JP5201498B2 - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線ＬＡＮ(Local Area Network)通信システム、特にＣＳＭＡ／ＣＡ(Carrie Sense Multiple Access with Collision Avoidance)方式における通信優先制御を行う無線通信装置及び無線通信方法に関する。
に関する。

ＣＳＭＡ／ＣＡ（キャリアセンス多重アクセス）方式において端末機は送信前にあるランダム期間、仮想キャリアセンスを行い、他の端末機が無線基地局と通信しているか否かを確認し、通信中であればその通信が完了するのを待ってから実際にパケット送信を行う。この時どの端末も平等に送信する権利を持つ。
仮想キャリアセンスとは、チャネルがＩＦＳ(Inter Frame Space)期間だけアイドルになった後、規定のＣＷ(Contention Window)範囲内で乱数を発生させ、その乱数値をもとにしたランダム期間が決められ、そのランダム期間内、バックオフ制御を行うことである。

バックオフ制御とは、算出した乱数値を初期値とし、時刻経過と共にその値を減少させ、値が０となったところで実際のパケット送信を行う制御である。ここで、ＩＦＳとは無線ＬＡＮ標準規格ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されており、送信に先立ってアイドル検出を行うべきある一定間である。
ＣＷとはバックオフにおいて取りうる乱数の最大値であって、ユーザ多重を実現するために必要なパラメータである。ＩＥＥＥ８０２．１１ではＣＷの最小値ＣＷｍｉｎと最大値ＣＷｍａｘを規定しており、初回送信におけるバックオフはＣＷｍｉｎの値を用いて乱数値を算出し、再送のたびにこのＣＷを２倍の大きさにしてバックオフを行う。なお、ＣＷｍａｘはＣＷの上限値である。

このランダム性に依存したバックオフにより、複数の端末機が同一チャネルを共有して通信が可能となる。但し、この方式は複数の端末機が同時にパケット送信を行う可能性があり、この場合はパケット衝突が発生し、正しくパケットが受信されず、通信品質劣化につながる。特にＶｏＩＰ(Voice over Internet Protocol)のようなリアルタイム系アプリケーションではこれらの原因による通信品質劣化が著しくなる。

このような通信方式おける優先制御に関する従来技術として非特許文献１に示されるようにＩＥＥＥ８０２．１１ｅで規定されたＥＤＣＡ(Enhanced Distributed Channel Access)が存在する。これはパケットに４種類のプライオリティを付与し、プライオリティの高いパケットは上記のＩＦＳやＣＷｍｉｎ，ＣＷｍａｘなどの送信待ち時間を短くすることにより優先的にパケット送信権を与えるものである。これにより音声やデータなどの様々なアプリケーションが混在する通信環境において相対的な優先制御が可能となる。

しかしながら、従来手法ＥＤＣＡでは異なるプライオリティを持つパケットの相対的な送信優先順位を付与するだけであり、同じプライオリティのパケットを送信する端末機間の品質保証や優先度付与に貢献する技術ではない。従って、複数の端末機が同じプライオリティのパケットを同時に送信することによってパケット衝突が発生する可能性は抑制できない。パケット衝突が発生すると再送が成功しても遅延、再送が失敗すればパケットロスが発生する。更に複数の端末機がパケット送信権獲得のためにバックオフを行う場合には、他端末機に送信権を取られた端末機は再度送信権を獲得するための送信待ち時間、即ち遅延が発生する。これらの欠点は端末機の数が多くなると発生確率が高くなる。特にＶｏＩＰに代表されるリアルタイム系アプリケーションでは、それらの欠点で発生する遅延やパケットロスが重大な品質劣化を引き起こす。

このような欠点の解決手法として特願２００６−３１３９５号明細書のように、ＶｏＩＰパケット発生周期毎に各無線端末機で異なるタイミングでパケット送信権獲得優先期間を設定することでパケット衝突の抑制を図る技術が存在する。更に特願２００６−３１３９５号明細書のような優先期間のスケジュール設定技術として特願２００６−０５３６４５号明細書が存在する。これらの技術により、端末機が自律分散的に送信スケジューリングを行うことが可能となり、ＶｏＩＰ通信の円滑化が実現可能となる。
Part 11：Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications：Amendment 7：Medium Access Control (MAC) Quality of Service (QoS) Enhancements

