(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線基地局との間で、一つ以上の変復調方式および誤り訂正方式の中から選択された変復調方式および誤り訂正方式を用いて無線通信を行う無線端末局であって、
前記無線基地局と所定の通信品質で無線通信を行うことが可能な変復調方式および誤り訂正方式の組合せのすべてを選択する無線モード選択部と、
前記無線モード選択部が選択したすべての組合せ情報を記憶する無線モード記憶部と、
前記無線モード記憶部に記憶されている変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と、前記無線基地局との間で無線通信を行う場合の無線通信サービスの品質を示すサービス品質識別子と、を含む特定の無線信号を前記無線基地局に送信する無線通信処理部と、を有することを特徴とする無線端末局。
【請求項２】
無線基地局と、
一つ以上の無線端末局と、
前記無線基地局と前記無線端末局との間で、一つ以上の変復調方式および誤り訂正方式の中から選択された変復調方式および誤り訂正方式を用いて無線通信を行う無線通信システムであって、
前記無線端末局は、
前記無線基地局と所定の通信品質で無線通信を行うことが可能な変復調方式および誤り訂正方式の組合せのすべてを選択する無線モード選択部と、
前記無線モード選択部が選択したすべての組合せ情報を記憶する無線モード記憶部と、
前記無線モード記憶部に記憶されている変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と、前記無線基地局との間で無線通信を行う場合の無線通信サービスの品質を示すサービス品質識別子と、を含む特定の無線信号を前記無線基地局に送信する無線通信処理部と、を有し、
前記無線基地局は、
接続を許可した前記無線端末局のそれぞれに対して無線通信サービスを行うときに使用する、変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と前記サービス品質識別子とを管理する無線接続端末管理部と、
前記無線接続端末管理部が管理しているすべての前記無線端末局に対する、変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と前記サービス品質識別子とに基づいて、未接続の前記無線端末局に対する接続の可否を判断し、かつすでに接続を許可した前記無線端末局の変復調方式および誤り訂正方式の組合せと前記サービス品質識別子とを変更しないように、前記未接続の無線端末局に対して無線通信サービスを行うときに使用する特定の変復調方式および誤り訂正方式の組合せと前記サービス品質識別子とを判断する接続可否判断部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
前記無線基地局は、前記無線接続端末管理部が管理している前記無線端末局それぞれごとに、前記無線端末局を識別するアドレス情報と、前記サービス品質識別子と、使用中の変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と、を登録した管理テーブルを有することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
無線基地局と、
一つ以上の無線端末局と、
前記無線基地局と前記無線端末局との間で、一つ以上の変復調方式および誤り訂正方式の中から選択された変復調方式および誤り訂正方式を用いて無線通信を行う無線通信システムであって、
前記無線端末局は、
前記無線基地局と所定の通信品質で無線通信を行うことが可能な変復調方式および誤り訂正方式の組合せのすべてを選択する無線モード選択部と、
前記無線モード選択部が選択したすべての組合せ情報を記憶する無線モード記憶部と、
前記無線モード記憶部に記憶されている変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と、前記無線基地局との間で無線通信を行う場合の無線通信サービスの品質を示すサービス品質識別子と、を含む特定の無線信号を前記無線基地局に送信する無線通信処理部と、を有し、
前記無線基地局は、
接続を許可した前記無線端末局のそれぞれに対して無線通信サービスを行うときに使用可能な変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と前記サービス品質識別子とを管理する無線接続端末管理部と、
前記無線接続端末管理部が管理しているすべての前記無線端末局に対応する、変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と前記サービス品質識別子とに基づいて、未接続の前記無線端末局に対する接続の可否を判断し、かつ前記未接続の無線端末局と前記無線接続端末管理部で管理されているすべての前記無線端末局とに対応する、変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と前記サービス品質識別子とを判断する接続可否判断部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
前記無線基地局は、前記無線接続端末管理部が管理している前記無線端末局それぞれごとに、前記無線端末局を識別するアドレス情報と、前記サービス品質識別子と、使用中の変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と、使用可能な変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と、を登録した管理テーブルを有することを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記無線基地局は、前記無線接続端末管理部が管理する前記無線端末局の変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と前記サービス品質識別子との少なくとも一部を含む信号を、少なくとも一部の前記無線端末局に送信することを特徴とする請求項２および４のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記無線基地局は、未接続の無線端末局と通信するための条件を示す、変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