WO2018101110A1 - 無線通信装置、無線通信方法およびプログラム - Google Patents

無線通信装置、無線通信方法およびプログラム Download PDF

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transmission
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龍二 下地
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サイレックス・テクノロジー株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication device, a wireless communication method, and a program.
  • a wireless communication device that performs communication by switching between a plurality of encoding methods and modulation methods has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • This wireless communication device changes the coding / modulation scheme (MCS: Modulation and Coding scheme) according to the number of retransmissions of the same data and the success or failure of the communication, thereby suppressing the retransmission chain and improving the communication rate. It is intended.
  • MCS Modulation and Coding scheme
  • the present invention has been made in view of the above reasons, and an object thereof is to provide a wireless communication device, a wireless communication method, and a program capable of reducing frame loss.
  • a wireless communication device provides: Probability of receiving an acknowledgment frame from the other wireless communication device within the first reference time set in advance after transmission of the first frame when the first frame is transmitted a plurality of times toward the other wireless communication device A transmission success probability calculation unit for calculating the transmission success probability, A possible transmission trial count calculation unit for calculating the possible transmission trial count of the first frame within a second reference time; Even if the first frame is repeatedly transmitted within the second reference time from the transmission success probability and the number of possible transmission attempts, the acknowledgment frame is not received from the other wireless communication device even if the first frame is repeatedly transmitted within the second reference time.
  • a timeout occurrence rate calculation unit for calculating a timeout occurrence rate which is a probability;
  • a selection unit that selects an encoding / modulation method used for communication with the other wireless communication device according to whether or not the timeout occurrence rate is equal to or less than a preset occurrence rate threshold value.
  • the wireless communication method according to the present invention from another viewpoint is as follows. Probability of receiving an acknowledgment frame from the other wireless communication device within the first reference time set in advance after transmission of the first frame when the first frame is transmitted a plurality of times toward the other wireless communication device Calculating a transmission success probability, Calculating a possible number of transmission attempts of the first frame within a second reference time; Even if the first frame is repeatedly transmitted within the second reference time from the transmission success probability and the number of possible transmission attempts, the acknowledgment frame is not received from the other wireless communication device even if the first frame is repeatedly transmitted within the second reference time. Calculating a timeout occurrence rate that is a probability; Selecting an encoding / modulation method used for communication with the other wireless communication apparatus according to whether or not the timeout occurrence rate is equal to or less than a preset occurrence rate threshold value.
  • the program according to the present invention is Computer Probability of receiving an acknowledgment frame from the other wireless communication device within the first reference time set in advance after transmission of the first frame when the first frame is transmitted a plurality of times toward the other wireless communication device A transmission success probability calculating unit for calculating a transmission success probability, A possible transmission trial count calculation unit for calculating the possible transmission trial count of the first frame within a second reference time; Even if the first frame is repeatedly transmitted within the second reference time from the transmission success probability and the number of possible transmission attempts, the acknowledgment frame is not received from the other wireless communication device even if the first frame is repeatedly transmitted within the second reference time.
  • a timeout occurrence rate calculation unit for calculating a timeout occurrence rate that is a probability A selection unit that selects an encoding / modulation method used for communication with the other wireless communication device according to whether or not the timeout occurrence rate is equal to or less than a preset occurrence rate threshold value, To function as.
  • the timeout occurrence rate calculation unit calculates the timeout occurrence rate from the transmission success probability of the first frame and the number of possible transmission attempts, and the selection unit sets the timeout occurrence rate in advance.
  • An encoding / modulation method used for communication with another wireless communication apparatus is selected according to whether or not it is equal to or less than the occurrence rate threshold.
  • a wireless communication device first selects a coding / modulation method with a low timeout occurrence rate from the selection unit, and then performs normal communication with other wireless communication devices using the selected coding / modulation method. Communication can be started. Therefore, after the wireless communication device starts normal communication with another wireless communication device, the frame loss is reduced compared to a configuration in which a coding / modulation method suitable for communication with the other wireless communication device is searched. .
  • the wireless communication device performs semi-permanent wireless communication with a specific wireless communication device.
  • This wireless communication apparatus has a function of selecting a coding / modulation scheme (hereinafter referred to as “MCS (Modulation and Coding Scheme)”) suitable for communication with a specific wireless communication apparatus as a communication partner.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • the wireless communication device selects an MCS suitable for communication with a specific wireless communication device at the time of installation, and thereafter communicates with the specific wireless communication device using the selected MCS. Thereby, frame loss in communication between the wireless communication device and a specific wireless communication device is reduced.
  • the wireless communication device based on the transmission success probability when the transmission of the inspection frame is attempted a plurality of times to a specific wireless communication device that is a communication partner with a plurality of MCSs, and the size of the inspection frame, Calculate the timeout occurrence rate. Then, the wireless communication device selects an MCS suitable for communication with a specific wireless communication device based on the calculated timeout occurrence rate.
  • wireless communication devices 1 and 2 As an example of the wireless communication system according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, wireless communication devices 1 and 2, a PC (Personal Computer) 3, and a monitor 4 are provided.
  • the wireless communication device 1 is connected to the PC 3 via a signal line L1.
  • the wireless communication device 2 is connected to the monitor 4 via a signal line L2.
  • the PC 3 generates video data and outputs the generated video data to the wireless communication device 1 through the signal line L1.
  • the wireless communication device 1 converts the video data output from the PC 3 into a wireless signal and transmits it to the wireless communication device 2.
  • the wireless communication device 2 converts the wireless signal received from the wireless communication device 1 into video data and outputs it to the monitor 4.
  • the monitor 4 displays a video based on the video data input from the wireless communication device 2.
  • the wireless communication system according to the present embodiment is not limited to the application to the video data transfer shown in FIG.
  • the positional relationship between two wireless communication devices does not change, but the present invention is also applied to cases where it is difficult to connect both of them via a wired network due to the layout in the hall.
  • the wireless communication system according to the present embodiment shows one-to-one communication between the wireless communication device 1 and the wireless communication device 2, it can also be applied to one-to-N communication.
  • the wireless communication device 1 includes a CPU (Central Processing Unit) 101, a main storage unit 102, an auxiliary storage unit 103, an interface 104, and a wireless module 105.
  • the main storage unit 102 includes a volatile memory and is used as a work area for the CPU 101.
  • the auxiliary storage unit 103 is composed of a non-volatile memory, and stores a control program, content, and the like.
  • the CPU 101 reads the control program stored in the auxiliary storage unit 103 into the main storage unit 102 and executes it.
  • the interface 104 is connected to the PC 3 and executes protocol conversion of data transmitted to and received from the PC 3.
  • the wireless module 105 establishes a communication link with the wireless communication device 2 and performs wireless communication.
  • the wireless module 105 includes a signal generation circuit that generates a wireless signal and an antenna.
  • the wireless module 105 communicates with a communication method that conforms to a wireless LAN standard such as IEEE802.11a, b, g, or n.
  • the CPU 101 reads the control program stored in the auxiliary storage unit 103 into the main storage unit 102 and executes it, thereby functioning as each unit illustrated in FIG. 3.
  • the control program is executed by the CPU 101, and the determination unit 111, the module control unit 112, the frame generation unit 113, the transmission success probability calculation unit 114, the transmission trial possible number calculation unit 115, the timeout occurrence rate calculation unit 116, and the selection unit 117.
  • the main storage unit 102 is provided with a success / failure count storage area 121, a destination confirmation determination result storage area 122, and a determination result history storage area 123.
  • the success / failure count storage area 121 stores the number of successful transmissions and the number of transmission failures of the inspection frame.
  • the destination confirmation determination result storage area 122 is used in destination confirmation processing described later.
  • the determination result history storage area 123 stores a history of determination results of successful or unsuccessful transmission of inspection frames.
  • the main storage unit 102 also stores a counting process counter for counting the number of repetitions of a success / failure counting process described later, and a status flag indicating a communication state between the wireless communication apparatuses 1 and 2. Further, the main storage unit 102 stores a determination counter for counting the number of times the determination as to whether the transmission of the inspection frame has succeeded or failed is repeated.
  • the auxiliary storage unit 103 includes a setting information storage unit 131, a DBPS information storage unit 132, and a result storage unit 133.
  • the setting information storage unit 131 stores a MAC address of the wireless communication device 2 that is a communication partner of the wireless communication device 1 and a channel used for communication.
  • the setting information storage unit 131 includes a first reference time, a second reference time, and a third reference time that are used to determine success or failure of transmission of the test frame and the confirmation frame to the wireless communication apparatus 1, and will be described later. And the occurrence rate threshold for the timeout occurrence rate used in the MCS setting process.
  • the setting information storage unit 131 sets the size of the inspection frame, the number of repetitions of the aggregation process that is the number of repetitions of the success / failure number aggregation process described later, and the number of times that the confirmation frame is repeatedly transmitted in the destination confirmation process described later.
  • the prescribed number of destination confirmation transmissions is stored.
  • the total number of times of counting processing and the number of transmissions for destination confirmation are both set in advance, and are set to 1000 times, for example.
  • the setting information storage unit 131 stores a number of determination repetitions that determines the number of repetitions of determination as to whether the transmission of the inspection frame has succeeded or failed. The number of times this determination is repeated is set in advance, for example, 100 times.
  • the DBPS information storage unit 132 stores the number of bits per symbol (Data Bit Per Symbol: DBPS) in association with the MCS value for identifying each MCS.
  • DBPS Data Bit Per Symbol
  • the result storage unit 133 stores the transmission success probability and the timeout occurrence rate when the test frame is transmitted to the wireless communication apparatus 2 a plurality of times using a plurality of MCSs, in association with the MCS value.
  • the result storage unit 133 corresponds to the MCS value the number of possible transmission attempts determined from the size of the test frame, the determination time used for determining the test frame transmission failure, and the DBPS corresponding to each MCS value. I remember it.
  • the frame generation unit 113 is suitable for communication between the wireless communication device 2 and a confirmation frame used for confirming whether or not the wireless communication device 2 that is the communication partner of the wireless communication device 1 is in a communicable state. And an inspection frame used to select the selected MCS.
  • the module control unit 112 starts and stops the wireless module 105. In addition, the module control unit 112 transmits the confirmation frame and the inspection frame generated by the frame generation unit 113 to the wireless communication device 2 via the wireless module 105.
  • the determination unit 111 determines whether or not the use channel stored in the setting information storage unit 131 is usable. Specifically, the determination unit 111 determines, for example, whether or not the used channel is usable in Japan. In this case, for example, the auxiliary storage unit 103 stores channel information indicating channels that can be used in Japan in advance, and the determination unit 111 refers to the channel information to determine whether the used channel is usable. To do. Further, the determination unit 111 determines whether or not the wireless communication device 2 that is a communication partner of the wireless communication device 1 is in a communicable state.
  • the determination unit 111 receives an ACK (ACKnowledge) from the wireless communication device 2 within the third reference time after the transmission of the confirmation frame. ) It is determined whether or not a frame (acknowledgment response frame) may be received.
  • the third reference time is set in advance, for example, 4 msec. If it is determined that the wireless communication device 2 does not exist, the determination unit 111 outputs alarm information to the PC 3 via the interface 104.
  • the transmission success probability calculation unit 114 transmits an ACK frame from the wireless communication device 2 within the first reference time after the transmission of the inspection frame when the inspection frame (first frame) is transmitted to the wireless communication device 2 a plurality of times.
