JP6389126B2 - 無線通信装置及び送信フレーム制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、適応的に無線通信方式を切り替えてデータ送受信を行う無線通信装置及び送信フレーム制御方法に関する。

近年、複数の無線通信方式に対応した無線通信装置が広く使用されている。例えば、スマートフォンの多くは、標準化団体３ＧＰＰ（The 3rd Generation Partnership Project）で定義されているＬＴＥ（Long Term Evolution）と呼ばれる無線通信方式に加え、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で定義されているＷＬＡＮ方式にも対応している。また、ＷＬＡＮ方式の中にも、２．４ＧＨｚ周波数帯や５ＧＨｚ周波数帯、６０ＧＨｚ周波数帯、１ＧＨｚ未満の周波数帯といった複数の周波数帯で動作できる無線方式がある。

このように、複数の無線通信方式に対応することで、無線通信装置が最適な無線通信方式及び無線周波数帯を適応的に選択でき、安定的な通信環境を利用できる。しかし、無線通信装置が無線通信方式及び無線周波数帯を通信中に切り替えるとデータロスが発生する。

日本国特開２０１２−２０９９２５号公報

しかし、特許文献１の構成では、通信方式の切り替えの場合に、通信のスループットが低下することがある。

本開示の目的は、最大送信フレームサイズが異なる無線通信方式間の切り替え時にもデータロスを抑制して高品質な通信を実現可能な無線通信装置及び送信フレーム制御方法を提供することである。

本開示に係る無線通信装置は、最大送信フレームサイズが異なる複数の無線通信方式間で無線通信方式を切り替えてデータ送受信を行う無線通信装置であって、前記複数の無線通信方式の内の一つを選択する方式選択部と、前記複数の無線通信方式の内のいずれかに従って、送信フレームを生成する送信フレーム生成部と、前記送信フレーム生成部によって生成された送信フレームを、前記選択されたいずれかの無線通信方式で送信する無線送信部と、前記無線通信装置と受信側無線通信装置との間の無線伝搬路のエラーに応じて、前記複数の無線通信方式の内の他の無線通信方式が選択された後、前記送信フレーム生成部によって生成された前記受信側無線通信装置に未だ送信されていない送信フレームのサイズが前記他の無線通信方式の最大送信フレームサイズよりも大きい場合、前記受信側無線通信装置に未だ送信されていない送信フレームを分割する送信フレーム分割部と、を備え、前記送信フレーム分割部は、個々の分割送信フレームのサイズが前記他の無線通信方式の最大送信フレームサイズ以下となるよう、前記送信フレームを分割し、前記無線送信部は、前記送信フレーム分割部が前記送信フレームを分割して得られた分割送信フレームを、前記他の無線通信方式で送信する。

本開示に係る送信フレーム制御方法は、最大送信フレームサイズが異なる複数の無線通信方式間で無線通信方式を切り替えてデータ送受信を行う無線通信装置による送信フレーム制御方法であって、前記複数の無線通信方式の内の一つを選択する方式選択ステップと、前記複数の無線通信方式の内のいずれかに従って、送信フレームを生成する送信フレーム生成ステップと、前記送信フレーム生成ステップによって生成された送信フレームを、前記選択されたいずれかの無線通信方式で送信する無線送信ステップと、前記無線通信装置と受信側無線通信装置との間の無線伝搬路のエラーに応じて、前記複数の無線通信方式の内の他の無線通信方式が選択された後、前記送信フレーム生成ステップで生成された前記受信側無線通信装置に未だ送信されていない送信フレームのサイズが前記他の無線通信方式の最大送信フレームサイズよりも大きい場合、前記受信側無線通信装置に未だ送信されていない送信フレームを分割する送信フレーム分割ステップと、を有し、前記送信フレーム分割ステップでは、個々の分割送信フレームのサイズが前記他の無線通信方式の最大送信フレームサイズ以下となるよう、前記送信フレームを分割し、前記無線送信ステップでは、前記送信フレーム分割ステップで前記送信フレームを分割して得られた分割送信フレームを、前記他の無線通信方式で送信する。

本開示によれば、最大送信フレームサイズが異なる無線通信方式間の切り替え時にもデータロスを抑制して高品質な通信が可能である。

本開示に係る実施の形態１の無線通信装置の内部構成を示すブロック図 本開示に係る実施の形態１の無線通信装置が無線通信方式を切り替える時のタイミングチャート 本開示に係る実施の形態１の無線通信装置がデータ送信を行う際のフローチャート 本開示に係る実施の形態２の無線通信装置の内部構成を示すブロック図 本開示に係る実施の形態２の無線通信装置が無線通信方式を切り替える時のタイミングチャート 本開示に係る実施の形態２の無線通信装置がデータ送信を行う際のフローチャート 本開示に係る実施の形態２の無線通信装置がデータ送信を行う際の、ＭＴＵサイズの通知判定を行う場合のフローチャート 従来の無線通信装置の内部構成を示すブロック図 図８に示す無線通信装置が無線通信方式を切り替える時のタイミングチャート