報とサービス品質識別子とを含む制御情報を送信する制御情報送信部を備えることを特徴とする請求項２および４のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記無線基地局は、ビーコンの中に前記制御情報を含めて送信することを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記無線基地局は、前記未接続の無線端末局からの接続要求に応答するための接続応答信号の中に前記制御情報を含めて送信することを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記無線通信処理部は、前記制御情報に含まれる変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報とサービス品質識別子とが前記無線モード記憶部に記憶されている場合に限り、前記無線基地局に対して無線接続要求を送信することを特徴とする請求項２および４のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記無線端末局は、
無線回線の利用状況を観測する無線回線観測部と、
前記観測された無線回線の利用状況を示す値が所定のしきい値以上か否かを判断する利用状況判断部と、
前記しきい値以上と判断される時間と前記しきい値未満と判断される時間との時間比率を算出する時間比率算出部と、を有し、
前記前記無線通信処理部は、前記時間比率に基づいて、前記前記無線基地局に対して無線接続要求を送信するか否かを判断することを特徴とする請求項２および４のいずれかに記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
無線端末局と無線基地局から構成される無線端末局および無線通信システムに関し、特に、リアルタイム特性を必要とするデータの伝送技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のLAN(Local Area Network)技術の発達に伴い、オフィス環境では、PC(Personal Computer)間の接続を中心として、ネットワーク化が進行している。このような有線LANの普及の一方で、有線LANの一部分を無線で置換する無線LAN化も進んでいる。例えば、有線LANに無線基地局を接続し、この基地局へ複数の携帯型PCを無線で接続する。この携帯型PCから、有線LANにイーサネット（登録商標）接続されているデスクトップPCのファイルを編集すると、有線LANへ無線アクセスを行っていることになる。また、基地局と携帯型PCの部分を切り出してみると、その部分は無線LANを形成している。このような無線LANの利点は、伝送路として電波や赤外線などを利用するので配線敷設が不要なことと、ネットワークの新設やレイアウト変更が容易なことである。
【０００３】
このような無線LANの導入は、IEEE 802.11の標準化によって、拍車がかかっている。IEEE 802.11では、1997年に2.4GHz帯の無線LAN仕様を、1999年に5GHz帯の無線LAN仕様を、それぞれ完成させている。
【０００４】
2.4GHz帯の無線LAN仕様の伝送速度は、1〜2Mbpsのものと11Mbpsのものとがあり、さらに20Mbpsを超える仕様が現在検討中である。最近、この2.4GHz帯仕様に準拠した製品が、各社から発売されるようになり、基地局や無線PCカードが、普及価格帯に入りつつある。
【０００５】
なお、この2.4GHz帯では、Bluetooth（登録商標）という規格が、携帯電話業界や家電業界やPC業界を巻き込んで、あらゆる機器に搭載されようとしている。このBluetoothも無線システムであるが、1チップ5ドル程度という低コストと、幅広い業種の約2000社から賛同を得ていることと、製品化と直結した標準作成活動とから、世界的な普及が見込まれている。
【０００６】
一方、5GHz帯の無線LAN仕様では、6〜54Mbpsの伝送速度を実現できる。また、5GHz帯は2.4GHz帯とは異なり、現在はほぼ未使用な周波数帯域で、かつ、より高速な伝送速度が容易に見込めるため、次世代の無線LAN仕様として、あるいは、TVや映画などの映像コンテンツを通信するための仕様として、幅広く期待されている。1チップ35ドルという価格で2001年中にも発売予定という企業がいくつか現れている。
【０００７】
なお、米国(IEEE)だけではなく、欧州ではHiperLAN2という規格が、また、日本では無線1394という独自の規格が、それぞれ策定されている。これら三つの規格は、通信プロトコルでいうところのPHYレイヤはほぼ共通で、MACレイヤの作りが異なるというものである。このようにして、5GHz帯も徐々に身近な存在になりつつある。
【０００８】
以上のような状況から、無線機器が普及するに伴いこれらの技術の使用範囲はオフィス環境だけでなく、一般家庭にも拡大していくものと考えられる。とくに、家庭内において配線敷設が不要となる点は、オフィス環境の場合よりもさらに大きな魅力となる可能性がある。また、映像コンテンツを通信できるという観点からは、むしろ家庭でのニーズの方が高いと予想される。しかしながら、現在最も普及している無線LAN規格は、映像コンテンツを伝送するための機能が備わっていない。現在、米国IEEEで、5GHz帯無線LAN（IEEE802.11a）のMAC仕様をベースにして、リアルタイム特性を満たすMACレイヤの規格化（IEEE802.11e）を行っているものの、規格化は数年先になる見込みである。また、IEEE802.11eは、IEEE802.11aに比べ、その処理が複雑であることから、本来低価格化が必要な家庭向け製品でありながら、IEEE802.11aよりも高価になってしまうおそれがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