しかし、上記の特願２００６−０５３６４５号明細書の技術は各端末機がＶｏＩＰ通信中に常時、或いは、定期的にＡＰ(Access Point)から他端末機向けの下り通信パケットを受信し続ける必要がある。言い換えれば、ＶｏＩＰのような周期的にパケットを送信する無線端末機が複数存在するセルにおいて他端末機の通信に関わるパケット観測をする必要がある。このため、パケット観測中には間欠受信が不可能であり、間欠受信ができないので、バッテリー消費量（消費電力）が大きくなる。また、他ＳＴＡ(STAtion)向けの下り通信パケットを受信し続ける（観測し続ける）のは端末機に掛かる負荷が大きくなる。このように過負荷となった場合、自局のパケット送受信処理に遅延が発生するなどの影響が生じる。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ＶｏＩＰのような周期的にパケットを送信する無線端末機が複数在圏するセルにおいて他無線端末機の通信に関わるパケット観測をする必要なく、自端末機のみで自律分散的に送信スケジューリングを実現することができ、これによりパケット観測中に間欠受信を可能として、無線端末機の電力消費を抑制すると共に負荷を軽減することで通信品質の向上を図ることができる無線通信装置及び無線通信方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１による無線通信装置は、仮想キャリアセンスにより無線帯域割り当てを行うパケット伝送方式に基づくパケット送信を行う無線通信装置において、複数の無線通信装置のうち少なくとも１以上の無線通信装置が現在の通信順序を記述したスケジューリングテーブルを定期的又は随時ブロードキャストにより送信する第１の送信手段と、無線基地局と接続中で他無線通信装置と未通信の無線通信装置が受信したスケジューリングテーブルを認識して保持する認識保持手段と、自無線通信装置の通信開始時に、前記認識保持手段に保持されたスケジューリングテーブルに自無線通信装置情報を追記して新スケジューリングテーブルを作成し、前記新スケジューリングテーブルを少なくとも１回以上ブロードキャスト送信する第２の送信手段と、通信中の自無線通信装置が他のスケジューリングテーブルを受信時に、前記他のスケジューリングテーブルの更新時刻が自無線通信装置に保持中のスケジューリングテーブルの更新時刻よりも新しく、且つ前記他のスケジューリングテーブルに記述された送信順序が自無線通信装置に保持中のスケジューリングテーブルの送信順序と異なる場合、自無線通信装置に保持中のスケジューリングテーブルを新スケジューリングテーブルに更新する更新手段と、前記第２の送信手段により作成された前記新スケジューリングテーブル、あるいは、前記更新手段により更新された前記新スケジューリングテーブルに従い、排他的又は優先的な自無線通信装置の帯域利用期間を設定し、設定された前記送信期間に基づいてパケット送信を行う第３の送信手段とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、他無線端末機の通信に関わるパケット観測をする必要なく、自端末機のみで自律分散的に送信スケジューリングを実現することができるので、パケット観測中に間欠受信を可能として、無線端末機の電力消費を抑制すると共に負荷を軽減することで通信品質の向上を図ることができる。

また、本発明の請求項２による無線通信装置は、請求項１において、前記更新手段は、前記スケジューリングテーブルに従い通信中の少なくとも１以上の無線通信装置が通信を終了して前記無線基地局との接続のみの状態に遷移する直前又は該通信の終了直後に、前記スケジューリングテーブルから自無線通信装置の情報を削除し、前記第３の送信手段は、その削除後のスケジューリングテーブルを、少なくとも１回以上ブロードキャスト送信することを特徴とする。

この構成によれば、従来では無線端末機が勝手に通信を終了すると、通信中の複数の無線端末機間の送信優先期間に、この他の無線端末機の送信優先期間が開いてしまい、更に、その他の無線端末機が存在する場合、この端末機からのパケット送信による割り込みが発生する可能性がある。このように割り込みが発生するとスケジューリングにより順序良く送信されるというシーケンスが破綻する不具合が生じる恐れがあるが、スケジューリングテーブルから自機情報を削除するようにしたので、その不具合を生じないようにすることができる。

また、本発明の請求項３による無線通信装置は、請求項１において、前記更新手段は、前記スケジューリングテーブルに従い通信中の少なくとも１以上の無線通信装置が該通信状態のままで現在の無線基地局の通信エリアであるセルから他の無線基地局のセルへ移動する際に、前記スケジューリングテーブルから自無線通信装置の情報を削除し、前記第３の送信手段は、その削除後のスケジューリングテーブルを、少なくとも１回以上ブロードキャスト送信することを特徴とする。

この構成によれば、従来では無線端末機が勝手にセルを移動すると、通信中の複数の無線端末機間の送信優先期間に、この他の無線端末機の送信優先期間が開いてしまい、更に、その他の無線端末機が存在する場合、この端末機からのパケット送信による割り込みが発生する可能性がある。このように割り込みが発生するとスケジューリングにより順序良く送信されるというシーケンスが破綻する不具合が生じる恐れがあるが、スケジューリングテーブルから自機情報を削除するようにしたので、その不具合を生じないようにすることができる。

また、本発明の請求項４による前記第１の送信手段は、請求項３において、 前記第１の送信手段は、自無線通信装置がセル移動後、所定時間は仮想キャリアセンスによるランダムアクセスで通信を行い、前記第２の送信手段は、前記セル移動後のランダムアクセス中に、他無線通信装置から受信したスケジューリングテーブルに自局情報を追記し、このスケジューリングテーブルを少なくとも１回以上ブロードキャスト送信するようにしたことを特徴とする。

