JP4880349B2

JP4880349B2 - 無線ｌａｎアクセスポイントとその通信方法

Info

Publication number: JP4880349B2
Application number: JP2006122035A
Authority: JP
Inventors: 真祐塩田
Original assignee: NEC Platforms Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2006-04-26
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2026-04-26
Also published as: JP2007295362A

Description

本発明は、無線ＬＡＮ通信システムのアクセスポイントから無線ＬＡＮ端末への通信方法に関する。

従来、ＩＥＥＥ８０２．１１による無線ＬＡＮの通信方式では、無線ＬＡＮアクセスポイントから無線ＬＡＮ端末宛、またはその逆方向に送信したパケットがエラーであり送信できなかった場合、複数回のパケットの再送を行っている。しかし、パケットの再送回数が増えるほど、無線ＬＡＮアクセスポイントから無線ＬＡＮ端末の間のパケット量が増えるので、無線ＬＡＮアクセスポイントが許容する再送回数が最大７回の場合、最悪７倍の無線帯域を占め、他の端末の帯域を狭めて、通話を劣化させてしまう。

このため、電界強度が低下した無線ＬＡＮ端末宛のパケットを、電界強度が低下していない無線ＬＡＮ端末宛のパケットと同量に減少させる必要があった。

また、携帯端末装置から目的地点が指示されて通路案内サービスが要求されると、通路案内サービスセンターが、指示された目的地点の小型無線基地局に信号の送出を開始させ、携帯端末装置は、バッファに保持されている現在の受信レベルの検出出力と所定間隔前の検出出力を比較し、その比較結果に応じて小型無線基地局からの信号の電界強度が低下している場合に警告を表示する案内システムがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２６７４８４号公報

しかしながら、無線ＬＡＮアクセスポイントに収容されている複数の無線ＬＡＮ端末がRealtime Transport Protocol（以下ＲＴＰ）通話を行っている際、任意の無線ＬＡＮ端末Ａが通話しながら圏内から圏外方向へ移動した場合や、無線ＬＡＮ端末の電界強度が急激に低下した際、無線ＬＡＮ端末が圏外に移動した旨の判別を行い、別の無線ＬＡＮアクセスポイントにハンドオーバする前には、無線ＬＡＮアクセスポイントから無線ＬＡＮ端末Ａへの送信パケット量が増大し、無線区間の帯域が増大することで、他の通話中の無線ＬＡＮ端末Ｂの通話品質が劣化してしまう。

そこで本発明は、無線ＬＡＮアクセスポイントにおいて、弱電界に移動した無線ＬＡＮ端末宛のＲＴＰ送信パケットを減少させることで、無線帯域の増大を抑制する無線ＬＡＮアクセスポイントの通信方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明では、無線ＬＡＮアクセスポイントが、無線ＬＡＮ端末宛の送信パケットについて、送信に成功したパケット数と、送信に失敗したエラーパケット数を無線ＬＡＮ端末毎にカウントし、一定時間内で送信に成功したパケット数とエラーパケット数から、下記の式で送信エラー率を算出して記録する。

単位時間のエラー率＝失敗回数／送信回数
無線ＬＡＮアクセスポイントは、予め定められた送信エラー率の第一段階閾値と第二段階閾値が設定されている。

１．送信エラー率が第一段階閾値を超えた場合、無線ＬＡＮアクセスポイントは、無線ＬＡＮ端末宛に送信するＲＴＰパケットの再送回数を、現在の再送回数から１減らすことで、漸次的に低くして送信する。ここで再送回数が、最低の１まで減少した場合、それ以上減少させない。

また、再送回数を減らすことで、無線ＬＡＮ端末宛の送信パケットがエラーとなることが予測されるため、再送回数を減らした場合、下記の式で初期の再送回数に対する現在の再送回数の割合にてエラー回数を補正する。

補正後のエラー率＝初期のエラー率×現在の再送回数／初期設定の再送回数
２．また、再送回数を減少させた場合は、全ての再送を含めたパケットの送信を完了するための時間は短くなると予想されるため、初期の再送回数で送信完了するのと同じ時間となるように再送間隔を長くする。

