JP2017135641A - 無線通信装置、方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯに必要な処理の負荷が小さい無線通信装置、方法及びプログラムを提供すること。
【解決手段】実施形態によれば、無線通信装置は、無線ネットワークに接続される無線通信手段と、無線通信手段を制御する制御手段と、を具備する。制御部は、無線ネットワークの通信に関する特性情報を無線通信手段に通知し、無線通信手段は、特性情報に基づいて複数の信号を無線ネットワークへ同時に送信する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、複数の情報を複数の通信相手に同時に送信する無線通信装置、方法及びプログラムに関する。

無線ネットワークを介して複数の情報を複数の通信相手に同時に送信する技術として、マルチユーザＭＩＭＯ（Multi User- Multi Input Multi Output）がある。この技術を基地局から端末への無線通信に適用したものはダウンリンクマルチユーザＭＩＭＯ（ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯ）と呼ばれ、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃなどの無線ＬＡＮの規格に採用されている。

ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯを用いて送信を行う基地局は、送信相手との電波状況などを考慮しながら同時に送信する複数の情報を決定し、複数の情報に符号化などの処理を行ったうえで複数の情報を電波として送信する処理を繰り返す。

無線で情報を送信する場合、基地局と端末との間の電波環境により送信する情報の符号長が異なる。その結果、送信する情報の符号長と空間の占有時間とが一致しないため、システムスループットを最大化するためには、各送信処理で適切な符号長の情報を選択することが重要である。

システムスループットを高めるため、占有時間が異なる複数の情報を送信する場合、同一端末に向けて送信される複数の情報を集約したフレームを生成して、複数の端末の占有時間を揃えた後、複数の端末に向けて送信する技術がある。

特開2009-164751号公報

ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯにおいては、多数の情報の中から複数の情報を選び、その情報を複数の端末に同時に送信するため、無線通信装置に接続される多数の端末を、一例として、それぞれが任意の複数の端末からなるいくつかの端末グループに分割し（グループ分割処理、グルーピング処理とも称する）、グループ間の順番を決める（どのグループに先ず送信し、次にどのグループに送信するか等であり、スケジューリング処理とも称する）ことが必要であるが、これらの処理は複雑であり消費エネルギーが大きいという問題がある。なお、グルーピング処理とスケジューリング処理の順番は逆でもよい。

本発明の目的は、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯに必要な処理の負荷が小さい無線通信装置、方法及びプログラムを提供することである。

実施形態によれば、無線通信装置は、無線ネットワークに接続される無線通信手段と、無線通信手段を制御する制御手段と、を具備する。制御部は、無線ネットワークの通信に関する特性情報を無線通信手段に通知し、無線通信手段は、特性情報に基づいて複数の信号を無線ネットワークへ同時に送信する。

図１は実施形態の無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。 図２は第１実施形態の無線通信装置の制御部の一動作例を示すシーケンス図である。 図３は第１実施形態の無線通信装置の無線Ｉ／Ｆの一動作例を示すシーケンス図である。 図４は第１実施形態の特性情報の一構成例を示す。 図５はセッション毎に無線Ｉ／Ｆに通知される第１実施形態の特性情報の一構成例を示す。 図６は第１実施形態のグループ再構成処理の一例を示す。 図７は第１実施形態の一グループへ送信されるフレームの一例を示す。 図８は第１実施形態の送信動作の一例を示すフローチャートである。 図９は図８のグループ再構成処理の一例を示すフローチャートである。 図１０は第２実施形態の無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。 図１１は第３実施形態の無線送信のためのキューの一動作例を示す。 図１２は第４実施形態の無線送信の一例を示す。 図１３は第５実施形態の無線通信装置の制御部の一動作例を示すシーケンス図である。 図１４は第５実施形態の無線通信装置の無線Ｉ／Ｆの一動作例を示すシーケンス図である。 図１５は第６実施形態の無線通信装置の制御部の一動作例を示すシーケンス図である。 図１６は第７実施形態の無線通信装置の制御部の一動作例を示すシーケンス図である。 図１７は第７実施形態の無線通信装置の一動作例を示す。

以下、実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明では、無線ネットワークを介して複数の情報を複数の通信相手に同時に送信する技術として、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯを説明するが、これに限らず、直交周波数分割多元接続ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）でもよい。また、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯを実行する無線通信方式としてはＩＥＥＥ ８０２．１１として規定される、いわゆる無線ＬＡＮを対象として説明するが、本発明が適用される通信方式はそれに限定されない。

第１実施形態
図１は第１実施形態の無線通信装置１０の一例を示すブロック図である。無線通信装置１０は、無線ＬＡＮにおける無線基地局に対応し、アクセスポイントとも称される。無線通信装置１０は、無線ＬＡＮ（を構成する無線ＬＡＮ端末（端末とも称する）６_１〜６_ｎ）と有線ＬＡＮ８との間の通信を中継する機能を具備する。

無線通信装置１０は、内部バスに接続された主制御部１２、有線Ｉ／Ｆ１４、メモリ１６、無線Ｉ／Ｆ２０を含む。主制御部１２は、無線通信装置１０全体を制御するものであり、ハードウェアにより実現されてもよいし、ＯＳや特定の機能を実現するアプリケーションプログラムを実行するＣＰＵにより実現されてもよい。主制御部１２は、ＯＳやアプリケーションプログラムを格納するための不揮発性のメモリ、例えばＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等を含む。メモリ１６は主制御部１２が実行するソフトウェアが利用するデータや、無線通信装置１０が端末６_１〜６_ｎへ転送するデータを一時的に保存する際に使用される。メモリ１６の一例は、ＳＤＲＡＭのような揮発性の半導体メモリがある。有線Ｉ／Ｆ１４は無線通信装置１０を有線ＬＡＮ８に接続するインタフェースである。無線Ｉ／Ｆ２０は無線通信装置１０を端末６_１〜６_ｎからなる無線ＬＡＮに接続するインタフェースである。端末６_１〜６_ｎはスマートフォン、タブレット、ノートブック型パーソナルコンピュータ等の携帯端末である。

無線Ｉ／Ｆ２０は、無線Ｉ／Ｆ内部バスに接続された通信制御部２２、無線通信部２４、メモリ２６を含む。通信制御部２２、無線通信部２４、メモリ２６は、無線ＬＡＮチップとも称される１チップ集積回路で構成されてもよい。通信制御部２２は、主制御部１２からの通信要求、送信指示を受け付けたり、無線Ｉ／Ｆ２０の動作を制御したりする。通信制御部２２も、主制御部１２と同様に、ハードウェアにより実現されてもよいし、ＯＳや特定の機能を実現するアプリケーションプログラムを実行するＣＰＵにより実現されてもよい。メモリ２６は、無線Ｉ／Ｆ２０が送信する、もしくは受信するデータを一時的に保存するバッファである。メモリ２６の一例は、ＳＲＡＭやＳＤＲＡＭなどの揮発性のメモリである。無線通信部２４は、通信制御部２２から送信が指示されたデータをメモリ２６から読み出して電波として送信できる信号に変換して送信する処理や、電波として受信した信号からデータを取り出して通信制御部２２が参照できる状態にしたうえでメモリ２６に保存する処理等を行う。無線通信部２４は、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯに対応するため、多重数ｍに等しい数のアンテナ３０_１〜３０_ｍに接続される。無線通信部２４は既知の信号を端末６_１〜６_ｎに送信し、各端末６_１〜６_ｎが無線の伝搬環境を推定し、無線通信部２４に推定結果をフィードバックする。無線通信部２４は、端末６_１〜６_ｎからフィードバックされた無線の伝搬環境の推定結果に基づいて送信ビームを形成し、空間分割多元接続伝送を行う。この送信ビームフォーミングにより、空間リソースの活用が可能である。