また、本発明の請求項５による無線通信装置は、請求項１から４の何れか１項において、前記スケジューリングテーブルには、所定期間経過すると無効となる送信有効期間が記述されることを特徴とする。
この構成によれば、無線端末機がセルから退出したにも関わらず、その退出した無線端末機のための不要な送信期間が設定され続けることが回避可能となる。
また、本発明の請求項６による無線通信装置は、請求項１から４の何れか１項において、前記スケジューリングテーブルには、少なくとも送信順序、スケジューリングテーブルを書き換えた時間に記述される時刻情報である更新時刻を含むことを特徴とする。

また、本発明の請求項７による無線通信方法は、仮想キャリアセンスにより無線帯域割り当てを行うパケット伝送方式に基づくパケット送信を行う無線通信方法において、複数の無線通信装置のうち少なくとも１以上の無線通信装置が現在の通信順序を記述したスケジューリングテーブルを定期的又は随時ブロードキャストにより送信する第１のステップと、無線基地局と接続中で他無線通信装置と未通信の無線通信装置が前記第１のステップで送信されたスケジューリングテーブルを受信して認識し、前記スケジューリングテーブルを保持する第２のステップと、自無線通信装置の通信開始時に、前記第２のステップにおいて保持されたスケジューリングテーブルに自無線通信装置の情報を追記して新スケジューリングテーブルを作成し、前記新このスケジューリングテーブルを少なくとも１回以上ブロードキャスト送信する第３のステップと、通信中の無線通信装置が受信した他のスケジューリングテーブルを受信時に、前記他のスケジューリングテーブルの更新時刻が自無線通信装置に保持中のスケジューリングテーブルの更新時刻よりも新しく、且つ前記他のスケジューリングテーブルに記述された送信順序が自無線通信装置に保持中のスケジューリングテーブルの送信順序と異なる場合に、自無線通信装置に保持中のスケジューリングテーブルを新スケジューリングテーブルに更新する第４のステップと、前記第３のステップにより作成された前記新スケジューリングテーブル、あるいは、前記第４のステップで更新された前記新スケジューリングテーブルに従い、排他的又は優先的な自無線通信装置の帯域利用期間を設定し、設定された前記送信期間に基づいてパケット送信を行う第５のステップと、を含むことを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、ＶｏＩＰのような周期的にパケットを送信する無線端末機が複数在圏するセルにおいて他無線端末機の通信に関わるパケット観測をする必要なく、自端末機のみで自律分散的に送信スケジューリングを実現することができ、これによりパケット観測中に間欠受信を可能として、無線端末機の電力消費を抑制すると共に負荷を軽減することで通信品質の向上を図ることができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＶｏＩＰ端末機のハードウェア構成を示すブロック図である。本実施の形態では新たにＶｏＩＰ端末機（無線通信装置）１００がＶｏＩＰ通信を開始するシナリオについて記述する。
図１に示すように、ＶｏＩＰ端末機１００は、情報処理装置であるＣＰＵ１０１と、小型ハードディスクや半導体メモリ装置であるＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３と、ユーザが情報の操作入力を行うキーボタン等の操作部１０４と、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式による無線通信が可能な無線通信部１０５と、液晶や有機ＥＬ等のディスプレイ１０６とを備えて構成されている。

また、ＶｏＩＰ端末機１００は、図２の機能ブロック図に示すように、パケット受信部２０１と、スケジューリングテーブル認識保持部（認識保持手段）２０２と、無線アクセス制御パラメータ設定部２０３と、パケット送信制御部２０４（第１の送信手段）と、スケジューリングテーブル作成部（更新手段）２０５と、スケジューリングパケット送信制御部（第３の送信手段）２０６とを備えた処理機能を有する。なお、パケット送信制御部２０４は無線アクセス制御パラメータ設定部２０３との連携で第２の送信手段を構成する。

パケット受信部２０１は、無線通信部１０５に実装され、図示せぬＡＰ(Access Point)からパケットを受信する機能を有する。
スケジューリングテーブル認識保持部２０２は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２又はＲＡＭ１０３に実装され、パケット受信部２０１からスケジューリングパケットを受け取り、このパケット内に記述されているスケジューリングテーブルを認識して保持する。

無線アクセス制御パラメータ設定部２０３は、無線通信部１０５に実装され、スケジューリングテーブル認識保持部２０２からスケジューリングテーブル情報を受け取り、このテーブル情報を用いて実際のパケット送信関連のパラメータを設定する。
パケット送信制御部２０４は、無線通信部１０５に実装され、無線アクセス制御パラメータ設定部２０３で設定されたパラメータに基づいて、本ＶｏＩＰ端末機１００内部で発生した送信パケットを送信する。

