズムは、（たとえば、衝突に起因する）パケット損失からシステムを保護する。衝突が発生すると、１つまたは２つのステーションは、それぞれの送信したフレームに対するＡＣＫフレームを受信しないことになる。衝突以外でも、送信したフレームに対するＡＣＫフレームが受信されない場合がある。その原因として、たとえば、（ｉ）固有の検出障害（誤警報確率と検出確率の関係）、（ｉｉ）信号品質が低い（時間拡散が過剰）、（ｉｉｉ）信号電力が弱い（距離が長すぎる）、（ｉｖ）受信側ステーションでの混信、などがある。

上記８０２．１１の実装には、必ず、フレームを正常に送信することができないという問題を克服するために使用できるメカニズムが複数含まれる。送信側ステーションがＡＣＫフレームを受信しなかった場合、送信側ステーションは元のフレームを最大Ｎ回再送信できる。送信側ステーションは、再送信を行うごとにランダム・アクセス時間を増やす。送信側ステーションは、これらのどの再試行においても、適すると考えられるあらゆる変調方式を用いて再送信を行うことができる。たとえば、送信側ステーションは、レート・フォールバック・アルゴリズムに従って、元のフレームをより低いレートで（したがって、より安定した変調で）連続的に再送信できる。この再送信は、最大再試行回数（Ｎ）に達するまで、またはＡＣＫフレームが受信されるまで行われる。宛先ステーションのデータ・トランスポート層は、たとえば、該トランスポート層が各パケットに割り当てるシーケンス番号に欠落があるなどの理由で、フレームが失われたと結論付ける可能性がある。フレーム損失は、システム全体の性能に悪影響を及ぼす可能性がある。たとえば、ＴＣＰ／ＩＰトランスポート層は、通常、複数件のパケット損失を検出した場合にその送出レートを下げるが、これにより、システムの総スループットが一時的に低下する。

下記特許文献１に記載の技術では、無線通信システムにおけるレート・フォールバック方法および装置として、以下の技術が提案されている。
（１）送信フレームに対するＡＰからの肯定応答（以下、ＡＣＫと呼称）が受信されない場合、無線ＬＡＮ端末は再送信状態に移行する。
（２）再送信状態に入った無線ＬＡＮ端末は、まず同じレートでフレーム再送信を試行する。
（３）同じレートでの再送信回数が規定値を超えると、再試行回数満了回避アルゴリズムは、フォールバック状態に入り、送信レートを漸進的に下げる。

これにより、現在のフレームが正常に送信および肯定応答される確率を高めるために、現在のフレームを再送信する際に送信レートを下げることができる。

特開２００５−１０２２２８号公報

ＷｉｒｅｌｅｓｓＬＡＮＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）ａｎｄＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒ（ＰＨＹ）Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ（１９９９）；ＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１１ａ；Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒｉｎｔｈｅ５ＧＨｚｂａｎｄ；１９９９；ＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１１ｂ；Ｈｉｇｈｅｒ−ＳｐｅｅｄＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒＥｘｔｅｎｓｉｏｎｉｎｔｈｅ２．４ＧＨｚＢａｎｄ；１９９９；ｏｒＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１１ｇ／Ｄ１．１；ＦｕｒｔｈｅｒＨｉｇｈｅｒ−ＳｐｅｅｄＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒＥｘｔｅｎｓｉｏｎｉｎｔｈｅ２．４ＧＨｚＢａｎｄ；Ｄｒａｆｔｖｅｒｓｉｏｎ；Ｊａｎｕａｒｙ２００１

図１０から図１２までは、特許文献１に記載の従来技術の問題点を示す図である。図１０は、特許文献１に記載の従来技術の問題となるシーンの一例を示す図である。ここでは、端末Ａと、ＡＰ１（現接続ＡＰ）６１，ＡＰ２（接続候補ＡＰ）７１からなるシステムで説明する。横軸は時間軸である（ｔ１０１からｔ１２３）。まず、端末Ａ及びＡＰ（１）６１の設定条件としては、端末Ａは周辺検索により、ハンドオーバー可能な接続候補ＡＰ（２）７１を認識している。ＡＰ（１）６１の無線ＬＡＮサポートレートは、１１Ｍｂｐｓ及び５．５Ｍｂｐｓである。端末Ａ１のレートフォールバックを決定する再送規定回数は３回である(一律)。

