JP6277775B2 - 無線通信装置および通信制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置および通信制御プログラムに関し、特に、無線信号の伝送速度に関する通信パラメータを変更可能な無線通信装置および通信制御プログラムに関する。

近年、無線ＬＡＮ端末の増加に伴いネットワークの管理は困難になってきており、人手を介することなく通信状態を測定かつ制御し、ユーザの使用感を向上させることが可能な手法が求められている。

このような技術の一例として、たとえば、特許文献１（特開２００４−２３１４５号公報）には、以下のような技術が開示されている。すなわち、送信データに誤り訂正および変調を施して相手局に送信するとともに、前記誤り訂正の符号化率および変調方式を適応的に変化させることが可能な基地局および移動局を備えた移動通信システムにおいて、前記移動局は、受信データから回線品質を推定する回線品質推定部と、前記回線品質に基づいて前記誤り訂正の符号化率および変調方式の変更要求を行なうか否かを決定する適応変調方式管理部と、を備え、前記基地局は、前記移動局から送信された適応変調方式レベル情報に基づいて、前記誤り訂正の符号化率および変調方式を変更するか否かを決定する。

特開２００４−２３１４５号公報

このような特許文献１に記載の技術を超えて、適切な通信制御を行ない、良好なデータ伝送を実現する技術が望まれる。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、適切な通信制御を行なうことにより、良好なデータ伝送を実現することが可能な無線通信装置および通信制御プログラムを提供することである。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる無線通信装置は、他の装置と無線通信を行ない、無線信号の伝送速度に関する通信パラメータを変更可能な通信部と、前記無線通信の品質に関する通信品質情報を取得する品質情報取得部と、前記無線通信装置の通信データの伝送性能に関する伝送性能情報を取得する性能情報取得部と、前記通信品質情報に基づいて前記通信パラメータを変更する第１動作を行っている状態において、前記通信パラメータを変更することにより前記伝送速度を上げる第２動作を行なうか否かを前記伝送性能情報に基づいて判断する通信制御部とを備える。

（６）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御プログラムは、他の装置と無線通信を行ない、無線信号の伝送速度に関する通信パラメータを変更可能な無線通信装置、において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータに、前記無線通信の品質に関する通信品質情報を取得し、取得した前記通信品質情報に基づいて前記通信パラメータを変更する第１動作、を開始するステップと、前記無線通信装置の通信データの伝送性能に関する伝送性能情報を取得するステップと、前記第１動作を行っている状態において、前記通信パラメータを変更することにより前記伝送速度を上げる第２動作を行なうか否かを前記伝送性能情報に基づいて判断するステップとを実行させるためのプログラムである。

本発明は、このような特徴的な処理部を備える無線通信装置として実現できるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする方法として実現することができる。また、本発明は、無線通信装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現したり、無線通信装置を含むシステムとして実現したりすることができる。

本発明によれば、適切な通信制御を行なうことにより、良好なデータ伝送を実現することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおけるパケット損失の概要を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る無線端末装置の構成を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態に係るアクセスポイントの構成を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置における制御部の構成を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける無線通信装置のソフトウェア構成の一例を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置がＭＣＳ制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。 図８は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置がＭＣＳ制御を行なう際の動作手順の他の例を定めたフローチャートである。 図９は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムについて行ったシミュレーションの結果を示す図である。

最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本発明の実施の形態に係る無線通信装置は、他の装置と無線通信を行ない、無線信号の伝送速度に関する通信パラメータを変更可能な通信部と、前記無線通信の品質に関する通信品質情報を取得する品質情報取得部と、前記無線通信装置の通信データの伝送性能に関する伝送性能情報を取得する性能情報取得部と、前記通信品質情報に基づいて前記通信パラメータを変更する第１動作を行っている状態において、前記通信パラメータを変更することにより前記伝送速度を上げる第２動作を行なうか否かを前記伝送性能情報に基づいて判断する通信制御部とを備える。

このような構成により、無線通信の品質に基づいて伝送速度を変更する動作を行っても良好なデータ伝送が実現できていない場合に、無線通信装置の伝送性能に基づいて伝送速度を別途上げることができるため、通信状況が改善される可能性を高めることができる。したがって、適切な通信制御を行なうことにより、良好なデータ伝送を実現することができる。

（２）好ましくは、前記通信制御部は、前記第２動作を行なうと判断した場合、前記第１動作を停止する制御を行なう。

このような構成により、無線通信装置の伝送性能に基づいて伝送速度を上げることによって通信状況が改善されても、無線通信の品質に基づいて伝送速度が再び低下して良好なデータ伝送が実現できなくなることを防ぐことができる。