スケジューリングテーブル作成部２０５は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２又はＲＡＭ１０３に実装され、自機が新たに通信を開始したい場合、停止したい場合、あるいはハンドオーバをしたい場合に、スケジューリングテーブル認識保持部２０２から得たこの時点でのスケジューリングテーブルをもとに、新たなスケジューリングテーブル（新スケジューリングテーブル）を作成して更新する。
スケジューリングパケット送信制御部２０６は、無線通信部１０５に実装され、スケジューリングテーブル作成部２０５で作成された新スケジューリングテーブル情報を受け取り、これをパケット（新スケジューリングテーブルパケット）でＡＰへ送信する。

次に、図３に示すように、無線ＬＡＮの基地局であるＡＰ(Access Point)１とＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、８０２．１１ｅ ＥＤＣＡ及び本手法を実装している無線ＬＡＮの端末機であるＶｏＩＰ端末機１００Ａ（ＭＡＣアドレス：ｘｘ：ｘｘ：０１）と、ＶｏＩＰ端末機１００Ｂ（ＭＡＣアドレス：ｘｘ：ｘｘ：０５）と、ＶｏＩＰ端末機１００Ｃ（ＭＡＣアドレス：ｘｘ：ｘｘ：０４）とが無線ＬＡＮネットワークを構成しているとする。

更に、ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂが既にＶｏＩＰ通信しており、ＶｏＩＰ端末機１００ＣはＡＰ１に接続しているが、現時点ではＶｏＩＰ通信は行っていないとする。説明の便宜上、３つの無線端末機しか記述していないが、適切な如何なる数の無線端末機が存在してもよい。ここで、本実施の形態では、ＶｏＩＰコーデック周期は全ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃとも２０ｍｓとする。

この状態からＶｏＩＰ端末機１００ＣがＶｏＩＰ通信を開始する際の本技術におけるスケジューリング方法について、図４に示すシーケンス図を参照して説明する。
但し、図４は時刻ｔ１〜ｔ８に示すように、ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００ＢがＡＰ１とＶｏＩＰパケットによる通信を行っており、時刻ｔ２１に示すように、途中からＶｏＩＰ端末機１００Ｃが参加する際のシーケンスを示したものである。

更に、このシーケンス図には各ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃの送信優先期間（凸部分）が描かれている。送信優先期間とはスケジューリングテーブルに従い、各々の端末機が他の端末機よりも優先的にパケットを送信できるように設定された期間である。ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂは、時刻ｔ１〜ｔ８において、既に作成、共有されたスケジューリングテーブルに従い、送信を行っている。
ここで本技術では、ＶｏＩＰ通信中の端末機が送信する順序を記述したスケジューリングテーブルを格納したブロードキャストパケットを、定期的に送信する。この送信は、ＶｏＩＰ端末機１００Ａでは時刻ｔ１，ｔ５，ｔ２３、ＶｏＩＰ端末機１００Ｂでは時刻ｔ３，ｔ７，ｔ２７、ＶｏＩＰ端末機１００Ｃでは時刻ｔ２５で示すように行われる。

また、図４ではＶｏＩＰ端末機１００Ａが、時刻ｔ９において、スケジューリングテーブルを送信している。このときＶｏＩＰ端末機１００Ａが送信したスケジューリングテーブルパケットは、時刻ｔ１０に示すように、ＶｏＩＰ通信中のＶｏＩＰ端末機１００Ｂのみならず、ＶｏＩＰ通信はしていないが、ＡＰ１に接続しているＶｏＩＰ端末機１００Ｃでも受信される。これによってＶｏＩＰ通信していない端末機１００Ｃも自セル内におけるＶｏＩＰ通信スケジュールを知ることができる。このときに送信されるスケジューリングテーブルは例えば図５のようにＭＡＣアドレスを端末ＩＤとしたものでもよい。

その後、ＶｏＩＰ端末機１００Ｃを持ったユーザによるＶｏＩＰ通信の開始、あるいは、端末機１００Ｃへの着信等の理由により、時刻ｔ２１に示すように、端末機１００ＣがＶｏＩＰ通信を行う必要が発生したとする。このとき、ＶｏＩＰ端末機１００Ｃは、図５のような既に保持しているスケジューリングテーブルに自機のＭＡＣアドレスを追記した図６のような新たなテーブルを作成する。
即ち、端末機１００Ｃは、時刻ｔ２１において、その新スケジューリングテーブルを記述したスケジューリングパケットをブロードキャストで送信する。このブロードキャストパケットはＡＰ１によって中継され、時刻ｔ２２において、ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂで受信される。ここでスケジューリングテーブルには更新時刻を記述しても良い。

