JPWO2016002436A1 - 無線通信装置、無線通信方法及びプログラム - Google Patents

無線通信装置、無線通信方法及びプログラム Download PDF

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Abstract

無線リソースをより効率的に利用した再送制御を行うことを可能とするために、無線通信装置を、端末装置との間で無線通信を行う無線通信部と、前記無線通信部によるマルチキャスト送信を制御する通信制御部と、前記マルチキャスト送信に対応する、前記端末装置からの受領確認応答の受信に関する情報に応じて、前記通信制御部による再送処理の実施要否を判定するための閾値を設定する設定部と、を備える構成とする。

Description

本開示は、無線通信装置、無線通信方法及びプログラムに関する。
無線システムにおける通信方式のひとつに、マルチキャスト通信がある。マルチキャスト通信は、マルチキャストグループに所属する1つ以上の無線端末を送信対象として、ひとつのデータを一括して送信する通信方式である。マルチキャスト通信は、無線リソースの効率的な利用を可能にすることから、多様なサービスに活用されており、マルチキャスト通信に関する技術の向上が求められている。
例えば、下記特許文献1では、マルチキャスト通信を用いてデータを送信した際に、送信対象の端末の数と送信対象の端末から受信した受領確認応答の数とが一致するか否かに基づいて、再送を行うか否かを判定する技術が開示されている。
特開平11−17713号公報
上記特許文献1に開示された技術によると、マルチキャスト送信対象の端末すべてから受領確認応答を受信するまで再送が行われることになる。しかしながら、無線通信において、全ての無線端末からの受領確認応答を受信するまで再送を繰り返すと、マルチキャストグループに所属する無線端末の数が増えれば増えるほど再送が頻発し、無線リソースを際限なく消費してしまう。無線ネットワークがより密に構築されつつある今日、このような無線リソースの浪費は回避されることが望ましい。そこで、本開示では、無線リソースをより効率的に利用した再送制御を行うことが可能な、新規かつ改良された無線通信装置、無線通信方法及びプログラムを提案する。
本開示によれば、端末装置との間で無線通信を行う無線通信部と、前記無線通信部によるマルチキャスト送信を制御する通信制御部と、前記マルチキャスト送信に対応する、前記端末装置からの受領確認応答の受信に関する情報に応じて、前記通信制御部による再送処理の実施要否を判定するための閾値を設定する設定部と、を備える無線通信装置が提供される。
また、本開示によれば、端末装置との間で無線通信を行う無線通信装置において、マルチキャスト送信をプロセッサにより制御することと、前記マルチキャスト送信に対応する、前記端末装置からの受領確認応答の受信に関する情報に応じて、再送処理の実施要否を判定するための閾値を設定することと、を含む無線通信方法が提供される。
また、本開示によれば、コンピュータを、端末装置との間で無線通信を行う無線通信部と、前記無線通信部によるマルチキャスト送信を制御する通信制御部と、前記マルチキャスト送信に対応する、前記端末装置からの受領確認応答の受信に関する情報に応じて、前記通信制御部による再送処理の実施要否を判定するための閾値を設定する設定部と、として機能させるためのプログラムが提供される。
以上説明したように本開示によれば、無線リソースをより効率的に利用した再送制御を行うことが可能である。なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
第1の実施形態に係る通信システムの概要を説明するための説明図である。 第1の実施形態に係る基地局の論理的な構成の一例を示すブロック図である。 第1の実施形態に係る基地局において実行される再送処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第1の実施形態に係る基地局において実行される閾値設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第1の実施形態に係る基地局において実行される再送方法決定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第1の実施形態に係る基地局において実行される再送タイミング決定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 変形例1に係る基地局において実行される閾値設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 変形例2に係る基地局において実行される閾値設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第2の実施形態に係る基地局において実行される再送処理の流れの一例を示すフローチャートである。 無線アクセスポイントの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素を、必要に応じて無線端末200A、200B及び200Cのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、無線端末200A、200B及び200Cを特に区別する必要が無い場合には、単に無線端末200と称する。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
1.はじめに
2.第1の実施形態
2−1.通信システムの概要
2−2.基地局の構成例
2−3.動作処理例
2−4.変形例1
2−5.変形例2
3.第2の実施形態
3−1.基地局の構成例
3−2.動作処理例
4.応用例
5.まとめ
<1.はじめに>
まず、マルチキャスト通信に関する技術及び考察について説明する。
(通信方式)
無線システムにおける通信方式には、例えばユニキャスト通信、マルチキャスト通信、及びブロードキャスト通信がある。これらの通信方式は、例えば無線LAN(Local Area Network)システムにおいて、基地局と子機間の通信に採用される。なお、子機とは、基地局に接続している無線端末である。
・ユニキャスト通信
1対1でデータ送信する際の通信方式である。例えば、基地局が1台の子機にデータ送信する場合に用いられる。しかし、例えば基地局が複数の子機に同一のデータを送信する場合、ユニキャスト通信では各子機に対して個別にフレームを送信するため、無線リソースの利用効率は悪い。一方、ユニキャスト通信では、各子機に対して受領確認要求を送信し、受信に成功した各子機から受領確認応答(ACK)を受信するプロトコルを定義することにより、フレームの受信に失敗した子機に対して再送を行ってフレーム欠落を削減することができる。なお、ユニキャスト通信を用いて送信されるフレームを、ユニキャストフレームとも称する。また、ユニキャストフレームを送信することをユニキャスト送信とも称する。
・マルチキャスト通信
1対多でデータ送信する際の通信方式である。例えば、基地局が、予め定められたグループに所属する1以上の子機へ、同一のデータを送信する場合に用いられる。このグループは、マルチキャストグループとも称される。マルチキャスト通信では、ひとつのデータを複数の子機へ一括して送信することが可能であるため、ユニキャスト通信と比較して無線リソースの利用効率が良い。ただし、典型的な無線通信システムでは、マルチキャスト通信を用いて送信されたフレームに関して再送を行う仕組みが存在せず、フレーム欠落を削減することが困難であった。なお、マルチキャスト通信を用いて送信されるフレームを、マルチキャストフレームとも称する。また、マルチキャストフレームを送信することをマルチキャスト送信とも称する。
・ブロードキャスト通信
1対多でデータ送信する際の通信方式である。例えば、基地局が、自身から送信したフレームを検知可能な範囲内に存在する全ての無線端末へ、同一のデータを送信する場合に用いられる。一般的に、ブロードキャスト通信は、基地局が自身の存在を報知するときに用いるBeaconフレームなどを送信するために用いられる。
以上、無線システムにおける各通信方式について説明した。
(マルチキャスト通信における再送制御)
マルチキャスト通信に関する再送制御の仕組みとして、マルチキャストグループに所属するすべての子機から受領確認応答を受信するまで再送を行う仕組みが考えられる。しかしながら、送信側が、全ての子機からの受領確認応答を受信するまで再送を繰り返すと、マルチキャストグループに属する子機の数が増えれば増えるほど再送が頻発し、無線リソースを際限なく消費してしまう。
そこで、本開示の各実施形態では、マルチキャストグループに所属する一部の子機から受領確認応答を受信した場合に、マルチキャスト送信に成功したものとみなして再送を省略する仕組みを提供する。具体的には、本実施形態では、マルチキャスト送信の成功又は失敗を判定するための閾値を導入する。これにより、再送回数及び再送に伴う受領確認応答の送信回数を削減することが可能となる。さらに、本実施形態では、この閾値を動的に変更する仕組みを導入することで、無線リソースのより効率的な利用を実現する。また、本実施形態では、再送を要する子機に応じた再送方法及び再送タイミングを判断することで、より効率的に再送を行うことが可能である。
このように、本開示の各実施形態によれば、再送回数及び再送に伴う受領確認応答の送信回数を削減し、さらに適切な再送方法及び再送タイミングを用いて再送を行う。これにより、マルチキャスト通信における無線リソースの利用効率の向上、及びシステムスループットの向上が実現される。
