(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
優先制御方式がそれぞれ異なる第１のネットワークと第２のネットワークとの間の通信を中継する中継装置であって、
前記第１のネットワークに接続され、第１の優先制御方式により優先制御を行う第１の中継手段と、
前記第２のネットワークに接続され、第２の優先制御方式により優先制御を行う第２の中継手段と、
前記第１のネットワーク及び前記第２のネットワークうち、一方のネットワークから受信された通信データを、他方のネットワークに送信可能な通信データに変換する変換手段とを備え、
前記第１の中継手段は、
前記第１のネットワークから受信した通信データより連続送信時間を得て前記通信データの種類を識別し、前記通信データの種類に応じて前記第１の優先制御方式における優先度のクラスに分類し、前記変換手段を介して、前記第２の中継手段へ出力し、
前記第２の中継手段は、
取得した前記通信データを、
前記第１の優先制御方式における優先度のクラスに、前記通信データの種類に応じて対応する、当該第２の優先制御方式における優先度のクラスに分類し、前記第２のネットワークに送信する
ことを特徴とする中継装置。
【請求項２】
前記第２の中継手段は、
前記第２のネットワークから受信した通信データを、前記第２の優先制御方式における優先度のクラスに分類し、前記変換手段を介して、前記第１の中継手段へ出力し、
前記第１の中継手段は、
取得した前記通信データを、前記第２の優先制御方式における優先度のクラスに対応する、当該第１の優先制御方式における優先度のクラスに分類し、前記第１のネットワークに送信する
ことを特徴とする請求項１記載の中継装置。
【請求項３】
前記第１の優先制御方式における優先度のクラスの分類と、前記第２の優先制御方式における優先度のクラスの分類との対応情報が記憶される記憶手段を備え、
前記第１の中継手段及び第２の中継手段の少なくとも一方は、
取得した前記通信データを、前記対応情報に基づき、一方の優先制御方式の優先度のクラスに対応する他方の優先制御方式の優先度のクラスに分類する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の中継装置。
【請求項４】
前記第１の中継手段は、
前記第１の優先制御方式により優先度のクラスに応じた連続送信時間が設定された通信データを受信する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の中継装置。
【請求項５】
前記第１の中継手段は、
前記第１のネットワークからの通信データを受信する受信部と、
前記第１の優先制御方式における優先度のクラスごとに複数の出力キューが設けられた第１の記憶部と、
前記通信データの優先度のクラスを識別し、該優先度のクラスに応じた前記出力キューに当該通信データを格納する配分部と、
前記優先度のクラスの優先順位に応じて、前記複数の出力キューの出力タイミングを制御する出力キュー制御部と
を備え、
前記第２の中継手段は、
前記第２の優先制御方式における優先度のクラスごとに複数の送信キューが設けられた第２の記憶部と、
前記優先度のクラスの優先順位に応じて、前記複数の送信キューの送信タイミングを制御する送信キュー制御部と、
前記通信データを送信する送信部と
を備え、
前記変換手段は、
前記出力キューから出力された通信データを、前記第２のネットワークに送信可能な通信データに変換し、
前記第１の優先制御方式における優先度のクラスに対応する、前記第２の優先制御方式における優先度のクラスの前記送信キューに格納する
ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の中継装置。
【請求項６】
前記第２の中継手段は、
前記第２のネットワークからの通信データを受信する受信部と、
前記第２の優先制御方式における優先度のクラスごとに複数の出力キューが設けられた第２の記憶部と、
前記通信データの優先度のクラスを識別し、該優先度のクラスに応じた前記出力キューに当該通信データを格納する配分部と、
前記優先度のクラスの優先順位に応じて、前記複数の出力キューの出力タイミングを制御する出力キュー制御部と
を備え、
前記第１の中継手段は、
前記第１の優先制御方式における優先度のクラスごとに複数の送信キューが設けられた第１の記憶部と、
前記優先度のクラスの優先順位に応じて、前記複数の送信キューの送信タイミングを制御する送信キュー制御部と、
前記通信データを送信する送信部と
を備え、
前記変換手段は、
前記出力キューから出力された通信データを、前記第１のネットワークに送信可能な通信データに変換し、
前記第２の優先制御方式における優先度のクラスに対応する、前記第１の優先制御方式における優先度のクラスの前記送信キューに格納する
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の中継装置。
【請求項７】
前記第１の中継手段は、
前記通信データの連続送信時間を測定する連続送信時間測定部を備え、
前記配分部は、
前記通信データの連続送信時間に応じて、当該通信データの優先度のクラスを識別し、該優先度のクラスに応じた前記出力キューに当該通信データを格納する
ことを特徴とする請求項５又は６記載の中継装置。
【請求項８】
前記配分部は、
受信された前記通信データに、前記優先度のクラスを識別する情報が設定されていないとき、前記通信データの連続送信時間に応じて、当該通信データの優先度のクラスを識別する
ことを特徴とする請求項５〜７の何れかに記載の中継装置。
【請求項９】