  • the transmission success probability which is the probability of receiving
  • the first reference time is set in advance, for example, 4 msec.
  • the transmission success probability calculation unit 114 repeatedly executes a success / failure count counting process, which will be described later, which counts the number of transmission successes and the number of transmission failures when the test frame is transmitted to the wireless communication device 2 a plurality of times.
  • the transmission success probability is calculated.
  • the transmission success probability calculation unit 114 stores the transmission success probability corresponding to each calculated MCS value in the result storage unit 133.
  • the number of possible transmission attempts calculation unit 115 calculates the number of possible transmission attempts of the test frame within the second reference time.
  • the possible number of transmission trials calculation unit 115 determines the inspection frame based on the DBPS (Data Bit Per Symbol: transmission rate) corresponding to the MCS used for transmission of the inspection frame and the size of the data included in the inspection frame.
  • the bandwidth occupation time at the time of transmission is calculated.
  • the number of possible transmission attempts calculation unit 115 calculates the number of possible transmission attempts based on the ratio of the second reference time to the calculated bandwidth occupation time.
  • the number of possible transmission attempts calculation unit 115 first acquires the size of the test frame from the setting information storage unit 131 and corresponds to the target MCS for calculating the number of possible transmission attempts from the DBPS information storage unit 132. Get DBPS. Then, the number of possible transmission trials calculation unit 115 calculates the bandwidth occupation time when the test frame is transmitted by the MCS for which the number of possible transmission trials is calculated, using the relational expression (1) below.
  • j indicates the MCS value
  • TX (j) indicates the band occupation time when the inspection frame is transmitted by the MCS corresponding to the MCS value “j”
  • L indicates the inspection frame size
  • DBPS (j ) Indicates the DBPS corresponding to the MCS value “j”.
  • TX PRE indicates the bandwidth occupation time of the preamble of the test frame
  • TX sym indicates the bandwidth occupation time per symbol
  • TX ACK indicates the waiting time of the ACK frame transmitted from the radio communication apparatus 2.
  • Roundup (*) indicates a function for rounding up the numerical value * after the decimal point.
  • the size L of the test frame is 1000 bytes (8000 bits)
  • the MCS value of the MCS for which the number of possible transmission attempts is calculated is “13”
  • the bandwidth occupied time TX PRE of the test frame and the ACK frame Assume that the waiting time TX ACK is 40 ⁇ sec and the band occupation time TX sym per symbol is 3.6 ⁇ sec.
  • the band occupation time TX (j) when transmitting the inspection frame is 152 ⁇ sec.
  • the number of possible transmission attempts calculation unit 115 calculates the number of possible transmission attempts from the band occupation time calculated using the above-described equation (1) and the second reference time. Specifically, the number of possible transmission attempts calculation unit 115 calculates the number of possible transmission attempts using a relational expression of the following formula (2).
  • j represents the MCS value
  • R (j) represents the number of possible transmission attempts when the test frame is transmitted by the MCS corresponding to the MCS value “j”.
  • TX (j) represents the band occupation time when the inspection frame is transmitted by the MCS corresponding to the MCS value “j” obtained by the equation (1)
  • S represents the second reference time. Note that Rounddown (*) indicates a function for truncating the numerical value * after the decimal point.
  • the band occupation time TX (j) when transmitting the inspection frame is 152 ⁇ sec and the second reference time is 4 msec.
  • the possible number of test frame transmission attempts is 26.
  • the number of possible transmission attempts calculation unit 115 causes the result storage unit 133 to store the number of possible transmission attempts corresponding to each calculated MCS value.
  • the timeout occurrence rate calculating unit 116 does not receive an ACK frame from the wireless communication apparatus 2 even if the test frame is repeatedly transmitted within the second reference time for the number of possible transmission attempts. Calculate the timeout occurrence rate.
  • the timeout occurrence rate calculation unit 116 calculates the timeout occurrence rate using the relational expression (3) below.
  • j indicates an MCS value
  • B (j) indicates a timeout occurrence rate when an inspection frame is transmitted by the MCS corresponding to the MCS value “j”.
  • P (j) represents the probability of successful transmission of the test frame
  • R (j) is a transmission when the test frame is transmitted with the MCS corresponding to the MCS value “j” obtained by Expression (2). Indicates the number of possible trials.
  • the timeout occurrence rate calculation unit 116 causes the result storage unit 133 to store the timeout occurrence rate corresponding to each calculated MCS value.
  • the selection unit 117 acquires the occurrence rate threshold value from the setting information storage unit 131. Then, the selection unit 117 refers to the timeout occurrence rate corresponding to each MCS value stored in the result storage unit 133, and the timeout occurrence rate in the case of transmitting the inspection frame from the plurality of MCS values is the occurrence rate. Select an MCS that is below the threshold.
  • the occurrence rate threshold is set in advance, for example, 1 ⁇ 10 ⁇ 16 .
  • the selection unit 117 stores the selected MCS value in the setting information storage unit 131.
  • the information output unit 118 outputs information indicating the transmission success probability corresponding to each MCS value stored in the result storage unit 133, the number of possible transmission attempts, and the timeout occurrence rate to the PC 3 via the interface 104.
  • This MCS setting process is a process for setting an appropriate MCS to be used for communication between the wireless communication devices 1 and 2 in the wireless communication device 1 before starting normal wireless communication between the wireless communication devices 1 and 2. is there.
  • the MCS setting process is started when the wireless communication device 1 is turned on after the wireless communication device 1 is installed at a location determined by the user, for example.
  • the wireless communication device 1 is configured not to execute the communication procedure of CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) at the start of this MCS setting process, and to not execute frame aggregation.
  • CSMA / CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance
  • the determination unit 111 acquires various information set by the user and stored in the setting information storage unit 131 (step S1).
  • the various information includes the MAC address of the wireless communication device 2, the channel used, the first reference time, the second reference time, the third reference time, the occurrence threshold, the size of the inspection frame, and the number of repetitions of the counting process. Contains information to indicate.
  • the determination unit 111 determines whether or not the use channel is usable (step S2). If the determination unit 111 determines that the use channel is unusable (step S2: No), it outputs alarm information to the PC 3 via the interface 104 (step S3). Then, the MCS setting process ends.
  • step S2 determines that the use channel is usable (step S2: Yes)
  • the module control unit 112 activates the wireless module 105 (step S4).
  • the determination unit 111 sets the number of frame retransmissions stored in the setting information storage unit 131 to “0” (step S5). As a result, the wireless communication device 1 does not retransmit the frame even if the transmission of the frame fails.
  • a destination confirmation process for determining whether or not the wireless communication apparatus 2 to which the MAC address acquired from the setting information storage unit 131 is assigned is in a communicable state (step S6).
  • the content of the status flag indicating the communication state with the wireless communication apparatus 2 is set.
  • the status flag is set to “0” when communication with the wireless communication device 2 is possible, and is set to “ ⁇ 1” when communication with the wireless communication device 2 is impossible. Details of the destination confirmation process will be described later.
  • step S7 determines that the status flag is set to “ ⁇ 1” (step S7: No)
  • step S3 the interface 104
  • the transmission success probability calculation unit 114 acquires size information indicating the size of the inspection frame from the setting information storage unit 131 (step S8). Thereafter, the frame generation unit 113 generates an inspection frame having the frame size indicated by the size information acquired by the transmission success probability calculation unit 114 (step S9).
  • the transmission success probability calculation unit 114 sets the aggregation processing counter i for counting the number of repetitions of the success / failure number aggregation processing to “0” (step S10).
  • a success / failure count counting process is executed to count the number of successful transmissions and the number of failed transmissions when a predetermined number of frames are transmitted from the wireless communication device 1 to the wireless communication device 2 (step S11). . Details of the success / failure count process will be described later.
  • the transmission success probability calculation unit 114 displays the transmission success count and transmission failure count for each MCS value calculated by the success / failure count totaling process for each MCS value stored in the success / failure count storage area 121. Add each to the number of successful transmissions and the number of failed transmissions (step S12). The initial value of the transmission success count and transmission failure count for each MCS value stored in the success / failure count storage area 121 is set to “0”. Each time the success / failure count totaling process is executed, the transmission success count and transmission failure count for each MCS value are updated.
  • the transmission success probability calculation unit 114 increments the counting process counter i by “1” (step S13).
  • the transmission success probability calculation unit 114 determines whether or not the value of the aggregation process counter i is less than the aggregation process repetition count imax acquired from the setting information storage unit 131 (step S14).
  • the transmission success probability calculation unit 114 determines that the value of the counting process counter i is less than the counting process repetition count imax (step S14: Yes)
  • the process of step S11 is executed again.
  • step S14 determines that the value of the counting process counter i is equal to or greater than the counting process repetition count imax (step S14: No), as shown in FIG.
  • a transmission success probability for each MCS value is calculated from the number of successful transmissions and the number of transmission failures for each stored MCS value (step S15).
  • the transmission success probability calculation unit 114 causes the result storage unit 133 to store the calculated transmission success probability for each MCS value.
  • the number of possible transmission attempts calculation unit 115 calculates the number of possible transmission attempts of the inspection frame within the second reference time (step S16).
  • the number of possible transmission trials calculation unit 115 calculates Equation (1) based on the DBPS corresponding to the MCS used for transmission of the inspection frame and the size of the data included in the inspection frame. Using this, the band occupation time at the time of transmitting the inspection frame is calculated. Then, the number of possible transmission trials calculation unit 115 calculates the number of possible transmission trials using Expression (2) based on the ratio of the second reference time to the calculated bandwidth occupation time.
  • the possible transmission trial count calculation unit 115 causes the result storage unit 133 to store the calculated possible transmission trial count for each MCS value.
  • the timeout occurrence rate calculation unit 116 repeats the test frame within the second reference time by the number of possible transmission attempts using the equation (3) from the transmission success probability and the number of possible transmission attempts.
  • a timeout occurrence rate that is a probability of not receiving an ACK frame from the wireless communication device 2 even if transmitted is calculated (step S17).
  • the timeout occurrence rate calculation unit 116 calculates a transmission timeout probability from the transmission success probability and the number of possible transmission attempts for each MCS value.
  • the timeout occurrence rate calculation unit 116 causes the result storage unit 133 to store the transmission timeout probability corresponding to each calculated MCS value.
  • the information output unit 118 outputs information indicating the transmission success probability, the number of possible transmission attempts, and the transmission timeout probability corresponding to each MCS value stored in the result storage unit 133 to the PC 3 through the interface 104 (step S18).
  • the PC 3 displays each information as shown in FIG. 7, for example. To display. Thereby, the user can grasp
  • the selection unit 117 performs communication between the wireless communication device 1 and the wireless communication device 2 based on the transmission timeout probability corresponding to each MCS value stored in the result storage unit 133.
  • One suitable MCS is selected (step S19).
  • the selection unit 117 stores the selected MCS value in the setting information storage unit 131 (step S20).
  • the determination unit 111 sets the number of retransmissions of the frame stored in the setting information storage unit 131 to a preset number of 1 or more (step S21). As a result, the wireless communication device 1 retransmits the frame even if transmission of the frame fails a preset number of times. Thereafter, the MCS setting process ends.
  • the wireless communication device 1 After completion of the MCS setting process, the wireless communication device 1 starts actual communication with the wireless communication device 2 using the MCS set by the MCS setting process.
