JP5706303B2 - 通信方法、無線アクセスシステム、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線アクセスシステムに係る通信方法、無線アクセスシステム、及びプログラムに関する。

近年、一般家庭や、オフィス、あるいは駅や、空港での公衆ホットスポットサービスなど、端末からの無線通信をアクセスとして利用し、光回線に代表されるブロードバンド接続を介して身近にインターネットを利用できる環境が普及しつつある。特に、近年のブロードバンドルータには無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信機能が内蔵されているものも多く、また、ノートパソコンには、無線ＬＡＮ通信機能に加え、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信機能が内蔵されている機種も増えてきており、家庭内や、オフィスにおいて簡便に通信環境が構築できるようになってきている。

このような状況の中、家庭や、オフィスに無線ゲートウェイ装置を設置し、複数の無線方式をサポートしたり、新しい無線方式に柔軟に対応したりする技術が提案されている（例えば、特許文献１や、特許文献２）。

現状では、ネットワーク接続のためのブロードバンドルータに代表される無線ゲートウェイ装置と、家庭や、オフィス等で用いられる各種の無線通信端末機器用の基地局、あるいは無線ゲートウェイ装置とは、それぞれ異なる装置として開発・発展してきた。

そのため、複数の無線通信方式のサービスを同時に受けるためには、複数の異なる無線ゲートウェイ装置を設置する必要があり、設置コストが問題であった。また、新たな無線通信方式のサービスを受けるためにも、次々と新たな無線ゲートウェイ装置を設置・更改していく必要があった。

ここで、特許文献１に示す技術では、無線ゲートウェイ装置は、無線信号の受信部、受信信号のデジタル化（アナログ−デジタル変換）部、及びデジタル信号の伝送部のみに簡略化した構成である。無線ゲートウェイ装置で、デジタル化した受信信号を、ネットワークを介して信号処理サーバに伝送し、受信信号の復調・復号等の処理を行うことができる。

また、特許文献２に示す技術では、無線ゲートウェイ装置が、検出した無線通信方式に基づいて、信号処理を実施する装置（無線ゲートウェイ装置、あるいは信号処理サーバ）を決定したり、無線ゲートウェイ装置で用いる信号処理を行うソフトウェアを、適時、ネットワーク上のプログラムサーバからダウンロードして信号処理部のソフトウェアを書きえたりすることができるようになっている。

上記特許文献１や、特許文献２の技術を用いた構成によれば、信号処理サーバ側でのソフトウェアによる信号処理を変更することにより、新たな無線通信方式を含めた複数の無線通信方式のサービスを提供することが可能となるため、新規の無線ゲートウェイ装置の設置・更改によるコストの問題の解消が期待できる。

なお、このような無線ゲートウェイシステム構成では、インターネットや、ＷＡＮ（Wide Area Network）などの広域ネットワークを媒介するネットワークとしての利用も想定できるが、これに限らず、オフィス内ネットワークや、ホームネットワーク等に代表されるＬＡＮ環境において、信号処理サーバとしてパソコンを利用したり、ホームゲートウェイ、あるいはサービスゲートウェイ等の装置を利用したりといった構成も可能である。

一方、無線パケット通信を行う無線アクセス方式として、例えば、特許文献３に記載されているように、ＩＥＥＥ ８０２．１１委員会で規定されている無線ＬＡＮシステムにおけるアクセス方式が代表的である。ＭＡＣレイヤのアクセス方式が、ＩＥＥＥ ８０２．１１規格において記述されている。ＩＥＥＥ ８０２．１１規格では、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式を用いたＤＣＦ（Distributed Coordination Function）、すなわち、自律分散的なアクセス制御が採用されている。

ＣＳＭＡ／ＣＡでは、無線パケットの衝突を回避するために、キャリアセンス、及びバックオフ制御という機能が実装されている。キャリアセンスは、無線パケットの送信を試みようとする無線端末が、無線チャネルの利用状況を確認し、他の無線端末が無線パケットを送信している間、無線パケットの送信を待機することで衝突を回避する方法である。また、バックオフ制御は、無線端末がキャリアセンスを実施後、無線チャネルが利用されていないことを確認してからすぐに無線パケットを送信することなく、規定の範囲内で発生させた乱数を元に生成した時間だけ待機した後に、無線パケットを送信することで衝突を回避する方法である。

また、ＣＳＭＡ／ＣＡでは、信号を送信する前には、最低限の送出信号間隔としてＩＦＳ（Inter Frame Space）が規定されており、正しくデータパケットを受信した場合には、送信側に正常に受信したことを知らせるための応答信号としてＡＣＫ（ACKnowledgement）フレームを、最優先のＳＩＦＳ（Short IFS）時間後に送信する。

図１１は、従来技術による無線アクセスシステムの構成例（その１）における各装置の構成を示すブロック図である。図１１には、無線パケット通信を実施するため、これを通常の無線アクセスポイント（ＡＰ：Access Point）として実装する場合の例を示している。無線ＡＰ２００は、無線パケットの送受信を行う無線周波数部２０１と、受信パケットを復調する復調部２０２と、誤り検査符号（ＦＣＳ：Frame Check Sequence）を用いたパケット誤り検査を行うパケット誤り検査部２０３と、受信パケットが誤っていないと判定された場合に応答規定時間内に送信される応答信号を生成する応答信号生成部２０４とを備えている。

