JP4792803B2 - 無線ｌａｎ接続装置およびパケット長制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）によるＩＰ電話などの実時間信号の高品質伝送に係り、特に、伝送路の負荷が大きくなった場合にパケット長を長くして単位時間に伝送されるパケット数を減少して伝送効率を向上することにより、過負荷に由る伝送誤りや伝送遅延を抑圧する無線ＬＡＮ接続装置およびパケット長制御方法制御方法に関する。

近年、コンピュータ通信ネットワークの一つとして、無線ＬＡＮシステムが普及し、オフィス、家庭、市街地（例えば、駅、空港、ファーストフード店）等において、盛んに利用されている。周知のように、このような無線ＬＡＮシステムでは、アクセスポイントと呼ばれる無線ＬＡＮ接続装置と無線ＬＡＮ端末間で無線通信を行う。そして、多くの無線ＬＡＮは、データリンク層のプロトコルとして、国際標準の一つであるＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１が用いられ、また、ネットワーク層のプロトコルとして、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が用いられている。

そして、このような無線ＬＡＮシステムを用いて、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）をベースとしたＩＰ電話を行うことが行われているが、違和感なく音声通話を行うためには実時間通信の保証が必要となり、伝送誤りや、伝送路の混雑による伝送遅延を防止する必要がある。

無線ＬＡＮでは、一般に、音声などのデータ本体の前に、無線のヘッダ、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰやＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰのＩＰヘッダや、必要に応じて実時間伝送を保証するためのＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダ（以下、これらを総称して「ＩＰヘッダ類」という。）が必要であり、データ本体の後には、伝送誤りを検出するためのＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）と呼ばれるパリティ信号が付与される。

さらに、無線ＬＡＮでは、無線信号を共通の空間を用いて互いに伝送するため、無線信号が衝突して誤りを発生させないように、予め定めた乱数と一定期間無線が伝達されない期間とを比較し、無線信号が伝送されない期間が長い場合のみ、アクセスポイントや無線ＬＡＮ端末が無線信号を送出できるようにした、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｃｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式が用いられる。そして、このＣＳＭＡ／ＣＡを用いるためには、ＩＰパケットとＩＰパケットとの間にＩＰパケットが無線上で衝突するのを防止するためのフレーム間ギャップを設ける必要がある。

このように、ＩＰパケットの無線ヘッダ、ＩＰヘッダ類、パリティ信号、パケット間のギャップ時間は、各々音声符号化データの送信に必要ではあるが、直接には音声符号化データの送信には寄与せず、無効な信号とも言える。これらの無効信号時間の総和は、音声用の無線ＬＡＮでしばしば使われるＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格では、およそ６０６μｓに相当する。

それに対して音声符号化信号は、周知のように６４ｋｂｉｓ／ｓ程度と伝送速度が遅く、かつ実時間信号のために遅延時間を抑圧するために、例えば２０ｍｓと言う短い時間間隔で音声パケットが生成される。すなわち、上記の伝送速度（６４ｋｂｉｓ／ｓ）の音声符号化データを、パケット化間隔（２０ｍｓ）で伝送する場合、一つのＩＰパケット内の音声符号化データ長は６４ｋｂｉｓ／ｓ×２０ｍｓ＝１２８０ｂｉｔ＝１６０Ｂｙｔｅである。例えば、上記のＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格では、データの伝送速度は１１Ｍｂｉｓ／ｓであるため、上記１６０Ｂｙｔｅとなる音声符号化データの伝搬時間は、１１６μｓに相当し、音声符号化データの約５．２倍の無効時間が存在し、転送効率が良くないという課題がある。

この課題を解決する手段として、特許文献１には、外部からの音声信号を宛先別に振り分け、これを合成してカプセル化し、さらに大きなＩＰパケットとして伝送し、伝送路の混雑による伝送遅延を防止する技術が開示されている。
特開２００４−１２８６０３号公報

この従来技術によれば、各ＩＰパケット毎に必要とされたＭＡＣアドレス、無線ヘッダやギャップを纏めて１個にしているため伝送効率を向上できるが、次の課題が存在する。
（１）無線ＬＡＮ端末は、上記したカプセル化された大きなＩＰパケットを受信する必要があり、アクセスポイントのみならず、無線ＬＡＮ端末側も、アクセスポイントに対応した特殊な構成を採用する必要がある。
（２）カプセル化されたＩＰパケットに複数の同一ＩＰヘッダ類が格納されており不要なデータが存在し、伝送効率を低下させる。