この場合の問題としては、無線ＬＡＮ端末装置は、間もなくＡＰ（２）７１にハンドオーバーする状況である。従って、この期間でＡＰ１との通信確度を、通常同様レベルに確保する必要はない（ＡＰ１の帯域を無駄に消費することなく、一刻も早くＡＰ２にハンドオーバーするべきである）という点がある。

それにも関わらず、以下の処理が実現できないという問題がある。
（１）フォールバックを決定する再送規定回数の変更 ⇒ 再送回数が低減できれば、ＡＰ１帯域消費を抑え、ハンドオーバー時間短縮可能である。
（２）フォールバックレート範囲変更(下限レート) ⇒ 低レート通信を抑制できれば、ＡＰ１帯域消費を抑え、ハンドオーバー時間短縮可能である。

図１２は、従来技術のフォールバックレートテーブルの一例を示す図である。ここで、接続中ＡＰのサポートレートが、８０２．１１ａ／ｂ／ｇフルの場合を想定する。

図１１は、従来技術の処理の流れを示すフローチャート図である。図１２も参照しながら説明を行う。まず、ステップＳ１０１において処理を開始し（ＳＴＡＲＴ）、ステップＳ１０２において、端末Ａが無線ＬＡＮ圏内であるか否か（ＡＰ接続中であるか否か）を判定する。無線ＬＡＮ圏内（ＡＰ接続中）の場合のみ通信が可能であるため、判定が必要になる。無線圏外であれば（ＮＯ）フォールバック動作は停止する（ステップＳ１１２：ＥＮＤ）。

無線ＬＡＮ圏内（ＡＰ接続中）の場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１０３に進み、上位レイヤからのデータ送信要求が発生する。ステップＳ１０４において、無線ＬＡＮフレーム送信処理を行い、ステップＳ１０５において、ＡＰからのＡＣＫを受信したか否かを判定する。受信した場合には（ＹＥＳ）ステップＳ１０２に戻り、受信しなかった（できなかった）場合には（ＮＯ）フォールバックの動作を開始する。すなわち、ステップＳ１０６に進み、初回レート＝現在の無線送信レートに合致するフォールバックパターンＮｏを図１２のレートテーブルより検索する。

次いで、ステップＳ１０７において、無線ＬＡＮフレーム再送処理を行う。次いで、ステップＳ１０８において、ＡＰからのＡＣＫ受信があるか否かを判定し、ＮＯであればステップＳ１０９に進み、現在の再送回数カウンタ＝再送Ｍａｘであるか否かを判定する（図１０では３回）。

ＹＥＳの場合には、ステップＳ１０２に戻る。ステップＳ１０９においてＮＯの場合には、ステップＳ１１１に進んで、再送カウンタを＋１を行い、レートテーブルでこの再送回数に対応するレートをここでは１１Ｍｂｐｓを５．５Ｍｂｐｓに変更するように無線ＬＡＮ送信部（後述）に設定し、ステップＳ１０７に戻る。ＹＥＳの場合には、ステップＳ１１０に進み、無線ＬＡＮフレーム再送終了し、再送カウンタをリセットし、フレームは破棄し、ステップＳ１０２に戻る。

図１２の従来技術のフォールバックレートテーブル例を使用する場合、再送回数及び送信レートは、現在接続中ＡＰとの通信状態(良好/不良)に関わらず、以下のように設定される（例示）。

１）初回の無線ＬＡＮ送信レートが24Mbps⇒フォールバックパターンNo.4
＜再送1回目＞24Mbps
＜再送2回目＞11Mbps
＜再送3回目＞5.5Mbps
＜再送4回目＞ 2Mbps
＜再送5回目＞ 1Mbps
＜再送6回目＞ 1Mbps

２）初回の無線ＬＡＮ送信レートが1Mbps⇒フォールバックパターンNo.12
＜再送1回目＞ 1Mbps
＜再送2回目＞ 1Mbps
＜再送3回目＞ 1Mbps
＜再送4回目＞ 1Mbps
＜再送5回目＞ 1Mbps
＜再送6回目＞ 1Mbps