本開示に係る無線通信装置及び送信フレーム制御方法の実施の形態を説明する前に、本開示に係る無線通信装置及び送信フレーム制御方法の内容に至る経緯について、図面を参照して説明する。

従来の無線通信装置には、無線通信方式の切り替え時に再送情報に基づいて切替先送信開始パケットを決定して、データロスを抑制するというものがある（例えば、特許文献１参照）。図８は、従来の無線通信装置の内部構成を示すブロック図である。

図８に示す無線通信装置は、第１無線部１００と、第２無線部１１０と、無線切替制御部１２と、送受信制御部１３と、アプリケーション処理部１４とを備える。第１無線部１００は、ＲＦ（Radio Frequency）部１０１と、ＰＨＹ（物理層）処理部１０２と、ＭＡＣ（Media Access Control）処理部１０３と、無線状況通知部１０４とを有する。同様に、第２無線部１１０は、ＲＦ部１１１と、ＰＨＹ処理部１１２と、ＭＡＣ処理部１１３と、無線状況通知部１１４とを有する。

以下、図８に示す無線通信装置が第１無線部１００を用いてデータ送受信を行う場合について説明する。送受信制御部１３から出力される送信ＭＳＤＵ（MAC Service Data Unit）は、第１無線部１００のＭＡＣ処理部１０３へ入力される。ＭＡＣ処理部１０３は、第１無線部１００が採用する第１無線通信方式で規定されたＭＡＣ送信処理（例えば、シーケンス番号の付与及び暗号化処理）を行い、ＰＨＹ処理部１０２に送信ＰＳＤＵ（PHY Service Data Unit）を出力する。ＰＨＹ処理部１０２は、第１無線通信方式で規定されたＰＨＹ送信処理（例えば、符号化処理及び変調処理）を行い、ＲＦ部１０１に送信フレームを出力する。ＲＦ部１０１は、規定の無線周波数帯で送信フレームを送信する。

また、ＲＦ部１０１で受信された受信フレームは、ＰＨＹ処理部１０２に入力される。ＰＨＹ処理部１０２は、第１無線通信方式で規定されたＰＨＹ受信処理（例えば、復調処理及び復号処理）を行い、ＭＡＣ処理部１０３に受信ＰＳＤＵを出力する。ＭＡＣ処理部１０３は、第１無線通信方式で規定されたＭＡＣ受信処理（例えば、シーケンス番号の重複廃棄及び暗号の復号処理）を行い、送受信制御部１３に受信ＭＳＤＵを出力する。また、無線状況通知部１０４は、受信電力値を含む無線電波状況を測定して、無線状況通知信号を無線切替制御部１２に送る。第２無線通信方式での処理を行う第２無線部１１０も、第１無線部１００と同様に動作する。

無線切替制御部１２は、第１無線部１００及び第２無線部１１０からの各無線状況通知信号に基づき、無線通信装置が第１無線通信方式での通信を行うか、第２無線通信方式での通信を行うかを決定する。無線切替制御部１２は、決定した無線通信方式での通信を行うよう送受信制御部１３に指示する。

送受信制御部１３は、図８に示すように、送信バッファ３２と、送信フレーム決定部３１とを有する。送受信制御部１３では、アプリケーション処理部１４から入力された送信フレームが一時的に送信バッファ３２に蓄積される。送信フレーム決定部３１は、無線切替制御部１２から指示された無線通信方式の情報と再送状態とに基づき、送信バッファ３２に蓄積された送信フレームのどれから送信するかを決定し、無線切替制御部１２から指示された無線通信方式を採用する無線部に、送信バッファ３２から読み出した送信フレームを出力する。

図９は、図８に示す無線通信装置が無線通信方式を切り替える時のタイミングチャートである。図９では、第１無線部１００の最大ＳＤＵサイズを７９２０バイト、第２無線部１１０の最大ＳＤＵサイズを２３０４バイトと仮定している。図９に示す例では、アプリケーション処理部１４から送受信制御部１３への送信フレーム転送２０によって、アプリケーション処理部１４で生成された７９２０バイトの３つの送信フレーム（順番にＳＤＵ０、ＳＤＵ１、ＳＤＵ２とする。）が送受信制御部１３内の送信バッファ３２に格納される。そして、送受信制御部１３から第１無線部１００への送信フレーム転送２１では、送信バッファ３２に格納された送信フレームＳＤＵ０、ＳＤＵ１、ＳＤＵ２が順に、第１無線部１００内のＭＡＣ処理部１０３へ転送される。次に、第１無線部１００が採用する第１無線通信方式でのデータ送信２２が行わる。データ送信２２では、送信フレーム転送２１でＭＡＣ処理部１０３へ転送された送信フレームＳＤＵ０、ＳＤＵ１、ＳＤＵ２が順に、第１無線部１００から無線伝播路へ送出される。