図１２は、従来技術における無線ＡＰ２００の動作として、無線パケット応答方法を説明するためのフローチャートである。無線周波数部２０１が無線データパケットを受信し（ステップＳ１）、復調部２０２が受信パケットを復調する（ステップＳ２）。次に、パケット誤り検査部２０３がＦＣＳを用いたパケット誤り検査を行い（ステップＳ３）、パケット誤り検査（ＣＲＣチェック）により受信パケット誤りを判定する（ステップＳ４）。

そして、受信パケットを正常受信と判定された場合には（ステップＳ４のＹＥＳ）、応答信号生成部２０４が応答パケットを生成し（ステップＳ５）、無線周波数部２０１が応答規定時間内に応答パケットを無線端末１００に送信する（ステップＳ６）。一方、受信パケットを受信失敗と判定された場合には（ステップＳ４のＮＯ）、無線周波数部２０１が応答パケットを送信せず、無線端末１００からの再送を待つ（ステップＳ７）。

図１３は、従来技術における各装置の動作を説明するための時間応答シーケンス図である。無線ＡＰ２００は、無線パケットの受信開始後、受信パケットの復調を行い、ＦＣＳを用いたパケット誤り検査、応答パケット（ＡＣＫパケット）の生成を行った後、受信パケットの末尾から応答規定時間であるＳＩＦＳ時間Ｔ_ＳでＡＣＫパケットを送信するための調整時間Ｔ_Ｗを経て、ＡＣＫパケットを送信する。図を見て分かるように、全ての信号処理を応答規定時間内に終了する必要がある。

特開２００７−１６６２７８号公報 特開２００９−２３１９０３号公報 特許第３４８４３９０号公報

上述した特許文献１や、特許文献２の技術を用いた構成の場合、無線信号処理を処理能力が低い無線ゲートウェイ装置側で処理したり、あるいは、無線信号処理を信号処理サーバ側で処理したりすることにより、処理遅延、またはネットワークにおける伝送遅延が発生することになり、応答規定時間を守れなくなる可能性がある。

図１４は、従来技術による無線アクセスシステムの構成例（その１）において、上記処理遅延が発生する場合における各装置の動作を説明するための時間応答シーケンス図である。図１４に示すように、無線ＡＰ２００の処理能力が低い場合、受信パケットの復調、パケット誤り検査、及び、応答パケットの生成を行うために必要な時間が長くなるため、無線端末１００が応答規定時間Ｔ_Ｓ内に応答パケット（ＡＣＫパケット）を受信できていないことが分かる。

図１５は、従来技術による無線アクセスシステムの構成例（その２）における各装置の構成を示すブロック図である。図１５には、上記伝送遅延が発生する構成として、信号処理を全て信号処理装置４００で実施する場合の構成例を示している。無線ＡＰ２００は、無線周波数部２０１のみを備えている。信号処理装置４００は、受信パケットを復調する復調部２０２と、誤り検査符号を用いたパケット誤り検査を行うパケット誤り検査部２０３と、受信パケットが誤っていないと判定された場合に応答規定時間内に送信される応答信号を生成する応答信号生成部２０４とを備えている。

図１６は、従来技術による無線アクセスシステムの構成例（その２）における各装置の動作を説明するための時間応答シーケンス図である。図１５に示す構成において、伝送遅延が発生する場合、信号処理装置４００における、受信パケットの復調、パケット誤り検査、及び、応答パケットの生成を開始できる時間が遅くなるため、無線端末１００が応答規定時間Ｔ_Ｓ内に応答パケット（ＡＣＫパケット）を受信できていないことが分かる。

このように、従来技術では、無線ＡＰ２００の処理能力が低い場合、受信パケットの復調、パケット誤り検査、及び、応答パケットの生成を行うために必要な時間が長くなるため、無線端末１００が応答規定時間内に応答パケットを受信できないという問題がある。また、無線ＡＰ２００−信号処理装置４００間の伝送遅延が大きい場合にも、伝送遅延により、無線端末１００が応答規定時間内に応答パケットを受信できないという問題がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、応答規定時間内に応答パケットを無線端末に送信し、スループット特性を改善する通信方法、無線アクセスシステム、及びプログラムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、無線端末と無線通信を行う無線アクセスポイントを備えた無線アクセスシステムの通信方法であって、無線端末から無線信号を受信する受信ステップと、受信ステップにおいて受信された無線信号が再送された無線信号であるか否かを判定する判定ステップと、判定ステップにおいて無線信号が再送された無線信号でないと判定された場合には、無線信号を復調した後、誤り判定を行う誤り検査ステップと、誤り検査ステップにおいて受信成功と判定された場合に、応答信号を生成する応答信号生成ステップと、受信ステップにおいて受信された無線信号と応答信号生成ステップにおいて生成された応答信号とを記憶する記憶ステップと、判定ステップにおいて無線信号が再送された無線信号であると判定された場合には、記憶ステップにおいて記憶された応答信号を無線端末に送信する送信制御ステップとを含むことを特徴とする。

また、本発明は、判定ステップにおいて、記憶ステップにおいて記憶された無線信号と受信ステップにおいて受信された無線信号との相関値を算出し、算出した相関値が閾値を超える場合には、受信ステップにおいて受信された無線信号を再送された無線信号であると判定することを特徴とする。

また、本発明は、無線アクセスシステムが、無線アクセスポイントとネットワークを介して通信可能に接続される信号処理装置を備え、応答信号生成ステップは、無線アクセスポイント、または信号処理装置において実行されることを特徴とする。

