JP2014241479A

JP2014241479A - 通信装置、通信システム及び通信方法

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Publication number: JP2014241479A
Application number: JP2013122776A
Authority: JP
Inventors: 義彦海沼; Yoshihiko Kainuma; 剛寶満; Takeshi Homan
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Nippon Telegraph and Telephone West Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Nippon Telegraph and Telephone West Corp
Priority date: 2013-06-11
Filing date: 2013-06-11
Publication date: 2014-12-25

Abstract

【課題】通信効率を向上させること。【解決手段】自装置と中継装置との間で行われる通信における通信品質を、複数の中継装置について取得する取得部と、取得された通信品質に基づいて、通信を行う中継装置を選択する選択部と、を備える通信装置。【選択図】図１

Description

本発明は、通信効率を向上させる技術に関する。

近年、コンピュータ以外にも無線ＬＡＮ（Local Area Network）を利用する端末装置（例えば、スマートフォンやノートＰＣ（Personal Computer）など）が普及し、快適な無線接続及び通信に対する要求が高まっている。このような要求を受けて、無線通信を用いて構成されるネットワークにおける通信品質を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、快適な無線接続及び通信に対する要求に応えるために、端末装置とネットワークへの接続を提供する通信装置（例えば、アクセスポイント）との間において複数の通信チャネルを用いて通信を行うＭＩＭＯ技術などを適用して、通信速度を向上させることが行われている。

特開２０１０−２８８２８０号公報

ところで、広い宅内においては、１台のアクセスポイントでは十分に範囲をカバーできないため、複数のアクセスポイントを宅内に設置する場合がある。このような場合、アクセスポイントが設置されていない部屋では、アクセスポイントが設置されている部屋から届いた電波を用いて通信を行う必要がある。しかし、異なる部屋のアクセスポイントから届く電波は、壁などの障害物の影響により減衰してしまう。したがって、アクセスポイントが設置されていない部屋では、微弱な電波を用いて通信を行わなければならない。その結果、ＭＩＭＯによるストリーム多重通信を用いても十分な利得を得ることが出来なくなってしまう。そのため、端末装置と通信装置との間の通信効率が低下してしまうという問題があった。

上記事情に鑑み、本発明は、通信効率を向上させる技術の提供を目的としている。

本発明の一態様は、自装置と中継装置との間で行われる通信における通信品質を、複数の中継装置について取得する取得部と、取得された前記通信品質に基づいて、通信を行う中継装置を選択する選択部と、を備える通信装置である。

本発明の一態様は、上記の通信装置であって、前記選択部は、単体の中継装置との間で行われる通信における通信品質が複数の中継装置との間で行われる通信における通信品質より低い場合には、前記複数の中継装置を通信を行う中継装置に選択し、単体の中継装置との通信における通信品質が複数の中継装置との通信における通信品質より高い場合には、前記単体の中継装置を通信を行う中継装置に選択する。

本発明の一態様は、上記の通信装置であって、前記選択部によって選択された前記中継装置に送信する送信データを生成する生成部を更に備え、前記生成部は、前記送信データを生成する際に、前記送信データの順番を表す送信番号を付与する。

本発明の一態様は、複数の通信装置と、前記通信装置との間で通信の中継を行う中継装置とを備える通信システムであって、前記通信装置は、自装置と前記中継装置との間で行われる通信における通信品質を、複数の中継装置について取得する取得部と、取得された前記通信品質に基づいて、通信を行う中継装置を選択する選択部と、を備え、前記中継装置は、前記通信装置から前記送信データを受信し、他の通信装置に転送する通信部と、を備える通信システムである。

本発明の一態様は、自装置と中継装置との間で行われる通信における通信品質を、複数の中継装置について取得する取得ステップと、取得された前記通信品質に基づいて、通信を行う中継装置を選択する選択ステップと、を有する通信方法である。

本発明により、通信効率を向上させることが可能となる。

本実施形態における無線通信システムのシステム構成を示すブロック図である。ＡＰ情報データベースの具体例を示す図である。テスト結果テーブルの構成図を示す図である。本発明におけるフレームの構成図である。本実施形態におけるＡＰ２０の選択処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態におけるＨＧＷ３０の処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態における無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。本実施形態における無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。本実施形態における無線通信システムを適用した具体例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態における無線通信システムのシステム構成を示すブロック図である。本発明の無線通信システムは、端末装置１０、単数又は複数のＡＰ２０（２０−１〜２０−Ｎ：Ｎは１以上の整数）、ＨＧＷ（Home GateWay）３０を備える。また、図１では、無線通信システムが１台の端末装置１０を備える構成を示しているが、無線通信システムは２台以上の端末装置１０を備えるように構成されてもよい。

端末装置１０は、例えばスマートフォン、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯ゲーム装置、タブレット装置、ノート型パーソナルコンピュータ等の情報処理装置を用いて構成される。端末装置１０は、ＡＰ２０を介してＨＧＷ３０との間で通信を行う。また、端末装置１０は、同時に複数のチャネルを利用して複数のＡＰ２０と通信可能である。

ＡＰ２０は、無線ＬＡＮのアクセスポイントであり、自装置（ＡＰ２０）に帰属する端末装置１０との間で通信を行う。また、ＡＰ２０は、ＨＧＷ３０との間で通信を行う。
ＨＧＷ３０は、無線ＬＡＮのアクセスポイントであり、端末装置１０に対してネットワーク（不図示）への接続、例えばネットワークを介したサーバ装置（不図示）へのアクセスなどを提供する。また、ＨＧＷ３０は、同時に複数のチャネルを利用して複数のＡＰ２０と通信可能である。

