(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線通信装置間で送受信されているパケットを受信し、混雑度を推定する混雑度推定装置であって、
前記受信したパケットを示すパケット情報を蓄積するパケット情報蓄積部と、
前記パケットのデータサイズ、伝送速度および必要不可欠な待ち時間に基づいて、当該パケットの占有時間を算出するパケット時間算出部と、
前記算出されたパケットの占有時間を送信元アドレスおよび宛先アドレスのセット毎に累積し、単位時間当たりのパケット送信時間を算出する個別時間占有率算出部と、
前記パケット情報に含まれるパケットのシーケンス番号および再送フラグ情報を管理するシーケンス管理部と、
前記再送フラグに基づいて、前記受信したパケットが初送パケットであるか否かを判定し、前記受信したパケットが初送パケットである場合、各パケットのシーケンス番号であるＮ＿ａｄｖａｎｃｅを用いて、受信されていなかった初送パケットの数であるＮＬｏｓｓを推定し、このＮＬｏｓｓと前記受信した初送パケットとの比であって、前記受信されていなかったパケットの占有時間を補完するための補完係数である［（Ｎｒｅｃｅｉｖｅ＋ＮＬｏｓｓ）／Ｎｒｅｃｅｉｖｅ］を算出する補完係数調整部と、
前記算出された単位時間当たりのパケット送信時間を前記補完係数で補完し、すべての送信元アドレスおよび宛先アドレスに対する時間占有率を累積することにより、単位時間当たりの時間占有率を混雑度として算出する時間占有率算出部と、を備えることを特徴とする混雑度推定装置。
【請求項２】
前記パケット時間算出部において、前記パケットのデータサイズ、伝送速度および必要不可欠な待ち時間に基づいて、当該パケットの占有時間を算出し、
前記個別時間占有率算出部において、前記算出されたパケットの占有時間を送信元アドレスおよび宛先アドレスのセット毎に累積し、単位時間当たりのパケット送信時間を算出し、
前記シーケンス管理部において、前記パケット情報に含まれるパケットのシーケンス番号および再送フラグ情報を管理し、
前記補完係数調整部において、前記再送フラグに基づいて、前記受信したパケットが初送パケットであるか否かを判定し、前記受信したパケットが初送パケットである場合、各パケットのシーケンス番号であるＮ＿ａｄｖａｎｃｅを用いて、前記初送パケットの数である（Ｎｒｅｃｅｉｖｅ＋ＮＬｏｓｓ）を推定し、前記受信した初送パケットとの比であって、前記受信されていなかったパケットの占有時間を補完するための補完係数である［（Ｎｒｅｃｅｉｖｅ＋ＮＬｏｓｓ）／Ｎｒｅｃｅｉｖｅ］を算出し、
前記時間占有率算出部において、前記算出された単位時間当たりのパケット送信時間を前記補完係数で補完し、すべての送信元アドレスおよび宛先アドレスに対する時間占有率を累積することにより、単位時間当たりの時間占有率を混雑度として算出する第１の混雑度算出モードと、
前記パケット時間算出部において、前記パケットのデータサイズ、伝送速度および必要不可欠な待ち時間に基づいて、当該パケットの占有時間を算出し、
前記時間占有率算出部において、すべてのパケットに対するパケット時間を累積することにより時間占有率を混雑度として算出する第２の混雑度算出モードと、
前記パケット時間算出部において、前記パケットのデータサイズ、伝送速度および必要不可欠な待ち時間に基づいて、当該パケットの占有時間を算出し、
前記個別時間占有率算出部において、前記算出されたパケットの占有時間を送信元アドレスおよび宛先アドレスのセット毎に累積し、単位時間当たりのパケット送信時間を算出し、
前記シーケンス管理部において、前記パケット情報に含まれるパケットのシーケンス番号および再送フラグ情報を管理し、
前記補完係数調整部において、前記再送フラグとは無関係に、各パケットのシーケンス番号であるＮ＿ａｄｖａｎｃｅを用いて、前記受信したパケットと受信されていなかったパケットとの比である［（Ｎｒｅｃｅｉｖｅ＋ＮＬｏｓｓ）／Ｎｒｅｃｅｉｖｅ］を算出し、
前記時間占有率算出部において、前記算出された占有時間を前記［（Ｎｒｅｃｅｉｖｅ＋ＮＬｏｓｓ）／Ｎｒｅｃｅｉｖｅ］で補正し、すべての送信元アドレスおよび宛先アドレスに対する時間占有率を累積することにより、単位時間当たりの時間占有率を混雑度として算出する第３の混雑度算出モードと、を無線通信装置の台数に基づいて切り替える混雑度算出モード切り替え部を更に備えることを特徴とする請求項１記載の混雑度推定装置。