無線Ｉ／Ｆ２０を１チップとする可能性を説明したが、図１の各部を１チップとしても良いし、無線Ｉ／Ｆ２０を別個の部品から構成しても良い。別個の部品から構成する場合でも、主制御部１２と通信制御部２２とを一体とし、メモリ１６、２６を一体としてもよい。

図２、図３を参照して、無線通信装置１０の動作例を説明する。図２は、有線ＬＡＮ８からフレームを受信して無線ＬＡＮへ転送する無線通信装置１０の主制御部１２の動作に関するシーケンス図、図３は無線Ｉ／Ｆ２０の送信動作に関するシーケンス図である。図２の動作は図３の動作を開始するトリガのひとつであり、図３の動作は図２とは独立に実行できる。図３の動作を開始するトリガは図２に限らず、無線通信装置１０のアプリケーションプログラムによって図３の送信動作が開始してもよい。無線通信装置は受信動作も実行するが、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯに関する実施形態との関連が少ないため、受信動作の説明は省略する。

図２に示すように、実施形態の送信は、有線Ｉ／Ｆ１４が有線ＬＡＮ８から無線ＬＡＮ端末６へ転送するデータ（以下、フレームとも称する）を受信すると開始する。有線Ｉ／Ｆ１４は、受信したフレームをメモリ１６に格納する。その後、有線Ｉ／Ｆ１４は主制御部１２に対してフレームを受信したことを通知する。主制御部１２は、メモリ１６内のフレームに対して、転送に必要な種々の処理（転送可否の判断、転送テーブルの検索、転送に使う出力Ｉ／Ｆの決定、有線と無線の間のフレームフォーマットの変換等）と、特性情報の更新処理を実施する。転送可否はフレームのヘッダの情報に基づいて行うことができる。無線方式が同じでも周波数が異なると異なる出力Ｉ／Ｆと呼ばれる。特性情報の詳細は後述するが、特性情報とは、端末６が無線通信装置１０を介して行う通信を定量的に表現した情報である。無線Ｉ／Ｆが特性情報に基づいて、複数の端末６への無線通信の効率を改善することができる。特性情報は主制御部１２のメモリ、あるいはメモリ１６に格納される。

その後、主制御部１２は、無線Ｉ／Ｆ２０に対して送信指示を出し、無線を用いたデータ送信を行う。

主制御部１２から無線Ｉ／Ｆ２０に出力された送信指示（図２参照）は、図３に示すように、無線Ｉ／Ｆ２０の通信制御部２２により解釈される。通信制御部２２は、指示内容を解釈し、無線通信装置１０のメモリ１６から送信対象となるフレームを、無線Ｉ／Ｆ２０の内部バッファであるメモリ２６にコピーする。なお、コピーに限らず、主制御部１２がメモリ２６にフレームを直接書き込む等の他の方法を用いても良い。

ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯでは、アクセスポイントからデータを同時に送信可能な複数の端末が１グループとして決定されている。グループは複数存在する場合がある。グループの決定方法は、メモリ２６内に実装されているキューに各端末宛のフレームが最大サイズで絶え間なく供給される（この場合、スループットが高い）よう、特性情報に基づいて決定される。グループ分けは周期的に行われる。送信対象となるフレームがメモリ２６内のキューに格納されると、通信制御部２２は同時送信の宛先であるグループを構成する端末群を変更（再構成とも称する）する必要があるかどうかを判断する。

グループを決定した後、電波状況が変化した場合や、グループに含まれる端末が通信圏外に移動した場合など、グループを再構成する必要があると判断された場合には、通信制御部２２はグループの再構成処理を行い、新しいグループの情報を各端末６_１〜６_ｎに送信するために、無線通信部２４にグループ情報（どの端末がどのグループに属するか）の送信指示を送る。再構成が不要と判断された場合には、そのまま処理が継続される。

続いて、通信制御部２２は実際に送信すべきグループの順番を決めるスケジューリングを行う。スケジューリングにおいては、通信制御部２２は、要求されたＱｏＳを維持しながら可能な限りシステムスループットを高めるようにグループの送信順番を決定する。送信順番の決定後、通信制御部２２は、メモリ２６内のキュー内のフレームに対して送信のための前処理（符号処理や多重化等）を行う。無線通信部２４は、前処理を終えたフレーム群を適切なタイミングでメモリ２６内のキューから読み出し、無線通信部２４を介して電波として送信する。

図２に示す主制御部１２による特性情報更新について説明する。転送処理と送信指示の間に記載されている特性情報更新は、本実施形態に特徴的な処理の１つである。特性情報更新処理では転送するフレームを事前に定められた分類基準に基づき分類し、その分類ごとにそのフレームの無線通信についての特性情報を把握する。特性情報とは、前述したように通信を定量的に表現した指標であり、無線通信の効率の改善に寄与するものである。特性情報は、例えば、スループット、フレーム間隔、平均フレーム長、平均バースト長、スループットのジッタ、フレーム間隔のジッタのいずれか、あるいは、いずれか２つ以上の組み合わせで定義される。分類基準や特性情報は、メモリ１６に格納される。

分類基準が宛先ＭＡＣアドレスの場合、同一の宛先ＭＡＣアドレスに対するフレーム群のスループットやフレーム間隔が特性情報となる。スループットは単位時間に転送したフレームの数や合計サイズを宛先ＭＡＣアドレス毎に数えることにより算出される。フレーム間隔はフレームを受信した時刻を逐次記憶したうえで、直前の受信時刻との差を求めることで算出される。スループットとフレーム間隔は特性情報の一例であり、他の特性情報を用いても良い。

宛先ＭＡＣアドレス以外の分類基準として、例えば、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、宛先ポート番号、送信元ポート番号、通信プロトコル等がある。個々の基準の組み合わせを分類基準とすることも可能である。さらに、上位層のデータ部に現れる特定の情報などの上位層の情報を分類基準として使うことも可能である。例えばＨＴＴＰのような通信プロトコルであれば、要求する情報の種別（テキスト、画像、動画など）を分類基準とすることもできる。また、特性情報は適切な粒度になるよう離散的な値に変換した上で管理するようにしても良い。