DVD並みの高画質のMPEG2映像を伝送するために必要な伝送速度であっても高々6Mbps程度であり、IEEE802.11aのように30Mbps以上の高速伝送が可能な無線システムは、高画質の映像コンテンツを伝送できる潜在能力を備えている。しかしながら、IEEE802.11aのようなベストエフォート型の無線LANシステムでは、１つの基地局に接続する端末数が増え、その結果として、トラフィックの総量が増えたり、また、伝送するデータにバースト的な大容量データがあった場合には、一時的に、MPEG2の映像データがMAC内のバッファに蓄積されてしまい、必要なタイミングで伝送できないという課題がある。また、上述の30Mbpsのような高速伝送は、無線の通信品質がよい場合に限り実現できるものであり、通信品質が悪い場合は、伝送速度は低下してしまい、その結果、MPEG2の映像データが伝送できないという課題がある。このような課題に対し、IEEE802.11eは、データ送信の優先制御や帯域保証型の制御などを行うことにより回避しようとしているが、その制御が複雑であるなどの別の技術的な課題が挙がっている。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、すでに接続済みの無線端末局の通信品質を保証しつつ、未接続の無線端末局からの接続要求を簡易かつ正確に処理できる無線端末局および無線通信システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、無線端末局との間で、一つ以上の変復調方式および誤り訂正方式の中から選択された変復調方式および誤り訂正方式を用いて無線通信を行う無線端末局であって、前記無線基地局と所定の通信品質で無線通信を行うことが可能な変復調方式および誤り訂正方式の組合せのすべてを選択する無線モード選択部と、前記無線モード選択部が選択したすべての組合せ情報を記憶する無線モード記憶部と、前記無線モード記憶部に記憶されている変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と、前記無線基地局との間で無線通信を行う場合の無線通信サービスの品質を示すサービス品質識別子と、を含む特定の無線信号を前記無線基地局に送信する無線通信処理部と、を有することを特徴とする無線端末局。
【００１２】
また、本発明は、無線基地局と、一つ以上の無線端末局と、前記無線基地局と前記無線端末局との間で、一つ以上の変復調方式および誤り訂正方式の中から選択された変復調方式および誤り訂正方式を用いて無線通信を行う無線通信システムであって、前記無線端末局は、前記無線基地局と所定の通信品質で無線通信を行うことが可能な変復調方式および誤り訂正方式の組合せのすべてを選択する無線モード選択部と、前記無線モード選択部が選択したすべての組合せ情報を記憶する無線モード記憶部と、前記無線モード記憶部に記憶されている変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と、前記無線基地局との間で無線通信を行う場合の無線通信サービスの品質を示すサービス品質識別子と、を含む特定の無線信号を前記無線基地局に送信する無線通信処理部と、を有し、前記無線基地局は、接続を許可した前記無線端末局のそれぞれに対して無線通信サービスを行うときに使用する、変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と前記サービス品質識別子とを管理する無線接続端末管理部と、前記無線接続端末管理部が管理しているすべての前記無線端末局に対する、変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と前記サービス品質識別子とに基づいて、未接続の前記無線端末局に対する接続の可否を判断し、かつすでに接続を許可した前記無線端末局の変復調方式および誤り訂正方式の組合せと前記サービス品質識別子とを変更しないように、前記未接続の無線端末局に対して無線通信サービスを行うときに使用する特定の変復調方式および誤り訂正方式の組合せと前記サービス品質識別子とを判断する接続可否判断部と、を有する。
【００１３】
また、本発明は、無線基地局と、一つ以上の無線端末局と、前記無線基地局と前記無線端末局との間で、一つ以上の変復調方式および誤り訂正方式の中から選択された変復調方式および誤り訂正方式を用いて無線通信を行う無線通信システムであって、前記無線端末局は、前記無線基地局と所定の通信品質で無線通信を行うことが可能な変復調方式および誤り訂正方式の組合せのすべてを選択する無線モード選択部と、前記無線モード選択部が選択したすべての組合せ情報を記憶する無線モード記憶部と、前記無線モード記憶部に記憶されている変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と、前記無線基地局との間で無線通信を行う場合の無線通信サービスの品質を示すサービス品質識別子と、を含む特定の無線信号を前記無線基地局に送信する無線通信処理部と、を有し、前記無線基地局は、接続を許可した前記無線端末局のそれぞれに対して無線通信サービスを行うときに使用可能な変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と前記サービス品質識別子とを管理する無線接続端末管理部と、前記無線接続端末管理部が管理しているすべての前記無線端末局に対応する、変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と前記サービス品質識別子とに基づいて、未接続の前記無線端末局に対する接続の可否を判断し、かつ前記未接続の無線端末局と前記無線接続端末管理部で管理されているすべての前記無線端末局とに対応する、変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と前記サービス品質識別子とを判断する接続可否判断部と、を有する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る無線端末局および無線通信システムについて、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る無線通信システムの全体構成を示すブロック図の一例である。図１の無線通信システムは、無線の送受信機能を備えた無線端末局１と、無線端末局１と無線通信可能な無線基地局２とを備えている。図１では、無線端末局１を二つ設ける例を示しているが、無線端末局１の数に特に制限はない。
【００１６】
本発明に係る無線通信システムを家庭内で利用する場合は、図２に示すように無線基地局２にコンテンツサーバ３の機能を持たせたり、無線端末局１に壁掛けテレビ４などの各種表示装置を接続したり、無線端末局１にPC５を接続して利用する形態などが考えられる。コンテンツサーバ３は、多種類のコンテンツを蓄積可能な大容量のハードディスクや、ＤＶＤ、ＣＤおよびビデオテープ等の各種メディアの再生機能を備えている。また、ADSL、CATV、FTTHおよびISDNなどの通信回線を介してインターネット６に接続する機能や、ディジタル放送などの受信機能を無線基地局２に持たせてもよい。