  • the determination unit 111 sets the MCS value stored in the setting information storage unit 131 to “0” (step S601). As a result, the wireless communication device 1 performs communication with the wireless communication device 2 using the MCS in which the confirmation frame can reach the wireless communication device 2 most easily.
  • the frame generation unit 113 generates a confirmation frame for confirming whether or not the communication partner of the wireless communication apparatus 1 is in a communicable state (step S602).
  • This confirmation frame is composed of, for example, a frame whose destination is the MAC address assigned to the wireless communication device 2 that is the communication partner of the wireless communication device 1.
  • the module control unit 112 transmits the confirmation frame generated by the frame generation unit 113 to the wireless communication device 2 via the wireless module 105 (step S603).
  • the wireless communication device 2 transmits an ACK frame to the wireless communication device 1.
  • the determination unit 111 determines whether the transmission of the confirmation frame has succeeded or failed (step S604).
  • the determination unit 111 receives an ACK frame from the wireless communication device 2 after the module control unit 112 transmits the confirmation frame and before the third reference time elapses, the determination unit 111 transmits the confirmation frame.
  • the determination unit 111 determines that the transmission of the confirmation frame has failed when the module control unit 112 does not receive the ACK frame until the third reference time has elapsed after transmitting the confirmation frame.
  • the third reference time is set in advance, for example, 4 msec.
  • the determination unit 111 stores determination result information indicating a determination result of success or failure of transmission of the confirmation frame in the destination confirmation determination result storage area 122 (step S605).
  • step S606 determines whether or not the number of confirmation frame transmissions has reached the destination confirmation transmission number N acquired from the setting information storage unit 131 (step S606). If the determination unit 111 determines that the number of transmissions of the confirmation frame has not reached the number N of destination confirmation transmissions (step S606: No), the process of step S603 is executed again.
  • step S606 determines that the number of transmissions of the confirmation frame has reached the number N of transmissions for destination confirmation
  • the determination unit 111 refers to the destination confirmation determination result storage area 122 and It is determined whether the transmission has succeeded at least once (step S607). If the determination unit 111 determines that the transmission of the confirmation frame has succeeded at least once (step S607: Yes), the determination unit 111 sets a status flag indicating whether the wireless communication device 2 is in a communicable state to “0”. (Step S608). On the other hand, if the determination unit 111 determines that transmission of all confirmation frames has failed (step S607: No), the determination unit 111 sets the status flag to “ ⁇ 1” (step S609). Thereafter, the process of step S7 in FIG. 5 described above is executed.
  • the transmission success probability calculation unit 114 sets the value x of the determination counter for counting the number of times to repeat the determination of whether the transmission of the test frame is successful or failed to “1” (step S1101).
  • the transmission success probability calculation unit 114 sets the MCS value to be determined to determine whether the transmission of the inspection frame has succeeded or failed to “0” (step S1102).
  • the transmission success probability calculation unit 114 sets the MCS value stored in the setting information storage unit 131 to “0”.
  • the module control unit 112 transmits an inspection frame to the wireless communication device 2 by DBPS corresponding to the MCS value stored in the setting information storage unit 131 (step S1103).
  • the wireless communication device 2 receives the inspection frame from the wireless communication device 1, the wireless communication device 2 transmits an ACK frame to the wireless communication device 1.
  • the transmission success probability calculation unit 114 determines whether the transmission of the inspection frame has succeeded or failed (step S1104).
  • the transmission success probability calculation unit 114 receives the ACK frame before the first reference time set in advance after the module control unit 112 transmits the inspection frame. Determine that the transmission was successful.
  • the transmission success probability calculation unit 114 indicates that the transmission of the inspection frame has failed. judge.
  • the first reference time is set to 4 msec, for example.
  • the transmission success probability calculation unit 114 stores determination result information indicating the determination result of success or failure of transmission of the test frame in the determination result history storage area 123 (step S1105).
  • the transmission success probability calculation unit 114 increments the target MCS value for determining whether the transmission of the test frame has succeeded or failed by “1” (step S1106). Subsequently, the transmission success probability calculation unit 114 determines whether or not the MCS value to be determined is equal to or less than the maximum MCS value among the MCS values that may be used for communication with the wireless communication device 2 (Step S1). S1107). If the transmission success probability calculation unit 114 determines that the MCS value to be determined is equal to or less than the maximum MCS value (step S1107: Yes), the process of step S1103 is executed again.
  • step S1102 determines whether or not the transmission success probability calculation unit 114 is equal to or less than the determination repetition count xmax acquired from the setting information storage unit 131 (step S1109). If the transmission success probability calculation unit 114 determines that the value x of the determination counter is equal to or smaller than the determination repetition count xmax (step S1109: Yes), the process of step S1102 is executed again.
  • step S1109 when the transmission success probability calculation unit 114 determines that the value x of the determination counter is larger than the determination repetition count xmax (step S1109: No), the transmission result probability calculation unit 114 refers to the determination result history stored in the determination result history storage area 123. Then, the results of the number of successful transmissions and the number of unsuccessful transmissions of inspection data are tabulated for each MCS value (step S1110). Thereafter, the process of step S12 of FIG. 5 described above is executed.
  • the wireless communication apparatus 1 when the wireless communication apparatus 1 according to the present embodiment communicates with the wireless communication apparatus 2 using the MCS corresponding to the MCS values “0” to “7”, the transmission success probabilities and the timeouts corresponding thereto.
  • An example of the incidence is shown in Table 1 below.
  • the selection unit 117 selects any one of the MCS values “3” to “6”.
  • the wireless communication device sets the MCS value to the maximum value and starts normal communication (hereinafter referred to as “normal operation”) with another wireless communication device.
  • normal operation There is one in which the MCS value is set to be gradually reduced in accordance with the frame loss occurrence rate (hereinafter, this type of wireless communication device is referred to as a “wireless communication device according to a comparative example”).
  • this type of wireless communication device is referred to as a “wireless communication device according to a comparative example”.
  • the wireless module is activated and normal operation is started at time T10.
  • the frame loss occurrence rate increases while the wireless communication device searches for an appropriate MCS from time T0.
  • the timeout occurrence rate calculation unit 116 calculates the timeout occurrence rate from the transmission success probability of the test frame and the number of possible transmission attempts, and selects it.
  • the unit 117 selects an MCS to be used for communication with the wireless communication device 2 depending on whether or not the timeout occurrence rate is equal to or less than a preset occurrence rate threshold.
  • the wireless communication device 1 first starts normal communication with the wireless communication device 2 using the MCS corresponding to the selected MCS value after the selection unit 117 selects an MCS value with a low timeout occurrence rate. It becomes possible to do. That is, in the case of the wireless communication apparatus 1 according to the present embodiment, as shown in FIG.
  • the wireless communication device 1 after starting the wireless module 105 at time T20, first, an appropriate MCS is set by executing the MCS setting process. . Then, the wireless communication device 1 starts normal operation after the MCS setting is completed at time T21. As a result, as shown by a curve C2 in FIG. 10B, the frame loss occurrence rate changes in a stable state at a relatively low level after time T21. As described above, the wireless communication device 1 according to the present embodiment is compared with the configuration in which a normal operation is started and an MCS suitable for communication with other wireless communication devices is searched for, as in the wireless communication device according to the comparative example. Thus, there is an advantage that frame loss is reduced.
  • the number of possible transmission trials calculation unit 115 calculates the inspection frame based on the DBPS corresponding to the MCS used for transmission of the inspection frame and the size of the data included in the inspection frame. The bandwidth occupation time at the time of transmission is calculated. Then, the number of possible transmission attempts calculation unit 115 calculates the number of possible transmission attempts based on the ratio of the second reference time to the calculated bandwidth occupation time. As a result, the timeout occurrence rate calculation unit 116 can calculate the timeout occurrence rate with high accuracy, so that the selection unit 117 can select an MCS suitable for the communication status between the wireless communication apparatuses 1 and 2.
  • the wireless communication device 1 is based on whether or not an ACK frame is received from the wireless communication device 2 within a preset third reference time after transmission of the confirmation frame.
  • 2 includes a determination unit 111 that determines whether or not 2 is in a communicable state. Thereby, for example, it is possible to prevent the MCS setting process from being performed wastefully when the wireless communication device 2 cannot communicate with the wireless communication device 1.
  • the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment.
  • the first reference time, the second reference time, and the third reference time are all 4 msec. These reference times are considered to be practically similar numerical values as times for determining whether or not transmission is successful, but these three types of reference times are not necessarily the same.
  • the selection unit 117 first calculates the ratio of MCSs whose timeout occurrence rate is equal to or less than the occurrence rate threshold for each modulation method when a plurality of MCSs are classified based on the modulation method.
  • the selection part 117 may be the structure which selects MCS used for communication with the radio
  • the DBPS information storage unit 132 may store information indicating the modulation scheme corresponding to each MCS value, for example, as shown in FIG. In FIG. 11, the modulation schemes for all MCS values are not shown. For example, when MCS is “0” and “1”, when BPSK and MCS are “2” and “3”, When QPSK and MCS are “4” and “5”, 16QAM is assumed, and when the MCS values are “6” and “7”, 64QAM is assumed. Then, the selection unit 117 may classify a plurality of MCS values based on the modulation method with reference to information indicating the modulation method in the DBPS information storage unit 132.
  • the MCS setting process executed by the wireless communication device 1 according to this modification will be described.
  • the contents of the MCS setting process and the destination confirmation process executed by the wireless communication apparatus 1 according to this modification are the same as the contents of the MCS setting process and the destination confirmation process according to the embodiment.
  • the MCS setting process according to the present modification is a process that is different from the MCS setting process according to the embodiment only in the contents of the MCS selection process shown in step S19 of FIG.
  • the contents of the MCS selection process will be described in detail with reference to FIG.
  • the selection unit 117 determines a target modulation scheme for calculating a ratio of MCS values whose timeout occurrence rate is equal to or less than the occurrence rate threshold (step S1901).
  • the selection unit 117 determines a target modulation scheme from the modulation schemes BPSK, QPSK, 16QAM, and 64QAM.
  • the selection unit 117 specifies MCS values classified into the determined modulation scheme (step S1902). For example, when the determined modulation scheme is BPSK, the selection unit 117 specifies “0” or “1” as the MCS value.
  • the selection unit 117 calculates a rate at which the timeout occurrence rate is equal to or less than a preset occurrence rate threshold for the specified MCS value (step S1903).
  • a preset occurrence rate threshold for the specified MCS value indicates the value shown in Table 1 of the embodiment.
  • the occurrence rate threshold is set to 10 ⁇ ⁇ 16 .
  • the timeout occurrence rate is larger than the occurrence rate threshold for both MCS values “0” and “1”, so the MCS value whose timeout occurrence rate is equal to or less than the occurrence rate threshold.
  • the ratio is “0”.
  • the timeout occurrence rate is less than or equal to the occurrence rate threshold for both MCS values “4” and “5”, and therefore the ratio of MCS values whose timeout occurrence rate is less than or equal to the occurrence rate threshold is “1”.
  • the selection unit 117 determines whether or not there is another modulation scheme that is not yet a target for calculating the ratio of the MCS value whose timeout occurrence rate is equal to or less than the occurrence rate threshold (step S1904). If the selection unit 117 determines that there is another modulation method that is not yet a target for calculating the ratio of the MCS value whose timeout occurrence rate is equal to or less than the occurrence rate threshold (step S1904: Yes), the process of step S1901 is performed again. Execute.