前記第１の優先制御方式及び前記第２の優先制御方式のうち、一方は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格で定められるＱｏＳ(Quality of Service)の方式であり、他方は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格で定められるＱｏＳの方式である
ことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の中継装置。
【請求項１０】
優先制御方式がそれぞれ異なる第１のネットワークと第２のネットワークとの間の通信を中継する中継方法であって、
前記第１のネットワークから受信した通信データより連続送信時間を得て前記通信データの種類を識別し、前記通信データの種類に応じて第１の優先制御方式における優先度のクラスに分類するステップと、
前記通信データを、第２のネットワークに送信可能な通信データに変換するステップと、
変換された前記通信データを、前記第１の優先制御方式における優先度のクラスに、前記通信データの種類に応じて対応する、第２の優先制御方式における優先度のクラスに分類するステップと、
前記第２の優先制御方式における優先度のクラスに応じて、前記第２のネットワークに送信するステップと
を有することを特徴とする中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優先制御方式がそれぞれ異なるネットワーク間の通信を中継する中継装置、及び中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術においては、例えば「無線ＬＡＮを介して無線端末に接続される無線ＬＡＮ基地局において、アプリケーション毎に設定されたデータの優先度を示す優先度テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、優先度が設定されているデータをバッファする第１バッファ手段と、優先度が設定されていないデータをバッファする第２バッファ手段と、受信されたデータの優先度を前記優先度テーブルに基づき判定し、優先度が設定されているデータを前記第１バッファ手段へ出力し、優先度が設定されていないデータを前記第２バッファ手段へ出力する判定制御手段と、前記無線端末との通信同期をとるビーコン信号を一定間隔に送信するビーコン信号送信手段と、前記第１バッファ手段にバッファされたデータを前記ビーコン信号を基準として一定間隔に宛先へ送信するとともに、前記第１バッファ手段にバッファされたデータの送信後に、前記第２バッファ手段にバッファされたデータを宛先へ送信する送信制御手段とを備えたことを特徴とする無線ＬＡＮ基地局。」が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９８５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無線ネットワークにおいては通信の品質（ＱｏＳ：Quality of Service）を向上させるため優先制御が行われる。このような優先制御の方式（ＱｏＳ方式）は、標準規格などにより定義されている。
例えば、ＷｉＦｉ（IEEE802.11e）では、ＥＤＣＡ（Enhanced Distributed Channel Access）、ＨＣＣＡ（Hybrid Coordination Function(HFC)Controlled Channel Access）などの優先制御方式が定義されている。
また例えば、ＷｉＭＡＸ（IEEE802.16e）では、５種類のＱｏＳクラスに分類した優先制御方式が定義されている。
【０００５】
しかしながら、優先制御方式が異なるネットワーク（無線区間）の通信を中継する中継装置においては、双方の無線区間での優先制御を連携することができず、通信品質を維持することができない、という問題点があった。
【０００６】
また、上記特許文献１に記載の技術は、ＬＡＮ−無線ＬＡＮ中継装置において、装置内部にＱｏＳ設定を解析するヘッダ解析回路を備え、ＬＡＮ側から流入するフレーム内のＴｏＳなどの明示的なＱｏＳ設定に基づいて優先度を識別する。そして優先度の高低ごとにバッファし、無線ＬＡＮ側に送出するビーコンを基準として優先度の高いバッファから送出している。
【０００７】
しかしながら、中継装置がヘッダ解析回路を用いて、フレーム内のＴｏＳなどの明示的なＱｏＳ設定により優先度を識別する場合、ＱｏＳ設定を解析するためのパケットのヘッダ解析に多くのリソースを消費する、という問題点があった。
具体的には、ネットワーク網から流入する信号からパケットを復元し、復元したパケット毎にＯＳＩ参照モデルの３層フィールドを識別し、さらに８ｂｉｔで規定されているＴｏＳフィールドを識別して、ＴｏＳ設定された明示的なＱｏＳ設定を抽出する解析を行う。このように明示的なＱｏＳ設定により優先度を識別する場合には多くのリソースを消費する。
【０００８】
また、例えばＷｉＦｉの優先制御方式であるＥＤＣＡにおいては、アプリケーションが優先度の高い通信を行う場合、ＣＳＭＡ／ＣＡの処理に従い送信権を取得するまでの待ち時間（バックオフタイム）を短くすることで優先制御を実現している。
【０００９】
しかしながら、この手法では通信データ（ＩＰパケット）にＴｏＳなどの明示的なＱｏＳ情報が無い限り、中継装置は通信の優先度を認識することができない。このような場合、中継先のネットワークにおける優先制御方式に適切に変換することができず、通信品質を維持することができない、という問題点があった。