また、本発明は、誤り検査ステップが、無線アクセスポイント、または信号処理装置において実行されることを特徴とする。

また、本発明は、無線端末と無線通信を行う無線アクセスポイントを備えた無線アクセスシステムであって、無線端末から無線信号を受信する受信手段と、受信手段で受信された無線信号が再送された無線信号であるか否かを判定する判定手段と、判定手段で無線信号が再送された無線信号でないと判定された場合には、無線信号を復調した後、誤り判定を行う誤り検査手段と、誤り検査手段で受信成功と判定された場合に、応答信号を生成する応答信号生成手段と、受信手段で受信された無線信号と応答信号生成手段で生成された応答信号とを記憶する記憶手段と、判定手段で無線信号が再送された無線信号であると判定された場合には、記憶手段が記憶した応答信号を無線端末に送信する送信制御手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明は、判定手段が、記憶手段で記憶された無線信号と受信手段で受信された無線信号との相関値を算出し、算出した相関値が閾値を超える場合には、受信手段で受信された無線信号を再送された無線信号であると判定することを特徴とする。

また、本発明は、無線アクセスシステムが、無線アクセスポイントとネットワークを介して通信可能に接続される信号処理装置を備え、応答信号生成手段が、無線アクセスポイント、または信号処理装置のいずれか一方に備えられることを特徴とする。

また、本発明は、誤り検査手段が、無線アクセスポイントと、信号処理装置とのいずれか一方に備えられることを特徴とする。

また、本発明は、無線端末と無線通信を行う無線アクセスポイントのコンピュータに、無線端末から無線信号を受信する受信ステップと、受信ステップにおいて受信された無線信号が再送された無線信号であるか否かを判定する判定ステップと、判定ステップにおいて無線信号が再送された無線信号でないと判定された場合には、無線信号を復調した後、誤り判定を行う誤り検査ステップと、誤り検査ステップにおいて受信成功と判定された場合に、応答信号を生成する応答信号生成ステップと、受信ステップにおいて受信された無線信号と応答信号生成ステップにおいて生成された応答信号とを記憶する記憶ステップと、判定ステップにおいて無線信号が再送された無線信号であると判定された場合には、記憶ステップにおいて記憶された応答信号を無線端末に送信する送信制御ステップとを実行させるためのプログラムである。

この発明によれば、無線ＡＰの処理能力が低い場合や、無線ＡＰ−信号処理装置間の伝送遅延が大きい場合であっても、無線端末が応答規定時間内に応答パケットを受信することができ、スループット特性を改善することができる。

本発明における無線アクセスシステムの各装置の構成を示すブロック図である。 本発明における信号処理装置４００、無線ＡＰ２００の動作として、無線パケット応答方法を説明するためのフローチャートである。 本第１実施形態における無線アクセスシステムの構成を示すブロック図である。 本第１実施形態における各装置の動作を説明するための時間応答シーケンス図である。 本第２実施形態における無線アクセスシステムの各装置の構成を示すブロック図である。 本第２実施形態における各装置の動作を説明するための時間応答シーケンス図である。 本第３実施形態における無線アクセスシステムの各装置の構成を示すブロック図である。 本第３実施形態における各装置の動作を説明するための時間応答シーケンス図である。 本第４実施形態における無線アクセスシステムの各装置の構成を示すブロック図である。 本第４実施形態における各装置の動作を説明するための時間応答シーケンス図である。 従来技術による無線アクセスシステムの構成例（その１）における各装置の構成を示すブロック図である。 従来技術における無線ＡＰ２００の動作として、無線パケット応答方法を説明するためのフローチャートである。 従来技術における各装置の動作を説明するための時間応答シーケンス図である。 従来技術による無線アクセスシステムの構成例（その１）において、処理遅延が発生する場合における各装置の動作を説明するための時間応答シーケンス図である。 従来技術による無線アクセスシステムの構成例（その２）における各装置の構成を示すブロック図である。 従来技術による無線アクセスシステムの構成例（その２）における各装置の動作を説明するための時間応答シーケンス図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

まず、本発明の基本構成、基本動作について説明する。
図１は、本発明における無線アクセスシステムの各装置の構成を示すブロック図である。なお、図１１、図１５に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。本第１実施形態では、無線ＡＰ２００は、図１１の構成に加えて、新たに再送パケット検出部２０５と、制御部２０６と、通信部２０７とを備えている。また、信号処理装置４００は、通信部２０８を備えている。

再送パケット検出部２０５は、無線パケットを受信後、予め作成していたレプリカと受信パケットの相互相関を算出し、閾値判定を行うことで当該パケットが再送されたパケットであるか否かを検出する機能、及び、上記レプリカを作成する機能を有する。

制御部２０６は、無線ＡＰ２００内の再送パケット検出部２０５が管理するべきレプリカを制御する機能を有する。具体的には、パケット誤り検査部２０３が無線端末１００から受信したパケットに対して、ＦＣＳを用いたパケット誤り検査を行った結果、当該受信パケットを正常受信と判定した場合、当該受信パケットのレプリカを作成するよう再送パケット検出部２０５に通知する。

また、制御部２０６は、再送パケットを検出した場合に、予め用意していた応答パケットを無線端末１００に送信する制御を実施する機能を有する。具体的には、再送パケット検出部２０５が無線端末１００から受信したパケットに対して、当該受信パケットが再送パケットであることを検出した場合、予め用意していた応答パケットを無線端末１００に送信するよう無線周波数部２０１に通知する。