<2.第1の実施形態>
[2−1.通信システムの概要]
まず、図1を参照して、本実施形態に係る通信システムの概要について説明する。
図1は、本実施形態に係る通信システムの概要を説明するための説明図である。図1に示すように、通信システム1は、基地局100及び複数の無線端末200(即ち、無線端末200A、200B、200C、200D、200E及び20F)を含む。通信システム1は、例えば、無線LAN、又はこれに準ずる通信方式に従ったシステムである。
基地局100は、通信システム1の中心となる親機に相当する無線通信装置である。基地局100は、インターネットなどの外部ネットワークと有線又は無線で接続されていてもよい。例えば、基地局100は、無線LANシステムにおけるアクセスポイントであってもよい。
無線端末200は、それぞれ基地局100と無線接続して通信する子機に相当する無線通信装置である。図1における破線は、それぞれ基地局100と無線接続していることを示している。例えば、無線端末200は、無線LANシステムにおけるステーションであってもよい。
以下では、無線端末200A〜200Fは、同一のマルチキャストグループに所属しているものとする。もちろん、基地局100に無線接続している無線端末200のすべてが、同一のマルチキャストグループに所属していなくてもよい。
基地局100は、マルチキャスト通信を行う。具体的には、基地局100は、同一のマルチキャストグループに所属する無線端末200A〜200Fへ、同一のマルチキャストフレームを送信する。
マルチキャストフレームの受信に成功した無線端末200は、受領確認応答(ACKフレーム)を基地局100へ返信する。無線端末200は、それぞれ異なるタイミングで返信してもよいし、時間多重してもよい。また、基地局100は、配下の無線端末200に対して、ACKフレームを返信するよう明示的に要求してもよい。
基地局100は、無線端末200から返信されたACKフレームの受信に関する情報に基づいて、マルチキャスト通信を用いて送信したフレームの再送制御を行う。
以上、本実施形態に係る通信システム1の概要について説明した。続いて、図2を参照して、本実施形態に係る基地局100の構成例について説明する。
[2−2.基地局の構成例]
図2は、本実施形態に係る基地局100の論理的な構成の一例を示すブロック図である。図2に示すように、基地局100は、無線通信部110、記憶部120、及び制御部130を有する。
(1)無線通信部110
無線通信部110は、基地局100による他の装置との無線通信を仲介する無線通信インタフェースである。本実施形態では、無線通信部110は、無線端末200との間で無線通信を行う。例えば、無線通信部110は、無線端末200から送信された無線信号を受信する。無線通信部110は、例えば増幅器、周波数変換器、及び復調器等としての機能を有していてもよく、受信したデータを制御部130へ出力し得る。また、無線通信部110は、アンテナを介して無線端末200へ無線信号を送信する。無線通信部110は、例えば変調器、及び増幅器等としての機能を有していてもよく、制御部130から出力されたデータを、変調及び電力増幅等して送信してもよい。
例えば、本実施形態に係る無線通信部110は、マルチキャストフレームを送信する。そして、無線通信部110は、マルチキャストフレームの受信に成功した無線端末200から返信された、ACKフレームを受信する。なお、無線通信部110は、マルチキャスト通信以外にも、ユニキャスト通信、又はブロードバンド通信を採用してデータを送信することができる。
無線通信部110は、ビームフォーミングを行ってもよい。例えば、無線通信部110は、任意のひとつの無線端末200へ、ユニキャストフレームを送信してもよいし、ビームフォーミングを行ってユニキャストフレームを送信してもよい。同様に、無線通信部110は、任意のひとつ以上の無線端末200へ、マルチキャストフレームを送信してもよいし、ビームフォーミングを行ってマルチキャストフレームを送信してもよい。ビームフォーミングとは、特定の方向に指向性を持たせて送信する技術であり、特定の方向の無線端末が無線信号の受信に成功する可能性を向上させることができる。一般的に、チャネルの相関が高い無線端末に対して、ビームフォーミングを行うことができる。
無線通信部110は、フレーム再送時にビームフォーミングを行ってもよい。この場合、再送を要する無線端末200がフレームの受信に成功する可能性が高まるだけでなく、他の無線端末200がフレームの受信に成功してACKフレームを返信してしまう可能性が低まる。例えば、図1に示した例で、基地局100からのマルチキャスト送信に対応するACKフレームが、無線端末200E及び200Fから返信されない場合を想定する。この場合、基地局100は、無線端末200E及び200Fの方向に指向性を持たせるビームフォーミングを行うことで、無線端末200E及び200Fが再送されたフレームの受信に成功する可能性を高めることができる。一方で、無線端末200A〜200Dが、再送されたフレームの受信に成功すると、再びACKフレームを送信してしまう。基地局100が、無線端末200E及び200Fの方向に指向性を持たせるビームフォーミングを行うことで、無線端末200A〜200Dが再送されたフレームの受信に失敗する確率を高めることができる。このように、基地局100は、フレーム再送時にビームフォーミングを行うことで、不要なACKフレームが送信される可能性を低め、システムスループットを向上させることができる。
例えば、無線通信部110は、再送対象の無線端末200が複数の場合、マルチキャストフレームのビームフォーミングを行ってもよい。また、無線通信部110は、再送対象の無線端末200が単数の場合、ユニキャストフレームのビームフォーミングを行ってもよい。無線通信部110は、再送対象が単数の場合にユニキャストフレームを用いることで、再送の対象でない無線端末200がACKフレームを送信することを回避することができる。
(2)記憶部120
記憶部120は、所定の記録媒体に対してデータの記録再生を行う部位である。記憶部120は、例えばHDD(Hard Disc Drive)として実現される。もちろん記録媒体としては、フラッシュメモリ等の固体メモリ、固定メモリを内蔵したメモリカード、光ディスク、光磁気ディスク、ホログラムメモリなど各種考えられ、記憶部120としては採用する記録媒体に応じて記録再生を実行できる構成とされればよい。
例えば、本実施形態に係る記憶部120は、マルチキャスト送信に対応するACKフレームを返信してきた無線端末200の識別情報を記憶する。これにより、基地局100は、ACKフレームを返信してきた無線端末200の情報を管理することが可能となり、不要な再送を回避することができる。また、記憶部120は、デフォルトの送信設定を記憶してもよい。記憶部120が記憶する送信設定とは、例えば使用する周波数チャネルやタイミング、再送回数等であってもよい。
(3)制御部130
制御部130は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従って基地局100内の動作全般を制御する。制御部130は、例えばCPU(Central Processing Unit)、マイクロプロセッサ等の電子回路によって実現される。なお、制御部130は、使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶するROM(Read Only Memory)、および適宜変化するパラメータ等を一時記憶するRAM(Random Access Memory)を含んでいてもよい。図2に示すように、制御部130は、通信制御部131、設定部133、再送方法決定部135及び再送タイミング決定部137として機能する。
(3−1)通信制御部131
通信制御部131は、無線通信部110による送受信処理を制御する機能を有する。例えば、通信制御部131は、無線通信部110によるマルチキャスト送信を制御する。また、通信制御部131は、無線通信部110による再送処理を制御する。
通信制御部131は、マルチキャスト送信に対応するACKフレームに関する指標を閾値判定することにより、フレーム再送処理の実施要否を判定する。この閾値は、後述する設定部133により設定される。マルチキャスト送信に対応するACKフレームに関する指標は多様に考えられる。
例えば、マルチキャスト送信に対応するACKフレームに関する指標とは、マルチキャスト送信に対応するACKフレームを返信した無線端末200の数であってもよい。この場合、通信制御部131は、受信に成功したACKフレームの送信元の無線端末200の数が、設定された閾値に達していない場合に、マルチキャスト送信したフレームを再送すると判定する。また、通信制御部131は、受信に成功したACKフレームの送信元の無線端末200の数が、設定された閾値に達した場合に、マルチキャスト送信したフレームを再送しないと判定する。なお、通信制御部131は、マルチキャスト送信に対応するACKフレームを返信した無線端末200の数をそのまま閾値判定してもよいし、増減等の加工を行った数値で閾値判定してもよい。
他にも、例えば、マルチキャスト送信に対応するACKフレームに関する指標とは、マルチキャスト送信の対象である無線端末200のうち当該マルチキャスト送信に対応するACKフレームを返信した無線端末200の比率であってもよい。この場合、通信制御部131は、マルチキャストグループに所属する無線端末200の数と受信に成功したACKフレームの送信元の無線端末200の数との比が、設定された閾値に達していない場合に、マルチキャスト送信したフレームを再送すると判定する。また、通信制御部131は、マルチキャストグループに所属する無線端末200の数と受信に成功したACKフレームの送信元の無線端末200の数との比が、設定された閾値に達した場合に、マルチキャスト送信したフレームを再送しないと判定する。なお、通信制御部131は、マルチキャスト送信の対象である無線端末200のうち当該マルチキャスト送信に対応するACKフレームを返信した無線端末200の比率をそのまま閾値判定してもよいし、増減等の加工を行った比率で閾値判定してもよい。