例えばＷｉＦｉとＷｉＭＡＸとの間の通信を中継する中継装置において、ＷｉＦｉからの通信をＷｉＭＡＸの優先制御に適切に変換できない、という問題点があった。
【００１０】
したがって、優先制御方式が異なるネットワーク間の中継において、通信品質を維持することができる中継装置及び中継方法が望まれていた。
また、中継する通信データを解析することなく、優先度のクラスを識別することができる中継装置及び中継方法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る中継装置は、優先制御方式がそれぞれ異なる第１のネットワークと第２のネットワークとの間の通信を中継する中継装置であって、前記第１のネットワークに接続され、第１の優先制御方式により優先制御を行う第１の中継手段と、前記第２のネットワークに接続され、第２の優先制御方式により優先制御を行う第２の中継手段と、前記第１のネットワーク及び前記第２のネットワークうち、一方のネットワークから受信された通信データを、他方のネットワークに送信可能な通信データに変換する変換手段とを備え、前記第１の中継手段は、前記第１のネットワークから受信した通信データより連続送信時間を得て前記通信データの種類を識別し、前記通信データの種類に応じて前記第１の優先制御方式における優先度のクラスに分類し、前記変換手段を介して、前記第２の中継手段へ出力し、前記第２の中継手段は、取得した前記通信データを、前記第１の優先制御方式における優先度のクラスに、前記通信データの種類に応じて対応する、当該第２の優先制御方式における優先度のクラスに分類し、前記第２のネットワークに送信するものである。
【００１２】
本発明に係る中継方法は、優先制御方式がそれぞれ異なる第１のネットワークと第２のネットワークとの間の通信を中継する中継方法であって、前記第１のネットワークから受信した通信データより連続送信時間を得て前記通信データの種類を識別し、前記通信データの種類に応じて第１の優先制御方式における優先度のクラスに分類するステップと、前記通信データを、第２のネットワークに送信可能な通信データに変換するステップと、変換された前記通信データを、前記第１の優先制御方式における優先度のクラスに、前記通信データの種類に応じて対応する、第２の優先制御方式における優先度のクラスに分類するステップと、前記第２の優先制御方式における優先度のクラスに応じて、前記第２のネットワークに送信するステップとを有するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、第１のネットワークから受信した通信データを、第１の優先制御方式における優先度のクラスに分類し、第１の優先制御方式における優先度のクラスに対応する、第２の優先制御方式における優先度のクラスに分類し、第２のネットワークに送信する。
このため、優先制御方式が異なるネットワーク間の中継において、通信品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１に係る中継装置の構成図である。
【図２】実施の形態１に係るＷｉＦｉ端末の構成図である。
【図３】実施の形態１に係るＷｉＭＡＸ基地局の構成図である。
【図４】ＷｉＦｉのＱｏＳ制御を説明する図である。
【図５】ＷｉＭＡＸのＱｏＳ制御を説明する図である。
【図６】実施の形態１に係るＱｏＳ対応情報の一例である。
【図７】実施の形態１に係る中継装置のアップリンクの動作を説明する図である。
【図８】実施の形態１に係る中継装置のダウンリンクの動作を説明する図である。
【図９】実施の形態２に係る中継装置の構成図である。
【図１０】実施の形態２に係るＡＣ設定テーブルの一例である。
【図１１】実施の形態２に係る中継装置の動作を説明する図である。
【図１２】実施の形態２に係る中継装置の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る中継装置の構成図である。
図１に示すように、中継装置１は、第１の中継手段１１、第２の中継手段１２、変換手段１３、記憶手段１４を備えている。
本実施の形態における中継装置１は、ＷｉＦｉ（IEEE802.11e規格）の通信を行うＷｉＦｉ端末２と、ＷｉＭＡＸ（IEEE802.16e規格）の通信を行うＷｉＭＡＸ基地局３との間の通信を双方向に中継するものである。
【００１６】
なお、「ＷｉＦｉ」は、本発明における「第１のネットワーク」に相当する。
また、「ＷｉＭＡＸ」は、本発明における「第２のネットワーク」に相当する。
【００１７】
第１の中継手段１１は、例えばＷｉＦｉ−ＡＰ（Access Point）などにより構成される。この第１の中継手段１１は、無線通信方式として例えばＷｉＦｉ（IEEE802.11e）を適用し、ＷｉＦｉ端末２と無線通信を行う。また、第１の中継手段１１は、IEEE802.11e規格に準拠した優先制御方式による優先制御を行う。なお、優先制御方式については後述する。
【００１８】
第２の中継手段１２は、例えばＷｉＭＡＸ−ＣＰＥ（Customer Premises Equipment）などにより構成される。この第２の中継手段１２は、無線通信方式として例えばＷｉＭＡＸ（IEEE802.16e）を適用し、ＷｉＭＡＸ基地局３と無線通信を行う。また、第２の中継手段１２は、IEEE802.16e規格に準拠した優先制御方式による優先制御を行う。なお、優先制御方式については後述する。
【００１９】
変換手段１３は、ＷｉＦｉ及びＷｉＭＡＸうち、一方のネットワークから受信された通信データを、他方のネットワークに送信可能な通信データに変換するものである。