通信部２０７、及び通信部２０８は、無線ＡＰ２００−信号処理装置４００間の通信を実現する機能を有する。具体的には、受信パケットの復調、及びパケット誤り検査と、応答パケットの生成とのいずれか一方、または両方が、信号処理装置４００で実施される場合に（後述の第２から第４実施形態に相当）、受信パケットの復調結果、及び誤り検査結果と、生成した応答パケットのいずれか一方、または両方を通信先に送信する。

上述した構成によれば、無線ＡＰ２００は、無線端末１００から受信した無線パケットの復調、及び誤り検査を実施し、当該復調結果、及び誤り検査結果により受信パケットに誤りがない場合には、上記無線パケットに対する応答パケットを生成し、当該応答パケットを無線端末１００に送信する。一方、無線ＡＰ２００は、当該復調結果、及び誤り検査結果により受信パケットに誤りがあった場合には、応答パケットを送信せずに記憶しておき、無線端末から再送を待つ。そして、無線ＡＰ２００は、無線パケットを無線端末１００から受信した際に、当該無線パケットが再送パケットであることを検出した場合、当該再送パケットの復調、ＦＣＳを用いたパケット誤り検査、及び、応答パケットの生成を行う前に、上記予め生成し、記憶しておいた応答パケットを無線端末１００に送信する。

図２は、本発明における信号処理装置４００、無線ＡＰ２００の動作として、無線パケット応答方法を説明するためのフローチャートである。無線ＡＰ２００は、無線周波数部２０１が無線データパケットを受信し（ステップＳ１０）、再送パケット検出部２０５が、受信パケットが再送パケットであるか否かを判定する（ステップＳ１１）。なお、再送パケットの判定は、予め作成していたレプリカと受信パケットとの相互相関を算出し、閾値判定を行うことで実施される。

そして、受信パケットが再送パケットであることを検出した場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、制御部２０６からの通知に基づき、無線周波数部２０１が応答規定時間内に予め用意していた応答パケットを無線端末１００に送信する（ステップＳ１２）。

一方、受信パケットが再送パケットでないと判定された場合には（ステップＳ１１のＮＯ）、無線ＡＰ２００（または、信号処理装置４００）は、復調部２０２が受信パケットを復調し（ステップＳ１３）、パケット誤り検査部２０３がＦＣＳを用いたパケット誤り検査を行い（ステップＳ１４）、パケット誤り検査により受信パケット誤りを判定する（ステップＳ１５）。

そして、受信パケットを正常受信との判定時には（ステップＳ１５のＹＥＳ）、応答信号生成部２０４が応答パケットを生成し（ステップＳ１６）、無線周波数部２０１が応答規定時間内に生成した応答パケットを無線端末１００に送信する（ステップＳ１７）。一方、受信パケットを受信失敗との判定時には（ステップＳ１５のＮＯ）、無線周波数部２０１が応答パケットを送信せずに記憶しておき、無線端末１００からの再送を待つ（ステップＳ１８）。

再送パケットを検出する方法としては、例えば、参考文献１（守倉、久保田、「８０２．１１無線ＬＡＮ教科書」、インプレスＲ＆Ｄ、ｐ．２１８）に示されているようなパケットを検出する方法を適用することが考えられる。

再送パケットは、１回目の送信パケットと同一のパケットであるため、１回目の送信パケットを記憶しておき、記憶した１回目の送信パケットと同一のパターンを持つパケットを検出した場合に、当該パケットを再送パケットとして検出することができる。

上記同一のパターンを持つパケットを検出するためには、検出したいパケット（１回目の送信パケット）のレプリカを作成し、受信したパケットとレプリカの相互相関を算出し、閾値判定を行う方法が一般的である。

ここで、図２を参照して再送パケットを検出するために実施される処理について説明する。図２のステップＳ１４、Ｓ１５において、パケット誤り検査部２０３が受信パケットに対してパケットの誤りを判定し、受信パケットが誤っていない場合に（ステップＳ１５のＹＥＳ）、制御部２０６からの通知に基づき、再送パケット検出部２０５が当該パケットのレプリカを作成する。

無線ＡＰ２００は、ステップＳ１１において、再送パケット検出部２０５が受信パケットと上記予め作成したレプリカとの相互相関を算出して閾値判定を行う。そして、算出した相互相関値が、閾値を超えていた場合には、当該受信パケットが再送パケットであると判定し、閾値を超えていなかった場合には、当該受信パケットが再送パケットではないと判定する。なお、上記レプリカは、パケットを正常受信したと判定する度に作成されることから、複数のレプリカが作成されている可能性がある。この場合、再送パケット検出部２０５は、受信パケットとそれぞれのレプリカとに対して相互相関の計算を行う。

なお、上記レプリカを保持する期間、及び閾値は、本発明の実施形態毎に決定された値が用いられ、この決定された値は、再送パケット検出部２０５内の所定のメモリ領域に記憶されるものとする。

上述したように、本発明では、無線ＡＰ２００は、無線パケットを無線端末１００から受信した際に、受信した無線パケットが再送パケットであることを検出した場合、予め作成しておいた応答パケットを、再送の応答規定時間内に無線端末１００に送信する。言い換えると、一度目の受信が成功したことを、再送を受信したタイミングで返信することになる。

このような構成により、無線ＡＰ２００では、一度目の受信における応答規定時間は守れないものの、再送パケットを受信した際には、応答規定時間内に応答パケットを送信できるため、応答パケットの送信が応答規定時間を超えることによる再送の繰り返しを回避することができる。

なお、再送パケットの受信が失敗だった場合には、受信失敗にも関わらず応答パケットを送信するようにも見えるが、そもそも一度目の受信が成功しており、データ自体は正常に受信されていることから、何ら問題はない。