【請求項３】
前記補完係数調整部は、無線通信装置の台数に応じた値を用いて、前記受信されていなかった初送パケットの数であるＮＬｏｓｓを算出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の混雑度推定装置。
【請求項４】
複数の無線通信装置間で送受信されているパケットを受信し、混雑度を推定する混雑度推定方法であって、
パケット情報蓄積部において、前記受信したパケットを示すパケット情報を蓄積するステップと、
パケット時間算出部において、前記パケットのデータサイズ、伝送速度および必要不可欠な待ち時間に基づいて、当該パケットの占有時間を算出するステップと、
個別時間占有率算出部において、前記算出されたパケットの占有時間を送信元アドレスおよび宛先アドレスのセット毎に累積し、単位時間当たりのパケット送信時間を算出するステップと、
シーケンス管理部において、前記パケット情報に含まれるパケットのシーケンス番号および再送フラグ情報を管理するステップと、
補完係数調整部において、前記再送フラグに基づいて、前記受信したパケットが初送パケットであるか否かを判定し、前記受信したパケットが初送パケットである場合、各パケットのシーケンス番号であるＮ＿ａｄｖａｎｃｅを用いて、受信されていなかった初送パケットの数であるＮＬｏｓｓを推定し、このＮＬｏｓｓと前記受信した初送パケットとの比であって、前記受信されていなかったパケットの占有時間を補完するための補完係数である［（Ｎｒｅｃｅｉｖｅ＋ＮＬｏｓｓ）／Ｎｒｅｃｅｉｖｅ］を算出するステップと、
時間占有率算出部において、前記算出された単位時間当たりのパケット送信時間を前記補完係数で補完し、すべての送信元アドレスおよび宛先アドレスに対する時間占有率を累積することにより、単位時間当たりの時間占有率を混雑度として算出するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする混雑度推定方法。
【請求項５】
複数の無線通信装置間で送受信されているパケットを受信し、混雑度を推定する混雑度推定装置の制御プログラムであって、
前記受信したパケットを示すパケット情報を蓄積する処理と、
前記パケットのデータサイズ、伝送速度および必要不可欠な待ち時間に基づいて、当該パケットの占有時間を算出する処理と、
前記算出されたパケットの占有時間を送信元アドレスおよび宛先アドレスのセット毎に累積し、単位時間当たりのパケット送信時間を算出する処理と、
前記パケット情報に含まれるパケットのシーケンス番号および再送フラグ情報を管理する処理と、
前記再送フラグに基づいて、前記受信したパケットが初送パケットであるか否かを判定し、前記受信したパケットが初送パケットである場合、各パケットのシーケンス番号であるＮ＿ａｄｖａｎｃｅを用いて、受信されていなかった初送パケットの数であるＮＬｏｓｓを推定し、このＮＬｏｓｓと前記受信した初送パケットとの比であって、前記受信されていなかったパケットの占有時間を補完するための補完係数である［（Ｎｒｅｃｅｉｖｅ＋ＮＬｏｓｓ）／Ｎｒｅｃｅｉｖｅ］を算出する処理と、
前記算出された単位時間当たりのパケット送信時間を前記補完係数で補完し、すべての送信元アドレスおよび宛先アドレスに対する時間占有率を累積することにより、単位時間当たりの時間占有率を混雑度として算出する処理と、を含む一連の処理を、コンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線通信装置間で送受信されているパケットを受信し、混雑度を推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話網、無線ＬＡＮ(Local Area Network)等の無線アクセスシステムが普及している。今後、複数の周波数帯／方式／世代等、異なる多種多様な無線システムの共存が進むことにより、無線環境における無線リソースの枯渇が懸念される。このような状況に対して「コグニティブ(Cognitive)無線技術」を適用することが考えられる。コグニティブ無線技術とは、特性の異なる複数の無線システムにおける無線環境の使用状況を認識し、各無線システムを適応的に制御して使用することによって、周波数利用効率を向上させる技術である。コグニティブ無線技術について、無線環境の無線使用率は、特に重要なパラメータである。無線使用率は、一般的に、基地局又はアクセスポイントによって送受信されるパケットに基づいて測定される。