（３）より好ましくは、前記通信制御部は、前記第１動作を停止している状態において、前記伝送性能情報に基づいて、前記第１動作を再開するか否かを判断する。

このような構成により、無線通信装置の伝送性能に基づいて伝送速度を上げても再送回数が増加する等により通信状況が改善されない場合に、無線通信の品質に基づいて伝送速度を変更する動作、を再開することができるため、より柔軟な通信制御を実現することができる。

（４）好ましくは、前記伝送性能情報は、前記無線通信装置において作成または受信された前記通信データの前記無線通信装置内における損失量の情報を含む。

このような構成により、無線通信の品質からは把握することのできない装置内におけるデータロスを考慮した適切な通信制御を実現することができる。

（５）好ましくは、前記無線通信装置は、さらに、前記無線通信装置において作成または受信された前記通信データを保存するバッファを備え、前記通信部は、前記バッファから前記通信データを取り出して無線信号に含めて送信し、前記損失量は、前記バッファに保存しきれずに廃棄された前記通信データの量を含む。

このような構成により、装置内におけるデータロスとして典型的な事象を考慮した適切な通信制御を実現することができる。

（６）本発明の実施の形態に係る通信制御プログラムは、他の装置と無線通信を行ない、無線信号の伝送速度に関する通信パラメータを変更可能な無線通信装置、において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータに、前記無線通信の品質に関する通信品質情報を取得し、取得した前記通信品質情報に基づいて前記通信パラメータを変更する第１動作、を開始するステップと、前記無線通信装置の通信データの伝送性能に関する伝送性能情報を取得するステップと、前記第１動作を行っている状態において、前記通信パラメータを変更することにより前記伝送速度を上げる第２動作を行なうか否かを前記伝送性能情報に基づいて判断するステップとを実行させるためのプログラムである。

このような構成により、無線通信の品質に基づいて伝送速度を変更する動作を行っても良好なデータ伝送が実現できていない場合に、無線通信装置の伝送性能に基づいて伝送速度を別途上げることができるため、通信状況が改善される可能性を高めることができる。したがって、適切な通信制御を行なうことにより、良好なデータ伝送を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。

図１を参照して、無線通信システム４０１は、たとえばＩＥＥＥ８０２．１１で規格化された無線ＬＡＮシステムを含む。無線通信システム４０１は、管理装置１０１と、複数のアクセスポイント（無線基地局装置：図１に示す「無線ＬＡＮ ＡＰ」）１０２と、複数の無線端末装置２０２とを備える。

なお、図１では、３つのアクセスポイント１０２と、各アクセスポイント１０２の配下の２つの無線端末装置２０２とを代表的に示しているが、無線通信システム４０１は、少数またはさらに多数のアクセスポイント１０２または無線端末装置２０２を備える構成であってもよい。

管理装置１０１は、アクセスポイント１０２および無線端末装置２０２と通信を行ない、アクセスポイント１０２および無線端末装置２０２を管理する。

管理装置１０１およびアクセスポイント１０２は、有線接続または無線接続され、たとえば、イーサネット（登録商標）規格に従って互いに通信を行なう。

アクセスポイント１０２および無線端末装置２０２は、たとえば無線ＬＡＮ方式に従って互いに通信を行なう。無線端末装置２０２は、たとえば携帯電話またはＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）であり、アクセスポイント１０２を介して管理装置１０１と通信可能である。また、無線端末装置２０２は、複数のアクセスポイント１０２のうちのいずれかを選択して通信可能である。

より詳細には、アクセスポイント１０２は、たとえばＩＳＭバンドである２．４ＧＨｚ帯の無線信号を送受信することにより、１または複数の無線端末装置２０２と無線通信を行なう。なお、無線端末装置２０２およびアクセスポイント１０２間の無線周波数は、２．４ＧＨｚ帯以外の周波数であってもよく、たとえば、３００ＭＨｚ帯、４００ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯または５ＧＨｚ帯の周波数とすることも可能である。

無線端末装置２０２は、たとえばＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式を採用し、他の無線端末装置２０２が無線信号を送信しているか否かを互いに判断し、他の無線端末装置２０２が無線信号を送信していないと判断した場合に、送信すべき情報を含む無線信号をアクセスポイント１０２へ送信する。