【００１７】
以下では、無線基地局２と無線端末局１との間の無線通信方式として、米国の無線LAN仕様であるIEEE802.11aを用いた場合の例を示すが、本発明の無線通信方式はIEEE802.11aに限定されない。
【００１８】
（第１の実施形態）
図３は無線端末局１の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。図３の無線端末局１は、管理部１１と、無線通信処理部１２と、無線モード記憶部１３と、無線モード選択部１４と、アンテナ１５とを有する。
【００１９】
管理部１１は、無線端末局１全体を管理する。具体的には、管理部１１は、映像コンテンツなどのアプリケーションを処理する機能や、アプリケーションを処理する別の機能ブロックとの間で通信を行うためのインタフェース機能を有する。
【００２０】
無線通信処理部１２は、無線基地局２への加入(association)／脱退(disassociation)処理、無線アクセス制御、無線変復調処理、および無線のRF処理などを行う。無線通信処理部１２が認証処理(authentication)を行うこともある。
【００２１】
無線モード選択部１４は、無線処理部での受信状況に応じて、無線端末局１が無線基地局２と通信を行うことができる変復調方式や誤り訂正方式を選択する。ここでいう受信状況とは、受信電力（RSSI : Received Signal Strength Indicator）、パケット誤り率（PER:Packet Error Rate）、および変調精度などを指す。
【００２２】
例えば、IEEE802.11aでは、無線基地局２から無線端末局１への通信で認められている変調方式と誤り訂正方式の組合せは、▲１▼BPSK、符号化率1/2、▲２▼BPSK、符号化率3/4、▲３▼QPSK、符号化率1/2、▲４▼QPSK、符号化率3/4、▲５▼16QAM、符号化率1/2、▲６▼16QAM、符号化率3/4、▲７▼64QAM、符号化率2/3、▲８▼64QAM、3/4の8通りある。これらの変復調方式や誤り訂正方式を用いた時の無線区間での伝送速度は、▲１▼6Mbps、▲２▼9Mbps、▲３▼12Mbps、▲４▼18Mbps、▲５▼24Mbps、▲６▼36Mbps、▲７▼48Mbps、▲８▼54Mbpsである。
【００２３】
なお、IEEE802.11aは、誤り訂正方式として畳み込み符号化を利用し、複数の符号化率をサポートしているが、本実施形態では、同じ誤り訂正方式であっても符号化率が異なるものは、異なる誤り訂正方式として扱っている。また、当然のことながら、RS符号と畳み込み符号のように、異なる誤り訂正方式を用いる場合も本発明の範囲に含まれる。
【００２４】
無線モード選択部１４は、無線基地局２と無線端末局１との無線区間の通信品質を測定した結果を基に、上述の▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼▲５▼▲６▼▲７▼▲８▼の変調方式と誤り訂正方式の組合せの中から、使用できる変復調方式および誤り訂正方式の組合せをすべて選択する。以下では、上記の▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼▲５▼▲６▼を選択したものとして説明する。つまり、無線の通信品質が悪いため▲７▼▲８▼の変復調方式および誤り訂正方式が使えなかったとする。このような場合、前述の接続要求フレームの構成要素となる変復調方式および誤り訂正方式の組合せは、▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼▲５▼▲６▼である。
【００２５】
無線モード記憶部１３は、無線モード選択部１４が選択したすべての変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報を記憶する。
【００２６】
無線端末局１は、無線基地局２に加入する前に、無線通信処理部１２が生成した接続要求フレームを無線基地局２に送信する。接続要求フレームには、無線端末局１が無線基地局２との通信に使用可能なすべての変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と、無線基地局２との無線通信サービスの品質を示すサービス品質識別子とが含まれている。ここで、サービス品質識別子は、通信の目的に応じて最適な帯域割り当てを行うために利用される。
【００２７】
例えば、無線基地局２との通信サービスにおいて、要求される品質クラスとして、ベストエフォート型のクラス１とリアルタイム性を要求するMPEG2、6Mbpsのクラス２の2通りがあったとする。無線端末局１が、MPEG2、6Mbpsをダウンロードしたい場合は、接続要求フレーム内のサービス品質識別子をクラス２とする。ここでは、MPEG2、６Mbpsを一例としたが、他に、リアルタイム型であるというトラフィックの特性と、その伝送に必要な通信帯域を組合せて、サービス品質識別子としてもよい。また、クラス数も二つに限定されず、適宜変更してもよい。無線端末局１は、上述した要素を含んだ接続要求フレームを送信する。これにより、無線端末局１が使用可能な変復調方式、誤り訂正方式、およびサービス品質を無線基地局２に通知することができる。
【００２８】
図４は本発明に係る無線基地局２の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。図４の無線基地局２は、管理部２１と、無線通信処理部２２と、接続可否判断部２３と、無線接続端末管理部２４、アンテナ２５とを備えている。
【００２９】
管理部２１は、無線基地局２全体を管理する。管理部２１自身がコンテンツサーバ３の機能を備えてもよいし、あるいは外部のコンテンツサーバ３と通信を行うためのインタフェース機能を備えてもよい。
【００３０】
無線通信処理部２２は、無線端末局１の加入(association)／脱退(disassociation)の基本処理、無線アクセス制御、および無線変復調処理などを行う。無線通信処理部２２が認証処理(authentication)を行うこともある。ここで、加入／脱退の基本処理とした理由は、接続可否判断部２３が行う接続可否の判断処理を除く趣旨である。つまり、加入／脱退に関するフレーム生成などの処理は無線通信処理部２２で行い、接続可否の判断は接続可否判断部２３が行う。