  • the selection unit 117 determines that the ratio of MCS values whose timeout occurrence rate is equal to or less than the occurrence rate threshold is calculated for all modulation schemes (step S1904: No), the MCS whose timeout occurrence rate is equal to or less than the occurrence rate threshold.
  • the modulation method with the maximum value ratio is specified (step S1905). For example, as described above, it is assumed that the timeout occurrence rate for each MCS threshold indicates the value shown in Table 1 of the embodiment. Assume that the occurrence rate threshold is set to 10 ⁇ ⁇ 16 .
  • the timeout occurrence rate of both of them is larger than the occurrence rate threshold value, and therefore, the MCS value whose timeout occurrence rate is equal to or less than the occurrence rate threshold value.
  • the ratio is “0”.
  • the timeout occurrence rate is larger than the occurrence rate threshold at the MCS value “2”, and the timeout occurrence rate is the occurrence rate threshold at the MCS value “3”. It is as follows. Accordingly, the ratio of the MCS values whose timeout occurrence rate is equal to or less than the occurrence rate threshold is “0.5”.
  • the timeout occurrence rates of both of them are equal to or less than the occurrence rate threshold value, so the ratio of MCS values whose timeout occurrence rate is equal to or less than the occurrence rate threshold is “1” become.
  • the timeout occurrence rate is less than or equal to the occurrence rate threshold at MCS value “6”
  • the timeout occurrence rate is the occurrence rate threshold at MCS value “7”. Bigger than. Accordingly, the ratio of the MCS values whose timeout occurrence rate is equal to or less than the occurrence rate threshold is “0.5”.
  • the selection unit 117 specifies the modulation scheme 16QAM as the modulation scheme having the maximum ratio of MCS values whose timeout occurrence rate is equal to or less than the occurrence rate threshold.
  • the selection unit 117 selects an MCS value from among modulation schemes having a maximum ratio of MCS values whose timeout occurrence rate is equal to or less than the occurrence rate threshold (step S1906). For example, when the modulation scheme 16QAM is specified as the modulation scheme having the maximum ratio of MCS values whose timeout occurrence rate is equal to or less than the occurrence rate threshold, the selection unit 117 selects one of the MCS values “4” and “5”. Thereafter, the process of step S20 of FIG. 6 described in the embodiment is executed.
  • the selection unit 117 selects the MCS value based on the modulation scheme corresponding to each MCS value. Accordingly, there is an advantage that an appropriate MCS is selected by communication with the wireless communication device 2 and frame loss in communication between the wireless communication devices 1 and 2 can be reliably reduced.
  • the wireless communication device 1 communicates with only one wireless communication device 2 .
  • the configuration is not limited thereto, and the wireless communication device 1 communicates with a plurality of specific wireless communication devices, for example. It may be.
  • the wireless communication device 1 may execute the MCS setting process for each of a plurality of specific wireless communication devices at the time of installation.
  • the selection unit 117 stores the selected MCS value in the setting information storage unit 131 so that the wireless communication device 1 sets the MCS used for communication with the wireless communication device 2. did.
  • the configuration is not limited thereto, and for example, the selection unit 117 may output information indicating the selected MCS value to the PC 3 via the interface 104.
  • the PC 3 is configured to display the MCS value input from the wireless communication device 1 on the display unit, the user confirms the MCS value displayed on the display unit, and the wireless communication device 1 communicates with the wireless communication device 2. What is necessary is just to set MCS used for communication between.
  • the wireless communication device 1 executes the MCS setting process at a plurality of preset times within 24 hours per day, and associates the MCS values at the respective times with the setting information.
  • storage part 131 may be sufficient.
  • the wireless communication device 1 then communicates with the wireless communication device 2 using the MCS corresponding to the corresponding MCS value stored in the setting information storage unit 131 every time a plurality of preset times arrive. It may be.
  • MCS suitable for communication between the wireless communication devices 1 and 2 is used even in an environment where the communication status between the wireless communication devices 1 and 2 changes in a plurality of time zones in one day.
  • communication between the wireless communication apparatuses 1 and 2 can be performed.
  • the various functions of the wireless communication device 1 according to the present invention can be realized by using a computer system including a wireless communication module without depending on a dedicated system.
  • a program for executing the above operation is stored in a non-transitory recording medium (CD-ROM or the like) that can be read by a computer system and distributed.
  • wireless communication apparatus 1 which performs the above-mentioned process by installing in a system.
  • the method of providing the program to the computer is arbitrary.
  • the program may be uploaded to a server on a communication line and distributed to a computer via the communication line. Then, the computer activates this program and executes it like other applications under the control of the OS. Accordingly, the computer functions as the wireless communication device 1 that executes the above-described processing.
  • the present invention includes a combination of the embodiments and modifications as appropriate, and a modification appropriately added thereto.