このように、現在接続中ＡＰの無線通信条件が悪く、かつ、現在接続中ＡＰよりも無線通信条件が良いハンドオーバー（以下、「ＨＯ」と称する。）候補ＡＰが周辺に存在する環境下において、上記特許文献１に記載の技術を適用する場合には、以下の問題が生じる。
（１）通常（周辺にＨＯ候補ＡＰが存在しない場合）と同様のフレーム再送及びレートフォールバックが行なわれると、現在接続中ＡＰの帯域を無駄に消費するという問題がある。
（２）通常（周辺にＨＯ候補ＡＰが存在しない場合）と同様のフレーム再送及びレートフォールバックが行なわれることで、ハンドオーバー処理において冗長な時間が発生するという問題がある。

本発明は、上記（１）、（２）の問題点を解決することを目的とする。

本発明は、移動端末（自機）の周辺にＨＯ候補ＡＰが存在する場合（移動端末で検出されている場合）のみ、レートフォールバック制御に加えて、以下の対処を行なうことを特徴とする。
１）レート毎での再送回数を通常時より減らす。
２）現在接続中ＡＰで通信可能なサポートレートの下限までレートを下げない。

但し、周辺にＨＯ候補ＡＰが存在しない場合（移動端末で検出されていない場合）は、通常の動作とする。

本発明の一観点によれば、フレーム伝送を制御する制御部を有し、レート・フォールバック・メカニズムを備えた無線通信装置において、前記無線通信装置が接続中の第１のアクセスポイントとは異なる第２のアクセスポイントを検出する無線ＬＡＮスキャン制御部と、前記第１のアクセスポイントとの通信状態と前記第２のアクセスポイントとの通信状態とを比較し、前記第２のアクセスポイントとの通信状態が良い場合に、前記第１のアクセスポイントに対する送信レート毎での再送回数を、前記第２のアクセスポイントが検出されない場合より減らす制御を行う通信制御部と、を有することを特徴とする無線通信装置が提供される。

前記無線ＬＡＮスキャン制御部が、前記第２のアクセスポイントを検出すると、現在接続中のアクセスポイントで通信可能なサポートレートの下限までレートを下げない制御を行う通信制御部を有することが好ましい。

前記無線ＬＡＮスキャン制御部が、前記第２のアクセスポイントを検出しない場合は、通常のレート・フォールバック・メカニズム動作とすることが好ましい。

本発明の他の観点によれば、レート・フォールバック・メカニズムを備えた無線通信方法において、接続中の第１のアクセスポイントとは異なる第２のアクセスポイントを検出するステップと、前記第１のアクセスポイントとの通信状態と前記第２のアクセスポイントとの通信状態とを比較し、前記第２のアクセスポイントとの通信状態が良い場合に、前記第１のアクセスポイントに対する送信レート毎での再送回数を、前記第２のアクセスポイントが検出されない場合より減らす制御を行う通信制御ステップと、を有することを特徴とする無線通信方法が提供される。

本発明によれば、ＨＯ開始までのプロセスにおいて、現在接続中ＡＰに対する冗長なフレーム送信が抑制されることにより、以下が可能となる。
（１）現在接続中ＡＰの帯域負荷を低減することができる。
（２）ハンドオーバー時間を短縮することができる。

本発明の一実施の形態による無線通信装置（移動局）の一例として示した携帯電話機の外観構成例を示す図である。図１に示す携帯電話機１を含む携帯電話システムの一構成例を示す図である。本実施の形態による無線ＬＡＮ端末の使用例を示す図である。従来技術への対応策を施した本実施の形態による例を示す図であり、図１０に対応する図である。ＨＯ準備状態を考慮した場合の、通信の様子を示す図である。本実施の形態による処理の流れを示すフローチャート図であり（端末Ａの処理）、図１１に対応する図である。本実施の形態による処理の流れを示すフローチャート図であり（端末Ａの処理）、図１１に対応する図であり、図６Ａに続く図である、本実施の形態によるフォールバックレートテーブルの一例を示す図であり、図７は、図１２と同じ通常時のテーブルである。図８は、ＨＯ準備状態時におけるフォールバックレートテーブルの一例を示す図である。従来のＨＯ準備状態を考慮しない場合の、通信の様子を示す図である。特許文献１に記載の従来技術の問題となるシーンの一例を示す図である。従来技術の処理の流れを示すフローチャート図である。従来技術のフォールバックレートテーブル例を示す図である。