従って、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ＩＰパケットを分解してＩＰヘッダ類も一度削除し、音声符号化データを統合し、最後にＩＰヘッダ類を付与してＩＰパケットを再度構成することにより、標準の無線ＬＡＮ端末でも受信可能なＩＰパケットを構成し、かつ、重複するＩＰヘッダ類を１個にすることで、伝送効率をさらに向上させる無線ＬＡＮ接続装置およびパケット長制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る無線ＬＡＮ接続装置は、音声を符号化・復号化する手段、符号化した音声符号化データをパケット化して伝送路に出力する手段、伝送路から受信したパケットから音声符号化データを取得する手段及び取得した音声符号化データを復号化して元の音声信号を再生する手段を有する音声端末と通信する無線ＬＡＮ接続装置において、上記伝送路の負荷を測定する手段と、上記伝送路の負荷に応じて上記音声端末とやりとりする上記音声符号化データのパケット長を変更する手段とを備えたことを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明に係るパケット長制御方法は、音声を符号化・復号化する手段、符号化した音声符号化データをパケット化して伝送路に出力する手段、伝送路から受信したパケットから音声符号化データを取得する手段及び取得した音声符号化データを復号化して元の音声信号を再生する手段を有する音声端末と通信する無線ＬＡＮ接続装置に適用される実時間信号のパケット長制御方法において、上記伝送路の負荷を測定するステップと、上記伝送路の負荷に応じて上記音声端末とやりとりする上記音声符号化データのパケット長を変更するステップとを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、伝送路の負荷が軽い場合は、短いパケットとすることで伝送遅延を抑圧でき、伝送路の負荷が重くなった場合のみ、伝送遅延は大きいが効率の良い、長いパケットに切替えることが可能となり、伝送誤りや、伝送路の混雑による伝送遅延を防止できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態が適用される無線ＬＡＮを含むコンピュータネットワークシステム構成を示すシステム構成図である。

図１において、このコンピュータネットワークシステムは、ＬＡＮ１とＬＡＮ２とがＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網５によって接続されている。ＬＡＮ１は、無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３、無線ＬＡＮ接続装置（以下「アクセスポイント」という。）２−１，２−２、パソコン４−１，４−２、及び、ルータ３−１によって構成されている。無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３は、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠して動作する無線ＬＡＮ通信機能を有する情報通信端末であって、例えば、パソコン等の情報処理装置、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の情報端末、又は、無線ＩＰ電話機等の電話端末であり、アクセスポイント２−１，２−２との間で無線ＬＡＮ通信を行う。なお、以下の説明においては、無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３は音声通信機能を有するものとして説明する。

アクセスポイント２−１，２−２は、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠して動作する無線ＬＡＮ通信機能とＩＥＥＥ８０２．３に準拠して動作するイーサネット（登録商標）等の有線ＬＡＮ通信機能を有し、無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３との間で無線ＬＡＮ通信を行い、また、ＬＡＮ１に接続される他の通信装置（パソコン４−１，４−２、及び、ルータ３−１等）とＩＰ通信（ＬＡＮ通信）を行うものである。

ルータ３−１はＬＡＮ１とＩＰ網５とに接続されており、ＬＡＮ１上に流れるＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケット及びＩＰ網５から得たＩＰパケットを監視し、このＩＰパケットのＩＰヘッダ情報（宛先ＩＰアドレス情報など）に基づきＩＰパケットをルーティング（交換）する通信装置である。即ち、ルータ３−１はＬＡＮ１上に流れるＩＰパケットがＩＰ網５側にルーティングすべきものであると判断した場合は、これをＩＰ網５側に送信し、また、ＩＰ網５から得たＩＰパケットがＬＡＮ１側にルーティングすべきものであると判断した場合には、これをＬＡＮ１側に送信する。

さらに、パソコン４−１，４−２は、通常の有線用のＬＡＮボードを有するものであり、ＬＡＮ１に接続されてＩＰパケットの送受信を行い、ＩＰ通信（ＬＡＮ通信）を行うものである。

ＬＡＮ２は、ＬＡＮ１と同様の構成であり、無線ＬＡＮ端末１−４，１−５，１−６、アクセスポイント２−３，２−４、パソコン４−３，４−４、及び、ルータ３−２によって構成されている。無線ＬＡＮ端末１−４，１−５，１−６は、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠して動作する無線ＬＡＮ通信機能を有する端末装置であって、パソコンやＰＤＡや無線ＩＰ電話装置等からなり、アクセスポイント２−３，２−４との間で無線ＬＡＮ通信を行う。なお、以下の説明においては、無線ＬＡＮ端末１−４，１−５，１−６は音声通信機能を有するものとして説明する。

アクセスポイント２−３，２−４は、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠して動作する無線ＬＡＮ通信機能とＩＥＥＥ８０２．３に準拠して動作するイーサネット（登録商標）等の有線ＬＡＮ通信機能とを有し、無線ＬＡＮ端末１−４，１−５，１−６との間で無線ＬＡＮ通信を行い、また、ＬＡＮ２に接続される他の通信装置（パソコン４−３，４−４、及び、ルータ３−２等）とＩＰ通信（ＬＡＮ通信）を行うものである。

ルータ３−２はＬＡＮ２とＩＰ網５とに接続されており、ＬＡＮ２上に流れるＩＰパケット及びＩＰ網５から得たＩＰパケットを監視し、このＩＰパケットのＩＰヘッダ情報（宛先ＩＰアドレス情報など）に基づきＩＰパケットをルーティング（交換）する通信装置である。即ち、ルータ３−２はＬＡＮ２上に流れるＩＰパケットがＩＰ網５側にルーティングすべきものであると判断した場合は、これをＩＰ網５側に送信し、また、ＩＰ網５から得たＩＰパケットがＬＡＮ２側にルーティングすべきものであると判断した場合は、これをＬＡＮ２側に送信する。

さらに、パソコン４−３，４−４は、通常の有線用ＬＡＮボードを有するものであり、ＬＡＮ１に接続されてＩＰパケットの送受信を行い、ＩＰ通信（ＬＡＮ通信）を行うものである。