【０００３】
また、従来、例えば、パケット情報蓄積手段で得られた無線ＬＡＮのパケット情報に基づいて、ＤＩＦＳ(Distributed Inter Frame Space)、ＳＩＦＳ(Short Inter Frame Space)または、バックオフのような無線LANが動作する上で必要不可欠となる時間も含め、パケット送信に必要となった時間の合計を計算する技術が提案されている。この技術では、パケットのシーケンス番号を調べ、パケット取りこぼし率を求め、取りこぼしたパケットの数だけ補完することにより、精度の高い混雑度を測定する。また、この技術に加え、再送フラグ(初送 = 0 , 再送 = 1)を用い、初送パケットのみに対してシーケンス番号の取りこぼしを調べ、補完する技術も提案されている。前者の技術では、初送パケットを取りこぼし、再送パケットを受信した場合は、シーケンス番号に対しては補完されないため、正確なパケット誤り率を求めることが出来ない。このため、後者の技術により、正確なパケット誤り率の推定を実現しようとしている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】株式会社コレガ、「パケットアナライザソフトウェア」、［online］、［平成１９年７月１４日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.corega.co.jp/product/list/others/airpacmon.htm＞
【非特許文献２】モトローラ株式会社、「ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ｂ／ｇ対応エンタープライズ無線ＬＡＮアクセスポイント、ＷＦＱ(Weighted Fair Queuing)による無線の帯域制御、１ＡＰあたりの接続制御機能」、［online］、［平成１９年７月１４日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.symbol.co.jp/products/AP5131/index.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、再送フラグが０である初送パケットを取りこぼし、再送フラグが１である再送パケットを受信した場合には、受信していないシーケンス番号が存在しないため、補完できない場合がある。
【０００６】
また、無線通信装置が複数存在し、パケットが衝突した場合には、無線通信装置数分のパケットが失われることとなるが、従来の技術では、必要以上に混雑度を大きく算出してしまう場合もある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、高精度な混雑度の推定を行なうことを可能とする混雑度推定装置、混雑度推定方法および制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の混雑度推定装置は、複数の無線通信装置間で送受信されているパケットを受信し、混雑度を推定する混雑度推定装置であって、前記受信したパケットを示すパケット情報を蓄積するパケット情報蓄積部と、前記パケットのデータサイズ、伝送速度および必要不可欠な待ち時間に基づいて、当該パケットの占有時間を算出するパケット時間算出部と、前記算出されたパケットの占有時間を送信元アドレスおよび宛先アドレスのセット毎に累積する個別時間占有率算出部と、前記パケット情報に含まれるパケットのシーケンス番号および再送フラグ情報を管理するシーケンス管理部と、前記再送フラグに基づいて、前記受信したパケットが初送パケットであるか否かを判定し、前記受信したパケットが初送パケットである場合、各パケットのシーケンス番号を用いて、前記受信したパケットと受信されていなかったパケットとの比を示すパケット誤り率を算出するパケット誤り率算出部と、前記算出されたパケット誤り率に基づいて、受信されていなかったパケットの占有時間を補完するための補完係数を調整する補完係数調整部と、前記算出された占有時間を前記補完係数で補完し、すべての送信元アドレスおよび宛先アドレスに対する時間占有率を累積することにより、単位時間当たりの時間占有率を混雑度として算出する時間占有率算出部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成により、無線通信装置の台数に応じてパケット衝突率を調整し、高精度な混雑度の推定を行なうことが可能となる。
【００１０】
（２）また、本発明の混雑度推定装置は、前記パケット時間算出部において、前記パケットのデータサイズ、伝送速度および必要不可欠な待ち時間に基づいて、当該パケットの占有時間を算出し、前記個別時間占有率算出部において、前記算出されたパケットの占有時間を送信元アドレスおよび宛先アドレスのセット毎に累積し、前記シーケンス管理部において、前記パケット情報に含まれるパケットのシーケンス番号および再送フラグ情報を管理し、前記パケット誤り率算出部において、前記再送フラグに基づいて、前記受信したパケットが初送パケットであるか否かを判定し、前記受信したパケットが初送パケットである場合、各パケットのシーケンス番号を用いて、前記受信したパケットと受信されていなかったパケットとの比を示すパケット誤り率を算出し、前記補完係数調整部において、前記算出されたパケット誤り率に基づいて、受信されていなかったパケットの占有時間を補完するための補完係数を調整し、前記時間占有率算出部において、前記算出された占有時間を前記補完係数で補完し、すべての送信元アドレスおよび宛先アドレスに対する時間占有率を累積することにより、単位時間当たりの時間占有率を混雑度として算出する第１の混雑度算出モードと、前記パケット時間算出部において、前記パケットのデータサイズ、伝送速度および必要不可欠な待ち時間に基づいて、当該パケットの占有時間を算出し、前記時間占有率算出部において、すべてのパケットに対するパケット時間を累積することにより時間占有率を混雑度として算出する第２の混雑度算出モードと、前記パケット時間算出部において、前記パケットのデータサイズ、伝送速度および必要不可欠な待ち時間に基づいて、当該パケットの占有時間を算出し、前記個別時間占有率算出部において、前記算出されたパケットの占有時間を送信元アドレスおよび宛先アドレスのセット毎に累積し、前記シーケンス管理部において、前記パケット情報に含まれるパケットのシーケンス番号および再送フラグ情報を管理し、前記パケット誤り率算出部において、前記再送フラグとは無関係に、各パケットのシーケンス番号を用いて、前記受信したパケットと受信されていなかったパケットとの比を示すパケット誤り率を算出し、前記時間占有率算出部において、前記算出された占有時間を前記パケット誤り率で補正し、すべての送信元アドレスおよび宛先アドレスに対する時間占有率を累積することにより、単位時間当たりの時間占有率を混雑度として算出する第３の混雑度算出モードと、を無線通信装置の台数に基づいて切り替える混雑度算出モード切り替え部を更に備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成により、混雑していないチャネルを選択することができるため、ＡＰ（アクセスポイント）に実装することによって、高品質な無線ＬＡＮエリアを提供することが可能となる。また、ステーション（ＳＴＡ）に実装することによって、接続可能な複数のＡＰが存在する場合に、最も通信速度が大きいＡＰに接続することが可能となり、高品質な通信を実現することが可能となる。
【００１２】
（３）また、本発明の混雑度推定装置は、無線通信装置の台数に応じて、調整するパラメータを制御する補完係数調整部を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
この構成により、無線通信装置の台数に応じてパケット衝突率を調整し、高精度な混雑度の推定を行なうことが可能となる。
【００１４】