無線伝播路へ送出された送信フレームは、無線環境によっては無線伝播路エラーが発生し、受信側無線通信装置に到達しない場合も考えられる。図９に示した例は、送信フレームＳＤＵ１、ＳＤＵ２が無線伝播路エラーのため到達しない場合を示す。この場合、第１無線部１００が採用する無線通信方式でのＡＣＫデータ受信２３では、受信側無線通信装置に到達した送信フレームＳＤＵ０に対する送達確認フレームＡＣＫ０のみを受信する。このとき、送信バッファ３２には、送信フレームＳＤＵ１、ＳＤＵ２が残留する。

この状態のとき、送信側無線通信装置で無線通信方式の切替２４が発生すると、第１無線通信方式から第２無線通信方式への切替が実施される。第２無線通信方式への切替後、送達確認のとれていない送信フレームＳＤＵ１、ＳＤＵ２を第２無線通信方式で再送するため、送受信制御部１３から第２無線部１１０への送信フレーム転送２５が行われる。しかし、７９２０バイトの送信フレームＳＤＵ１、ＳＤＵ２は第２無線部１１０の最大ＳＤＵサイズ（２３０４バイト）を超えているため、第２無線部１１０は当該送信フレームＳＤＵ１、ＳＤＵ２を送信できない。

上記説明した最大ＳＤＵサイズが異なる無線通信方式の切り替えを行った際に送信フレームを再送するためには、予め複数の無線通信方式における最大ＳＤＵサイズの最小値に最大ＳＤＵサイズを固定して送信フレームを生成する必要がある。例えば、マイクロ波帯域（例えば２．４ＧＨｚ周波数帯）を使用するＷＬＡＮ方式（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等）での最大ＳＤＵサイズは２３０４バイトであり、ミリ波帯域（例えば６０ＧＨｚ周波数帯）を使用するＷＬＡＮ方式（ＷｉＧｉｇ（登録商標））での最大ＳＤＵサイズは７９２０バイトである。無線通信装置がＷｉＧｉｇで送信していた送信フレームをＷｉ−Ｆｉで再送するためには、ＷｉＧｉｇでの送信時にも最大ＳＤＵサイズを２３０４バイトに設定しておく必要がある。しかし、本来、ＷｉＧｉｇの最大ＳＤＵサイズは７９２０バイトであるため、結果として、ＷｉＧｉｇでの通信時にスループットが低下してしまう。

そこで、以下の実施の形態では、最大送信フレームサイズが異なる無線通信方式間の切り替え時にもデータロスを抑制して高品質な通信を実現可能な無線通信装置及び送信フレーム制御方法について説明する。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本開示に係る実施の形態１の無線通信装置の内部構成を示すブロック図である。なお、図１において、第１無線部１００及び第２無線部１１０並びに各無線部の内部構成は図８に示した従来の無線通信装置と同じであるため、同じ構成要素には同じ符号を付した。

図１に示すように、実施の形態１の無線通信装置は、アプリケーション処理部１４０と、第１無線部１００と、第２無線部１１０と、無線切替制御部１２０と、送受信制御部１３０とを備える。なお、第１無線部１００が採用する無線通信方式（以下「第１無線通信方式」という）と、第２無線部１１０が採用する無線通信方式（以下「第２無線通信方式」という）はそれぞれ異なる。以下、実施の形態１の無線通信装置が備える各構成要素について説明する。

アプリケーション処理部１４０は、ＯＳＩ参照モデルにおける第７層（アプリケーション層）〜第３層（ネットワーク層）での処理を行う。無線通信装置がデータ送信を行う際、アプリケーション処理部１４０は、第１無線通信方式で規定された送信ＳＤＵ（Service Data Unit）及び第２無線通信方式で規定された送信ＳＤＵの内、サイズが大きい方の送信ＳＤＵに基づき計算されたＭＴＵ（Maximum Transmission Unit）サイズに応じた送信フレームを生成し、送受信制御部１３０に送る。