１フレームの転送処理ごとに特性情報を動的に把握するのではなく、メモリ１６に事前に格納されている事前特性情報と対象フレームの分類基準に相当する部分とを比較し、一致する事前特性情報を特性情報として利用するように実装しても良い。その際、事前特性情報を先に述べた方法で動的に把握した特性情報を用いて修正してもよい。メモリ１６に格納される事前特性情報は、特性情報の対象となる通信とは別の通信を通じて何らかの形で追加・削除・更新されても良い。これは、例えば中央集権的にネットワークを制御する装置が存在し、その装置が無線通信装置１０の制御を行うような場合に適用できる。言い換えれば、制御プレーンとデータプレーンが分離されたネットワークアーキテクチャに適用可能である。

図４（ａ）は分類基準、図４（ｂ）は特性情報、図４（ｃ）は事前特性情報の例を示す。なお、図４では表の形で各情報を記載しているが、実際には種々の実装形式で実現してよい。

図４（ａ）の分類基準の例では、２つのエントリが記載されている。分類基準Ｎｏ．１の１つめのエントリは“ＭＡＣ１”で特定されるＭＡＣアドレスを持つ端末宛の送信元ポート番号が“８０”であるＴＣＰ通信を特定する分類基準である。２つ目のエントリは“ＭＡＣ２”で特定されるＭＡＣアドレスを持つ端末宛の送信元ポートが“ＰＯＲＴ１”で宛先ポートが“ＰＯＲＴ２”であるＵＤＰ通信を特定する分類基準である。図４（ａ）に示すように、分類基準は、かならずしもすべてのパラメータを使用する必要は無い。図４（ａ）では未使用のパラメータは「−」を記載している。

図４（ｂ）は検出した特性情報を管理している。分類基準Ｎｏ．の列は図４（ａ）の分類基準Ｎｏ．と同じである。例えば、特性情報の１つ目のエントリは、図４（ａ）に記載した分類基準Ｎｏ．１にマッチした特性情報であることを示している。収集していな情報については、図４（ａ）と同様に「−」を記載している。

図４（ｃ）は事前特性情報の例であり、左側の列部分に分類基準を、その右側の列部分に分類基準に一致した通信の特性情報を記載している。

図２、図３に示した本実施形態のシーケンス図における主制御部１２から無線Ｉ／Ｆ２０へ送信される送信指示について説明する。一般的に、送信指示は、大きく分けて、送信を指示する命令情報と送信すべきフレームデータの２つの情報を含む。本実施形態の送信指示は、これらの情報に加えて特性情報を含む。

特性情報を送信指示に追加する方法は２つある。第１の方法は送信指示に特性情報を直接追加する方法であり、送信指示のメッセージにフィールドを追加することで実現できる。第２の方法は何らかのセッション単位で特性情報を通知する方法である。事前に定めた条件が満たされたと主制御部１２が判断した場合に、主制御部１２は、無線Ｉ／Ｆ２０との間でセッション情報を交換して特性情報を通知する。条件の例は、図４（ａ）に示した分類基準、図４（ｂ）に示した特性情報に一致するエントリがメモリ１６に存在しない場合等がある。主制御部１２から無線Ｉ／Ｆ２０へセッションを特定する情報として先に述べた分類基準を通知し、無線Ｉ／Ｆ２０から主制御部１２へセッションＩＤなどの形のセッションの特定が容易な識別子が返される。主制御部１２は通知された識別子を送信指示に追加して送信を指示する。図５（ｂ）に示すように、メモリ１６ではセッションＩＤを伴う形で特性情報が管理される。図５（ａ）は図４（ａ）と同じである。

第２の方法で特性情報を通知した場合、セッションが維持されている状況で対応する特性情報を適宜更新しても良い。この場合、主制御部１２はセッションＩＤと新たな特性情報とを無線Ｉ／Ｆ２０に通知すればよい。また、無線Ｉ／Ｆ２０に通知されたセッションは所定の条件が成立した際に無効にされる。具体的には、セッションＩＤを発行してから所定の時間が経過した時、最後の送信指示が行われた後に所定の時間経過した時、主制御部１２から特性情報の削除が明示的に指示された時、等に無効にされる。

図３に示す通信制御部２２によるグループ再構成処理（最初のグループ化であるグループ構成処理も含む）について説明する。通信制御部２２は、各端末との間の無線通信の状況を踏まえ、特性情報に基づいて特性が類似する端末同士を同時送信の宛先端末群とし、それらをＭＩＭＯのグループと対応づける。

特性が類似することは、比較している各通信に属する複数のフレームが近いタイミングで、あるいは同様のＱｏＳ要件下で送信される可能性が高いと判断されること、もしくは複数のフレームが所定の情報を送信する際の占有時間（電波を送信する時間）が近いと判断されること等を含む。例えば、特性情報がスループットであった場合には、スループットが所定の範囲内に収まっている端末には、同じようなタイミングでフレームが送信される可能性が高い。

無線環境を考慮すると、スループットの類似性判断の基準が変化することがある。例えば、第１端末のスループットが第２端末のスループットの２倍であっても、第１端末のリンク速度が第２端末のリンク速度の２倍であれば、両端末にフレームを送信するために必要となる時間は同じである。よって、両端末は同じグループにして、両端末宛のフレームを同時に送信することができる。

グループ構成・再構成処理は、より詳細には以下の手順となる。初めに、電波状況の類似性に基づいてグループ候補を作る。その後、通知された特性情報を参照しながら候補を絞り込む。グループ候補は電波状況を表す特徴的なパラメータ、例えばリンク速度、によっていくつかに分類し、その分類の中で効率的に送信できるグループを決定していく。現在確認中の分類の中で全てのグループ候補を確認したら、次の分類に移って同様の処理を行う。なお、最終的にどのグループにも属さない端末が残る可能性がある。その場合、電波状況に基づく分類の基準を緩やか、例えば、より広い範囲のリンク速度を同じグループとして認める、にして、残った端末に関する処理を行う。それでもグループにまとめられない場合には、その端末はＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯを利用することなく送信する。このように処理することでグループ構成処理が行われる。

先に述べた通り、特性情報の通知はフレームの送信指示毎に行われる場合もあるし、セッションを単位として行われる場合もある。しかし、グループ構成・再構成処理は所定の時間間隔もしくは所定量のフレームの送信毎に行う。その際、はじめに再構成の要否を判断し、再構成が必要と判断された場合に行うとする。

図６にグループ構成・再構成処理の一例を示す。この例は、実施形態をＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯにおける空間多重化に適用した場合の例である。図６（ａ）に示すように、４ストリームの多重化に対応するアクセスポイントとして動作する無線通信装置１０に対して７台の端末６_１〜６_７が接続されている。特性情報はスループットであるとする。各端末のスループットは図中の四角内に示す。全ての端末６_１〜６_７がＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯに対応していると仮定し、各端末は１ストリームの通信を行うと仮定する。無線通信装置１０と各端末６_１〜６_７は本実施形態の手順により図６（ａ）に示すようにグループ分けされている。すなわち、端末６_１〜６_４がグループ１に、端末６_５〜６_７がグループ２に属するようにグループ構成されている。

この状態で新しい端末６_８が無線通信装置１０に追加的に接続された場合を考える。端末６_８が無線通信装置１０とのアソシエーションを完了すると通信を開始する。この通信を通じて無線通信装置１０は端末６_８の無線通信の特性情報を把握する。その結果、無線通信装置１０はグループの再構成が必要になったと判断する。