無線通信システム４０１では、無線通信の各種指標を自動的に収集し、収集結果に基づいて無線ネットワークを制御することが可能である。

図２は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおけるパケット損失の概要を示す図である。

図２を参照して、無線通信システム４０１における無線通信装置である無線端末装置２０２およびアクセスポイント１０２は、階層化された複数のレイヤを有するプロトコルに従って動作する。

無線端末装置２０２のたとえばＭＡＣ層において用いられるバッファ６１には、アクセスポイント１０２へ送信すべき各種アプリケーションからのパケットが一時保存される。ＭＡＣ層では、バッファ６１からパケットが取り出され、変調および誤り訂正等の処理が行われた後、物理層へ出力される。物理層では、ＭＡＣ層から出力されたパケットに無線伝送用の情報が付加され、アンテナを介してアクセスポイント１０２へ送信される。

ＭＡＣ層では、たとえば、受信信号強度または再送回数等からＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）を自動的に選択するリンクアダプテーション（Ｌｉｎｋ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）機能が提供される。

このリンクアダプテーションにより、無線通信の品質が劣化すると伝送速度すなわち伝送可能レートを低下させ、通信を安定させることができる。

しかしながら、リンクアダプテーションでは、無線通信における伝送品質のみを観測してＭＣＳの選択、すなわち変調方式および誤り訂正の符号化率に反映している。

ここで、無線通信システム４０１では、たとえば、送信機である無線端末装置２０２、および受信機であるアクセスポイント１０２間の無線伝搬路６２において、妨害波および障害物等によるパケット損失が発生する。

そして、これに加えて、アプリケーションから多数のパケットがＭＡＣ層へ出力された場合、パケットがバッファ６１に保存しきれずに廃棄されるバッファ溢れが生じる可能性がある。
すなわち、無線通信の品質劣化時にリンクアダプテーションによって低速度のＭＣＳが選択されると、さらにバッファ溢れが生じ、かえってユーザの使用感が低下してしまう。

そこで、本発明の実施の形態に係る無線通信システムでは、以下のような構成および動作により、このような課題を解決する。

図３は、本発明の実施の形態に係る無線端末装置の構成を示す図である。

図３を参照して、無線端末装置２０２は、アンテナ８１と、サーキュレータ８２と、無線受信部８３と、無線送信部８４と、信号処理部８５と、制御部８８と、入出力部８９とを備える。信号処理部８５は、受信信号処理部８６と、送信信号処理部８７とを含む。信号処理部８５および制御部８８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等によって実現される。

サーキュレータ８２は、アンテナ８１において受信されたアクセスポイント１０２からの無線信号を無線受信部８３へ出力し、また、無線送信部８４から受けた無線信号をアンテナ８１へ出力する。

無線受信部８３は、サーキュレータ８２から受けた無線信号をベースバンド信号またはＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に周波数変換し、この周波数変換した信号をデジタル信号に変換して受信信号処理部８６へ出力する。

受信信号処理部８６は、無線受信部８３から受けたデジタル信号に対して復調および誤り訂正等の所定の信号処理を行ない、この信号処理後のデジタル信号の一部または全部を制御部８８へ出力する。また、受信信号処理部８６は、たとえば、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を制御部８８へ出力する。

制御部８８は、受信信号処理部８６から受けたデジタル信号を、たとえば音声データおよび映像データに変換し、必要に応じてアナログ信号に変換する。そして、制御部８８は、スピーカ、マイク、ディスプレイおよびキー入力装置等を含む入出力部８９へ出力する。

また、制御部８８は、たとえば、音声データ、およびキー入力装置において受け付けた無線端末装置２０２を制御するための制御信号等を入出力部８９から受ける。そして、制御部８８は、入出力部８９から受けた音声データおよび制御信号に所定の信号処理を行なって通信データを生成し、送信信号処理部８７へ出力する。通信データは、たとえばパケットである。

送信信号処理部８７は、制御部８８から受けた通信データ、または自ら生成した通信データに対して変調および誤り訂正符号化等の所定の信号処理を行ない、この信号処理後のデジタル信号を無線送信部８４へ出力する。また、送信信号処理部８７は、たとえば、パケットの再送制御を行ない、パケットの再送回数を制御部８８に通知する。

無線送信部８４は、送信信号処理部８７から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号を無線信号に周波数変換してサーキュレータ８２へ出力する。
また、制御部８８は、送信信号処理部８７へ制御信号を出力することにより、送信信号処理部８７における変調方式および符号化率等を設定可能である。

