WO2020012918A1 - 無線通信システム、制御方法、制御装置及び制御プログラム - Google Patents

無線通信システム、制御方法、制御装置及び制御プログラム Download PDF

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wireless
wireless communication
unit
frame
communication device
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PCT/JP2019/024686
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陽平 片山
藤田　隆史
健人 吉澤
秀哉 宗
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NTT Inc
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, a control method, a control device, and a control program.
  • a wireless communication system a transmitter that performs redundant communication for transmitting the duplicated packet by using wireless frames in a plurality of frequency bands, and a receiver that acquires the earliest normally received wireless frame as a packet. May be provided.
  • Such a wireless communication system can realize high reliability regarding a wireless frame arrival probability (packet arrival probability) within a required delay time even in an environment where a wireless frame loss probability is high. Reference 1).
  • the wireless communication system consumes an extra amount of wireless frames (wireless resources) due to redundant communication using a plurality of frequency bands simultaneously. There is a case where the loss probability of the radio frame is increased by the radio frame of the excessively consumed communication amount. In addition, when a single wireless access method is used, there may be cases where high reliability regarding the wireless frame arrival probability cannot be sufficiently obtained. As described above, the conventional wireless communication system may not be able to reduce the amount of wireless frame communication due to redundant communication after improving the reliability of the wireless frame arrival probability.
  • the present invention provides a wireless communication system, a control method, a control device, and a control that can reduce the amount of wireless frame communication by redundant communication while improving the reliability of the wireless frame arrival probability. It is intended to provide programs.
  • One aspect of the present invention is a wireless communication system including a plurality of wireless communication devices that transmit a wireless frame to a terminal, and a control device, wherein the wireless communication device transmits information indicating the number of retransmissions of the wireless frame. Transmit to the control device, the control device acquires information indicating the number of retransmissions of the radio frame, selects the radio communication device according to the number of retransmissions, the selected radio communication device of the radio frame A wireless communication system for starting transmission.
  • One aspect of the present invention is the above wireless communication system, wherein the control device determines a priority for each of the wireless communication devices, and the wireless communication device having the highest priority among a plurality of the wireless communication devices.
  • the wireless communication device selected according to the increase in the number of retransmissions in the device starts transmitting the wireless frame.
  • One embodiment of the present invention is the above-described wireless communication system, wherein the control device is configured to perform at least one of a communication cost of the wireless communication device and a loss probability of the wireless frame of the wireless communication device. The priority is determined for each of the wireless communication devices.
  • One aspect of the present invention is a control method executed by a wireless communication system including a plurality of wireless communication devices transmitting a wireless frame to a terminal and a control device, wherein the wireless communication device performs the number of retransmissions of the wireless frame.
  • the control device acquires information indicating the number of retransmissions of the radio frame, selects the radio communication device according to the number of retransmissions, the selected radio communication device To start transmission of the radio frame.
  • One embodiment of the present invention is the above control method, wherein the control device determines a priority for each of the wireless communication devices, and the wireless communication device having the highest priority among a plurality of the wireless communication devices And causing the wireless communication device selected according to the increase in the number of retransmissions to start transmitting the wireless frame.
  • One aspect of the present invention is a control device that controls a plurality of wireless communication devices that transmit a wireless frame to a terminal, a reception control unit that receives information indicating the number of retransmissions of the wireless frame from the wireless communication device, A control unit that selects the wireless communication device according to the number of retransmissions and causes the selected wireless communication device to start transmitting the wireless frame.
  • One aspect of the present invention is the control device described above, wherein the request unit sets a priority for each of the wireless communication devices, and the wireless communication device having the highest priority among a plurality of the wireless communication devices And causing the wireless communication device selected according to the increase in the number of retransmissions to start transmitting the wireless frame.
  • One embodiment of the present invention is a control program for causing a computer to function as the control device.
  • the present invention it is possible to improve the reliability of the radio frame arrival probability and reduce the traffic of the radio frame due to the redundant communication.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a wireless communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a usage management table according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a wireless transmission unit management table in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a connection state management table according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a sequence diagram illustrating an example of a pre-connection process and a connection process according to the first embodiment.
  • 9 is a flowchart illustrating an example of a process of updating a connection state management table in the first embodiment.
  • 5 is a flowchart illustrating an example of a transmission process and a reception process of a wireless frame in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a sequence diagram illustrating an example of a transmission process and a reception process of a wireless frame in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a transmission pattern of a radio frame in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a conventional wireless frame transmission pattern.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a wireless transmission unit management table in the second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a connection state management table according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a transmission pattern of a radio frame having a different average transmission time in the second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a conventional example of a transmission pattern of a radio frame having a different average transmission time.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a configuration of a wireless communication system according to a third embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of the wireless communication system 1.
  • the wireless communication system 1 is a system that executes wireless communication.
  • the wireless communication system 1 includes a wireless facility 2 and one or more terminals 3.
  • the wireless equipment 2 includes a control device 4, a network 5, and a plurality of wireless communication devices 6.
  • Terminal 3 is a terminal that executes redundant communication using a wireless frame, and is, for example, a smartphone terminal or a tablet terminal.
  • the terminal 3 includes a terminal transmission control unit 30, a first transmission unit 31, a second transmission unit 32, a terminal reception control unit 33, a first reception unit 34, and a second reception unit 35.
  • the terminal transmission control unit 30 and the terminal reception control unit 33 may be integrated.
  • the first transmitting unit 31 and the first receiving unit 34 may be integrated.
  • the second transmitting unit 32 and the second receiving unit 35 may be integrated.
  • the control device 4 is an information processing device (transmission / reception processor) that executes control related to transmission of a wireless frame of the wireless communication device 6 and the like.
  • the control device 4 controls the redundant communication by each wireless communication device 6.
  • the control device 4 communicates with each wireless communication device 6 via the network 5. Therefore, the control device 4 executes the control related to the transmission of the wireless frame of the wireless communication device 6 at the end point of the redundant communication separated from the wireless communication device 6.
  • the control device 4 includes a transmission control unit 40 and a reception control unit 41.
  • Each functional unit is realized using hardware such as an LSI (Large Scale Integration) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • Each functional unit may be realized by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) executing a program stored in the storage unit.
  • the transmission control unit 40 and the reception control unit 41 may be integrated.
  • the control device 4 includes a storage unit 42.
  • the storage unit 42 is a non-volatile recording medium (non-temporary recording medium) such as a flash memory and an HDD (Hard Disk Drive).
  • the storage unit 42 may include a volatile recording medium such as a RAM (Random Access Memory) or a register.
  • the storage unit 42 stores programs and data tables.
  • the network 5 is a communication line such as a LAN (Local Area Network).
  • the network 5 may be a wired communication line or a wireless communication line.
  • the wireless communication device 6 is a device that performs redundant communication using a wireless frame.
  • the wireless communication device 6 performs redundant communication with the terminal 3.
  • Each wireless communication device 6 may belong to a different management domain.
  • Each wireless communication device 6 communicates with the control device 4 via the network 5.
  • the wireless communication device 6 includes a wireless transmission unit 60 and a wireless reception unit 61.
  • Each functional unit is realized, for example, by a processor such as a CPU executing a program stored in a storage unit.
  • Each functional unit may be realized using hardware such as an LSI and an ASIC.
  • the wireless communication device 6 may further include a storage unit.
  • the terminal transmission control unit 30 controls the transmission of the radio frame by the first transmission unit 31 and the second transmission unit 32.
  • the first transmission unit 31 transmits a wireless frame to the wireless communication device 6 using a predetermined wireless method.
  • the second transmission unit 32 transmits a wireless frame to the wireless communication device 6 using a predetermined wireless method.
  • the wireless system of the first transmitting unit 31 and the wireless system of the second transmitting unit 32 may be the same system or different systems.
  • the terminal reception control unit 33 executes control relating to transmission of a radio frame by the first reception unit 34 and the second reception unit 35.
  • the first receiving unit 34 receives a wireless frame from the wireless communication device 6 using the wireless method of the first transmitting unit 31.
  • the second transmitting unit 32 receives a wireless frame from the wireless communication device 6 using the wireless method of the second transmitting unit 32.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the usage management table.
  • the usage management table is a data table in which management information of communication usage is registered.
  • the transmission control unit 40 refers to the use management table. Items in the usage management table include usage, required delay, required reliability, and a terminal permitted to connect.
  • “Usage” indicates the communication usage.
  • “Requested delay” indicates a wireless frame delay time (packet delay time) required for the wireless communication system 1.
  • “Required reliability” indicates a wireless frame arrival probability (packet arrival probability) required for the wireless communication system 1.
  • the “terminal permitted to connect” indicates the terminal 3 permitted to connect to the communication with the wireless communication device 6.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the wireless transmission unit management table.
  • the wireless transmission unit management table is a data table in which management information of the wireless transmission unit 60 is registered.
  • the transmission control unit 40 refers to the wireless transmission unit management table. Items in the wireless transmission unit management table include a wireless communication device, a wireless transmission unit, a wireless system, a cost, an available frequency band, a wireless frame loss probability, and an average wireless frame transmission time.
  • wireless communication device represents the wireless communication device 6 including the wireless transmission unit 60 registered in the “wireless transmission unit”.
  • the “wireless transmitting unit” is a wireless transmitting unit 60 provided in the wireless communication device 6 registered in the “wireless communication device”, and represents the wireless transmitting unit 60 that transmits a wireless frame.
  • the “wireless system” indicates a wireless system (for example, Wi-Fi) of communication executed by the wireless transmission unit 60.
  • “Cost” indicates the cost of communication performed by the wireless transmission unit 60.
  • “Available frequency band” indicates a frequency band (channel) in which the wireless communication executed by the wireless transmission unit 60 is available.
  • Radio frame loss probability indicates a loss probability of a wireless frame between the terminal 3 and the wireless communication device 6.
  • Average wireless frame transmission time indicates the average of the transmission time of a wireless frame between the terminal 3 and the wireless communication device 6.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the connection state management table.
  • the connection state management table is a data table in which management information of the connection state of communication between the terminal 3 and the wireless communication device 6 is registered.
  • the transmission control unit 40 refers to the connection state management table. Items in the connection state management table include a connection relation, a state, a priority, and the number of retransmissions to start transmission.
  • the connection-related items include terminals and wireless equipment.
  • the items of the wireless equipment include a wireless communication device and a wireless transmission unit.
  • terminal represents the terminal 3 that executes communication with the wireless communication device 6 registered in “wireless communication device”.