Ａ．第１実施形態
次に、本発明の第１実施形態について説明する。
本第１実施形態では、無線ＡＰ２００が無線パケットの復調、パケットの誤り検査、及び応答パケットの生成を行う機能を有することを特徴とする。無線ＡＰ２００は、無線パケットを無線端末１００から受信した際に、当該無線パケットが再送パケットであることを検出した場合、無線ＡＰ２００が当該再送パケットの復調、ＦＣＳを用いたパケット誤り検査、及び応答パケットの生成を行う前に、予め無線ＡＰ２００が作成していた応答パケットを無線端末１００に送信する。

図３は、本第１実施形態における無線アクセスシステムの構成を示すブロック図である。図３において、無線アクセスシステムは、１つの信号処理装置４００と、有線ネットワーク３００を経由して信号処理装置４００に接続する複数の無線ＡＰ２００−１〜２００−Ｎ、及び、それぞれの無線ＡＰＡＰ２００−１〜２００−Ｎに接続する複数の無線端末１００−１〜１００−Ｎ、…、１００−１〜１００−Ｎから構成される。本第１実施形態における各装置の構成は、図１に示した通りである。

ここで、本第１実施形態における信号処理装置４００、無線ＡＰ２００の動作について説明する。第１実施形態における無線パケット応答方法は、図２に示すフローチャートのうち、無線ＡＰ２００が全ての手順（ステップＳ１０〜Ｓ１８）を実施することになる。

図４は、本第１実施形態における各装置の動作を説明するための時間応答シーケンス図である。図４において、無線ＡＰ２００は、無線パケットの受信開始後、当該パケットが再送パケットであるか否かを検出する。再送パケットであることを検出しなかった場合には、従来技術と同様、受信パケットの復調を行い、ＦＣＳを用いたパケット誤り検査、応答パケット（ＡＣＫパケット）の生成を行う。その後、受信パケットの末尾から応答規定時間であるＳＩＦＳ時間Ｔ_Ｓ内にＡＣＫパケットを送信することができる場合には、ＡＣＫパケットを送信するための調整時間Ｔ_Ｗを経て、ＡＣＫパケットを送信する。

しかしながら、図に示すように、全ての信号処理が応答規定時間内に終了しなかった場合、無線端末１００は、当該パケットの再送を行う。無線ＡＰ２００は、当該再送パケットの受信開始後、当該パケットが再送パケットであることを検出した場合、ＳＩＦＳ時間Ｔ_Ｓで応答パケットを送信するための調整時間Ｔ_Ｗを経て、１回目の受信パケットに対する応答用に、予め無線ＡＰ２００が作成していたＡＣＫパケットを送信することができるため、受信パケットの復調、パケット誤り検査、及び、応答パケットの生成が応答規定時間に間に合う必要はない。

図から見て分かるように、無線ＡＰ２００が、再送パケットを検出後、上記予め作成していたＡＣＫパケットを送信することで、従来技術では、応答規定時間内に全ての信号処理が終わらない受信パケットに対して、応答規定時間内にＡＣＫパケットを無線端末１００に送信することができるようになり、スループット特性を改善することができる。

上述した第１実施形態によれば、無線ＡＰ２００の処理能力が、受信パケットの復調、パケットの誤り検査、及び、応答パケットの生成を応答規定時間内に終了することができないほどに低い場合であっても、応答規定時間内に応答パケットを無線端末１００に送信することができるようになり、スループット特性を改善することができる。

Ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本第２実施形態では、無線ＡＰ２００が無線パケットの復調、及びパケットの誤り検査を行う機能を有し、信号処理装置４００が応答パケットの生成を行う機能を有することを特徴とする。無線ＡＰ２００は、無線パケットを無線端末１００から受信した際に、当該無線パケットが再送パケットであることを検出した場合、無線ＡＰ２００が当該再送パケットの復調とＦＣＳを用いたパケット誤り検査とを行い、信号処理装置４００が応答パケットの生成を行う前に、予め信号処理装置４００から受信していた応答パケットを無線端末１００に送信する。

また、信号処理装置４００は、無線ＡＰ２００から受信した無線パケットの復調結果、及び誤り検査結果に基づいて応答パケットを生成し、当該応答パケットを当該無線ＡＰ２００に送信する。なお、本第２実施形態における無線アクセスシステムの構成は、図３に示した通りである。

図５は、本第２実施形態における無線アクセスシステムの各装置の構成を示すブロック図である。図５において、無線ＡＰ２００は、無線周波数部２０１と、復調部２０２と、パケット誤り検査部２０３と、再送パケット検出部２０５と、制御部２０６と、通信部２０７とを備えている。また、信号処理装置４００は、応答信号生成部２０４と通信部２０８とを備えている。

ここで、本第２実施形態による信号処理装置４００、無線ＡＰ２００の動作について説明する。まず、本第２実施形態における無線パケット応答方法は、図２に示すフローチャートのうち、無線ＡＰ２００がステップＳ１０〜Ｓ１５を実施し、信号処理装置４００がＳ１６〜Ｓ１８を実施することになる。

図６は、本第２実施形態における各装置の動作を説明するための時間応答シーケンス図である。図６において、無線ＡＰ２００は、無線パケットの受信開始後、当該パケットが再送パケットであるか否かを検出する。再送パケットであることを検出しなかった場合には、当該無線パケットに対して、受信パケットの復調を行い、ＦＣＳを用いたパケット誤り検査を行った後、当該復調結果、及び誤り検査結果を信号処理装置４００に送信する。なお、信号処理装置４００には、ネットワーク伝送遅延時間Ｔ_ｄ分だけ遅れて復調結果、及び誤り検査結果が到着する。