（定義）
本明細書において、以下の用語については、以下のように定義される。
１）アクセスポイント(ＡＰ)：ＷＬＡＮの基地局として、無線通信端末と通信を行い、通信ネットワークを介し、インターネットへの接続を実現する装置である。１つのＡＰがカバーできる範囲には限りがあり、また壁などの障害物によっても電波状況は悪化する。広い範囲で端末を使用する場合には、複数のＡＰを設置して、その間をハンドオーバーさせることで、電波状況のよいＡＰに接続することができる。
２）通信ネットワーク：接続した各端末間の相互通信を実現したり、さらにインターネット通信網を介した通信を実現するためのネットワークである。
３）ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）：プログラム保存領域に格納されたプログラムを動作させ、各種制御を行う制御部である。
４）無線ＬＡＮスキャン制御部：周辺ＡＰのＢＳＳＩＤ/ＳＳＩＤ/ＲＳＳＩなどの情報を取得及び集計し、ハンドオーバー先の決定等に用いる。
５）無線ＬＡＮ接続制御部：無線ＬＡＮ送信部、無線ＬＡＮ受信に対して、ＡＰへの接続やハンドオーバーの制御を実施する。
６）無線ＬＡＮデータ通信制御部：アプリケーションレイヤからの要求に基づき、ＡＰに対する送信データを無線ＬＡＮ送信部に転送するとともに、ＡＰから受信した無線ＬＡＮフレームから抽出される必要データを無線ＬＡＮ受信部より受信し、アプリケーションレイヤに転送する。
７）無線ＬＡＮデータ再送制御部：ＡＰに対して送信した無線ＬＡＮデータに対するＡＣＫが受信できなかった場合に、同一データ再送制御を実施する。
８）無線ＬＡＮレートフォールバック制御部：無線ＬＡＮデータ再送制御部での再送状況に基づき、無線ＬＡＮ送信データのレートを決定する。
９）キー部：操作を意図したユーザからの入力を受け付ける。

１０）音声入出力手段：マイク、レシーバから構成される。通話時（無線ＬＡＮＶｏｉｃｅＯｖｅｒＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ、又は携帯電話網）に音声の入力、出力を行う。
１１）記憶部：データ、プログラムの格納領域。
１２）WLAN設定領域：無線ＬＡＮに関わる各種設定（ＳＳＩＤ情報、認証情報、ハンドオーバー閾値など）を格納する領域。この領域の情報に基づき、接続やハンドオーバ制御を行う。
１３）プログラム保存領域：ＣＰＵ上で動作させるプログラムを格納する。
１４）無線ＬＡＮ送信部：ＣＰＵ側からの指定に従い、ＡＰ接続やハンドオーバー、データ通信に必要な無線フレームの構築、無線変調、レート制御を行う。なお、レート制御については、８０２．１１規格で規定される３種類のフレーム（管理フレーム、制御フレーム、データフレーム）別に初回レートを決定する。一般的に、管理フレームは確実に送信される必要性があるため、初回レートには、対応レートのうち低いレートが適用される。
１５）無線ＬＡＮ受信部：ＡＰから受信する無線信号に対し、復調及び無線フレーム解析を行ない、必要なデータについてＣＰＵへハンドリングする。
１６）無線ＬＡＮＲＳＳＩ測定部：ＡＰからの無線信号受信レベルを測定する。
１７）無線ＬＡＮ送信エラー測定部：無線ＬＡＮ送信部より得られる無線ＬＡＮフレーム送信エラー数を基に送信エラー率を算出する。
１８）無線ＬＡＮ受信エラー測定部：無線ＬＡＮ受信部より得られる無線ＬＡＮフレーム受信エラー数を基に送信エラー率を算出する。
１９）アンテナスイッチ：アンテナ経由でＡＰから受信する無線信号とＡＰへ送信する無線送信信号とを隔離する。

ＡＰは、ＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔであり、ＳＳＩＤは、ＳｅｒｖｉｃｅＳｅｔＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒである。ＡＰに設定する無線ＬＡＮネットワークの識別子である。32文字以内の文字列で指定する。

ＢＳＳＩＤは、ＢａｓｉｃＳｅｒｖｉｃｅＳｅｔＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒＡＰを識別する４８ビットの数値である。各ＡＰのＭＡＣアドレスであり、一台一台を一意に識別する。