この更新時刻とは、テーブルの更新端末機が実際にスケジューリングテーブルを書き換えた時間に記述される時刻情報である。ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂは、受信したスケジューリングテーブルの更新時刻が自機の保持しているテーブルの更新時刻よりも新しく且つ送信順序と異なる場合に自機に保持するスケジューリングテーブルを更新する。
これによって、ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃで新スケジューリングテーブルが共有される。この後、ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃは、時刻ｔ２３，ｔ２５，ｔ２７に示すように、その新スケジューリングテーブルに基づいて自機の送信期間を設定し、それに基づいてＶｏＩＰパケットの送信をする。これによって、新規端末機が通信を開始する際のスケジューリングテーブル更新が実現される。

但し、本実施の形態ではＶｏＩＰ端末機１００Ｃが１回だけスケジューリングテーブルを送信しているが、これは複数回でもよい。また、ＶｏＩＰ端末機１００Ｃが定期的にスケジューリングテーブルをブロードキャストしてもよい。これによって、１回目のスケジューリングテーブルのブロードキャストパケットを受信失敗した端末機が存在しても２回目以降に受信成功することが可能となる。なお、上記例は通信中の端末機が定期的にスケジューリングテーブルをブロードキャストする例であるが、以下の何れかの方法でもよい。

即ち、ＡＰ接続しているが未通信の端末機が定期的にスケジューリングテーブルをブロードキャストしてもよい。本実施の形態ではＶｏＩＰ端末機１００Ｃがアイドル状態のときもスケジューリングテーブルをブロードキャストしてもよい。
又は、定期的にスケジューリングテーブルをブロードキャストしなくてもよい。つまり、新規通信が開始されるときのみ、スケジューリングテーブルをブロードキャストしてもよい。この場合、図７に示すようなシーケンスとなる。

初めに時刻ｔ３０，ｔ３１に示すように、ＶｏＩＰ端末機１００ＡのみＶｏＩＰ通信しているとする。その後、時刻ｔ３２において、ＶｏＩＰ端末機１００Ｂが通信を開始する。この際、ＶｏＩＰ端末機１００Ｂが通信開始時にブロードキャストで送信したスケジューリングパケットを、時刻ｔ３３に示すように、ＶｏＩＰ端末機１００Ｃが受信できる。
その後、ＶｏＩＰ端末機１００Ｃが、時刻ｔ３８に示すように通信を開始する際に、新たにスケジューリングテーブルを作成し、この新スケジューリングテーブルをＡＰ１を介して時刻ｔ３９に示すように、ブロードキャストで送信すればよい。

この方法は定期的にスケジューリングテーブルを送信しなくてもよいので、オーバーヘッドが小さいというメリットはあるが、ブロードキャストパケットは受信側がＡｃｋ（応答）パケットを返さないため、受信確認ができないので、受信失敗した端末機が存在するとスケジューリングテーブルが共有されない可能性がある。
これに対して、定期的にスケジューリングテーブルをブロードキャストする方法は、これを送信する分だけ、オーバーヘッドが大きくなるが、何度も送信することによって全端末機がスケジューリングテーブルを受信できる信頼性が高くなるという効果がある。

（第２の実施の形態）
本実施の形態では、通信中のＶｏＩＰ端末機１００が通信を停止して、アイドル状態に戻る際の本技術の適用例を説明する。
但し、本実施の形態で説明する各ＶｏＩＰ端末機は、図１に示したハードウェア構成及び図２に示した機能ブロックを備えるものとする。更に、本実施の形態における無線ＬＡＮネットワークの構成例は図３と同様であるとする。
更には、ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃが図６に示したスケジューリングテーブルに従ってＡＰ１とＶｏＩＰパケット通信を行っているとする。また、説明の便宜上、３つの端末機１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃしか記述していないが、適切な如何なる数の無線端末機が存在してもよい。ここで、本実施の形態では、ＶｏＩＰコーデック周期は全ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃとも２０ｍｓとする。

この状態からＶｏＩＰ端末機１００ＣがＶｏＩＰ通信を停止する際の本技術におけるスケジューリング方法について図８を参照して説明する。
図８は時刻ｔ５０〜ｔ６１に示すように、ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂ，１００ＣがＡＰ１とＶｏＩＰパケットによる通信を行っており、時刻ｔ６２で示すように、途中からＶｏＩＰ端末機１００ＣがＶｏＩＰ通信を停止する際のシーケンスを示したものである。更に、このシーケンス図には各ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃの送信優先期間（凸部分）が描かれている。

ＶｏＩＰ端末機１００ＣがＶｏＩＰ通信を停止する場合、その端末機１００Ｃは自局情報を取り除いた新たなスケジューリングテーブルを、時刻ｔ６２，ｔ６３に示すように、ＡＰ１を介してブロードキャストによって送信する。即ち、図９に示すような、ＶｏＩＰ端末機１００Ａと１００Ｂの情報のみが記述されたスケジューリングテーブルが送信される。

ここで、ＶｏＩＰ端末機１００Ｃがスケジューリングテーブルを送信するのはＶｏＩＰ通信が終了する直前でも実際に終了した直後でも良い。更に、スケジューリングテーブルの送信回数は１回でも２回以上の適切な如何なる値でも良い。これによりＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００ＢにＶｏＩＰ端末機１００Ｃが通信を終了した旨を通知することが可能となり、更新されたスケジューリングテーブルに基づいて、時刻ｔ６４〜ｔ７１に示すように、ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂは通信を続けることになる。