第１無線部１００は、第１無線通信方式に基づき、ＯＳＩ参照モデルにおける第２層（データリンク層）〜第１層（物理層）での処理を行う。同様に、第２無線部１１０は、第２無線通信方式に基づき、ＯＳＩ参照モデルにおける第２層（データリンク層）〜第１層（物理層）での処理を行う。図１に示すように、第１無線部１００は、ＭＡＣ（Media Access Control）処理部１０３と、ＰＨＹ（物理層）処理部１０２と、ＲＦ（Radio Frequency）部１０１と、無線状況通知部１０４とを有する。同様に、第２無線部１１０は、ＲＦ部１１１と、ＰＨＹ処理部１１２と、ＭＡＣ処理部１１３と、無線状況通知部１１４とを有する。

以下、第１無線部１００の各構成要素について説明する。

ＭＡＣ処理部１０３は、送受信制御部１３０から得られた送信ＭＳＤＵ（MAC Service Data Unit）に対して第１無線通信方式で規定されたＭＡＣ送信処理（例えば、シーケンス番号の付与及び暗号化処理）を行い、ＰＨＹ処理部１０２に送信ＰＳＤＵ（PHY Service Data Unit）を出力する。また、ＭＡＣ処理部１０３は、第１無線通信方式で規定されたＭＡＣ受信処理（例えば、シーケンス番号の重複廃棄及び暗号の復号処理）を行い、送受信制御部１３０に受信ＭＳＤＵを出力する。

ＰＨＹ処理部１０２は、第１無線通信方式で規定されたＰＨＹ送信処理（例えば、符号化処理及び変調処理）を行い、ＲＦ部１０１に送信フレームを出力する。また、ＰＨＹ処理部１０２は、第１無線通信方式で規定されたＰＨＹ受信処理（例えば、復調処理及び復号処理）を行い、ＭＡＣ処理部１０３に受信ＰＳＤＵを出力する。

ＲＦ部１０１は、規定の無線周波数帯で送信フレームを送信する。また、ＲＦ部１０１は、規定の無線周波数帯で受信した受信フレームをＰＨＹ処理部１０２に送る。無線状況通知部１０４は、受信電力値、受信エラー率又は再送回数等を含む無線電波状況を測定して、無線状況通知信号を無線切替制御部１２に送る。

第２無線部１１０の各構成要素も、第１無線部１００の対応する各構成要素と同様に動作する。

無線切替制御部１２０は、第１無線部１００及び第２無線部１１０からの各無線状況通知信号に基づき、無線通信装置が第１無線通信方式での通信を行うか、第２無線通信方式での通信を行うかを決定する。無線切替制御部１２０は、決定した無線通信方式での通信を行うよう送受信制御部１３０に指示する。

送受信制御部１３０は、ＯＳＩ参照モデルにおける第４層（トランスポート層）〜第３層（ネットワーク層）での処理を行う。図１に示すように、送受信制御部１３０は、送信バッファ１３２と、送信フレーム決定部１３１と、送信フレーム分割部１３３とを有する。以下、送受信制御部１３０の各構成要素について説明する。

送信バッファ１３２は、アプリケーション処理部１４０から入力された送信フレームを一時的に蓄積する。送信フレーム決定部１３１は、無線切替制御部１２０から指示された無線通信方式の情報と再送状態とに基づき、送信バッファ１３２に蓄積された送信フレームのどれから送信するかを決定し、送信バッファ１３２から読み出した送信フレームを出力する。

送信フレーム分割部１３３は、送信フレーム決定部１３１が送信バッファ１３２から読み出した送信フレームのサイズが、無線切替制御部１２０から指示された無線通信方式での最大ＳＤＵサイズよりも大きい場合に、当該送信フレームを分割して複数の分割送信フレームを生成し出力する。なお、送信フレーム分割部１３３は、個々の分割送信フレームのサイズが無線切替制御部１２０から指示された無線通信方式での最大ＳＤＵサイズ以下となるよう、送信フレームを分割する。

送信フレーム決定部１３１によって送信バッファ１３２から読み出された送信フレーム又は送信フレーム分割部１３３によって生成された分割送信フレームは、無線切替制御部１２０から指示された無線通信方式を採用する無線部に送られる。

図２は、本開示に係る実施の形態１の無線通信装置が無線通信方式を切り替える時のタイミングチャートである。なお、図２に示す例では、第１無線通信方式の最大ＳＤＵサイズの方が第２無線通信方式の最大ＳＤＵサイズよりも大きく、第１無線通信方式から第２無線通信方式への切り替えが発生する。第１無線通信方式は、例えば、ミリ波帯域（例えば６０ＧＨｚ周波数帯）を使用するＷＬＡＮ方式（ＷｉＧｉｇ（登録商標））であり、第２無線通信方式は、例えば、マイクロ波帯域（例えば２．４ＧＨｚ周波数帯）を使用するＷＬＡＮ方式（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等）である。なお、Ｗｉｇｉｇの最大ＳＤＵサイズは７９２０バイトであり、Ｗｉ−Ｆｉの最大ＳＤＵサイズは２３０４バイトである。