（４）また、本発明の混雑度推定方法は、複数の無線通信装置間で送受信されているパケットを受信し、混雑度を推定する混雑度推定方法であって、パケット情報蓄積部において、前記受信したパケットを示すパケット情報を蓄積するステップと、パケット時間算出部において、前記パケットのデータサイズ、伝送速度および必要不可欠な待ち時間に基づいて、当該パケットの占有時間を算出するステップと、個別時間占有率算出部において、前記算出されたパケットの占有時間を送信元アドレスおよび宛先アドレスのセット毎に累積するステップと、シーケンス管理部において、前記パケット情報に含まれるパケットのシーケンス番号および再送フラグ情報を管理するステップと、パケット誤り率算出部において、前記再送フラグに基づいて、前記受信したパケットが初送パケットであるか否かを判定し、前記受信したパケットが初送パケットである場合、各パケットのシーケンス番号を用いて、前記受信したパケットと受信されていなかったパケットとの比を示すパケット誤り率を算出するステップと、補完係数調整部において、前記算出されたパケット誤り率に基づいて、受信されていなかったパケットの占有時間を補完するための補完係数を調整するステップと、時間占有率算出部において、前記算出された占有時間を前記補完係数で補完し、すべての送信元アドレスおよび宛先アドレスに対する時間占有率を累積することにより、単位時間当たりの時間占有率を混雑度として算出するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする。
【００１５】
この構成により、無線通信装置の台数に応じてパケット衝突率を調整し、高精度な混雑度の推定を行なうことが可能となる。
【００１６】
（５）また、本発明の制御プログラムは、複数の無線通信装置間で送受信されているパケットを受信し、混雑度を推定する混雑度推定装置の制御プログラムであって、前記受信したパケットを示すパケット情報を蓄積する処理と、前記パケットのデータサイズ、伝送速度および必要不可欠な待ち時間に基づいて、当該パケットの占有時間を算出する処理と、前記算出されたパケットの占有時間を送信元アドレスおよび宛先アドレスのセット毎に累積する処理と、前記パケット情報に含まれるパケットのシーケンス番号および再送フラグ情報を管理する処理と、前記再送フラグに基づいて、前記受信したパケットが初送パケットであるか否かを判定し、前記受信したパケットが初送パケットである場合、各パケットのシーケンス番号を用いて、前記受信したパケットと受信されていなかったパケットとの比を示すパケット誤り率を算出する処理と、前記算出されたパケット誤り率に基づいて、受信されていなかったパケットの占有時間を補完するための補完係数を調整する処理と、前記算出された占有時間を前記補完係数で補完し、すべての送信元アドレスおよび宛先アドレスに対する時間占有率を累積することにより、単位時間当たりの時間占有率を混雑度として算出する処理と、を含む一連の処理を、コンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化したことを特徴とする。
【００１７】
この構成により、無線通信装置の台数に応じてパケット衝突率を調整し、高精度な混雑度の推定を行なうことが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、無線通信装置の台数に応じてパケット衝突率を調整し、高精度な混雑度の推定を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る混雑度推定装置の概略構成を示す図である。
【図２】パケット時間の計算手法を示す図である。
【図３】IEEE802.11a/gにおけるパケットフォーマットを示す図である。
【図４】IFSとBackoff-windowタイムを示す図である。
【図５Ａ】無線ＬＡＮアナライザにより受信されたパケットを示す図である。
【図５Ｂ】取りこぼしパケットを補完する様子を示す図である。
【図６】パケット衝突が混雑度の計算に与える影響を示す図である。
【図７】第３の実施形態に係る混雑度推定装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る混雑度推定装置は、補完するパケット時間を設定値αで除算することにより、パケット衝突分の調整を行なう。なお、以下の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２１】