信号処理装置４００は、受信した復調結果、及び誤り検査結果を元に、応答パケット（ＡＣＫパケット）を生成し、生成したＡＣＫパケットを無線ＡＰ２００に送信する。なお、無線ＡＰ２００には、ネットワーク伝送遅延時間Ｔ_ｄ分だけ遅れてＡＣＫパケットが到着する。

無線ＡＰ２００は、ＡＣＫパケットを受信した後、無線端末１００から受信したパケットの末尾から応答規定時間であるＳＩＦＳ時間Ｔ_Ｓ内にＡＣＫパケットを送信することができる場合には、ＡＣＫパケットを送信するための調整時間Ｔｗを経て、ＡＣＫパケットを送信する。

しかしながら、図に示すように、全ての信号処理が応答規定時間内に終了しなかった場合、無線端末１００は、当該パケットの再送を行う。無線ＡＰ２００は、当該再送パケットの受信開始後、当該パケットが再送パケットであることを検出した場合、１回目の受信パケットに対する応答用に、予め信号処理装置４００が作成したＡＣＫパケットを受信している。ゆえに、ＳＩＦＳ時間Ｔ_Ｓで応答信号を送信するための調整時間Ｔ_Ｗを経て、上記ＡＣＫパケットを送信することができるため、無線ＡＰ２００が実施する受信パケットの復調とパケット誤り検査、及び、信号処理装置４００が実施するＡＣＫパケットの生成が応答規定時間に間に合う必要はない。

図から見て分かるように、無線ＡＰ２００が、再送パケットを検出後、上記予め信号処理装置４００から受信していたＡＣＫパケットを送信することで、従来技術では応答規定時間内に全ての信号処理が終わらない受信パケットに対して、応答規定時間内にＡＣＫパケットを無線端末１００に送信することができるようになり、スループット特性を改善することができる。

上述した第２実施形態によれば、無線ＡＰ２００−信号処理装置４００間の伝送遅延が発生し、無線ＡＰ２００の処理能力が、受信パケットの復調、及びパケットの誤り検査を応答規定時間内に終了することができないほど低い場合であっても、応答規定時間内に応答パケットを無線端末１００に送信することができるようになり、スループット特性を改善することができる。

Ｃ．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本第３実施形態では、無線ＡＰ２００が応答パケットの生成を行う機能を有し、信号処理装置４００が無線パケットの復調、及びパケットの誤り検査を行う機能を有することを特徴とする。無線ＡＰ２００は、無線パケットを無線端末１００から受信した際に、当該無線パケットが再送パケットであることを検出した場合、信号処理装置４００が当該再送パケットの復調とＦＣＳを用いたパケット誤り検査とを行い、無線ＡＰ２００が応答パケットの生成を行う前に、予め作成していた応答パケットを無線端末１００に送信する。

また、信号処理装置４００は、無線ＡＰ２００を介して無線端末１００から受信した無線パケットの復調、及び誤り検査を実施し、当該復調結果、及び誤り検査結果を当該無線ＡＰ２００に送信する。なお、本第３実施形態における無線アクセスシステムの構成は、図３に示した通りである。

図７は、本第３実施形態における無線アクセスシステムの各装置の構成を示すブロック図である。無線ＡＰ２００は、無線周波数部２０１と、応答信号生成部２０４と、再送パケット検出部２０５と、制御部２０６と、通信部２０７とを備えている。また、信号処理装置４００は、復調部２０２と、パケット誤り検査部２０３と、通信部２０８とを備えている。

ここで、本第３実施形態による信号処理装置４００、無線ＡＰ２００の動作について説明する。まず、本第３実施形態における無線パケット応答方法は、図２に示すフローチャートのうち、無線ＡＰ２００がステップＳ１０〜Ｓ１２、Ｓ１６〜Ｓ１８を実施し、信号処理装置４００がＳ１３〜Ｓ１５を実施することになる。

図８は、本第３実施形態における各装置の動作を説明するための時間応答シーケンス図である。図８において、無線ＡＰ２００は、無線パケットの受信開始後、当該パケットが再送パケットであるか否かを検出する。再送パケットであることを検出しなかった場合には、受信パケットを信号処理装置４００に送信する。なお、信号処理装置４００には、ネットワーク伝送遅延時間Ｔ_ｄ分だけ遅れて受信パケットが到着する。

信号処理装置４００は、無線ＡＰ２００から受信したパケットに対して、受信パケットの復調を行い、ＦＣＳを用いたパケット誤り検査を行った後、当該復調結果、及び誤り検査の結果を無線ＡＰ２００に送信する。なお、無線ＡＰ２００には、ネットワーク伝送遅延時間Ｔ_ｄ分だけ遅れて復調結果及び誤り検査結果が到着する。

無線ＡＰ２００は、上記受信した復調結果、及び誤り検査結果を元に応答パケット（ＡＣＫパケット）の生成を行った後、無線端末１００から受信したパケットの末尾から応答規定時間であるＳＩＦＳ時間（Ｔ_Ｓ）内にＡＣＫパケットを送信することができる場合には、ＡＣＫパケットを送信するための調整時間Ｔ_Ｗを経て、ＡＣＫパケットを送信する。

