JP6185882B2 - アクセスポイント装置 - Google Patents

Description

本発明は、アクセスポイント装置に関する。

近年、無線ＬＡＮ（Local Area Network）が家庭やオフィス等で普及し、無線ＬＡＮ端末が多数の情報機器に搭載されてインターネットアクセスの一手段として広く利用されている。一般的に利用されている無線ＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格として標準化されている。

無線ＬＡＮアクセスポイント装置（以下、「アクセスポイント」と称する。）が複数存在し、動作する場合について説明する。複数のアクセスポイントにより構成されたネットワーク上で、アクセスポイントがデータフレームの送信を行う際に、他のアクセスポイントによるデータフレームと衝突してしまう恐れがある。そこで、そのような事象を事前に防ぐため、アクセスポイントはＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）と呼ばれる衝突回避方式を利用する。この方式では、アクセスポイントは、データフレームの送信を行う前に他のアクセスポイントによるデータフレームの送信がないかを検知し、送信がないことを検知した場合は自身のデータフレームの送信を開始する。また、アクセスポイントは、他のアクセスポイントによるデータフレームを確認した場合は、そのデータフレームの送信が終了するまで待ち、その後さらにランダムに生成される時間だけ待つという動作をする。これは、アクセスポイントが他のアクセスポイントによるデータフレーム送信の終了の時刻と同時に自装置のデータフレーム送信開始を試みると、衝突が発生する可能性が高いと考えられるためである。このランダムに生成される待ち時間はバックオフタイムと呼ばれ、“バックオフタイム＝乱数値×スロット・タイム”で定義される。乱数値は、０〜ＣＷ（Contention Window）の範囲から生成されるランダムな整数である（例えば、非特許文献１参照）。

以下、このアクセスポイントが複数存在するメッシュネットワークの構成を想定する。メッシュネットワーク構成で行う通信には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ規格がある。ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ規格は、複数の無線ＬＡＮ機器がメッシュネットワーク構成で行う通信プロトコルを標準規格化している。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ規格では、ルーティング手法として、プロアクティブルーティングとオンデマンドルーティングが利用される。プロアクティブルーティングは、メッシュネットワーク構成において、外部ネットワークと接続する役割を担うアクセスポイント（以下、「ルートアクセスポイント」と称する。）が中心となってルーティングを行う。オンデマンドルーティングでは、送信したいデータフレームが発生する度に、送信元のアクセスポイントから送信先のアクセスポイントに対してルーティングを行う。

プロアクティブルーティングは次のように行われる。まず、ルートアクセスポイントは、下位に位置する他のアクセスポイントに対してＲＲＥＱ（Route Request）をブロードキャスト送信する。下位に位置するアクセスポイントは、受信したＲＲＥＱを次々にブロードキャスト送信し、ＲＲＥＱは、メッシュネットワーク構成内の全てのアクセスポイントまで届く。各アクセスポイントは、最上位に位置するアクセスポイントまでの経路を選択し、その経路を利用してＲＲＥＰ（Route Reply）をルートアクセスポイントにユニキャスト送信する。この一連の動作によって、ルートアクセスポイントはメッシュネットワーク構成内の全てのアクセスポイントに対する経路表を作成する。さらに、作成された経路表はメッシュネットワーク構成内の全てのアクセスポイントで共有される。この経路作成および作成された経路表の共有は一定周期で行われる。

オンデマンドルーティングの場合、先述した通り、送信元から送信先に対する経路を、送信したいデータフレームが発生する度に経路を確立する。経路を確立する方法はプロアクティブルーティングと同様である。すなわち、送信元のアクセスポイントがＲＲＥＱをブロードキャスト送信し、送信先のアクセスポイントがＲＲＥＱを送信元のアクセスポイントに対してユニキャスト送信で返すことで経路が確立される（例えば、非特許文献１、２参照）。

プロアクティブルーティングは、一度経路表を作成し、メッシュネットワーク構成内の全てのアクセスポイントに共有しておくことで、トラフィックが発生した際に速やかに通信が開始できるメリットがある。それに対し、オンデマンドルーティングにおいては、トラフィックが発生してから経路を確立しようとするため、プロアクティブルーティングに比べて、通信開始までの遅延時間が発生する。ただし、各アクセスポイントが移動するなどしてメッシュネットワーク構成が変化するような状況においては、その都度最適な経路が変更されることが想定されるため、プロアクティブルーティングに比べてオンデマンドルーティングの方が有効的に機能する場合もある。