第１の実施形態では、無線機の台数が２台である場合について説明する。無線機の台数が少ない場合、パケット衝突は、２台の送信機のパケットが衝突することが支配的になる。そのため、α=2を設定し、補完パケットの時間をαで除算する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る混雑度推定装置の概略構成を示す図である。この混雑度推定装置１は、無線受信部３で他の無線通信装置間のパケットを受信する。そして、パケット情報蓄積部５は、受信したパケットのデータサイズ、伝送速度、パケット種別、シーケンス番号、再送フラグ情報などのパケット情報を蓄積する。パケット時間算出部７は、１パケット送信時間の算出を行なう。
【００２３】
図２は、パケット時間の計算手法を示す図である。無線ＬＡＮのフォーマットで規定されているＰＬＣＰ(Physical Layer Convergence Procedure) プリアンブル、ＰＬＣＰヘッダ（固定時間）、ＭＡＣヘッダ、データおよびＦＣＳ(変調方式に依存して送信時間が変化)をパケット毎に以下の式で求める。
【００２４】
【数１】
0005463194.tif 000002
ここで、PLCPpreambleとPLCPHead (sig)は、ＰＬＣＰプリアンブルとＰＬＣＰシグナルの時間[μs]、PLCPHead (serv)、MACHeadは、ＰＬＣＰサービスとＭＡＣヘッダ、Ｄａｔａのバイト数[bytes]、Ｒａｔｅは物理層の伝送レート[Mbps]を示す。
【００２５】
なお、図３は、IEEE802.11a/gにおけるパケットフォーマットを示す図である。IEEE802.11bの場合にはパケットフォーマットは異なり、フォーマットに合わせた計算を行なう。
【００２６】
無線ＬＡＮでは、ＩＦＳとBackoffを備えたＣＳＭＡ／ＣＡを用いている。そのため、図２に示すT_Method 2は、ＣＳＭＡ／ＣＡにおける必須の待ち時間であるＩＦＳとBackoff（図４参照）を含めた合計時間として無線占有率を求める手法である。
【００２７】
ＩＦＳはパケット種別により決まる時間長を用いた。また、Backoffは平均Backoff時間を用いた。ＩＦＳ、Backoffとして設定された値は、送信機側でのみ把握可能である。そこで、ＩＦＳ、Backoffを測定する立場から、ここでは、平均値を用いて計算を行なっている。
【００２８】
次に、単位時間当たりのパケット送信時間の算出を行なう。個別時間占有率算出部９は、以下の計算を行なう。上記で求めた送信元・あて先毎のパケットの時間を合計し、観測時間Ｔで除算する。
【数２】
0005463194.tif 000003
次に、エラーパケットのカウントを行なう。シーケンス管理部１１とパケット誤り算出部１３では、以下の動作を実行する。ビーコンの場合、送信した各ＡＰに対して、受信した異なるシーケンス番号の数N_receiveとシーケンス番号が進んだ数N_advenceをカウントする。その差はエラーもしくは取りこぼしパケットの数を示すことになるため、その数を補完する。
【００２９】
Ｄａｔａパケットの場合、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、シーケンス番号はＤａｔａパケットには存在するが、Ａｃｋパケットには存在しない。そのため、Ｄａｔａパケットのシーケンス番号から取りこぼしたパケットの数を推定する。具体的には、再送フラグが０であるパケットの内、受信した異なるシーケンス番号の数N_receiveと進んだシーケンス番号の数N_advenceをカウントする。この差はビーコンの場合と同様に取りこぼしたシーケンス番号の数を指すことになる。なお、そのシーケンス番号は送信元-宛先の組み合わせ毎に存在するため、送信元-宛先の組み合わせ毎に上記を行なう。
【００３０】
次に、補完係数の調整を行なう。補完係数調整部１５は、以下の動作を実行する。上記のエラーパケットのカウントで求めた進んだシーケンス番号N_advenceと受信した異なるシーケンス番号の個数N_receiveから次式の係数N_lossを求める。