しかしながら、図に示すように、全ての信号処理が応答規定時間内に終了しなかった場合、無線端末１００は、当該パケットの再送を行う。無線ＡＰ２００は、当該再送パケットの受信開始後、当該パケットが再送パケットであることを検出した場合、ＳＩＦＳ時間Ｔ_ＳでＡＣＫパケットを送信するための調整時間Ｔ_Ｗを経て、１回目の受信パケットに対する応答用に、予め無線ＡＰ２００が作成していたＡＣＫパケットを送信することができるため、信号処理装置４００が実施する受信パケットの復調とパケット誤り検査、及び、無線ＡＰ２００が実施するＡＣＫパケットの生成が応答規定時間に間に合う必要はない。

図から見て分かるように、無線ＡＰ２００が、再送パケットを検出後、上記予め作成していたＡＣＫパケットを送信することで、従来技術では応答規定時間内に全ての信号処理が終わらない受信パケットに対して、応答規定時間内にＡＣＫパケットを無線端末１００に送信することができるようになり、スループット特性を改善することができる。

上述した第３実施形態によれば、無線ＡＰ２００−信号処理装置４００間の伝送遅延が発生し、無線ＡＰ２００の処理能力が、応答パケットの生成を応答規定時間内に終了することができないほど低い場合であっても、応答規定時間内に応答パケットを無線端末１００に送信することができるようになり、スループット特性を改善することができる。

Ｄ．第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本第４実施形態では、信号処理装置４００が無線パケットの復調、パケットの誤り検査、及び、応答パケットの生成を行う機能を有することを特徴とする。無線ＡＰ２００は、無線パケットを無線端末１００から受信した際に、当該無線パケットが再送パケットであることを検出した場合、信号処理装置４００が当該再送パケットの復調、ＦＣＳを用いたパケット誤り検査、及び応答パケットの生成を行う前に、予め信号処理装置４００から受信していた応答パケットを無線端末１００に送信する。

また、信号処理装置４００は、無線ＡＰ２００を介して無線端末１００から受信した無線パケットの復調、及び誤り検査を実施し、当該復調結果、及び誤り検査結果に基づいて応答パケットを生成し、当該応答パケットを無線ＡＰ２００に送信する。なお、本第４実施形態における無線アクセスシステムの構成は、図３に示した通りである。

図９は、本第４実施形態における無線アクセスシステムの各装置の構成を示すブロック図である。無線ＡＰ２００は、無線周波数部２０１と、再送パケット検出部２０５と、制御部２０６と、通信部２０７とを備えている。また、信号処理装置４００は、復調部２０２と、パケット誤り検査部２０３と、応答信号生成部２０４と、通信部２０８とを備えている。

ここで、本第４実施形態による信号処理装置４００、無線ＡＰ２００の動作について説明する。本第４実施形態における無線パケット応答方法は、図２に示すフローチャートのうち、無線ＡＰ２００がステップＳ１０〜Ｓ１２を実施し、信号処理装置４００がステップＳ１３〜Ｓ１８を実施することになる。

図１０は、本第４実施形態における各装置の動作を説明するための時間応答シーケンス図である。図１０において、無線ＡＰ２００は、無線パケットの受信開始後、当該パケットが再送パケットであるか否かを検出する。再送パケットであることを検出しなかった場合には、受信パケットを信号処理装置４００に送信する。なお、信号処理装置４００には、ネットワーク伝送遅延時間Ｔ_ｄ分だけ遅れて受信パケットが到着する。

信号処理装置４００は、無線ＡＰ２００から受信したパケットに対して、受信パケットの復調を行い、ＦＣＳを用いたパケット誤り検査、応答パケット（ＡＣＫパケット）の生成を行った後、無線ＡＰ２００にＡＣＫパケットを送信する。なお、無線ＡＰ２００には、ネットワーク伝送遅延時間Ｔ_ｄ分だけ遅れてＡＣＫパケットが到着する。

無線ＡＰ２００は、上記ＡＣＫパケットを受信した後、無線端末１００から受信したパケットの末尾から応答規定時間であるＳＩＦＳ時間（Ｔ_Ｓ）内にＡＣＫパケットを送信することができる場合は、ＡＣＫパケットを送信するための調整時間Ｔ_Ｗを経て、ＡＣＫパケットを送信する。

しかしながら、図に示すように、全ての信号処理が応答規定時間内に終了しなかった場合、無線端末１００は、当該パケットの再送を行う。無線ＡＰ２００は、当該再送パケットの受信開始後、当該パケットが再送パケットであることを検出した場合、１回目の受信パケットに対する応答用に、予め信号処理装置４００が作成したＡＣＫパケットを受信している。ゆえに、ＳＩＦＳ時間Ｔ_ＳでＡＣＫパケットを送信するための調整時間Ｔ_Ｗを経て、上記ＡＣＫパケットを送信することができるため、信号処理装置４００が実施する受信パケットの復調、パケット誤り検査、及び、応答パケットの生成が応答規定時間に間に合う必要はない。

図から見て分かるように、無線ＡＰ２００が、再送パケットを検出後、上記予め信号処理装置４００から受信していたＡＣＫパケットを送信することで、従来技術では応答規定時間内に全ての信号処理が終わらない受信パケットに対して、応答規定時間内にＡＣＫパケットを無線端末１００に送信することができるようになり、スループット特性を改善することができる。

上述した第４実施形態によれば、無線ＡＰ２００−信号処理装置４００間の伝送遅延が大きいため、信号処理装置４００が受信パケットの復調、パケットの誤り検査、及び、応答パケットの生成を応答規定時間内に終了することができない場合であっても、応答規定時間内に応答パケットを無線端末１００に送信することができるようになり、スループット特性を改善することができる。