図４は、本発明の実施の形態に係るアクセスポイントの構成を示す図である。

図４を参照して、アクセスポイント１０２は、アンテナ９１と、サーキュレータ９２と、無線受信部９３と、無線送信部９４と、信号処理部９５と、制御部９８とを備える。信号処理部９５は、受信信号処理部９６と、送信信号処理部９７とを含む。信号処理部９５および制御部９８は、ＣＰＵまたはＤＳＰ等によって実現される。

サーキュレータ９２は、アンテナ９１において受信された無線端末装置２０２からの無線信号を無線受信部９３へ出力し、また、無線送信部９４から受けた無線信号をアンテナ９１へ出力する。

無線受信部９３は、サーキュレータ９２から受けた無線信号をベースバンド信号またはＩＦ信号に周波数変換し、この周波数変換した信号をデジタル信号に変換して受信信号処理部９６へ出力する。

受信信号処理部９６は、無線受信部９３から受けたデジタル信号に対して復調および誤り訂正等の所定の信号処理を行ない、この信号処理後のデジタル信号の一部または全部を所定のフレームフォーマットに変換して管理装置１０１へ送信する。また、受信信号処理部９６は、たとえば、ＲＳＳＩを制御部９８へ出力する。

送信信号処理部９７は、管理装置１０１から受信した通信データを所定のフレームフォーマットに変換した通信データまたは自ら生成した通信データに対して変調および誤り訂正符号化等の所定の信号処理を行ない、この信号処理後のデジタル信号を無線送信部９４へ出力する。通信データは、たとえばパケットである。また、送信信号処理部９７は、たとえば、パケットの再送制御を行ない、パケットの再送回数を制御部９８に通知する。

無線送信部９４は、送信信号処理部９７から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号を無線信号に周波数変換してサーキュレータ９２へ出力する。

また、制御部９８は、送信信号処理部９７へ制御信号を出力することにより、送信信号処理部９７における変調方式および符号化率等を設定可能である。

制御部９８は、アクセスポイント１０２における各ユニットおよび管理装置１０１との間で各種情報をやり取りする。

図５は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置における制御部の構成を示す図である。

図５を参照して、制御部８８または制御部９８は、通信制御部１１と、品質情報取得部１２と、性能情報取得部１３とを含む。無線端末装置２０２において、通信部７１は、無線受信部８３と、無線送信部８４と、受信信号処理部８６と、送信信号処理部８７とに相当する。アクセスポイント１０２において、通信部７１は、無線受信部９３と、無線送信部９４と、受信信号処理部９６と、送信信号処理部９７とに相当する。

通信部７１は、他の装置と無線通信を行ない、無線信号の伝送速度に関する通信パラメータすなわち設定値を変更可能である。より詳細には、無線信号の伝送速度は、たとえば、無線伝搬路６２における通信パケットの伝送速度である。

なお、伝送速度に関する通信パラメータには、パケットの再送間隔等、データ伝送の遅延時間に関する通信パラメータが含まれてもよい。

バッファ６１は、無線通信装置において作成または受信された通信パケットを保存する。

通信部７１は、バッファ６１から通信パケットを取り出して無線信号に含めて送信する。

品質情報取得部１２は、通信部７１による無線通信の品質に関する通信品質情報を取得する。

性能情報取得部１３は、無線通信装置の通信パケットの伝送性能に関する伝送性能情報を取得する。伝送性能情報は、たとえば、無線通信装置において作成または受信された通信パケットの無線通信装置内における損失量の情報を含む。この損失量は、たとえば、バッファ６１に保存しきれずに廃棄された通信パケットの量を含む。

通信部７１は、品質情報取得部１２によって取得された通信品質情報に基づいて通信パラメータを変更する第１動作、たとえばリンクアダプテーションを行なう。

図６は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおける無線通信装置のソフトウェア構成の一例を示す図である。

図６を参照して、無線端末装置２０２またはアクセスポイント１０２は、アプリケーション３１と、トランスポート処理部３２と、ＩＰ処理部３３と、無線ＬＡＮ ＭＡＣ処理部３４と、無線ＬＡＮ ＰＨＹ処理部３５とを含む。無線端末装置２０２において、アプリケーション３１は、制御部８８に相当し、トランスポート処理部３２と、ＩＰ処理部３３と、無線ＬＡＮ ＭＡＣ処理部３４と、無線ＬＡＮ ＰＨＹ処理部３５とは、受信信号処理部８６と、送信信号処理部８７とに相当する。アクセスポイント１０２において、アプリケーション３１は、制御部９８に相当し、トランスポート処理部３２と、ＩＰ処理部３３と、無線ＬＡＮ ＭＡＣ処理部３４と、無線ＬＡＮ ＰＨＹ処理部３５とは、受信信号処理部９６と、送信信号処理部９７とに相当する。