記憶手段１４は、ＷｉＦｉの優先制御方式におけるＱｏＳクラスの分類と、ＷｉＭＡＸの優先制御方式におけるＱｏＳクラスの分類との対応情報（ＱｏＳ対応情報）が記憶される。詳細は後述する。
【００２０】
図２は実施の形態１に係るＷｉＦｉ端末の構成図である。
図２に示すように、ＷｉＦｉ端末２は、ＷｉＦｉによる無線送信を実施する無線送信部２１と、ＷｉＦｉによる無線受信を実施する無線受信部２２と、無線動作を制御する無線制御部２３とを備える。
無線送信部２１は、中継装置１に対して通信データを送信する。
無線受信部２２は、中継装置１から送信された通信データを受信する。
【００２１】
図３は実施の形態１に係るＷｉＭＡＸ基地局の構成図である。
図３に示すように、ＷｉＭＡＸ基地局３は、ＷｉＭＡＸによる無線送信を実施する無線送信部３１と、ＷｉＭＡＸによる無線受信を実施する無線受信部３２と、無線動作を制御する無線制御部３３とを備える。
無線送信部３１は、中継装置１に対して通信データを送信する。
無線受信部３２は、中継装置１から送信された通信データを受信する。
【００２２】
以上、本実施の形態における無線システムの構成について説明した。
次に、ＷｉＦｉ、及びＷｉＭＡＸにおいて、通信品質を向上させるＱｏＳ制御の方式（優先制御方式）について説明する。
【００２３】
まず、ＷｉＦｉにおけるＱｏＳ制御の方式について説明する。
本実施の形態１では、ＥＤＣＡを用いたＱｏＳ制御を行う場合について説明する。
なお、本発明はこれに限らず、例えばＨＣＣＡなど他の方式を用いても良い。
【００２４】
図４はＷｉＦｉのＱｏＳ制御を説明する図である。
図４においては、IEEE802.11e規格で定義されるＥＤＣＡ方式に優先制御の概要を示している。
ＥＤＣＡにおいては、通信データを、４つの優先度のクラス（アクセスカテゴリｓ）に分類する。この優先度のクラスとしては、優先度の高い順に、ＡＣ＿ＶＯ（VoIP）、ＡＣ＿ＶＩ（Video）、ＡＣ＿ＢＥ（Best Effort）、ＡＣ＿ＢＫ（Background）のアクセスカテゴリがある。
そして、上位レイヤからの通信データ(パケット）を、通信データの種類に応じて４つのアクセスカテゴリ（ＡＣ）にマッピングして、これらアクセスカテゴリごとに設けられた送信キューに、通信データを格納する。
各送信キューに格納された通信データは、優先度の高いクラスの通信データほど待機するランダム時間を短くする。また、ＡＩＦＳ（arbitration IFS）と呼ぶ時間を利用し、ＡＩＦＳの時間は、優先度に応じて差を付け、優先度の高い通信データほど短く設定する。つまり、音声パケット（VoIP）や映像パケット（Video）などは待機時間を短くし、他の端末よりも先に送信できる確立を高くする。
このような優先制御を行うことにより、音声などの優先度の高い通信データはより多くの送信機会を得ることができ通信品質の向上が可能となる。
【００２５】
なお、「ＥＤＣＡ」は、本発明における「第１の優先制御方式」に相当する。
また、「ＡＣ＿ＶＯ」、「ＡＣ＿ＶＩ」、「ＡＣ＿ＢＥ」、「ＡＣ＿ＢＫ」は、本発明における「第１の優先制御方式における優先度のクラス」に相当する。
【００２６】
図５はＷｉＭＡＸのＱｏＳ制御を説明する図である。
図５においては、IEEE802.16e規格で定義されるＷｉＭＡＸの優先制御の概要を示している。
ＷｉＭＡＸのＱｏＳ制御は、通信データを、５つの優先度のクラス（ＱｏＳクラス）に分類する。この優先度のクラスとしては、優先度の高い順に、ＥｒｔＰＳ（Extended Real-Time Polling Service）、ＵＧＳ（Unsolicited Grant Service）、ｒｔＰＳ（Real-Time Polling Service）、ｎｒｔＰＳ（Non-Real-Time Polling Service）、ＢＥ（Best Effort）がある。
なお、ＥｒｔＰＳは、無音抑制機能を持ったＶｏＩＰに対応する。ＵＧＳは、ＶｏＩＰに対応する。ｒｔＰＳは、ストリーミングなどのリアルタイム性の高いアプリケーションに対応する。ｎｒｔＰＳは、定期的に通信データ更新するＦＴＰなどの非リアルタイムアプリケーションに対応する。ＢＥは、データ通信に対応する。
【００２７】
そして、基地局（ＢＳ）からの通信データ(パケット）を、通信データの種類に応じて５つのアクセスカテゴリにマッピングして、これらアクセスカテゴリごとに設けられた送信キューに、通信データを格納する。
そして、優先度の高いカテゴリの送信キューに格納された通信データほど、送信機会を多くすることで、音声などの優先度の高い通信データはより多くの送信機会を得ることができ通信品質の向上が可能となる。
【００２８】
なお、「ＷｉＭＡＸのＱｏＳ制御」は、本発明における「第２の優先制御方式」に相当する。
また、「ＥｒｔＰＳ」、「ＵＧＳ」、「ｒｔＰＳ」、「ｎｒｔＰＳ」、「ＢＥ」は、本発明における「第２の優先制御方式における優先度のクラス」に相当する。
【００２９】
このように、ＷｉＦｉとＷｉＭＡＸとはそれぞれ異なる優先制御方式による優先制御を行っている。このためＷｉＦｉとＷｉＭＡＸとの間の通信を中継しようとする場合、双方の通信品質を担保する必要がある。
以下、優先制御方式が異なるネットワーク間の中継において、通信品質を維持することができる中継装置１の動作について説明する。
【００３０】
［Uplink］
図６は実施の形態１に係るＱｏＳ対応情報の一例である。
図７は実施の形態１に係る中継装置のアップリンクの動作を説明する図である。
まず、ＷｉＦｉ端末２からの通信データをＷｉＭＡＸ基地局３に対して送信する動作（Uplink）について説明する。