【００３１】
接続可否判断部２３は、無線端末局１が使用できるすべての変復調方式および誤り訂正方式の組合せのうち、実際に使用する組合せを１つ決定し、接続応答フレームを送信する。なお、接続可否判断部２３の詳細な動作については後述する。
【００３２】
無線接続端末管理部２４は、接続可否判断部２３が接続を許可した無線端末局１が使用する特定の変復調方式および誤り訂正方式の組合せとサービス品質とを管理する。無線接続端末管理部２４は、例えば図５（ａ）のような管理テーブルを用いて、各無線端末局１を管理する。
【００３３】
図５（ａ）は、MAC(Media Access Control)アドレスがアドレス１、アドレス２の２つの無線端末局１に対して接続を許可している場合の管理テーブルであり、ともに、MPEG2、6Mbpsの通信サービスをサポートする場合の例を示している。管理テーブルには、各無線端末局ごとに、MACアドレスと、サービス品質識別子と、使用中の変復調方式および誤り訂正情報の組合せ情報とが登録されている。
【００３４】
サービス品質識別子には、例えば図５（ｂ）に示すように、ベストエフォート型を示すClass1とMPEG2、６MbpsのClass2の二種類がある。変復調・誤り訂正情報は例えば４桁の数字列で表され、各数字列は図５（ｃ）のような変復調・誤り訂正方式を示している。
【００３５】
図５（ａ）の例では、アドレス１の無線端末局１は、▲８▼64QAM,符号化率3/4で通信を行い、アドレス２の無線端末局１は▲８▼64QAM,符号化率3/4で通信を行っている。
【００３６】
図６は第１の実施形態における無線基地局２の内部の処理手順を示すシーケンス図、より具体的には、接続可否判断部２３の動作を詳細に説明するシーケンス図であり、図７は図６に対応するフローチャートである。新たな無線端末局１（以下では、アドレス３とする）が無線基地局２に対して接続要求フレームを送信すると（ステップＳ１）、無線基地局２内の接続可否判断部２３は、送信された接続要求フレームから、サービス品質識別子と、使用可能な変復調方式および誤り訂正方式の組み合わせ情報とをすべて抽出する（ステップＳ２）。なお、接続要求フレームを送信するために使用する変復調方式および誤り訂正方式については、例えば、無線基地局２が送信した信号を受信した無線端末局１が、使用可能な変復調方式および誤り訂正方式を判断し（後述）、その中で最も高効率な方式を使用するなどが挙げられるが、本発明はこれを限定するものではない。
【００３７】
例として、アドレス３の無線端末局１のサービス品質識別子がクラス２で、使用可能な変復調方式および誤り訂正方式が、▲１▼BPSK、符号化率1/2、▲２▼BPSK、符号化率3/4、▲３▼QPSK、符号化率1/2、▲４▼QPSK、符号化率3/4、▲５▼16QAM、符号化率1/2、▲６▼16QAM、符号化率3/4、▲７▼64QAM、符号化率2/3、▲８▼64QAM、3/4の場合を説明する。
【００３８】
続いて、接続可否判断部２３は、無線接続管理部２１で管理している情報に基づいて、既に接続済みの無線端末局１それぞれについて、サービス品質識別子と使用している変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報とを抽出する（ステップＳ３）。
【００３９】
続いて、接続可否判断部２３は、アドレス３の無線端末局１の加入を許可した場合に、アドレス１〜３のすべての無線端末局１が要求する通信品質を満たす変復調方式および誤り訂正方式の組合せが存在するか否かを判断する(ステップＳ４）。つまり、アドレス３の無線端末局１がどの変複調方式と誤り訂正方式を使用すればよいかを判断する。
【００４０】
その結果、すでに接続を許可しているアドレス１，２の無線基地局２の通信品質を保証しつつ、アドレス３の無線端末局１が要求する通信品質を保証可能な変復調方式および誤り訂正方式の組合せが見つかると、アドレス３の無線端末局１の接続を許可して、アドレス３のサービス品質識別子と変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報とを無線接続端末管理部２４に登録し（ステップＳ５）、その後、アドレス３の無線端末局１に接続応答フレームを送信する（ステップＳ６）。
【００４１】
例えば、アドレス１〜３の無線端末局１がいずれも、周期的なデータ伝送を行うMPEG2の伝送を要求している場合、これらを収容するためには、無線基地局２が提供するトータルのスループットがMPEG2、６Mbpsを３つ伝送するのに十分な速度、つまり、６Mbps×３＝18Mbpsを十分に超えるスループットであれば、それぞれの無線端末局１が要求する通信品質が満たせることになる。従って、無線基地局２はアドレス３の無線端末局１に対して接続を許可し、この許可を受けてアドレス３の無線端末局１が▲８▼64QAM、符号化率3/4で通信を行えば、各無線端末局１の通信帯域に占める時間占有率は図８（ａ）から図８（ｂ）に変化し、３つの無線端末局１の通信品質を保証することができる。
【００４２】
アドレス３の無線端末局１は無線基地局２からの接続応答フレームを受信すると、すでに接続している無線端末局１の通信を妨げないような変復調・誤り訂正方式を選択して通信を行う（ステップＳ７）。例えば、無線基地局が、データフレームだけでなく、接続応答フレームもステップ４で判断した変復調・誤り訂正方式を用いて伝送する場合、無線端末局１は、接続応答フレームと同じ変復調・誤り訂正方式を用いて各種フレームの送信を行う。これにより、既に接続している無線端末局１の通信を妨げることがない。
【００４３】
一方、図７のステップＳ４において、アドレス３の無線端末局１の接続を許可すると、すでに接続を許可しているアドレス１，２の無線端末局１が要求する通信品質を保証できなくなる場合には、アドレス３の無線端末局１に対する接続を拒否する（ステップＳ８）。
【００４４】
例えば、アドレス３の無線端末局１の接続要求フレームから抽出した、使用可能な変復調方式および誤り訂正方式が▲１▼BPSK、符号化率1/2のみであったとする。このような場合、アドレス３の無線端末局１の接続を許可すると、アドレス３の無線端末局１の時間占有率が大きいため、伝送の様子が図８（ｃ）のようになる。この場合、アドレス１，２の無線端末局１の通信品質を保証できなくなってしまう。同様に、アドレス３の無線端末局１の通信品質も保証することができなくなってしまうため、接続可否判断部２３はアドレス３の無線端末局１に対し、接続を拒否する。