(3−2)設定部133
設定部133は、マルチキャスト送信に対応する、無線端末200からのACKフレームの受信に関する情報に応じて、無線通信部110による再送処理の実施要否を判定するための閾値を設定する機能を有する。
上述したように、設定部133は、マルチキャスト送信に対応するACKフレームに関する指標に関する閾値を設定する。例えば、設定部133は、マルチキャスト送信に対応するACKフレームを返信した無線端末200の数に関する閾値を設定してもよい。この場合、設定部133は、マルチキャスト送信の対象となる無線端末200の数に応じて閾値を設定してもよい。また、設定部133は、マルチキャスト送信の対象である無線端末200のうち当該マルチキャスト送信に対応するACKフレームを返信した無線端末200の比率に関する閾値を設定してもよい。
設定部133は、マルチキャストグループに所属する無線端末200の全数に満たない閾値を設定し得る。例えば、マルチキャストグループに10台の無線端末200が所属する場合に、設定部133は、5台または5割を閾値として設定し得る。この場合、通信制御部131は、10台のうち5台の無線端末200からACKフレームが返信された場合に閾値に達するため、マルチキャスト送信に成功したものとみなして再送を行わない。このように、設定部133は、マルチキャストグループに所属する無線端末200からACKフレームが一部返信されない場合であっても再送を省略するような閾値を設定することで、無線リソースの浪費を回避しシステムスループットを向上させることができる。
設定部133が閾値を設定する基準とする、ACKフレームの受信に関する情報は、多様に考えられる。例えば、ACKフレームの受信に関する情報とは、ACKフレームの受信に失敗したマルチキャストフレームの重要度を示す情報であってもよい。設定部133は、ACKフレームの受信に失敗したマルチキャストフレームに関する情報に基づいて、上記重要度を算出し得る。以下、重要度の算出例について説明する。
(上位レイヤーの指標に基づく重要度の算出)
例えば、設定部133は、対応するACKフレームの受信に失敗したマルチキャストフレームに含まれるデータに関する上位レイヤーの指標に基づいて重要度を算出する。重要度の算出基準となる上位レイヤーの指標は多様に考えられる。以下、重要度の算出基準となる上位レイヤーの指標の具体例について説明する。
・符号化の階層
例えば、上位レイヤーの指標は、階層型の符号化方法により符号化された、データの符号化の階層を示す情報であってもよい。符号化の際に、複数の異なる階層のデータが生じる場合がある。この場合、設定部133は、フレームが含むデータが属する階層に応じて重要度を算出する。階層型の符号化方法の一例として、MPEG(Moving Picture Experts Group)で用いられる階層型の符号化方法がある。この符号化方法でメディアストリームが符号化されると、Baseレイヤーのデータと、Enhancementレイヤーのデータが生成される。Baseレイヤーは、メディアストリームを復号するために必須のデータストリームである。Enhancementレイヤーは、Baseレイヤーのストリームの品質を向上させる、付随的なデータストリームである。無線端末200は、Baseレイヤーのデータの受信に失敗するとメディアストリームを復号できないのに対し、Enhancementレイヤーのデータの受信に失敗してもメディアストリームを復号可能である。これは、Enhancementレイヤーが品質を向上させることを目的としたレイヤーであるためである。そこで、例えば、設定部133は、Baseレイヤーのデータを含むフレームには高い重要度を算出し、Enhancementレイヤーのデータを含むフレームには低い重要度を算出してもよい。
・映像又は音声を含むか否か
例えば、上位レイヤーの指標は、データが映像又は音声の少なくともいずれかを含むか否かを示す情報であってもよい。例えば、設定部133は、映像データ又は音声データを含むフレームには高い重要度を算出し、いずれも含まないフレームには低い重要度を算出してもよい。なお、重要度の高低は、要求されるシステムやアプリケーション等に応じて異なり得る。例えば、リアルタイム性の高い動画ストリーミングサービスでは、映像データの方が、音声データよりも重要度が高い場合が考えられる。このため、例えば、設定部133は、映像データを含むフレームには高い重要度を算出し、音声データを含むフレームには低い重要度を算出してもよい。また、例えば、サーバーからのコンテンツ配信など、リアルタイム性が要求されないようなデータの場合、設定部133は、音声データを含むフレームには高い重要度を算出し、映像データを含むフレームには低い重要度を算出してもよい。
・他のデータとの依存関係
例えば、上位レイヤーの指標は、フレームに含まれるデータと他のデータとの依存関係を示す情報であってもよい。データ間に依存関係がある場合がある。この場合、設定部133は、フレームが含むデータの他のデータとの依存関係に応じて重要度を算出する。例えば、映像データに関して、Iピクチャ、Pピクチャ、及びBピクチャというデータの種類がある。Iピクチャ、Pピクチャ、及びBピクチャは、他の動画像ピクチャの情報から、現在の動画像ピクチャを予測することにより、動画像ピクチャを圧縮する技術に使われるものである。Iピクチャは、ピクチャ間の予測を用いずに符号化されるピクチャである。Iピクチャはピクチャの情報そのものが含まれているため、他のピクチャへの依存関係がない。Pピクチャは、前のピクチャのみを予測情報として使用して符号化されるピクチャである。Pピクチャは、Iピクチャとの差分情報を符号化しているため、Iピクチャに依存している。Bピクチャは、前後のピクチャを予測情報として使用して符号化されるピクチャである。Bピクチャは、Iピクチャとの差分情報を符号化しているため、Iピクチャに依存している。このように、Iピクチャは、そのIピクチャを基準としたBピクチャ及びPピクチャの復号にも欠かせないため、データとしての重要度がBピクチャ及びPピクチャとは異なる。そこで、例えば、設定部133は、Iピクチャのデータを含むフレームには高い重要度を算出し、Pピクチャ又はBピクチャのデータを含むフレームには低い重要度を算出してもよい。
・上位レイヤーのプロトコルヘッダを含むか否か
例えば、上位レイヤーの指標は、フレームに含まれるデータが上位レイヤーのプロトコルヘッダを含むか否かを示す情報であってもよい。無線伝送における単位であるデータフレームの境界は、上位層プロトコル(例えばTCP(Transmission Control Protocol)又はUDP(User Datagram Protocol)等)のパケットの境界とは必ずしも一致しない。その為、上位層プロトコルのヘッダ部分を含むデータフレームと含まないデータフレームとが混在し得る。プロトコルのヘッダ部分には、データを正しく解読するための重要な情報が含まれているため、無線端末200がプロトコルのヘッダ部分の受信に失敗した場合、その他のデータに相当する部分の受信に成功したとしても、正しくデータを解読することが困難となる。このため、例えば、設定部133は、TCP又はUDP等の上位レイヤーのプロトコルヘッダを含むフレームには高い重要度を算出し、その他のフレームには低い重要度を算出してもよい。
・タイムスタンプを含むか否か
例えば、上位レイヤーの指標は、データがタイムスタンプを含むか否かを示す情報であってもよい。例えば、基地局100が映像データや音声データを送信する場合に、MPEGシステムレイヤーを用いることが考えらえる。このMPEGレイヤーに含まれるMPEGのタイムスタンプは、音声や映像など異なるコンテンツを同期するために用いられる。このため、無線端末200がMPEGのタイムスタンプの受信に失敗した場合、アプリケーションの挙動としては同時に出力されることが望ましいコンテンツが、それぞれ異なったタイミングで出力されるような事態が生じ得る。例えば、映画の俳優が喋っている動画のタイミングと、聞こえるセリフのタイミングとが一致しない事態が生じ得る。他にも、無線端末200がMPEGのタイムスタンプの受信に失敗した場合、映像や音声がスムーズに再生されないといった事態が生じ得る。このような事態は、ユーザに受信エラーが発生したことが明確に伝わりやすいため、回避されることが望ましい。このため、例えば、設定部133は、タイムスタンプを含むフレームには高い重要度を算出し、タイムスタンプを含まないフレームには低い重要度を算出してもよい。
以上、上位レイヤーの指標に基づく重要度の算出例について説明した。なお、設定部133は、例えばプリミティブと称されるインタフェースを用いて、対応する上位レイヤーから各種上位レイヤーの指標を取得してもよい。
設定部133は、算出した重要度に基づいて閾値を設定する。例えば、設定部133は、重要度が高いフレームには高い閾値を設定してもよい。この場合、通信制御部131は、重要度が高いフレームについては、多くの無線端末200からACKフレームが返信されるまで繰り返し再送することとなる。一方、設定部133は、重要度が低いフレームには低い閾値を設定してもよい。この場合、通信制御部131は、重要度が低いフレームについては、ACKフレームを返信した無線端末200が少なくても、再送を省略することとなる。これにより、通信制御部131は、フレームの重要度に応じた再送処理を行うことが可能となり、重要度が高いフレームについては確実に受信されることを優先し、重要度が低いフレームについてはシステムスループットの向上を優先することが可能となる。