なお、上述した第１から第４実施形態では、応答パケットとしてＡＣＫパケットを送信する場合について記述してきたが、本発明の適用形態は、ＡＣＫパケットの送信に限定されるものではない。

１００ 無線端末
２００ 無線ＡＰ（アクセスポイント）
２０１ 無線周波数部
２０２ 復調部
２０３ パケット誤り検査部
２０４ 応答信号生成部
２０５ 再送パケット検出部
２０６ 制御部
２０７、２０８ 通信部
３００ ネットワーク
４００ 信号処理装置

Claims (7)

1. 無線端末と無線通信を行う無線アクセスポイントを備えた無線アクセスシステムの通信方法であって、
   前記無線端末から無線信号を受信する受信ステップと、
   前記受信ステップにおいて受信された無線信号が再送された無線信号であるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにおいて前記無線信号が再送された無線信号でないと判定された場合には、前記無線信号を復調した後、誤り判定を行う誤り検査ステップと、
   前記誤り検査ステップにおいて受信成功と判定された場合に、応答信号を生成する応答信号生成ステップと、
   前記誤り検査ステップにおいて受信成功と判定された場合に、受信成功と判定された無線信号のレプリカ信号を生成するレプリカ生成ステップと、
   前記レプリカ生成ステップにおいて生成されたレプリカ信号と前記応答信号生成ステップにおいて生成された応答信号とを記憶する記憶ステップと、
   前記判定ステップにおいて前記無線信号が再送された無線信号であると判定された場合には、前記記憶ステップにおいて記憶された応答信号を前記無線端末に送信する送信制御ステップと
   を含み、
   前記判定ステップにおいて、
   前記記憶ステップにおいて記憶されたレプリカ信号と前記受信ステップにおいて受信された無線信号との相関値を算出し、算出した相関値が閾値を超える場合には、前記受信ステップにおいて受信された無線信号を再送された無線信号であると判定する
   ことを特徴とする通信方法。
2. 前記無線アクセスシステムは、前記無線アクセスポイントとネットワークを介して通信可能に接続される信号処理装置を備え、
   前記応答信号生成ステップは、前記無線アクセスポイント、または前記信号処理装置において実行される
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
3. 前記誤り検査ステップは、前記無線アクセスポイント、または前記信号処理装置において実行される
   ことを特徴とする請求項２に記載の通信方法。
4. 無線端末と無線通信を行う無線アクセスポイントを備えた無線アクセスシステムであって、
   前記無線端末から無線信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段で受信された無線信号が再送された無線信号であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段で前記無線信号が再送された無線信号でないと判定された場合には、前記無線信号を復調した後、誤り判定を行う誤り検査手段と、
   前記誤り検査手段で受信成功と判定された場合に、応答信号を生成する応答信号生成手段と、
   前記誤り検査手段で受信成功と判定された場合に、受信成功と判定された無線信号のレプリカ信号を生成するレプリカ生成手段と、
   前記レプリカ生成手段で生成されたレプリカ信号と前記応答信号生成手段で生成された応答信号とを記憶する記憶手段と、
   前記判定手段で前記無線信号が再送された無線信号であると判定された場合には、前記記憶手段が記憶した応答信号を前記無線端末に送信する送信制御手段と
   を備え、
   前記判定手段は、前記記憶手段で記憶されたレプリカ信号と前記受信手段で受信された無線信号との相関値を算出し、算出した相関値が閾値を超える場合には、前記受信手段で受信された無線信号を再送された無線信号であると判定する
   ことを特徴とする無線アクセスシステム。
5. 前記無線アクセスシステムは、前記無線アクセスポイントとネットワークを介して通信可能に接続される信号処理装置を備え、
   前記応答信号生成手段は、
   前記無線アクセスポイントと、前記信号処理装置とのいずれか一方に備えられる
   ことを特徴とする請求項４に記載の無線アクセスシステム。
6. 前記誤り検査手段は、
   前記無線アクセスポイント、または前記信号処理装置のいずれか一方に備えられる
   ことを特徴とする請求項５に記載の無線アクセスシステム。
7. 無線端末と無線通信を行う無線アクセスポイントのコンピュータに、
   前記無線端末から無線信号を受信する受信ステップと、
   前記受信ステップにおいて受信された無線信号が再送された無線信号であるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにおいて前記無線信号が再送された無線信号でないと判定された場合には、前記無線信号を復調した後、誤り判定を行う誤り検査ステップと、
   前記誤り検査ステップにおいて受信成功と判定された場合に、応答信号を生成する応答信号生成ステップと、
   前記誤り検査ステップにおいて受信成功と判定された場合に、受信成功と判定された無線信号のレプリカ信号を生成するレプリカ生成ステップと、
   前記レプリカ生成ステップにおいて生成されたレプリカ信号と前記応答信号生成ステップにおいて生成された応答信号とを記憶する記憶ステップと、
   前記判定ステップにおいて前記無線信号が再送された無線信号であると判定された場合には、前記記憶ステップにおいて記憶された応答信号を前記無線端末に送信する送信制御ステップと
   を実行させ、
   前記判定ステップにおいて、
   前記記憶ステップにおいて記憶されたレプリカ信号と前記受信ステップにおいて受信された無線信号との相関値を算出し、算出した相関値が閾値を超える場合には、前記受信ステップにおいて受信された無線信号を再送された無線信号であると判定する
   ためのプログラム。

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