無線通信装置１０は、端末６_８を含む各端末の通信環境に関する情報と特性情報とを参照し、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯを実現するための電波状況（空間的に離れているかどうか、ストリーム数が適切か、など）を確認し、かつ特性情報が類似する端末同士を同一グループとしてまとめていく。新しいグループが決まると、無線通信装置１０は各端末に対してグループの情報を通知する。

図６（ｂ）の例では、無線通信装置１０との距離がおおむね等しい端末（電波状況が類似すると判断できる端末）が５台（端末６_１〜６_４、６_８）になるため、初めにこれらを要素とするグループ候補が生成される。無線通信装置１０は４ストリームの多重化に対応すると仮定しているので、１つのグループは最大４台の端末で構成されなければならない。すなわち、５台の中から４台が選択される。この段階で生成した組み合わせが一意であれば、特性情報を確認することなく一意に特定できた組み合わせが採用できる。ただし、図６（ｂ）の例では、５通りの組み合わせが候補となるため、各々について特性情報に基づく優先度がつけられる。５通りの中では端末６_２〜６_４、６_８の組み合わせが最も特性情報の類似度が高い（スループットが１Ｍｂｐｓと等しい）ため優先度が最高であり、図６（ｂ）に示すように、この組み合わせがグループ１として採用される。

続いて、電波状況が類似する端末６_５〜６_７に対応する分類についてグループの候補が確認される。グループの候補は３台からなるので、そのまま１つのグループにすることもできる。しかし、特性情報（スループットが１Ｍｂｐｓと等しい）を考慮して、端末６_５、６_７でグループ２が作られる。

２つの電波状況に対応する分類にてグループを構成した結果、端末６_１と端末６_６がいずれのグループにも属さない未処理の端末として残る。この時、無線通信装置１０は電波状況を分類していた条件を緩和し、グループの構成を継続する。すなわち、端末６_１と端末６_６が同一無線環境として扱われ、グループの候補にされる。その後、端末６_１と端末６_６の特性情報が比較され、同一グループとしての類似性を有するかどうかが判断される。端末６_６に向けて２Ｍｂｐｓで通信するのと同時に、端末６_１に向けて通信を行えるかどうかが判断される。仮に端末６_６のリンク速度が端末６_１の１／２であると仮定すると、端末６_１が得られるスループットはリンク速度の差から生じる４Ｍｂｐｓである。これは端末６_１の特性情報を満たす。よって、端末６_１、６_６が同じグループとされ、端末６_１、６_６で構成されるグループ３が生成される。

端末６_１、６_６をグループ３とした結果として両端末に送信されるフレームは図７のように構成される。例えば、端末６_１へ送信されるフレーム数は端末６_６へ送信されるフレーム数の２倍である。そのため、端末６_１の受信処理のバースト性が高くなる。受信処理のバースト性を低く保ちたい場合、フレーム間隔も特性情報に含めることで対応できる。最後に残った端末６_５と端末６_７について確認を行い、図６（ｂ）に示すように、端末６_５、６_７によりグループ２が生成される。

以上の説明に基づく概念を図８、図９のフローチャートを参照して説明する。図８は、無線通信装置１０の通信制御部２２の処理の流れの一例である。電源がオンされると、通信制御部２２は、ブロック１０２で、電波状況の変化を確認し、ブロック１０４で、電波状況が変化しているか否かを判定する。変化していない場合、処理は終了し、変化している場合、通信制御部２２は、ブロック１０６で、電波状況が類似する複数の端末を組み合わせ、いくつかのグループ候補を生成する。

通信制御部２２は、ブロック１０８で、複数のグループ候補を電波状況を示す特徴的なパラメータ（例えば、リンク速度）によりいくつかの分類に分け、ブロック１１０で、ある分類の候補の中で効率的な無線通信が実現できる候補を決定する（端末の組み合わせを構築する）。ブロック１１０の詳細を図９に示す。

通信制御部２２は、ブロック１１２で、未処理の分類があるか否かを判定し、未処理の分類がある場合、処理はブロック１０８、１１０に戻り、次の分類の候補を決定する。全ての分類についての処理が完了すると、通信制御部２２は、ブロック１１４で、どのグループに所属しない未処理の端末があるか否かを判定し、未処理の端末がない場合、処理は終了し、未処理の端末がある場合、通信制御部２２は、ブロック１１６で、分類条件が変更可能か否かを判定する。分類条件の変更とは、より多くの端末がいずれかのグループに属するように分類条件を緩やかにすることであり、変更が可能でない場合、処理は終了する。変更が可能な場合、通信制御部２２は、ブロック１１８で、分類条件を変更して、ブロック１０６からの処理を再び実行する。

図９を参照して、端末の組み合わせ処理（ブロック１１０）を説明する。ブロック１３２で、通信制御部２２は、候補となるグループに含まれる端末を未処理端末リストに追加する。ブロック１３４で、通信制御部２２は、あるグループについて、特性情報を確認し、ブロック１３６で、特性情報が所定の条件を満たすか否かを確認する。満たす場合、ブロック１４２で、通信制御部２２は、そのグループを「送信可」とマークし、満たさない場合、ブロック１３８で、通信制御部２２は、そのグループを「確認済み」とマークし、処理をブロック１５２に進める。

ブロック１４２の次に、ブロック１４４で、通信制御部２２は、グループ内の端末の特性情報の類似度に基づいて、そのグループに優先度を付与する。ブロック１４８で、通信制御部２２は、その対象グループに含まれる端末を未処理端末リストから削除する。

通信制御部２２は、ブロック１５２で、未確認の次のグループを探し、ブロック１５４で、未確認のグループがあるか否かを判定する。未確認のグループがある場合、ブロック１３４の処理に戻り、有る場合、ブロック１５６で、通信制御部２２は、「送信可」とマークされたグループのうち、端末が重複せず、優先度が高いものからグループとして決定する。

第１実施形態の変形例
主制御部１２から無線Ｉ／Ｆ２０に通知した特性情報が、無線通信装置１０と端末６との間の無線通信路の特性から大きく異なる場合が生じうる。例えば、特性情報としてスループットを用いる場合、通知されたスループットが１Ｍｂｐｓであるのに対して無線通信路のリンク速度が１００Ｍｂｐｓ以上である状況が考えられる。このような場合、グルーピング処理、再構成処理およびスケジューリング処理の過程でＭＵ−ＭＩＭＯの割り当てストリーム数を削減しても良い。同様に、端末がサポート可能であれば割り当てストリーム数を増やしても良い。

実施形態として、特性情報を用いたグループ分けをＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯのグループ分けに適用する場合が説明された。しかし、実施形態は、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯに限定されず、複数の端末に同時に通信をする可能性がある他の多重化方式にも適用できる。具体的には、ＯＦＤＭＡにおけるキャリアを共有する端末のグループ割り当てにも実施形態を適用できる。ＯＦＤＭＡにおいても、上記の変形例と同様に、特性情報に応じてサブキャリアの本数を変更できる。