ＲＳＳＩとは、ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒであり、ＷＬＡＮの受信信号強度である。

ＦＥＲは、ＦｒａｍｅＥｒｒｏｒＲａｔｅであり、ＷＬＡＮのフレームエラー率である。

ＨＯは、ＨａｎｄＯｖｅｒであり、１台のＡＰから別のＡＰへ接続を切り替える。
ＶｏＩＰは、ＶｏｉｃｅＯｖｅｒＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌであり、インターネットやイントラネットなどのＴＣＰ／ＩＰネットワークを使って音声データ送受信する。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明を行う。

図１は、本実施の形態による無線通信装置（移動局）の一例として示した携帯電話機の外観構成例を示す図である。図１に示す折り畳み型携帯電話機１は、筐体２と、上下の筐体を接続しつつ折り畳み可能に構成するヒンジ部４と、上筐体に設けられたＬＣＤ型表示部３と、音声を受信するレシーバ５、音声を入力するマイク１１、各種入力操作を行うキー部７と、アンテナ（この図では内蔵アンテナ）１５とを備えている。

図２は、図１に示す携帯電話機１を含む携帯電話システムの一構成例を示す図である。全体としては、携帯電話機１と、現在接続中の第１のアクセスポイント６１と、通信ネットワークＮＴと、ＨＯ候補のアクセセポイント７１とを備えている。携帯電話機１は、表示部３と、音声入出力部５、１１と、キー部７と、ＣＰＵ（制御部）１７と、記憶部（メモリ）３３と、アンテナ１５と、を備えている。さらに、ＣＰＵ１７とアンテナスイッチを接続する無線ＬＡＮ送信部４１、無線ＬＡＮ受信部４５と、無線ＬＡＮ送信エラー測定部４７、無線ＬＡＮ受信エラー測定部５１、無線ＬＡＮＲＳＳＩ測定部５３を備えている。ＣＰＵ１７は、無線ＬＡＮスキャン制御部２１、無線ＬＡＮ接続制御部２３，無線ＬＡＮデータ通信制御部２５、無線ＬＡＮレートフォールバック制御部２７，無線ＬＡＮデータ再送制御部３１を有する。記憶部３３は、プログラム保存領域３５と、ＷＬＡＮ設定領域３７と、を備える。

表１は、ＷＬＡＮ設定領域例を示す例であり、無線設定は、以下のように接続先ＳＳＩＤや認証方式、ＨＯ閾値を設定する。

ＨＯ閾値は、この値を下回ると通信条件が良好な他の接続候補ＡＰへのハンドオーバ動作開始契機となる指標になる。上の例では、ＨＯ閾値との比較として参照する対象値に現在接続中ＡＰのＲＳＳＩ値を採用している。

尚、ＲＳＳＩ以外の指標、たとえば無線フレームの送信エラー率、受信エラー率をＨＯ閾値に用いることもできる。
例えば、１０％設定時とすれば、以下送信エラー率、受信エラー率の総計が１０％を超えたらスキャンを行い、ハンドオーバーを試みることになる。

尚、送信エラー率は、ＡＰへの無線ＬＡＮ送信フレームに対し、ＡＰからＡＣＫを受け取れなかった率であり、受信エラー率は、ＡＰから受信した無線ＬＡＮフレームに誤りが検出された率である。

図３は、本実施の形態による無線ＬＡＮ端末の使用例を示す図であり、例えば、オフィス内のＶｏＩＰ通信ネットワークにＡＰ２台（ＡＰ（１）６１、ＡＰ（２）７１）が設置されている。

端末（Ａ）１と端末（Ｂ）１ｂが、ＡＰ（１）６１を介して無線ＬＡＮＶｏＩＰ通話中である。この状態において、端末Ａ（１）が移動して（Ｌ１）端末（Ａ）１ａの位置になり、受信ＲＳＳＩが、ＡＰ（２）７１＞ＡＰ（１）６１の状態となる。ここで、端末（Ａ）１ａ、端末（Ｂ）１ｂとも、ＨＯ動作契機となる現在接続中ＡＰのＲＳＳＩ値（ＨＯ閾値）は−６０ｄＢｍに設定する。

図７、図８は、本実施の形態によるフォールバックレートテーブルの一例を示す図である。図７は、図１２と同じ通常時のテーブルである。図８は、ＨＯ準備状態時におけるフォールバックレートテーブルの一例を示す図である。ＨＯ準備状態のテーブルは、11Mbps未満のレートフォールバックを抑制する構成となっている。このような構成であれば、図８の値に限定されるものではない。