以下、端末装置１０及びＨＧＷ３０の具体的な構成について説明する。まず、端末装置１０の機能構成を説明する。端末装置１０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、無線通信プログラムを実行する。無線通信プログラムの実行によって、端末装置１０は、通信部１０１、ビーコン制御部１０２、ＡＰ情報記憶部１０３、通信品質取得部１０４、通信品質記憶部１０５、選択部１０６、フレーム生成部１０７、フレーム整列部１０８を備える装置として機能する。なお、端末装置１０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、無線通信プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えば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である。また、無線通信プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。

通信部１０１は、ＡＰ２０との間で通信を行う。通信部１０１は、例えばフレームを単数または複数のＡＰ２０に送信する。また、通信部１０１は、例えばフレームを単数または複数のＡＰ２０から受信する。また、通信部１０１は、例えばＡＰ２０から周期的に送信されるビーコン信号（以下、「ビーコン」という。）を受信する。
ビーコン制御部１０２は、受信されたビーコンからＡＰ情報を取得する。ＡＰ情報は、各ＡＰ２０に関する情報を表す。ＡＰ情報は、例えばＡＰ２０のＭＡＣアドレス、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）、パケットロス率などの情報である。ビーコン制御部１０２は、取得したＡＰ情報をＡＰ情報記憶部１０３に記録する。

ＡＰ情報記憶部１０３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。ＡＰ情報記憶部１０３は、ＡＰ情報データベースを記憶している。
通信品質取得部１０４は、通信部１０１がＡＰ２０との間で通信を行っている際の通信品質を取得する。通信品質取得部１０４は、例えば通信部１０１が単数のＡＰ２０との間で通信を行っている際の通信品質を取得する。また、通信品質取得部１０４は、例えば通信部１０１が同時に複数のチャネルを利用して複数のＡＰ２０との間で通信を行っている際の通信品質を取得する。通信品質取得部１０４は、取得した通信品質を通信品質記憶部１０５に記録する。通信品質を示す指標としては、例えば、スループットやエラー発生率などが用いられる。通信品質取得部１０４は、ＡＰ２０との間で通信が行われている間におけるスループットやエラー発生率などを算出することにより、通信品質を取得する。

通信品質記憶部１０５は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。通信品質記憶部１０５は、テスト結果テーブルを記憶している。
選択部１０６は、通信品質記憶部１０５に記憶されている通信品質に基づいて、通信を行うＡＰ２０を選択する。選択部１０６は、例えばスループットの値が最も高いＡＰ２０を、自装置（端末装置１０）が通信を行うＡＰ２０に選択する。

フレーム生成部１０７は、選択部１０６によって選択されたＡＰ２０に送信するフレームを生成する。フレーム生成部１０７は、フレームを生成する際に当該フレームのペイロードに自装置（端末装置１０）のＩＰアドレスとシーケンス番号（送信番号）とを対応付けて付与する。また、フレーム生成部１０７は、フレームを生成する際に当該フレームのペイロードに自装置（端末装置１０）のＭＡＣアドレスとシーケンス番号とを対応付けて付与してもよい。
フレーム整列部１０８は、通信部１０１によって受信されたフレームを、当該フレームに格納されているシーケンス番号に基づいて整列する。

次にＨＧＷ３０の機能構成を説明する。ＨＧＷ３０は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、中継プログラムを実行する。中継プログラムの実行によって、ＨＧＷ３０は、通信部３０１、フレーム整列部３０２、フレーム読込部３０３、端末情報記憶部３０４、フレーム生成部３０５を備える装置として機能する。なお、ＨＧＷ３０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、中継プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えば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である。また、中継プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。

通信部３０１は、ＡＰ２０との間で通信を行う。通信部３０１は、例えばＡＰ２０から送信されたフレームを受信する。また、通信部３０１は、フレームを単数又は複数のＡＰ２０に送信する。
フレーム整列部３０２は、通信部３０１によって受信されたフレームに格納されているデータを、当該フレームに格納されているシーケンス番号に基づいて整列する。
フレーム読込部３０３は、通信部３０１によってＡＰ２０から受信されたフレームを読み込む。具体的には、フレーム読込部３０３は、フレームに格納されている端末装置１０のＩＰアドレス、及び、当該端末装置１０が通信を行っているＡＰ２０のＭＡＣアドレス（以下、「通信ＡＰ＿ＭＡＣ」という。）を取得する。フレーム読込部３０３は、取得した端末装置１０のＩＰアドレス及び通信ＡＰ＿ＭＡＣの各値を端末情報記憶部３０４に記録する。

端末情報記憶部３０４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。端末情報記憶部３０４は、端末情報データベースを記憶している。
フレーム生成部３０５は、端末情報記憶部３０４を参照し、フレームを生成する。フレームを生成する際に当該フレームのペイロードにシーケンス番号を付与する。