  • the “wireless communication device” is a wireless communication device 6 that executes communication with the terminal 3 registered in the “terminal”.
  • the “wireless transmitting unit” is a wireless transmitting unit 60 that performs communication in the wireless communication device 6 registered in the “wireless communication device”.
  • the “state” indicates whether or not the wireless transmission unit 60 registered in the “wireless transmission unit” is in a state used for communication.
  • “Priority” indicates the priority of the wireless transmission unit 60 registered in the “wireless transmission unit”. The priority value indicates that the smaller the value, the higher the priority.
  • the “transmission retransmission count” indicates the number of retransmissions at which the wireless transmission unit 60 registered in the “wireless transmission unit” starts transmitting a wireless frame.
  • the number of retransmissions indicates the number of retransmissions of a radio frame by the radio transmission unit 60-1 having the highest priority. In FIG. 4, for example, when the number of times of retransmission of the radio frame by the radio transmission unit 60-1 having the highest priority is one, the transmission control unit 40 determines that the radio transmission unit 60-2 has the second highest priority. Transmission of a wireless frame is started.
  • the transmission control unit 40 includes a request unit 400.
  • the request unit 400 acquires information indicating the cost of communication by the wireless transmission unit 60 from a wireless transmission unit management table as shown in FIG.
  • the request unit 400 sets a priority for each wireless transmission unit 60 in the connection state management table as shown in FIG.
  • the request unit 400 sets a priority for each wireless transmission unit 60 based on the communication cost and the loss probability of the wireless frame as shown in FIG.
  • the request unit 400 sets the priority so that the wireless transmission unit 60 having a low communication cost is preferentially used for communication. That is, the request unit 400 sets a high priority to the wireless transmission unit 60 having a low communication cost.
  • the request unit 400 sets the priority so that the wireless transmission unit 60 having a low wireless frame loss probability is preferentially used for communication. That is, the request unit 400 sets a high priority to the wireless transmission unit 60 having a low wireless frame loss probability.
  • the request unit 400 may prioritize low communication cost over low radio frame loss probability. That is, the request unit 400 may set a higher priority than the priority set for the wireless transmission unit 60 having a low loss probability of the wireless frame to the wireless transmission unit 60 having a low communication cost.
  • the request unit 400 performs the “transmission start retransmission count” in the connection state management table as shown in FIG. 4 based on the “radio frame loss probability” in the wireless transmission unit management table as shown in FIG. Is set.
  • the request unit 400 sets a small value to “the number of retransmissions to start transmission” of the wireless transmission unit 60 having a low wireless frame loss probability. For example, the request unit 400 sets “0” to “the number of retransmissions to start transmission” of the wireless transmission unit 60-1 having the lowest loss probability of the wireless frame.
  • the request unit 400 sets 1 to “the number of retransmissions to start transmission” of the wireless transmission unit 60-2 having the second lowest wireless frame loss probability.
  • the request unit 400 sets “2” to “the number of retransmissions to start transmission” of the wireless transmission unit 60-3 having the third lowest loss probability of the wireless frame.
  • the request unit 400 controls the start or stop of the transmission or retransmission of the radio frame to one or more radio transmission units 60 based on the retransmission status or the transmission completion status of each radio frame and the priority of each radio transmission unit 60. Request.
  • the wireless frame retransmission status indicates the number of times a wireless frame is retransmitted or the retransmission timeout for each wireless transmission unit 60.
  • the retransmission timeout indicates that the time from when the radio frame is retransmitted to when the radio receiving unit 61 receives a response signal (ACK radio frame) from the terminal 3 that receives the retransmitted radio frame has timed out.
  • ACK radio frame response signal
  • the request unit 400 compares the “retransmission count for starting transmission” in the connection state management table as shown in FIG. 4 with the retransmission count notified from the wireless transmission unit 60-1 having the highest priority. Based on the request, the wireless transmission unit 60 requests the wireless transmission unit 60 to start transmitting or retransmitting the wireless frame.
  • the request unit 400 causes more wireless transmitting units 60 to start transmitting (retransmitting) wireless frames in accordance with an increase in the number of retransmissions of wireless frames in the wireless transmitting unit 60-1 having the highest priority. Thereby, the request unit 400 can reduce the traffic of the radio frame by the redundant communication.
  • the request unit 400 preferentially uses the set wireless transmission unit 60 with a high priority (the wireless transmission unit 60 with a small priority value) for communication. For example, when the number of times of retransmission of the radio frame by the radio transmission unit 60-1 having the highest priority becomes one, the request unit 400 transmits the radio frame by the radio transmission unit 60-2 having the second highest priority. To start. For example, when the number of times of retransmission of the radio frame by the radio transmission unit 60-1 having the highest priority becomes two, the request unit 400 transmits the radio frame by the radio transmission unit 60-3 having the third highest priority. To start.
  • the reception control unit 41 acquires a packet from the reception control unit 41.
  • the reception control unit 41 acquires a response signal of the packet from the reception control unit 41.
  • the wireless transmission unit 60 includes a notification unit 600 and an antenna.
  • the notification unit 600 notifies the request unit 400 of the retransmission status (the number of retransmissions, etc.) of the wireless frame transmitted from the wireless communication device 6 to the terminal 3.
  • the notification unit 600 notifies the request unit 400 of the completion of transmission (ACK) of the wireless frame transmitted from the wireless communication device 6 to the terminal 3.
  • the notifying unit 600 separates the end point of the redundant communication from the terminal 3 and the wireless communication device 6, and sets the end point of the redundant communication to the control device 4. Can be.
  • the wireless receiving unit 61 acquires the wireless frame of the packet from the terminal 3-1.
  • the wireless reception unit 61 transmits the packet to the reception control unit 41.
  • the wireless receiving unit 61 acquires a wireless frame of a packet response signal from the terminal 3-1.
  • the wireless reception unit 61 transmits a response signal of the packet to the reception control unit 41.
  • FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an example of the pre-connection processing and the connection processing.
  • the pre-connection process is a process from step S101 to step S111.
  • the connection process is a process of step S112.
  • the control device 4 transmits a group identifier (for example, an identifier of the control device 4) indicating one or more wireless transmission units 60 that can be used for redundant communication to the wireless communication device 6-1 (step S101). .
  • the wireless communication device 6-1 transmits a wireless frame including the group identifier and the identifier of the wireless communication device 6-1 to the terminal 3-1 (step S102).
  • the control device 4 transmits the group identifier to the wireless communication device 6-1 (step S103).
  • the wireless communication device 6-1 transmits a wireless frame including the group identifier and the identifier of the wireless communication device 6-2 to the terminal 3-1 (step S104).
  • the terminal 3-1 groups the wireless transmission units 60 having the same group identifier (step S105).
  • the terminal 3-1 selects one wireless transmission unit 60 from one or more grouped wireless transmission units 60 having the same group identifier (step S106).
  • the terminal 3-1 notifies the wireless communication device 6-1 of information indicating a connection request.
  • the information indicating the connection request includes information indicating a list of one or more wireless transmission units 60 to which the terminal 3-1 is connectable among the wireless transmission units 60 having the same group identifier, and information indicating the use of communication. (Step S107).
  • the wireless communication device 6-1 transmits information representing the connection request to the control device 4 (step S108).
  • the control device 4 updates the connection state management table based on the information indicating the connection request (step S109).
  • the control device 4 notifies the wireless communication device 6-1 of information indicating a response to the connection request.
  • the information indicating the response to the connection request includes information indicating a list of the wireless transmission units 60 used by the terminal 3-1 for connection and communication (step S110).
  • the wireless communication device 6-1 notifies the terminal 3-1 of information indicating a response to the connection request by a wireless frame (step S111).
  • the control device 4, the wireless communication device 6-1 and the terminal 3-1 execute a predetermined connection process (step S112).
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a process of updating the connection state management table. This updating process is the process of step S109 in FIG.
  • the request unit 400 indicates a list of one or more wireless transmission units 60 to which the terminal 3-1 can connect, among the wireless transmission units 60 having the same group identifier.
  • the information and the information indicating the usage are extracted from the information indicating the connection request.
  • the length L of this list indicates the number of wireless transmission units 60 to which the terminal 3 connects (Step S201).
  • the request unit 400 determines whether the terminal 3-1 that transmitted the connection request is included in the “terminals permitted to connect” associated with the “use” in the use management table as illustrated in FIG. It is determined whether or not it is (step S202). If the terminal 3-1 that has transmitted the connection request is included in the “terminal permitted to connect” (step S202: YES), the request unit 400 sets the “request delay” associated with the “use”. And “requested reliability” are acquired from the usage management table (step S203). The request unit 400 calculates the upper limit M of the number of transmissions corresponding to the acquired request delay time (step S204).
  • the request unit 400 adds an entry associated with the “use” to the connection state management table. For example, the request unit 400 sets the terminal 3-1 that has transmitted the connection request to “connection relation: terminal” of the entry. The request unit 400 sets a list of one or more wireless transmission units 60 to which the terminal 3-1 is connectable among the wireless transmission units 60 having the same group identifier in the “connection relation: wireless equipment” of the entry. . The request unit 400 sets "unused" in the "state” of the entry (step S205).
  • the request unit 400 selects the wireless transmission unit 60 for each terminal 3 in ascending order of “loss of wireless frame” in the wireless transmission unit management table.
  • the request unit 400 sets, in the connection state management table, a value that is incremented in order from 1 to the priority of the selected wireless transmission unit 60 among the wireless transmission units 60 in the “wireless transmission unit” of the added entry. I do. If different costs are registered in the wireless transmission unit management table, the request unit 400 sets the wireless transmission unit 60 to a higher priority in ascending order of communication costs (step S206).
  • the request unit 400 sets M to N1 where the priority i is 1, and sets 0 to Ni where the priority i is other than 1 (step S207).
  • the initial value of the priority i is 2 after step S208.
  • the request unit 400 adds 1 to the value of the priority i.
  • the request unit 400 determines whether N2 is greater than M (Step S208). If N2 is equal to or less than M (step S208: NO), the request unit 400 determines whether the value of the priority i is equal to or less than the length L (step S209).
  • step S209: i> L the request unit 400 returns the process to step S208.
  • the request unit 400 satisfies the required reliability when the wireless transmission unit 60 of the priority i transmits the wireless frame Ni times. It is determined whether or not to be performed (step S210). When the required reliability is not satisfied (step S210: NO). The request unit 400 adds 1 to the number of transmissions Ni (step S211). The requesting unit 400 returns the process to Step S209.