図２に示す例では、アプリケーション処理部１４０から送受信制御部１３０への送信フレーム転送２００によって、アプリケーション処理部１４０で生成された７９２０バイトの３つの送信フレーム（順番にＳＤＵ０、ＳＤＵ１、ＳＤＵ２とする。）が送受信制御部１３０内の送信バッファ１３２に格納される。そして、送受信制御部１３０から第１無線部１００への送信フレーム転送２０１では、送信バッファ１３２に格納された送信フレームＳＤＵ０、ＳＤＵ１、ＳＤＵ２が順に、第１無線部１００内のＭＡＣ処理部１０３へ転送される。次に、第１無線部１００が採用する第１無線通信方式でのデータ送信２０２が行われる。データ送信２０２では、送信フレーム転送２０１でＭＡＣ処理部１０３へ転送された送信フレームＳＤＵ０、ＳＤＵ１、ＳＤＵ２が順に、第１無線部１００から無線伝播路へ送出される。

無線伝播路へ送出された送信フレームは、無線環境によっては無線伝播路エラーが発生し、受信側無線通信装置に到達しない場合も考えられる。図２に示した例は、送信フレームＳＤＵ１、ＳＤＵ２が無線伝播路エラーのため到達しない場合を示す。この場合、第１無線部１００が採用する無線通信方式でのＡＣＫデータ受信２０３では、受信側無線通信装置に到達した送信フレームＳＤＵ０に対する送達確認フレームＡＣＫ０のみを受信する。このとき、送信バッファ１３２には、送信フレームＳＤＵ１、ＳＤＵ２が残留する。

この状態のとき、送信側無線通信装置で無線通信方式の切替２０４が発生すると、第１無線通信方式から第２無線通信方式への切替が実施される。このとき、送信側無線通信装置では、第２無線通信方式での通信を行うよう無線切替制御部１２０から送受信制御部１３０への指示が行われる。第２無線通信方式への切替後、送達確認のとれていない送信フレームＳＤＵ１、ＳＤＵ２を第２無線通信方式で再送するため、送受信制御部１３０では、送信フレーム決定部１３１が送信バッファ１３２から送信フレームＳＤＵ１、ＳＤＵ２を読み出す。次に、送信フレーム分割部１３３が、送信フレームＳＤＵ１を４つの分割送信フレームＳＤＵ１（０）〜ＳＤＵ１（３）に分割し、かつ、送信フレームＳＤＵ２を４つの分割送信フレームＳＤＵ２（０）〜ＳＤＵ２（３）に分割する。

そして、送受信制御部１３０から第２無線部１１０への送信フレーム転送２０６では、分割送信フレームＳＤＵ１（０）〜ＳＤＵ１（３）、ＳＤＵ２（０）〜ＳＤＵ２（３）が順に、第２無線部１１０内のＭＡＣ処理部１１３へ転送される。次に、第２無線部１１０が採用する第２無線通信方式でのデータ送信２０７が行わる。データ送信２０７では、送信フレーム転送２０６でＭＡＣ処理部１１３へ転送された分割送信フレームＳＤＵ１（０）〜ＳＤＵ１（３）、ＳＤＵ２（０）〜ＳＤＵ２（３）が順に、第２無線部１１０から無線伝播路へ送出される。

図３は、本開示に係る実施の形態１の無線通信装置がデータ送信を行う際のフローチャートである。図３に示すように、無線切替制御部１２０は、無線通信方式の切り替えを決定し（ステップＳ１００）、切り替える場合はステップＳ１０１に進み、切り替えない場合はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０１では、送受信制御部１３０は、切替後の無線通信方式で規定される最大ＳＤＵサイズを導出する。ステップＳ１０２では、送受信制御部１３０の送信フレーム決定部１３１は、送信バッファ１３２に送信フレームが蓄積されているかを確認し、送信フレームが蓄積されていればステップＳ１０３に進み、蓄積されていなければステップＳ１００に戻る。

ステップＳ１０３では、送受信制御部１３０の送信フレーム分割部１３３は、送信フレームのサイズがステップＳ１０１で導出された最大ＳＤＵサイズを超えているかを判定する。送信フレームのサイズが最大ＳＤＵサイズを超えている場合はステップＳ１０４に進み、超えていなければステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０４では、送信フレーム分割部１３３は、送信フレームを分割して複数の分割送信フレームを生成する。ステップＳ１０５では、送受信制御部１３０は、最大ＳＤＵサイズ以下の送信フレーム又はステップＳ１０４で分割された分割送信フレームを無線部に転送する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、最大ＳＤＵサイズが異なる無線通信方式間で切り替えを行った場合、送信バッファ１３２に残留している送信フレームのサイズが切替後の無線通信方式での最大ＳＤＵサイズを超えていても、当該送信フレームを破棄することなく分割して送信することができる。したがって、無線通信方式の切り替えによるハンドオーバ時等に無線伝播路エラーが発生しても、当該エラーが発生したデータの再送が切替後の無線通信方式で行われる。その結果、データロスが抑制され高品質な通信が可能となる。