図２は、ＡＰ情報データベースの具体例を示す図である。
図２（Ａ）は、端末装置１０のＡＰ情報記憶部１０３に記憶されているＡＰ情報データベースの構成図である。図２（Ａ）に示されるＡＰ情報データベースは、ＡＰに関する情報を表すレコード４０を複数有する。レコード４０は、ＭＡＣアドレス、ＲＳＳＩ、パケロス率の各値を有する。ＭＡＣアドレスの値は、レコード４０によって表されるＡＰ２０のＭＡＣアドレスを表す。ＲＳＳＩの値は、レコード４０によって表されるＡＰ２０から送信されたビーコンが通信部１０１によって受信された際の電波の強さを表す。図２（Ａ）の具体例では、ＲＳＳＩの単位として“ｄｂｍ”が設定されている。パケロス率の値は、レコード４０によって表されるＡＰ２０のパケットロスの割合を表す。図２（Ａ）の具体例では、パケロス率の単位として“％”が設定されている。

図２（Ａ）に示す例では、ＡＰ情報データベースには３つのＭＡＣアドレスが存在する。これら３つのＭＡＣアドレスは、“ａａ：ａａ：ａａ：ａａ：ａａ：ａａ”、“ｂｂ：ｂｂ：ｂｂ：ｂｂ：ｂｂ：ｂｂ”、“ｃｃ：ｃｃ：ｃｃ：ｃｃ：ｃｃ：ｃｃ”である。図２（Ａ）において、ＡＰ情報データベースの最上段の行は、ＭＡＣアドレスの値が“ａａ：ａａ：ａａ：ａａ：ａａ：ａａ”、ＲＳＳＩの値が“−４０”、パケロス率の値が“１”である。すなわち、ＭＡＣアドレス“ａａ：ａａ：ａａ：ａａ：ａａ：ａａ”で識別されるＡＰ２０から送信されたビーコンが通信部１０１によって受信された際の電波の強さが“−４０ｄｂｍ”であり、当該ＡＰ２０のパケットロスの割合が“１％”であることが表されている。

図２（Ｂ）は、ＨＧＷ３０の端末情報記憶部３０４に記憶されている端末情報データベースの構成図である。図２（Ｂ）に示される端末情報データベースは、端末装置１０に関する情報を表すレコード５０を複数有する。レコード５０は、ＩＰアドレス、通信ＡＰ＿ＭＡＣの各値を有する。ＩＰアドレスの値は、レコード５０によって表される端末装置１０のＩＰアドレスを表す。通信ＡＰ＿ＭＡＣの値は、レコード５０によって表される端末装置１０が通信を行っているＡＰ２０のＭＡＣアドレスを表す。

図２（Ｂ）に示す例では、端末情報データベースには２つのＩＰアドレスが存在する。これら２つのＩＰアドレスは、“ｘ．ｘ．ｘ．ｘ”、“ｙ．ｙ．ｙ．ｙ”である。図２（Ｂ）において、端末情報データベースの最上段の行は、ＩＰアドレスの値が“ｘ．ｘ．ｘ．ｘ”、通信ＡＰ＿ＭＡＣの値が“ａａ：ａａ：ａａ：ａａ：ａａ：ａａ”である。すなわち、ＩＰアドレス“ｘ．ｘ．ｘ．ｘ”で識別される端末装置１０が通信を行っているＡＰ２０のＭＡＣアドレスが“ａａ：ａａ：ａａ：ａａ：ａａ：ａａ”であることが表されている。

図３は、通信品質記憶部１０５に記憶されているテスト結果テーブルの構成図を示す図である。図３に示されるテスト結果テーブルには、測定結果と選択結果とが対応付けて記録されている。測定結果の値は、通信品質取得部１０４が取得した通信品質の値を表す。測定結果の具体例として、ＡＰ１測定結果、ＡＰ２測定結果、・・・、複数ＡＰ測定結果がある。ＡＰ１測定結果の値は、通信品質取得部１０４が、通信部１０１がＡＰ１との間で通信を行っている際に取得したＡＰ１の通信品質を表す。ＡＰ２測定結果の値は、通信品質取得部１０４が、通信部１０１がＡＰ２との間で通信を行っている際に取得したＡＰ２の通信品質を表す。複数ＡＰ測定結果の値は、通信品質取得部１０４が、通信部１０１が複数のＡＰとの間で同時に複数のチャネルを利用して通信を行っている際に取得した複数のＡＰの通信品質を表す。選択結果の値は、選択部１０６が、各ＡＰ２０（ＡＰ１、ＡＰ２、複数ＡＰ）から取得された通信品質の測定結果に基づいて端末装置１０と通信を行うＡＰ２０を選択した結果を表す。

以下、図３を用いて選択部１０６のＡＰ選択処理について具体的に説明する。ＡＰ選択処理とは、選択部１０６が、端末装置１０と通信を行うＡＰ２０を選択する処理である。なお、テスト結果テーブルには、２台のＡＰ（例えば、ＡＰ１及びＡＰ２）に関する測定結果が記録されているとして説明する。すなわち、テスト結果テーブルには、ＡＰ１測定結果、ＡＰ２測定結果及び複数ＡＰ測定結果（ＡＰ１及びＡＰ２）の３つの通信品質の値が記録されている。また、通信品質の具体例として、端末装置１０と各ＡＰ２０との通信におけるスループットを例に説明する。