無線端末装置２０２およびアクセスポイント１０２は、階層化された複数のレイヤを有するプロトコルに従って動作する。

アプリケーション３１は、アプリケーションレイヤの処理を行なう。トランスポート処理部３２は、アプリケーションレイヤよりも下位のトランスポートレイヤの処理を行なう。ＩＰ処理部３３は、トランスポートレイヤよりも下位のＩＰレイヤの処理を行なう。無線ＬＡＮ ＭＡＣ処理部３４は、ＩＰレイヤよりも下位の無線ＬＡＮ ＭＡＣレイヤの処理を行なう。無線ＬＡＮ ＰＨＹ処理部３５は、ＭＡＣレイヤよりも下位の無線ＬＡＮ ＰＨＹレイヤの処理を行なう。

アプリケーション３１は、たとえば、無線ＬＡＮ ＭＡＣ処理部３４または無線ＬＡＮ ＰＨＹ処理部３５からＲＳＳＩ、ならびに入力パケット数およびパケット損失数等の測定情報を取得する。なお、アプリケーション３１は、パケット損失数の代わりに、パケット損失率を取得する構成であってもよい。そして、アプリケーション３１は、取得した測定情報に基づいて、無線ＬＡＮ ＭＡＣ処理部３４または無線ＬＡＮ ＰＨＹ処理部３５へたとえば新たなＭＣＳを示す設定変更情報を通知する。

［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る無線通信装置によるＭＣＳの変更動作について説明する。

無線通信システム４０１における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。

図７は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置がＭＣＳ制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。

通信制御部１１は、通信品質情報に基づいて通信パラメータを変更する第１動作を通信部７１が行っている状態において、通信パラメータを変更することにより無線信号の伝送速度を上げる第２動作を行なうか否かを伝送性能情報に基づいて判断する。

具体的には、図７を参照して、まず、通信部７１においてリンクアダプテーション（ＬＡ）が実行されている状態である（ステップＳ１）。

次に、通信制御部１１は、直近の期間における、通信部７１への入力パケット数すなわち無線ＬＡＮ ＭＡＣ処理部３４への入力パケット数を取得する（ステップＳ２）。

次に、通信制御部１１は、上記期間における、パケット損失数すなわちバッファ６１におけるパケットの廃棄数を取得する（ステップＳ３）。

次に、通信制御部１１は、伝送性能情報としてたとえばユーザの使用感の指標を取得する。具体的には、通信制御部１１は、当該指標として以下の式で表される値を算出する（ステップＳ４）。
（入力パケット数−パケット損失数）／入力パケット数

そして、通信制御部１１は、当該指標が所定の閾値以上である場合、すなわちパケットの損失がそれほど大きくない場合には（ステップＳ４でＮＯ）、次の確認周期まで待機し（ステップＳ７）、上記期間の次の期間における、通信部７１への入力パケット数およびパケット損失数を新たに取得する（ステップＳ２およびＳ３）。

一方、通信制御部１１は、当該指標が所定の閾値未満である場合、すなわちパケットの損失が大きい場合には（ステップＳ４でＹＥＳ）、通信部７１におけるリンクアダプテーションを停止し（ステップＳ５）、通信部７１による通信パケットの伝送速度すなわち伝送可能レートが上がるようにＭＣＳを変更する。なお、通信制御部１１は、変更後のＭＣＳとして１種類の値を固定的に設定する構成であってもよいし、複数種類の値のうちのいずれかを指標値に応じて設定する構成であってもよい（ステップＳ６）。

なお、通信制御部１１は、通信部７１におけるリンクアダプテーションを停止せずに、通信部７１による通信パケットの伝送速度すなわち伝送可能レートが上がるようにＭＣＳを変更する（ステップＳ６）構成であってもよい。

図８は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置がＭＣＳ制御を行なう際の動作手順の他の例を定めたフローチャートである。

たとえば、通信制御部１１は、第２動作を行なうと判断した場合、第１動作を停止する制御を行なう。

また、たとえば、通信制御部１１は、第１動作を停止している状態において、伝送性能情報に基づいて、第１動作を再開するか否かを判断する。

具体的には、図８を参照して、まず、通信部７１においてリンクアダプテーション（ＬＡ）が実行されている状態において（ステップＳ１１）、ＬＡ有効フラグをオンに設定する（ステップＳ１２）。