  • the wireless communication device of the present invention is suitable as a wireless terminal device for digital signage in a commercial facility or factory.

Landscapes

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Abstract

送信成功確率算出部（１１４）は、無線通信装置へ向けて検査用フレームを複数回送信した場合において、検査用フレームの送信後予め設定された第１基準時間内に無線通信装置からＡＣＫフレームを受信する確率である送信成功確率を算出する。送信試行可能回数算出部（１１５）は、第２基準時間内における検査用フレームの送信試行可能回数を算出する。タイムアウト発生率算出部（１１６）は、送信成功確率と送信試行可能回数とから、第２基準時間内で検査用フレームを送信試行可能回数だけ繰り返し送信しても無線通信装置からＡＣＫフレームを受信しない確率であるタイムアウト発生率を算出する。選定部（１１７）は、タイムアウト発生率が予め設定された発生率閾値以下であるか否かに応じて無線通信装置との通信に用いるＭＣＳを選定する。

Description

無線通信装置、無線通信方法およびプログラム
　本発明は、無線通信装置、無線通信方法およびプログラムに関する。
　複数の符号化方式、変調方式を切り替えて通信を行う無線通信装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。この無線通信装置は、同じデータの再送回数や通信の成否に応じて、符号化・変調方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）を変更することにより、再送の連鎖を抑制して通信レートの向上を図るというものである。
特開２０１０－８７７３０号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の無線通信装置では、他の無線通信装置との通常の通信が開始された後、ＭＣＳ値を変更しながら他の無線通信装置との通信に適したＭＣＳ値を探索するので、その探索中においてある程度のフレームロスが発生してしまう。
　本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、フレームロスを低減できる無線通信装置、無線通信方法およびプログラムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係る無線通信装置は、
　他の無線通信装置へ向けて第１フレームを複数回送信した場合の、前記第１フレームの送信後予め設定された第１基準時間内に前記他の無線通信装置から確認応答フレームを受信する確率である送信成功確率を算出する送信成功確率算出部と、
　第２基準時間内における前記第１フレームの送信試行可能回数を算出する送信試行可能回数算出部と、
　前記送信成功確率と前記送信試行可能回数とから、前記第２基準時間内で前記第１フレームを前記送信試行可能回数だけ繰り返し送信しても前記他の無線通信装置から前記確認応答フレームを受信しない確率であるタイムアウト発生率を算出するタイムアウト発生率算出部と、
　前記タイムアウト発生率が予め設定された発生率閾値以下であるか否かに応じて前記他の無線通信装置との通信に用いる符号化・変調方式を選定する選定部と、を備える。
　他の観点から見た本発明に係る無線通信方法は、
　他の無線通信装置へ向けて第１フレームを複数回送信した場合の、前記第１フレームの送信後予め設定された第１基準時間内に前記他の無線通信装置から確認応答フレームを受信する確率である送信成功確率を算出するステップと、
　第２基準時間内における前記第１フレームの送信試行可能回数を算出するステップと、
　前記送信成功確率と前記送信試行可能回数とから、前記第２基準時間内で前記第１フレームを前記送信試行可能回数だけ繰り返し送信しても前記他の無線通信装置から前記確認応答フレームを受信しない確率であるタイムアウト発生率を算出するステップと、
　前記タイムアウト発生率が予め設定された発生率閾値以下であるか否かに応じて前記他の無線通信装置との通信に用いる符号化・変調方式を選定するステップと、を含む。
　他の観点から見た本発明に係るプログラムは、
　コンピュータを、
　他の無線通信装置へ向けて第１フレームを複数回送信した場合の、前記第１フレームの送信後予め設定された第１基準時間内に前記他の無線通信装置から確認応答フレームを受信する確率である送信成功確率を算出する送信成功確率算出部、
　第２基準時間内における前記第１フレームの送信試行可能回数を算出する送信試行可能回数算出部、
　前記送信成功確率と前記送信試行可能回数とから、前記第２基準時間内で前記第１フレームを前記送信試行可能回数だけ繰り返し送信しても前記他の無線通信装置から前記確認応答フレームを受信しない確率であるタイムアウト発生率を算出するタイムアウト発生率算出部、
　前記タイムアウト発生率が予め設定された発生率閾値以下であるか否かに応じて前記他の無線通信装置との通信に用いる符号化・変調方式を選定する選定部、
　として機能させる。
　本発明に係る無線通信装置によれば、タイムアウト発生率算出部が、第１フレームの送信成功確率と送信試行可能回数とから、タイムアウト発生率を算出し、選定部が、タイムアウト発生率が予め設定された発生率閾値以下であるか否かに応じて他の無線通信装置との通信に用いる符号化・変調方式を選定する。これにより、例えば無線通信装置は、まず、選定部がタイムアウト発生率の低い符号化・変調方式を選定してから、選定された符号化・変調方式を用いた他の無線通信装置との通常の通信を開始することが可能となる。従って、無線通信装置が他の無線通信装置と通常の通信を開始した後に、他の無線通信装置との通信に適した符号化・変調方式を探索する構成に比べて、フレームロスが低減される。
本発明の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。 実施の形態に係る無線通信装置のハードウェア構成を示す図である。 実施の形態に係る無線通信装置の機能構成を示す図である。 実施の形態に係るＤＢＰＳ情報記憶部の内容を示す図である。 実施の形態に係る無線通信装置が実行するＭＣＳ設定処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る無線通信装置が実行するＭＣＳ設定処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る無線通信装置に接続されたＰＣのモニタに表示される表示画面の一例を示す図である。 実施の形態に係る無線通信装置が実行する宛先確認処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る無線通信装置が実行する成功／失敗回数集計処理の流れを示すフローチャートである。 比較例に係る無線通信装置におけるフレームロス発生率の推移の概略を示す図である。 本実施の形態に係る無線通信装置におけるフレームロス発生率の推移の概略を示す図である。 変形例に係るＤＢＰＳ情報記憶部の内容を示す図である。 変形例に係る無線通信装置が実行するＭＣＳ選定処理の流れを示すフローチャートである。
　以下、本発明の一実施の形態に係る通信システムについて図面を参照して詳細に説明する。
　本実施の形態に係る無線通信装置は、特定の無線通信装置と半永続的に無線通信を行うものである。この無線通信装置は、通信相手となる特定の無線通信装置との間での通信に適した符号化・変調方式（以下、「ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）」と称する。）を選定する機能を有する。そして、無線通信装置は、その設置時において特定の無線通信装置との間での通信に適したＭＣＳを選定し、以後、選定したＭＣＳで特定の無線通信装置と通信を行う。これにより、この無線通信装置と特定の無線通信装置との間での通信におけるフレームロスが低減される。無線通信装置は、複数のＭＣＳで通信相手となる特定の無線通信装置へ複数回検査用フレームの送信を試行したときの送信成功確率と、検査用フレームのサイズと、に基づいて、検査用フレームのタイムアウト発生率を算出する。そして、無線通信装置は、算出したタイムアウト発生率に基づいて、特定の無線通信装置との通信に適したＭＣＳを選定する。
　本実施の形態に係る無線通信システムの一例としては、図１に示すように、無線通信装置１、２と、ＰＣ（Personal Computer）３と、モニタ４と、を備える。無線通信装置１は、ＰＣ３と信号線Ｌ１を介して接続されている。無線通信装置２は、モニタ４と信号線Ｌ２を介して接続されている。ＰＣ３は、映像データを生成し、生成した映像データを、信号線Ｌ１を通じて無線通信装置１へ出力する。無線通信装置１は、ＰＣ３から出力される映像データを無線信号に変換して無線通信装置２へ送信する。無線通信装置２は、無線通信装置１から受信した無線信号を、映像データに変換してモニタ４へ出力する。モニタ４は、無線通信装置２から入力される映像データに基づいて映像を表示する。なお、本実施の形態に係る無線通信システムは図１に示した映像データの転送への応用に限らない。たとえば、工場内のネットワークにおいて、２つの無線通信装置の位置関係は変化しないが、その双方を有線ネットワークで接続することが場内レイアウトの関係上困難な場合などにも適用される。また、本実施の形態に係る無線通信システムは、無線通信装置１と無線通信装置２の１対１の通信を示しているが、１対Ｎの通信においても適用が可能である。
　次に、本実施の形態に係る無線通信装置１のハードウェア構成について説明する。無線通信装置１は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、主記憶部１０２と、補助記憶部１０３と、インタフェース１０４と、無線モジュール１０５と、を備える。主記憶部１０２は、揮発性メモリから構成され、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用される。補助記憶部１０３は、不揮発性のメモリから構成され、制御プログラムやコンテンツ等を記憶する。ＣＰＵ１０１は、補助記憶部１０３が記憶する制御プログラムを主記憶部１０２に読み込んで実行する。インタフェース１０４は、ＰＣ３に接続され、ＰＣ３との間で送受信されるデータのプロトコル変換を実行する。
　無線モジュール１０５は、無線通信装置２との間で通信リンクを確立し、無線通信を行う。無線モジュール１０５は、無線信号を生成する信号生成回路とアンテナとを有する。無線モジュール１０５は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ｂ，ｇ，ｎ等の無線ＬＡＮ規格に適合する通信方式で通信する。
　次に、本実施の形態に係る無線通信装置１の機能構成について説明する。無線通信装置１では、補助記憶部１０３が記憶する制御プログラムをＣＰＵ１０１が主記憶部１０２に読み込んで実行することにより、図３に示す、各部として機能する。言い換えると、制御プログラムがＣＰＵ１０１によって実行され、判定部１１１、モジュール制御部１１２、フレーム生成部１１３、送信成功確率算出部１１４、送信試行可能回数算出部１１５、タイムアウト発生率算出部１１６、選定部１１７、情報出力部１１８として機能する。また、主記憶部１０２には、成功／失敗回数記憶領域１２１と宛先確認用判定結果記憶領域１２２と判定結果履歴記憶領域１２３とが設けられている。成功／失敗回数記憶領域１２１は、検査用フレームの送信成功回数、送信失敗回数を記憶する。宛先確認用判定結果記憶領域１２２は、後述の宛先確認処理で使用される。判定結果履歴記憶領域１２３は、検査用フレームの送信成功または送信失敗の判定結果の履歴を記憶する。また、主記憶部１０２は、後述の成功／失敗回数集計処理の繰り返し回数をカウントするための集計処理カウンタと、無線通信装置１、２間での通信状態を示すステータスフラグと、を記憶する。更に、主記憶部１０２は、検査用フレームの送信が成功したか失敗したかの判定を繰り返す回数をカウントするための判定カウンタを記憶する。
　補助記憶部１０３は、設定情報記憶部１３１と、ＤＢＰＳ情報記憶部１３２と、結果記憶部１３３と、を有する。設定情報記憶部１３１は、無線通信装置１の通信相手である無線通信装置２のＭＡＣアドレスと、通信に使用するチャネルと、を記憶する。また、設定情報記憶部１３１は、無線通信装置１への検査用フレーム、確認用フレームの送信の成否を判定するために用いられる第１基準時間、第２基準時間および第３基準時間と、後述のＭＣＳ設定処理で用いられるタイムアウト発生率に対する発生率閾値と、を記憶する。更に、設定情報記憶部１３１は、検査用フレームのサイズと、後述の成功／失敗回数集計処理の繰り返し回数である集計処理繰り返し回数と、後述の宛先確認処理において確認用フレームを繰り返し送信する回数を規定する宛先確認用送信回数と、を記憶する。集計処理繰り返し回数および宛先確認用送信回数は、いずれも予め設定されており、例えば１０００回に設定されている。また、設定情報記憶部１３１は、検査用フレームの送信が成功したか失敗したかの判定の繰り返し回数を定める判定繰り返し回数を記憶する。この判定繰り返し回数は、予め設定されており、例えば１００回に設定されている。