まず、選択部１０６は、テスト結果テーブルを参照し、各ＡＰ２０の測定結果を比較する。比較した結果、ＡＰ１測定結果の示す通信品質の値が他の測定結果の示す通信品質の値以上の場合（例えば、ＡＰ１＞ＡＰ２＞ＡＰ１及びＡＰ２、あるいは、ＡＰ１＞ＡＰ１及びＡＰ２＞ＡＰ２）、選択部１０６はＡＰ１を自装置（端末装置１０）が通信を行うＡＰ２０に選択する。
また、ＡＰ２測定結果の示す通信品質の値が他の測定結果の示す通信品質の値以上の場合（ＡＰ２＞ＡＰ１＞ＡＰ１及びＡＰ２、あるいは、ＡＰ２＞ＡＰ１及びＡＰ２＞ＡＰ１）、選択部１０６はＡＰ２を自装置（端末装置１０）が通信を行うＡＰ２０に選択する。

また、複数ＡＰ測定結果の示す通信品質の値が他の測定結果の示す通信品質の値以上の場合（例えば、ＡＰ１及びＡＰ２＞ＡＰ１＞ＡＰ２、あるいは、ＡＰ１及びＡＰ２＞ＡＰ１＞ＡＰ２）、選択部１０６は複数ＡＰ（ＡＰ１及びＡＰ２）を自装置（端末装置１０）が通信を行うＡＰ２０に選択する。
以上で、選択部１０６のＡＰ選択処理についての具体的な説明を終了する。

なお、各ＡＰ２０の測定結果の中で通信品質（例えば、スループット）が高い測定結果が２つ以上存在する場合、選択部１０６は以下のように自装置が通信を行うＡＰ２０を選択してもよい。例えば、選択部１０６は、ＲＳＳＩの値が高いＡＰ２０を自装置が通信を行うＡＰ２０に選択してもよいし、その他の方法で自装置が通信を行うＡＰ２０に選択してもよい。

図４は、本発明におけるフレームの構成図である。
本発明におけるフレームには、ペイロードのフィールドにデータの順番を表すシーケンス番号が付与される。図４に示されるフレームは、端末装置１０及びＨＧＷ３０で生成される。例えば、端末装置１０がフレームを生成する際に、どの端末装置１０から送信されたデータであるのかを識別するために、端末装置１０のフレーム生成部１０７はシーケンス番号にフレームの送信元である端末装置１０のＩＰアドレスを付与する。そして、端末装置１０は、ＡＰ２０を介して、生成したフレームをＨＧＷ３０に送信する。ＨＧＷ３０側では、端末装置１０から送信されたフレームを受信し、端末装置１０毎にシーケンス番号に基づいて整列を行う。なお、フレーム生成部１０７は、シーケンス番号にフレームの送信元である端末装置１０のＭＡＣアドレスを付与してもよい。

また、ＨＧＷ３０は、シーケンス番号に基づいてデータの整列を行った際に、足りないシーケンス番号が存在する場合には端末装置１０に当該シーケンス番号に対応するデータの再送を要求する。以下、具体的な処理の流れについて詳細に説明する。まず、端末装置１０は、シーケンス番号を付与したフレームを生成する。その後、端末装置１０は、生成したフレームをＡＰ２０に送信する。ＡＰ２０は、端末装置１０からフレームを受信すると、当該フレームの宛先ＭＡＣアドレス及び送信元ＭＡＣアドレスの値を書き換え、ＨＧＷ３０にフレームを転送する。

ＨＧＷ３０の通信部３０１は、ＡＰ２０から転送されたフレームを受信すると、データを受信したことを示す受信確認信号（ＡＣＫ信号）を生成し、ＡＰ２０に受信確認信号を送信する。ＡＰ２０は、受信確認信号をＨＧＷ３０から受信すると、受信確認信号を生成し、端末装置１０に受信確認信号を送信する。そして、端末装置１０は、ＡＰ２０から受信確認信号を受信することによって、フレームがＨＧＷ３０に受信されたことを確認することができる。その後、端末装置１０は、送信したフレームの次のフレームをＡＰ２０に送信する。

ＨＧＷ３０のフレーム整列部３０２は、受信されたフレームに格納されているデータをシーケンス番号に基づいて整列する。この際、足りないシーケンス番号が存在する場合には、通信部３０１はＡＰ２０に対して受信確認信号を送信しない。そのため、ＡＰ２０から端末装置１０に対して受信確認信号が送信されない。具体的には、ＡＰ２０は、ＨＧＷ３０の通信部３０１から受信確認信号を受信した際に、端末装置１０に対して受信確認信号を送信する。すなわち、ＡＰ２０が端末装置１０からフレームを受信した場合であっても、ＨＧＷ３０が当該フレームを受信していない場合には端末装置１０に受信確認信号は送信されない。この場合、端末装置１０は、受信確認信号を受信しなかったフレームを再送する。このように構成されることで、シーケンス番号に漏れがある場合、フレームの再送を促すことができる。そのため、パケットロスを防ぐことが可能になる。

また、ＨＧＷ３０がフレームを生成する際には、ＨＧＷ３０のフレーム生成部３０５がシーケンス番号を付与する。そして、ＨＧＷ３０は、ＡＰ２０を介して、生成したフレームを端末装置１０に送信する。端末装置１０側では、ＨＧＷ３０から送信されたフレームを受信し、シーケンス番号に基づいて整列を行う。