図４は、従来技術への対応策を施した本実施の形態による例を示す図であり、図１０に対応する図である。図１０と同様に、端末Ａと、ＡＰ１（現接続ＡＰ）６１，ＡＰ２（接続候補ＡＰ）７１からなるシステムで説明する。横軸は時間軸である（ｔ１からｔ１０まで）。まず、端末Ａ及びＡＰ（１）６１の設定条件としては、端末Ａは周辺検索により、ハンドオーバー可能な接続候補ＡＰ（２）７１を認識している。

図４において時系列的に動作を説明する。まず、時間ｔ１において端末Ａから基地局ＡＰ１に向けてフレーム送信（１１Ｍ）を行う。次いで、時間ｔ２において、基地局ＡＰ１から端末Ａに通信可のＡＣＫが返される。次いで、時間ｔ３において、移動等による通信環境の変化により、ＡＰ２＞ＡＰ１となったとする。時間ｔ４でフレーム送信を行ってもＡＣＫが届かないと、例えば１回だけフレーム再送処理を時間ｔ６で行い、それでもＡＣＫ（ｔ７）が届かないと、フレーム再送処理を停止し、時間ｔ８でハンドオーバー処理を実行する。その後、時間ｔ９で端末ＡからＡＰ２へフレーム通信を行い（ｔ９）、ＡＣＫがｔ１０で届くことで通信が再開する。ここで、図１０との違いは、ＡＣＫが届かない場合の（通信状況の変化が推定される。）フレーム通信の再送回数を減らしたことである。すなわち、本実施の形態による例では、以下のような工夫がなされている。
（１）レート毎での再送回数を通常時より減らすこと、この例では、周辺にＡＰ２が存在するため、通常の再送規定回数３回を１回に減らしている。
（２）現在接続中ＡＰの通信可能レートの下限までレートを下げない、この例では、周辺にＡＰ２が存在するため、レートフォールバックの下限レートを１１Ｍｂｐｓとする(５．５Ｍｂｐｓまで下げない)。

このように、無線通信装置において、周辺に現在接続中の第１のアクセスポイントよりも無線通信条件が良いハンドオーバー候補の第２のアクセスポイントが存在すると、レート毎での再送回数を通常時より減らす制御を行う。

さらに、周辺に現在接続中の第１のアクセスポイントよりも無線通信条件が良いハンドオーバー候補の第２のアクセスポイントが存在すると、現在接続中のアクセスポイントで通信可能なサポートレートの下限までレートを下げない。

図６Ａ、図６Ｂは本実施の形態による処理の流れを示すフローチャート図であり（端末Ａの処理）、図１１に対応する図である。まず、処理を開始すると（ステップＳ１：ＳＴＡＲＴ）、無線ＬＡＮ圏内であるか否かを判定し（ＡＰ接続中？）、ＮＯであれば、ステップＳ１９に進み、処理を終了する（ＥＮＤ）。一方、ＹＥＳであれば、ＡＰ接続中であり、ステップＳ３に進みデータ送信要求が発生し、ステップＳ４において無線ＬＡＮフレーム送信処理を行い、ステップＳ５において、ＡＰからのＡＣＫの受信があるか否かを判定する。この判定でＹＥＳであれば、ステップＳ２に戻り、端末Ａから、さらにデータ送信要求が発生する。ステップＳ５でＮＯであれば、ステップＳ６に進み、現在接続中のＡＰ１の状態はＨＯ（ハンドオーバー）閾値以下か否かを判定する。ここで、上記図７、図８の「通常時」と「ＨＯ準備状態時」の２種類のテーブルを使い分ける。尚、「ＨＯ準備状態時」とは、現在接続中ＡＰの通信状態が表示１で説明したＨＯ閾値を下回り、かつ、周囲に接続候補ＡＰが存在する状態のことを指す。一方、通常時とは、ＨＯ準備状態以外の状態にあることを指す。