  • the request unit 400 transmits the “transmission request” associated with the wireless transmission unit 60 having the priority i in the connection state management table as illustrated in FIG.
  • the “number of retransmissions to start” is set to (M ⁇ Ni) times (step S212).
  • the request unit 400 sets “use” in the “state” of the wireless transmission unit 60 in which the number of transmissions Ni is not 0 in the connection state management table (step S213).
  • the request unit 400 notifies the terminal 3-1 of information indicating a response to the connection request. That is, the request unit 400 stores the list of the wireless transmission units 60 whose “state” is “used” in the connection state management table as shown in FIG. Is notified to the terminal 3-1 as a list (step S214).
  • step S208 If the number of transmissions N2 exceeds M (step S208: YES), the request unit 400 transmits a response to the connection request to the terminal 3-1. That is, the request unit 400 notifies the terminal 3-1 that the required reliability cannot be satisfied (step S215).
  • the request unit 400 notifies the terminal 3-1 of the rejection of the connection (step S216). ).
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a transmission process and a reception process of a wireless frame (packet).
  • the request unit 400 acquires the identification information of the terminal 3-1 as the destination from the packet (step S301).
  • the request unit 400 sends, to all the wireless communication devices 6 having the connection relationship with the terminal 3-1 as the destination, all the wireless communication devices 6 for which the “transmission start retransmission count” is 0 in the connection state management table.
  • the packet is transmitted (step S302).
  • the requesting unit 400 records a copy of the transmitted packet in a buffer for waiting for reception of a response signal (ACK) (step S303).
  • the request unit 400 sets a retransmission timeout time corresponding to the minimum number of retransmissions among the number of retransmissions greater than 0 in the connection state management table in the timer (step S304).
  • the request unit 400 waits for reception of the response signal (ACK) transmitted from the wireless communication device 6 (Step S305).
  • step S305 when the request unit 400 receives the information indicating the retransmission status from the wireless communication device 6 having the smallest priority value, the request unit 400 is included in the information indicating the retransmission status based on the connection status management table.
  • the packet is transmitted to all the wireless communication devices 6 corresponding to “the number of retransmissions to start transmission” which is equal to the number of retransmissions. If the retransmission timeout time is exceeded, the request unit 400 determines, based on the connection state management table, all radios corresponding to the “transmission retransmission count” equal to the retransmission count included in the information indicating the retransmission status.
  • the packet is transmitted to the communication device 6.
  • the wireless communication device 6 acquires the packet, the wireless communication device 6 transmits the packet to the terminal 3-1 by using the wireless frame of the frequency band registered in the “available frequency band” in the wireless transmission unit management table. (Step S306).
  • the request unit 400 determines the retransmission timeout time corresponding to the minimum number of retransmissions among the number of retransmissions greater than the current number of retransmissions in the wireless transmission unit 60-1, based on the connection state management table. For example, the request unit 400 determines a retransmission timeout time based on the result of multiplying the average transmission time of the radio frame by the number of retransmissions (step S307). The request unit 400 returns the process to Step S305.
  • step S305 when the delay of the wireless frame exceeds the required delay, the request unit 400 requests all wireless communication devices 6 having a connection relationship with the destination terminal 3-1 to stop retransmission of the wireless frame.
  • a signal to be transmitted is transmitted (step S308).
  • the request unit 400 deletes a copy of the packet for which the response signal (ACK) has been received or a copy of the packet for which the request delay has been exceeded from the buffer for waiting for the reception of the response signal (step S309).
  • step S305 when the control device 4 receives the response signal (ACK) from the wireless communication device 6, the wireless communication device that has received the response signal among the wireless communication devices 6 that have a connection relationship with the destination terminal 3-1. Except for the device 6, a signal requesting that the retransmission of the radio frame be stopped is transmitted to all the radio communication devices 6 that are retransmitting the radio frame (step S310).
  • the request unit 400 advances the process to step S309.
  • FIG. 8 is a sequence diagram illustrating an example of transmission processing and reception processing of a radio frame (packet).
  • the transmission control unit 40 acquires a first packet and copies the first packet (step S401).
  • the transmission control unit 40 requests the wireless transmission unit 60-1 to transmit the first packet (Step S402).
  • the wireless transmitting unit 60-1 transmits the wireless frame of the first packet to the first receiving unit 34-1 (Step S403).
  • the first receiving unit 34-1 transmits the first packet included in the radio frame to the terminal reception control unit 33-1 (Step S404).
  • the terminal reception control unit 33-1 acquires the first packet (Step S405). Since the first transmitting unit 31-1 has normally received the first packet, the first transmitting unit 31-1 transmits the wireless frame of the response signal (ACK) of the first packet to the wireless receiving unit 61-1 (step S406).
  • the wireless reception unit 61-1 transmits a response signal of the first packet to the reception control unit 41 (Step S407).
  • step S301 shown in FIG. 7 the transmission control unit 40 acquires the second packet and copies the second packet (step S408).
  • the transmission control unit 40 requests the wireless transmission unit 60-1 to start transmission of the second packet (step S409).
  • the wireless transmitting section 60-1 transmits the wireless frame of the second packet to the first receiving section 34-1.
  • the transmitted radio frame of the second packet has been lost (step S410).
  • the first receiver 34-1 transmits a response signal (ACK wireless frame), and the time from when the wireless receiver 61-1 receives the transmitted response signal times out (step S411).
  • Radio transmitting section 60-1 retransmits the radio frame of the second packet to first receiving section 34-1.
  • the radio frame of the retransmitted second packet has been lost (step S412).
  • the number of retransmissions of the radio frame of the second packet has exceeded the specified number (step S413).
  • the wireless transmission unit 60-1 notifies the reception control unit 41 of the retransmission status (the number of retransmissions) of the second packet (step S414).
  • the transmission control unit 40 determines whether it is necessary to request transmission control based on the retransmission status of the second packet (step S415).
  • step S306 shown in FIG. 7 the transmission control unit 40 requests the wireless transmission unit 60-2 to transmit the second packet (step S416).
  • the wireless transmitting unit 60-2 transmits the wireless frame of the second packet to the second receiving unit 35-1 (Step S417).
  • the second receiving unit 35-1 transmits the second packet included in the radio frame to the terminal reception control unit 33-1 (Step S418).
  • the terminal reception control unit 33-1 acquires the second packet (Step S419).
  • the first receiver 34-1 transmits a response signal (ACK radio frame), and the time from when the radio receiver 61-1 receives the transmitted response signal times out (step S420).
  • Radio transmitting section 60-1 retransmits the radio frame of the second packet to first receiving section 34-1. In FIG. 8, the wireless frame of the retransmitted second packet has been lost (step S421).
  • the terminal transmission control unit 30-1 determines that the second receiving unit 35-1 has received the second packet radio frame even when the first receiving unit 34-1 has not received the second packet radio frame.
  • the wireless frame of the response signal of the second packet is transmitted not only from the second transmitting section 32-1 but also from the first transmitting section 31-1. For this reason, the terminal transmission control unit 30-1 transmits the response signal of the second packet to the first transmission unit 31-1 (step S422).
  • the first transmitting unit 31-1 transmits the radio frame of the response signal of the second packet to the radio receiving unit 61-1. In FIG. 8, the radio frame of the transmitted response signal of the second packet has been lost (step S423).
  • the second transmitting unit 32-1 sends the wireless frame (ACK wireless frame) of the response signal of the second packet to the wireless receiving unit 61. -2 (step S424).
  • the wireless receiving unit 61-2 transmits the response signal of the second packet to the reception control unit 41 (Step S425).
  • step S310 shown in FIG. 7 the transmission control unit 40 determines that the radio reception unit 61-2 transmits the second packet even if the radio reception unit 61-1 has not received the radio frame of the response signal of the second packet. Since the wireless frame of the response signal has been received, the stop of the retransmission of the second packet is requested not only to the wireless transmitting section 60-2 but also to the wireless transmitting section 60-1. Therefore, the transmission control unit 40 requests the wireless transmission unit 60-1 to stop the retransmission of the second packet (step S426).
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a transmission pattern of a radio frame.
  • the radio frame arrival probability is the highest in the channel of the radio transmission unit 60-1.
  • the wireless frame arrival probability is the lowest.
  • the control device 4 sets the timing at which the wireless transmitting unit 60-2 starts transmitting a wireless frame later than the timing at which the wireless transmitting unit 60-1 having the highest wireless frame arrival probability starts transmitting a wireless frame.
  • the control device 4 makes the timing at which the wireless transmission unit 60-3 having the lowest wireless frame arrival probability starts transmitting a wireless frame later than the timing at which the wireless transmission unit 60-2 starts transmitting the wireless frame.
  • the control device 4 controls the operation of each wireless transmission unit 60 so that the channel of the wireless transmission unit 60-1 having the highest wireless frame arrival probability is preferentially used for communication, the probability of occurrence of a retransmitted wireless frame is as follows. Low. Therefore, the control device 4 can reduce the amount of wireless frame communication by redundant communication while improving the reliability of the wireless frame arrival probability.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a transmission pattern of a wireless frame in the related art.
  • Each wireless transmission unit replicates a wireless frame when wireless resources are congested and performs redundant communication, thereby improving the reliability of the wireless frame arrival probability.
  • the same wireless frame copied three times is transmitted at the same time. By performing the redundant communication in this manner, each wireless transmission unit may consume extra wireless resources.
  • the wireless communication system 1 includes the plurality of wireless communication devices 6 and the control device 4.
  • the plurality of wireless communication devices 6 transmit wireless frames to the terminal 3.
  • the wireless communication device 6 transmits information indicating the number of retransmissions of the wireless frame to the control device.
  • the control device 4 acquires information indicating the number of retransmissions of the radio frame.
  • the control device 4 selects the wireless communication device 6 (wireless transmission unit 60) according to the number of retransmissions.
  • the control device 4 causes the selected wireless communication device 6 to start transmitting a wireless frame.
  • the wireless communication system 1 can reduce the amount of wireless frame communication due to redundant communication while improving the reliability of the wireless frame arrival probability.
  • the control device 4 controls the plurality of wireless communication devices 6.
  • the control device 4 includes a reception control unit 41 and a request unit 400.
  • the reception control unit 41 receives information indicating the number of retransmissions of a wireless frame from the wireless communication device.
  • the request unit 400 selects a wireless communication device according to the number of retransmissions, and causes the selected wireless communication device to start transmitting a wireless frame.