以上の構成により、ＬＡＮ１側の無線ＬＡＮ端末１−１，１−１，１−３は、ＬＡＮ１側の他の無線ＬＡＮ端末やパソコン４−１，４−２とＩＰ通信を行い、また、ルータ３−１、ＩＰ網５、及び、ルータ３−２を経由して、ＬＡＮ２側の無線ＬＡＮ端末１−４，１−５，１−６やパソコン４−３，４−４とＩＰ通信を行うことを可能な構成としている。

同様に、ＬＡＮ２側の無線ＬＡＮ端末１−４，１−５，１−６は、ＬＡＮ２側の他の無線ＬＡＮ端末やパソコン４−３，４−４とＩＰ通信を行い、また、ルータ３−２、ＩＰ網５、及び、ルータ３−１を経由して、ＬＡＮ１側の無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３やパソコン４−１，４−２とＩＰ通信を行うことを可能な構成としている。

次に、本発明が適用されるアクセスポイントの構成について説明する。図２は、本発明が適用されるアクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４の内部構成を示すブロック構成図である。

アクセスポイントは、ルータ部２Ａと、無線部２Ｂとから構成される。無線部２Ｂは、アンテナ２１と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部２２と、ベースバンド部２３と、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）層処理部２４と、音声パケット統合部２７と、音声パケット分解部２８と、通信処理部２０と、プログラムメモリ２０−１と、ワークメモリ２０−２とを備える。

ＲＦ部２２と、ベースバンド部２３と、ＭＡＣ層処理部２４と、音声パケット統合部２７と、音声パケット分解部２８とは、バス２９を経由して通信処理部２０に接続される。そして、通信処理部２０は、プログラムメモリ２０−１内の制御プログラムや設定データに従い、ワークメモリ２０−２を使用しつつ、ＲＦ部２２と、ベースバンド部２３と、ＭＡＣ層処理部２４と音声パケット統合部２７と、音声パケット分解部２８とを含む無線部２Ｂ全体を制御する。

このような構成において、ルータ部２Ａはネットワーク（ＬＡＮ１又はＬＡＮ２）から受信したＩＰパケットのＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスや、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）又はＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダと実時間伝送を保証するためのＲＴＰヘッダを含むＩＰヘッダ類を参照して予め設定された規則に基づいて当該ＩＰパケットをルーティング（交換）するものである。

そして、ルータ部２Ａは、無線部２Ｂに送出すべきＩＰパケットを音声パケット統合部２７に送信する。また、無線部２Ｂからルータ部２Ａに送出される音声パケットは、音声パケット分解部２８から送出される。

音声パケット統合部２７は、ルータ部２Ａから受信した複数の音声パケットを分解してＩＰヘッダと音声符号化データとパリティ信号に分解し、通信処理部２０から指令された長さの音声符号化データに纏めてＩＰヘッダ類を再付与して音声パケット（ＩＰパケット）を再生成し、これをＭＡＣ層処理部２４に送出する。

また、音声パケット分解部２８は、ＭＡＣ層処理部２４から受信した音声パケットを分解し、これを通信処理部２０から指令された長さの音声符号化データにまとめてから、ＩＰヘッダ類を再付与して音声パケット（ＩＰパケット）を再生成し、これをルータ部２Ａに送出する。

ＭＡＣ層処理部２４は、無線ＬＡＮ規格であるＩＥＥＥ８０２．１１のデータリンク層の処理を行うものであり、フレーム制御信号やＭＡＣアドレスなどの無線ヘッダを付与し又は削除する。

ベースバンド部２３は、ＩＥＥＥ８０２．１１用にＭＡＣ処理されたＩＰパケットを副搬送波でベースバンド信号に変調し、又は、ベースバンド信号を副搬送波で復調し、元のＭＡＣ処理されたＩＰパケットに復元するものである。

ＲＦ部２２は、ベースバンド部２３から受信したベースバンド信号をＩＥＥＥ８０２．１１に従って、例えばＤＳ−ＳＳ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）方式やＦＨ−ＳＳ方式（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉｎｇ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）により規定される無線搬送無線周波数で変調してアンテナ２１経由で無線信号として送信させる。逆に、アンテナ２１から受信した無線信号から無線搬送周波数で復調して元のベースバンド信号に復元し、ベースバンド部２３に送信する。

以下、ＩＰパケットをネットワーク（ＬＡＮ１又はＬＡＮ２）からアンテナ２１経由で送信する場合の動作を説明する。

通信処理部２０は、単位時間に伝送される信号量などから伝送路の負荷量を計算し、音声パケット統合部２７で生成すべき音声符号化データ長を決定し、その結果を音声パケット統合部２７へ通知する。

音声パケット統合部２７は、ルータ部２Ａから受信した複数の音声パケットを、ＩＰヘッダ類、音声符号化データとパリティ信号に分解し格納する。次に、通信処理部２０から指令された長さよりも多い音声符号化データがバッファに格納されると、該音声符号化データから該データ長を切り出し、ＩＰヘッダ類やパリティ信号を付与して新しい音声パケットを再生成し、ＭＡＣ層処理部２４に通知する。

ＭＡＣ層処理部２４は、ネットワーク（ＬＡＮ１又はＬＡＮ２）からルータ部２Ａ経由で受信したＩＰパケットに対し、無線用のＩＥＥＥ８０２．１１に従う無線ヘッダを付与し、ベースバンド部２３に送信する。