IEEE STANDARDS ASSOCIATION，"Part 11:Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications Amendment 10: Mesh Networking"，IEEE Std 802.11s-2011，２０１１年 C. Perkins，"Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing"，Network Working Group Request for Comments:3561，２００３年

図７〜図９を用いて、従来方式により問題が発生すること説明する。
図７は、従来方式の通信ネットワークの構成例を示すブロック図である。同図に示すように、通信ネットワークには、７台のアクセスポイント９１〜９７が存在し、メッシュネットワークを構成している。アクセスポイント９１は、外部ネットワークに接続されるルートアクセスポイントである。

同図において、アクセスポイント９１〜９７は、それぞれ送信フレームを有している。各アクセスポイントが有する送信フレームは、アクセスポイント９１は４つ、アクセスポイント９２、９３は２つずつ、アクセスポイント９４〜９７は１つずつである。このようなメッシュネットワーク構成における各アクセスポイントの送信機会について説明する。また、同図においては、下りトラフィックを想定している。

図８は、図７に示すネットワーク構成における各アクセスポイントの送信機会を示す図である。図７に示す通信ネットワークにおいて、全ての各アクセスポイントからの送信信号を、全ての他のアクセスポイントが受信できる環境であるとする。この場合、従来方式のように送信機会を与えると、７台のアクセスポイント９１〜９７に対する送信機会はそれぞれ、７分の１ずつと確率的に等しくなる。

図９は、図８で示すように、送信機会がアクセスポイント９１〜９７に対して均等に割り振られた状況における各アクセスポイントの動作例を示す図である。通常は、送信機会は均等であり、送信待機時間（バックオフタイム）はランダムに生成されるため、送信する順序はその都度変化する。ただし、ここではアクセスポイント９１〜９７の順でバックオフタイムが短く生成された状況を想定して説明する。

同図において、アクセスポイント９１〜９７は、送信フレームを有し、送信機会を窺っている。アクセスポイント９１は、ビジー状態でなくなったことを検出すると、一定の時間（ＤＩＦＳ：distributed interframe space）待った後、バックオフタイム経過後にフレーム送信を行う。それと同時に、アクセスポイント９２〜９７にも一定の待ち時間が設定されており、アクセスポイント９１が通信している間に待ち時間は減少する。アクセスポイント９１が送信フレームの送信を終了してからＳＩＦＳ（short interframe space）後にＡＣＫを受信することによって、アクセスポイント９１の通信が終了する。アクセスポイント９１の通信が終わった後、アクセスポイント９１の次にバックオフタイムが短いアクセスポイント９２の送信機会となる。この動作を今後もアクセスポイント９３〜９７の順に続ける。アクセスポイント９１〜９７全てが１度ずつ通信を完了すると、アクセスポイント９１に２度目の送信機会が与えられる。

このように、アクセスポイント９１〜９７それぞれが有している送信フレーム数は図７で示した通り異なるにも関わらず、送信機会は全てのアクセスポイントに対して均等に与えられる。そのため、均等に与えられた送信機会の中では、他のアクセスポイントよりも多くの送信フレームを有しているアクセスポイント９１は、全ての送信フレームを送信し終えるまでに多くの時間を要する。ルートに近いアクセスポイントほどそのような状況に陥りやすく、そのことによってシステムスループットが制限されてしまう。例えば、図７に示すようなルートアクセスポイントからツリー状に構成されるネットワークの場合、先述したプロアクティブルーティングが用いられることが多く、ルートに近いアクセスポイントほどボトルネックと成り得る。

上記事情に鑑み、本発明は、通信ネットワークを構成する各アクセスポイントの送信機会を、ネットワーク全体のスループットが向上するように制御することができるアクセスポイント装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、通信ネットワークを構成するアクセスポイント装置であって、前記通信ネットワークを構成する他のアクセスポイント装置とアンテナを介して無線通信を行う無線通信処理部と、前記無線通信処理部による通信状況を監視する通信状況監視部と、前記通信状況監視部が監視により得た自装置の通信状況と、前記他のアクセスポイント装置から受信した通信情報から得られる前記他のアクセスポイント装置の通信状況とに基づいて、前記通信ネットワークを構成する各アクセスポイント装置の送信機会を制御する制御部と、を備えることを特徴とするアクセスポイント装置である。