ここで、仮に通信終了時のスケジューリングテーブル送信を行わないと、次のような不具合が発生する。ＶｏＩＰ端末機１００Ｃが勝手に通信を終了すると、ＶｏＩＰ端末機１００Ａと１００Ｂとの送信優先期間の間に、ＶｏＩＰ端末機１００Ｃの送信優先期間が開いてしまう。更に、それら端末機１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃの他に本技術を実装していない端末機が存在するとした場合、この端末機からのパケット送信による割り込みが発生する可能性がある。割り込みが発生するとスケジューリングにより順序良く送信されるというシーケンスが破綻する恐れがある。つまり、第２の実施の形態によれば、この不具合が生じないようにすることができる。
あるいはＶｏＩＰ端末機１００Ｃは何も送信せずに、ＶｏＩＰ通信を終了してもよい。これによってスケジューリングテーブルを送信するオーバーヘッドが削減されるというメリットがある。

（第３の実施の形態）
本実施の形態では、通信中の端末機が通信状態のままでセル間を移動する場合の本技術の適用例を記述する。
本実施の形態で説明する各ＶｏＩＰ端末機は、図１に示したハードウェア構成と図２に示した機能ブロックを備えるものとする。更に、本実施の形態における無線ＬＡＮネットワークの構成例は図１０に示す構成であるとする。
図１０では図示せぬセルが２つ存在し、それぞれのセルに無線ＬＡＮの基地局であるＡＰ１とＡＰ２が存在する。ＡＰ１の統括下のセルを第１セル、ＡＰ２の統括下のセルを第２セルとする。また、本実施の形態では、端末機は全てＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、８０２．１１ｅ ＥＤＣＡ及び本手法を実装している無線ＬＡＮのＶｏＩＰ端末機とする。

第１セルにはＶｏＩＰ端末機１００Ａ（ＭＡＣアドレス：ｘｘ：ｘｘ：０１）と、ＶｏＩＰ端末機１００Ｂ（ＭＡＣアドレス：ｘｘ：ｘｘ：０５）と、ＶｏＩＰ端末機１００Ｃ（ＭＡＣアドレス：ｘｘ：ｘｘ：０４）とが在圏し、第２セルにはＶｏＩＰ端末機１００Ｄ（ＭＡＣアドレス：ｘｘ：ｘｘ：０３）と、ＶｏＩＰ端末機１００Ｅ（ＭＡＣアドレス：ｘｘ：ｘｘ：０９）とが在圏して、それぞれ無線ＬＡＮネットワークを構成している。

更に、ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃが、第１セルにおいて図６に示したスクジューリングテーブルに従ってＡＰ１とＶｏＩＰパケット通信を行う。また、ＶｏＩＰ端末機１００Ｄ，１００Ｅが第２セルにおいて図１１に示すスクジューリングに従ってＡＰ２とＶｏＩＰパケット通信を行うとする。説明の便宜上、５つの端末機１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅのみを記載したが、適切な如何なる数の無線端末機が存在してもよい。ここで、本実施の形態ではＶｏＩＰコーデック周期は全端末機とも２０ｍｓとする。更に、本実施の形態ではセルが２つであるとしたが、他の適切な如何なる数でもよい。

この状態からＶｏＩＰ端末機１００Ｃが、ＶｏＩＰ通信を行ったまま第１セルから第２セルに移動する際の本技術におけるスケジューリング方法について図１１を参照して説明する。
図１１はＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃが図６に示すスケジューリングテーブルに従ってＡＰ１とＶｏＩＰパケットによる通信を行っており、ＶｏＩＰ端末機１００Ｄ，１００Ｅが図１１に示すスケジューリングテーブルに従ってＡＰ２とＶｏＩＰパケット通信を行っており、時刻ｔ１０３に示すように、途中からＶｏＩＰ端末機１００ＣがＶｏＩＰ通信を行ったまま第２セルへ移動する際のシーケンスを示したものである。更に本シーケンス図には各端末機１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅの送信優先期間（凸部分）が描かれている。

本技術を実装したＶｏＩＰ端末機１００ＣはＶｏＩＰ通信したまま第１セルから第２セルに移動すると、初めに自機が第１セルから出て行く旨を第１セル内の他のＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂに通達するため、図６のスケジューリングテーブルから自局情報を除いたスケジューリングテーブルをブロードキャストにより送信する。これは、例えば図９のようなものでもよい。
これによってＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００ＢにＶｏＩＰ端末機１００Ｃが第１セルから退出した旨を通知することが可能となり、更新されたスケジューリングテーブルに基づいてＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂは通信を続けることになる。