(補足)
設定部133は、複数の上位レイヤーの指標を組み合わせて重要度を算出してもよい。また、設定部133は、重要度に、2段階以上の複数の段階を設けてもよい。また、重要度は連続値であってもよいし、離散値であってもよい。
また、設定部133は、マルチキャスト送信に対応する、無線端末200からのACKフレームの受信に関する情報として、マルチキャストグループに含まれる無線端末200の数に応じて閾値を設定してもよい。例えば、設定部133は、マルチキャストグループに含まれる無線端末200の数が多いほど高い閾値を設定し、少ないほど低い閾値を設定してもよい。
また、設定部133は、閾値を動的に算出して設定してもよいし、記憶部120に記憶された固定値を設定してもよい。いずれにしろ、設定部133は、マルチキャストグループに所属する無線端末200からACKフレームが一部返信されない場合であっても、再送処理を省略するような閾値を設定することで、無線リソースの浪費を回避することができる。
(3−3)再送方法決定部135
再送方法決定部135は、通信制御部131による再送処理における再送フレームの送信方法を決定する機能を有する。例えば、再送方法決定部135は、マルチキャスト送信に対応するACKフレームの受信に失敗した無線端末200に関する情報に基づいて、送信方法を決定する。再送処理における送信方法は多様に考えられる。以下、再送処理における送信方法の具体例について説明する。
・ビームフォーミング
例えば、再送方法決定部135は、ビームフォーミングを行うか否かを決定してもよい。例えば、再送方法決定部135は、再送の対象である無線端末200のうち、チャネル相関が高い無線端末200がある場合にビームフォーミングを行うと決定し、チャネル相関が高い無線端末200がない場合に無指向性で送信すると決定してもよい。他にも、再送方法決定部135は、再送の対象である無線端末200のうち、チャネル相関が高い無線端末200の数が、閾値を満たすのに必要な数に足りる場合にビームフォーミングを行うと決定し、足りない場合に無指向性で送信すると決定してもよい。
・マルチキャスト送信/ユニキャスト送信
例えば、再送方法決定部135は、マルチキャスト送信を行うか、又はユニキャスト送信を行うかを決定してもよい。例えば、再送方法決定部135は、閾値を満たすのに必要な無線端末200の数が1台である場合にユニキャスト送信を行うと決定し、複数台である場合にマルチキャスト送信を行うと決定してもよい。
このように、再送方法決定部135は、マルチキャスト送信に対応するACKフレームの受信に失敗した無線端末200に関する情報に基づいて、閾値を満たすために効率的な送信方法を決定することが可能である。これにより、再送処理がより効率的なものとなり、システムスループットが向上する。
(3−4)再送タイミング決定部137
再送タイミング決定部137は、通信制御部131による再送処理を行うタイミングを決定する機能を有する。例えば、デフォルトの再送タイミングは、再送を行うと判断した時点で、すでに送信が予定されているフレームを全て送信した直後のタイミングであるものとする。再送タイミング決定部137は、フレームを再送する際に、状況に応じて再送するまでの待機時間を設定して再送タイミングをデフォルトから変更する。
例えば、無線LANの2.4GHz帯における電子レンジからの電波干渉のように、同じ周波数帯を使用する別のシステムからの干渉が存在する場合がある。このため、再送タイミング決定部137は、送信に用いる周波数チャネルの状況を確認し、干渉が存在する場合には待機時間を設定して再送タイミングをデフォルトよりも後になるよう変更してもよい。このとき、再送タイミング決定部137は、干渉の大きさに応じて再送タイミングの変更可否を判断してもよいし、待機時間の長さを調節してもよい。これにより、無線端末200が、干渉によって再送フレームの受信に失敗する事態を未然に防ぐことが可能となり、不要な再送を削減することができる。
ここで、再送タイミングに至るまでの待機時間の間、例えば他のフレームが送信される等の別の処理が行われてもよい。ただし、連続するフレームに関しては、再送タイミング決定部137は、再送するフレームに後続するフレームの送信を中断してもよい。つまり、再送タイミング決定部137は、後続するフレームよりも前に再送処理を行うと決定してもよい。これにより、受信側では、連続するフレームを順番通りに受信することが可能となり、リオーダーの処理を省略して処理負荷を軽減することができる。なお、再送を行うと判断された時点で、後続するフレームがすでに送信されている場合には、再送タイミング決定部137は、それより後のフレームより前に再送処理を行うと決定する。
このように、再送タイミング決定部137は、適切な再送タイミングを決定することが可能である。これにより、無駄な再送を削減したり、受信側の処理負荷を軽減したりすることができる。
以上、本実施形態に係る基地局100の構成例について説明した。続いて、図3〜図6を参照して、本実施形態に係る基地局100の動作処理例について説明する。
[2−3.動作処理例]
(再送処理)
図3は、本実施形態に係る基地局100において実行される再送処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図3に示すように、まず、ステップS102で、設定部133は、閾値設定処理を行う。ここでの処理は、後に図4を参照して説明するので、ここでの詳細な説明は省略する。
次いで、ステップS104で、無線通信部110は、マルチキャストフレームを送信する。
次に、ステップS106で、無線通信部110は、上記ステップS104において送信したマルチキャストフレームの受信に成功した無線端末200から返信される、ACKフレームを受信する。このとき、通信制御部131は、無線端末200から受信されたACKフレームから、送信元の無線端末200の識別情報を読み出して、マルチキャストフレームの受信に成功した端末として識別情報を記憶部120に記憶する。通信制御部131は、以降の再送の度に同様の処理を行い、マルチキャストグループのうち受信に成功した端末とその他の失敗した端末の情報とを管理する。無線端末200の識別情報としては、例えばMACアドレスが用いられてもよい。
次いで、ステップS108で、通信制御部131は、閾値判定処理を行う。詳しくは、通信制御部131は、上記ステップS106において受信に成功したACKフレームに関する指標が、上記ステップS102において設定された閾値に達しているか否かを判定する。例えば、閾値がACKフレームを返信した端末数である場合、通信制御部131は、マルチキャスト送信に対応するACKフレームを返信した無線端末200の数が閾値以上であるか否かを判定する。また、閾値がACKフレームを返信した端末の比率である場合、通信制御部131は、マルチキャスト送信の対象である無線端末200のうち当該マルチキャスト送信に対応するACKフレームを返信した無線端末200の比率が閾値以上であるか否かを判定する。
閾値未満である場合(S110/YES)、ステップS112で、再送方法決定部135は、再送方法決定処理を行う。ここでの処理は、後に図5を参照して説明するので、ここでの詳細な説明は省略する。
次に、ステップS114で、再送タイミング決定部137は、再送タイミング決定処理を行う。ここでの処理は、後に図6を参照して説明するので、ここでの詳細な説明は省略する。
そして、ステップS116で、無線通信部110は、フレームを再送する。ここで、無線通信部110は、上記ステップS112における処理結果に応じて、マルチキャスト送信を行ってもよいし、ユニキャスト送信を行ってもよいし、ビームフォーミングを行ってもよいし、無指向性で送信してもよい。また、無線通信部110は、上記ステップS114における処理結果が示す再送タイミングでフレームを再送する。
この後、処理は、再度ステップS106へ戻る。
一方、上記ステップS108における閾値判定処理の結果が閾値以上である場合(S110/NO)、処理は終了する。この後、例えば上記ステップS104で送信されたフレームに後続するフレームについて、上記ステップS102からの処理が繰り返される。
以上、本実施形態に係る再送処理の流れの一例について説明した。続いて、図4〜図6を参照して、上記説明した再送処理における、閾値設定処理、再送方法決定処理、及び再送タイミング決定処理について説明する。
(閾値設定処理)
図4は、本実施形態に係る基地局100において実行される閾値設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。本処理は、図3のステップS102における処理に相当する。
図4に示すように、まず、ステップS202で、設定部133は、フレームに関する上位レイヤーの指標を取得する。例えば、設定部133は、符号化の階層、映像又は音声を含むか否か、他のデータとの依存関係、上位レイヤーのプロトコルヘッダを含むか否か、及びタイムスタンプを含むか否かを示す情報などを取得する。なお、ここでのフレームとは、図3におけるステップS104で基地局100が送信するマルチキャストフレームを指す。以降も同様である。
次いで、ステップS204で、設定部133は、上記ステップS202で、取得した上位レイヤーの指標に基づいて、フレームの重要度を算出する。例えば、設定部133は、取得した複数の上位レイヤーの指標に基づいてそれぞれ算出した重要度を総合して、フレームの重要度を算出する。