【００３１】
【数３】
0005463194.tif 000004
ここで、N_advanceは進んだシーケンス番号、N_receiveは受信したシーケンス番号の数、ｎは設定値を示す。本実施形態ではα=２を用いる。
【００３２】
次に、混雑度の計算を行なう。時間占有率算出部１７は、以下の動作を実行する。次の式で送信元−宛先の組み合わせ毎の混雑度OccuRatioを求める。
【００３３】
【数４】
0005463194.tif 000005
これにより、取りこぼした分のパケットを含めた無線占有率を推定する。また、Ｄａｔａパケットには、返信用Ａｃｋに相当する時間もNAV (Network Allocation Vector)により予約され、Ａｃｋが返信されなくともこの時間は確保される。ここでは、Ａｃｋによる無線占有率は直接求めず、Ｄａｔａパケットと同等の数だけＡｃｋが存在するとして、Ｄａｔａ＋Ａｃｋの時間を補完する。送信元・宛先毎に求めた無線占有率を合計して、全体の無線占有率を求める。なお、ユーザインターフェース１９は、ユーザに対して情報を表示し、またはユーザの操作を契機として信号の入力を受け付ける機能を有する。
【００３４】
この手法によれば、パケット衝突による２重カウントは解消される。すなわち、図６に示すように、無線ＬＡＮのシステムＡとＢが存在するとき、２つのパケットが衝突すると、パケット一つ分の時間を失う。ここで、無線ＬＡＮのシステムＡとＢのそれぞれで、シーケンス番号に基づいてパケットの占有時間を補完すると、２つ分のパケットを補完することになる。本実施形態によれば、このような２重カウントは、解消されることとなる。
【００３５】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、無線通信装置（無線機）が３台以上である場合について説明する。無線機の台数が多くなった場合には、衝突が頻繁に発生するようになる。しかし、無線ＬＡＮなどでは、衝突が発生し、再送する場合には、図４に示したBackoff-windowの最大値を大きくすることで、衝突の確率を下げるようにしている。しかし、無線機の台数が増えるに従い、パケット衝突の可能性が上昇することは間違いない。少なくとも、２台の場合とは異なり、３台分のパケット衝突などが存在し、第１の実施形態のαの値を２よりも大きくする必要がある。
【００３６】
無線機台数がｎ台、Backoff-Window最大値が１／ｐの場合のｋ台の送信機から送信されたパケットが衝突する確率分布は以下で表すことができる。
【００３７】
【数５】
0005463194.tif 000006
この時、平均衝突台数は以下で表すことができる。
【数６】
0005463194.tif 000007
最大Backoff-Windowが１６である場合のN_averageは、Ｎ＝３のとき２．０２１、Ｎ＝１６のときは２．３２である。ただし、上記の結果はBackoff-Windowのサイズを１６に固定したが、無線ＬＡＮではパケット衝突が増すとBackoff-Window最大値が増し、衝突確率が減少するため、同時送信台数が減少し、平均衝突台数は上記よりも低くなる。
【００３８】
上記のように実測値や上記のような理論計算値を用い、通信無線機数に応じてαの値を適応的に変化させることで、高精度な混雑度測定が可能となる。
【００３９】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、解析方式の切り替えについて説明する。第１の実施形態および第２の実施形態で説明した方式は、パケット衝突に強い方式である。ただし、状況によっては、従来方式の方が特性が良くなる場合がある。本実施形態では、以下の３つの方式を状況により切り替えて使用する。
【００４０】
図７は、第３の実施形態に係る混雑度推定装置の概略構成を示すブロック図である。この混雑度推定装置１０は、以下の３つの算出手法を切り替えて使用する。
【００４１】
（１）衝突パケットの補完（時間占有率算出部１７−１）
第１の実施形態および第２の実施形態で説明した手法を用いて無線占有率を求める。基本的に、シーケンス番号や再送フラグなどの情報が必要なため正常受信パケットを計算対象とする。この算出手法を採用する場合を、第１の混雑度算出モードと呼称する。