なお、ＭＵ−ＭＩＭＯとＯＦＤＭＡを同時に用いる場合には、それぞれのグループ決定について実施形態がそれぞれ適用可能である。

第１実施形態のまとめ
上述したように、第１施形態によれば、送信先の端末が行う通信の特性情報を主制御部１２から無線Ｉ／Ｆ２０に通知し、無線Ｉ／Ｆ２０はその特性情報に基づいて同時送信宛先となる端末のグループを構成する。これにより、通信効率を改善するように同時にフレームを送信するグループを適切に構成できるとともに、グルーピング処理に関する無線Ｉ／Ｆ２０の処理負荷を低減できる。また、同時に送信する可能性が高い端末同士をグループ化することができるので、送信フレームが不足する状況を抑制できるため、システムスループットの向上が期待できる。

以下、他の実施形態を説明する。以下の説明において、第１実施形態と同じ部分は同じ参照数字を付してその詳細な省略する。

第２実施形態
第２実施形態の無線通信装置１０Ａの一例のブロック図を図１０に示す。図１に示した第１実施形態の無線通信装置１０との違いは、大容量のストレージ１８を具備する点である。ストレージ１８はＳＳＤやＨＤＤなどで構成され、メモリ１６よりも大きな容量のデータを保存できる。

第２実施形態における無線通信装置１０Ａは端末６へ提供するデータをストレージ１８に格納することができ、端末６からのデータ送信要求に応じてストレージ１８から読み出してユーザに送信することができる。なお、格納しているデータはオリジナルのデータであってもよいし、有線ＬＡＮ８から受信したデータ（複製データ）であっても良い。端末６からのデータ送信要求は、無線通信装置１０Ａの主制御部１２によって直接受信しても良いし、他のサーバに向かう通信を主制御部１２が横取りすることによって強制的に受信しても良い。後者の場合、無線通信装置１０Ａはいわゆるインターセプト型プロキシとして動作することになる。

第２実施形態の無線通信装置１０Ａにおける基本的な動作は、第１実施形態の無線通信装置１０と同じである。ただし、異なる部分が２つある。１つ目は、主制御部１２が無線Ｉ／Ｆ２０へ通知する特性情報に、送信するデータのソース（起源）を含めることができることである。具体的には、図２、図３の送信指示が、ストレージ１８に蓄積されたデータを送信するフレームの送信指示（ソースとしてローカルを通知する）であるか、有線ＬＡＮ８上の通信相手から送信されたフレームの送信指示（ソースとしてネットワークを通知する）であるかを識別することができることである。２つ目は、当該通知に基づく無線Ｉ／Ｆ２０の処理である。グループ分けを行う際の基本的な判断基準は第１実施形態と同じであり、通知された特性が類似するもの同士が同一のグループとなる。本実施形態においては、類似性を考慮する際に送信するデータのソースも加味される点が異なる。

一般に、ネットワークを介して情報を送受信する際のスループットやフレーム受信間隔は、様々な要因により変動する。そのため、無線通信装置１０Ａはメモリ２６内のキューに送信データをバッファすることでこれらの変動を吸収する。これは無線ＬＡＮアクセスポイントでも同様であるが、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯやＯＦＤＭＡなど複数の端末に対して同時に送信を行う実施形態の場合には、その変動が送信処理の動作やシステムスループットに影響を与える。

第１実施形態で述べたように、ＤＬ−ＭＵ−ＭＩＭＯを利用する際は、事前に同時送信グループを決定する必要がある。しかし、ネットワークの変動により送信対象となるフレームが無線通信装置１０Ａに到達していない状況が発生しうる。その結果、別のグループに対する送信を優先したり、キューにフレームが到着するのを待機したりするなどの悪影響が出る可能性がある。これはＯＦＤＭＡで多重化する場合にも同様である。

これに対して、第２実施形態によれば、無線通信装置１０Ａの内部にあるストレージ１８からデータを送信する場合、送信対象となるフレームが無線通信装置に到達していない状況が生じ得ないので、情報が送信できる状態になるまで待機することがなく、通信に対する悪影響が出る可能性が非常に少ない。すなわち、内部ストレージ１８からデータを送信する際は、安定的にフレームを生成して送信できる可能性が高いと言える。第２実施形態において、送信データのソースの情報をグループ構成の判断に用いることで、安定的に送信できる可能性が高い端末を同じグループにまとめることができる。その結果、事前にグループを決めた際に期待した通信が行われる可能性が高くなり、フレームを送信するごとのスケジューリングに要する負荷が抑えられる。また、送信に必要なタイミングで送信データが供給されている可能性が高いため、情報が送信できる状態になるまで待機することがなく、システムスループットの低下も避けることができる。

送信データのソースとしてローカルとネットワークの２種類を述べたが、必ずしもこれらの２つに限定されない。例えば、ネットワークを複数、例えば同一ＬＡＮ、イントラネット、インターネットのように細分しても良い。ソースの情報を細かく定義してグループ分けを行うことで、変動の影響をさらに受けにくくなる。

第２実施形態ではストレージ１８からの送信を表現するために情報のソースを用いたが、ソースの代わりにスループット／フレーム間隔のジッタを用い、その大小で類似性を表現すれば、同様の処理は可能である。一般的に、ネットワークからのデータの送信時の方がジッタが大きい。

第２実施形態のまとめ
上述したように、第２実施形態によれば、主制御部１２が無線Ｉ／Ｆ２０に通知する特性情報に端末６に送信するデータのソースも含めることにより、無線Ｉ／Ｆ２０は、データのソースも考慮したグループの構成・再構成を行う。これにより、第１実施形態に比べて、通信効率をさらに改善するように同時にフレームを送信するグループを適切に構成できるとともに、グルーピング処理に関する無線Ｉ／Ｆ２０の処理負荷をさらに低減できる。また、同時に送信する可能性が高い端末同士をグループ化することができるので、送信フレームが不足する状況を抑制できるため、システムスループットのさらなる向上が期待できる。

第３実施形態
第１および第２実施形態では、ＭＵ−ＭＩＭＯやＯＦＤＭＡといった同時に情報を送信する際のグループ分けについて、特性情報に基づくことで無線Ｉ／Ｆ２０の処理負荷を下げる方法を示した。第３実施形態では、通信制御部２２で行うスケジューリングに特性情報を利用することを説明する。無線通信装置１０の構成は図１、または図１０と同じでもよい。

図１１はメモリ２６に実装されているキューの模式図である。キューからの送信は通知された特性情報を利用するスケジューラによって管理される。スケジューラは、例えば、通信制御部２４に実装されている。例えば、特性情報がフレーム間隔の場合、図１１（ａ）に示すように、その間隔と同じタイミングもしくはその整数倍のタイミングでスケジューラが実行されるようにタイマーが管理される。図１１では、例えば４台の端末６_１〜６_４が管理されており、それぞれ異なるタイマー間隔で送信処理が実行される。端末６_２および端末６_４はフレーム間隔の整数倍で送信処理が実行されるように設定されている。スループットが高くフレーム間隔が短い通信の場合、フレーム間隔で送信処理が頻繁に実行されると、効率が低下するからである。この際、複数の送信フレームをアグリゲーションすることで、更なる効率の向上が期待できる。