ここで、仮に通信終了時のスケジューリングテーブル送信を行わないと、次のような不具合が発生する。ＶｏＩＰ端末機１００Ｃが勝手に第１セルから退出すると、ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂの送信優先期間の間に、ＶｏＩＰ端末機１００Ｃの送信優先期間が開いてしまう。更に、ＶｏＩＰ端末機１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃの他に本技術を実装していない端末機が存在する場合、その本技術を実装していない端末機からのパケット送信による割り込みが発生する可能性がある。このように割り込みが発生するとスケジューリングにより順序良く送信されるといったシーケンスが破綻する恐れがある。つまり、第３の実施の形態によれば、この不具合が生じないようにすることができる。

あるいはＶｏＩＰ端末機１００Ｃは何も送信せずに、第１セルを出ていってもよい。これによりスケジューリングテーブルを送信するオーバーヘッドが削減されるというメリットがある。
第２セルに移動したＶｏＩＰ端末機１００Ｃは、初めは第２セルのスケジューリングテーブルに登録されていないので、時刻ｔ１０３に示すように、通常の無線ＬＡＮアクセス通りのランダムアクセスによってＡＰ２とＶｏＩＰパケット通信を行う。

ここで本技術ではＶｏＩＰ通信中の端末機が送信の順序を記述したスケジューリングテーブルを格納したブロードキャストパケットを定期的に送信する。本実施の形態の第２セルでは、時刻ｔ８５、ｔ９２，ｔ１０１，ｔ１１２，ｔ１２３に示すように、ＶｏＩＰ端末機１００Ｅが送信している。このようにＶｏＩＰ端末機１００Ｅが送信しているが、同セル内の他の端末機、即ちＶｏＩＰ端末機１００Ｄが送信しても良い。また、スケジューリングテーブルは図１２に示すようなものでもよい。

ＶｏＩＰ端末機１００Ｃは、定期的にブロードキャストされる第２セルのスケジューリングテーブルを受信すると、図１２に示すスケジューリングテーブルに自局情報を追記、更新して新スケジューリングテーブルを、時刻ｔ１０５に示すように、ＡＰ２を介してブロードキャストにより送信する。なお、新スケジューリングテーブルは、図１３に示すものでもよい。これが第２セル内の端末機で受信されることによって第２セルに属する端末機１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅの間で新たなスケジューリングテーブルに更新される。端末機１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅは、その更新されたスケジューリングテーブルに基づいて通信を続ける。

また、スケジューリングテーブル内の各端末機の送信期間に有効期限機能を持たせても良い。つまり、ある一定期間経った場合、その端末機の送信期間は無効となり、その後もその端末機が送信期間を設定したければ当該端末機がスケジューリングテーブルをブロードキャストによって送信し、他の端末機に通知するようにしてもよい。
これによって、セルから退出したにも関わらず、その退出した無線端末機のための不要な送信期間が設定され続けることが回避可能となる。なお、本実施の形態の第１セルのＶｏＩＰ端末機１００Ｃが移動する前のスケジューリングテーブル例は図１４に示すように送信期間設定時刻が要素として記述される。

本発明の無線通信装置及び無線通信方法は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式で通信を行うネットワークにて良好な品質で通信の優先制御を行う際に好適に利用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係るＶｏＩＰ端末機のハードウェア構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係るＶｏＩＰ端末機の機能ブロック図である。 第１の実施の形態に係るＶｏＩＰ端末機を用いた無線ＬＡＮネットワークの構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係るＶｏＩＰ端末機のＶｏＩＰ通信開始時のスケジューリング方法を説明するためのシーケンス図である。 ＶｏＩＰ端末機のスケジューリングテーブルの構成図である。 ＶｏＩＰ端末機のスケジューリングテーブルの構成図である。 第１の実施の形態に係るＶｏＩＰ端末機の新規通信開始時のシーケンス図である。 本発明の第２の実施の形態に係るＶｏＩＰ端末機のＶｏＩＰ通信停止時のスケジューリング方法を説明するためのシーケンス図である。 ＶｏＩＰ端末機のスケジューリングテーブルの構成図である。 第２の実施の形態に係るＶｏＩＰ端末機を用いた無線ＬＡＮネットワークの構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係るＶｏＩＰ端末機のＶｏＩＰ通信時のスケジューリング方法を説明するためのシーケンス図である。 ＶｏＩＰ端末機のスケジューリングテーブルの構成図である。 ＶｏＩＰ端末機のスケジューリングテーブルの構成図である。 ＶｏＩＰ端末機が他のセルに移動する際のスケジューリングテーブル例の構成図である。

符号の説明

１，２ ＡＰ(Access Point)
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ ＶｏＩＰ端末機（無線通信装置）
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ 操作部
１０５ 無線通信部
１０６ ディスプレイ
２０１ パケット受信部
２０２ スケジューリングテーブル認識保持部
２０３ 無線アクセス制御パラメータ設定部
２０４ パケット送信制御部
２０５ スケジューリングテーブル作成部
２０６ スケジューリングパケット送信制御部