本発明の一態様は、上述するアクセスポイント装置であって、前記通信ネットワークを構成する各アクセスポイント装置と他の通信ネットワークとの通信を中継する通信処理部をさらに備え、前記通信状況監視部は、前記通信処理部における通信状況を監視し、前記制御部は、前記通信状況監視部が監視により得た自装置の通信状況及び前記他のアクセスポイント装置の通信状況に基づいて、前記通信ネットワークを構成する各アクセスポイント装置の送信機会を制御する、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、上述するアクセスポイント装置であって、前記通信状況は、トラフィック量であり、前記制御部は、トラフィック量が多いほど送信機会が増えるように、前記通信ネットワークを構成する各アクセスポイント装置の送信機会を制御する、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、上述するアクセスポイント装置であって、前記通信状況は、送信データのバッファ量であり、前記制御部は、バッファ量が多いほど送信機会が増えるように、前記通信ネットワークを構成する各アクセスポイント装置の送信機会を制御する、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、上述するアクセスポイント装置であって、前記無線通信処理部は、前記他のアクセスポイント装置から受信した経路に関する情報に基づいて前記通信ネットワークにおける経路表を生成し、前記制御部は、前記無線通信処理部が生成した経路表から自装置及び前記他のアクセスポイント装置それぞれの下位のアクセスポイント装置の数を取得し、下位のアクセスポイント装置の数が多いほど送信機会が増えるように、前記通信ネットワークを構成する各アクセスポイント装置の送信機会を制御する、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、上述するアクセスポイント装置であって、前記制御部は、自装置及び他のアクセスポイント装置の前記通信状況に基づいて得られた送信機会を、自装置及び前記他のアクセスポイントの通信能力に応じて変更する、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、上述するアクセスポイント装置であって、前記制御部は、バックオフタイムの最大値により送信機会を制御する、ことを特徴とする。

また、本発明の一態様は、通信ネットワークを構成するアクセスポイント装置であって、前記通信ネットワークを構成する他のアクセスポイント装置とアンテナを介して無線通信を行う無線通信処理部と、前記無線通信処理部による通信状況を監視する通信状況監視部と、前記通信ネットワークを構成し、他の通信ネットワークと接続されるアクセスポイント装置に、前記通信状況監視部が監視により得た自装置の通信状況を示す通信情報を通知する処理と、前記他の通信ネットワークと接続される前記アクセスポイント装置が前記通信ネットワークを構成する各アクセスポイントの通信状況に基づいて決定した送信機会に従って前記無線通信処理部を制御する処理とを実行する制御部と、を備えることを特徴とするアクセスポイント装置である。

本発明により、通信ネットワークを構成する各アクセスポイントの送信機会を、ネットワーク全体のスループットが向上するように制御することが可能となる。

本発明の第１の実施形態による通信ネットワークの構成と、通信ネットワークを構成するアクセスポイントの内部構成とを示すブロック図である。 図１に示す通信ネットワークにおいてバッファ量を用いて送信機会を制御する処理を示すフローチャートである。 同実施形態による通信ネットワークにおいてバッファ量を用いて送信機会が制御された場合の各アクセスポイントの送信機会を示す図である。 同実施形態による通信ネットワークにおいてバッファ量を用いて送信機会が制御された場合の各アクセスポイントの動作例を示す図である。 第２の実施形態による通信ネットワークにおいてトラフィック量を用いて送信機会を制御する処理を示すフローチャートである。 第３の実施形態による通信ネットワークにおいて配下のアクセスポイント数を用いて送信機会を制御する処理を示すフローチャートである。 従来方式のアクセスポイントによる通信ネットワーク構成例を示す図である。 図７に示す通信ネットワーク構成における各アクセスポイントの送信機会を示す図である。 図７に示す通信ネットワーク構成における各アクセスポイントの動作例である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態によるアクセスポイント装置（以下、「アクセスポイント」と称する）を説明する。本実施形態では、通信ネットワークがメッシュネットワークであり、メッシュネットワークを構成する各アクセスポイントが、外部ネットワークに接続しているアクセスポイントに自装置の通信情報を通知することで、全アクセスポイントの送信機会を制御する場合に適用される例を説明する。また、本実施形態では、メッシュネットワーク構成内の全てのアクセスポイントは固定であるとする。