図１１は各キューに対して個別のタイマーを備える場合を示しているが、タイマー数に制限がある場合、特性情報（例えば、フレーム間隔）が類似する複数の端末をひとつのタイマーで管理してもよい。

図１１（ｂ）に示すように、タイマーの代わりにキュー長に関する閾値を設け、その閾値に達した場合にスケジューラが実行されるにしても良い。閾値は特性情報として通知されたスループットやフレーム間隔から算出できる。例えば、スループットが高い場合やフレーム間隔が小さい場合、閾値を大きくしてフレームアグリゲーションを促したうえでスケジューラが実行される。逆に、スループットが低い場合やフレーム間隔が大きい場合、次のフレームを待つことなくスケジューラが実行される。図１１（ｂ）の三角形が閾値を表す。閾値は図の右側になるほど小さい。

また、第２実施形態のように特性情報としてフレームのソースに関する情報が利用できる場合には、その情報を利用してタイマーや閾値を設定してもよい。ソースがローカルの場合、キューに蓄える必要が無いことからタイマーは短く、閾値は小さく設定することができる。ソースがネットワークの場合、その逆にタイマーは長く、閾値は大きく設定することができる。さらに、第１実施形態で説明したスループットやフレーム間隔等の特性と、ソースとの組み合わせで複数の設定値を設けても良い。例えばスループットの大小と、ソースの組み合わせ（スループット大／ローカル、スループット大／ネットワーク、スループット小／ローカル、スループット小／ネットワーク）に対して各々異なる値を設けても良い。いずれの場合も無線通信装置１０と端末６との間の無線環境を考慮してもよい。データサイズが同じであっても無線環境に応じて利用できる符号に基づき送信時間が異なるため、キューに蓄えるべきフレーム量が変化するからである。

さらに、これらタイマーや閾値を設定する方法は、無線通信装置１０を利用するネットワークの運用形態に依存する。そのため、特性情報と設定値は一意には決定できない。

第３実施形態まとめ
上述したように、第３実施形態によれば、主制御部１２から無線Ｉ／Ｆ２０に特性情報を通知し、無線Ｉ／Ｆ２０はそれを送信スケジューリングに利用する。これにより、スケジューラはフレームが蓄積しやすいキューから順番に送信処理を行うことができ、送信すべきフレームが無い状態で送信処理が実行される可能性が減り、無駄な処理が少なくなって通信制御部２２の処理が効率的になる。

第４実施形態
第１〜第３実施形態で述べたように、主制御部１２から無線Ｉ／Ｆ２０に特性情報を通知することにより、システムスループットの減少を招きにくい同時送信グループを作ることができる。しかしながら、通信環境の大きな変動の影響で送信対象のフレームが準備できない状況が生じうる。第４実施形態では、第１もしくは第２実施形態で述べた同時送信を行うグループの構成に対して、第３実施形態で述べた送信処理の実行タイミングを加える場合について説明する。図４実施形態の構成は、図１または図１０と同じである。

図１２（ａ）に示すように、５つの端末６_１〜６_５が無線通信装置１０に接続されているとする。無線通信装置１０は各端末が行う通信の特性情報を把握しており、第１もしくは第２実施形態に従ってグループ分けがなされているとする。すなわち、端末６_１〜６_３がグループ１に、端末６_４、６_５がグループ２とされている。この状態では、各グループにおける送信フレームの蓄積されやすさを考慮した送信処理のスケジューリングは実現されていない。例えば、単純なラウンドロビン方式によってスケジューリングを実行すると、送信フレームが準備できていないタイミングで送信処理が実行される可能性がある。

これに対して、第３実施形態で述べた送信処理の実行タイミングを制御する仕組みを追加する。すなわち、グループ構成後、そのグループ内の各端末向けの送信キューに対して、キュー長に対する閾値を設け、それらがすべて満たされた場合に送信処理を実行するようにする。グループ１の各端末６_１〜６_３に向けて送信されるフレームは、無線通信装置１０内のストレージ１８から読み出されるデータである。よって、スムーズに送信処理が行えるため、図１２（ｂ）に示すように、小さい閾値を設定する。図１２（ｂ）の三角形が閾値を表す。閾値は図の右側になるほど小さい。一方、グループ２の各端末６_４〜６_５はネットワークを介して受信したフレームを送信するため、大きい閾値を設定して、なるべく多くのフレームが蓄積された状態で無線ネットワークへの送信をスケジューリングするよう設定する。閾値に限らず、第３実施形態で説明したように、タイマーの設定時間を調整することによりスケジューリングを制御してもよい。

第４実施形態まとめ
上述したように、第４実施形態によれば、無線Ｉ／Ｆ２０は特性情報に基づいて、同時に送信可能なグループを構成し、さらに特性情報に応じて送信処理のスケジューリングを制御する。これにより送信可能なフレームが不足しているグループに対する送信処理の発生を抑制でき、システムスループットの低下を抑制できる。また、情報が不足する可能性が小さくなるため、余計な処理が発生せずに通信制御部２２の動作を効率化できる。

第５実施形態
上述した実施形態では、無線通信装置１０の主制御部１２から無線Ｉ／Ｆ２０の通信制御部２２に対して無線通信の特徴を示す特性情報が通知されている。第５実施形態では無線Ｉ／Ｆ２０から主制御部１２に向けて無線通信の状況を通知する機能を実現する。

第５実施形態の構成は図１、または図１０と同じである。ただし、第５実施形態はフレーム用バッファが必要であり、ストレージ１８を含まない図１の場合、フレームをメモリ１６内に蓄積する仕組みが必要となる。ストレージ１８を含む図１０の場合、ストレージ１８の一部をフレーム用バッファとして利用すればよい。

図１３、図１４を参照して、第５実施形態の無線通信装置１０Ａの動作を説明する。図１３は、有線ＬＡＮ８からフレームを受信して無線ＬＡＮへ転送する無線通信装置１０の動作に関するシーケンス図、図１４は無線Ｉ／Ｆ２０の送信動作に関するシーケンス図である。このシーケンス図は、第５実施形態の構成は、図１０の第２実施形態の構成である前提である。

送信処理とは別に無線Ｉ／Ｆ２０にて端末のグルーピング処理が行われている。グループが再構成されると、図１３に示すように、無線Ｉ／Ｆ２０はグループ更新通知を主制御部１２に送信する。この通知にはグループの識別子、グループに含まれる端末の識別子、各端末の通信レート（もしくは、それと同等の情報、例えばＭＣＳ(Modulation and Coding Scheme)値）が含まれる。主制御部１２はこの情報に基づいて同時送信サイズを更新する。この情報はメモリ１６に格納されており、同時送信の対象となる端末と同時送信で必要になるデータのサイズを対応づけて管理しておく。なお、様々なサイズに対応できるようにするため複数のフレームサイズを保存してもよいし、何らかの計算式と対応づけて保存しておいてもよい。いずれせよ、決定された同時送信の各グループについて、少なくとも１つの端末に対する送信フレームが決定した際に、同時送信する他の端末に必要となるフレームのサイズが決定できる情報をメモリ１６上に構築する。