ステップＳ６でＮＯの場合には、ステップＳ８に進み、初回レート＝現在の無線送信レートに合致するフォールバックパターンＮｏを、通常時レートテーブル（図７）より検索する。また、ステップＳ６でＹＥＳの場合には、ステップＳ７に進み、接続候補ＡＰが存在するか否かを判定する。ＮＯの場合には、すなわち、通信状態が悪くても接続ＨＯ候補がない場合には、図１１の従来の処理と同様にレートフォールバックを実施する。すなわち、まず、ステップＳ９に進み、無線ＬＡＮフレーム再送処理を行う。次いで、ステップＳ１０において、ＡＰからＡＣＫが受信できるか否かを判定する。ＹＥＳの場合には、ステップＳ２に戻る。ＮＯの場合には、ステップＳ１１に進み、現在の再送回数カウンタ＝再送Ｍａｘであるか否かを判断する。ＮＯの場合には、ステップＳ１２に進み、再送カウンタを＋１し、レートテーブルでこの再送回数に対応するレートを無線ＬＡＮ送信部に設定し、ステップＳ９に戻る。ステップＳ１１でＹＥＳの場合には、ステップＳ１３に進み、無線ＬＡＮフレーム再送を終了する。再送カウンタはリセットし、フレームは破棄する。そして、ステップＳ１３からステップＳ２に戻る。

ステップＳ７でＹＥＳの場合には、ステップＳ１４に進み、初回レート＝現在の無線送信レートに合致するフォールバックパターンＮｏを、ＨＯ準備状態時レートテーブル（図８）より検索する。次いで、ステップＳ１５に進み、無線フレーム再送処理を行う。次いで、ステップＳ１６において、ＡＰからのＡＣＫ受信があるか否かを判定する。ＡＰからのＡＣＫ受信があれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２に戻る。ＡＰからのＡＣＫ受信がなければ（ＮＯ）、ステップＳ１７に進み、現フォールバックパターンで次回再送が許容されているか判定する。

現フォールバックパターンで次回再送が許容されているか否かの判定は、無線ＬＡＮレートフォールバック制御部２７で行うことができる。

また、次回再送が許容されているかの基準は、図６ＢのＳ１４で取得した、図８記載の何れかのフォールバックパターンＮｏに対応する再送Ｍａｘ回数(再送なし〜４回)に到達したか否かである。

ここで、ＮＯの場合にはステップＳ１３に進み、ＹＥＳの場合にはステップＳ１８に進み、再送カウンタを＋１し、レートテーブルでこの再送回数に対応するレートを無線ＬＡＮ送信部に設定し、ステップＳ１５に戻る。

以下に、通常時とＨＯ準備状態時のフォールバックパターンの例を示す。

通常時には、初回の無線ＬＡＮ送信レートが２４Ｍｂｐｓであれば、図７よりフォールバックパターンＮｏ４であり、再送１回目が２４Ｍｂｐｓ，再送２回目が１１Ｍｂｐｓ，再送３回目が５．５Ｍｂｐｓ，再送４回目が２Ｍｂｐｓ，再送５回目が１Ｍｂｐｓ，再送６回目が１Ｍｂｐｓである。また、例えば、初回の無線ＬＡＮ送信レートが１Ｍｂｐｓであれば、図７よりフォールバックパターンＮｏ１２であり、再送１回目が１Ｍｂｐｓ，再送２回目が１Ｍｂｐｓ，再送３回目が１Ｍｂｐｓ，再送４回目が１Ｍｂｐｓ，再送５回目が１Ｍｂｐｓ，再送６回目が１Ｍｂｐｓである。

一方、ＨＯ準備状態では、初回の無線ＬＡＮ送信レートが２４Ｍｂｐｓであれば、図８よりフォールバックパターンＮｏ４であり、再送１回目が２４Ｍｂｐｓ，再送２回目が１１Ｍｂｐｓであり、初回の無線ＬＡＮ送信レートが１Ｍｂｐｓであれば、図８よりフォールバックパターンＮｏ１２であり、再送が行われない。

このように、本実施の形態による処理では、ＨＯ準備状態か通常状態であるかに依存してフォールバックパターンを異ならせるとともに、ＨＯ準備状態の場合には、再送を抑制することで、速やかにハンドオーバーを行うことができる。

すなわち、周辺に現在接続中の第１のアクセスポイントよりも無線通信条件が良いハンドオーバー候補の第２のアクセスポイントが存在すると、現在接続中のアクセスポイントで通信可能なサポートレートの下限までレートを下げない制御を行う。周辺に前記ハンドオーバー候補のアクセスポイントが存在しない場合は通常の動作とする。