図１は、本発明の一実施形態による通信ネットワークの構成と、通信ネットワークを構成するアクセスポイントの内部構成とを示すブロック図である。同図においては、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図に示すように、通信ネットワークは、アクセスポイント１、２、３を有している。アクセスポイント１、２、３はメッシュネットワークを構成しており、外部ネットワークに接続可能なアクセスポイント１は、アクセスポイント２、３の上位のアクセスポイントである。アクセスポイント１〜３の変調方式や伝送速度などの通信能力は、全て同じとする。

アクセスポイント１は、アンテナ１１、無線通信処理部１２、通信状況監視部１３、有線通信処理部１４（通信処理部）、データベース部１５、及び制御部１６を備えて構成される。
無線通信処理部１２は、アンテナ１１を介して他のアクセスポイントとメッシュネットワーク構成で接続する。通信状況監視部１３は、無線通信処理部１２、及び有線通信処理部１４を監視し、監視により得られた通信状況を示す通信情報を制御部１６に出力する。有線通信処理部１４は、外部ネットワークと有線ケーブルで接続し、各アクセスポイント装置と外部ネットワークとの通信を中継する。データベース部１５は、通信状況監視部１３が出力した通信情報や、他のアクセスポイントから受信した通信情報を蓄積する。制御部１６は、データベース部１５に蓄積された通信情報から得られる各アクセスポイントの通信状況に基づいて各アクセスポイントの送信機会を算出し、算出した送信機会を各アクセスポイントで共有するように無線通信処理部１２を制御する。本実施形態では、制御部１６は、通信状況として各アクセスポイントにおける送信データのバッファ量を用いて送信機会を算出する。

なお、上記においては、アクセスポイント１は、他の通信ネットワークである外部ネットワークと有線ケーブルで接続しているが、無線により接続してもよい。

アクセスポイント２は、アンテナ２１、無線通信処理部２２、通信状況監視部２３、データベース部２４、及び制御部２５を備えて構成される。アクセスポイント３は、アクセスポイント２と同様の構成である。
無線通信処理部２２は、アンテナ２１を介して他のアクセスポイントとメッシュネットワーク構成で接続する。通信状況監視部２３は、無線通信処理部２２を監視し、監視により得られた通信状況を示す通信情報をデータベース部２４に出力する。データベース部２４は、通信状況監視部２３から出力された通信情報を蓄積する。制御部２５は、データベース部２４に蓄積された通信情報をアクセスポイント１に通知する。また、制御部２５は、アクセスポイント１から通知された送信機会を基に無線通信処理部２２を制御する。

図２は、図１に示す通信ネットワークにおいてバッファ量を用いて送信機会を制御する処理を示すフローチャートである。同図に示すフローチャートは、メッシュネットワーク構成で接続される複数のアクセスポイントが存在し、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ規格において、プロアクティブルーティングが行われることを契機に起動し、制御手順が実行される。

まず、プロアクティブルーティングによってメッシュネットワーク構成内における全ての経路表が作成される。外部ネットワークに接続する最上位のアクセスポイント１の制御部１６は、プロアクティブルーティングにより生成された経路表を制御部１６に出力する。これにより、制御部１６は、システム全体のネットワーク構成を把握する（ステップＳ１）。

具体的には、プロアクティブルーティングは次のように行われる。ルートアクセスポイントであるアクセスポイント１の無線通信処理部２２は、下位のアクセスポイントに対してＲＲＥＱ（Route Request）をブロードキャスト送信する。ＲＲＥＱは、メッシュネットワーク構成内の全てのアクセスポイントまで届く。ルートアクセスポイント以外の各アクセスポイント（本実施形態では、アクセスポイント２、３）は、アクセスポイント１までの経路を選択すると、その経路を利用してＲＲＥＰ（Route Reply）をアクセスポイント１にユニキャスト送信する。アクセスポイント１の無線通信処理部１２は、送受信したＲＲＥＱ及びＲＲＥＰに基づいて経路表を作成し、制御部１６に出力する。

アクセスポイント２、３の通信状況監視部２３は、自装置の通信状況として送信フレームのバッファ量を把握する。アクセスポイント２、３の制御部２５は、無線通信処理部２２を制御して、通信情報として通信状況監視部２３が把握したバッファ量を示すバッファ量情報をアクセスポイント１に通知する（ステップＳ２）。