３．送信エラー率が第二段階閾値を超えた場合、無線ＬＡＮアクセスポイントは、一定確率で無線ＬＡＮ端末宛のＲＴＰパケットを破棄する。

４．第二段階閾値を越えることによるＲＴＰパケット破棄の制御を行っている際、無線ＬＡＮ端末の電界強度が回復することで、無線ＬＡＮアクセスポイントから無線ＬＡＮ端末宛ての送信エラー率が第二段階閾値を下回った場合、無線ＬＡＮアクセスポイントは、無線ＬＡＮ端末に対するＲＴＰパケットを破棄する第二段階の制御を停止する。

５．第一段階閾値を越えることによる再送回数減少の制御を行っている際、無線ＬＡＮ端末の電界強度が回復することで、無線ＬＡＮアクセスポイントから無線ＬＡＮ端末宛ての送信エラー率が第一段階閾値を下回った場合、無線ＬＡＮアクセスポイントは、無線ＬＡＮ端末に対するＲＴＰパケットの再送回数を減らす第一段階の制御を停止する。

本発明によれば、無線ＬＡＮ端末が無線ＬＡＮアクセスポイントから距離が離れたり、遮蔽物の陰に隠れたりして、電界強度が弱くなった場合、無線ＬＡＮアクセスポイントのエリアから離れていく無線ＬＡＮ端末への送信ＲＴＰパケットを減らすことで、無線区間の帯域増大を抑え、アクセスポイントのエリアから離れていく端末では音切れが発生し音声通話の品質は低下するが、その他の端末の音声通話の品質を保つことが出来る。

また、無線ＬＡＮアクセスポイントが輻輳状態下でＲＴＰパケットだけの帯域を減少させるので、その他の制御パケット、例えば（１）呼制御パケット（２）ＩＥＥＥ８０２．１１マネージメントパケット（３）ＤＨＣＰクライアント機能を使用している場合、ＤＨＣＰパケットを通過させやすくすることができ、無線ＬＡＮアクセスポイントのエリアから離れていく無線ＬＡＮ端末が行う終話やハンドオーバ等の失敗を減少させることが出来る。

次に、本発明の最良の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明による無線ＬＡＮアクセスポイントとその送信相手装置の構成例を示す。プログラム制御により動作する有線ＬＡＮと無線ＬＡＮへのメディア変換を行う無線ＬＡＮアクセスポイント２００と、無線ＬＡＮ接続を行う無線ＬＡＮ端末１０１と、無線ＬＡＮアクセスポイント２００を経由して１０１と通信を行う有線ＬＡＮ端末１０２を示している。

無線ＬＡＮアクセスポイント２００は、ＩＥＥＥ８０２．１１に基づく無線ＬＡＮ部２０１と、有線ＬＡＮに接続するための有線ＬＡＮ部２０６と、無線ＬＡＮ部２０１へ送信したパケットのエラー率を算出して記憶するエラー率算出・記憶部２０２と、エラーにより減少したＩＥＥＥ８０２．１１に基づく再送回数を一時的に記憶する再送回数記憶部２０３と、条件を判断し、一定確率のパケットを送信せずに破棄するパケットフィルタ部２０４から構成されている。

図２は、本発明による無線ＬＡＮアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。図１の構成において、無線ＬＡＮ端末宛のパケットについて、無線ＬＡＮアクセスポイント２００内の有線ＬＡＮ部２０６にてパケットを受信し（Ｓ１）、パケット分析部２０５にて管理フレームか否か確認し（Ｓ２）、管理フレームでなければＲＴＰパケットか否か確認し（Ｓ３）、無線ＬＡＮ部２０１へパケットを送る。無線ＬＡＮ部２０１は、音声通話又はビデオ通話により送信される単位時間あたりのＲＴＰパケットと、それ以外の送信パケットから、ＲＴＰパケットが無線帯域を占める割合を計算する。

エラー率算出・記憶部２０２は、無線ＬＡＮ部分２０１のパケット送信の失敗を検出して、エラー率を算出し、一定時間後に平均を採る。エラー率の更新の間隔は、端末の電界強度が急激に悪くなった場合などを考慮し、数百ミリセカンド以下であることが望ましい。