【００４５】
無線基地局２は、ビーコンなどにより自局の通信圏内にいる無線端末局に対して制御情報フレームを送信する場合がある。この場合、制御情報フレームを受信した無線端末局１のみが無線基地局２への接続要求を行うようにしてもよい。
【００４６】
図９は、第１の実施形態における無線基地局２と無線端末局１との間の処理手順を示すシーケンス図、すなわち無線基地局２からの制御情報フレームを受信した無線端末局１が無線基地局２と通信を行う場合のシーケンス図であり、図１０は図９に対応するフローチャートである。
【００４７】
無線基地局２は、自己の通信圏内にいるすべての無線端末局１に対して制御情報フレームを送信する（ステップＳ11）。ここで、制御情報フレームとは、例えばBeaconフレームやProbeResponseフレームである。
【００４８】
続いて、制御情報フレームを受信した無線端末局１は、自己が要求するサービス品質を測定した（ステップＳ12）後、変復調方式等の無線モードを選択する（ステップＳ13）。続いて、無線端末局１は、無線基地局２に対して接続要求フレームを送信する（ステップＳ14）。この接続要求フレーム（AssosiationRequestフレーム）には、ステップＳ12で選択したすべての無線モードとサービス品質情報とが含まれている。また、ローミング時であれば、ReassosiationRequestフレームに、ステップＳ13で選択したすべての無線モードとサービス品質情報とを付加する。接続応答フレームは、AssociationResponseフレームか、ReassociationResponseフレームである。
【００４９】
接続要求フレームを受信した無線基地局２は、図７のステップＳ４と同様の手順で接続可否の判断を行い（ステップＳ15）、接続可能と判断された場合は、接続応答フレームを無線端末局１に送信する（ステップＳ16）。接続応答フレームを受信した無線端末局１は無線基地局２との通信を行う（ステップＳ17）。一方、接続できないと判断された場合は、接続要求フレームを送信した無線端末局１の接続を拒否する（ステップＳ18）。
【００５０】
なお、図９および図１０では、認証処理に関わるフレームの送受信処理を省略している。また、図９および図１０ではIEEE802.11のフレームを例にとって説明したが、本発明はIEEE802.11に限定されるものではない。
【００５１】
このように、第１の実施形態では、無線端末局１が無線基地局２に接続を要求する際、その無線端末局１が使用可能なサービス品質識別子と変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報とをすべて無線基地局２に通知するため、無線基地局２はその無線端末局１の接続を許可すべきか否かを簡易かつ正確に判断できる。つまり、すでに接続済みの他の無線端末局１の通信品質を保証できる場合のみ、新たな無線端末局１に対して接続を許可でき、通信品質の一時的な劣化を防止できる。
【００５２】
これにより、現在市場に出回りつつあり、最も早く低価格化されることが期待できるベースバンドLSI(IEEE802.11a規格)などを用いて、IEEE802.11eのような優先制御や帯域保証制御を行っているベースバンドLSIと同様な効果を得ることができる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、優先制御や帯域保証制御をしない無線LAN型のベースバンドLSIを使った無線システムであっても、映像コンテンツのようなリアルタイム特性を必要とするデータの無線伝送を低価格で実現できる。
【００５４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、無線基地局２内の無線接続端末管理部２４の動作が第１の実施形態と異なっている。
【００５５】
第２の実施形態の無線接続端末管理部２４は、接続可否判断部２３が接続を許可した無線端末局１の使用可能なすべての変復調方式および誤り訂正方式の組合せと、サービス品質と、実際に使用している変復調方式および誤り訂正方式の組合せとを管理する。
【００５６】
図１１は無線接続端末管理部２４の内部に設けられる管理テーブルの一例を示す図である。図１１はMACアドレスがアドレス１，２の二つの無線端末局１に対して接続を許可するときの管理テーブルであり、ともに、MPEG2、6Mbpsの通信サービスをサポートする例を示している。
【００５７】
図１１の管理テーブルを図５と比較すると、図１１の管理テーブルには、使用可能なすべての変復調方式および誤り訂正方式が登録されている。
【００５８】
図１１の管理テーブルでは、アドレス１の無線端末局１は、▲１▼BPSK、符号化率1/2、▲２▼BPSK、符号化率3/4、▲３▼QPSK、符号化率1/2、▲４▼QPSK、符号化率3/4、▲５▼16QAM、符号化率1/2、▲６▼16QAM、符号化率3/4で通信可能であり、実際は、▲５▼16QAM,符号化率1/2で通信を行っている。
【００５９】
同様に、アドレス２の無線端末局１は、▲１▼BPSK、符号化率1/2、▲２▼BPSK、符号化率3/4、▲３▼QPSK、符号化率1/2、▲４▼QPSK、符号化率3/4、▲５▼16QAM、符号化率1/2、▲６▼16QAM、符号化率3/4、▲７▼64QAM、符号化率2/3、▲８▼64QAM、3/4での通信が可能であり、実際は、▲５▼16QAM,符号化率1/2を使って通信を行っている。
【００６０】
図１２は第２の実施形態における無線基地局２内の接続可否判断部２３の処理動作を示すフローチャートである。
【００６１】
まず、接続可否判断部２３は、未接続の無線端末局１（アドレス３とする）の接続要求フレームから、サービス品質識別子と使用可能な変復調方式および誤り訂正方式の組合せとをすべて抽出する(ステップＳ21）。
【００６２】
一例として、アドレス３の無線端末局１のサービス品質識別子がクラス２で、使用可能な変復調方式および誤り訂正方式が、▲１▼BPSK、符号化率1/2、▲２▼BPSK、符号化率3/4、▲３▼QPSK、符号化率1/2、▲４▼QPSK、符号化率3/4、▲５▼16QAM、符号化率1/2、▲６▼16QAM、符号化率3/4、▲７▼64QAM、符号化率2/3、▲８▼64QAM、3/4の場合について説明する。
【００６３】