アクセスポイント１の無線通信処理部１２は、アンテナ１１がアクセスポイント２、３から受信したバッファ量情報を制御部１６に出力する。制御部１６は、アクセスポイント２、３から受信したバッファ量情報を、データベース部１５に蓄積する（ステップＳ３）。また、アクセスポイント１の通信状況監視部１３は、自装置の通信状況として送信フレームのバッファ量を把握し、把握したバッファ量を示すバッファ量情報をデータベース部１５に蓄積する。

アクセスポイント１の制御部１６は、データベース部１５に記憶されているバッファ量情報に基づいて、各アクセスポイントのバッファ量を得る。制御部１６は、アクセスポイント１〜３のバッファ量を用いて全体の送信機会を按分する。つまり、バッファ量が多いほど送信機会は増加する。各アクセスポイント１、２、３それぞれのバッファ量をＢ１、Ｂ２、Ｂ３とすると、アクセスポイント１の送信機会は、“Ｂ１／（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３）”で算出される。同様に、アクセスポイント２の送信機会は、“Ｂ２／（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３）”で算出され、アクセスポイント３の送信機会は、“Ｂ３／（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３）”で算出される。このようにして、制御部１６は、通信ネットワークを構成する各アクセスポイントの送信機会を決定する（ステップＳ４）。

アクセスポイント１の制御部１６は、ステップＳ４において算出された送信機会が多いアクセスポイントほど、バックオフタイムを短く設定するように割り振る。バックオフタイムは、“バックオフタイム＝乱数値×スロット・タイム”のように、乱数（ＣＷ）とスロット・タイムで決定されるため、実際には乱数の上限値である「ＣＷｍａｘ」を適切に設定することでバックオフタイムを設定することができる。つまり、アクセスポイント１の制御部１６は、送信機会の多いアクセスポイント順にＣＷｍａｘを小さく設定することにより、バックオフタイムを割り振る。そして、制御部１６は、無線通信処理部１２に指示し、アクセスポイント２、３に割り振ったバックオフタイムの情報を設定した指示パケットをブロードキャスト送信する（ステップＳ５）。バックオフタイムの情報は、制御部１６が各アクセスポイントについて０〜ＣＷｍａｘの範囲から生成した乱数を用いて算出したバックオフタイムを設定してもよく、各アクセスポイントに割り振ったＣＷｍａｘを設定してもよい。

アクセスポイント２、３の無線通信処理部２２は、アンテナ２１が受信した指示パケットを制御部２５に出力する。制御部２５は、受信した指示パケットに設定されている自装置のバックオフタイムを利用して無線通信処理部２２を制御する（ステップＳ６）。バックオフタイムの情報がＣＷｍａｘを示す場合、制御部２５は、0〜ＣＷｍａｘの範囲から生成した乱数を用いてバックオフタイムを算出する。また、アクセスポイント１の制御部１６は、自装置のバックオフタイムを利用して無線通信処理部１２を制御する。

図３は、図７と同様の通信ネットワークの構成例において、図２のフローチャートを利用した場合における各アクセスポイントの送信機会を示す図である。すなわち、７台のアクセスポイント３１〜３７がメッシュネットワークを構成しており、アクセスポイント３１が図１のアクセスポイント１と同様の構成であり、アクセスポイント３２〜３７が図１のアクセスポイント２と同様の構成であるとする。

アクセスポイント３１〜３７はそれぞれ、送信フレームをバッファリングしている。アクセスポイント３１のバッファ量Ｂ３１は４、アクセスポイント３２、３３それぞれのバッファ量Ｂ３２、Ｂ３３は２、アクセスポイント３４〜３７それぞれのバッファ量Ｂ３４〜Ｂ３７は１である。アクセスポイント３１の制御部１６は、それらのバッファ量を用いて全体の送信機会を按分することにより、各アクセスポイント３１〜３７それぞれの送信機会を算出する。アクセスポイント３ｉ（ｉは１から７までの整数）の送信機会は、Ｂ３ｉ／（Ｂ３１＋Ｂ３２＋Ｂ３３＋Ｂ３４＋Ｂ３５＋Ｂ３６＋Ｂ３７）である。従って、アクセスポイント３１の送信機会は、４／（４＋２＋２＋１＋１＋１＋１）＝４／１２となる。また、アクセスポイント３２、３３の送信機会は、２／（４＋２＋２＋１＋１＋１＋１）＝２／１２となり、アクセスポイント３４〜３７それぞれの送信機会は、１／（４＋２＋２＋１＋１＋１＋１）＝１／１２となる。