図９、図５は、本実施の形態による通信技術の効果を示す図である。図９は、従来のＨＯ準備状態を考慮しない場合の、通信の様子を示す図である。端末Ａと、ＡＰ１、ＡＰ２とが存在し、まず、端末Ａでフレーム通信を行いＡＰ１に１１Ｍで通信を行うと、ＡＰ１から通信ＯＫというＡＣＫが戻る。ここで、移動による通信条件の変化（ＡＰ２＞ＡＰ１）が生じると、フレーム通信を行い、次いで、ＡＣＫが届かないため、１回目、２回目、３回目と１１Ｍでフレーム再送を行っても、ＡＣＫが届かない。そこで、従来技術では、フォールバック（再送規定回数（３回）満了によるフォールバック、１１Ｍｂｐｓから５．５Ｍｂｐｓに変更）して、ＡＰ１へのフレーム送信、再送（１から３回目）を行う。しかしながら、ＡＣＫが届かない場合には、ＡＰ２へのハンドオーバーを行い、フレーム送信とＡＣＫ受信を繰り返す。

一方、図５に示す本実施の形態による通信技術では、移動による通信条件の変化（ＡＰ２＞ＡＰ１）が生じると、例えば１回のフレーム送信（１１Ｍ）と１回のフレーム再送（１１Ｍ）のみでハンドオーバー処理を行うため、図９のフレーム再送（２回目）からフォールバック処理以降のフレーム再送（３回目）までの期間における、ＡＰ１のネットワーク帯域における帯域負荷を低減することができるという効果がある。

さらに、図５のハンドオーバーから図９のハンドオーバーまでの間におけるＡＰ２へのハンドオーバ時間を短縮することができ、速やかなハンドオーバー処理を行うことができるという効果がある。

上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

また、本実施の形態で説明した機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。尚、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、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のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また前記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

本発明は、移動通信装置に利用可能である。

１…折り畳み型携帯電話機、２…筐体、３…表示部、４…ヒンジ部、５…レシーバ、７…キー部、１１…マイク、１５…アンテナ、２１…無線ＬＡＮスキャン制御部、２３…無線ＬＡＮ接続制御部、２５…無線ＬＡＮデータ通信制御部、２７…無線ＬＡＮレートフォールバック制御部、３１…無線ＬＡＮデータ再送制御部、３３…記憶部、３５…プログラム保存領域、３７…ＷＬＡＮ設定領域、ＮＴ…通信ネットワーク、７１…ＨＯ候補のアクセセポイント、１７…ＣＰＵ、４１…無線ＬＡＮ送信部、４５…無線ＬＡＮ受信部、４７…無線ＬＡＮ送信エラー測定部、５１…無線ＬＡＮ受信エラー測定部、５３…無線ＬＡＮＲＳＳＩ測定部、６１…現在接続中の第１のアクセスポイント。

Claims

フレーム伝送を制御する制御部を有し、レート・フォールバック・メカニズムを備えた無線通信装置において、
前記無線通信装置が接続中の第１のアクセスポイントとは異なる第２のアクセスポイントを検出する無線ＬＡＮスキャン制御部と、
前記第１のアクセスポイントとの通信状態と前記第２のアクセスポイントとの通信状態とを比較し、前記第２のアクセスポイントとの通信状態が良い場合に、前記第１のアクセスポイントに対する送信レート毎での再送回数を、前記第２のアクセスポイントが検出されない場合より減らす制御を行う通信制御部と、を有することを特徴とする無線通信装置。
前記無線ＬＡＮスキャン制御部が、前記第２のアクセスポイントを検出すると、
現在接続中のアクセスポイントで通信可能なサポートレートの下限までレートを下げない制御を行う通信制御部を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
前記無線ＬＡＮスキャン制御部が、前記第２のアクセスポイントを検出しない場合は、通常のレート・フォールバック・メカニズム動作とすることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の無線通信装置。
レート・フォールバック・メカニズムを備えた無線通信方法において、
接続中の第１のアクセスポイントとは異なる第２のアクセスポイントを検出するステップと、
前記第１のアクセスポイントとの通信状態と前記第２のアクセスポイントとの通信状態とを比較し、前記第２のアクセスポイントとの通信状態が良い場合に、前記第１のアクセスポイントに対する送信レート毎での再送回数を、前記第２のアクセスポイントが検出されない場合より減らす制御を行う通信制御ステップと、を有することを特徴とする無線通信方法。