また、アプリケーション処理部１４０は、第１無線通信方式の送信ＳＤＵ及び第２無線通信方式の送信ＳＤＵの内、サイズが大きい方の送信ＳＤＵに基づき計算されたＭＴＵサイズに応じた送信フレームを生成する。このため、各無線方式使用時に最大スループットを期待できる。

なお、本実施の形態において、送信フレーム分割部１３３で送信フレームを分割する方式は、標準的な方法でも良く、例えば、ＩＰ（Internet Protocol）レイヤで実施されるＩＰフラグメント処理でも良い。

（実施の形態２）
図４は、本開示に係る実施の形態２の無線通信装置の内部構成を示すブロック図である。実施の形態２の無線通信装置が実施の形態１の無線通信装置と異なる点は、アプリケーション処理部２４０及び無線切替制御部２２０である。図４において、図１と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。本実施の形態では、実施の形態１と同一又は同等部分に関しては説明を簡略化又は省略する。

実施の形態２の無線切替制御部２２０は、実施の形態１の無線切替制御部１２０と同様に、第１無線部１００及び第２無線部１１０からの各無線状況通知信号に基づき、無線通信装置が第１無線通信方式での通信を行うか、第２無線通信方式での通信を行うかを決定する。さらに、無線切替制御部２２０は、決定した無線通信方式の送信ＳＤＵに対応するＭＴＵ（Maximum Transmission Unit）サイズを算出する。無線切替制御部２２０は、決定した無線通信方式での通信を行うよう送受信制御部１３０に指示する。また、無線切替制御部２２０は、算出したＭＴＵサイズをアプリケーション処理部２４０に通知する。

実施の形態２のアプリケーション処理部２４０は、実施の形態１のアプリケーション処理部１４０と同様に、第１無線通信方式で規定された送信ＳＤＵ及び第２無線通信方式で規定された送信ＳＤＵの内、サイズが大きい方の送信ＳＤＵに基づき計算されたＭＴＵサイズの送信フレームを生成する。アプリケーション処理部２４０は、ＩＰフラグメント処理又はＴＣＰセグメント処理等といった送信フレームの分割処理を行う送信フレーム上位分割部２４１を有する。送信フレーム上位分割部２４１は、アプリケーション処理部２４０が生成した送信フレームのサイズが、無線切替制御部２２０から通知されたＭＴＵサイズよりも大きい場合に、当該送信フレームの分割処理を行う。なお、送信フレーム上位分割部２４１は、個々の分割送信フレームのサイズが前記ＭＴＵサイズ以下となるよう、送信フレームを分割する。送信フレーム上位分割部２４１が行う分割の方式は、送受信制御部１３０の送信フレーム分割部１３３が行う分割の方式と同等の方式である。アプリケーション処理部２４０で生成された送信フレーム又は送信フレーム上位分割部２４１で分割された分割送信フレームは、送受信制御部１３０に送られる。

図５は、本開示に係る実施の形態２の無線通信装置が無線通信方式を切り替える時のタイミングチャートである。図５に示すタイミングチャートにおいて、図２に示したタイミングチャートと同じ構成要素又は処理については同じ符号を付して説明を簡略化又は省略する。なお、図５に示す例では、実施の形態１で図２に示した例と同様に、第１無線通信方式の最大ＳＤＵサイズの方が第２無線通信方式の最大ＳＤＵサイズよりも大きく、第１無線通信方式から第２無線通信方式への切り替えが発生する。第１無線通信方式は、例えば、ミリ波帯域（例えば６０ＧＨｚ周波数帯）を使用するＷＬＡＮ方式（ＷｉＧｉｇ（登録商標））であり、第２無線通信方式は、例えば、マイクロ波帯域（例えば２．４ＧＨｚ周波数帯）を使用するＷＬＡＮ方式（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等）である。なお、Ｗｉｇｉｇの最大ＳＤＵサイズは７９２０バイトであり、Ｗｉ−Ｆｉの最大ＳＤＵサイズは２３０４バイトである。

図５に示す例では、送信側無線通信装置で無線通信方式の切替２０４が発生すると、第１無線通信方式から第２無線通信方式への切替が実施される。このとき、送信側無線通信装置では、無線切替制御部２２０からアプリケーション処理部２４０へ第２無線通信方式の送信ＳＤＵに対応するＭＴＵサイズが通知２０８される。当該通知２０８を受けて、アプリケーション処理部２４０の送信フレーム上位分割部２４１は、送信フレームＳＤＵ２に後続する送信フレームの分割処理を開始する。