図４は、バッファ量を用いて送信機会が制御された場合の各アクセスポイントの動作例を示す図である。同図では、図３に示す送信機会を基に各アクセスポイントのバックオフタイムが設定されたときの動作例を示す図である。アクセスポイント３１は、送信機会が４／１２となるため、３回に１回は自装置の送信機会となる。アクセスポイント３２、３３は、送信機会が２／１２となるため、６回に１回は自装置の送信機会となる。また、アクセスポイント３３〜３７は、送信機会が１／１２となるため、１２回に１回は自装置の送信機会となる。ただし、同図では送信するタイミングをアクセスポイント３１〜３７の順としているが、実際にはアクセスポイント３１からの指示パケットに従って設定されたバックオフタイム内においてランダムに待ち時間が生成される。

（第２の実施形態）
上述した実施形態では、各アクセスポイントの送信機会をバッファ量に基づいて決定しているが、本実施形態では、トラフィック量に基づいて決定する。以下、第１の実施形態との差分を中心に説明する。

本実施形態の通信ネットワークの構成、及び通信ネットワークを構成するアクセスポイントの内部構成は、図１に示す第１の実施形態と同様である。
図５は、本実施形態による通信ネットワークにおいてトラフィック量を用いて送信機会を制御する処理を示すフローチャートである。同図に示すフローチャートは、送信機会の算出にバッファ量に代えてトラフィック量を用いる点以外は、図２に示す第１の実施形態と同様の処理となる。すなわち、図５のステップＳ１１、Ｓ１５〜Ｓ１６は、図２のステップＳ１、Ｓ５〜Ｓ６と全く同様の処理となる。

図２のステップＳ１と同様に、アクセスポイント１の制御部１６は、プロアクティブルーティングにより生成された経路表により、システム全体のネットワーク構成を把握する（ステップＳ１１）。アクセスポイント２、３の通信状況監視部２３は、無線通信処理部２２を監視して得られた通信状況を示す通信情報をデータベース部２４に書き込んでいる。通信情報は、トラフィック量を取得可能な情報を含む。アクセスポイント２、３の制御部２５は、データベース部２４に蓄積されている通信情報からトラフィック量を取得し、取得したトラフィック量を示すトラフィック量情報をアクセスポイント１に通知する（ステップＳ１２）。アクセスポイント１の制御部１６は、アクセスポイント２、３から受信したトラフィック量情報をデータベース部１５に書き込む（ステップＳ１３）。また、アクセスポイント１の通信状況監視部１３は、無線通信処理部１２、及び有線通信処理部１４を監視して得られた通信状況を示す通信情報をデータベース部１５に書き込んでいる。

アクセスポイント１の制御部１６は、データベース部１５に記憶されているアクセスポイント２、３のトラフィック量情報、及び、アクセスポイント１の通信情報から、各アクセスポイントのトラフィック量を得る。制御部１６は、アクセスポイント１〜３のトラフィック量を用いて全体の送信機会を按分し、各アクセスポイントの送信機会を決定する（ステップＳ１４）。つまり、トラフィック量が多いほど送信機会は増加する。各アクセスポイント１、２、３それぞれのバッファ量をＴ１、Ｔ２、Ｔ３とすると、アクセスポイント１の送信機会は、“Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）”で算出される。同様に、アクセスポイント２の送信機会は、“Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）”で算出され、アクセスポイント３の送信機会は、“Ｔ３／（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）”で算出される。

ステップＳ１５〜Ｓ１６の処理は、図２のステップＳ５〜Ｓ６と同様である。つまり、アクセスポイント１の制御部１６は、送信機会が多いアクセスポイント順にＣＷｍａｘを小さく設定してバックオフタイムを割り振り、割り振ったバックオフタイムの情報を設定した指示パケットをブロードキャスト送信する（ステップＳ１５）。アクセスポイント２、３の制御部２５は、受信した指示パケットに設定されている自装置のバックオフタイムを利用して無線通信処理部２２を制御する（ステップＳ１６）。また、アクセスポイント１の制御部１６は、自装置のバックオフタイムを利用して無線通信処理部１２を制御する。