ベースバンド部２３は、受信したＩＰパケットを、副搬送波で変調してベースバンド信号を生成しＲＦ部２２に送信する。そして、ＲＦ部２２は、ベースバンド部２３からのベースバンド信号を無線搬送周波数で変調し、アンテナ２１経由で無線信号として、無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６に向けて送信する。

次に、無線ＬＡＮ端末から無線信号を受信する場合の動作を説明する。アンテナ２１は、無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６から受信した無線信号をＲＦ部２２に送信する。

ＲＦ部２２は無線信号から無線搬送周波数で復調して元のベースバンド信号に復元し、ベースバンド部２３に送信する。ベースバンド部２３は、ベースバンド信号を副搬送波で復調し、ＭＡＣ層処理部２４に送信する。

ＭＡＣ層処理部２４は、ＩＰパケットのＭＡＣ層から、無線用のＩＥＥＥ８０２．１１に従って無線ヘッダを削除し、音声パケット分解部２８に送信する。

ここで、通信処理部２０は、ルータ部２Ａ経由で対向して通信する各々の音声端末ｉが受信できる音声パケット長Ｎｉを音声パケット分解部２８に通知する。そして、音声パケット分解部２８は、通信処理部２０から通知された音声符号化データ長Ｎｉに従って、音声端末ｉ向けの音声パケットをＩＰヘッダ類と音声符号化データとパリティに分解し、音声端末ｉ用のワークメモリに格納する。格納した音声符号化データが上記のデータ長Ｎｉよりも多い場合は、上記ＩＰヘッダ類のパケット長をＮｉに相当する値として、データ長がＮｉの音声符号化データを切り出し、さらにパリティ信号を付与して、新しい音声パケットを再生成し、ルータ部２Ａに送る。

すると、ルータ部２Ａは、受信したＩＰパケットのＩＰアドレスなどを用いて、例えばＩＥＥＥ８０２．３で規定されるイーサネット（登録商標）用のＭＡＣアドレスなどを付与して、ＬＡＮなどに転送する。

次に、本発明が適用される無線ＬＡＮ端末の構成について説明する。図３は、本発明が適用される無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６の内部構成を示すブロック構成図である。

図３において無線ＬＡＮ端末は、音声符号化部１Ａと無線部１Ｂとから構成される。無線部１Ｂは、アンテナ１１と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１２と、ベースバンド部１３と、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）層処理部１４と、上位層処理部１５と、端末インタフェース部１６と、通信処理部１０と、プログラムメモリ１０−１と、ワークメモリ１０−２とを備えている。

ＲＦ部１２と、ベースバンド１３と、ＭＡＣ層処理部１４と、上位層処理部１５と、端末インタフェース部１６は、バス１９を経由して通信処理部１０に接続されている。

通信処理部１０は、プログラムメモリ１０−１内の制御プログラムや設定データに従い、ワークメモリ１０−２を使用しつつ、ＲＦ部１２と、ベースバンド処理部１３と、ＭＡＣ層処理部１４と、上位層処理部１５と、端末インタフェース部１６とを含む無線部１Ｂ全体を制御している。通信処理部１０はアクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４と通信を行い、アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４が伝送路の負荷量から定める音声符号化データの長さＮを受信する。

音声符号化部１Ａは、ＩＰ電話機等の電話端末であり、電話端末から送られてきた音声信号を符号化して音声符号化データを生成し、端末インタフェース部１６に送信する。又は端末インタフェース部１６からの音声符号化データを復号化して元の音声信号に復元し電話端末に送信する。

無線部１Ｂにおいて、端末インタフェース部１６は、音声符号化部１Ａと無線部１Ｂと間を相互にデータや音声符号化データを転送するためのインタフェースに係る処理を行うものである。

上位層処理部１５は、ネットワーク層／トランスポート層に係るＩＰパケット処理を行い、ネットワーク層／トランスポート層間を伝送させるものであって、ＩＰアドレスやＴＣＰヘッダ又はＵＤＰヘッダや、実時間伝送を保証するためのＲＴＰヘッダなどのＩＰヘッダ類の付与・削除の処理を行うものである。該パケット化処理において、音声符号化データの長さＮを通信処理部１０により規定されると、音声符号化データを長さＮ毎にパケット化する。

ＭＡＣ層処理部１４は、データリンク層に係るＩＰパケット処理を行うもので、ＩＥＥＥ８０２．１１に従って、データや音声バケットデータが格納されたＩＰパケットを組立てし又は分解し、データリンク層間を伝送させるためにフレーム制御信号やＭＡＣアドレスなどの無線ヘッダの付与・削除するものである。

ベースバンド部１３は、ＭＡＣ処理されたＩＰパケットを、副搬送波で変調してベースバンド信号を生成し、又は、ベースバンド信号を副搬送波で復調して、元のＭＡＣ処理されたＩＰパケットに復元するものである。

ＲＦ部１２は、ベースバンド部１３から受信したベースバンド信号をＩＥＥＥ８０２．１１に従って無線搬送周波数でさらに変調し、アンテナ１１から無線信号として送信する。逆に、アンテナ１１から受信した無線信号を副搬送波で復調してベースバンド信号に復元し、ベースバンド部１３に送信するものである。