　ＤＢＰＳ情報記憶部１３２は、例えば図４に示すように、１シンボル当たりのビット数（Data Bit Per Symbol：ＤＢＰＳ）を、各ＭＣＳを識別するＭＣＳ値に対応づけて記憶している。
　結果記憶部１３３は、複数のＭＣＳで無線通信装置２へ検査用フレームを複数回送信した場合の送信成功確率と、タイムアウト発生率と、を、ＭＣＳ値に対応づけて記憶している。また、結果記憶部１３３は、検査用フレームのサイズと、検査用フレーム送信失敗の判定に用いられる判定時間と、各ＭＣＳ値に対応するＤＢＰＳと、から定まる送信試行可能回数を、ＭＣＳ値に対応づけて記憶している。
　フレーム生成部１１３は、無線通信装置１の通信相手である無線通信装置２が通信可能な状態であるか否かを確認するために用いられる確認用フレームと、無線通信装置２との通信に適したＭＣＳを選定するために用いられる検査用フレームと、を生成する。
　モジュール制御部１１２は、無線モジュール１０５の起動および停止を実行する。また、モジュール制御部１１２は、フレーム生成部１１３により生成される確認用フレーム、検査用フレームを、無線モジュール１０５を介して無線通信装置２に向けて送信する。
　判定部１１１は、設定情報記憶部１３１が記憶する使用チャネルが使用可能であるか否かを判定する。具体的には、判定部１１１は、例えば使用チャネルが日本国内で使用可能であるか否かを判定する。この場合、例えば補助記憶部１０３が予め日本国内で使用可能なチャネルを示すチャネル情報を記憶し、判定部１１１は、このチャネル情報を参照して、使用チャネルが使用可能であるか否かを判定する。また、判定部１１１は、無線通信装置１の通信相手となる無線通信装置２が通信可能な状態であるか否かを判定する。ここにおいて、判定部１１１は、無線通信装置２へ向けて確認用フレーム（第２フレーム）を複数回送信した場合、確認用フレームの送信後第３基準時間内に無線通信装置２からＡＣＫ（ACKnowledge）フレーム（確認応答フレーム）を受信する場合があるか否かを判定する。この第３基準時間は、予め設定されており、例えば４ｍｓｅｃに設定されている。判定部１１１は、無線通信装置２が存在しないと判定されると、インタフェース１０４を介してＰＣ３へアラーム情報を出力する。
　送信成功確率算出部１１４は、無線通信装置２へ向けて検査用フレーム（第１フレーム）を複数回送信した場合の、検査用フレームの送信後第１基準時間内に無線通信装置２からＡＣＫフレームを受信する確率である送信成功確率を算出する。第１基準時間は、予め設定されており、例えば４ｍｓｅｃに設定される。送信成功確率算出部１１４は、無線通信装置２へ向けて検査用フレームを複数回送信した場合の送信成功回数と送信失敗回数とを集計する後述の成功／失敗回数集計処理を繰り返し実行することにより送信成功確率を算出する。送信成功確率算出部１１４は、算出した各ＭＣＳ値に対応する送信成功確率を、結果記憶部１３３に記憶させる。
　送信試行可能回数算出部１１５は、第２基準時間内における検査用フレームの送信試行可能回数を算出する。送信試行可能回数算出部１１５は、検査用フレームの送信に用いるＭＣＳに対応するＤＢＰＳ（Data Bit Per Symbol：送信レート）と、検査用フレームに含まれるデータのサイズと、に基づいて、検査用フレームの送信の際の帯域占有時間を算出する。そして、送信試行可能回数算出部１１５は、算出した帯域占有時間に対する第２基準時間の比率に基づいて、送信試行可能回数を算出する。具体的には、送信試行可能回数算出部１１５は、まず、設定情報記憶部１３１から検査用フレームのサイズを取得し、ＤＢＰＳ情報記憶部１３２から送信試行可能回数を算出する対象のＭＣＳに対応するＤＢＰＳを取得する。そして、送信試行可能回数算出部１１５は、下記式（１）の関係式を用いて、送信試行可能回数を算出する対象のＭＣＳで検査用フレームを送信する場合の帯域占有時間を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　ここで、ｊはＭＣＳ値を示し、ＴＸ（ｊ）は、ＭＣＳ値「ｊ」に対応するＭＣＳで検査用フレームを送信する場合の帯域占有時間を示し、Ｌは検査用フレームサイズ、ＤＢＰＳ（ｊ）は、ＭＣＳ値「ｊ」に対応するＤＢＰＳを示す。また、ＴＸＰＲＥは検査用フレームのプリアンブルの帯域占有時間を示し、ＴＸｓｙｍは１シンボル当たりの帯域占有時間を示し、ＴＸＡＣＫは無線通信装置２から送信されるＡＣＫフレームの待ち時間を示す。なお、Ｒｏｕｎｄｕｐ（＊）は、数値＊の小数点以下の切り上げを行う関数を示している。例えば、検査用フレームのサイズＬが、１０００バイト（８０００ビット）、送信試行可能回数を算出する対象のＭＣＳのＭＣＳ値が「１３」、検査用フレームのプリアンブルの帯域占有時間ＴＸＰＲＥおよびＡＣＫフレームの待ち時間ＴＸＡＣＫがそれぞれ４０μｓｅｃ、１シンボル当たりの帯域占有時間ＴＸｓｙｍが３．６μｓｅｃであるとする。この場合、検査用フレームを送信する場合の帯域占有時間ＴＸ（ｊ）は、１５２μｓｅｃになる。
　そして、送信試行可能回数算出部１１５は、前述の式（１）を用いて算出した帯域占有時間と、第２基準時間と、から、送信試行可能回数を算出する。具体的には、送信試行可能回数算出部１１５は、下記式（２）の関係式を用いて送信試行可能回数を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　ここで、ｊはＭＣＳ値を示し、Ｒ（ｊ）はＭＣＳ値「ｊ」に対応するＭＣＳで検査用フレームを送信する場合の送信試行可能回数を示す。また、ＴＸ（ｊ）は式（１）で求められたＭＣＳ値「ｊ」に対応するＭＣＳで検査用フレームを送信する場合の帯域占有時間を示し、Ｓは第２基準時間を示す。なお、Ｒｏｕｎｄｄｏｗｎ（＊）は、数値＊の小数点以下の切り捨てを行う関数を示している。例えば、検査用フレームを送信する場合の帯域占有時間ＴＸ（ｊ）が、１５２μｓｅｃであり、第２基準時間が４ｍｓｅｃであるとする。この場合、検査用フレームの送信試行可能回数は、２６回となる。また、送信試行可能回数算出部１１５は、算出した各ＭＣＳ値に対応する送信試行可能回数を、結果記憶部１３３に記憶させる。
　タイムアウト発生率算出部１１６は、送信成功確率と送信試行可能回数とから、第２基準時間内で検査用フレームを送信試行可能回数だけ繰り返し送信しても無線通信装置２からＡＣＫフレームを受信しない確率であるタイムアウト発生率を算出する。タイムアウト発生率算出部１１６は、下記式（３）の関係式を用いてタイムアウト発生率を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　ここで、ｊはＭＣＳ値を示し、Ｂ（ｊ）はＭＣＳ値「ｊ」に対応するＭＣＳで検査用フレームを送信する場合のタイムアウト発生率を示す。また、Ｐ（ｊ）は、検査用フレームの送信成功確率を示し、Ｒ（ｊ）は式（２）で求められたＭＣＳ値「ｊ」に対応するＭＣＳで検査用フレームを送信する場合の送信試行可能回数を示す。タイムアウト発生率算出部１１６は、算出した各ＭＣＳ値に対応するタイムアウト発生率を、結果記憶部１３３に記憶させる。
　選定部１１７は、設定情報記憶部１３１から発生率閾値を取得する。そして、選定部１１７は、結果記憶部１３３が記憶する各ＭＣＳ値に対応するタイムアウト発生率を参照して、複数のＭＣＳ値の中から、検査用フレームを送信する場合のタイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳを選定する。発生率閾値は、予め設定されており、例えば１×１０－１６に設定される。選定部１１７は、選定したＭＣＳ値を設定情報記憶部１３１に記憶させる。
　情報出力部１１８は、結果記憶部１３３が記憶する各ＭＣＳ値に対応する送信成功確率、送信試行可能回数およびタイムアウト発生率を示す情報を、インタフェース１０４を介してＰＣ３へ出力する。
　次に、本実施の形態に係る無線通信装置１が実行するＭＣＳ設定処理について図５乃至図７を参照しながら詳細に説明する。このＭＣＳ設定処理は、無線通信装置１、２間での通常の無線通信を開始する前に、無線通信装置１，２間での通信に用いる適切なＭＣＳを無線通信装置１に設定する処理である。このＭＣＳ設定処理は、例えば無線通信装置１がユーザにより定められた場所に設置された後、無線通信装置１へ電源が投入されたことを契機として開始される。なお、無線通信装置１は、このＭＣＳ設定処理の開始時において、ＣＳＭＡ/ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）の通信手順を実行せず、フレームアグリゲーションも実行しない設定となっている。まず、判定部１１１は、ユーザにより設定され設定情報記憶部１３１が記憶する各種情報を取得する（ステップＳ１）。この各種情報には、前述の無線通信装置２のＭＡＣアドレス、使用チャネル、第１基準時間、第２基準時間、第３基準時間、発生率閾値、検査用フレームのサイズ、集計処理繰り返し回数、を示す情報が含まれる。
　次に、判定部１１１は、使用チャネルが使用可能であるか否かを判定する（ステップＳ２）。判定部１１１は、使用チャネルが使用不可能と判定すると（ステップＳ２：Ｎｏ）、インタフェース１０４を介してＰＣ３へアラーム情報を出力する（ステップＳ３）。そして、ＭＣＳ設定処理が終了する。
　一方、判定部１１１が、使用チャネルが使用可能であると判定すると（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、モジュール制御部１１２が、無線モジュール１０５を起動する（ステップＳ４）。続いて、判定部１１１は、設定情報記憶部１３１が記憶するフレームの再送回数を「０」回に設定する（ステップＳ５）。これにより、無線通信装置１は、フレームの送信を失敗してもフレームの再送を行わなくなる。
　その後、設定情報記憶部１３１から取得したＭＡＣアドレスが付与された無線通信装置２が通信可能な状態であるか否かを判定する宛先確認処理が実行される（ステップＳ６）。この宛先確認処理が実行されることにより、無線通信装置２との通信状態を示すステータスフラグの内容が設定される。ステータスフラグは、無線通信装置２との通信が可能な場合「０」に設定され、無線通信装置２との通信が不可能な場合「－１」に設定される。この宛先確認処理の詳細は後述する。
　続いて、判定部１１１は、ステータスフラグが「－１」に設定されていると判定すると（ステップＳ７：Ｎｏ）、インタフェース１０４を介してＰＣ３へアラーム情報を出力する（ステップＳ３）。そして、ＭＣＳ設定処理が終了する。
　一方、判定部１１１によりステータスフラグが「０」に設定されていると判定されたとする（ステップＳ７：Ｙｅｓ）。この場合、送信成功確率算出部１１４が、設定情報記憶部１３１から検査用フレームのサイズを示すサイズ情報を取得する（ステップＳ８）。その後、フレーム生成部１１３は、送信成功確率算出部１１４が取得したサイズ情報が示すフレームサイズの検査用フレームを生成する（ステップＳ９）。
　次に、送信成功確率算出部１１４は、成功／失敗回数集計処理の繰り返し回数をカウントするための集計処理カウンタｉを「０」に設定する（ステップＳ１０）。次に、無線通信装置１から無線通信装置２へ予め設定された数のフレームを送信したときの送信成功回数と送信失敗回数とを集計する成功／失敗回数集計処理が実行される（ステップＳ１１）。この成功／失敗回数集計処理の詳細は後述する。
　続いて、送信成功確率算出部１１４は、成功／失敗回数集計処理により算出されたＭＣＳ値毎の送信成功回数と送信失敗回数を、成功／失敗回数記憶領域１２１に記憶されているＭＣＳ値毎の送信成功回数、送信失敗回数それぞれに加算する（ステップＳ１２）。成功／失敗回数記憶領域１２１が記憶するＭＣＳ値毎の送信成功回数と送信失敗回数の初期値は「０」に設定されている。そして、成功／失敗回数集計処理が実行される毎にＭＣＳ値毎の送信成功回数と送信失敗回数とが更新されていく。
　その後、送信成功確率算出部１１４は、集計処理カウンタｉを「１」だけインクリメントする（ステップＳ１３）。次に、送信成功確率算出部１１４は、集計処理カウンタｉの値が、設定情報記憶部１３１から取得した集計処理繰り返し回数ｉｍａｘ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。送信成功確率算出部１１４により集計処理カウンタｉの値が集計処理繰り返し回数ｉｍａｘ未満であると判定されると（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、再びステップＳ１１の処理が実行される。
　一方、送信成功確率算出部１１４は、集計処理カウンタｉの値が集計処理繰り返し回数ｉｍａｘ以上であると判定すると（ステップＳ１４：Ｎｏ）、図６に示すように、成功／失敗回数記憶領域１２１に記憶されているＭＣＳ値毎の送信成功回数、送信失敗回数から、ＭＣＳ値毎の送信成功確率を算出する（ステップＳ１５）。送信成功確率算出部１１４は、算出したＭＣＳ値毎の送信成功確率を結果記憶部１３３に記憶させる。
　続いて、送信試行可能回数算出部１１５は、第２基準時間内における検査用フレームの送信試行可能回数を算出する（ステップＳ１６）。ここにおいて、送信試行可能回数算出部１１５は、前述のように、検査用フレームの送信に用いるＭＣＳに対応するＤＢＰＳと、検査用フレームに含まれるデータのサイズと、に基づき、式（１）を用いて、検査用フレームの送信の際の帯域占有時間を算出する。そして、送信試行可能回数算出部１１５は、算出した帯域占有時間に対する第２基準時間の比率に基づき、式（２）を用いて、送信試行可能回数を算出する。送信試行可能回数算出部１１５は、算出したＭＣＳ値毎の送信試行可能回数を結果記憶部１３３に記憶させる。