Claims (7)

1. 仮想キャリアセンスにより無線帯域割り当てを行うパケット伝送方式に基づくパケット送信を行う無線通信装置において、
   複数の無線通信装置のうち少なくとも１以上の無線通信装置が現在の通信順序を記述したスケジューリングテーブルを定期的又は随時ブロードキャストにより送信する第１の送信手段と、
   無線基地局と接続中で他無線通信装置と未通信の無線通信装置が受信したスケジューリングテーブルを認識して保持する認識保持手段と、
   自無線通信装置の通信開始時に、前記認識保持手段に保持されたスケジューリングテーブルに自無線通信装置情報を追記して新スケジューリングテーブルを作成し、前記新スケジューリングテーブルを少なくとも１回以上ブロードキャスト送信する第２の送信手段と、
   通信中の無線通信装置が他のスケジューリングテーブルを受信時に、前記他のスケジューリングテーブルの更新時刻が自無線通信装置に保持中のスケジューリングテーブルの更新時刻よりも新しく、且つ前記他のスケジューリングテーブルに記述された送信順序が自無線通信装置に保持中のスケジューリングテーブルの送信順序と異なる場合、自無線通信装置に保持中のスケジューリングテーブルを新スケジューリングテーブルに更新する更新手段と、
   前記第２の送信手段により作成された前記新スケジューリングテーブル、あるいは、前記更新手段により更新された前記新スケジューリングテーブルに従い、排他的又は優先的な自無線通信装置の帯域利用期間を設定し、設定された前記送信期間に基づいてパケット送信を行う第３の送信手段と、
   を備えたことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記更新手段は、前記スケジューリングテーブルに従い通信中の少なくとも１以上の無線通信装置が通信を終了して前記無線基地局との接続のみの状態に遷移する直前又は該通信の終了直後に、前記スケジューリングテーブルから自無線通信装置の情報を削除し、前記第３の送信手段は、その削除後のスケジューリングテーブルを、少なくとも１回以上ブロードキャスト送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記更新手段は、前記スケジューリングテーブルに従い通信中の少なくとも１以上の無線通信装置が該通信状態のままで現在の無線基地局の通信エリアであるセルから他の無線基地局のセルへ移動する際に、前記スケジューリングテーブルから自無線通信装置の情報を削除し、前記第３の送信手段は、その削除後のスケジューリングテーブルを、少なくとも１回以上ブロードキャスト送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
4. 前記第１の送信手段は、自無線通信装置がセル移動後、所定時間は仮想キャリアセンスによるランダムアクセスで通信を行い、
   前記第２の送信手段は、前記セル移動後のランダムアクセス中に、他無線通信装置から受信したスケジューリングテーブルに自局情報を追記し、このスケジューリングテーブルを少なくとも１回以上ブロードキャスト送信するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記スケジューリングテーブルには、所定期間経過すると無効となる送信有効期間が記述されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の無線通信装置。
6. 前記スケジューリングテーブルには、少なくとも送信順序、スケジューリングテーブルを書き換えた時間に記述される時刻情報である更新時刻を含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の無線通信装置。
7. 仮想キャリアセンスにより無線帯域割り当てを行うパケット伝送方式に基づくパケット送信を行う無線通信方法において、
   複数の無線通信装置のうち少なくとも１以上の無線通信装置が現在の通信順序を記述したスケジューリングテーブルを定期的又は随時ブロードキャストにより送信する第１のステップと、
   無線基地局と接続中で他無線通信装置と未通信の無線通信装置が前記第１のステップで送信されたスケジューリングテーブルを受信して認識し、前記スケジューリングテーブルを保持する第２のステップと、
   自無線通信装置の通信開始時に、前記第２のステップにおいて保持されたスケジューリングテーブルに自無線通信装置の情報を追記して新スケジューリングテーブルを作成し、前記新このスケジューリングテーブルを少なくとも１回以上ブロードキャスト送信する第３のステップと、
   通信中の無線通信装置が受信した他のスケジューリングテーブルを受信時に、前記他のスケジューリングテーブルの更新時刻が自無線通信装置に保持中のスケジューリングテーブルの更新時刻よりも新しく、且つ前記他のスケジューリングテーブルに記述された送信順序が自無線通信装置に保持中のスケジューリングテーブルの送信順序と異なる場合に、自無線通信装置に保持中のスケジューリングテーブルを新スケジューリングテーブルに更新する第４のステップと、
   前記第３のステップにより作成された前記新スケジューリングテーブル、あるいは、前記第４のステップで更新された前記新スケジューリングテーブルに従い、排他的又は優先的な自無線通信装置の帯域利用期間を設定し、設定された前記送信期間に基づいてパケット送信を行う第５のステップと、
   を含むことを特徴とする無線通信方法。

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