次に、音声符号化部１Ａが生成したデータや音声符号化データをアンテナ１１経由で送信する場合の動作を説明する。端末インタフェース部１６は、音声符号化部１Ａからのデータや音声符号化データを上位層処理部１５に送る。

上位層処理部１５は、通信処理部１０から通知された長さＮの音声符号化データ毎に、音声符号化部１Ａから伝送された音声符号化データに、ＩＰアドレス、ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダ、ＲＴＰヘッダなどのＩＰヘッダ類を付与してＩＰパケットを生成した後、ＭＡＣ層処理部１４に送信する。

ＭＡＣ層処理部１４は、上位層処理部１５から受信したＩＰパケットに、ＩＥＥＥ８０２．１１の処理手順に従って無線ヘッダを付与し、ベースバンド部１３に送信する。

ベースバンド部１３は、受信したＭＡＣ処理されたＩＰパケットをＩＥＥＥ８０２．１１に従って、副搬送波で変調してベースバンド信号を生成し、ＲＦ部１２に送信する。

ＲＦ部１２は、ベースバンド部１３からのベースバンド信号をＩＥＥＥ８０２．１１にしたがって無線搬送周波数で変調し、アンテナ１１から無線信号としてアクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４に向けて送信する。

次に、アクセスポイントから伝送された信号を受信し、情報通信端末部に送信する場合の動作を説明する。アンテナ１１が、アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４から受信した無線信号をＲＦ部１２に送信する。

ＲＦ部１２は受信した無線信号から無線搬送周波数で復調してベースバンド信号に復元し、ベースバンド部１３に送信する。

ベースバンド部１３は、受信したベースバンド信号を副搬送波で復調して元のＭＡＣ処理されたＩＰパケットに復元し、ＭＡＣ層処理部１４に送信する。

ＭＡＣ層処理部１４は、受信したＭＡＣ処理されたＩＰパケットからＩＥＥＥ８０２．１１に従って制御フレームやＭＡＣアドレスなどの無線ヘッダを削除し、上位層処理部１５に送信する。

上位層処理部１５は、ＭＡＣ層処理部１４からのＩＰパケットから設定データに基づきＩＰアドレス、ＴＣＰまたはＵＤＰヘッダ、ＲＴＰヘッダ等のＩＰヘッダ類を削除し、得られた音声符号化データを端末インタフェース部１６経由で音声符号化部１Ａに送る。

以上のとおり、アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４と、無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６との間は、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定されたプロトコルに沿って、互いにＩＰ無線通信を行う。

次に、送信周期の制御により、音声無線端末が伝送するヘッダ数や遅延時間が可変となることを説明する。

図４は、送信周期の制御により、音声無線端末が伝送するヘッダ数や遅延時間が可変となる例を示す図である。

図４の（Ａ）において、音声無線端末内の音声符号化部は、符号(1) に示すように、音声符号化周期１０ｍｓ毎に音声信号を符号化して音声符号化データを生成する。次に、符号(2) に示すように、音声の送信周期が２０ｍｓの場合、音声無線端末内の上位層処理部は、送信周期２０ｍｓに相当する音声符号化データ（６４ｋｂｉｔ／ｓの伝送速度では１６０Ｂｙｔｅに相当）毎に、１個のＩＰヘッダ類とパリティ信号を付与し、これを伝送する。そして、符号(3) に示すように、該音声無線端末に対向する音声端末は、この音声符号化データを受信すると直ちに復号化して元の音声信号を再生する。

一方、図４の（Ｂ）において、（Ａ）と同様に、音声無線端末内の音声符号化部は、符号(4) に示すように、音声符号化周期１０ｍｓ毎に音声信号を符号化して音声符号化データを生成する。次に、符号(5) に示すように、音声の送信周期が６０ｍｓの場合、音声無線端末内の上位層処理部は、６０ｍｓに相当する音声符号化データ（同じく６４ｋｂｉｔ／ｓの伝送速度では４８０Ｂｙｔｅに相当）毎に、１個のＩＰヘッダ類とパリティ信号を付与し、これを伝送する。そして、符号(6) に示すように、該音声無線端末に対向する音声端末は、この音声符号化データを受信すると直ちに復号化し、元の音声信号を再生する。

以上のとおり、（Ｂ）で示す音声の送信周期が６０ｍｓの場合には、６０ｍｓ分の音声符号化データが生成されてから送信を開始するので、（Ａ）の符号(2) の場合と比較して遅延が多くなる。その代わりに、無線ヘッダやＩＰヘッダ類やパリティなどのヘッダの個数が３個から１個に減少するので、通信の効率が向上することになる。

次に、音声符号化データを統合する時に新たに生成されるＩＰパケットの構成例を、図５により説明する。ここでは、音声符号化データである３個のＩＰパケット５１，５２，５３を１個のＩＰパケット５４に統合する場合を例とする。

原データのＩＰヘッダ類であるＩＰアドレス５１ａ，５２ａ，５３ａ、ＵＤＰヘッダ５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ、及びＲＴＰヘッダ５１ｃ，５２ｃ，５３ｃは、３個のＩＰパケット５１，５２，５３で共通であるため、最初のＩＰパケット５１のＩＰヘッダ類であるＩＰアドレス５１ａ、ＵＤＰヘッダ５１ｂ、及びＲＴＰヘッダ５１ｃを、生成ＩＰパケット５４のＩＰヘッダ類とし、それぞれＩＰアドレス５４ａ、ＵＤＰヘッダ５４ｂ、及びＲＴＰヘッダ５４ｃとして流用する。