次に、通信制御部１１は、直近の期間における、通信部７１への入力パケット数すなわち無線ＬＡＮ ＭＡＣ処理部３４への入力パケット数を取得する（ステップＳ１３）。

次に、通信制御部１１は、上記期間における、パケット損失数すなわちバッファ６１におけるパケットの廃棄数を取得する（ステップＳ１４）。

次に、通信制御部１１は、伝送性能情報としてたとえばユーザの使用感の指標を取得する。具体的には、通信制御部１１は、当該指標として以下の式で表される値を算出する（ステップＳ１５）。
（入力パケット数−パケット損失数）／入力パケット数

そして、通信制御部１１は、当該指標が所定の閾値以上である場合、すなわちパケットの損失がそれほど大きくない場合には（ステップＳ１５でＮＯ）、次の確認周期まで待機し（ステップＳ２０）、上記期間の次の期間における、通信部７１への入力パケット数およびパケット損失数を新たに取得する（ステップＳ１３およびＳ１４）。

一方、通信制御部１１は、当該指標が所定の閾値未満である場合、すなわちパケットの損失が大きい場合であって（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ＬＡ有効フラグがオンに設定されているときには（ステップＳ１６でＹＥＳ）、通信部７１におけるリンクアダプテーションを停止し（ステップＳ１７）、通信部７１による通信パケットの伝送速度すなわち伝送可能レートが上がるようにＭＣＳを変更する。なお、通信制御部１１は、変更後のＭＣＳとして１種類の値を固定的に設定する構成であってもよいし、複数種類の値のうちのいずれかを指標値に応じて設定する構成であってもよい（ステップＳ１８）。

次に、通信制御部１１は、ＬＡ有効フラグをオフに設定し（ステップＳ１９）、次の確認周期まで待機し（ステップＳ２０）、上記期間の次の期間における、通信部７１への入力パケット数およびパケット損失数を新たに取得する（ステップＳ１３およびＳ１４）。

また、通信制御部１１は、当該指標が所定の閾値未満である場合であって（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ＬＡ有効フラグがオフに設定されているときには（ステップＳ１６でＮＯ）、通信部７１におけるリンクアダプテーションを再開し（ステップＳ２１）、ＬＡ有効フラグをオンに設定し（ステップＳ２２）、次の確認周期まで待機する（ステップＳ２０）。

なお、上記のような処理の頻度が高すぎる場合、通信動作におけるオーバヘッドが増大してしまい、また、上記処理の頻度が低すぎる場合、リンクアダプテーションの再開が遅れてしまうことから、数ミリ秒等、ある程度の長さの確認周期を設定することが好ましい。

このように、無線端末装置２０２またはアクセスポイント１０２は、たとえば、アプリケーション層においてユーザの使用感の指標を周期的に取得し、当該指標が所定の閾値を下回ると、パケットのバッファ溢れが生じたと判断し、ＭＣＳを変更して伝送可能レートを上げる。これにより、パケットのバッファ溢れを解消する。逆に、伝送可能レートを上げたことでパケット損失が増加する場合には、パケット損失の原因がバッファ溢れではないと判断し、ＭＡＣ層のリンクアダプテーションによるＭＣＳ制御に移行する。

たとえば、無線伝搬路の状態が悪い場合、リンクアダプテーションによって大きい符号化率が設定される。この場合、伝送可能レートが下がることになり、パケットのバッファ溢れが生じやすくなる。このような状態において、ユーザの使用感を考慮して伝送可能レートを上げることにより、良好なデータ伝送を実現することが可能となる。

また、無線伝搬路の状態が悪くない場合でも、伝送可能レートに対してアプリケーションからＭＡＣ層へのパケットの入力レートが大きい場合には、バッファ溢れが生じてしまう。このような状態において、ユーザの使用感を考慮して伝送レートを上げることにより、パケットの再送回数が多少増加しても、データ伝送のスループットが結果的に上がれば、ユーザの使用感を向上させることができる。

なお、通信制御部１１は、伝送性能情報として「（入力パケット数−パケット損失数）／入力パケット数」を用いる構成に限らず、単に、パケット損失量、データ伝送のスループット、またはパケットの遅延時間等を用いる構成であってもよい。

また、パケット損失量は、バッファ６１におけるものに限らず、無線端末装置２０２またはアクセスポイント１０２における他の箇所のパケット損失量であるか、または各箇所におけるパケット損失量の合計値であってもよい。

