(57)【要約】【課題】  遅延時間を短縮し、スループットを高める。【解決手段】  所定の伝送媒体アクセス制御方式にしたがって複数の通信端末間でアクセス制御を実行した結果、１つの通信端末が伝送媒体にアクセスする場合、前記複数の通信端末のうち少なくとも１つは上り方向および下り方向の通信端末と通信を実行して中継を行う中継用通信端末である通信システムにおいて、前記中継用通信端末は、前記通信により、前記上り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位と、前記下り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位を１つのプロトコルデータ単位に統合し、統合によって得られた１つのプロトコルデータ単位を上り方向および下り方向の通信端末へ送信することによって中継を行う統合中継部を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の伝送媒体アクセス制御方式にしたがって複数の通信端末間でアクセス制御を実行した結果、１つの通信端末が伝送媒体にアクセスする場合、前記複数の通信端末のうち少なくとも１つは上り方向および下り方向の通信端末と通信を実行して中継を行う中継用通信端末である通信システムにおいて、
前記中継用通信端末は、
前記通信により、前記上り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位と、前記下り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位を１つのプロトコルデータ単位に統合し、統合によって得られた１つのプロトコルデータ単位を上り方向および下り方向の通信端末へ送信することによって中継を行う統合中継部を備えたことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１の通信システムにおいて、
前記上り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位と、前記下り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位は、１組のエンド端末間で行われる双方向通信のためのプロトコルデータ単位であることを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項２の通信システムにおいて、
前記中継用通信端末は、
前記上り方向または下り方向のプロトコルデータ単位を中継のために一時的に記憶する中継バッファ部と、
前記双方向通信のための上り方向または下り方向のプロトコルデータ単位のうち、いずれか一方が到着したにもかかわらず他方が到着していない場合、予め定めた所定の到着待ち最大時間を限度として、当該中継バッファ部の記憶を維持させるバッファリング時間制御部とを備え、
前記統合中継部は、
当該到着待ち最大時間が経過するまでに、他方のプロトコルデータ単位が到着した場合には、一方のプロトコルデータ単位と他方のプロトコルデータ単位を統合することによって得られた１つのプロトコルデータ単位を上り方向および下り方向の通信端末へ送信し、他方のプロトコルデータ単位が到着しなかった場合には、一方のプロトコルデータ単位を送信することによって中継を行うことを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項１の通信システムにおいて、
前記伝送媒体の使用状況を測定する伝送媒体使用状況測定部と、
測定結果として得られた使用状況が、所定値より高い負荷を示すか否かを判定し、判定の結果、所定値より高い負荷を示さないと判定した場合には前記統合を行わず、所定値より高い負荷を示すと判定した場合には、前記統合を行うことを特徴とする通信システム。
【請求項５】
所定の伝送媒体アクセス制御方式にしたがって複数の通信端末間でアクセス制御を実行し、上り方向および下り方向の通信端末と通信を実行して中継を行う中継用通信端末において、
前記通信により、前記上り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位と、前記下り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位を１つのプロトコルデータ単位に統合し、統合によって得られた１つのプロトコルデータ単位を上り方向および下り方向の通信端末へ送信することによって中継を行う統合中継部を備えたことを特徴とする中継用通信端末。
【請求項６】
所定の伝送媒体アクセス制御方式にしたがって複数の通信端末間でアクセス制御を実行した結果、１つの通信端末が伝送媒体にアクセスする場合、前記複数の通信端末のうち少なくとも１つは上り方向および下り方向の通信端末と通信を実行して中継を行う中継用通信端末である通信方法において、
前記中継用通信端末では、
前記通信により、前記上り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位と、前記下り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位を１つのプロトコルデータ単位に統合し、統合によって得られた１つのプロトコルデータ単位を上り方向および下り方向の通信端末へ送信することによって中継を行うことを特徴とする通信方法。
【請求項７】
所定の伝送媒体アクセス制御方式にしたがって複数の通信端末間でアクセス制御を実行した結果、１つの通信端末が伝送媒体にアクセスする場合、前記複数の通信端末のうち少なくとも１つは上り方向および下り方向の通信端末と通信を実行して中継を行う中継用通信端末である通信プログラムにおいて、前記中継用通信端末では、コンピュータに、
前記通信により、前記上り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位と、前記下り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位を１つのプロトコルデータ単位に統合し、統合によって得られた１つのプロトコルデータ単位を上り方向および下り方向の通信端末へ送信することによって中継を行う統合中継機能を実現させることを特徴とする通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信システム、中継用通信端末、通信方法、および通信プログラムに関し、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ等の競合型の伝送媒体アクセス制御方式を用いてマルチホップネットワークを構成する場合などに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
マルチホップネットワークに対応する無線通信システム２０では、図２（Ａ）に示すように、中継機能を有する複数の無線局２１〜２４でネットワークを構成し、隣接した無線局間で次々とパケットを中継することにより、直接には電波の届かない位置にある無線局まで（例えば、２１から２４まで）、パケットを届けることができる。
【０００３】