そして、ステップS206で、設定部133は、上記ステップS204で算出した重要度に応じて、閾値を設定する。例えば、設定部133は、重要度が高いほど高い閾値を設定し、重要度が低いほど低い閾値を設定する。なお、ここでの閾値は、例えばACKフレームを返信した端末数として設定されてもよいし、ACKフレームを返信した端末の比率として設定されてもよい。
以上、本実施形態に係る閾値設定処理の流れの一例について説明した。
(再送方法決定処理)
図5は、本実施形態に係る基地局100において実行される再送方法決定処理の流れの一例を示すフローチャートである。本処理は、図3のステップS112における処理に相当する。
図5に示すように、まず、ステップS302で、再送方法決定部135は、閾値を満たすために必要な再送先の無線端末200は複数であるか否かを判定する。例えば、閾値を満たすために必要な無線端末200の数をαとおく。この場合、フレームを再送した際に、α台の無線端末200からACKフレームが返信された場合に、閾値を満たすこととなる。
α>1である場合(S302/YES)、ステップS304で、再送方法決定部135は、チャネル相関が高い再送候補の組があるか否かを判定する。詳しくは、再送方法決定部135は、ACKフレームを返信していない無線端末200のうち、チャネル相関が高い無線端末200の組み合わせが存在するか否かを判定する。
チャネル相関が高い再送の組がない場合(S304/NO)、ステップS314で、再送方法決定部135は、無指向性で(ビームフォーミングを行わずに)マルチキャスト送信を行うと決定する。
一方で、チャネル相関が高い再送の組がある場合(S304/YES)、ステップS306で、再送方法決定部135は、閾値を超える組が存在するか否かを判定する。詳しくは、再送方法決定部135は、ACKフレームを返信しておらず、チャネル相関が高い無線端末200の組み合わせのなかで、α台以上の無線端末200を含む組が存在するか否かを判定する。
閾値を超える組が存在しないと判定された場合(S306/NO)、ステップS314で、再送方法決定部135は、無指向性でマルチキャスト送信を行うと決定する。
閾値を超える組が存在すると判定された場合(S306/YES)、ステップS308で、再送方法決定部135は、閾値を超える組が複数あるか否かを判定する。
閾値を超える組が複数あると判定された場合(S308/YES)、S310で、再送方法決定部135は、閾値を超える組の中で、無線端末200の台数が最大の組を選択する。この選択基準は一例であり、本技術はかかる例に限定されない。例えば、再送方法決定部135は、無線端末200の台数が最小の組を選択してもよいし、チャネルの相関が最も高い組を選択してもよいし、最大のスループットで送信が可能な組を選択してもよい。そして、ステップS312で、再送方法決定部135は、ビームフォーミングしてマルチキャスト送信を行うと決定する。このとき、再送方法決定部135は、ステップS310で選択した組を対象としてビームフォーミングを行うと決定する。
一方で、閾値を超える組が単数であると判定された場合(S308/NO)、ステップS312で、再送方法決定部135は、その組を対象としてビームフォーミングを行い、マルチキャスト送信を行うと決定する。
他方、ステップS302で、閾値を満たすために必要な再送先の無線端末200が単数である、即ちα=1であると判定された場合(S302/NO)、処理はステップS316へ進む。ステップS316では、再送方法決定部135は、再送候補が複数あるか否かを判定する。詳しくは、再送方法決定部135は、ACKフレームを返信していない無線端末200が複数存在するか否かを判定する。
再送候補が複数あると判定された場合(S316/YES)、ステップS318で、再送方法決定部135は、再送候補のなかでスループットが最大の無線端末200を選択する。なお、この選択基準は一例であり、本技術は係る例に限定されない。例えば、再送方法決定部135は、ランダムに1台の無線端末200を選択してもよい。そして、ステップS320で、再送方法決定部135は、選択した無線端末200を対象としたビームフォーミングをしてユニキャスト送信を行うと決定する。
一方で、再送候補が単数であると判定された場合(S316/NO)、ステップS320で、再送方法決定部135は、その再生候補の無線端末200を対象としたビームフォーミングをしてユニキャスト送信を行うと決定する。
以上説明した再送方法決定処理の結果に従い、無線通信部110は再送処理を行う。例えば、閾値を満たすのに必要な再送先の無線端末200が複数である場合、無線通信部110は、マルチキャスト送信を行う。また、無線通信部110は、チャネルの相関が高い再送候補の組がある場合にビームフォーミングを行い、チャネルの相関が高い再送候補の組がない場合にビームフォーミングを行わずに送信する。また、閾値を満たすのに必要な再送先の無線端末200が単数である場合、無線通信部110は、ビームフォーミングをしてユニキャスト送信を行う。
以上、本実施形態に係る再送方法決定処理の流れの一例について説明した。
(再送タイミング決定処理)
図6は、本実施形態に係る基地局100において実行される再送タイミング決定処理の流れの一例を示すフローチャートである。本処理は、図3のステップS114における処理に相当する。
図6に示すように、まず、ステップS402で、再送タイミング決定部137は、干渉が存在するか否かを判定する。例えば、再送タイミング決定部137は、送信に用いる周波数チャネルの状況を確認し、無線LANの2.4GHz帯における電子レンジからの電波干渉のように、同じ周波数帯を使用する別のシステムからの干渉が存在するか否かを判定する。
干渉が存在すると判定された場合(S402/YES)、ステップS404で、再送タイミング決定部137は、所定時間待機した後に再送処理を行うと決定する。なお、再送タイミング決定部137は、干渉の大きさに応じて再送を行うまでの待機時間の長さを調節してもよい。
一方で、干渉が存在しないと判定された場合(S402/NO)、ステッS406で、再送タイミング決定部137は、再送回数が1回目であるか否かを判定する。例えば、再送タイミング決定部137は、初めて再送するフレームである場合に1回目であると判定し、すでに再送したフレームを再度再送する場合に2回目以降であると判定する。
再送回数が1回目であると判定された場合(S406/YES)、ステップS408で、再送タイミング決定部137は、後続するフレームよりも前に再送処理を行うと決定する。これにより、受信側でのリオーダーの処理を省略することが可能となり、処理負荷を軽減することができる。
一方で、再送回数が2回目以降であると判定された場合(S406/NO)、ステップS410で、再送タイミング決定部137は、デフォルトのタイミングで再送処理を行うと決定する。例えば、再送タイミング決定部137は、すでに送信が予定されているフレームを全て送信した後に、再送するフレームを送信すると決定する。
以上、本実施形態に係る再送タイミング決定処理の流れの一例について説明した。
[2−4.変形例1]
本変形例は、送信設定に基づいて閾値が設定される形態である。本変形例に係る基地局100は、図2を参照して上記説明した構成と同様の構成を有する。以下、本変形例に特徴的な構成について説明する。
(送信設定に基づく重要度の算出)
本変形例に係る設定部133は、マルチキャストフレームを送信した際の送信設定に基づいて重要度を算出する。重要度の算出基準となる送信設定は多様に考えられる。以下、重要度の算出基準となる送信設定の具体例について説明する。
・複数の周波数チャネルを束ねて送信する設定
例えば、重要度の算出基準となる送信設定は、複数の周波数チャネルを束ねて送信する設定であってもよい。この設定は、例えばチャネルボンディングとも称される。基地局100は、チャネルボンディングを用いることにより、スループットを向上させることができる。例えば、設定部133は、チャネルボンディングを用いて送信したフレームには高い重要度を算出し、チャネルボンディングを用いずに送信したフレームには低い重要度を算出してもよい。
・周波数チャネル
例えば、重要度の算出基準となる送信設定は、周波数チャネルの設定であってもよい。周波数チャネルごとにスループットが異なる場合がある。この場合、基地局100は、例えば重要なデータほどスループットの高い周波数チャネルを用いて送信し得る。このため、例えば設定部133は、スループットが高い周波数チャネルを用いて送信したフレームには高い重要度を算出し、スループットが低い周波数チャネルを用いて送信したフレームには低い重要度を算出してもよい。
以上、送信設定に基づく重要度の算出例について説明した。なお、設定部133は、複数の送信設定を組み合わせて重要度を算出してもよいし、第1の実施形態に係る複数の上位レイヤーの指標をさらに組み合わせて重要度を算出してもよい。設定部133は、算出したマルチキャストフレームの重要度に基づいて閾値を設定する。
以上、本変形例に係る設定部133に特徴的な構成を説明した。続いて、本変形例に係る基地局100による動作処理例を説明する。本変形例に係る基地局100の動作処理は、閾値設定処理を除いて第1の実施形態と同様である。そこで、図7を参照して、本変形例に係る閾値設定処理について説明する。
(閾値設定処理)
図7は、本変形例に係る基地局100において実行される閾値設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。本処理は、図3のステップS102における処理に相当する。