なお、アクセスポイント１は、各アクセスポイントのトラフィック量を、通信状況監視部１３が有線通信処理部１４を監視して得た通信状況から把握することが可能である。これは、アクセスポイント１が外部ネットワークと通信する場合のみならず、アクセスポイント２、３が外部ネットワークと通信するときには、必ずアクセスポイント１の有線通信処理部１４が中継して通信を行うからである。そこで、通信状況監視部１３は、有線通信処理部１４における外部ネットワークとの通信を監視して通信状況を得ると、得られた通信状況を示す通信情報をデータベース部１５に書き込む。制御部１６は、通信情報が示す有線通信処理部１４における通信状況から、アクセスポイント１、２、３のトラフィック量を得る。なお、アクセスポイント１のトラフィック量は、通信状況監視部１３が無線通信処理部１２を監視して得た通信状況を示す通信情報から取得してもよい。

（第３の実施形態）
上述した実施形態では、各アクセスポイントの送信機会をバッファ量あるいはトラフィック量に基づいて決定しているが、本実施形態では、配下のアクセスポイント数に基づいて決定する。以下、第１の実施形態との差分を中心に説明する。

本実施形態の通信ネットワークの構成、及び通信ネットワークを構成するアクセスポイントの内部構成は、図１に示す第１の実施形態と同様である。
図６は、本実施形態による通信ネットワークにおいて配下のアクセスポイント数を用いて送信機会を制御する処理を示すフローチャートである。

図２のステップＳ１と同様に、アクセスポイント１の制御部１６は、プロアクティブルーティングにより生成された経路表により、システム全体のネットワーク構成を把握する（ステップＳ２１）。アクセスポイント１の制御部１６は、このステップＳ２１において通信状況として把握したネットワーク構成により、各アクセスポイントの配下に存在するアクセスポイント数も把握する。制御部１６は、その各アクセスポイントの配下に存在するアクセスポイント数の情報を用いて全体の送信機会を按分する。つまり、配下に存在するアクセスポイント数が多いほど送信機会は増加する。ただし、按分に用いる数字は、「実際の配下のアクセスポイント数＋１」とする。これは、ネットワーク構成上、最も下位に存在するアクセスポイントは配下のアクセスポイント数が「０」となるため、そのまま用いると送信機会も「０」となるためである。よって、図１の構成例の場合、アクセスポイント１〜３それぞれの配下のアクセスポイント数をＨ１〜Ｈ３とすると、アクセスポイント１の送信機会は、“（Ｈ１＋１）／｛（Ｈ１＋１）＋（Ｈ２＋１）＋（Ｈ３＋１）｝”で決定される。同様に、アクセスポイント２の送信機会は、“（Ｈ２＋１）／｛（Ｈ１＋１）＋（Ｈ２＋１）＋（Ｈ３＋１）｝”で算出され、アクセスポイント３の送信機会は、“（Ｈ３＋１）／｛（Ｈ１＋１）＋（Ｈ２＋１）＋（Ｈ３＋１）｝”で算出される。このように、制御部１６は、通信ネットワークを構成する各アクセスポイントの送信機会を算出する（ステップＳ２２）。ステップＳ２３〜Ｓ２４の処理は、図２のステップＳ５〜Ｓ６と同様である。

上述した実施形態においては、通信ネットワークを構成する各アクセスポイントの通信完了が全て同じ条件であることを前提とし、各アクセスポイントのバッファ量、トラフィック量、あるいは、配下のアクセスポイント数により全体の送信機会を按分し、各アクセスポイントの送信機会を算出している。しかし、通信ネットワークを構成する各アクセスポイントの通信能力が異なる場合、按分により算出された送信機会を通信能力に応じて変更する。例えば、通信ネットワークに変調方式が１６ＱＡＭのアクセスポイントと、６４ＱＡＭのアクセスポイントが混在しているとする。６４ＱＡＭのアクセスポイントは、１６ＱＡＭのアクセスポイントに対して４倍の情報量を伝達することができる。そこで、アクセスポイント１の制御部１６は、上述した実施形態と同様に、各アクセスポイントのバッファ量、トラフィック量、あるいは、配下のアクセスポイント数により全体の送信機会を按分して各アクセスポイントの送信機会を算出する。さらに、アクセスポイント１の制御部１６は、６４ＱＡＭのアクセスポイントの送信機会を、１６ＱＡＭのアクセスポイントの４倍とする。なお、変調方式に代えて、伝送速度を用いてもよい。アクセスポイント２、３はアクセスポイント１に自装置の現在の通信能力を通知するが、通信能力が変わらない通信環境である場合、アクセスポイント２、３の通信能力を予めアクセスポイント１のデータベース部１５に記憶させておいてもよい。