【００４２】
（２）必要不可欠な待ち時間をパケット時間に追加（時間占有率算出部１７−２）
シーケンス番号によるパケットの補完などは行なわず、第１の実施形態の送信元・宛先毎に求めた無線占有率OccuRatioMethod2を合計して、全体の無線占有率を求める。なお、本方式は、監視対象の無線LANパケットの受信電力が低く、エラーパケットが多い場合にも有効であり、上記の計算にエラーパケットを含めても良い。この算出手法を採用する場合を、第２の混雑度算出モードと呼称する。
【００４３】
（３）取りこぼしパケットの補完（時間占有率算出部１７−３）
第１の実施形態におけるα=１として送信元・宛先毎に求めた無線占有率OccuRatioを求める、もしくは、従来手法請求項１の手法を用いて無線占有率を求める。本方式はパケット衝突がなく、１台の無線機からの送信が主になる場合に有効である。基本的に、シーケンス番号などの情報が必要なため正常受信パケットを計算対象とする。この算出手法を採用する場合を、第３の混雑度算出モードと呼称する。
【００４４】
ここで、上記の各手法には、それぞれ効果を奏しやすい測定環境がある。例えば、送信無線機の台数が１台のときは、（３）の手法（第３の混雑度算出モード）、送信無線機の台数が２台以上のときは（１）の手法（第１の混雑度算出モード）、そして、エラーパケットが大多数を占めるときは（２）の手法（第２の混雑度算出モード）が有効である。また、値が最も大きいものを選択する、最も１に近い値を出力するものを選択するなどの切り替え方法も可能である。
【００４５】
なお、以上の説明では、時間占有率算出部を３つ備えた構成を示したが、本発明は、これに限定されるわけではなく、単一の時間占有率算出部が、上記のように、３つの時間占有率算出部の機能を果たす構成を取ることも可能である。
【００４６】
以上説明した本発明の特徴的な動作は、コンピュータに制御プログラムを実行させることによっても実現することが可能である。すなわち、本発明の制御プログラムは、複数の無線通信装置間で送受信されているパケットを受信し、混雑度を推定する混雑度推定装置の制御プログラムであって、前記受信したパケットを示すパケット情報を蓄積する処理と、前記パケットのデータサイズ、伝送速度および必要不可欠な待ち時間に基づいて、当該パケットの占有時間を算出する処理と、前記算出されたパケットの占有時間を送信元アドレスおよび宛先アドレスのセット毎に累積する処理と、前記パケット情報に含まれるパケットのシーケンス番号および再送フラグ情報を管理する処理と、前記再送フラグに基づいて、前記受信したパケットが初送パケットであるか否かを判定し、前記受信したパケットが初送パケットである場合、各パケットのシーケンス番号を用いて、前記受信したパケットと受信されていなかったパケットとの比を示すパケット誤り率を算出する処理と、前記算出されたパケット誤り率に基づいて、受信されていなかったパケットの占有時間を補完するための補完係数を調整する処理と、前記算出された占有時間を前記補完係数で補完し、すべての送信元アドレスおよび宛先アドレスに対する時間占有率を累積することにより、単位時間当たりの時間占有率を混雑度として算出する処理と、を含む一連の処理を、コンピュータに読み取り可能および実行可能にコマンド化したことを特徴とする。
【００４７】
この構成により、無線通信装置の台数に応じてパケット衝突率を調整し、高精度な混雑度の推定を行なうことが可能となる。
【符号の説明】
【００４８】
１  混雑度推定装置
３  無線受信部
５  パケット情報蓄積部
７、７−１、７−２、７−３  パケット時間算出部
９、９−１、９−３  個別時間占有率算出部
１０  混雑度推定装置
１１、１１−１、１１−３  シーケンス管理部
１３、１３−１、１３−３  パケット誤り率算出部
１５  補完係数調整部
１７、１７−１、１７−２、１７−３  時間占有率算出部
１９  ユーザインターフェース
３０  無線受信部
５０  パケット情報蓄積部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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