一連の同時送信サイズ情報の更新とは独立に、有線Ｉ／Ｆ１４が無線ＬＡＮへ転送すべきフレームを受信すると、図２の第１実施形態と同様に、受信フレームはメモリ１６に格納される。その後、有線Ｉ／Ｆ１４から主制御部１２に対してフレームを受信したことが通知される。主制御部１２は、メモリ１６内のフレームに対して、転送に必要な種々の処理を施す。

その後、主制御部１２は、メモリ１６に格納しておいたグループ毎の同時送信サイズ情報を参照し、同時送信の対象となる端末およびその端末宛に必要となる送信フレームサイズを特定する。送信サイズを特定すると、主制御部１２は、そのサイズのフレームデータをストレージ１８から読み出し、メモリ１６に格納したうえで無線ネットワークへ転送するための処理（フレームの生成など）を行う。主制御部１２は、同時に送信する別の端末があるか否かを判定し、別の端末がある場合、同じ処理を複数回繰り返す。最終的に、主制御部１２は、同時に送信する全ての端末に対して転送処理を行ったら、無線Ｉ／Ｆ２０に対して送信指示を出す。

送信指示を受けた無線Ｉ／Ｆ２０は、同時送信する全ての端末に対してフレームが揃った状態で送信指示を受け取ることになる。図１４に示すように、通信制御部２２および無線通信部２４が、図３と同様に、スケジューリング、前処理を行い、フレームを無線通信に適した形に変換して、電波として送信する。なお、図３に示したグループ再構成処理は、図１４の処理とは独立して別個に行われるので、図１４には示していない。

なお、図１３の説明では、有線ＬＡＮ８から無線ＬＡＮに転送すべきフレームを受信したことをきっかけとして、同一グループに設定された他の端末に対応するデータをストレージ１８から読み出している。しかし、転送すべきフレームは必ずしも有線ＬＡＮ８から受信するフレームである必要は無い。ストレージ１８からフレームを読み出すことを契機として処理が始まってもよい。ただし、データの転送先の端末が複数ある場合、ストレージ１８から読み出したデータだけではすべての端末に対するデータを揃えることができない可能性がある。

これに対する解決方法は二つある。第一の方法は、有線ＬＡＮ８から受信したフレームをメモリ１６にてバッファしておく方法である。端末６へ転送すべきデータが追加的に必要になった場合、メモリ１６からフレームを読み出し、無線Ｉ／Ｆ２０に送信することにより、ストレージ１８からフレームを読み出した場合と同様に処理することができる。メモリ１６に必要なバッファサイズは個々の通信に依存する。ただし、ＡＣＫの有無により無線通信装置１０でバッファできる情報の量が変化するプロトコルの場合、プロトコルの規定を超えてバッファすることはできない。第二の方法は、有線ＬＡＮ８から受信したフレームが必要となる端末を１台に限定するようにグループを決定する方法である。グループの決定に際して、第２実施形態で述べたように主制御部１２から特性情報としてソースに関する情報を伝えることにより、第二の方法は実現できる。

第５実施形態まとめ
上述したように、第５実施形態によれば、無線Ｉ／Ｆ２０から主制御部１２へ同時送信に必要なサイズを計算するのに必要な情報を通知する仕組みを設け、指定された長さの情報をストレージ１８から読み出して送信するようにした。ストレージ１８からの読み出しはネットワークの影響を受けずにスムーズに実行できるため、不確定な動作が発生しない。結果として通信制御部２２での無駄な処理が削減でき、処理の効率が高まる。また、同時送信するグループにおいてフレームの不足を抑制できるため、システムスループットの向上が期待できる。

第６実施形態
第５実施形態では、無線Ｉ／Ｆ２０が決定した同時送信グループで最も効果的にフレームを送信するために必要な情報を主制御部１２に通知するようにした。一方、第６実施形態では、送信時にフレームの不足が生じた場合、その旨を無線Ｉ／Ｆ２０が主制御部１２にフィードバックする方法を説明する。端末の移動などにより環境は変化するため、グループを決定した時とは異なる方法で通信を行う可能性がある。その結果、第５実施形態の方法を用いて事前に主制御部１２に必要な情報を伝えていたとしても、送信フレームの過不足が生じる場合がある。グループの再構成処理が行われた場合には第５実施形態の手法で対応できるが、グループの再構成処理が行われない場合には本実施形態の方法で対応する。

本実施形態のブロック図は第２実施形態と同じである。図１５に第６実施形態の無線通信装置１０Ａの動作シーケンスを示す。このシーケンスは、主制御部１２が無線Ｉ／Ｆ２０に送信指示を発行した後の動作を示す。無線Ｉ／Ｆ２０は指示された情報を送信するが、グループ決定時とは異なる送信、例えば異なる送信レートの送信を行った場合、主制御部１２に対してその旨のフィードバックを返す。このフィードバックは、対象となった端末の識別子と、変更された送信レートを含む。これを受け、主制御部１２はメモリ１６に保存されている同時送信サイズ情報を更新する。以後、更新されたサイズ情報を用いて、第５実施形態と同様の処理を行うことで効率的な送信処理を継続することができる。

図１５の例では、ストレージ１８からデータを送信するイベントが発生したと仮定している。例えば、コンテンツ送信プログラムが取得要求に応える形で送信を行っている場合がこの例に相当する。主制御部１２は、イベントで送信が通知された端末に対して、その端末と同時に送信する端末の有無とフィードバックを受けて更新された情報のサイズを取得し、それを用いて複数のデータを読み出して転送処理を行った後、無線Ｉ／Ｆ２０に対して送信指示を出す。

第６実施形態まとめ
上述したように、第６実施形態によれば、無線Ｉ／Ｆ２０内で通信レートが変化した場合、その情報を無線Ｉ／Ｆ２０が主制御部１２に通知することにより、適切なサイズでの送信処理が継続できるようになる。

第７実施形態
第５、第６実施形態では、同時送信サイズを算出するための通信レート等の情報が無線Ｉ／Ｆ２０から主制御部１２へ通知されている。同時送信処理が発生した際、どの端末に向かうどのデータがどれくらい不足するかは送信処理を行うまでわからないため、無線Ｉ／Ｆ２０は同時送信サイズ算出のための情報を提供する。主制御部１２は、この情報に基づいて、実際に複数の端末宛てのデータを、同じ時間だけ占有して同時に送信するための同時送信サイズを算出する。

第７実施形態は第５もしくは第６実施形態の変形例である。先の２つの実施形態では、主制御部１２は、無線Ｉ／Ｆ２０からの通知を受けて、その通知以降に行われる送信処理に必要なデータサイズを変更していた。第７実施形態では、無線Ｉ／Ｆ２０にて送信データの不足を検出したら送信処理を保留し、主制御部１２にその旨を通知する。主制御部１２は、通知がデータの不足に関する情報であった場合、通知に基づいて不足するサイズのデータを即座に無線Ｉ／Ｆ２０へ供給する。