　その後、タイムアウト発生率算出部１１６は、前述のように、送信成功確率と送信試行可能回数とから、式（３）を用いて、第２基準時間内で検査用フレームを送信試行可能回数だけ繰り返し送信しても無線通信装置２からＡＣＫフレームを受信しない確率であるタイムアウト発生率を算出する（ステップＳ１７）。ここにおいて、タイムアウト発生率算出部１１６は、ＭＣＳ値毎に、送信成功確率と送信試行可能回数とから、送信タイムアウト確率を算出する。タイムアウト発生率算出部１１６は、算出した各ＭＣＳ値に対応する送信タイムアウト確率を、結果記憶部１３３に記憶させる。
　次に、情報出力部１１８は、結果記憶部１３３が記憶する各ＭＣＳ値に対応する送信成功確率、送信試行可能回数および送信タイムアウト確率を示す情報を、インタフェース１０４を通じてＰＣ３へ出力する（ステップＳ１８）。ここで、ＰＣ３は、無線通信装置１から各ＭＣＳ値に対応する送信成功確率、送信試行可能回数および送信タイムアウト確率を示す情報が入力されると、例えば図７に示すように、各情報を表示部に表示する。これにより、ユーザは、ＰＣ３に接続された表示部を介して、各ＭＣＳ値に対する送信成功確率、送信試行可能回数および送信タイムアウト確率を把握することができる。
　図６に戻って、続いて、選定部１１７は、結果記憶部１３３が記憶する各ＭＣＳ値に対応する送信タイムアウト確率に基づいて、無線通信装置１と無線通信装置２との間での通信に適した１つのＭＣＳを選定する（ステップＳ１９）。その後、選定部１１７は、選定したＭＣＳ値を設定情報記憶部１３１に記憶させる（ステップＳ２０）。
　次に、判定部１１１は、設定情報記憶部１３１が記憶するフレームの再送回数を予め設定された１以上の回数に設定する（ステップＳ２１）。これにより、無線通信装置１は、予め設定された回数だけフレームの送信を失敗してもフレームの再送を行う。その後、ＭＣＳ設定処理が終了する。
　このＭＣＳ設定処理の終了後、無線通信装置１はこのＭＣＳ設定処理により設定されたＭＣＳで無線通信装置２との間の実際の通信を開始する。
　次に、本実施の形態に係る無線通信装置１が実行する宛先確認処理について図８を参照しながら詳細に説明する。まず、判定部１１１は、設定情報記憶部１３１が記憶するＭＣＳ値を「０」に設定する（ステップＳ６０１）。これにより、無線通信装置１は、確認用フレームが最も無線通信装置２へ到達し易いＭＣＳで無線通信装置２との通信を実行することになる。
　その後、フレーム生成部１１３は、無線通信装置１の通信相手が通信可能な状態であるか否かを確認するための確認用フレームを生成する（ステップＳ６０２）。この確認用フレームは、例えば無線通信装置１の通信相手となる無線通信装置２に付与されたＭＡＣアドレスを宛先とするフレームから構成される。
　次に、モジュール制御部１１２は、フレーム生成部１１３により生成された確認用フレームを、無線モジュール１０５を介して無線通信装置２へ送信する（ステップＳ６０３）。ここで、無線通信装置２は、無線通信装置１から確認用フレームを受信すると、ＡＣＫフレームを無線通信装置１へ送信する。
　続いて、判定部１１１は、確認用フレームの送信が成功したか失敗したかを判定する（ステップＳ６０４）。ここにおいて、判定部１１１は、モジュール制御部１１２が確認用フレームを送信した後、第３基準時間が経過するまでの間に無線通信装置２からＡＣＫフレームを受信した場合、確認用フレームの送信が成功したと判定する。一方、判定部１１１は、モジュール制御部１１２が確認用フレームを送信した後、第３基準時間が経過するまでの間にＡＣＫフレームを受信しない場合、確認用フレームの送信が失敗したと判定する。第３基準時間は、予め設定されており、例えば４ｍｓｅｃに設定される。その後、判定部１１１は、確認用フレームの送信の成否の判定結果を示す判定結果情報を、宛先確認用判定結果記憶領域１２２に記憶させる（ステップＳ６０５）。
　その後、判定部１１１は、確認用フレームの送信回数が、設定情報記憶部１３１から取得した宛先確認用送信回数Ｎに到達したか否かを判定する（ステップＳ６０６）。判定部１１１により確認用フレームの送信回数が宛先確認用送信回数Ｎに到達していないと判定されると（ステップＳ６０６：Ｎｏ）、再びステップＳ６０３の処理が実行される。
　一方、判定部１１１は、確認用フレームの送信回数が宛先確認用送信回数Ｎに到達したと判定すると（ステップＳ６０６：Ｙｅｓ）、宛先確認用判定結果記憶領域１２２を参照して、確認用フレームの送信が１回以上成功したか否かを判定する（ステップＳ６０７）。判定部１１１は、確認用フレームの送信が１回以上成功したと判定すると（ステップＳ６０７：Ｙｅｓ）、無線通信装置２が通信可能な状態であるか否かを示すステータスフラグを「０」に設定する（ステップＳ６０８）。一方、判定部１１１は、確認用フレームの送信が全て失敗したと判定すると（ステップＳ６０７：Ｎｏ）、ステータスフラグを「－１」に設定する（ステップＳ６０９）。その後、前述の図５のステップＳ７の処理が実行される。
　次に、本実施の形態に係る無線通信装置１が実行する成功／失敗回数集計処理について図９を参照しながら詳細に説明する。まず、送信成功確率算出部１１４は、検査用フレームの送信が成功したか失敗したかの判定を繰り返す回数をカウントするための判定カウンタの値ｘを「１」に設定する（ステップＳ１１０１）。次に、送信成功確率算出部１１４は、検査用フレームの送信が成功したか失敗したかを判定する対象のＭＣＳ値を「０」に設定する（ステップＳ１１０２）。具体的には、送信成功確率算出部１１４は、設定情報記憶部１３１が記憶するＭＣＳ値を「０」に設定する。
　続いて、モジュール制御部１１２は、設定情報記憶部１３１が記憶するＭＣＳ値に対応するＤＢＰＳで無線通信装置２へ検査用フレームを送信する（ステップＳ１１０３）。ここで、無線通信装置２は、無線通信装置１から検査用フレームを受信すると、ＡＣＫフレームを無線通信装置１へ送信する。
　その後、送信成功確率算出部１１４は、検査用フレームの送信が成功したか失敗したかを判定する（ステップＳ１１０４）。ここにおいて、送信成功確率算出部１１４は、モジュール制御部１１２が検査用フレームを送信した後、予め設定された第１基準時間が経過するまでの間にＡＣＫフレームを受信した場合、検査用フレームの送信が成功したと判定する。一方、送信成功確率算出部１１４は、モジュール制御部１１２が検査用フレームを送信した後、第１基準時間が経過するまでの間にＡＣＫフレームを受信しない場合、検査用フレームの送信が失敗したと判定する。第１基準時間は、例えば４ｍｓｅｃに設定される。その後、送信成功確率算出部１１４は、検査用フレームの送信の成否の判定結果を示す判定結果情報を、判定結果履歴記憶領域１２３に記憶させる（ステップＳ１１０５）。
　次に、送信成功確率算出部１１４は、検査用フレームの送信が成功したか失敗したかを判定する対象のＭＣＳ値を「１」だけインクリメントする（ステップＳ１１０６）。続いて、送信成功確率算出部１１４は、判定対象のＭＣＳ値が無線通信装置２との通信に用いる可能性のあるＭＣＳ値のうちの最大のＭＣＳ値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１０７）。送信成功確率算出部１１４により判定対象のＭＣＳ値が最大のＭＣＳ値以下であると判定されると（ステップＳ１１０７：Ｙｅｓ）、再びステップＳ１１０３の処理が実行される。
　一方、送信成功確率算出部１１４は、判定対象のＭＣＳ値が最大のＭＣＳ値よりも大きいと判定すると（ステップＳ１１０７：Ｎｏ）、判定カウンタの値ｘを「１」だけインクリメントする（ステップＳ１１０８）。その後、送信成功確率算出部１１４は、判定カウンタの値ｘが、設定情報記憶部１３１から取得した判定繰り返し回数ｘｍａｘ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１０９）。送信成功確率算出部１１４により判定カウンタの値ｘが判定繰り返し回数ｘｍａｘ以下であると判定されると（ステップＳ１１０９：Ｙｅｓ）、再びステップＳ１１０２の処理が実行される。
　一方、送信成功確率算出部１１４は、判定カウンタの値ｘが判定繰り返し回数ｘｍａｘよりも大きいと判定すると（ステップＳ１１０９：Ｎｏ）、判定結果履歴記憶領域１２３に記憶されている判定結果の履歴を参照して、ＭＣＳ値毎に検査用データの送信成功回数と送信失敗回数との結果を集計する（ステップＳ１１１０）。その後、前述の図５のステップＳ１２の処理が実行される。
　次に、本実施の形態に係る無線通信装置１が、ＭＣＳ値「０」乃至「７」に対応するＭＣＳで無線通信装置２と通信を行った場合における、送信成功確率とそれらに対応するタイムアウト発生率との一例を下記表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　ここで、タイムアウト発生率閾値が１×１０－１６に設定されているとすると、選定部１１７は、ＭＣＳ値「３」乃至「６」のうちのいずれか１つを選定する。
　ところで、無線通信装置には、例えばＭＣＳ値を最大値に設定して他の無線通信装置との間で通常の通信（以下、「通常運用」と称する。）を開始し、通常運用開始後のフレームロス発生率に応じてＭＣＳ値を段階的に小さく設定していくものがある（以下、この種の無線通信装置を「比較例に係る無線通信装置」と称する。）。この比較例に係る無線通信装置の場合、図１０Ａに示すように、時刻Ｔ１０に無線モジュールを起動して通常運用を開始する。そうすると、図１０Ａの曲線Ｃ１に示すように、時刻Ｔ０から無線通信装置が適当なＭＣＳを探索している間、フレームロス発生率が高くなってしまう。
　これに対して、本実施の形態に係る無線通信装置１によれば、タイムアウト発生率算出部１１６が、検査用フレームの送信成功確率と送信試行可能回数とから、タイムアウト発生率を算出し、選定部１１７が、タイムアウト発生率が予め設定された発生率閾値以下であるか否かに応じて無線通信装置２との通信に用いるＭＣＳを選定する。これにより、例えば無線通信装置１は、まず、選定部１１７がタイムアウト発生率の低いＭＣＳ値を選定してから、選定されたＭＣＳ値に対応するＭＣＳで無線通信装置２との通常の通信を開始することが可能となる。即ち、本実施の形態に係る無線通信装置１の場合、図１０Ｂに示すように、時刻Ｔ２０に無線モジュール１０５を起動してから、まず、ＭＣＳ設定処理を実行することにより適切なＭＣＳを設定する。そして、無線通信装置１は、時刻Ｔ２１にＭＣＳの設定が完了してから通常運用を開始する。これにより、図１０Ｂの曲線Ｃ２に示すように、時刻Ｔ２１以降において、フレームロス発生率が比較的低いレベルで安定した状態で推移する。このように、本実施の形態に係る無線通信装置１は、比較例に係る無線通信装置のように通常運用を開始した後に他の無線通信装置との通信に適したＭＣＳを探索する構成に比べて、フレームロスが低減されるという利点がある。
　また、本実施の形態に係る送信試行可能回数算出部１１５は、検査用フレームの送信に用いるＭＣＳに対応するＤＢＰＳと、検査用フレームに含まれるデータのサイズと、に基づいて、検査用フレームの送信の際の帯域占有時間を算出する。そして、送信試行可能回数算出部１１５は、算出した帯域占有時間に対する第２基準時間の比率に基づいて、送信試行可能回数を算出する。これにより、タイムアウト発生率算出部１１６は、タイムアウト発生率を精度良く算出することができるので、選定部１１７が、無線通信装置１、２間の通信状況に適したＭＣＳを選定できる。
　更に、本実施の形態に係る無線通信装置１は、確認用フレームの送信後予め設定された第３基準時間内に無線通信装置２からＡＣＫフレームを受信したか否かに基づいて、無線通信装置２が通信可能な状態であるか否かを判定する判定部１１１を備える。これにより、例えば無線通信装置２が無線通信装置１と通信不可能な状態で無駄にＭＣＳ設定処理が実行されることを防止できる。
（変形例）
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態の構成に限定されるものではない。実施の形態の説明では、第１基準時間、第２基準時間および第３基準時間をいずれも４ｍｓｅｃとしている。これらの基準時間は、送信が成功するか否かを判断するための時間として、現実的には似通った数値になると考えられるが、もとよりこれら３種類の基準時間が同一である必要はない。
　また、例えば、選定部１１７が、まず、変調方式に基づいて複数のＭＣＳを分類したときの各変調方式について、タイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳの割合を算出する。そして、選定部１１７は、算出した割合が最大の変調方式に対応するＭＣＳの中から無線通信装置２との通信に用いるＭＣＳを選定する構成であってもよい。以下、本変形例について詳述する。
　本変形例では、ＤＢＰＳ情報記憶部１３２が、例えば図１１に示すように各ＭＣＳ値に対応する変調方式を示す情報を記憶するようにすればよい。図１１においてはすべてのMCS値に対する変調方式は図示していないが、例えば次の様に、ＭＣＳが「０」および「１」の場合、ＢＰＳＫ、ＭＣＳが「２」および「３」の場合、ＱＰＳＫ、ＭＣＳが「４」および「５」の場合、１６ＱＡＭ、ＭＣＳ値が「６」および「７」の場合６４ＱＡＭ、などとする。そして、選定部１１７は、ＤＢＰＳ情報記憶部１３２の変調方式を示す情報を参照して、変調方式に基づいて複数のＭＣＳ値を分類するようにすればよい。