また、端末装置１０及びＨＧＷ３０がシーケンス番号に基づいて整列を行った場合に、

図５は、本実施形態におけるＡＰ２０の選択処理の流れを示すフローチャートである。
端末装置１０の通信部１０１は、ＡＰ２０から周期的に送信されるビーコンを受信する（ステップＳ１０１）。ビーコン制御部１０２は、ＡＰ情報記憶部１０３に記憶されているＡＰ情報データベースを更新する（ステップＳ１０２）。具体的には、ビーコン制御部１０２は、受信されたビーコンに格納されているＡＰ２０のＭＡＣアドレスを取得する。また、ビーコン制御部１０２は、ビーコンが受信された際のＲＳＳＩの値を取得する。その後、ビーコン制御部１０２は、ＡＰ情報データベースに記憶されているＡＰ２０のＭＡＣアドレス、ＲＳＳＩ及びＡＰ２０のパケロス率を、取得したＡＰ２０のＭＡＣアドレス、ＲＳＳＩ及びＡＰ２０のパケロス率で上書きすることによって更新する。

次に、通信品質取得部１０４は、通信部１０１が単数または複数のＡＰ２０と通信を行っている際の通信品質を取得する（ステップＳ１０３）。通信品質取得部１０４は、取得した通信品質の値で、通信品質記憶部１０５に記録されているテスト結果テーブルの値を上書きすることによって更新する（ステップＳ１０４）。選択部１０６は、通信品質記憶部１０５に記憶されているテスト結果テーブルを参照し、通信を行うＡＰ２０を選択する（ステップＳ１０５）。

フレーム生成部１０７は、選択部１０６の選択結果に基づいてフレームを生成する（ステップＳ１０６）。具体的には、フレーム生成部１０７は、ヘッダに端末装置１０のＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスとし、ＡＰ２０のＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとして格納し、ペイロードに格納されているデータに端末装置１０のＩＰアドレスとデータのシーケンス番号とを対応付けて格納することによってフレームを生成する。

通信部１０１は、生成されたフレームをＡＰ２０に送信する（ステップＳ１０７）。通信部１０１は、ＡＰ２０からフレームを受信する（ステップＳ１０８）。また、通信部１０１は、受信したフレームに格納されているデータをシーケンス番号とともにフレーム整列部１０８に出力する。
すべてのフレームが受信されると、フレーム整列部１０８は出力されたデータをシーケンス番号に基づいて整列する（ステップＳ１０９）。

その後、通信品質取得部１０４は、一定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。一定時間経過した場合（ステップＳ１１０−ＹＥＳ）、ステップＳ１０３以降の処理を実行する。一方、一定時間経過していない場合（ステップＳ１１０−ＮＯ）、ステップＳ１１０の処理に戻る。

図６は、本実施形態におけるＨＧＷ３０の処理の流れを示すフローチャートである。
ＨＧＷ３０の通信部３０１は、ＡＰ２０からフレームを受信する（ステップＳ２０１）。通信部３０１は、受信したフレームに格納されている送信データをシーケンス番号とともにフレーム整列部３０２に出力する。フレーム読込部３０３は、受信されたフレームから送信元ＭＡＣアドレス（ＡＰ２０のＭＡＣアドレス）の値と、送信元ＩＰアドレス（端末装置１０のＩＰアドレス）とを取得する。その後、フレーム読込部３０３は、取得した端末装置１０のＩＰアドレスと、ＡＰ２０のＭＡＣアドレスとを対応付けて端末情報記憶部３０４に記録する（ステップＳ２０２）。

通信部３０１は、全てのフレームを受信したか否かを判定する（ステップＳ２０３）。全てのフレームを受信していない場合（ステップＳ２０３−ＮＯ）、ステップＳ２０１の処理に戻る。一方、全てのフレームを受信した場合（ステップＳ２０３−ＹＥＳ）、フレーム整列部３０２は出力されたデータをシーケンス番号に基づいて整列する（ステップＳ２０４）。その後、通信部３０１は、取得したデータを、ネットワークを介して不図示のサーバ装置に送信する。

その後、通信部３０１がサーバ装置から端末装置１０宛てのデータを受信すると、フレーム生成部３０５はフレームを生成する（ステップＳ２０５）。具体的には、まず、フレーム生成部３０５は、端末情報記憶部３０４に記憶されている端末情報データベースを読み出す。次に、フレーム生成部３０５は、読み出した端末情報データベースのＩＰアドレスの項目を参照し、通信部３０１が受信したデータの宛先ＩＰアドレスに対応するレコード５０を選択する。そして、フレーム生成部３０５は、選択したレコード５０から端末装置１０のＩＰアドレス、通信ＡＰ＿ＭＡＣの各値を取得する。その後、フレーム生成部３０５は、ヘッダにＨＧＷ３０のＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスとして、取得した通信ＡＰ＿ＭＡＣの値を宛先ＭＡＣアドレスとして格納し、ペイロードに取得した端末装置１０のＩＰアドレスの値とデータのシーケンス番号とを格納することによってフレームを生成する。通信部３０１は、生成されたフレームをＡＰ２０に送信する（ステップＳ２０６）。その後、処理を終了する。

図７及び図８は、本実施形態における無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。なお、以下の説明における無線通信システムでは、端末装置の台数は１台、ＡＰの台数は２台（ＡＰ１及びＡＰ２）、ＨＧＷ３０の台数は１台である。
ＡＰ１は、周期的にビーコンを送信する（ステップＳ３０１）。端末装置１０の通信部１０１は、ＡＰ１から送信されたビーコンを受信する。ビーコン制御部１０２は受信されたビーコンに格納されているＡＰ１のＭＡＣアドレスを取得する。また、ビーコン制御部１０２は、ビーコンが受信された際のＲＳＳＩの値を取得する。その後、ビーコン制御部１０２は、取得したＡＰ１のＭＡＣアドレス、ＲＳＳＩ及びＡＰ１のパケロス率を対応付けてＡＰ情報記憶部１０３に記録する（ステップＳ３０２）。