無線ＬＡＮ部２０１は、再送回数記憶部２０３から再送回数を取得し、エラー率算出・記憶部２０２からエラー率を取得し、エラー率が予め設定された第一段階閾値を超えていた場合（Ｓ７）、再送回数を減らして再送回数記憶部２０３に保存し、減らした再送回数でパケットを無線ＬＡＮ端末１０１宛に送信する（Ｓ８）。

エラー率算出・記憶部２０２から取得したエラー率が予め設定された第一段階閾値を下回った場合（Ｓ７）、無線ＬＡＮ部２０１は、初期設定の再送回数でパケットを無線ＬＡＮ端末１０１宛に送信する（Ｓ４〜Ｓ６）。

無線ＬＡＮアクセスポイント内の再送回数記憶部２０３において、パケットの再送回数を初期設定の再送回数から減らしている場合、エラー率算出・記憶部２０２は、下記の式で、エラー率の再計算を行う（Ｓ９）。

補正後のエラー率＝初期のエラー率×現在の再送回数／初期設定の再送回数
無線ＬＡＮアクセスポイント内の再送回数記憶部２０３において、パケットの再送回数を初期設定の再送回数から減らしている場合、再送失敗直後に次のパケットを送信したとしても再度の送信失敗が予測されるため、無線ＬＡＮ部２０１は、パケットの送信間隔を通常のものから長くして送信を行う。

たとえば、ＲＴＳ(Request To Send)／ＣＴＳ(Clear To Send)を必要としないＩＥＥＥ８０２．１１のユニキャストデータフレームの送信において、ショートプリアンブルであるサイズの１回のフレーム送信に必要な時間が仮に１０００［μｓ］、ショートフレーム再送回数の初期値が７の場合、フレームを７回再送した場合の経過時間が最短７０００［μｓ］であるため、現在のショートフレーム再送回数が２回まで減少している場合は、無線ＬＡＮ端末宛の１回目のパケット送信がエラーの場合、１回目のパケットを送信後、ＡＣＫが帰ってくるのを待ち、無線ＬＡＮ端末からＡＣＫが帰ってこない場合７０００［μｓ］後に２回目の再送パケットを送信する。

パケットの送信でエラー率が更に増加し、エラー率が予め設定された第二段階閾値を超えていた場合（Ｓ７）、パケットフィルタ部２０４は、パケット分析部２０５により検出した無線ＬＡＮアクセスポイントのエリアから離れていく無線ＬＡＮ端末１０１宛のＲＴＰパケットを、予め設定された確率で無線ＬＡＮ部２０１に渡さず、パケットを破棄する（Ｓ１０）。

なお、無線ＬＡＮ端末１０１がパケット損失率の計算を行うために、ＲＴＣＰパケットの破棄は行わない。

無線ＬＡＮ端末は、無線ＬＡＮアクセスポイントから期待するＲＴＰパケットが受信できなかった場合、音声通話中の場合は音切れが発生し、通話品質が劣化する。

無線ＬＡＮ端末が受信するはずのＲＴＰパケットが受信できなかった場合の対処として、無線ＬＡＮアクセスポイントは、無線ＬＡＮ端末に対して破棄した送信パケットの代わりに、弱電界の警告を発するための制御パケットを送信する。無線ＬＡＮ端末は、その制御パケットを受信した場合に、自らが無線ＬＡＮアクセスポイントとの距離が離れたり、遮蔽物の陰に隠れたりして弱電界となった旨の警告音を発する、あるいは表示部に弱電界となった旨の警告を表示して、利用者に知らせる。

無線ＬＡＮ端末が、音切れの発生や弱電界の警告を発しているにも拘わらず、無線ＬＡＮアクセスポイントから更に離れ、無線ＬＡＮアクセスポイントのエリア内への復帰が見込めない場合、無線ＬＡＮアクセスポイントは、送信エラー率が１００％に接近したことを検出し、無線ＬＡＮ端末に代わって通話相手または構内交換機に呼制御のパケットを送信し、通話を切断する。