ＷｉＦｉ端末２は、中継装置１に対して通信データを送信する。ここでは、例えばＶｏＩＰの通信データが送信された場合について説明する。
【００３１】
中継装置１の第１の中継手段１１は、ＷｉＦｉ端末２から受信した通信データを、ＥＤＣＡにおけるアクセスカテゴリ（優先度のクラス）に分類する。つまり、ＷｉＦｉ端末２の用途（通信データの種類）の要求に応じて、優先度（プライオリティ）を付与する。
【００３２】
ここで、各アクセスカテゴリの優先度は、記憶手段１４に記憶されたＱｏＳ対応情報により取得することができる。
記憶手段１４に記憶されるＱｏＳ対応情報は、例えば図６に示すように、優先度（Priority No）ごとに、ＷｉＭＡＸのアクセスカテゴリとＷｉＦｉのアクセスカテゴリとの対応関係が記憶されている。
例えば、ＷｉＦｉ端末２から取得したＶｏＩＰの通信データは、ＡＣ＿ＶＩのカテゴリに分類され、優先度は「３」が付与されることになる。
【００３３】
次に、第１の中継手段１１は、分類した通信データの優先度に応じた優先制御により、データを変換手段１３へ出力する。変換手段１３は、第１の中継手段１１からの通信データを、ＷｉＭＡＸに送信可能な通信データに変換する。
【００３４】
第２の中継手段１２は、変換手段１３を介して通信データを取得する。そして、記憶手段１４に記憶されたＱｏＳ対応情報を参照し、当該通信データの優先度を識別する。つまり、第２の中継手段１２は、取得した通信データの優先度に対応する、当該優先制御方式における優先度のクラスに分類する。
例えば、優先度が「３」と識別されたＷｉＦｉの通信データは、ＱｏＳ対応情報に基づき、ＷｉＭＡＸのＱｏＳ制御における「ｒｔＰＳ」のＱｏＳクラスに分類する。
【００３５】
そして、第２の中継手段１２は、分類した通信データの優先度に応じた優先制御（Service flow）を行い、データをＷｉＭＡＸ基地局３に送信する。
【００３６】
このように、ＱｏＳ対応情報に基づいて、ＷｉＦｉ通信で保証する優先度のクラスと同等の保証を、ＷｉＭＡＸ通信でも保証することにより、ネットワーク全体としての通信品質を維持することができる。
【００３７】
［Downlink］
図８は実施の形態１に係る中継装置のダウンリンクの動作を説明する図である。
次に、ＷｉＭＡＸ基地局３からの通信データをＷｉＦｉ端末２に対して送信する動作（Downlink）について説明する。
ＷｉＭＡＸ基地局３は、中継装置１に対して通信データを送信する。ここでは、例えばＶｏＩＰの通信データが送信された場合について説明する。
【００３８】
中継装置１の第２の中継手段１２は、ＷｉＭＡＸ基地局３から受信した通信データを、ＷｉＭＡＸのＱｏＳ制御におけるアクセスカテゴリ（優先度のクラス）に分類する。つまり、ＷｉＭＡＸ基地局３の用途（通信データの種類）の要求に応じて、優先度（プライオリティ）を付与する。
各アクセスカテゴリの優先度は、記憶手段１４に記憶されたＱｏＳ対応情報により取得することができる。
例えば、ＷｉＭＡＸ基地局３から取得したＶｏＩＰの通信データは、ＵＧＳのカテゴリに分類され、優先度は「３」が付与されることになる。
【００３９】
次に、第２の中継手段１２は、分類した通信データの優先度に応じた優先制御により、データを変換手段１３へ出力する。変換手段１３は、第２の中継手段１２からの通信データを、ＷｉＦｉに送信可能な通信データに変換する。
【００４０】
第１の中継手段１１は、変換手段１３を介して通信データを取得する。そして、記憶手段１４に記憶されたＱｏＳ対応情報を参照し、当該通信データの優先度を識別する。つまり、第１の中継手段１１は、取得した通信データの優先度に対応する、当該優先制御方式における優先度のクラスに分類する。
例えば、優先度が「３」と識別されたＷｉＭＡＸの通信データは、ＱｏＳ対応情報に基づき、ＷｉＦｉのＱｏＳ制御における「ＡＣ＿ＶＯ」のＱｏＳクラスに分類する。
【００４１】
そして、第１の中継手段１１は、分類した通信データの優先度に応じた優先制御を行い、データをＷｉＦｉ端末２に送信する。
【００４２】
このように、ＱｏＳ対応情報に基づいて、ＷｉＭＡＸ通信で保証する優先度のクラスと同等の保証を、ＷｉＦｉ通信でも保証することにより、ネットワーク全体としての通信品質を維持することができる。
【００４３】
以上のように本実施の形態においては、ＷｉＦｉから受信した通信データを、ＷｉＦｉの優先制御方式における優先度のクラスに分類し、この優先度のクラスに対応するＷｉＭＡＸの優先制御方式における優先度のクラスに分類し、ＷｉＭＡＸに送信する。
また、ＷｉＭＡＸから受信した通信データを、ＷｉＭＡＸの優先制御方式における優先度のクラスに分類し、この優先度のクラスに対応するＷｉＦｉの優先制御方式における優先度のクラスに分類し、ＷｉＦｉに送信する。
このため、優先制御方式が異なるネットワーク間の中継において、通信品質を維持することができる。
したがって、異なる無線区間の中継装置において、双方の無線区間での通信品質を保証して、ネットワーク全体としての通信品質を確保することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態では、アップリンクとダウンリンクの双方向の通信を行う中継装置について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、アップリンク又はダウンリンクの一方のみを実行する中継装置であっても良い。
【００４５】
実施の形態２．
本実施の形態２では、通信データの連続送信時間に基づき、当該通信データの優先度のクラスを識別する形態について説明する。
【００４６】
図９は実施の形態２に係る中継装置の構成図である。