  • control device 4 of the first embodiment can reduce the amount of wireless frame communication by redundant communication while improving the reliability of the wireless frame arrival probability.
  • the wireless communication system 1 can execute redundant communication using a plurality of wireless transmission units 60 connected via a wired network and belonging to different management domains.
  • the wireless communication system 1 can use a plurality of wireless transmission units 60 at the same time, and even if the wireless frame arrival probability is low in all frequency bands where a single wireless transmission unit 60 is available, a plurality of wireless transmission units 60 can be used. Using the wireless transmission unit 60, it is possible to improve the reliability of the wireless frame arrival probability.
  • the request unit 400 determines the priority for each wireless communication device 6 (wireless transmission unit 60).
  • the request unit 400 determines a priority for each wireless communication device 6 based on at least one of a communication cost of the wireless communication device 6 and a loss probability of a wireless frame of the wireless communication device 6.
  • the request unit 400 causes the wireless communication device 6 selected according to the increase in the number of retransmissions in the wireless communication device 6 having the highest priority among the plurality of wireless communication devices to start transmitting a wireless frame.
  • the request unit 400 preferentially uses the high-priority wireless transmission unit 60 determined according to the cost and the like for communication.
  • the wireless communication system 1 allows the wireless communication system 1 to expand the communication area by cooperating with heterogeneous cellular networks, while improving the reliability of the radio frame arrival probability while suppressing communication costs.
  • the wireless communication system 1 can improve communication continuity by cooperation of heterogeneous cellular networks.
  • the wireless communication system 1 can significantly reduce the influence on wireless resources when performing redundant communication in an environment where wireless resources are congested.
  • the wireless communication system 1 can improve the reliability of the wireless frame arrival probability of image data or the like having a large data amount.
  • the control device 4 can control the operation of the wireless communication device 6 at the end point of the redundant communication separated from the wireless communication device 6.
  • the control device 4 can provide an interface of mRAT (multi-Radio @ Access @ Technology) to the wireless communication devices 6 having different management domains.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that the average transmission time (wireless frame length) of wireless frames transmitted from different wireless transmission units 60 is different from each other. In the second embodiment, differences from the first embodiment will be described.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the wireless transmission unit management table.
  • the wireless transmission unit 60-4 is further registered in the wireless transmission unit management table shown in FIG.
  • the wireless transmission unit 60-4 uses LTE (Long Term Evolution) instead of Wi-Fi.
  • the communication cost of the wireless transmission unit 60-4 is higher than the communication cost of the other wireless transmission units 60.
  • the usable frequency of the wireless transmission unit 60-4 is “Band1”.
  • the radio frame loss probability of the radio transmission unit 60-4 is 10%.
  • the average transmission time of the radio frame of the radio transmission unit 60-4 is 10 ms.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the connection state management table.
  • the wireless transmission unit 60-4 is further registered in the connection state management table shown in FIG.
  • the communication state of the wireless transmission unit 60-4 is "used”.
  • the priority of the wireless transmission unit 60-4 is “4”.
  • the “number of retransmissions to start transmission” of the wireless transmission unit 60-4 is “2”.
  • the request unit 400 determines the wireless frame length in the processing from step S209 to step S111 shown in FIG. Executes skip processing according to the ratio. For example, the radio frame length of a radio frame whose transmission time is 10 ms is twice the radio frame length of a radio frame whose transmission time is 5 ms. Therefore, the request unit 400 determines that the frequency of incrementing the transmission count Ni of the radio transmission unit 60-4 that transmits the radio frame whose transmission time is 10 ms is once every two times in step S211 shown in FIG. Frequency.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a transmission pattern of a radio frame having a different average transmission time. From 0 ms to 5 ms on the time axis, the wireless communication device 6-1 transmits one wireless frame. From 5 ms to 10 ms on the time axis, the wireless communication device 6-1 retransmits one wireless frame.
  • the wireless communication device 6-1 retransmits one wireless frame.
  • the wireless communication device 6-2 having the second highest priority retransmits one wireless frame.
  • the wireless communication device 6-4 having the second highest priority retransmits one wireless frame whose wireless frame length is twice as long.
  • the wireless communication device 6-1 retransmits one wireless frame.
  • the wireless communication device 6-2 having the second highest priority retransmits one wireless frame.
  • the wireless communication device 6-4 having the second highest priority keeps retransmitting one wireless frame whose wireless frame length is twice as long.
  • the wireless communication device 6-3 having the third highest priority retransmits one wireless frame.
  • the probability that each radio frame will be retransmitted from 10 ms to 20 ms on the time axis is 4% or less.
  • the expected value of the number of times of transmission of the radio frame for one packet is 1.29 times according to the “probability of loss of radio frame” in the radio transmission unit management table as shown in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a conventional transmission pattern of a radio frame having different average transmission times.
  • the control device determines the number of wireless frames transmitted simultaneously (minimum redundancy) according to the loss probability of the wireless frames so as to satisfy the required reliability.
  • the expected value of the number of times of transmission of the radio frame for one packet is 4.07 times according to the “probability of loss of radio frame” in the radio transmission unit management table as shown in FIG.
  • the request unit 400 of the second embodiment changes the frequency of transmission of a radio frame in the radio transmission unit 60 according to the ratio of the radio frame length.
  • the wireless communication system 1 of the second embodiment improves the reliability of the wireless frame arrival probability even when the average transmission times (wireless frame lengths) of the wireless frames transmitted from the different wireless transmission units 60 are different from each other.
  • the third embodiment differs from the first and second embodiments in that the wireless communication device includes a transmission control unit and a reception control unit. In the third embodiment, differences from the first embodiment and the second embodiment will be described.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a configuration of the wireless communication system 1.
  • the wireless communication device 6 includes a plurality of wireless transmission units 60, a plurality of wireless reception units 61, a wireless transmission control unit 62, and a wireless reception control unit 63.
  • each wireless transmission unit 60 may not include the notification unit 600.
  • the wireless transmission control unit 62 executes control related to the transmission of wireless frames by the wireless transmission units 60-2 and 60-3.
  • the wireless transmission control unit 62 includes a notification unit 600.
  • the notification unit 600 of the wireless transmission control unit 62 notifies the request unit 400 of the retransmission status (the number of retransmissions, etc.) of the wireless frame transmitted from the wireless transmission units 60-2 and 60-3 to the terminal 3.
  • the wireless reception control unit 63 executes control related to the reception of wireless frames by the wireless reception units 61-2 and 61-3.
  • the wireless reception control unit 63 acquires a packet of the wireless frame received by the wireless reception unit 61-2.
  • the wireless reception control unit 63 acquires the packet of the wireless frame received by the wireless reception unit 61-3.
  • the wireless reception control unit 63 transmits the received packet to the reception control unit 41.
  • the wireless communication device 6 includes the plurality of wireless transmission units 60 and the notification unit 600.
  • the notification unit 600 notifies the request unit 400 of the retransmission status (the number of retransmissions, etc.) of the radio frame transmitted from the plurality of radio transmission units 60 to the terminal 3.
  • the wireless communication system 1 of the third embodiment can improve the reliability with respect to the wireless frame arrival probability even when the wireless communication device 6 includes the plurality of wireless transmitting units 60 and the wireless receiving units 61.
  • the terminal, the control device, and the wireless communication device in the above-described embodiment may be realized by a computer.
  • a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read and executed by a computer system.
  • the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
  • the “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built in a computer system.
  • the “computer-readable recording medium” refers to a communication line for transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, which dynamically holds the program for a short time.
  • a program may include a program that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case.
  • the program may be for realizing a part of the functions described above, or may be a program that can realize the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system, It may be realized by using a programmable logic device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the present invention is applicable to a wireless communication system.