本発明によれば、ＩＥＥＥ８０２．１１勧告による無線ＬＡＮシステムにおいて、音声通信（ＶｏＩＰ）や動画通信などのストリーミング通信を行う用途に適用できる。また、オンデマンドサービスなど、音楽や動画をインターネットから配信する用途についても適用可能である。さらに、ＩＥＥＥ８０２．１１以外の無線通信システムにも適用が可能である。

本発明による無線ＬＡＮアクセスポイントとその送信相手装置の構成例を示す図である。本発明による無線ＬＡＮアクセスポイントの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１無線ＬＡＮ端末
１０２有線ＬＡＮ端末
２００無線ＬＡＮアクセスポイント

Claims

無線ＬＡＮ通信システムのアクセスポイントの通信方法であって、
無線ＬＡＮアクセスポイントは、無線ＬＡＮ端末宛の送信パケットについて、送信に成功したパケット数と、送信に失敗したエラーパケット数を無線ＬＡＮ端末毎にカウントし、一定時間内で送信に成功したパケット数とエラーパケット数から送信エラー率を算出して記録し、
送信エラー率が予め定められた第一段階閾値を超えた場合、無線ＬＡＮアクセスポイントは、無線ＬＡＮ端末宛に送信するＲＴＰパケットの再送回数を、現在の再送回数から漸次的に減らすことを特徴とする無線ＬＡＮアクセスポイントの通信方法。
再送回数を減らした場合、初期の再送回数に対する現在の再送回数の割合でエラー回数を補正することを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮアクセスポイントの通信方法。
再送回数を減少させた場合、初期の再送回数で送信完了するのと同じ時間となるように再送間隔を長くすることを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮアクセスポイントの通信方法。
送信エラー率が予め定められた第二段階閾値を超えた場合、無線ＬＡＮアクセスポイントは、一定確率で無線ＬＡＮ端末宛のＲＴＰパケットを破棄することを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮアクセスポイントの通信方法。
送信エラー率が予め定められた第二段階閾値を超えた場合、無線ＬＡＮアクセスポイントは、破棄した無線ＬＡＮ端末宛のＲＴＰパケットの代わりに、弱電界の警告を発するための制御パケットを送信することを特徴とする請求項４に記載の無線ＬＡＮアクセスポイントの通信方法。
前記第二段階閾値を超えることによるＲＴＰパケット破棄の制御を行っている際、無線ＬＡＮアクセスポイントから無線ＬＡＮ端末宛の送信エラー率が前記第二段階閾値を下回った場合、無線ＬＡＮアクセスポイントは、無線ＬＡＮ端末に対するＲＴＰパケットを破棄する制御を停止することを特徴とする請求項４に記載の無線ＬＡＮアクセスポイントの通信方法。
前記第一段階閾値を超えることによるＲＴＰパケットの再送回数減少の制御を行っている際、無線ＬＡＮアクセスポイントから無線ＬＡＮ端末宛の送信エラー率が前記第一段階閾値を下回った場合、無線ＬＡＮアクセスポイントは、無線ＬＡＮ端末に対するＲＴＰパケットの再送回数を減らす制御を停止することを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮアクセスポイントの通信方法。
無線ＬＡＮ通信システムのアクセスポイントにおいて、
無線ＬＡＮ端末宛の送信パケットについて、送信に成功したパケット数と、送信に失敗したエラーパケット数を無線ＬＡＮ端末毎にカウントし、一定時間内で送信に成功したパケット数とエラーパケット数から送信エラー率を算出して記録する手段と、
送信エラー率が予め定められた第一段階閾値を超えた場合、無線ＬＡＮ端末宛に送信するＲＴＰパケットの再送回数を、現在の再送回数から漸次的に減らす手段とを備えることを特徴とする無線ＬＡＮアクセスポイント。
送信エラー率が予め定められた第二段階閾値を超えた場合、一定確率で無線ＬＡＮ端末宛のＲＴＰパケットを破棄することを特徴とする請求項８に記載の無線ＬＡＮアクセスポイント。