図９に示すように、本実施の形態２における第１の中継手段１１は、ＷｉＦｉ受信部１０１、ＷｉＦｉフレーム取得部１０２、連続送信時間タイマ部１０３、ＵＤＰ判断部１０４、フレームバッファ１０５、フレーム配分部１０６、ＡＣ設定テーブル１０７、ＷｉＦｉ送信キュー１０８、及びＷｉＦｉ送信キュー制御部１１２を備えている。
本実施の形態２における変換手段１３は、ＷｉＭＡＸフレーム構築部１０９を備えている。
本実施の形態２における第２の中継手段１２は、ＷｉＭＡＸ送信キュー１１０、ＷｉＭＡＸ送信部１１１、及びＷｉＭＡＸ送信キュー制御部１１３を備えている。
なお、その他の構成は上記実施の形態１と同様である。
【００４７】
ＷｉＦｉ受信部１０１は、ＷｉＦｉ端末２からの通信データを受信する。
ＷｉＦｉフレーム取得部１０２は、受信した通信データからＷｉＦｉフレームを取得する。
連続送信時間タイマ部１０３は、受信したＷｉＦｉフレーム（受信フレーム）の連続送信時間（ＴＸＯＰ）を測定する。
ＵＤＰ判断部１０４は、受信データがＵＤＰか否かを判別する。
フレームバッファ１０５は、取得したフレームを一時的に保存する。
フレーム配分部１０６は、フレームバッファ１０５にストックされたフレームのアクセスカテゴリを識別し、ＷｉＦｉ送信キュー１０８の各アクセスカテゴリ（ＡＣ）に分配する。つまり、受信フレームの優先度のクラスを識別し、この優先度のクラスに応じたＷｉＦｉ送信キュー１０８（出力キュー）に、当該通信データを格納する。
ＡＣ設定テーブル１０７は、各ＷｉＦｉ端末２のＭＡＣアドレスとＡＣの関連情報を記録する。
ＷｉＦｉ送信キュー１０８は、記憶装置などにより構成され、ＷｉＦｉの優先制御方式（例えばＥＤＣＡ）におけるアクセスカテゴリ（優先度のクラス）ごとに、複数の送信キュー（出力キュー）が設けられている。
ＷｉＦｉ送信キュー制御部１１２は、ＷｉＦｉ送信キュー１０８のアクセスカテゴリの優先順位に応じて、複数の送信キューの出力タイミングを制御する。
【００４８】
ＷｉＭＡＸフレーム構築部１０９は、ＷｉＦｉ送信キュー１０８から出力された通信データを、ＷｉＭＡＸに送信可能な通信データ（ＷｉＭＡＸのフレーム）に変換する。
また、ＷｉＭＡＸフレーム構築部１０９は、変換した通信データを、ＷｉＦｉのアクセスカテゴリに対応したＷｉＭＡＸのＱｏＳカテゴリにキューイングする。つまり、ＷｉＦｉの優先制御方式における優先度のクラスに対応する、ＷｉＭＡＸの優先制御方式における優先度のクラスのＷｉＭＡＸ送信キュー１１０に格納する。
【００４９】
ＷｉＭＡＸ送信キュー１１０は、記憶装置などにより構成され、ＷｉＭＡＸの優先制御方式におけるＱｏＳカテゴリ（優先度のクラス）ごとに、複数の送信キューが設けられている。
ＷｉＭＡＸ送信キュー制御部１１３は、ＷｉＭＡＸ送信キュー１１０のＱｏＳカテゴリの優先順位に応じて、複数の送信キューの送信タイミングを制御する。
ＷｉＭＡＸ送信部１１１は、ＷｉＭＡＸのフレームを送信する。
【００５０】
なお、「ＷｉＦｉ受信部１０１」は、本発明における「第１のネットワークからの通信データを受信する受信部」に相当する。
また、「連続送信時間タイマ部１０３」は、本発明における「連続送信時間測定部」に相当する。
また、「フレーム配分部１０６」は、本発明における「配分部」に相当する。
また、「ＷｉＦｉ送信キュー１０８」は、本発明における「第１の記憶部」に相当する。
また、「ＷｉＦｉ送信キュー制御部１１２」は、本発明における「出力キュー制御部」に相当する。
また、「ＷｉＭＡＸ送信キュー１１０」は、本発明における「第２の記憶部」に相当する。
また、「ＷｉＭＡＸ送信キュー制御部１１３」は、本発明における「送信キュー制御部」に相当する。
また、「ＷｉＭＡＸ送信部１１１」は、本発明における「送信部」に相当する。
【００５１】
図１０は実施の形態２に係るＡＣ設定テーブルの一例である。
図１０に示すように、ＡＣ設定テーブル１０７には、各ＷｉＦｉ端末２のＭＡＣアドレスをキーとし、それに関連付けられたＡＣ設定とＡＣカウンタから構成される。このＡＣ設定テーブル１０７を用いた動作については後述する。
【００５２】
ここで、ＷｉＦｉ（IEEE802.11e）に準拠したＥＤＣＡでは、優先制御により、ある端末が送信権を取得した場合、排他的にチャネルの使用が認められる時間を示すパラメータとして、連続送信時間（ＴＸＯＰ：Transmission Opportunity）が規定されている。
このＴＸＯＰは、アプリケーションが生成するパケットの長さなどを考慮して定められる。例えばIEEE802.11eに準拠したＥＤＣＡでは、各アクセスカテゴリ毎にＴＸＯＰｌｉｍｉｔとして規定され、例えば、ＡＣ＿ＶＯは「3.264ms」、ＡＣ＿ＶＩは「6.016ms」、ＡＣ＿ＢＥは「0」、ＡＣ＿ＢＫは「0」と規定される。なお、ＴＸＯＰが「0」の場合、１つのパケットのみ送信可能となる。
【００５３】
このようにＥＤＣＡにより優先制御された送信データは、アプリケーションごとに連続送信時間が異なることになる。
このため、受信したデータの連続送信時間により、当該データがどのアクセスカテゴリに属するか、すなわち当該データの優先度を推定することが可能となる。
以下、中継する通信データを解析することなく、優先度のクラスを識別することができる中継装置１の動作について説明する。
【００５４】
図１１は実施の形態２に係る中継装置の動作を説明する図である。
図１２は実施の形態２に係る中継装置の動作を説明する図である。
以下、図１１及び図１２の各ステップに基づき、図１０を参照しながら説明する。
【００５５】
（Ｓ１００）
まず、ＷｉＦｉ受信部１０１は、ＷｉＦｉ端末２から送信された通信データを受信する。