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Abstract

無線通信システムは、無線フレームを端末に送信する複数の無線通信装置と、制御装置とを備える無線通信システムであって、無線通信装置は、無線フレームの再送回数を表す情報を制御装置に送信し、制御装置は、無線フレームの再送回数を表す情報を取得し、再送回数に応じて無線通信装置を選択し、選択された無線通信装置に無線フレームの送信を開始させる。

Description

無線通信システム、制御方法、制御装置及び制御プログラム
　本発明は、無線通信システム、制御方法、制御装置及び制御プログラムに関する。
　無線通信システムが、複製されたパケットを複数の周波数帯の無線フレームを利用して送信する冗長通信を実行する送信機と、最先で正常に受信された無線フレームをパケットとして取得する受信機とを備える場合がある。このような無線通信システムは、無線フレームの損失確率が高い環境であっても、要求される遅延時間内の無線フレーム到達確率（パケット到達確率）に関して高い信頼性を実現することができる（非特許文献１参照）。
宗、納谷、藤田、吉澤、清水、「複数無線方式冗長送信を用いた高信頼・低遅延無線アクセスの他システム干渉下における遅延特性評価」、信学技報、ＲＣＣ２０１７－４２（２０１７－０７）
　しかしながら、無線通信システムは、複数の周波数帯を同時に利用する冗長通信によって、無線フレームの通信量（無線リソース）を余分に消費する。余分に消費された通信量の無線フレームによって、無線フレームの損失確率が高くなる場合がある。また、無線アクセスの方式が単一である場合、無線フレーム到達確率に関して高い信頼性が十分には得られない場合がある。このように、従来の無線通信システムは、無線フレーム到達確率に関して信頼性を向上させたうえで、冗長通信による無線フレームの通信量を低減させることができない場合があった。
　上記事情に鑑み、本発明は、無線フレーム到達確率に関して信頼性を向上させたうえで、冗長通信による無線フレームの通信量を低減させることが可能である無線通信システム、制御方法、制御装置及び制御プログラムを提供することを目的としている。
　本発明の一態様は、無線フレームを端末に送信する複数の無線通信装置と、制御装置とを備える無線通信システムであって、前記無線通信装置は、前記無線フレームの再送回数を表す情報を前記制御装置に送信し、前記制御装置は、前記無線フレームの再送回数を表す情報を取得し、前記再送回数に応じて前記無線通信装置を選択し、選択された前記無線通信装置に前記無線フレームの送信を開始させる、無線通信システムである。
　本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記制御装置は、前記無線通信装置ごとに優先度を定め、複数の前記無線通信装置のうちで前記優先度が最も高い前記無線通信装置における前記再送回数の増加に応じて選択された前記無線通信装置に、前記無線フレームの送信を開始させる。
　本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記制御装置は、前記無線通信装置の通信のコストと前記無線通信装置の前記無線フレームの損失確率とのうちの少なくとも一方に基づいて、前記無線通信装置ごとに優先度を定める。
　本発明の一態様は、無線フレームを端末に送信する複数の無線通信装置と、制御装置とを備える無線通信システムが実行する制御方法であって、前記無線通信装置は、前記無線フレームの再送回数を表す情報を前記制御装置に送信し、前記制御装置は、前記無線フレームの再送回数を表す情報を取得し、前記再送回数に応じて前記無線通信装置を選択し、選択された前記無線通信装置に前記無線フレームの送信を開始させる。
　本発明の一態様は、上記の制御方法であって、前記制御装置は、前記無線通信装置ごとに優先度を定め、複数の前記無線通信装置のうちで前記優先度が最も高い前記無線通信装置における前記再送回数の増加に応じて選択された前記無線通信装置に、前記無線フレームの送信を開始させる。
　本発明の一態様は、無線フレームを端末に送信する複数の無線通信装置を制御する制御装置であって、前記無線フレームの再送回数を表す情報を前記無線通信装置から受信する受信制御部と、前記再送回数に応じて前記無線通信装置を選択し、選択された前記無線通信装置に前記無線フレームの送信を開始させる要求部とを備える制御装置である。
　本発明の一態様は、上記の制御装置であって、前記要求部は、前記無線通信装置ごとに優先度を定め、複数の前記無線通信装置のうちで前記優先度が最も高い前記無線通信装置における前記再送回数の増加に応じて選択された前記無線通信装置に、前記無線フレームの送信を開始させる。
　本発明の一態様は、上記の制御装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムである。
　本発明により、無線フレーム到達確率に関して信頼性を向上させたうえで、冗長通信による無線フレームの通信量を低減させることが可能である。
第１実施形態における、無線通信システムの構成の例を示す図である。 第１実施形態における、用途管理テーブルの例を示す図である。 第１実施形態における、無線送信部管理テーブルの例を示す図である。 第１実施形態における、接続状態管理テーブルの例を示す図である。 第１実施形態における、接続前処理及び接続処理の例を示すシーケンス図である。 第１実施形態における、接続状態管理テーブルの更新処理の例を示すフローチャートである。 第１実施形態における、無線フレームの送信処理及び受信処理の例を示すフローチャートである。 第１実施形態における、無線フレームの送信処理及び受信処理の例を示すシーケンス図である。 第１実施形態における、無線フレームの送信パターンの例を示す図である。 従来における、無線フレームの送信パターンの例を示す図である。 第２実施形態における、無線送信部管理テーブルの例を示す図である。 第２実施形態における、接続状態管理テーブルの例を示す図である。 第２実施形態における、平均送信時間が異なる無線フレームの送信パターンの例を示す図である。 従来における、平均送信時間が異なる無線フレームの送信パターンの例を示す図である。 第３実施形態における、無線通信システムの構成の例を示す図である。
　本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　（第１実施形態）
　図１は、無線通信システム１の構成の例を示す図である。無線通信システム１は、無線通信を実行するシステムである。無線通信システム１は、無線設備２と、１以上の端末３とを備える。無線設備２は、制御装置４と、ネットワーク５と、複数の無線通信装置６とを備える。
　端末３は、無線フレームを用いた冗長通信を実行する端末であり、例えば、スマートフォン端末、タブレット端末である。端末３は、端末送信制御部３０と、第１送信部３１と、第２送信部３２と、端末受信制御部３３と、第１受信部３４と、第２受信部３５とを備える。端末送信制御部３０と端末受信制御部３３とは、一体でもよい。第１送信部３１と第１受信部３４とは、一体でもよい。第２送信部３２と第２受信部３５とは、一体でもよい。
　制御装置４は、無線通信装置６の無線フレームの送信等に関する制御を実行する情報処理装置（送受信処理機）である。制御装置４は、各無線通信装置６による冗長通信の制御を実行する。制御装置４は、ネットワーク５を介して、各無線通信装置６と通信する。したがって、制御装置４は、無線通信装置６から分離された冗長通信の端点で、無線通信装置６の無線フレームの送信に関する制御を実行する。
　制御装置４は、送信制御部４０と、受信制御部４１とを備える。各機能部は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアを用いて実現される。各機能部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより実現されてもよい。送信制御部４０と受信制御部４１とは、一体でもよい。
　制御装置４は、記憶部４２を備える。記憶部４２は、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性の記録媒体（非一時的な記録媒体）である。記憶部４２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やレジスタなどの揮発性の記録媒体を有してもよい。記憶部４２は、プログラム及びテータテーブルを記憶する。
　ネットワーク５は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信回線である。ネットワーク５は、有線の通信回線でもよいし、無線の通信回線でもよい。
　無線通信装置６は、無線フレームを用いて冗長通信を実行する装置である。無線通信装置６は、端末３との間で冗長通信を実行する。各無線通信装置６は、異なる管理ドメインに属してもよい。各無線通信装置６は、ネットワーク５を介して制御装置４と通信する。
　無線通信装置６は、無線送信部６０と、無線受信部６１とを備える。各機能部は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサが、記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。各機能部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。無線通信装置６は、記憶部を更に備えてもよい。
　次に、端末３の詳細を説明する。
　端末送信制御部３０は、第１送信部３１及び第２送信部３２の無線フレームの送信に関する制御を実行する。第１送信部３１は、予め定められた無線方式で、無線フレームを無線通信装置６に送信する。第２送信部３２は、予め定められた無線方式で、無線フレームを無線通信装置６に送信する。第１送信部３１の無線方式と、第２送信部３２の無線方式とは、同じ方式でもよいし、異なる方式でもよい。
　端末受信制御部３３は、第１受信部３４及び第２受信部３５の無線フレームの送信に関する制御を実行する。第１受信部３４は、第１送信部３１の無線方式で、無線フレームを無線通信装置６から受信する。第２送信部３２は、第２送信部３２の無線方式で、無線フレームを無線通信装置６から受信する。
　次に、制御装置４の詳細を説明する。
　図２は、用途管理テーブルの例を示す図である。用途管理テーブルは、通信の用途の管理情報が登録されるデータテーブルである。送信制御部４０は、用途管理テーブルを参照する。用途管理テーブルの項目には、用途と、要求遅延と、要求信頼性と、接続を許可された端末とがある。
　用途管理テーブルにおいて、「用途」は、通信の用途を表す。「要求遅延」は、無線通信システム１に対して要求される無線フレーム遅延時間（パケット遅延時間）を表す。「要求信頼性」は、無線通信システム１に対して要求される無線フレーム到達確率（パケット到達確率）を表す。「接続を許可された端末」は、無線通信装置６との通信の接続を許可された端末３を表す。
　図３は、無線送信部管理テーブルの例を示す図である。無線送信部管理テーブルは、無線送信部６０の管理情報が登録されるデータテーブルである。送信制御部４０は、無線送信部管理テーブルを参照する。無線送信部管理テーブルの項目には、無線通信装置と、無線送信部と、無線方式と、コストと、利用可能な周波数帯と、無線フレームの損失確率と、無線フレーム平均送信時間とがある。
　無線送信部管理テーブルにおいて、「無線通信装置」は、「無線送信部」に登録されている無線送信部６０を備える無線通信装置６を表す。「無線送信部」は、「無線通信装置」に登録されている無線通信装置６に備えらえた無線送信部６０であり、無線フレームを送信する無線送信部６０を表す。「無線方式」は、無線送信部６０が実行する通信の無線方式（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ）を表す。「コスト」は、無線送信部６０が実行する通信のコストを表す。「利用可能な周波数帯」は、無線送信部６０が実行する無線通信が利用可能である周波数帯（チャネル）を表す。「無線フレームの損失確率」は、端末３及び無線通信装置６の間における無線フレームの損失確率を表す。「無線フレーム平均送信時間」は、端末３及び無線通信装置６の間における無線フレームの送信時間の平均を表す。