アプリケーション処理部２４０から送受信制御部１３０への分割送信データ転送２０９では、分割送信フレームＳＤＵ３、ＳＤＵ４、ＳＤＵ５、ＳＤＵ６が送受信制御部１３０内の送信バッファ１３２に格納される。そして、送受信制御部１３０から第２無線部１１０への分割送信フレーム転送２１０では、送信バッファ１３２に格納された送信フレームＳＤＵ３、ＳＤＵ４、ＳＤＵ５、ＳＤＵ６が順に、第２無線部１１０内のＭＡＣ処理部１１３へ転送される。次に、第２無線部１１０が採用する第２無線通信方式でのデータ送信が行われる。

図６は、本開示に係る実施の形態２の無線通信装置がデータ送信を行う際のフローチャートである。図６に示すフローチャートにおいて、図３に示したフローチャートと同じステップについては同じ符号を付して説明を簡素化又は省略する。

図６に示すように、無線切替制御部２２０は、無線通信方式の切り替えを決定し（ステップＳ２００）、切り替える場合はステップＳ２０１に進み、切り替えない場合はステップＳ１０２に進む。ステップＳ２０１では、無線切替制御部２２０は、切替後の無線通信方式で規定される最大ＳＤＵサイズに対応するＭＴＵサイズをアプリケーション処理部２４０へ通知する。当該通知の後はステップＳ１０１に進み、ステップＳ１０１以降の工程は図３に示した実施の形態１と同様である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、最大ＳＤＵサイズが異なる無線通信方式間で切り替えを行った場合、送信バッファ１３２に残留している送信フレームのサイズが切替後の無線通信方式での最大ＳＤＵサイズを超えていても、当該送信フレームを破棄することなく分割して送信することができる。さらに、無線通信方式を切り替えた後に送信バッファ１３２に格納される送信フレームは、アプリケーション処理部２４０内の送信フレーム上位分割部２４１によって、切替後の無線通信方式での最大ＳＤＵサイズを超えないサイズに分割されている。このため、当該送信フレームに対しては、送受信制御部１３０内の送信フレーム分割部１３３での分割処理が不要になる。その結果、送受信制御部１３０での分割に係る処理量を減らすことができ、安価なＣＰＵやハードウェアで実現が可能となる。

なお、上記説明した無線切替制御部２２０は、アプリケーション処理部２４０へのＭＴＵサイズの通知の可否を、無線通信方式を切り替えた後の無線通信状態に基づいて判定しても良い。無線通信状態は、例えば、第１無線部１００又は第２無線部１１０から得られる無線状況通知信号が示す受信電力値、受信エラー率又は再送回数等の条件に基づく。無線通信方式を切り替えた後の無線通信状態が悪いとき、すなわち、受信電力値がしきい値未満である、受信エラー率がしきい値以上である、又は再送回数がしきい値以上であるといった状態では、無線伝播路エラーが多発したり、別の無線通信方式又は元の無線通信方式への切り替えがすぐに発生する可能性が高い。このため、無線切替制御部２２０は、当該判定を行う場合、無線通信状態が悪いときにはアプリケーション処理部２４０へのＭＴＵサイズの通知を行わないと判定する。これにより、アプリケーション処理部２４０における送信フレームの無駄なサイズ切替処理を減らすことができる。

図７は、本開示に係る実施の形態２の無線通信装置がデータ送信を行う際の、ＭＴＵサイズの通知判定を行う場合のフローチャートである。図７において、図６に示したフローチャートと同じステップについては同じ符号を付して説明を簡略化又は省略する。

図７に示すように、無線切替制御部２２０は、無線通信方式の切り替えを決定し（ステップＳ２００）、切り替える場合はステップＳ２５１に進み、切り替えない場合はステップＳ１０２に進む。ステップＳ２５１では、無線切替制御部２２０は、アプリケーション処理部２４０へのＭＴＵサイズの通知の可否を、無線通信方式を切り替えた後の無線通信状態に基づいて判定する。無線切替制御部２２０がＭＴＵサイズを通知すると判定した場合はステップＳ２０１に進み、通知しないと判定した場合はステップＳ１０１に進む。

上記実施形態では、第１無線通信方式と第２無線通信方式の間で切替可能な無線通信装置について説明したが、切替可能な無線通信方式の数は２つに限らず３つ以上であっても良い。

上記各実施形態では、本開示をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。

また、上記各実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本出願は、2013年3月12日出願の日本特許出願（特願2013-049366）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