図7に示すように、まず、ステップS502で、設定部133は、フレームの送信設定を示す情報を取得する。例えば、設定部133は、チャネルボンディングの設定、及び周波数チャネルの設定を示す情報を取得する。なお、ここでのフレームとは、図3におけるステップS104で基地局100が送信するマルチキャストフレームを指す。以降も同様である。
次いで、ステップS504で、設定部133は、上記ステップS502で、取得した送信設定を示す情報に基づいて、フレームの重要度を算出する。例えば、設定部133は、取得した送信設定を示す情報に基づいてそれぞれ算出した重要度を総合して、フレームの重要度を算出する。
そして、ステップS506で、設定部133は、上記ステップS504で算出した重要度に応じて、閾値を設定する。例えば、設定部133は、重要度が高いほど高い閾値を設定し、重要度が低いほど低い閾値を設定する。なお、ここでの閾値は、例えばACKフレームを返信した端末数として設定されてもよいし、ACKフレームを返信した端末の比率として設定されてもよい。
以上、本変形例に係る閾値設定処理の流れの一例について説明した。
[2−5.変形例2]
本変形例は、MAC層に関する情報に基づいて閾値が設定される形態である。本変形例に係る基地局100は、図2を参照して上記説明した構成と同様の構成を有する。以下、本変形例に特徴的な構成について説明する。
(MAC層に関する情報に基づく重要度の算出)
本変形例に係る設定部133は、マルチキャストフレームのMAC(Media Access Control)層に関する情報に基づいて重要度を算出する。重要度の算出基準となるMAC層に関する情報は多様に考えられる。以下、重要度の算出基準となるMAC層に関する情報の具体例について説明する。
・マルチキャストフレームの種類
例えば、重要度の算出基準となるMAC層に関する情報は、マルチキャストフレームの種類であってもよい。例えば、設定部133は、IEEE802.11規格に準ずるアクセスカテゴリに基づくフレームの種類に基づいて重要度を算出してもよい。IEEE802.11では、データフレームを、4つのカテゴリ(AC_VO、AC_VI、AC_BE、及びAC_BK)に分けることで、アプリケーションが要求する品質に応じて、データの送信機会及び連続送信可能時間等に差をつけている。例えば、AC_VOを最優先とし、次いでAC_VI、次いでAC_BE、AC_BKの順に優先順位が設定され得る。このため、例えば、設定部133は、AC_VOのフレームには最も高い重要度を算出し、AC_VIには2番目に高い重要度を算出し、AC_BEには3番目に高い重要度を算出し、AC_BKには4番目に高い重要度を算出してもよい。
・マルチキャストフレームのデータ量
例えば、重要度の算出基準となるMAC層に関する情報は、マルチキャストフレームのデータ量を示す情報であってもよい。例えば、設定部133は、フレームのデータ量が大きいほど高い重要度を算出し、データ量が小さいほど低い重要度を算出してもよい。
以上、MAC層に関する情報に基づく重要度の算出例について説明した。なお、設定部133は、複数のMAC層に関する情報を組み合わせて重要度を算出してもよいし、第1の実施形態に係る複数の上位レイヤーの指標、及び/又は変形例1に係る送信設定をさらに組み合わせて重要度を算出してもよい。設定部133は、算出したマルチキャストフレームの重要度に基づいて閾値を設定する。
以上、本変形例に係る設定部133に特徴的な構成を説明した。続いて、本変形例に係る基地局100による動作処理例を説明する。本変形例に係る基地局100の動作処理は、閾値設定処理を除いて第1の実施形態と同様である。そこで、図8を参照して、本変形例に係る閾値設定処理について説明する。
(閾値設定処理)
図8は、本変形例に係る基地局100において実行される閾値設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。本処理は、図3のステップS102における処理に相当する。
図8に示すように、まず、ステップS602で、設定部133は、MAC層に関する情報を取得する。例えば、設定部133は、フレームの種類、及びフレームのデータ量を示す情報を取得する。なお、ここでのフレームとは、図3におけるステップS104で基地局100が送信するマルチキャストフレームを指す。以降も同様である。
次いで、ステップS604で、設定部133は、上記ステップS602で、取得したMAC層に関する情報に基づいて、フレームの重要度を算出する。例えば、設定部133は、取得したMAC層に関する情報に基づいてそれぞれ算出した重要度を総合して、フレームの重要度を算出する。
そして、ステップS606で、設定部133は、上記ステップS604で算出した重要度に応じて、閾値を設定する。例えば、設定部133は、重要度が高いほど高い閾値を設定し、重要度が低いほど低い閾値を設定する。なお、ここでの閾値は、例えばACKフレームを返信した端末数として設定されてもよいし、ACKフレームを返信した端末の比率として設定されてもよい。
以上、本変形例に係る閾値設定処理の流れの一例について説明した。
<3.第2の実施形態>
本実施形態は、フレームの再送回数を閾値判定することで、再送を行うか否かを判定する形態である。本実施形態に係る基地局100は、図2を参照して上記説明した構成と同様の構成を有する。以下、本実施形態に特徴的な構成について説明する。
[3−1.基地局の構成例]
(通信制御部131)
本実施形態に係る通信制御部131は、マルチキャスト送信を行ったフレームの再送回数に関する指標を閾値判定することにより、フレーム再送処理の実施要否を判定する。この閾値(最大再送回数)は、設定部133により設定される。例えば、通信制御部131は、フレームの再送回数が、設定された閾値に達していない場合に、フレームを再送すると判定する。また、通信制御部131は、フレームの再送回数が、設定された閾値に達した場合に、フレームを再送しないと判定する。なお、通信制御部131は、再送回数をそのまま閾値判定してもよいし、増減等の加工を行った数値で閾値判定してもよい。
(設定部133)
設定部133は、無線通信部110による再送処理の実施要否を判定するための、再送回数に関する閾値を設定する機能を有する。例えば、設定部133は、マルチキャストフレームの重要度を上記第1の実施形態で説明した基準で算出し、算出した重要度に応じて最大再送回数を設定してもよい。例えば、設定部133は、重要度が高いフレームには高い最大再送回数を設定してもよい。この場合、通信制御部131は、重要度が高いフレームについては、より多い回数再送することができる。一方、設定部133は、重要度が低いフレームには低い最大再送回数を設定してもよい。この場合、通信制御部131は、重要度が低いフレームについては、より少ない回数で再送を打ち切ることができる。これにより、通信制御部131は、フレームの重要度に応じた再送処理を行うことが可能となり、重要度が高いフレームについては確実に受信されることを優先し、重要度が低いフレームについてはシステムスループットを優先させることが可能となる。
以上、本実施形態に特徴的な基地局100の構成を説明した。続いて、図9を参照して、本実施形態に係る基地局100の動作処理例について説明する。
[3−2.動作処理例]
図9は、本実施形態に係る基地局100において実行される再送処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図9に示すように、まず、ステップS702で、設定部133は、最大再送回数設定処理を行う。例えば、設定部133は、第1の実施形態における処理と同様の処理でフレームの重要度を算出して、算出した重要度に応じた最大再送回数を設定する。
次いで、ステップS704で、無線通信部110は、マルチキャストフレームを送信する。
次に、ステップS706で、無線通信部110は、上記ステップS104において送信したマルチキャストフレームの受信に成功した無線端末200から返信される、ACKフレームを受信する。このとき、通信制御部131は、無線端末200から受信されたACKフレームから、送信元の無線端末200の識別情報を読み出して、マルチキャストフレームの受信に成功した端末として識別情報を記憶部120に記憶する。通信制御部131は、以降の再送の度に同様の処理を行い、マルチキャストグループのうち受信に成功した端末とその他の失敗した端末の情報とを管理する。無線端末200の識別情報としては、例えばMACアドレスが用いられてもよい。
次いで、ステップS708で、通信制御部131は、ACKフレームを返信していない無線端末200が存在するか否かを判定する。詳しくは、通信制御部131は、マルチキャストグループに所属する無線端末200の中で、ACKフレームを返信していない無線端末200が存在するか否かを判定する。
ACKフレームを返信していない無線端末200が存在する場合(S708/YES)、ステップS710で、通信制御部131は、再送回数判定処理を行う。詳しくは、通信制御部131は、後述のステップS718において行った再送の回数が、上記ステップS702において設定された最大再送回数に達しているか否かを判定する。
再送回数が最大再送回数未満である場合(S712/YES)、ステップS714で、再送方法決定部135は、再送方法決定処理を行う。ここでの処理は、図5を参照して説明した通りである。
次に、ステップS716で、再送タイミング決定部137は、再送タイミング決定処理を行う。ここでの処理は、図6を参照して説明した通りである。
そして、ステップS718で、無線通信部110は、フレームを再送する。ここで、無線通信部110は、上記ステップS714における処理結果に応じて、マルチキャスト送信を行ってもよいし、ユニキャスト送信を行ってもよいし、ビームフォーミングを行ってもよいし、無指向性で送信してもよい。また、無線通信部110は、上記ステップS716における処理結果が示す再送タイミングでフレームを再送する。