　図４は、接続状態管理テーブルの例を示す図である。接続状態管理テーブルは、端末３及び無線通信装置６の間における通信の接続状態の管理情報が登録されるデータテーブルである。送信制御部４０は、接続状態管理テーブルを参照する。接続状態管理テーブルの項目には、接続関係と、状態と、優先度と、送信を開始する再送回数とがある。接続関係の項目には、端末と、無線設備とがある。無線設備の項目には、無線通信装置と、無線送信部とがある。
　接続状態管理テーブルにおいて、「端末」は、「無線通信装置」に登録されている無線通信装置６との通信を実行する端末３を表す。「無線通信装置」は、「端末」に登録されている端末３との通信を実行する無線通信装置６である。「無線送信部」は、「無線通信装置」に登録されている無線通信装置６において通信を実行する無線送信部６０である。
「状態」は、「無線送信部」に登録されている無線送信部６０が通信に使用されている状態であるか否かを表す。「優先度」は、「無線送信部」に登録されている無線送信部６０の優先度を表す。優先度の値は、その値が小さいほど、その優先度が高いことを表す。「送信を開始する再送回数」は、「無線送信部」に登録されている無線送信部６０が無線フレームの送信を開始する再送回数を表す。この再送回数は、優先度が最も高い無線送信部６０－１による無線フレームの再送回数を表す。図４では、例えば、優先度が最も高い無線送信部６０－１による無線フレームの再送回数が１回となった場合、送信制御部４０は、優先度が２番目に高い無線送信部６０－２による無線フレームの送信を開始させる。
　図１に戻り、制御装置４の詳細の説明を続ける。送信制御部４０は、要求部４００を備える。要求部４００は、無線送信部６０による通信のコストを表す情報を、図３に示されたような無線送信部管理テーブルから取得する。
　要求部４００は、図４に示されたような接続状態管理テーブルにおいて、各無線送信部６０に優先度を設定する。要求部４００は、図３に示されたような通信のコストと無線フレームの損失確率とに基づいて、各無線送信部６０に優先度を設定する。
　要求部４００は、通信のコストの低い無線送信部６０が優先的に通信に使用されるように、優先度を設定する。すなわち、要求部４００は、通信のコストの低い無線送信部６０に、高い優先度を設定する。要求部４００は、無線フレームの損失確率の低い無線送信部６０が優先的に通信に使用されるように、優先度を設定する。すなわち、要求部４００は、無線フレームの損失確率の低い無線送信部６０に、高い優先度を設定する。
　ここで、要求部４００は、無線フレームの損失確率の低さよりも、通信のコストの低さを優先してもよい。すなわち、要求部４００は、無線フレームの損失確率の低い無線送信部６０に設定された優先度よりも高い優先度を、通信のコストの低い無線送信部６０に設定してもよい。
　要求部４００は、図３に示されたような無線送信部管理テーブルにおける「無線フレームの損失確率」に基づいて、図４に示されたような接続状態管理テーブルにおける「送信を開始する再送回数」を設定する。要求部４００は、無線フレームの損失確率が低い無線送信部６０の「送信を開始する再送回数」に、小さい値を設定する。例えば、要求部４００は、無線フレームの損失確率が最も低い無線送信部６０－１の「送信を開始する再送回数」に、０を設定する。要求部４００は、無線フレームの損失確率が２番目に低い無線送信部６０－２の「送信を開始する再送回数」に、１を設定する。要求部４００は、無線フレームの損失確率が３番目に低い無線送信部６０－３の「送信を開始する再送回数」に、２を設定する。
　要求部４００は、無線フレームごとの再送状況又は送信完了状況と、無線送信部６０ごとの優先度に基づいて、無線フレームの送信若しくは再送の開始又は停止を、１以上の無線送信部６０に対して要求する。
　無線フレームの再送状況は、無線送信部６０ごとの無線フレームの再送回数又は再送タイムアウトを表す。再送タイムアウトは、無線フレームが再送されてから、その再送された無線フレームを受信する端末３からの応答信号（ＡＣＫ無線フレーム）を無線受信部６１が受信するまでの時間がタイムアウトしたことを表す。
　要求部４００は、図４に示されたような接続状態管理テーブルにおける「送信を開始する再送回数」と、優先度が最も高い無線送信部６０－１から通知された再送回数との比較結果に基づいて、無線フレームの送信又は再送の開始を無線送信部６０に対して要求する。
　要求部４００は、優先度が最も高い無線送信部６０－１における無線フレームの再送回数の増加に応じて、より多くの無線送信部６０に、無線フレームの送信（再送）を開始させる。これによって、要求部４００は、冗長通信による無線フレームの通信量を低減することができる。
　ここで、要求部４００は、設定された優先度の高い無線送信部６０（優先度の値が小さい無線送信部６０）を優先的に通信に使用する。例えば、優先度が最も高い無線送信部６０－１による無線フレームの再送回数が１回となった場合、要求部４００は、優先度が２番目に高い無線送信部６０－２による無線フレームの送信を開始させる。例えば、優先度が最も高い無線送信部６０－１による無線フレームの再送回数が２回となった場合、要求部４００は、優先度が３番目に高い無線送信部６０－３による無線フレームの送信を開始させる。
　受信制御部４１は、パケットを受信制御部４１から取得する。例えば、受信制御部４１は、パケットの応答信号を受信制御部４１から取得する。
　次に、無線通信装置６の詳細を説明する。
　無線送信部６０は、通知部６００と、アンテナとを備える。通知部６００は、無線通信装置６から端末３に送信された無線フレームの再送状況（再送回数等）を、要求部４００に通知する。通知部６００は、無線通信装置６から端末３に送信された無線フレームの送信完了（ＡＣＫ）を、要求部４００に通知する。無線フレームの再送状況及び送信完了を要求部４００に通知することによって、通知部６００は、冗長通信の端点を端末３及び無線通信装置６から分離し、冗長通信の端点を制御装置４とすることができる。
　無線受信部６１は、パケットの無線フレームを、端末３－１から取得する。無線受信部６１は、パケットを受信制御部４１に送信する。例えば、無線受信部６１は、パケットの応答信号の無線フレームを、端末３－１から取得する。無線受信部６１は、パケットの応答信号を受信制御部４１に送信する。
　次に、無線通信システム１の動作を説明する。
　図５は、接続前処理及び接続処理の例を示すシーケンス図である。図５において、接続前処理は、ステップＳ１０１からステップＳ１１１までの処理である。接続処理は、ステップＳ１１２の処理である。
　制御装置４は、冗長通信に使用することが可能である１以上の無線送信部６０を表すグループ識別子（例えば、制御装置４の識別子）を、無線通信装置６－１に送信する（ステップＳ１０１）。無線通信装置６－１は、グループ識別子と無線通信装置６－１の識別子とを含む無線フレームを、端末３－１に送信する（ステップＳ１０２）。
　制御装置４は、グループ識別子を無線通信装置６－１に送信する（ステップＳ１０３）。無線通信装置６－１は、グループ識別子と無線通信装置６－２の識別子とを含む無線フレームを、端末３－１に送信する（ステップＳ１０４）。
　端末３－１は、同じグループ識別子の無線送信部６０をグループ化する（ステップＳ１０５）。端末３－１は、同じグループ識別子を持つグループ化された１以上の無線送信部６０のうちから、一つの無線送信部６０を選択する（ステップＳ１０６）。端末３－１は、接続要求を表す情報を、無線通信装置６－１に通知する。接続要求を表す情報は、同じグループ識別子を持つ無線送信部６０のうちで端末３－１が接続可能である１以上の無線送信部６０のリストを表す情報と、通信の用途を表す情報とを含む（ステップＳ１０７）。無線通信装置６－１は、接続要求を表す情報を、制御装置４に送信する（ステップＳ１０８）。
　制御装置４は、接続要求を表す情報に基づいて、接続状態管理テーブルを更新する（ステップＳ１０９）。制御装置４は、接続要求に対する応答を表す情報を、無線通信装置６－１に通知する。接続要求に対する応答を表す情報は、端末３－１が接続して通信に使用する無線送信部６０のリストを表す情報を含む（ステップＳ１１０）。無線通信装置６－１は、接続要求に対する応答を表す情報を、無線フレームによって端末３－１に通知する（ステップＳ１１１）。制御装置４と無線通信装置６－１と端末３－１とは、所定の接続処理を実行する（ステップＳ１１２）。
　図６は、接続状態管理テーブルの更新処理の例を示すフローチャートである。この更新処理は、図５ではステップＳ１０９の処理である。接続要求を表す情報を端末３から受信した場合、要求部４００は、同じグループ識別子を持つ無線送信部６０のうちで端末３－１が接続可能である１以上の無線送信部６０のリストを表す情報と、用途を表す情報とを、接続要求を表す情報から取り出す。このリストの長さＬは、端末３が接続する無線送信部６０の個数を表す（ステップＳ２０１）。
　要求部４００は、図２に示されたような用途管理テーブルにおいて「用途」に対応付けられている「接続を許可された端末」に、接続要求を送信した端末３－１が含まれているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。接続要求を送信した端末３－１が「接続を許可された端末」に含まれている場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、要求部４００は、その「用途」に対応付けられている「要求遅延」と「要求信頼性」とを、用途管理テーブルから取得する（ステップＳ２０３）。要求部４００は、取得された要求遅延の時間に対応する送信回数の上限Ｍを算出する（ステップＳ２０４）。
　要求部４００は、その「用途」に対応付けられているエントリを、接続状態管理テーブルに追加する。例えば、要求部４００は、そのエントリの「接続関係：端末」に、その接続要求を送信した端末３－１を設定する。要求部４００は、そのエントリの「接続関係：無線設備」に、同じグループ識別子を持つ無線送信部６０のうちで端末３－１が接続可能である１以上の無線送信部６０のリストを設定する。要求部４００は、そのエントリの「状態」に「未使用」を設定する（ステップＳ２０５）。
　要求部４００は、無線送信部管理テーブルにおいて「無線フレームの損失確率」が低い順に、無線送信部６０を端末３ごとに選択する。要求部４００は、接続状態管理テーブルにおいて、追加されたエントリの「無線送信部」における無線送信部６０のうち、選択された無線送信部６０の優先度に、１から順にインクリメントされた値を設定する。要求部４００は、異なるコストが無線送信部管理テーブルに登録されている場合、通信のコストが低い順に、高い優先度を無線送信部６０に設定する（ステップＳ２０６）。
　以下、優先度ｉの無線送信部６０の送信回数を「Ｎｉ」と表記する。要求部４００は、優先度ｉが１であるＮ１にはＭを設定し、優先度ｉが１以外であるＮｉには０を設定する（ステップＳ２０７）。
　図６において、ステップＳ２０８以降では、優先度ｉの初期値は２である。要求部４００は、優先度ｉの値に１を加算する。要求部４００は、Ｎ２がＭより大きいか否かを判定する（ステップＳ２０８）。Ｎ２がＭ以下である場合（ステップＳ２０８：ＮＯ）、要求部４００は、優先度ｉの値が長さＬ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０９）。