ＡＰ２は、周期的にビーコンを送信する（ステップＳ３０３）。端末装置１０の通信部１０１は、ＡＰ２から送信されたビーコンを受信する。ビーコン制御部１０２は受信されたビーコンに格納されているＡＰ２のＭＡＣアドレスを取得する。また、ビーコン制御部１０２は、ビーコンが受信された際のＲＳＳＩの値を取得する。その後、ビーコン制御部１０２は、取得したＡＰ２のＭＡＣアドレス、ＲＳＳＩ及びＡＰ２のパケロス率を対応付けてＡＰ情報記憶部１０３に記録する（ステップＳ３０４）。

次に、通信品質取得部１０４は、通信部１０１がＡＰ１と通信を行っている際の通信品質を算出する（ステップＳ３０５）。通信品質取得部１０４は、例えば以下のようにして通信品質を算出する。通信部１０１が、ＡＰ１に対して所定のデータを送信することを要求し、ＡＰ１から受信した当該データを通信品質取得部１０４に出力する。通信品質取得部１０４は、単位時間あたりに受信したデータ量からスループットを算出したり、当該データにおけるエラー発生率を算出したりすることにより、通信品質を取得する。なお、通信品質取得部１０４は、端末装置１０からＡＰ１へのアップリンクだけでなく、ＡＰ１から端末装置１０へのダウンリンクの通信品質を取得してもよい。
通信品質取得部１０４は、ステップＳ３０５の処理において取得した通信品質をＡＰ１測定結果として通信品質記憶部１０５のテスト結果テーブルに記録する（ステップＳ３０６）。

次に、通信品質取得部１０４は、通信部１０１がＡＰ２と通信を行っている際の通信品質をステップＳ３０５の処理と同様に算出することによって取得する（ステップＳ３０７）。通信品質取得部１０４は、ステップＳ３０７の処理において取得した通信品質をＡＰ２測定結果として通信品質記憶部１０５のテスト結果テーブルに記録する（ステップＳ３０８）。
また、通信品質取得部１０４は、通信部１０１が同時に複数のチャネルを利用してＡＰ１及びＡＰ２と通信を行っている際の通信品質をステップＳ３０５の処理と同様に算出することによって取得する（ステップＳ３０９）。通信品質取得部１０４は、ステップＳ３０９の処理において取得した通信品質を複数ＡＰ（図７では、ＡＰ１及びＡＰ２）測定結果として通信品質記憶部１０５のテスト結果テーブルに記録する（ステップＳ３１０）。

選択部１０６は、通信品質記憶部１０５に記憶されているテスト結果テーブルを参照し、通信を行うＡＰ２０を選択する（ステップＳ３１１）。具体的には、まず、選択部１０６は、通信品質記憶部１０５に記憶されているテスト結果テーブルを読み出す。次に、選択部１０６は、読み出したテスト結果テーブルに記録されている各測定結果（ＡＰ１測定結果、ＡＰ２測定結果、複数ＡＰ測定結果）を比較する。そして、選択部１０６は、各測定結果の中から通信品質（例えば、スループット）の値が最も高い測定結果のＡＰ２０を通信部１０１が通信を行うＡＰ２０に選択する。なお、以下の説明では、複数ＡＰ（ＡＰ１及びＡＰ２）の通信品質の値が最も高い場合について説明する。

端末装置１０のフレーム生成部１０７は、選択部１０６の選択結果に基づいてフレームを生成する（ステップＳ３１２）。具体的には、フレーム生成部１０７は、ヘッダに端末装置１０のＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスとし、ＡＰ１のＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとして格納し、ペイロードに格納されているデータに端末装置１０のＩＰアドレスとデータのシーケンス番号（例えば、シーケンス番号１）とを対応付けて格納することによってフレームを生成する。
通信部１０１は、生成されたフレームをＡＰ１に送信する（ステップＳ３１３）。

ＡＰ１は、端末装置１０からフレームを受信し、ＨＧＷ３０に転送する（ステップＳ３１４）。この際、ＡＰ１は、受信したフレームのヘッダに格納されている送信元ＭＡＣアドレスの値を自装置（ＡＰ１）のＭＡＣアドレスに書き換え、宛先ＭＡＣアドレスの値をＨＧＷ３０のＭＡＣアドレスに書き換える。

ＨＧＷ３０の通信部３０１は、ＡＰ１からフレームを受信する。通信部３０１は、受信したフレームに格納されているデータをシーケンス番号とともにフレーム整列部３０２に出力する。フレーム読込部３０３は、受信されたフレームから送信元ＭＡＣアドレスの値と、送信元ＩＰアドレス（端末装置１０のＩＰアドレス）とを取得し、対応付けて端末情報記憶部３０４に記録する（ステップＳ３１５）。

次に、端末装置１０のフレーム生成部１０７はフレームを生成する（ステップＳ３１６）。具体的には、フレーム生成部１０７は、ヘッダに端末装置１０のＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスとし、ＡＰ２のＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとして格納し、ペイロードに格納されているデータに端末装置１０のＩＰアドレスとデータのシーケンス番号（例えば、シーケンス番号２）とを対応付けて格納することによってフレームを生成する。
通信部１０１は、生成されたフレームをＡＰ２に送信する（ステップＳ３１７）。