上述したステップＳ21では、接続可否判断部２３は、図１１の管理テーブルに基づいて、既に接続済みの無線端末局１のサービス品質識別子と、使用可能な変復調方式および誤り訂正方式とをすべて抽出する。
【００６４】
続いて、仮にアドレス３の無線端末局１の加入を許可した場合に、アドレス１〜３のすべての無線端末局１が要求する通信品質を満たす変復調方式および誤り訂正方式の組合せが存在するか否かを判断する（ステップＳ22）。３つの無線端末局１を収容するためには、18Mbps以上のスループットがあれば、各無線端末局１が要求する通信品質が満たせることになる。これは、MPEG2は、周期的なデータ伝送を行うためである。
【００６５】
アドレス１，２の無線端末局１は、６MbpsのMPEG伝送を行うために、▲５▼16QAM,符号化率1/2（無線伝送速度24Mbps相当）を使っているとする。この時の無線区間の伝送状況を図示すると図１３（ａ）のようになる。このような状態で、アドレス３の無線端末局１の加入を許可すると、アドレス１，２の無線端末局１の通信品質を保証できなくなるおそれがある。
【００６６】
そこで、このような場合、すべての無線端末局１が要求する通信品質を満たすように、すでに接続済みのサービス品質識別子と無線端末局１の変復調方式および誤り訂正方式とを変更する（ステップＳ23）。
【００６７】
例えば、図１３（ａ）の場合、アドレス１〜３の無線端末局１の使用可能な変復調方式と符号化率を調べると、アドレス１の無線端末局１は▲６▼16QAM,符号化率3/4(36Mbps相当)、アドレス２，３の無線端末局１はともに、▲８▼64QAM,符号化率3/4(54Mbps相当)が使えることがわかる。つまり、アドレス１，２の無線端末局１の変復調方式と符号化率を変更すると、図１３（ｂ）のようになる。この状態でアドレス３の無線端末局１に対して、▲８▼64QAM,符号化率3/4(54Mbps相当)を使用して接続を許可すれば、図１３（ｃ）に示すように、すべての無線端末局１の通信品質を保証することができる。
【００６８】
すべての無線端末局１が要求する通信品質を満たすサービス品質識別子と変復調方式および誤り訂正方式とが見つかった場合には、これらの情報を無線基地局２から各無線端末局１に送信する（ステップＳ24）。
【００６９】
一方、ステップＳ22において、すでに接続しているアドレス１，２の無線端末局１の変復調方式等を変更してもアドレス３の無線端末局１を接続できない場合は、アドレス３の無線端末局１の接続を拒否する（ステップＳ25）。
【００７０】
このように、第２の実施形態では、各無線端末局１が使用可能なすべての変復調方式および誤り訂正方式を無線基地局２内の無線接続端末管理部２４で管理するため、新たな無線端末局１が接続を要求した場合に、すでに接続済みの無線端末局１の変復調方式および誤り訂正方式を変更できる。したがって、各無線端末局１の通信品質を保証しつつ、同時に接続される無線端末局１の数を増やせる。
【００７１】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、接続要求を行った無線端末局１に対して無線基地局２が送信する接続応答フレームの中に、無線端末局１が選択すべきサービス品質識別子と変復調方式および誤り訂正方式の組み合わせ情報とを含めるものである。
【００７２】
図１４は第３の実施形態における無線基地局２と無線端末局１との間の通信手順を示すシーケンス図である。図１４の場合、図９と異なり、無線基地局２から無線端末局１に送信する接続応答フレームの中に、無線端末局１が選択すべき一種類の変復調方式および誤り訂正方式に関する情報が含まれている（ステップＳ１６ａ）。
【００７３】
第３の実施形態の場合、無線端末局１が無線基地局２に対して無線信号を送信する際に使用すべき変復調方式および誤り訂正方式を無線基地局２が指示するため、各無線端末局１の通信品質を確実に保証することができる。
【００７４】
同様に、無線基地局２が無線端末局１に対して無線信号を送信する際に使用すべき変復調方式および誤り訂正方式を、接続応答フレームにより無線端末局１に通知してもよい。
【００７５】
また、接続応答フレームにサービス品質識別子を加え、接続を許可したサービス品質を無線端末局１に明示的に通知してもよい。
【００７６】
また、使用する１つの変復調方式および誤り訂正方式の組合せの他に、使用してもよい変復調方式および誤り訂正方式の組合せをすべて、接続応答フレームの構成要素としてもよい。ここで、使用してもよい変復調方式および誤り訂正方式の組合せとは、以下のことである。
【００７７】
無線端末局１が接続要求フレームで送信した変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報が、▲１▼BPSK、符号化率1/2、▲２▼BPSK、符号化率3/4、▲３▼QPSK、符号化率1/2、▲４▼QPSK、符号化率3/4、▲５▼16QAM、符号化率1/2、▲６▼16QAM、符号化率3/4、▲７▼64QAM、符号化率2/3、▲８▼64QAM、3/4であったとする。また、無線基地局２が選択した特定の変復調方式および誤り訂正方式の組合せが▲６▼16QAM、符号化率3/4であったとする。このような場合に、仮に、時間占有率の低い▲７▼64QAM、符号化率2/3、▲８▼64QAM、3/4を選択しても、無線端末局１の通信品質を保証できる。そこで、無線基地局２は、使用してもよい変復調方式および誤り訂正方式の組合せとして、▲６▼16QAM、符号化率3/4、▲７▼64QAM、符号化率2/3、▲８▼64QAM、3/4を接続応答フレームにて無線端末局１に通知し、どの方式を利用するかは無線端末局１に委ねる。この場合、無線端末局１は自局の判断により、使用する変復調方式および誤り訂正方式を選択する。
【００７８】
このように、第３の実施形態では、無線基地局２から送信された接続応答フレームの中に含まれるサービス品質識別子と変復調方式および誤り訂正方式とを使用して無線基地局２と通信を行うため、無線端末局１側で無線モードを選択する手間が省け、無線基地局２が推奨する最適な通信品質で通信を行うことができる。
【００７９】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、図１５のシーケンス図に示すように、無線基地局２が自局の通信圏内にある無線端末局１に送信する制御情報フレームに、接続を許可するサービス品質識別子と変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報とを含ませる（ステップＳ11a）。