以上説明した実施形態によれば、メッシュネットワーク構成で動作する無線ＬＡＮアクセスポイントの送信機会を、メッシュネットワーク構成全体のシステムスループットを向上させるよう制御することが可能となる。特に、変動するネットワーク構成やトラフィックなどに因らずシステムスループットの低下がみられないようなネットワーク構成が必要な用途に好適である。

上述した実施形態におけるアクセスポイント１、２の機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。

無線の通信ネットワークを構成するアクセスポイント装置に適用することができる。

１、２、３、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７…アクセスポイント， １１、２１…アンテナ， １２、２２…無線通信処理部， １３、２３…通信状況監視部， １４…有線通信処理部， １５、２４…データベース部， １６、２５…制御部

Claims (6)

1. 通信ネットワークを構成するアクセスポイント装置であって、
   前記通信ネットワークを構成する他のアクセスポイント装置とアンテナを介して無線通信を行う無線通信処理部と、
   前記無線通信処理部による通信状況を監視する通信状況監視部と、
   前記通信状況監視部が監視により得た自装置の通信状況と、前記他のアクセスポイント装置から受信した通信情報から得られる前記他のアクセスポイント装置の通信状況とに基づいて、前記通信ネットワークを構成する各アクセスポイント装置の送信機会を決定する制御部と、
   を備え、
   前記各アクセスポイント装置は、通知された数値範囲の中から生成した乱数を用いてバックオフタイムを算出し、
   前記制御部は、前記各アクセスポイント装置に対して、決定した前記送信機会に応じた前記数値範囲の情報を通知する
   ことを特徴とするアクセスポイント装置。
2. 通信ネットワークを構成するアクセスポイント装置であって、
   前記通信ネットワークを構成する他のアクセスポイント装置とアンテナを介して無線通信を行う無線通信処理部と、
   前記通信ネットワークを構成する各アクセスポイント装置と他の通信ネットワークとの通信を中継する通信処理部と、
   前記通信処理部における通信状況を監視する通信状況監視部と、
   前記通信状況監視部が監視により得た自装置の通信状況及び前記他のアクセスポイント装置の通信状況に基づいて、前記通信ネットワークを構成する各アクセスポイント装置の送信機会を決定する制御部と、
   を備え、
   前記各アクセスポイント装置は、通知された数値範囲の中から生成した乱数を用いてバックオフタイムを算出し、
   前記制御部は、前記各アクセスポイント装置に対して、決定した前記送信機会に応じた前記数値範囲の情報を通知する
   ことを特徴とするアクセスポイント装置。
3. 前記通信状況は、トラフィック量であり、
   前記制御部は、トラフィック量が多いほど送信機会が増えるように、前記通信ネットワークを構成する各アクセスポイント装置の送信機会を決定する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアクセスポイント装置。
4. 前記通信状況は、送信データのバッファ量であり、
   前記制御部は、バッファ量が多いほど送信機会が増えるように、前記通信ネットワークを構成する各アクセスポイント装置の送信機会を決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクセスポイント装置。
5. 前記制御部は、自装置及び前記他のアクセスポイント装置の前記通信状況に基づいて得られた送信機会を、自装置及び前記他のアクセスポイントの通信能力に応じて変更する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアクセスポイント装置。
6. 通信ネットワークを構成するアクセスポイント装置であって、
   前記通信ネットワークを構成する他のアクセスポイント装置とアンテナを介して無線通信を行う無線通信処理部と、
   前記無線通信処理部による通信状況を監視する通信状況監視部と、
   前記通信ネットワークを構成しかつ前記通信ネットワークを構成する各アクセスポイント装置の通信状況に基づいて該各アクセスポイント装置の送信機会を決定する一のアクセスポイント装置に、前記通信状況監視部が監視により得た自装置の通信状況を示す通信情報を通知する処理と、前記一のアクセスポイント装置から自装置の送信機会に応じた数値範囲の情報を受信し、受信した前記数値範囲の中から生成した乱数を用いてバックオフタイムを算出し、算出した前記バックオフタイムを利用して前記無線通信処理部を制御する処理とを実行する制御部と、
   を備えることを特徴とするアクセスポイント装置。

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