　次に、本変形例に係る無線通信装置１が実行するＭＣＳ設定処理について説明する。なお、本変形例に係る無線通信装置１が実行するＭＣＳ設定処理および宛先確認処理の内容は、実施の形態に係るＭＣＳ設定処理および宛先確認処理の内容と同様である。また、本変形例に係るＭＣＳ設定処理は、実施の形態に係るＭＣＳ設定処理において図６のステップＳ１９に示すＭＣＳ選定処理の内容のみが相違する処理である。以下、このＭＣＳ選定処理の内容について図１２を参照しながら詳細に説明する。まず、選定部１１７は、タイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳ値の割合を算出する対象の変調方式を決定する（ステップＳ１９０１）。ここにおいて、例えば、選定部１１７は、変調方式ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの中から対象とする変調方式を決定する。
　次に、選定部１１７は、決定された変調方式に分類されるＭＣＳ値を特定する（ステップＳ１９０２）。選定部１１７は、例えば決定した変調方式がＢＰＳＫである場合、ＭＣＳ値として「０」「１」を特定する。
　続いて、選定部１１７は、特定したＭＣＳ値についてタイムアウト発生率が予め設定された発生率閾値以下である割合を算出する（ステップＳ１９０３）。例えば各ＭＣＳ閾値についてのタイムアウト発生率が、実施の形態の表１に示す値を示したとする。そして、発生率閾値が１０×－１６に設定されているとする。この場合、決定された変調方式がＢＰＳＫの場合、ＭＣＳ値「０」、「１」のいずれについてもタイムアウト発生率が発生率閾値よりも大きいので、タイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳ値の割合が「０」となる。一方、決定された変調方式が１６ＱＡＭの場合、ＭＣＳ値「４」、「５」のいずれについてもタイムアウト発生率が発生率閾値以下なので、タイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳ値の割合が「１」となる。
　その後、選定部１１７は、未だタイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳ値の割合を算出する対象となっていない変調方式が他に有るか否かを判定する（ステップＳ１９０４）。選定部１１７は、未だタイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳ値の割合を算出する対象となっていない変調方式が他に有ると判定すると（ステップＳ１９０４：Ｙｅｓ）、再びステップＳ１９０１の処理を実行する。
　一方、選定部１１７は、全ての変調方式についてタイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳ値の割合を算出したと判定すると（ステップＳ１９０４：Ｎｏ）、タイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳ値の割合が最大の変調方式を特定する（ステップＳ１９０５）。例えば前述のように各ＭＣＳ閾値についてのタイムアウト発生率が、実施の形態の表１に示す値を示したとする。そして、発生率閾値が１０×－１６に設定されているとする。この場合、変調方式ＢＰＳＫに分類されるＭＣＳ値「０」「１」の場合、それらの両方のタイムアウト発生率が発生率閾値よりも大きいので、タイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳ値の割合が「０」である。また、変調方式ＱＰＳＫに分類されるＭＣＳ値「２」「３」の場合、ＭＣＳ値「２」ではタイムアウト発生率が発生率閾値よりも大きく、ＭＣＳ値「３」ではタイムアウト発生率が発生率閾値以下である。従って、タイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳ値の割合が「０．５」になる。変調方式１６ＱＡＭに分類されるＭＣＳ値「４」「５」の場合、それらの両方のタイムアウト発生率が発生率閾値以下なので、タイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳ値の割合が「１」になる。また、変調方式６４ＱＡＭに分類されるＭＣＳ値「６」「７」の場合、ＭＣＳ値「６」ではタイムアウト発生率が発生率閾値以下であり、ＭＣＳ値「７」ではタイムアウト発生率が発生率閾値よりも大きい。従って、タイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳ値の割合が「０．５」になる。このような場合、選定部１１７は、タイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳ値の割合が最大の変調方式として変調方式１６ＱＡＭを特定する。
　次に、選定部１１７は、タイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳ値の割合が最大の変調方式の中からＭＣＳ値を選定する（ステップＳ１９０６）。例えば選定部１１７は、タイムアウト発生率が発生率閾値以下であるＭＣＳ値の割合が最大の変調方式として変調方式１６ＱＡＭを特定した場合、ＭＣＳ値「４」「５」のいずれかを選定する。その後、実施の形態で説明した図６のステップＳ２０の処理が実行される。
　本構成によれば、選定部１１７が、各ＭＣＳ値に対応する変調方式に基づいてＭＣＳ値を選定する。これにより、無線通信装置２との通信により適切なＭＣＳが選定され、無線通信装置１、２間の通信におけるフレームロスを確実に低減できるという利点がある。
　実施の形態では、無線通信装置１が１台の無線通信装置２のみと通信する例について説明したが、これに限らず、例えば無線通信装置１が、特定の複数の無線通信装置と通信する構成であってもよい。この場合、無線通信装置１は、その設置時において、特定の複数の無線通信装置それぞれに対してＭＣＳ設定処理を実行するようにすればよい。
　実施の形態では、選定部１１７が、選定したＭＣＳ値を設定情報記憶部１３１に記憶させることにより、無線通信装置１が無線通信装置２との間での通信に用いるＭＣＳを設定する例について説明した。但し、これに限らず、例えば選定部１１７が、選定したＭＣＳ値を示す情報を、インタフェース１０４を介してＰＣ３へ出力する構成であってもよい。この場合、ＰＣ３が、無線通信装置１から入力されるＭＣＳ値を表示部に表示する構成とし、ユーザが表示部に表示されたＭＣＳ値を確認して無線通信装置１が無線通信装置２との間での通信に用いるＭＣＳを設定するようにすればよい。
　実施の形態において、無線通信装置１が、起動時に、１日２４時間のうちの予め設定された複数の時刻にＭＣＳ設定処理を実行して各時刻におけるＭＣＳ値をその時刻に対応づけて設定情報記憶部１３１に記憶させる構成であってもよい。そして、無線通信装置１は、以後、予め設定された複数の時刻が到来する毎に、設定情報記憶部１３１が記憶する対応するＭＣＳ値に応じたＭＣＳを用いて無線通信装置２と通信する構成であってもよい。
　本構成によれば、無線通信装置１、２間の通信状況が１日における複数の時間帯で変化する環境で使用される場合であっても無線通信装置１、２間の通信に適したＭＣＳで無線通信装置１、２間の通信を行うことが可能となる。
　本発明に係る無線通信装置１の各種機能は、専用のシステムによらず、無線通信モジュールを備えるコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、ネットワークに接続されているコンピュータに、上記動作を実行するためのプログラムを、コンピュータシステムが読み取り可能な非一時的な記録媒体（ＣＤ－ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該プログラムをコンピュータシステムにインストールすることにより、上述の処理を実行する無線通信装置１を構成してもよい。
　また、コンピュータにプログラムを提供する方法は任意である。例えば、プログラムは、通信回線のサーバにアップロードされ、通信回線を介してコンピュータに配信されてもよい。そして、コンピュータは、このプログラムを起動して、ＯＳの制御の下、他のアプリケーションと同様に実行する。これにより、コンピュータは、上述の処理を実行する無線通信装置１として機能する。
　以上、本発明の実施の形態および変形例（なお書きに記載したものを含む。以下、同様。）について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、実施の形態および変形例が適宜組み合わされたもの、それに適宜変更が加えられたものを含む。
　本出願は、２０１６年１１月３０日に出願された日本国特許出願特願２０１６－２３３２０２号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０１６－２３３２０２号の明細書、特許請求の範囲および図面全体を参照として取り込むものとする。
　本発明の無線通信装置は、商業施設または工場におけるデジタルサイネージ向け無線端末装置として好適である。
１，２：無線通信装置、３：ＰＣ、４：モニタ、１０１：ＣＰＵ、１０２：主記憶部、１０３：補助記憶部、１０４：インタフェース、１０５：無線モジュール、１１１：判定部、１１２：モジュール制御部、１１３：フレーム生成部、１１４：送信成功確率算出部、１１５：送信試行可能回数算出部、１１６：タイムアウト発生率算出部、１１７：選定部、１１８：情報出力部、１２１：成功／失敗回数記憶領域、１２２：宛先確認用判定結果記憶領域、１２３：判定結果履歴記憶領域、１３１：設定情報記憶部、１３２：ＤＢＰＳ情報記憶部、１３３：結果記憶部

Claims (6)

  1. 　他の無線通信装置へ向けて第１フレームを複数回送信した場合の、前記第１フレームの送信後予め設定された第１基準時間内に前記他の無線通信装置から確認応答フレームを受信する確率である送信成功確率を算出する送信成功確率算出部と、
    　第２基準時間内における前記第１フレームの送信試行可能回数を算出する送信試行可能回数算出部と、
    　前記送信成功確率と前記送信試行可能回数とから、前記第２基準時間内で前記第１フレームを前記送信試行可能回数だけ繰り返し送信しても前記他の無線通信装置から前記確認応答フレームを受信しない確率であるタイムアウト発生率を算出するタイムアウト発生率算出部と、
    　前記タイムアウト発生率が予め設定された発生率閾値以下であるか否かに応じて前記他の無線通信装置との通信に用いる符号化・変調方式を選定する選定部と、を備える、
    　無線通信装置。
  2. 　前記送信試行可能回数算出部は、前記第１フレームの送信に用いる符号化・変調方式に対応する送信レートと、前記第１フレームに含まれるデータのサイズと、に基づいて、前記第１フレームの送信の際の帯域占有時間を算出し、前記帯域占有時間に対する前記第２基準時間の比率に基づいて、前記送信試行可能回数を算出する、
    　請求項１に記載の無線通信装置。
  3. 　前記他の無線通信装置へ向けて第２フレームを複数回送信した場合、前記第２フレームの送信後予め設定された第３基準時間内に前記他の無線通信装置から確認応答フレームを受信したか否かに基づいて、前記他の無線通信装置が通信可能な状態であるか否かを判定する判定部を更に備える、
    　請求項１または２に記載の無線通信装置。
  4. 　前記タイムアウト発生率算出部は、複数の符号化・変調方式を用いて前記第１フレームを送信する場合それぞれのタイムアウト発生率を算出し、
    　前記選定部は、変調方式に基づいて前記複数の符号化・変調方式を分類したときの各変調方式について、タイムアウト発生率が前記発生率閾値以下である符号化・変調方式の割合を算出し、算出した割合が最大の変調方式に対応する符号化・変調方式の中から前記他の無線通信装置との通信に用いる符号化・変調方式を選定する、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
  5. 　他の無線通信装置へ向けて第１フレームを複数回送信した場合の、前記第１フレームの送信後予め設定された第１基準時間内に前記他の無線通信装置から確認応答フレームを受信する確率である送信成功確率を算出するステップと、
    　第２基準時間内における前記第１フレームの送信試行可能回数を算出するステップと、
    　前記送信成功確率と前記送信試行可能回数とから、前記第２基準時間内で前記第１フレームを前記送信試行可能回数だけ繰り返し送信しても前記他の無線通信装置から前記確認応答フレームを受信しない確率であるタイムアウト発生率を算出するステップと、
    　前記タイムアウト発生率が予め設定された発生率閾値以下であるか否かに応じて前記他の無線通信装置との通信に用いる符号化・変調方式を選定するステップと、を含む、
    　無線通信方法。
  6. 　コンピュータを、
    　他の無線通信装置へ向けて第１フレームを複数回送信した場合の、前記第１フレームの送信後予め設定された第１基準時間内に前記他の無線通信装置から確認応答フレームを受信する確率である送信成功確率を算出する送信成功確率算出部、
    　第２基準時間内における前記第１フレームの送信試行可能回数を算出する送信試行可能回数算出部、
    　前記送信成功確率と前記送信試行可能回数とから、前記第２基準時間内で前記第１フレームを前記送信試行可能回数だけ繰り返し送信しても前記他の無線通信装置から前記確認応答フレームを受信しない確率であるタイムアウト発生率を算出するタイムアウト発生率算出部、
    　前記タイムアウト発生率が予め設定された発生率閾値以下であるか否かに応じて前記他の無線通信装置との通信に用いる符号化・変調方式を選定する選定部、
    　として機能させるためのプログラム。
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