また、３個のＩＰパケット５１，５２，５３の音声符号化データ５１ｄ，５２ｄ，５３ｄは、３個のＩＰパケット５１，５２，５３を分解して取り出し、生成ＩＰパケット５４に一つの音声符号化データ５４ｄとして纏める。

そして、伝送誤り検出用のパリティ５４ｅは、新たに生成されたヘッダや音声符号化データに対応して新たに生成し、生成ＩＰパケット５４に付加する。このようにして、新たに生成ＩＰパケット５４を生成する。なお、パリティ５４ｅを別途計算すると説明するために、図５ではパリティ５１ｅ，５２ｅ，５３ｅ，５４ｅをＩＰパケットの最後に記したが、実際のパリティはＴＣＰヘッダやＵＤＰヘッダ内のチェックサムとして、ＴＣＰヘッダやＵＤＰヘッダ内に含まれるように構成されている。

次に、図４及び図５で説明した音声符号化データ長の変更を、図１のアクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４から音声通信機能を有する無線ＬＡＮ端末（以下「音声無線ＬＡＮ端末」という。）１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６に伝送する音声符号化データに適用する場合の動作を説明する。

一般に音声通信機能を有する音声無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６は、アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４から音声符号化データ長を設定できるものと、出来ないものがあることが知られている。また、ルータ部２Ａ側で対向する音声ＬＡＮ端末は、任意の装置を想定するので、音声符号化データ長は変更できないと考える必要がある。そこで、ここでは、ルータ部２Ａ側で対向する音声ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６から伝送される音声符号化データ長は、制御できないとし、アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４により音声符号化データ長を変更してＩＰヘッダ類を減少させるように制御する。

以下、その動作を図６及び図７に示すフローチャートにより説明する。最初に、アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４内の通信処理部２０の動作を図６に示すフローチャートにより説明する。

通信処理部２０は、(1) 単位時間に音声などのデータを送受信するデータ量などを測定して伝送路の負荷量（トラフィック量）を推定し、(2) この負荷量（トラフィック量）に応じて再生成する音声パケット（ＩＰパケット）の音声符号化データ長Ｎを決定する（ステップＳ６０１）。すなわち、伝送路の負荷量が大きい場合は、音声符号化データ長Ｎを大きな値とし、逆に、伝送路の負荷量が大きい場合は、音声符号化データ長Ｎを小さな値に決定する。そして、音声パケット統合部２７に音声符号化データ長Ｎを通知し（ステップＳ６０２）、この後ステップＳ６０１に戻り、これらの処理を継続する。

次に、アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４内の音声パケット統合部２７の動作を図７に示すフローチャートにより説明する。

最初に、通信処理部２０から、新たな音声符号化データ長Ｎを通知されたかを検出する（Ｓ７０１）。そして、通知された場合はステップＳ７０２へ移行し、通知されない場合はステップＳ７０３へ移行する。

ステップＳ７０１にて、新たな音声符号化データ長Ｎが通知されたことを検出すると、新たな音声符号化データ長Ｎを受信し、この音声符号化データ長Ｎの値を更新し（Ｓ７０２）、ステップＳ７０３へ移行する。そして、ルータ部２Ａから音声パケット（ＩＰパケット）を受信したかを検出し、受信していない場合はステップＳ７０１に戻り、受信した場合はステップＳ７０４に移行する（Ｓ７０３）。

ステップＳ７０３において、ルータ部２Ａから音声パケット（ＩＰパケット）を受信したことを検出すると、(1) 受信した音声パケット（ＩＰパケット）を、ＩＰヘッダ類、音声符号化データ、パリティに分解し、(2) ＩＰヘッダ類に含まれる宛先アドレスに従い、宛先別にＩＰヘッダ類と音声符号化データを、ワークメモリに格納する（Ｓ７０４）。

次に、宛先別に音声符号化データ長Ｎ以上の音声符号化データを格納したか否かを判断し、宛先別に音声符号化データ長Ｎ以上の音声符号化データを格納した場合は、Ｓ７０６へ移行し、ワークメモリに格納された音声符号化データが音声符号化データ長Ｎ未満の場合はステップＳ７０１に戻る（Ｓ７０５）。

ステップＳ７０５にて、宛先別に音声符号化データ長Ｎ以上の音声符号化データを格納したと判断した場合は、次のステップＳ７０６の処理を行う。

まず、(1) 受信したＩＰヘッダ類中の宛先はそのまま使用してＩＰヘッダ類内のパケット長は音声符号化データ長Ｎに相当する長さに置換し、(2) 音声符号化データ長N分の音声符号化データを切り出す。次に、(3) 新たに生成されたＩＰヘッダ類と音声符号化データに対してパリティを計算する。次に、(4) それらを併せて１個の音声パケット（ＩＰパケット）を生成し、(5) ＭＡＣ層処理部２４に送信する。そして、(6) 今回送信した宛先に相当するワークメモリから、送信した分に相当する音声符号化データをクリアする。

以上のステップＳ７０６の処理が終了した後、ステップ７０１に戻り、図７に示すフローチャートの処理を継続する。

次に、音声無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６からアクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４への音声符号化データ長を制御する場合を説明する。

アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４に直接接続する音声無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６は、アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４から音声符号化データ長を制御できるものを選択できるが、ルータ２Ａ側に対向する音声端末は任意の装置との接続が必要なので、音声符号化データ長は制御できないと考える。そこで、ここでは、アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４は接続する音声無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６に対しては負荷の大きさに対応して音声符号化データ長を変更させ、アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４で該音声符号化データ長を再び変更して、ルータ２Ａ側に対向する音声端末が受信できる長さにすることにする。

以下、その動作を図８及び図９に示すフローチャートにより説明する。最初に、アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４内の通信処理部２０の動作を図８に示すフローチャートにより説明する。

通信処理部２０は、(1) 単位時間に音声などのデータを送受信するデータ量などを測定して伝送路の負荷量を推定し、(2) 音声符号化データ長Nを決定する（ステップＳ８０１）。次に、該アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４に接続する音声無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６から、新規の音声通信の開始要求が有るかを検出し（ステップＳ８０２）、要求がある場合はステップＳ８０３へ移行し、要求がない場合はステップＳ８０４に移行する。ステップＳ８０２にて、新規の音声通信の開始要求があると判断した場合は、通信開始要求する音声無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６に対して、該音声符号化データ長Ｎに相当する音声符号化データ長、または音声符号化データの送信間隔を通知し、その値に従って音声信号を送出させる（Ｓ８０３）。

次に、ルータ部２Ａ側の対向する音声端末から新規の音声通信の開始要求が有るかを検出し（Ｓ８０４）、要求がある場合はステップＳ８０５へ移行し、要求がない場合はステップＳ８０１に戻る。ステップＳ８０４にて、要求がある場合と判断した場合は、(1) 通信開始要求する音声端末ｉから、受信可能な音声符号化データ長Ｎｉを取得し、(2) その音声符号化データ長Ｎｉの値を音声パケット分解部２８に通知する（Ｓ８０５）。この後ステップＳ８０１に戻り、これらの処理を継続する。

次に、アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４内の音声パケット分解部２８の動作を図９に示すフローチャートにより説明する。

最初に、対向する音声端末ｉが受信可能な音声パケット（ＩＰパケット）長Ｎｉを、通信処理部２０から通知されたかを検出し（ステップＳ９０１）通知がある場合はステップＳ８０２へ移行し、通知がない場合はステップＳ９０３に移行する。ステップＳ９０１にて、通知があると判断した場合は、受信可能な音声符号化データ長Ｎｉを受信し、該音声符号化データ長Ｎｉの値を更新してステップＳ９０３へ移行する。

次に、ＭＡＣ層処理部２４から音声パケット（ＩＰパケット）を受信したかを検出し（Ｓ９０３）、受信していない場合はステップＳ９０５に移行し、受信した場合はステップＳ９０４に移行する。ステップＳ９０３にて、音声パケット（ＩＰパケット）を受信したと判断した場合は、(1) 受信した音声パケット（ＩＰパケット）を、ＩＰヘッダ類、音声符号化データ、パリティに分解し、(2) ＩＰヘッダ類中の宛先アドレスに従い、宛先別にＩＰヘッダ類と音声符号化データを、ワークメモリに格納する（Ｓ９０４）。

次に、該ワークメモリに、宛先別に音声符号化データ長Ｎｉ以上の音声符号化データを格納したか否かを判別し（Ｓ９０５）、該ワークメモリに音声符号化データ長Ｎｉ以上の音声符号化データを格納した場合はＳ９０６へ移行し、該ワークメモリに格納した音声符号化データが音声符号化データ長Ｎｉ未満の場合はステップＳ９０１に戻る。

ステップＳ９０５にて、該ワークメモリに音声符号化データ長Ｎｉ以上の音声符号化データを格納したと判断された場合は、次のステップＳ９０６の処理を行う。

まず、(1) ＩＰヘッダ類中の宛先アドレスはそのまま使用し、音声パケット（ＩＰパケット）長は音声符号化データ長Ｎｉに相当する長さに置換し、(2) 音声符号化データ長Ｎｉ分の音声符号化データを切り出す。次に、(3) 新たに生成されたＩＰヘッダ類と音声符号化データに対してパリティを計算する。次に、(4) それらを併せて１個の音声パケット（ＩＰパケット）を生成し、(5) ルータ部２Ａに送信する。そして、(6) 今回送信した分の音声符号化データを、音声端末ｉ宛のワークエリアからクリアする。

以上のステップＳ９０６の処理が終了した後、ステップ９０１に戻り、図９に示すフローチャートの処理を継続する。

なお、本実施の形態では、アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４に接続している音声無線ＬＡＮ端末１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６に対して音声符号化データ長を制御する例を示した。しかしながら、ルータ部２Ａ側で対向している音声端末が送信する音声符号化データ長を、アクセスポイント２−１，２−２，２−３，２−４から制御できる場合には、本実施の形態と同様に、該音声端末の音声符号化データ長を制御しても良い。その場合には、先に説明した音声パケット統合部２７の処理が不要になるという利点が生じることは明らかであるため、詳細な説明を省略する。