【００５６】
（Ｓ１０１）
連続送信時間タイマ部１０３は、受信データの連続送信時間（ＴＸＯＰ）を測定するため連続受信タイマをスタートさせる。
【００５７】
（Ｓ１０２）
次に、ＷｉＦｉフレーム取得部１０２は、ＷｉＦｉ受信部１０１により受信されたデータからＷｉＦｉフレームを取得する。
さらに、ＷｉＦｉフレーム取得部１０２は、取得したＷｉＦｉフレームからＷｉＦｉ端末２のＭＡＣアドレスを取得する。
【００５８】
（Ｓ１０３）
フレーム配分部１０６は、ＡＣ設定テーブル１０７を参照し、取得されたＭＡＣアドレスに対応するＡＣ設定があるか否かを判断する。
ＡＣ設定がある場合は、ステップＳ２００に進み、当該受信フレームを対応するＡＣ設定に従って処理する。ステップＳ２００以降の動作は後述する。
【００５９】
（Ｓ１０４）
一方、ＡＣ設定がない場合、ＷｉＦｉフレーム取得部１０２は、取得したＷｉＦｉフレームをフレームバッファ１０５に蓄積（ストック）する。
【００６０】
（Ｓ１０５）
ＷｉＦｉフレーム取得部１０２は、送信権を持ったＷｉＦｉ端末２が送信し終わるまで蓄積する繰り返す。
連続送信時間タイマ部１０３は、送信権を持ったＷｉＦｉ端末２からの受信が終了したとき、連続受信タイマをストップし、当該ＷｉＦｉ端末２の連続送信時間（ＴＸＯＰ）を取得する。
【００６１】
（Ｓ１０６）
次に、フレーム配分部１０６は、測定された連続送信時間が３．２６４ｍｓを超えたか否かを判別する。
【００６２】
（Ｓ１０８）
連続送信時間が３．２６４ｍｓを超えない場合、フレーム配分部１０６は、フレームバッファ１０５内に蓄積されたＷｉＦｉフレーム（受信データ）を、ＷｉＦｉ送信キュー１０８のＡＣ＿ＢＥ、又はＡＣ＿ＢＫの送信キューにストックする。
【００６３】
（Ｓ１０７）
一方、連続送信時間が３．２６４ｍｓを超えた場合、フレーム配分部１０６は、測定された連続送信時間が６．０１６ｍｓを超えたか否かを判別する。
【００６４】
なお、ステップＳ１０６及びＳ１０７における連続受信時間を判定する時間は、例えばＥＤＣＡ方式の場合の例でありこれに限るものではない。例えば優先制御方式によって適宜設定するようにしても良い。
【００６５】
（Ｓ１０９）
連続送信時間が６．０１６ｍｓ超えない場合、フレーム配分部１０６は、ＡＣ設定テーブル１０７のうち、当該ＷｉＦｉ端末２のＭＡＣアドレスに対応するＡＣ設定を、ＶｏＩＰに更新する。
また、フレーム配分部１０６は、当該ＷｉＦｉ端末２のＭＡＣアドレスに対応するＡＣカウンタを設定する。例えば、図１０の例ではＡＣカウンタを「１００」に設定する。
このＡＣ設定の更新により、当該ＷｉＦｉ端末２からの受信データは、ＡＣカウンタがゼロになるまで、ステップＳ２００以降の「ＡＣ設定有り時動作」を行うこととなる。詳細は後述する。
【００６６】
（Ｓ１１０）
次に、フレーム配分部１０６は、フレームバッファ１０５内に蓄積されたＷｉＦｉフレーム（受信データ）を、ＷｉＦｉ送信キュー１０８のＡＣ＿ＶＩの送信キューにストックする。
【００６７】
（Ｓ１１１）
ステップＳ１０７において、連続送信時間が６．０１６ｍｓ超えた場合、フレーム配分部１０６は、ＡＣ設定テーブル１０７のうち、当該ＷｉＦｉ端末２のＭＡＣアドレスに対応するＡＣ設定を、Ｖｉｄｅｏに更新する。
また、フレーム配分部１０６は、当該ＷｉＦｉ端末２のＭＡＣアドレスに対応するＡＣカウンタを設定する。例えば、図１０の例ではＡＣカウンタを「５０」に設定する。
【００６８】
（Ｓ１１２）
次に、フレーム配分部１０６は、フレームバッファ１０５内に蓄積されたＷｉＦｉフレーム（受信データ）を、ＷｉＦｉ送信キュー１０８のＡＣ＿ＶＯの送信キューにストックする。
【００６９】
以降、ＷｉＦｉ送信キュー制御部１１２は、ＷｉＦｉ送信キュー１０８のアクセスカテゴリの優先順位に応じて、各送信キューの出力タイミングを制御する。
ＷｉＭＡＸフレーム構築部１０９は、ＷｉＭＡＸのフレームに変換し、変換した通信データを、ＷｉＦｉのアクセスカテゴリに対応したＷｉＭＡＸのＱｏＳカテゴリにキューイングする。
そして、ＷｉＭＡＸ送信キュー制御部１１３は、ＷｉＭＡＸ送信キュー１１０のＱｏＳカテゴリの優先順位に応じて、複数の送信キューの送信タイミングを制御する。
ＷｉＭＡＸ送信部１１１は、ＷｉＭＡＸのフレームをＷｉＭＡＸ基地局３に対して送信する。
【００７０】
（Ｓ２００）
上記ステップＳ１０３でＡＣ設定があると判断した場合、ＡＣ設定有り時動作（図１２）を行う。
【００７１】
（Ｓ２０１）
まず、ＵＤＰ判断部１０４は、受信された通信データのパケットがＴＣＰ又はＵＤＰの何れであるかの判別を行う。
この判別は、例えば、フレームのビットからＵＤＰの特徴点をフィルタして判別する。
【００７２】
（Ｓ２０２）
次に、ＷｉＦｉフレーム取得部１０２は、取得したＷｉＦｉフレームをフレームバッファ１０５に蓄積（ストック）する。
【００７３】
（Ｓ２０３）
フレーム配分部１０６は、受信データのパケットがＵＤＰであるか否かを判別する。
【００７４】
（Ｓ２０４）
パケットがＵＤＰでない場合、フレーム配分部１０６は、フレームバッファ１０５内に蓄積されたＷｉＦｉフレーム（受信データ）を、ＷｉＦｉ送信キュー１０８のＡＣ＿ＢＥ、又はＡＣ＿ＢＫの送信キューにストックする。
【００７５】
（Ｓ２０５）
一方、パケットがＵＤＰである場合、フレーム配分部１０６は、ＡＣ設定テーブル１０７を参照し、当該ＷｉＦｉ端末２のＭＡＣアドレスに対応するＡＣ設定がＶｏＩＰであるか否かを判別する。
【００７６】
（Ｓ２０６）