また、「（入力パケット数−パケット損失数）／入力パケット数」には、バッファ溢れによるパケット損失数に加えて、たとえばパケットの再送失敗を観測することにより得られる無線伝搬路におけるパケット損失数が含まれてもよいし、含まれなくてもよい。

図９は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムについて行ったシミュレーションの結果を示す図である。図９において、横軸は経過時間（秒）であり、縦軸はアプリケーションの使用感の指標値である。グラフＧ１は図７および図８に示す処理を行なわない無線端末装置を用いた場合の使用感を示し、グラフＧ２は無線端末装置２０２を用いた場合の使用感を示している。Ｔｈは、使用感の指標の閾値である。

このシミュレーションでは、無線端末装置２０２からアクセスポイント１０２への９ＭｂｐｓのＣＢＲ（固定ビットレート）トラフィックを３０秒間実行するアプリケーションの使用感を評価した。

また、伝送方式はＩＥＥＥ８０２．１１ｇを使用し、リンクアダプテーションにおいて伝送可能レート＝９ＭｂｐｓのＭＣＳが選択されるような無線伝搬環境の条件を設定した。

図９を参照して、図７および図８に示す処理を行なわない無線端末装置では、パケットの再送、ＩＦＳ（Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）および制御ヘッダ等のオーバヘッドの影響により、一定時間当たりで正常に伝送されるパケットの数は、アプリケーションからの入力パケット数より小さくなるため、使用感は０．８２程度で推移している（グラフＧ１）。

一方、無線端末装置２０２では、閾値Ｔｈを０．９０に設定し、確認周期を５秒に設定し、アプリケーションを実行すると、使用感が閾値Ｔｈを下回ったことを検知し、伝送可能レート＝１２Ｍｂｐｓ（＞９Ｍｂｐｓ）のＭＣＳを選択する制御が行われる。

これにより、パケットの再送回数は増加するが、一定時間当たりで正常に伝送されるパケットの数は増加し、使用感の指標＝０．９５程度まで改善できていることが分かる。すなわち、バッファ溢れが発生した場合にＭＣＳを変更することにより、使用感が向上することが確認された。

ところで、特許文献１に記載の技術を超えて、適切な通信制御を行ない、良好なデータ伝送を実現する技術が望まれる。

本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、通信部７１は、他の装置と無線通信を行ない、無線信号の伝送速度に関する通信パラメータを変更可能である。品質情報取得部１２は、通信部７１による無線通信の品質に関する通信品質情報を取得する。性能情報取得部１３は、無線通信装置の通信データたとえば通信パケットの伝送性能に関する伝送性能情報を取得する。そして、通信制御部１１は、品質情報取得部１２によって取得された通信品質情報に基づいて通信パラメータを変更する第１動作を行っている状態において、通信パラメータを変更することにより上記伝送速度を上げる第２動作を行なうか否かを伝送性能情報に基づいて判断する。

このような構成により、無線通信の品質に基づいて伝送速度を変更する動作を行っても良好なデータ伝送が実現できていない場合に、無線通信装置の伝送性能に基づいて伝送速度を別途上げることができるため、通信状況が改善される可能性を高めることができる。

したがって、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、適切な通信制御を行なうことにより、良好なデータ伝送を実現することができる。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、通信制御部１１は、第２動作を行なうと判断した場合、第１動作を停止する制御を行なう。

このような構成により、無線通信装置の伝送性能に基づいて伝送速度を上げることによって通信状況が改善されても、無線通信の品質に基づいて伝送速度が再び低下して良好なデータ伝送が実現できなくなることを防ぐことができる。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、通信制御部１１は、第１動作を停止している状態において、伝送性能情報に基づいて、第１動作を再開するか否かを判断する。

このような構成により、無線通信装置の伝送性能に基づいて伝送速度を上げても再送回数が増加する等により通信状況が改善されない場合に、無線通信の品質に基づいて伝送速度を変更する動作、を再開することができるため、より柔軟な通信制御を実現することができる。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、上記伝送性能情報は、無線通信装置において作成または受信された通信データの無線通信装置内における損失量の情報を含む。

このような構成により、無線通信の品質からは把握することのできない装置内におけるデータロスを考慮した適切な通信制御を実現することができる。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信装置では、バッファ６１は、無線通信装置において作成または受信された通信データを保存する。通信部７１は、バッファ６１から通信データを取り出して無線信号に含めて送信する。そして、上記損失量は、バッファ６１に保存しきれずに廃棄された通信データの量を含む。