ＡＰ２は、端末装置１０からフレームを受信し、ＨＧＷ３０に転送する（ステップＳ３１８）。この際、ＡＰ２は、受信したフレームのヘッダに格納されている送信元ＭＡＣアドレスの値を自装置（ＡＰ２）のＭＡＣアドレスに書き換え、宛先ＭＡＣアドレスの値をＨＧＷ３０のＭＡＣアドレスに書き換える。

ＨＧＷ３０の通信部３０１は、ＡＰ２からフレームを受信する。通信部３０１は、受信したフレームに格納されているデータをシーケンス番号とともにフレーム整列部３０２に出力する。フレーム読込部３０３は、受信されたフレームから送信元ＭＡＣアドレスの値と、送信元ＩＰアドレス（端末装置１０のＩＰアドレス）とを取得し、対応付けて端末情報記憶部３０４に記録する（ステップＳ３１９）。
フレーム整列部３０２は、出力されたデータをシーケンス番号に基づいて整列する（ステップＳ３２０）。その後、通信部３０１は、取得したデータを、ネットワークを介して不図示のサーバ装置に送信する。

通信部３０１がサーバ装置から端末装置１０宛てのデータを受信すると、フレーム生成部３０５はフレームを生成する（ステップＳ３２１）。具体的には、まず、フレーム生成部３０５は、端末情報記憶部３０４に記憶されている端末情報データベースを読み出す。次に、フレーム生成部３０５は、読み出した端末情報データベースのＩＰアドレスの項目を参照し、通信部３０１が受信したデータの宛先ＩＰアドレスに対応するレコード５０を選択する。そして、フレーム生成部３０５は、選択したレコード５０から端末装置１０のＩＰアドレス、通信ＡＰ＿ＭＡＣ（例えば、ＡＰ１のＭＡＣアドレス）の各値を取得する。その後、フレーム生成部３０５は、ヘッダにＨＧＷ３０のＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスとして、取得したＡＰ１のＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとして格納し、ペイロードに取得した端末装置１０のＩＰアドレスとデータのシーケンス番号（例えば、シーケンス番号１）とを格納することによってフレームを生成する。
通信部３０１は、生成されたフレームをＡＰ１に送信する（ステップＳ３２２）。

ＡＰ１は、ＨＧＷ３０からフレームを受信し、端末装置１０に転送する（ステップＳ３２３）。この際、ＡＰ１は、受信したフレームのヘッダに格納されている送信元ＭＡＣアドレスの値を自装置（ＡＰ１）のＭＡＣアドレスに書き換え、宛先ＭＡＣアドレスの値を端末装置１０のＭＡＣアドレスに書き換える。
端末装置１０の通信部１０１は、ＡＰ１からフレームを受信する。通信部１０１は、受信したフレームに格納されているデータをシーケンス番号とともにフレーム整列部１０８に出力する。

次に、ＨＧＷ３０のフレーム生成部３０５はフレームを生成する（ステップＳ３２１）。具体的には、まず、フレーム生成部３０５は、端末情報記憶部３０４に記憶されている端末情報データベースを読み出す。次に、フレーム生成部３０５は、読み出した端末情報データベースのＩＰアドレスの項目を参照し、通信部３０１が受信したデータの宛先ＩＰアドレスに対応するレコード５０を選択する。そして、フレーム生成部３０５は、選択したレコード５０から端末装置１０のＩＰアドレス、通信ＡＰ＿ＭＡＣ（例えば、ＡＰ２のＭＡＣアドレス）の各値を取得する。その後、フレーム生成部３０５は、ヘッダにＨＧＷ３０のＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスとして、取得したＡＰ２のＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとして格納し、ペイロードに取得した端末装置１０のＩＰアドレスとデータのシーケンス番号（例えば、シーケンス番号２）とを格納することによってフレームを生成する（ステップＳ３２４）。
通信部３０１は、生成されたフレームをＡＰ２に送信する（ステップＳ３２５）。

ＡＰ２は、ＨＧＷ３０からフレームを受信し、端末装置１０に転送する（ステップＳ３２６）。この際、ＡＰ２は、受信したフレームのヘッダに格納されている送信元ＭＡＣアドレスの値を自装置（ＡＰ２）のＭＡＣアドレスに書き換え、宛先ＭＡＣアドレスの値を端末装置１０のＭＡＣアドレスに書き換える。
端末装置１０の通信部１０１は、ＡＰ２からフレームを受信する。通信部１０１は、受信したフレームに格納されているデータをシーケンス番号とともにフレーム整列部１０８に出力する。（ステップＳ３２６）。その後、フレーム整列部１０８は、出力されたデータをシーケンス番号に基づいて整列する（ステップＳ３２７）。一定時間経過後、ステップＳ３０５以降の処理が繰り返し実行される。

図９は、本実施形態における無線通信システムを適用した具体例を示す図である。図９に示すように、本実施形態における無線通信システムは、部屋Ｒ１に位置する端末装置１０とＡＰ２０−１、部屋Ｒ２に位置するＡＰ２０−２、部屋Ｒ３に位置するＡＰ２０−３及び各ＡＰ２０（２０−１、２０−２、２０−３）と接続されているＨＧＷ３０とを備えている。