この後、処理は、再度ステップS706へ戻る。
一方、上記ステップS708においてACKフレームを返信していない無線端末200が存在しないと判定された場合(S708/NO)、又は再送回数が最大再送回数に達した場合(S712/NO)、処理は終了する。この後、例えば上記ステップS704で送信されたフレームに後続するフレームについて、上記ステップS702からの処理が繰り返される。
以上、本実施形態に係る再送処理の流れの一例について説明した。
<4.応用例>
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用可能である。例えば、無線端末200は、スマートフォン、タブレットPC(Personal Computer)、ノートPC、携帯型ゲーム端末若しくはデジタルカメラなどのモバイル端末、テレビジョン受像機、プリンタ、デジタルスキャナ若しくはネットワークストレージなどの固定端末、又はカーナビゲーション装置などの車載端末として実現されてもよい。また、無線端末200は、スマートメータ、自動販売機、遠隔監視装置又はPOS(Point Of Sale)端末などの、M2M(Machine To
Machine)通信を行う端末(MTC(Machine Type Communication)端末ともいう)として実現されてもよい。さらに、無線端末200は、これら端末に搭載される無線通信モジュール(例えば、1つのダイで構成される集積回路モジュール)であってもよい。
一方、例えば、基地局100は、ルータ機能を有し又はルータ機能を有しない無線LANアクセスポイント(無線基地局ともいう)として実現されてもよい。また、基地局100は、モバイル無線LANルータとして実現されてもよい。さらに、基地局100は、これら装置に搭載される無線通信モジュール(例えば、1つのダイで構成される集積回路モジュール)であってもよい。
図10は、本開示に係る技術が適用され得る無線アクセスポイント950の概略的な構成の一例を示すブロック図である。無線アクセスポイント950は、コントローラ951、メモリ952、入力デバイス954、表示デバイス955、ネットワークインタフェース957、無線通信インタフェース963、アンテナスイッチ964及びアンテナ965を備える。
コントローラ951は、例えばCPU又はDSP(Digital Signal Processor)であってよく、無線アクセスポイント950のIP(Internet Protocol)レイヤ及びより上位のレイヤの様々な機能(例えば、アクセス制限、ルーティング、暗号化、ファイアウォール及びログ管理など)を動作させる。メモリ952は、RAM及びROMを含み、コントローラ951により実行されるプログラム、及び様々な制御データ(例えば、端末リスト、ルーティングテーブル、暗号鍵、セキュリティ設定及びログなど)を記憶する。
入力デバイス954は、例えば、ボタン又はスイッチなどを含み、ユーザからの操作を受け付ける。表示デバイス955は、LEDランプなどを含み、無線アクセスポイント950の動作ステータスを表示する。
ネットワークインタフェース957は、無線アクセスポイント950が有線通信ネットワーク958に接続するための有線通信インタフェースである。ネットワークインタフェース957は、複数の接続端子を有してもよい。有線通信ネットワーク958は、イーサネット(登録商標)などのLANであってもよく、又はWAN(Wide Area Network)であってもよい。
無線通信インタフェース963は、IEEE802.11a、11b、11g、11n、11ac及び11adなどの無線LAN標準のうちの1つ以上をサポートし、近傍の端末へアクセスポイントとして無線接続を提供する。無線通信インタフェース963は、典型的には、ベースバンドプロセッサ、RF回路及びパワーアンプなどを含み得る。無線通信インタフェース963は、通信制御プログラムを記憶するメモリ、当該プログラムを実行するプロセッサ及び関連する回路を集積したワンチップのモジュールであってもよい。アンテナスイッチ964は、無線通信インタフェース963に含まれる複数の回路の間でアンテナ965の接続先を切り替える。アンテナ965は、単一の又は複数のアンテナ素子を有し、無線通信インタフェース963による無線信号の送信及び受信のために使用される。
図10に示した無線アクセスポイント950において、図2を用いて説明した無線通信部110、記憶部120及び制御部130は、無線通信インタフェース963において実装されてもよい。また、これら機能の少なくとも一部は、コントローラ951において実装されてもよい。例えば、無線アクセスポイント950が、基地局100としての機能を有することにより、配下の無線端末に対して、無線リソースをより効率的に利用した再送制御を行うことが可能となる。
<5.まとめ>
以上、図1〜図10を参照して、本開示の一実施形態に係る技術について詳細に説明した。上記説明したように、本実施形態に係る基地局100は、無線端末200との間で無線通信、特にマルチキャスト送信を行い、マルチキャスト送信に対応する無線端末200からのACKフレームの受信に関する情報に応じて、再送処理の実施要否を判定するための閾値を設定する。基地局100は、閾値を設定することで、マルチキャストグループに所属する無線端末200からACKフレームが一部返信されない場合であっても、再送を省略することが可能となる。これにより、基地局100は、再送回数及び再送に伴うACKフレームの送信回数を削減した、無線リソースをより効率的に利用した再送制御を行うことが可能である。
本実施形態に係る通信システム1は、ACKフレームを用いない通信システムと比較すると、無線データフレームの欠落を低減してデータ伝送品質を高める事ができる。さらに、本実施形態に係る通信システム1は、ACKフレームを用いる通信システムと比較しても、不要な再送やACKフレームの数を削減することで、基地局100及び無線端末200における消費電力の低減に寄与する事ができる。
また、基地局100は、再送方法決定部135及び再送タイミング決定部137を有し、システムスループットの向上に寄与する適切な再送方法及び再送タイミングでフレームを再送することが可能である。
また、設定部133は、フレームの重要度を算出し、重要度に基づいて閾値を設定する。これにより、基地局100は、重要度に応じて再送にかかる無線リソースの消費量を調節することが可能となる。例えば、設定部133は、重要度が高いフレームには高い閾値を設定し、重要度が低いフレームには低い閾値を設定する。この場合、基地局100は、重要度が高いフレームについては無線リソースを割いて確実に受信されることを優先し、重要度が低いフレームについては無線リソースの消費を制限してシステムスループットの向上を優先することができる。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記では、設定部133は、重要度が高いフレームには高い閾値を設定し、重要度が低いフレームには低い閾値を設定すると説明したが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、設定部133は、重要度が高いフレームには低い閾値を設定し、重要度が低いフレームには高い閾値を設定してもよい。他にも、設定部133は、重要度が所定値に近いほど高い閾値を設定し、所定値から離れるほど低い閾値を設定してもよい。
また、設定部133による重要度の算出方法について具体例を挙げて説明したが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、上位レイヤーの指標と重要度との関係は任意である。具体的には、上記では、設定部133は、Baseレイヤーのデータを含むフレームには高い重要度を算出し、Enhancementレイヤーのデータを含むフレームには低い重要度を算出したが、かかる例に限定されない。例えば、設定部133は、Baseレイヤーのデータを含むフレームには低い重要度を算出し、Enhancementレイヤーのデータを含むフレームには高い重要度を算出してもよい。他の重要度の算出方法についても同様である。
また、上記では、通信システム1が無線LAN、又はこれに準ずる通信規格に準拠したシステムである例を説明したが、本技術は係る例に限定されない。例えば、通信システム1は、他の通信規格に準拠したシステムであってもよい。
また、上記では、再送制御を行う主体が基地局100である例を説明したが、本技術は係る例に限定されない。例えば、スマートフォン等の無線端末が、再送制御を行う主体であってもよい。また、通信システム1は、基地局100が無線通信の中心となる通信形態以外にも、例えばP2P(Peer to Peer)型の通信形態を採用してもよい。この場合、P2P通信を行う無線端末により、再送制御が行われ得る。
また、本開示の各実施形態および各変形例は適宜組み合わせることが可能である。
なお、本明細書において説明した各装置による一連の処理は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組合せのいずれを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部又は外部に設けられる記憶媒体(非一時的な媒体:non-transitory media)に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、コンピュータによる実行時にRAMに読み込まれ、CPUなどのプロセッサにより実行される。