第７実施形態のブロック図は第1もしくは第２実施形態と同じである。第２実施形態と同じ構成の場合、不足するデータはストレージ１８から読み出されるが、第1実施形態と同じ構成の場合、ストレージ１８が無いので、不足するデータはメモリ１６から読み出される。

図１６は第２実施形態のブロック図を用いる場合の第７実施形態のシーケンス図である。主制御部１２からの送信指示により無線Ｉ／Ｆ２０が送信処理を実行する。無線Ｉ／Ｆ２０は、無線環境が変化しており当初とは異なる空間占有時間となる端末があることを認識する。これを受け、無線Ｉ／Ｆ２０は主制御部１２に対して占有時間の変更による不足するサイズのデータを要求する。主制御部１２は要求された端末向けの情報をメモリ１６もしくはストレージ１８から読み出し、転送処理を施した後、無線Ｉ／Ｆ２０に通知する。無線Ｉ／Ｆ２０は追加された情報を含めて同時に送信できる状態に変換し、端末６へ送信する。

図１７は、上記処理において同時に送信する無線フレームの構成を模式的に示したものである。当初端末Ａ、Ｂ、Ｃによってグループを構成した際には、図１７（ａ）に示すように、端末Ａ、Ｂ、Ｃについて同じ空間占有時間で送信できる同時送信サイズが決まっていたとする。しかし、端末ＡとＣに対する電波状況が変化し、主制御部１２に通知していたサイズを送信するためにはより長い時間が必要になったとする。端末Ａよりも端末Ｃが長い時間が必要になったとする。そのため、主制御部１２から送信依頼されたサイズでは、図１７（ｂ）に示すように、端末Ａ、Ｂについて不足する部分（斜線部）が生じる。これを認識した通信制御部２２は、主制御部１２に対して不足サイズを通知し、不足している情報の送信を要求する。図１７（ｂ）の場合、端末Ａに対する不足分と、端末Ｂに対する不足分を要求する。両端末に対する情報が追加で取得できれば、最終的には、同時送信フレームは図１７（ｃ）に示すように再構成される。不足分である端末Ａと端末Ｂの追加の情報が得られなかった場合は、デリミタ等の冗長な情報をパディングしてフレームの空間占有時間を揃えてフレームを送信してもよい。

第７実施形態まとめ
複数の端末へ複数の無線フレームを同時に送信する際に、複数の無線フレームの空間占有時間が不揃いになり、グループ内の他の端末へ送信される無線フレームに比べて空間占有時間が短い無線フレームが生じて、送信するデータが不足する端末が生じることがある。上述したように、第７実施形態によれば、無線Ｉ／Ｆ２０は不足分のデータの送信を主制御部１２に要求する。主制御部１２はそのデータをメモリ１６あるいはストレージ１８から読み込だして無線Ｉ／Ｆ２０に供給する。これにより、通信レートが変化した場合でも、当初決めた同時送信サイズでの送信処理が継続できるので、通信制御部２２はより確実に同時送信が行えるようになる。また、キューとして使用するメモリ２６のサイズを小さくできる。

本実施形態の処理はコンピュータプログラムによって実現することができるので、このコンピュータプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を通じてこのコンピュータプログラムをコンピュータにインストールして実行するだけで、本実施形態と同様の効果を容易に実現することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

６…端末、８…有線ＬＡＮ、１０…無線通信装置、１２…主制御部、１６…メモリ、１８…ストレージ、２０…無線Ｉ／Ｆ、２２…通信制御部、２４…無線通信部、３０…アンテナ。

Claims (13)

1. 無線ネットワークに接続される無線通信手段と、
   前記無線通信手段を制御する制御手段と、を具備する無線通信装置であって、
   前記制御手段は、前記無線ネットワークの通信に関する特性情報を前記無線通信手段に通知し、
   前記無線通信手段は、前記特性情報に基づいて複数の信号を前記無線ネットワークへ同時に送信する無線通信装置。
2. 前記特性情報は、前記無線ネットワークに接続される端末との間で交換する情報の送受信を特徴づける指標を示す請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記無線通信手段は、多数の端末の中から前記特性情報に基づいて選択された複数の端末へ前記複数の信号を同時に送信する請求項２記載の無線通信装置。
4. 前記特性情報は、前記無線通信手段が前記無線ネットワークへ同時に送信する前記複数の信号のサイズもしくは当該サイズを算出するに必要な情報を示す請求項１記載の無線通信装置。
5. 前記特性情報が示すサイズは、前記無線通信手段が前記無線ネットワークへ同時に送信する前記複数の信号の送信時間を同じとするためのデータ量である請求項４記載の無線通信装置。
6. 前記特性情報は前記通信のスループットとフレーム間隔の少なくとも１つを示す請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の無線通信装置。
7. 有線ネットワークから情報を受信する受信手段と、
   前記無線ネットワークに接続される端末へ送信する情報を記憶する記憶手段と、
   をさらに具備し、
   前記特性情報は、前記無線ネットワークへ送信される情報が前記記憶手段に記憶されている情報であるか、あるいは前記受信手段により前記有線ネットワークから受信される情報であるかをさらに示す請求項１〜請求項６のいずれか一項記載の無線通信装置。
8. 前記無線通信手段は、多数の端末を前記特性情報に基づいて任意の複数の端末からなる複数のグループに分け、複数のグループへの送信順番を前記特性情報に基づいて決定する請求項１〜請求項７のいずれか一項記載の無線通信装置。
9. 前記無線通信手段は、前記グループの一つに属する複数の端末へ同時に送信する複数の信号のサイズもしくは当該サイズを算出するに必要な情報を前記制御手段へ通知する請求項８記載の無線通信装置。
10. 前記制御手段は、前記無線通信手段から通知されたサイズに基づいたサイズもしくは前記無線通信手段から通知された前記情報に基づいて算出されたサイズの情報を次回の無線通信時に前記無線通信手段を介して送信する請求項９記載の無線通信装置。
11. 前記制御手段は、前記無線通信手段から通知されたサイズに基づいて追加送信する信号を前記無線通信手段へ供給し、
    前記無線通信手段は、前記無線ネットワークへ同時に送信される複数の信号を前記追加送信する信号に基づいて再構成する請求項１０記載の無線通信装置。
12. 無線ネットワークに接続される無線通信手段と、前記無線通信手段を制御する制御手段とを具備する無線通信装置における無線通信方法であって、
    前記制御手段は、前記無線ネットワークの通信に関する特性情報を前記無線通信手段に通知し、
    前記無線通信手段は、前記特性情報に基づいて複数の信号を前記無線ネットワークへ同時に送信する無線通信方法。
13. コンピュータにより実行されるプログラムであって、前記コンピュータは、無線ネットワークに接続される無線通信手段と、前記無線通信手段を制御する制御手段とを具備する無線通信装置を制御するものであり、前記プログラムは、
    前記無線ネットワークの通信に関する特性情報を前記制御手段から前記無線通信手段へ通知することと、
    前記特性情報に基づいて複数の信号を前記無線通信手段から前記無線ネットワークへ同時に送信すること、
    を実行させるものであるプログラム。

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