　優先度ｉの値が長さＬを超えている場合（ステップＳ２０９：ｉ＞Ｌ）、要求部４００は、ステップＳ２０８に処理を戻す。優先度ｉの値が長さＬ以下である場合（ステップＳ２０９：ｉ≦Ｌ）、要求部４００は、優先度ｉの無線送信部６０において無線フレームをＮｉ回送信した場合に要求信頼性が満たされるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。
要求信頼性が満たされない場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）。要求部４００は、送信回数Ｎｉに、１を加算する（ステップＳ２１１）。要求部４００は、ステップＳ２０９に処理を戻す。
　要求信頼性が満たされる場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、要求部４００は、図４に示されたような接続状態管理テーブルにおいて、優先度ｉの無線送信部６０に対応付けられている「送信を開始する再送回数」を、（Ｍ－Ｎｉ）回に設定する（ステップＳ２１２）。要求部４００は、接続状態管理テーブルにおいて、送信回数Ｎｉが０でない無線送信部６０の「状態」に、「使用」を設定する（ステップＳ２１３）。要求部４００は、接続要求に対する応答を表す情報を、端末３－１に通知する。すなわち、要求部４００は、図４に示されたような接続状態管理テーブルにおいて「状態」が「使用」となっている無線送信部６０のリストを、端末３－１が接続する無線送信部６０のリストとして、端末３－１に通知する（ステップＳ２１４）。
　送信回数Ｎ２がＭを超えている場合（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、要求部４００は、接続要求に対する応答を、端末３－１に送信する。すなわち、要求部４００は、要求信頼性を満たすことができないことを、端末３－１に通知する（ステップＳ２１５）。
　接続要求を送信した端末３－１が「接続を許可された端末」に含まれていない場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、要求部４００は、接続の拒否を端末３－１に通知する（ステップＳ２１６）。
　図７は、無線フレーム（パケット）の送信処理及び受信処理の例を示すフローチャートである。端末３－１に送信されるパケットが制御装置４に到着した場合、要求部４００は、宛先である端末３－１の識別情報をパケットから取得する（ステップＳ３０１）。要求部４００は、宛先である端末３－１との接続関係がある無線通信装置６のうち、接続状態管理テーブルにおいて「送信を開始する再送回数」が０である全ての無線通信装置６に、パケットを送信する（ステップＳ３０２）。
　要求部４００は、送信されたパケットの複製を、応答信号（ＡＣＫ）の受信を待つためのバッファに記録する（ステップＳ３０３）。要求部４００は、接続状態管理テーブルにおいて、０より大きい再送回数のうち最小の再送回数に対応する再送タイムアウトの時間をタイマに設定する（ステップＳ３０４）。要求部４００は、無線通信装置６から送信された応答信号（ＡＣＫ）の受信を待つ（ステップＳ３０５）。
　ステップＳ３０５において、要求部４００は、優先度の値が最小である無線通信装置６から再送状況を表す情報を受信した場合、接続状態管理テーブルに基づいて、再送状況を表す情報に含まれている再送回数と等しい「送信を開始する再送回数」に対応する全ての無線通信装置６に、パケットを送信する。要求部４００は、再送タイムアウトの時間が超過した場合、接続状態管理テーブルに基づいて、再送状況を表す情報に含まれている再送回数と等しい「送信を開始する再送回数」に対応する全ての無線通信装置６に、パケットを送信する。無線通信装置６は、無線通信装置６がパケットを取得した場合、無線送信部管理テーブルにおける「利用可能な周波数帯」に登録されている周波数帯の無線フレームを用いて、パケットを端末３－１に送信する（ステップＳ３０６）。
　要求部４００は、接続状態管理テーブルに基づいて、無線送信部６０－１における現在の再送回数よりも多い再送回数うちの最小の再送回数に対応する再送タイムアウトの時間を定める。例えば、要求部４００は、無線フレーム平均送信時間に再送回数を乗算した結果に基づいて、再送タイムアウトの時間を定める（ステップＳ３０７）。要求部４００は、ステップＳ３０５に処理を戻す。
　ステップＳ３０５において、無線フレームの遅延が要求遅延を超過した場合、要求部４００は、宛先である端末３－１との接続関係がある全ての無線通信装置６に、無線フレームの再送の停止を要求する信号を送信する（ステップＳ３０８）。要求部４００は、応答信号（ＡＣＫ）が受信されたパケットの複製、又は要求遅延を超過したパケットの複製を、応答信号の受信を待つためのバッファから削除する（ステップＳ３０９）。
　ステップＳ３０５において、制御装置４が応答信号（ＡＣＫ）を無線通信装置６から受信した場合、宛先である端末３－１との接続関係がある無線通信装置６のうち、応答信号を受信した無線通信装置６を除き、無線フレームを再送している全ての無線通信装置６に、無線フレームの再送の停止を要求する信号を送信する（ステップＳ３１０）。要求部４００は、ステップＳ３０９に処理を進める。
　図８は、無線フレーム（パケット）の送信処理及び受信処理の例を示すシーケンス図である。図７に示されたステップＳ３０１において、送信制御部４０は、第１パケットを取得し、第１パケットを複製する（ステップＳ４０１）。送信制御部４０は、第１パケットの送信を無線送信部６０－１に要求する（ステップＳ４０２）。無線送信部６０－１は、第１パケットの無線フレームを第１受信部３４－１に送信する（ステップＳ４０３）。
　第１受信部３４－１は、無線フレームに含まれている第１パケットを、端末受信制御部３３－１に送信する（ステップＳ４０４）。端末受信制御部３３－１は、第１パケットを取得する（ステップＳ４０５）。第１送信部３１－１は、第１パケットを正常に受信したので、第１パケットの応答信号（ＡＣＫ）の無線フレームを、無線受信部６１－１に送信する（ステップＳ４０６）。無線受信部６１－１は、第１パケットの応答信号を、受信制御部４１に送信する（ステップＳ４０７）。
　図７に示されたステップＳ３０１において、送信制御部４０は、第２パケットを取得し、第２パケットを複製する（ステップＳ４０８）。送信制御部４０は、第２パケットの送信の開始を、無線送信部６０－１に要求する（ステップＳ４０９）。無線送信部６０－１は、第２パケットの無線フレームを、第１受信部３４－１に送信する。図８では、送信された第２パケットの無線フレームが失われた（ステップＳ４１０）。
　第１受信部３４－１が応答信号（ＡＣＫ無線フレーム）を送信し、送信された応答信号を無線受信部６１－１が受信するまでの時間は、タイムアウトする（ステップＳ４１１）。無線送信部６０－１は、第２パケットの無線フレームを、第１受信部３４－１に再送する。図８では、再送された第２パケットの無線フレームが失われた（ステップＳ４１２）。これによって、第２パケットの無線フレームの再送回数が規定回数を超過した（ステップＳ４１３）。
　無線送信部６０－１は、第２パケットの再送状況（再送回数）を、受信制御部４１に通知する（ステップＳ４１４）。図７に示されたステップＳ３０５において、送信制御部４０は、送信制御を要求する必要があるか否かを、第２パケットの再送状況に基づいて判定する（ステップＳ４１５）。
　図７に示されたステップＳ３０６において、送信制御部４０は、第２パケットの送信を無線送信部６０－２に要求する（ステップＳ４１６）。無線送信部６０－２は、第２パケットの無線フレームを第２受信部３５－１に送信する（ステップＳ４１７）。第２受信部３５－１は、無線フレームに含まれている第２パケットを、端末受信制御部３３－１に送信する（ステップＳ４１８）。端末受信制御部３３－１は、第２パケットを取得する（ステップＳ４１９）。
　第１受信部３４－１が応答信号（ＡＣＫ無線フレーム）を送信し、送信された応答信号を無線受信部６１－１が受信するまでの時間は、タイムアウトする（ステップＳ４２０）。無線送信部６０－１は、第２パケットの無線フレームを、第１受信部３４－１に再送する。図８では、再送された第２パケットの無線フレームが失われた（ステップＳ４２１）。
　端末送信制御部３０－１は、第１受信部３４－１が第２パケットの無線フレームを受信していない場合でも、第２受信部３５－１が第２パケットの無線フレームを受信したので、第２パケットの応答信号の無線フレームを、第２送信部３２－１からだけでなく第１送信部３１－１からも送信させる。このため、端末送信制御部３０－１は、第２パケットの応答信号を第１送信部３１－１に送信する（ステップＳ４２２）。第１送信部３１－１は、第２パケットの応答信号の無線フレームを、無線受信部６１－１に送信する。図８では、送信された第２パケットの応答信号の無線フレームが失われた（ステップＳ４２３）。
　第２受信部３５－１が第２パケットの無線フレームを正常に受信したので、第２送信部３２－１は、第２パケットの応答信号の無線フレーム（ＡＣＫ無線フレーム）を、無線受信部６１－２に送信する（ステップＳ４２４）。無線受信部６１－２は、第２パケットの応答信号を、受信制御部４１に送信する（ステップＳ４２５）。
　図７に示されたステップＳ３１０において、送信制御部４０は、無線受信部６１－１が第２パケットの応答信号の無線フレームを受信していない場合でも、無線受信部６１－２が第２パケットの応答信号の無線フレームを受信したので、第２パケットの再送の停止を、無線送信部６０－２に対してだけでなく無線送信部６０－１に対しても要求する。このため、送信制御部４０は、第２パケットの再送の停止を、無線送信部６０－１に要求する（ステップＳ４２６）。
　図９は、無線フレームの送信パターンの例を示す図である。図９では、無線送信部６０－１のチャネルにおいて、無線フレーム到達確率が最も高い。無線送信部６０－３のチャネルにおいて、無線フレーム到達確率が最も低い。
　制御装置４は、無線送信部６０－２が無線フレームの送信を開始するタイミングを、無線フレーム到達確率が最も高い無線送信部６０－１が無線フレームの送信を開始するタイミングよりも遅くする。制御装置４は、無線フレーム到達確率が最も低い無線送信部６０－３が無線フレームの送信を開始するタイミングを、無線送信部６０－２が無線フレームの送信を開始するタイミングよりも遅くする。
　無線フレーム到達確率が最も高い無線送信部６０－１のチャネルを優先的に通信に用いるように各無線送信部６０の動作を制御装置４が制御するので、再送される無線フレームが発生する確率は低い。したがって、制御装置４は、無線フレーム到達確率に関して信頼性を向上させたうえで、冗長通信による無線フレームの通信量を低減させることが可能である。
　図９との比較のため、従来における無線フレームの送信パターンの例を、図１０に示す。
　図１０は、従来における、無線フレームの送信パターンの例を示す図である。各無線送信部は、無線リソースの混雑時に無線フレームを複製し、冗長通信を実行することによって、無線フレーム到達確率に関して信頼性を向上させる。図１０では、３個に複製された同じ無線フレームが、同時刻において送信される。各無線送信部は、このように冗長通信を実行することによって、無線リソースを余計に消費してしまう場合がある。
　以上のように、第１実施形態の無線通信システム１は、複数の無線通信装置６と、制御装置４とを備える。複数の無線通信装置６は、無線フレームを端末３に送信する。無線通信装置６は、無線フレームの再送回数を表す情報を制御装置に送信する。制御装置４は、無線フレームの再送回数を表す情報を取得する。制御装置４は、再送回数に応じて無線通信装置６（無線送信部６０）を選択する。制御装置４は、選択された無線通信装置６に無線フレームの送信を開始させる。
　これによって、第１実施形態の無線通信システム１は、無線フレーム到達確率に関して信頼性を向上させたうえで、冗長通信による無線フレームの通信量を低減させることが可能である。
　制御装置４は、複数の無線通信装置６を制御する。制御装置４は、受信制御部４１と、要求部４００とを備える。受信制御部４１は、無線フレームの再送回数を表す情報を無線通信装置から受信する。要求部４００は、再送回数に応じて無線通信装置を選択し、選択された無線通信装置に無線フレームの送信を開始させる。