本開示に係る無線通信装置は、最大ＳＤＵサイズが異なる無線通信方式間の切り替え時にもデータロスを抑制して高品質な通信を実現する送信機等に適用可能である。

１００ 第１無線部
１０１，１１１ ＲＦ部
１０２，１１２ ＰＨＹ処理部
１０３，１１３ ＭＡＣ処理部
１０４，１１４ 無線状況通知部
１１０ 第２無線部
１２０，２２０ 無線切替制御部
１３０ 送受信制御部
１３１ 送信フレーム決定部
１３２ 送信バッファ
１３３ 送信フレーム分割部
１４０，２４０ アプリケーション処理部
２４１ 送信フレーム上位分割部

Claims (6)

1. 最大送信フレームサイズが異なる複数の無線通信方式間で無線通信方式を切り替えてデータ送受信を行う無線通信装置であって、
   前記複数の無線通信方式の内の一つを選択する方式選択部と、
   前記複数の無線通信方式の内のいずれかに従って、送信フレームを生成する送信フレーム生成部と、
   前記送信フレーム生成部によって生成された送信フレームを、前記選択されたいずれかの無線通信方式で送信する無線送信部と、
   前記無線通信装置と受信側無線通信装置との間の無線伝搬路のエラーに応じて、前記複数の無線通信方式の内の他の無線通信方式が選択された後、前記送信フレーム生成部によって生成された前記受信側無線通信装置に未だ送信されていない送信フレームのサイズが前記他の無線通信方式の最大送信フレームサイズよりも大きい場合、前記受信側無線通信装置に未だ送信されていない送信フレームを分割する送信フレーム分割部と、を備え、
   前記送信フレーム分割部は、個々の分割送信フレームのサイズが前記他の無線通信方式の最大送信フレームサイズ以下となるよう、前記送信フレームを分割し、
   前記無線送信部は、前記送信フレーム分割部が前記送信フレームを分割して得られた分割送信フレームを、前記他の無線通信方式で送信することを特徴とする無線通信装置。
2. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記送信フレーム生成部は、前記複数の無線通信方式の内、最も大きい最大送信フレームサイズに応じた送信フレームを生成することを特徴とする無線通信装置。
3. 請求項１又は２に記載の無線通信装置であって、
   前記方式選択部は、選択した無線通信方式の最大送信フレームサイズに対応する最大送信サイズを前記送信フレーム生成部に通知し、
   前記送信フレーム生成部は、生成した送信フレームのサイズが前記方式選択部から通知された最大送信サイズよりも大きい場合に、前記生成した送信フレームを分割する送信フレーム上位分割部を有し、
   前記送信フレーム上位分割部は、個々の分割送信フレームのサイズが前記方式選択部から通知された最大送信サイズ以下となるよう、前記送信フレーム生成部が生成した送信フレームを分割することを特徴とする無線通信装置。
4. 請求項３に記載の無線通信装置であって、
   前記送信フレーム上位分割部が行う分割の方式は、前記送信フレーム分割部が行う分割の方式と同等の方式であることを特徴とする無線通信装置。
5. 請求項３又は４に記載の無線通信装置であって、
   前記方式選択部は、選択した無線通信方式に切替後の無線通信状態が所定の条件を満たせば、前記選択した無線通信方式の最大送信フレームサイズに対応する最大送信サイズを前記送信フレーム生成部に通知することを特徴とする無線通信装置。
6. 最大送信フレームサイズが異なる複数の無線通信方式間で無線通信方式を切り替えてデータ送受信を行う無線通信装置による送信フレーム制御方法であって、
   前記複数の無線通信方式の内の一つを選択する方式選択ステップと、
   前記複数の無線通信方式の内のいずれかに従って、送信フレームを生成する送信フレーム生成ステップと、
   前記送信フレーム生成ステップによって生成された送信フレームを、前記選択されたいずれかの無線通信方式で送信する無線送信ステップと、
   前記無線通信装置と受信側無線通信装置との間の無線伝搬路のエラーに応じて、前記複数の無線通信方式の内の他の無線通信方式が選択された後、前記送信フレーム生成ステップで生成された前記受信側無線通信装置に未だ送信されていない送信フレームのサイズが前記他の無線通信方式の最大送信フレームサイズよりも大きい場合、前記受信側無線通信装置に未だ送信されていない送信フレームを分割する送信フレーム分割ステップと、を有し、
   前記送信フレーム分割ステップでは、個々の分割送信フレームのサイズが前記他の無線通信方式の最大送信フレームサイズ以下となるよう、前記送信フレームを分割し、
   前記無線送信ステップでは、前記送信フレーム分割ステップで前記送信フレームを分割して得られた分割送信フレームを、前記他の無線通信方式で送信することを特徴とする送信フレーム制御方法。
   

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