また、端末装置１０は、１台のＡＰ２０−１との間で通信を行っている。ここで、端末装置１０を使用するユーザが部屋Ｒ４に移動した場合、部屋Ｒ４にはＡＰ２０が存在しない。そこで、端末装置１０は、他の部屋Ｒ１〜Ｒ３に存在する各ＡＰ２０から送信される微弱な電波により通信を行う。しかし、微弱な電波を用いる場合、ＭＩＭＯによるストリーム多重通信が行えない。そのため、通信効率のよい通信が行えなくなってしまう。

図９に示す具体例においても、端末装置１０が、ＡＰ選択処理を実行することにより、まず、ＡＰ２０−１、ＡＰ２０−２、ＡＰ２０−３それぞれとの間の通信における通信品質と、複数のチャネル（例えば、１ｃｈ、６ｃｈ、１１ｃｈ）を同時に利用して複数ＡＰ（ＡＰ２０−１、ＡＰ２０−２、ＡＰ２０−３）との間で通信を行っている際の通信品質とを取得する。次に、端末装置１０は、取得した通信品質の値に基づいて通信を行うＡＰ２０を選択する。そして、端末装置１０は、選択したＡＰ２０と通信を行うことにより、微弱な電波しか取得できない場合であっても、通信効率を向上させることができる。

以上のように構成された無線通信システムによれば、通信品質に基づいて端末装置１０と通信を行うＡＰ２０が選択される。具体的には、端末装置１０と単体のＡＰ２０とにおける通信品質の値が、端末装置１０と複数のＡＰ２０とにおける通信品質の値より高い場合には端末装置１０と通信を行うＡＰ２０として単体のＡＰ２０が選択される。一方、端末装置１０と単体のＡＰ２０とにおける通信品質の値が、端末装置１０と複数のＡＰ２０とにおける通信品質の値より低い場合には端末装置１０と通信を行うＡＰ２０として複数のＡＰ２０が選択される。したがって、微弱な電波しか受信できない場合であっても、状況に応じて通信効率のよいＡＰ２０が選択される。そのため、通信における通信効率を向上させることが可能となる。

＜変形例＞
図５のステップＳ１１０の処理は、一定時間経過後ではなく、ＡＰ２０のパケットロスの割合が閾値以上になった場合に実行されてもよい。
シーケンス番号の値は、フレームのヘッダに格納されてもよい。
また、本実施例では、ＡＰ選択処理は、通信品質（例えば、スループット）が高いＡＰ２０、又は、通信品質（例えば、エラー発生率）が低いＡＰ２０を端末装置１０が通信を行うＡＰ２０に選択する構成を示したが、これに限定される必要が無い。例えば、選択部１０６は、各ＡＰ２０から取得した通信品質に基づいて優先度を設定するように構成されてもよい。具体的には、選択部１０６は、各ＡＰ２０から取得した通信品質（例えば、スループット）が高い順に優先度を設定する。次に、選択部１０６は、優先度の値が最も高いＡＰ２０を端末装置１０が通信を行うＡＰ２０に選択する。その後、選択されたＡＰ２０に障害（例えば、通信断）などが発生した場合、選択部１０６は優先度の値が２番目に高いＡＰ２０を端末装置１０が通信を行うＡＰ２０に選択する。このように構成されることによって、通信を行っているＡＰ２０に障害が発生した場合であっても、すぐに通信を開始することができる。そのため、通信効率の低下を軽減することが可能になる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１０…端末装置（通信装置），２０…ＡＰ，３０…ＨＧＷ（通信装置），１０１…通信部，１０２…ビーコン制御部，１０３…ＡＰ情報記憶部，１０４…通信品質取得部（取得部），１０５…通信品質記憶部，１０６…選択部，１０７…フレーム生成部，１０８…フレーム整列部，３０１…通信部，３０２…フレーム整列部，３０３…フレーム読込部，３０４…端末情報記憶部，３０５…フレーム生成部

Claims

自装置と中継装置との間で行われる通信における通信品質を、複数の中継装置について取得する取得部と、
取得された前記通信品質に基づいて、通信を行う中継装置を選択する選択部と、
を備える通信装置。
前記選択部は、単体の中継装置との間で行われる通信における通信品質が複数の中継装置との間で行われる通信における通信品質より低い場合には、前記複数の中継装置を通信を行う中継装置に選択し、単体の中継装置との通信における通信品質が複数の中継装置との通信における通信品質より高い場合には、前記単体の中継装置を通信を行う中継装置に選択する請求項１に記載の通信装置。
前記選択部によって選択された前記中継装置に送信する送信データを生成する生成部を更に備え、
前記生成部は、前記送信データを生成する際に、前記送信データの順番を表す送信番号を付与する請求項１又は２に記載の通信装置。
複数の通信装置と、前記通信装置との間で通信の中継を行う中継装置とを備える通信システムであって、
前記通信装置は、
自装置と前記中継装置との間で行われる通信における通信品質を、複数の中継装置について取得する取得部と、
取得された前記通信品質に基づいて、通信を行う中継装置を選択する選択部と、
を備え、
前記中継装置は、
前記通信装置から前記送信データを受信し、他の通信装置に転送する通信部と、
を備える通信システム。
自装置と中継装置との間で行われる通信における通信品質を、複数の中継装置について取得する取得ステップと、
取得された前記通信品質に基づいて、通信を行う中継装置を選択する選択ステップと、
を有する通信方法。