ＡＣ設定がＶｏＩＰである場合、フレーム配分部１０６は、フレームバッファ１０５内に蓄積されたＷｉＦｉフレーム（受信データ）を、ＷｉＦｉ送信キュー１０８のＡＣ＿ＶＩの送信キューにストックする。
【００７７】
（Ｓ２０７）
一方、ＡＣ設定がＶｏＩＰでない場合、フレーム配分部１０６は、フレームバッファ１０５内に蓄積されたＷｉＦｉフレーム（受信データ）を、ＷｉＦｉ送信キュー１０８のＡＣ＿ＶＯの送信キューにストックする。
【００７８】
（Ｓ２０８、Ｓ２０９）
次に、フレーム配分部１０６は、ＡＣカウンタの値を１つ減じ、フレーム配分部１０６は、ＡＣカウンタの値が０か否かを判定する。
【００７９】
（Ｓ２１０）
ＡＣカウンタの値が０である場合、フレーム配分部１０６は、ＡＣ設定テーブル１０７のＡＣ設定を開放する（初期状態にする）。
一般的に音声・映像通信のアプリケーションは数分から数時間一定時間連続で送信を実施するため、一度音声・映像通信をしていると判別されたＭＡＣアドレスに対しては一定期間そのＡＣ設定を使用したほうが効率良い。このためＡＣカウンタはアプリケーションによって適正な値を使用する。
【００８０】
（Ｓ２１１）
一方、ＡＣカウンタの値が０でない場合、フレーム配分部１０６は、ＡＣ設定テーブル１０７のＡＣ設定を維持する。
【００８１】
以降、ＷｉＦｉ送信キュー制御部１１２は、ＷｉＦｉ送信キュー１０８のアクセスカテゴリの優先順位に応じて、各送信キューの出力タイミングを制御する。
ＷｉＭＡＸフレーム構築部１０９は、ＷｉＭＡＸのフレームに変換し、変換した通信データを、ＷｉＦｉのアクセスカテゴリに対応したＷｉＭＡＸのＱｏＳカテゴリにキューイングする。
そして、ＷｉＭＡＸ送信キュー制御部１１３は、ＷｉＭＡＸ送信キュー１１０のＱｏＳカテゴリの優先順位に応じて、複数の送信キューの送信タイミングを制御する。
ＷｉＭＡＸ送信部１１１は、ＷｉＭＡＸのフレームをＷｉＭＡＸ基地局３に対して送信する。
【００８２】
以上のように本実施の形態においては、通信データの連続送信時間（ＴＰＯＸ）に基づき、当該通信データのアクセスカテゴリ（優先度のクラス）を識別して優先制御を行う。
このため、中継する通信データを解析することなく、優先度を識別することができる。
よって、ヘッダ解析に伴う中継装置のリソース消費を低減できる。
【００８３】
また、通信データにＴｏＳやＣｏＳなどの明示的なＱｏＳ情報が無い場合であっても、優先制御を行うことが可能となる。
よって、通信データを解析することなく、ＷｉＦｉからの通信をＷｉＭＡＸの優先制御に適切に変換することができる。
【００８４】
また、中継装置１は、ＥＤＣＡ方式により優先制御された送信データをＷｉＦｉ端末２から受信する。
このため、受信したデータの連続送信時間を測定することにより、当該データがどのアクセスカテゴリに属するか、すなわち当該データの優先度を推定することが可能となる。
【００８５】
また、フレーム配分部１０６は、受信された通信データに対応するＡＣ設定がないとき、通信データの連続送信時間に応じて、当該通信データの優先度のクラスを識別する。
このため、受信された通信データに対応するＡＣ設定がある場合には、連続送信時間の判定を行う必要がなく、中継装置のリソース消費をさらに低減できる。
【００８６】
なお、本実施の形態では、ＷｉＦｉ端末２からの通信データをＷｉＭＡＸ基地局３に対して送信する構成について説明したが、本発明はこれに限るものではない。ＷｉＭＡＸ基地局３からの通信データをＷｉＦｉ端末２に対して送信する場合であっても、第２の中継手段１２に同様の構成を設けることで、上記説明と同様の動作を行うことができる。さらに、アップリンクとダウンリンクの双方向の通信を行う中継装置であっても適用することができる。
【００８７】
また、本実施の形態１では、ＥＤＣＡを用いたＱｏＳ制御を行う場合について説明したが、これに限らず、例えばＨＣＣＡなど他の方式を用いても良い。
【００８８】
また、上記実施の形態１及び２において、ＷｉＦｉとＷｉＭＡＸとの間の通信を中継する中継装置１について説明したが、本発明はこれに限るものでなく、他の通信規格に準拠した無線通信方式であっても良い。
【符号の説明】
【００８９】
１  中継装置、２  ＷｉＦｉ端末、３  ＷｉＭＡＸ基地局、１１  第１の中継手段、１２  第２の中継手段、１３  変換手段、１４  記憶手段、２１ 無線送信部、２２ 無線受信部、２３ 無線制御部、３１ 無線送信部、３２ 無線受信部、３３ 無線制御部、１０１  ＷｉＦｉ受信部、１０２  ＷｉＦｉフレーム取得部、１０３  連続送信時間タイマ部、１０４  ＵＤＰ判断部、１０５  フレームバッファ、１０６  フレーム配分部、１０７  ＡＣ設定テーブル、１０８  ＷｉＦｉ送信キュー、１０９  ＷｉＭＡＸフレーム構築部、１１０  ＷｉＭＡＸ送信キュー、１１１  ＷｉＭＡＸ送信部、１１２  ＷｉＦｉ送信キュー制御部、１１３  ＷｉＭＡＸ送信キュー制御部。
【図１】
0005581655.tif 000002
【図２】
0005581655.tif 000003
【図３】
0005581655.tif 000004
【図４】
0005581655.tif 000005
【図５】
0005581655.tif 000006
【図６】
0005581655.tif 000007
【図７】
0005581655.tif 000008
【図８】
0005581655.tif 000009
【図９】
0005581655.tif 000010
【図１０】
0005581655.tif 000011
【図１１】
0005581655.tif 000012
【図１２】
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