また、本明細書においてフローチャート及びシーケンス図を用いて説明した処理は、必ずしも図示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)
端末装置との間で無線通信を行う無線通信部と、
前記無線通信部によるマルチキャスト送信を制御する通信制御部と、
前記マルチキャスト送信に対応する、前記端末装置からの受領確認応答の受信に関する情報に応じて、前記通信制御部による再送処理の実施要否を判定するための閾値を設定する設定部と、
を備える無線通信装置。
(2)
前記閾値は、前記マルチキャスト送信に対応する受領確認応答を返信した前記端末装置の数に関する閾値である、前記(1)に記載の無線通信装置。
(3)
前記閾値は、前記マルチキャスト送信の対象である前記端末装置のうち当該マルチキャスト送信に対応する受領確認応答を返信した前記端末装置の比率に関する閾値である、前記(1)に記載の無線通信装置。
(4)
前記閾値は、前記マルチキャスト送信を行ったフレームの再送回数に関する閾値である、前記(1)に記載の無線通信装置。
(5)
前記受領確認応答の受信に関する情報とは、前記受領確認応答の受信に失敗した送信フレームの重要度を示す情報であり、
前記設定部は、対応する前記受領確認応答の受信に失敗したマルチキャストフレームに関する情報に基づいて前記重要度を算出する、前記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(6)
前記設定部は、前記マルチキャストフレームに含まれるデータに関する上位レイヤーの指標に基づいて前記重要度を算出する、前記(5)に記載の無線通信装置。
(7)
前記上位レイヤーの指標は、階層型の符号化方法により符号化された前記データの符号化の階層を示す情報を含む、前記(6)に記載の無線通信装置。
(8)
前記上位レイヤーの指標は、前記データが映像又は音声の少なくともいずれかを含むか否かを示す情報を含む、前記(6)又は(7)に記載の無線通信装置。
(9)
前記上位レイヤーの指標は、前記データと他のデータとの依存関係を示す情報を含む、前記(6)〜(8)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(10)
前記上位レイヤーの指標は、前記データがタイムスタンプを含むか否かを示す情報を含む、前記(6)〜(9)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(11)
前記上位レイヤーの指標は、前記データが上位レイヤーのプロトコルヘッダを含むか否かを示す情報を含む、前記(6)〜(10)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(12)
前記設定部は、前記マルチキャストフレームを送信した際の送信設定に基づいて前記重要度を算出する、前記(5)〜(11)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(13)
前記送信設定は、複数の周波数チャネルを束ねて送信する設定を含む、前記(12)に記載の無線通信装置。
(14)
前記設定部は、前記マルチキャストフレームのMAC(Media Access Control)層に関する情報に基づいて前記重要度を算出する、前記(5)〜(13)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(15)
前記MAC層に関する情報は、前記マルチキャストフレームの種類を示す情報を含む、前記(14)に記載の無線通信装置。
(16)
前記MAC層に関する情報は、前記マルチキャストフレームのデータ量を示す情報を含む、前記(14)又は(15)に記載の無線通信装置。
(17)
前記無線通信装置は、前記通信制御部による再送処理における送信方法を、前記マルチキャスト送信に対応する受領確認応答の受信に失敗した前記端末装置に関する情報に基づいて決定する再送方法決定部をさらに含む、前記(1)〜(16)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(18)
前記無線通信装置は、前記通信制御部による再送処理を行うタイミングを決定する再送タイミング決定部をさらに含む、前記(1)〜(17)のいずれか一項に記載の無線通信装置。
(19)
端末装置との間で無線通信を行う無線通信装置において、
マルチキャスト送信をプロセッサにより制御することと、
前記マルチキャスト送信に対応する、前記端末装置からの受領確認応答の受信に関する情報に応じて、再送処理の実施要否を判定するための閾値を設定することと、
を含む無線通信方法。
(20)
コンピュータを、
端末装置との間で無線通信を行う無線通信部と、
前記無線通信部によるマルチキャスト送信を制御する通信制御部と、
前記マルチキャスト送信に対応する、前記端末装置からの受領確認応答の受信に関する情報に応じて、前記通信制御部による再送処理の実施要否を判定するための閾値を設定する設定部と、
として機能させるためのプログラム。
1 通信システム
100 基地局
110 無線通信部
120 記憶部
130 制御部
131 通信制御部
133 設定部
135 再送方法決定部
137 再送タイミング決定部
200 無線端末

Claims (20)

  1. 端末装置との間で無線通信を行う無線通信部と、
    前記無線通信部によるマルチキャスト送信を制御する通信制御部と、
    前記マルチキャスト送信に対応する、前記端末装置からの受領確認応答の受信に関する情報に応じて、前記通信制御部による再送処理の実施要否を判定するための閾値を設定する設定部と、
    を備える無線通信装置。
  2. 前記閾値は、前記マルチキャスト送信に対応する受領確認応答を返信した前記端末装置の数に関する閾値である、請求項1に記載の無線通信装置。
  3. 前記閾値は、前記マルチキャスト送信の対象である前記端末装置のうち当該マルチキャスト送信に対応する受領確認応答を返信した前記端末装置の比率に関する閾値である、請求項1に記載の無線通信装置。
  4. 前記閾値は、前記マルチキャスト送信を行ったフレームの再送回数に関する閾値である、請求項1に記載の無線通信装置。
  5. 前記受領確認応答の受信に関する情報とは、前記受領確認応答の受信に失敗した送信フレームの重要度を示す情報であり、
    前記設定部は、対応する前記受領確認応答の受信に失敗したマルチキャストフレームに関する情報に基づいて前記重要度を算出する、請求項1に記載の無線通信装置。
  6. 前記設定部は、前記マルチキャストフレームに含まれるデータに関する上位レイヤーの指標に基づいて前記重要度を算出する、請求項5に記載の無線通信装置。
  7. 前記上位レイヤーの指標は、階層型の符号化方法により符号化された前記データの符号化の階層を示す情報を含む、請求項6に記載の無線通信装置。
  8. 前記上位レイヤーの指標は、前記データが映像又は音声の少なくともいずれかを含むか否かを示す情報を含む、請求項6に記載の無線通信装置。
  9. 前記上位レイヤーの指標は、前記データと他のデータとの依存関係を示す情報を含む、請求項6に記載の無線通信装置。
  10. 前記上位レイヤーの指標は、前記データがタイムスタンプを含むか否かを示す情報を含む、請求項6に記載の無線通信装置。
  11. 前記上位レイヤーの指標は、前記データが上位レイヤーのプロトコルヘッダを含むか否かを示す情報を含む、請求項6に記載の無線通信装置。
  12. 前記設定部は、前記マルチキャストフレームを送信した際の送信設定に基づいて前記重要度を算出する、請求項5に記載の無線通信装置。
  13. 前記送信設定は、複数の周波数チャネルを束ねて送信する設定を含む、請求項12に記載の無線通信装置。
  14. 前記設定部は、前記マルチキャストフレームのMAC(Media Access Control)層に関する情報に基づいて前記重要度を算出する、請求項5に記載の無線通信装置。
  15. 前記MAC層に関する情報は、前記マルチキャストフレームの種類を示す情報を含む、請求項14に記載の無線通信装置。
  16. 前記MAC層に関する情報は、前記マルチキャストフレームのデータ量を示す情報を含む、請求項14に記載の無線通信装置。
  17. 前記無線通信装置は、前記通信制御部による再送処理における送信方法を、前記マルチキャスト送信に対応する受領確認応答の受信に失敗した前記端末装置に関する情報に基づいて決定する再送方法決定部をさらに含む、請求項1に記載の無線通信装置。
  18. 前記無線通信装置は、前記通信制御部による再送処理を行うタイミングを決定する再送タイミング決定部をさらに含む、請求項1に記載の無線通信装置。
  19. 端末装置との間で無線通信を行う無線通信装置において、
    マルチキャスト送信をプロセッサにより制御することと、
    前記マルチキャスト送信に対応する、前記端末装置からの受領確認応答の受信に関する情報に応じて、再送処理の実施要否を判定するための閾値を設定することと、
    を含む無線通信方法。
  20. コンピュータを、
    端末装置との間で無線通信を行う無線通信部と、
    前記無線通信部によるマルチキャスト送信を制御する通信制御部と、
    前記マルチキャスト送信に対応する、前記端末装置からの受領確認応答の受信に関する情報に応じて、前記通信制御部による再送処理の実施要否を判定するための閾値を設定する設定部と、
    として機能させるためのプログラム。
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