　これによって、第１実施形態の制御装置４は、無線フレーム到達確率に関して信頼性を向上させたうえで、冗長通信による無線フレームの通信量を低減させることが可能である。
　無線通信システム１は、有線ネットワークを介して接続された複数の無線送信部６０であって、異なる管理ドメインに属する複数の無線送信部６０を用いて、冗長通信を実行することが可能である。無線通信システム１は、複数の無線送信部６０を同時に使用することが可能であり、単一の無線送信部６０が利用可能である全ての周波数帯で無線フレーム到達確率が低い場合でも、複数の無線送信部６０を用いて、無線フレーム到達確率に関して信頼性を向上させることが可能である。
　要求部４００は、無線通信装置６（無線送信部６０）ごとに優先度を定める。要求部４００は、無線通信装置６の通信のコストと無線通信装置６の無線フレームの損失確率とのうちの少なくとも一方に基づいて、無線通信装置６ごとに優先度を定める。要求部４００は、複数の無線通信装置のうちで優先度が最も高い無線通信装置６における再送回数の増加に応じて選択された無線通信装置６に、無線フレームの送信を開始させる。要求部４００は、通信のコスト及び信頼性が互いに異なる複数の無線アクセス方式を同時に利用する場合、コスト等に応じて定められた優先度の高い無線送信部６０を優先的に通信に使用する。
　これによって、無線通信システム１は、通信のコストを抑えながら、無線フレーム到達確率に関して信頼性を向上させたうえで、異種セルラネットワーク連携によって通信のエリアを拡大することが可能である。また、無線通信システム１は、異種セルラネットワークの連携によって通信継続性を向上させることが可能である。
　無線通信システム１は、無線リソースが混雑している環境で冗長通信を実行する場合における、無線リソースへの影響を大幅に減らすことが可能である。無線通信システム１は、データ量が多い画像データ等の無線フレーム到達確率に関して信頼性を向上させることが可能である。
　制御装置４は、無線通信装置６から分離された冗長通信の端点で、無線通信装置６の動作を制御することが可能である。制御装置４は、ｍＲＡＴ（multi-Radio Access Technology）のインターフェースを、管理ドメインの異なる無線通信装置６に提供することが可能である。
　（第２実施形態）
　第２実施形態では、異なる無線送信部６０から送信される無線フレームの平均送信時間（無線フレーム長）が互いに異なる点が、第１実施形態と相違する。第２実施形態では、第１実施形態との相違点を説明する。
　図１１は、無線送信部管理テーブルの例を示す図である。図１１では、図３に示された無線送信部管理テーブルに、無線送信部６０－４が更に登録されている。無線送信部６０－４の無線方式は、Ｗｉ－Ｆｉではなく、ＬＴＥ（Long Term Evolution）である。無線送信部６０－４の通信のコストは、他の無線送信部６０の通信のコストと比較して高い。
無線送信部６０－４の利用可能な周波数は「Ｂａｎｄ１」である。無線送信部６０－４の無線フレームの損失確率は、１０％である。無線送信部６０－４の無線フレームの平均送信時間は、１０ｍｓである。
　図１２は、接続状態管理テーブルの例を示す図である。図１２では、図３に示された接続状態管理テーブルに、無線送信部６０－４が更に登録されている。無線送信部６０－４の通信の状態は「使用」である。無線送信部６０－４の優先度は「４」である。無線送信部６０－４の「送信を開始する再送回数」は「２」である。
　異なる無線送信部６０から送信される無線フレームの平均送信時間（無線フレーム長）が互いに異なるので、要求部４００は、図６に示されたステップＳ２０９からステップＳ１１１までの処理において、無線フレーム長の比率に応じたスキップ処理を実行する。例えば、送信時間が１０ｍｓである無線フレームの無線フレーム長は、送信時間が５ｍｓである無線フレームの無線フレーム長の２倍である。このため、要求部４００は、送信時間が１０ｍｓである無線フレームを送信する無線送信部６０－４の送信回数Ｎｉをインクリメントする頻度は、図６に示されたステップＳ２１１において、２回に１回の頻度とする。
　図１３は、平均送信時間が異なる無線フレームの送信パターンの例を示す図である。時間軸の０ｍｓから５ｍｓまでにおいて、無線通信装置６－１は、１個の無線フレームを送信する。時間軸の５ｍｓから１０ｍｓまでにおいて、無線通信装置６－１は、１個の無線フレームを再送する。
　時間軸の１０ｍｓから１５ｍｓまでにおいて、無線通信装置６－１は、１個の無線フレームを再送する。優先度が２番目に高い無線通信装置６－２は、１個の無線フレームを再送する。優先度が２番目に高い無線通信装置６－４は、無線フレーム長が２倍である１個の無線フレームを再送する。
　時間軸の１５ｍｓから２０ｍｓまでにおいて、無線通信装置６－１は、１個の無線フレームを再送する。優先度が２番目に高い無線通信装置６－２は、１個の無線フレームを再送する。優先度が２番目に高い無線通信装置６－４は、無線フレーム長が２倍である１個の無線フレームを再送し続ける。優先度が３番目に高い無線通信装置６－３は、１個の無線フレームを再送する。
　時間軸の１０ｍｓから２０ｍｓまでにおいて、各無線フレームが再送される確率は４％以下である。１パケットに対する無線フレームの送信回数の期待値は、図１１に示されたような無線送信部管理テーブルの「無線フレームの損失確率」に応じて、１．２９回となる。
　図１３との比較のため、従来における無線フレームの送信パターンの例を、図１４に示す。
　図１４は、従来における、平均送信時間が異なる無線フレームの送信パターンの例を示す図である。図１４では、制御装置は、要求信頼性を満たすように、無線フレームの損失確率に応じて、同時に送信される無線フレームの個数（最小の冗長度）を定める。１パケットに対する無線フレームの送信回数の期待値は、図１１に示されたような無線送信部管理テーブルの「無線フレームの損失確率」に応じて、４．０７回となる。
　以上のように、第２実施形態の要求部４００は、無線フレーム長の比率に応じて、無線送信部６０における無線フレームの送信の頻度を変更する。これによって、第２実施形態の無線通信システム１は、異なる無線送信部６０から送信される無線フレームの平均送信時間（無線フレーム長）が互いに異なる場合でも、無線フレーム到達確率に関して信頼性を向上させたうえで、冗長通信による無線フレームの通信量を低減させることが可能である。
　（第３実施形態）
　第３実施形態では、無線通信装置が送信制御部及び受信制御部を備える点が、第１実施形態及び第２実施形態と相違する。第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態との相違点を説明する。
　図１５は、無線通信システム１の構成の例を示す図である。無線通信装置６は、複数の無線送信部６０と、複数の無線受信部６１と、無線送信制御部６２と、無線受信制御部６３とを備える。図１５では、各無線送信部６０は、通知部６００を備えていなくてもよい。
　無線送信制御部６２は、無線送信部６０－２及び６０－３の無線フレームの送信に関する制御を実行する。無線送信制御部６２は、通知部６００を備える。無線送信制御部６２の通知部６００は、無線送信部６０－２及び６０－３から端末３に送信された無線フレームの再送状況（再送回数等）を、要求部４００に通知する。
　無線受信制御部６３は、無線受信部６１－２及び６１－３の無線フレームの受信に関する制御を実行する。無線受信制御部６３は、無線受信部６１－２によって受信された無線フレームのパケットを取得する。同様に、無線受信制御部６３は、無線受信部６１－３によって受信された無線フレームのパケットを取得する。無線受信制御部６３は、受信されたパケットを受信制御部４１に送信する。
　以上のように、第３実施形態の無線通信装置６は、複数の無線送信部６０と、通知部６００とを備える。通知部６００は、複数の無線送信部６０から端末３に送信された無線フレームの再送状況（再送回数等）を、要求部４００に通知する。これによって、第３実施形態の無線通信システム１は、複数の無線送信部６０及び無線受信部６１を無線通信装置６が備えている場合でも、無線フレーム到達確率に関して信頼性を向上させたうえで、冗長通信による無線フレームの通信量を低減させることが可能である。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
　上述した実施形態における端末、制御装置及び無線通信装置をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
　本発明は、無線通信システムに適用可能である。
　１…無線通信システム、２…無線設備、３…端末、４…制御装置、５…ネットワーク、６…無線通信装置、３０…端末送信制御部、３１…第１送信部、３２…第２送信部、３３…端末受信制御部、３４…第１受信部、３５…第２受信部、４０…送信制御部、４１…受信制御部、４２…記憶部、６０…無線送信部、６１…無線受信部、６２…無線送信制御部、６３…無線受信制御部、４００…要求部、６００…通知部

Claims (8)

  1. 　無線フレームを端末に送信する複数の無線通信装置と、制御装置とを備える無線通信システムであって、
    　前記無線通信装置は、前記無線フレームの再送回数を表す情報を前記制御装置に送信し、
    　前記制御装置は、前記無線フレームの再送回数を表す情報を取得し、前記再送回数に応じて前記無線通信装置を選択し、選択された前記無線通信装置に前記無線フレームの送信を開始させる、
    　無線通信システム。
  2. 　前記制御装置は、前記無線通信装置ごとに優先度を定め、複数の前記無線通信装置のうちで前記優先度が最も高い前記無線通信装置における前記再送回数の増加に応じて選択された前記無線通信装置に、前記無線フレームの送信を開始させる、請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 　前記制御装置は、前記無線通信装置の通信のコストと前記無線通信装置の前記無線フレームの損失確率とのうちの少なくとも一方に基づいて、前記無線通信装置ごとに優先度を定める、請求項２に記載の無線通信システム。
  4. 　無線フレームを端末に送信する複数の無線通信装置と、制御装置とを備える無線通信システムが実行する制御方法であって、
    　前記無線通信装置は、前記無線フレームの再送回数を表す情報を前記制御装置に送信し、
    　前記制御装置は、前記無線フレームの再送回数を表す情報を取得し、前記再送回数に応じて前記無線通信装置を選択し、選択された前記無線通信装置に前記無線フレームの送信を開始させる、
    　制御方法。
  5. 　前記制御装置は、前記無線通信装置ごとに優先度を定め、複数の前記無線通信装置のうちで前記優先度が最も高い前記無線通信装置における前記再送回数の増加に応じて選択された前記無線通信装置に、前記無線フレームの送信を開始させる、請求項４に記載の制御方法。
  6. 　無線フレームを端末に送信する複数の無線通信装置を制御する制御装置であって、
    　前記無線フレームの再送回数を表す情報を前記無線通信装置から受信する受信制御部と、
    　前記再送回数に応じて前記無線通信装置を選択し、選択された前記無線通信装置に前記無線フレームの送信を開始させる要求部と
    　を備える制御装置。
  7. 　前記要求部は、前記無線通信装置ごとに優先度を定め、複数の前記無線通信装置のうちで前記優先度が最も高い前記無線通信装置における前記再送回数の増加に応じて選択された前記無線通信装置に、前記無線フレームの送信を開始させる、請求項６に記載の制御装置。
  8. 　請求項６又は請求項７に記載の制御装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
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