このような構成により、装置内におけるデータロスとして典型的な事象を考慮した適切な通信制御を実現することができる。

なお、本発明の実施の形態に係る無線通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１で規格化された無線ＬＡＮシステムを含む構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線通信システム４０１は、無線ＬＡＮシステムの代わりに、ＬＴＥに従う移動体通信システム、ＷｉＭＡＸ、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等、他の無線通信システムを含む構成であってもよい。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信システムでは、無線端末装置２０２またはアクセスポイント１０２が、通信相手の装置と双方向の無線通信を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。通信相手の装置へ通信データを送信するのみの片方向の無線通信を行なう無線通信装置にも、本発明を適用することが可能である。

また、本発明の実施の形態に係る無線通信システムでは、アクセスポイント１０２および無線端末装置２０２の各々のレイヤ構成が同様であるとしたが、これに限定するものではなく、各装置のレイヤ構成が異なっていてもよい。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。

［付記１］
無線通信装置であって、
他の装置と無線通信を行ない、無線信号の伝送速度に関する通信パラメータを変更可能な通信部と、
前記無線通信の品質に関する通信品質情報を取得する品質情報取得部と、
前記無線通信装置の通信データの伝送性能に関する伝送性能情報を取得する性能情報取得部と、
前記通信品質情報に基づいて前記通信パラメータを変更する第１動作を行っている状態において、前記通信パラメータを変更することにより前記伝送速度を上げる第２動作を行なうか否かを前記伝送性能情報に基づいて判断する通信制御部とを備え、
前記第１動作はリンクアダプテーションであり、
前記通信パラメータはＭＣＳである、無線通信装置。

１１ 通信制御部
１２ 品質情報取得部
１３ 性能情報取得部
３１ アプリケーション
３２ トランスポート処理部
３３ ＩＰ処理部
３４ 無線ＬＡＮ ＭＡＣ処理部
３５ 無線ＬＡＮ ＰＨＹ処理部
７１ 通信部
８１，９１ アンテナ
８２，９２ サーキュレータ
８３，９３ 無線受信部
８４，９４ 無線送信部
８５，９５ 信号処理部
８６，９６ 受信信号処理部
８７，９７ 送信信号処理部
８８，９８ 制御部
８９， 入出力部
１０１ 管理装置
１０２ アクセスポイント（無線基地局装置）
２０２ 無線端末装置
４０１ 無線通信システム

Claims (5)

1. 無線通信装置であって、
   他の装置と無線通信を行ない、無線信号の伝送速度に関する通信パラメータを変更可能な通信部と、
   前記無線通信の品質に関する通信品質情報を取得する品質情報取得部と、
   前記無線通信装置の通信データの伝送性能に関する伝送性能情報を取得する性能情報取得部と、
   前記通信品質情報に基づいて前記通信パラメータを変更する第１動作を行っている状態において、前記通信パラメータを変更することにより前記伝送速度を上げる第２動作を行なうか否かを前記伝送性能情報に基づいて判断する通信制御部とを備え、
   前記通信制御部は、前記第２動作を行なうと判断した場合、前記第１動作を停止する制御を行なう、無線通信装置。
2. 前記通信制御部は、前記第１動作を停止している状態において、前記伝送性能情報に基づいて、前記第１動作を再開するか否かを判断する、請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記伝送性能情報は、前記無線通信装置において作成または受信された前記通信データの前記無線通信装置内における損失量の情報を含む、請求項１または請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記無線通信装置は、さらに、
   前記無線通信装置において作成または受信された前記通信データを保存するバッファを備え、
   前記通信部は、前記バッファから前記通信データを取り出して無線信号に含めて送信し、
   前記損失量は、前記バッファに保存しきれずに廃棄された前記通信データの量を含む、請求項３に記載の無線通信装置。
5. 他の装置と無線通信を行ない、無線信号の伝送速度に関する通信パラメータを変更可能な無線通信装置、において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータに、
   前記無線通信の品質に関する通信品質情報を取得し、取得した前記通信品質情報に基づいて前記通信パラメータを変更する第１動作、を開始するステップと、
   前記無線通信装置の通信データの伝送性能に関する伝送性能情報を取得するステップと、
   前記第１動作を行っている状態において、前記通信パラメータを変更することにより前記伝送速度を上げる第２動作を行なうか否かを前記伝送性能情報に基づいて判断するステップと、
   前記第２動作を行なうと判断した場合、前記第１動作を停止するステップとを実行させるための、通信制御プログラム。
   

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