本発明の実施の形態における無線ＬＡＮのシステム構成図である。 本発明の実施の形態におけるアクセスポイントのハードウェア構成図である。 本発明の実施の形態における無線ＬＡＮ端末のハードウェア構成図である。 送信周期の制御により、音声無線端末が伝送するヘッダ数や遅延時間が可変となる例を示す説明図である。 本発明の実施の形態により、音声符号化データを統合する時に新たに生成されるＩＰパケットの構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態におけるアクセスポイントの通信処理部の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるアクセスポイントの音声パケット統合部の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるアクセスポイントの通信処理部の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるアクセスポイントの音声パケット分解部の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１−１，１−２，１−３，１−４，１−５，１−６：無線ＬＡＮ端末
２−１，２−２，２−３，２−４：アクセスポイント(ＡＰ)
３−１，３−２：ル−タ
４−１，４−２，４−３，４−４：パソコン（有線ＬＡＮ端末）
５：インターネット（ＩＰ）網
１Ａ：情報通信端末部
１Ｂ：無線部
１０：通信処理部
１０−１：プログラムメモリ
１０−２：ワークメモリ
１１：アンテナ
１２：ＲＦ部
１３：ベースバンド部
１４：ＭＡＣ処理部
１５：上位層処理部
１６：端末インタフェース部
１９：バス
２Ａ：ルータ部
２Ｂ：無線部
２０：通信処理部
２０−１：プログラムメモリ
２０−２：ワークメモリ
２１：アンテナ
２２：ＲＦ部
２３：ベースバンド部
２４：ＭＡＣ処理部
２７：音声パケット統合部
２８：音声パケット分解部
２９：バス

Claims (2)

1. 音声を符号化・復号化する手段、符号化した音声符号化データをパケット化して伝送路に出力する手段、伝送路から受信したパケットから音声符号化データを取得する手段及び取得した音声符号化データを復号化して元の音声信号を再生する手段を有する音声端末と通信する無線ＬＡＮ接続装置において、
   単位時間に送受信する音声符号化データ量を測定することで上記伝送路の負荷を測定する手段と、上記伝送路の負荷に応じて上記音声端末とやりとりする上記音声符号化データのパケット長を変更する手段とを備え、
   上記音声符号化データのパケット長を変更する手段は、
   上記負荷を測定する手段で測定した負荷に応じて第１の音声符号化データのパケット長を決定し、
   上記無線ＬＡＮ接続装置に接続する音声端末のうち音声符号化データ長が制御可能な音声端末を選択し、
   上記選択した音声端末について、新規の音声通信の開始要求の有無を検出し、
   新規の音声通信の開始要求がある場合には、開始要求を送信した音声端末に対して、上記第１の音声符号化データのパケット長に相当する音声符号化データ長または音声符号化データの送信間隔を通知し、
   さらに、対向する音声端末からの新規の音声通信の開始要求の有無を検出し、
   新規の音声通信の開始要求がある場合には、上記開始要求を送信した対向する音声端末から第２の音声符号化データのパケット長を取得し、
   上記無線ＬＡＮ接続装置に接続する音声端末から受信した上記第１の音声符号化データのパケット長の音声符号化データを上記第２の音声符号化データのパケット長の音声符号化データに置換し、
   通信中に、継続して、単位時間の伝送路の負荷を測定し測定した負荷に応じて上記第１の音声符号化データのパケット長、または上記第１の音声符号化データのパケット長と上記第２の音声符号化データのパケット長の両方を変更することを特徴とする無線ＬＡＮ接続装置。
2. 音声を符号化・復号化する手段、符号化した音声符号化データをパケット化して伝送路に出力する手段、伝送路から受信したパケットから音声符号化データを取得する手段及び取得した音声符号化データを復号化して元の音声信号を再生する手段を有する音声端末と通信する無線ＬＡＮ接続装置に適用される実時間信号のパケット長制御方法において、上記伝送路の負荷を測定するステップと、上記伝送路の負荷に応じて上記音声端末とやりとりする上記音声符号化データのパケット長を変更するステップとを備え、
   上記音声符号化データのパケット長を変更するステップは、
   上記測定した伝送路の負荷に応じて第１の音声符号化データのパケット長を決定するステップと、
   上記無線ＬＡＮ接続装置に接続する音声端末のうち音声符号化データ長が制御可能な音声端末を選択するステップと、
   上記選択した音声端末について、新規の音声通信の開始要求の有無を検出するステップと、
   新規の音声通信の開始要求がある場合には、開始要求を送信した音声端末に対して、上記第１の音声符号化データのパケット長に相当する音声符号化データ長または音声符号化データの送信間隔を通知するステップと、
   さらに、対向する音声端末からの新規の音声通信の開始要求の有無を検出するステップと、
   新規の音声通信の開始要求がある場合には、上記開始要求を送信した対向する音声端末から第２の音声符号化データのパケット長を取得するステップと、
   上記無線ＬＡＮ接続装置に接続する音声端末から受信した上記第１の音声符号化データのパケット長の音声符号化データを上記第２の音声符号化データのパケット長の音声符号化データに置換するステップと、
   通信中に、継続して、単位時間に上記伝送路の負荷を測定するステップと上記伝送路の負荷に応じて上記第１の音声符号化データのパケット長、または上記第１の音声符号化データのパケット長と上記第２の音声符号化データのパケット長の両方を変更するステップを行なうことを特徴とする実時間信号のパケット長制御方法。

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