【００８０】
無線端末局１は、無線モード記憶部１３に記憶されている変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報を、無線基地局２が送信した制御情報フレームに含まれる変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報と比較する。これにより、無線端末局１は、無線基地局２への接続可能性を正確に判断することができる。
【００８１】
無線端末局１は、無線モード記憶部１３に記憶された変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報が制御情報フレームに含まれていなければ、無線接続要求フレームを無線基地局２に送信しないようにする（ステップＳ18）。その結果、無線接続要求フレームを無駄に送信しなくて済み、無線通信帯域の有効利用を図れるとともに、通信中の他の無線端末局１のデータ伝送を妨げなくなり、通信中の無線端末局１の通信品質を確実に保証できる。
【００８２】
このように、第４の実施形態の無線端末局１は、無線基地局２から送信された制御情報フレームの中に含まれるサービス品質識別子と変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報とに基づいて接続要求をすべきか否かを判断できるため、無駄な接続要求をしなくて済み、無線通信帯域の有効利用を図れる。
【００８３】
（第５の実施形態）
第５の実施形態は、無線接続要求フレームを送信する前に、無線端末局１にて無線回線の利用状況を測定するものである。
【００８４】
図１６は第５の実施形態の無線端末局１の概略構成を示すブロック図である。図１６の無線端末局１は、図３の無線端末局１に無線回線観測部１６を追加した構成になっている。
【００８５】
無線回線観測部１６は、無線基地局２と通信を行う前に、無線回線が使用中か否かを判断する。
【００８６】
図１７は無線端末局１が行う無線回線の利用状況を測定する手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートでは、IEEE802.11のようなCSMA方式をベースとした無線通信システムを念頭に置いている。
【００８７】
まず、無線端末局１にて電波を受信し、その受信電力を測定する（ステップＳ31）。続いて、受信電力の測定結果が所定のレベル以上か否かを判断する（ステップＳ32）。所定のレベル以上であれば、無線回線は使用されている、つまり、無線回線はBusyだと判断し（ステップＳ33）、受信電力が所定のレベル以下であれば無線回線は使われていない、つまり、無線回線はIdleだと判断する（ステップＳ34）。
【００８８】
続いて、無線回線がBusyの時間とIdleの時間の時間比率を算出し（ステップＳ35）、Idleの割合が所定の値以上か否かを判断する（ステップＳ36）。Idleの割合が所定の値以上であれば、無線端末局１は、無線接続要求を行えば接続が許可される可能性が高いと判断して無線接続要求フレームを送信する処理に移行する（ステップＳ37）。但し、CSMA方式の場合、送信処理に移行しても直ちに送信できるとは限らない。
【００８９】
一方、Idleの割合が所定の値以下であれば、無線接続要求を行っても、接続は拒否されるだろうと判断して、無駄な無線接続要求フレームの送信を行わない（ステップＳ38）。つまり、Idleの割合が所定の値以上になるまで、接続要求フレームの送信を待機する。
【００９０】
このように、第５の実施形態では、無線端末局１にて測定した受信電力に基づいて、無線回線が空いているか否かを判断し、無線回線が空いている場合のみ無線基地局２に対して接続要求を行うようにしたため、通信中の他の無線端末局１の通信を妨害するおそれがなくなり、接続中の端末が要求している通信品質を保証し続けることができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、無線端末局が選択可能な変復調方式および誤り訂正方式の組合せ情報とサービス品質識別子とを無線基地局に送信するため、無線端末局の接続を許可するか否かを無線基地局にて簡易かつ正確に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無線通信システムの全体構成を示すブロック図。
【図２】本発明の家庭内での利用形態を示すブロック図。
【図３】無線端末局の一実施形態の概略構成を示すブロック図。
【図４】本発明に係る無線基地局の一実施形態の概略構成を示すブロック図。
【図５】管理テーブルの一例を示す図。
【図６】接続可否判断部の動作を詳細に説明するシーケンス図。
【図７】図６に対応するフローチャート。
【図８】アドレス３の無線端末局への接続を許可した場合の通信帯域を示す図。
【図９】無線基地局からの制御情報フレームを受信した無線端末局が無線基地局と通信を行う場合のシーケンス図。
【図１０】図９に対応するフローチャート。
【図１１】無線接続端末管理部の内部に設けられる管理テーブルの一例を示す図。
【図１２】第２の実施形態における無線基地局内の接続可否判断部の処理動作を示すフローチャート。
【図１３】アドレス３への接続を許可した場合の通信帯域を示す図。
【図１４】第３の実施形態における無線基地局と無線端末局との間の通信手順を示すシーケンス図。
【図１５】第５の実施形態におけるシーケンス図。
【図１６】第５の実施形態の無線端末局の概略構成を示すブロック図。
【図１７】無線端末局が行う無線回線の利用状況を測定する手順の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１  無線端末局
２  無線基地局
１１，２１  管理部
１２，２２  無線通信処理部
１３  無線モード記憶部
１４  無線モード選択部
１５，２５  アンテナ
１６  無線回線観測部
２３  接続可否判断部
２４  無線接続端末管理部
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0003719993.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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