このようなマルチホップネットワークで、各無線局によって使用される伝送媒体アクセス制御方式としては、下記の非特許文献１に記載されたＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）規格が知られている。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、無線局はパケットを送信（中継のための送信を含む）しようとするとき、他の無線局が送信したキャリア（データパケットを届けるための無線信号など）を検知するためにキャリアセンスを行い、キャリアが検知された場合には、待機して、キャリアがなくなってから送信を開始する。キャリアセンスによってキャリアが検知されなければ、前記パケットの送信を行う。さらに、データパケットの送信中に衝突を検知した場合には、いわゆるバックオフアルゴリズムに応じた手順を実行して、ランダムな時間だけ送信を中断することになる。
【０００４】
前記マルチホップネットワークに関連する技術として、下記の特許文献１に記載したものがある。
【０００５】
特許文献１では、ＲＴＳ／ＣＴＳ（Request to Send/Clear to Send）メカニズムを利用して予め先の無線回線を予約してからデータパケットを送信するため、当該データパケットを中継する無線局では、無線回線が空くのを待つ必要がなくなり、データパケットの伝送の遅れを低減することができる。
【非特許文献１】ＩＥＥＥ８０２．１１
【特許文献１】特開２００２−１２４９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上述したＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いた場合、キャリアが到達する範囲内で、ほぼ同時にパケットを送信しようとする無線局の数が増大してくると、前記待機の実行や、衝突の発生、バックオフアルゴリズムによる送信の中断などが頻発するため、遅延時間が増大して急激にスループットが低下する問題がある。
【０００７】
前記特許文献１はこの問題を解決しようとする技術であるが、双方向通信に関して考慮されていないため、特許文献１の技術をそのまま双方向通信に適用した場合、一方向のために無線回線が予約されている間は、他方向のための予約を行うことができなくなるため、かえって遅延時間が増大する可能性がある。例えば、通信アプリケーションとしてＶｏＩＰ（Voice over IP）を用いるＩＰ電話やＴＶ電話のような高いリアルタイム性の必要な双方向通信が行われるものの使用を想定した場合、この不利益が顕著になる。
【０００８】
一方向のために予約された無線回線を双方向通信に用いることも考えられるが、この種の通信アプリケーションでは、一方向と他方向のパケットは、量がほぼ同じであり、また、しばしばほぼ同時に伝送される必要が生じるため、一方向のパケットと他方向のパケットの送信自体に起因して、前記待機の実行、衝突の発生、バックオフアルゴリズムによる送信の中断などが頻発し、やはり遅延時間を増大させる可能性が高い。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するために、第１の本発明では、所定の伝送媒体アクセス制御方式にしたがって複数の通信端末間でアクセス制御を実行した結果、１つの通信端末が伝送媒体にアクセスする場合、前記複数の通信端末のうち少なくとも１つは上り方向および下り方向の通信端末と通信を実行して中継を行う中継用通信端末である通信システムにおいて、前記中継用通信端末は、前記通信により、前記上り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位と、前記下り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位を１つのプロトコルデータ単位に統合し、統合によって得られた１つのプロトコルデータ単位を上り方向および下り方向の通信端末へ送信することによって中継を行う統合中継部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、第２の本発明では、所定の伝送媒体アクセス制御方式にしたがって複数の通信端末間でアクセス制御を実行し、上り方向および下り方向の通信端末と通信を実行して中継を行う中継用通信端末において、前記通信により、前記上り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位と、前記下り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位を１つのプロトコルデータ単位に統合し、統合によって得られた１つのプロトコルデータ単位を上り方向および下り方向の通信端末へ送信することによって中継を行う統合中継部を備えたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、第３の本発明では、所定の伝送媒体アクセス制御方式にしたがって複数の通信端末間でアクセス制御を実行した結果、１つの通信端末が伝送媒体にアクセスする場合、前記複数の通信端末のうち少なくとも１つは上り方向および下り方向の通信端末と通信を実行して中継を行う中継用通信端末である通信方法において、前記中継用通信端末では、前記通信により、前記上り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位と、前記下り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位を１つのプロトコルデータ単位に統合し、統合によって得られた１つのプロトコルデータ単位を上り方向および下り方向の通信端末へ送信することによって中継を行うことを特徴とする。
【００１２】
さらにまた、第４の本発明では、所定の伝送媒体アクセス制御方式にしたがって複数の通信端末間でアクセス制御を実行した結果、１つの通信端末が伝送媒体にアクセスする場合、前記複数の通信端末のうち少なくとも１つは上り方向および下り方向の通信端末と通信を実行して中継を行う中継用通信端末である通信プログラムにおいて、前記中継用通信端末では、コンピュータに、前記通信により、前記上り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位と、前記下り方向の通信端末から受信したプロトコルデータ単位を１つのプロトコルデータ単位に統合し、統合によって得られた１つのプロトコルデータ単位を上り方向および下り方向の通信端末へ送信することによって中継を行う統合中継機能を実現させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、遅延時間を短縮し、スループットを高めることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（Ａ）実施形態
以下、本発明にかかる通信システム、中継用通信端末、通信方法および通信プログラムを、無線通信を用いるマルチホップネットワークに適用した場合を例に、実施形態について説明する。
【００１５】
本実施形態は新たな通信プロトコルを提案するものである。
【００１６】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
本実施形態にかかる無線通信システム３０の全体構成例を図２（Ｂ）に示す。
【００１７】
図２（Ｂ）において、当該無線通信システム３０は、無線局３１〜３４を備えている。
【００１８】
このうち無線局３２は本実施形態に特徴的なパケット統合処理を実行する機能を備えているが、他の無線局３１、３３，３４はパケット統合処理の機能を持たないものとする。ただし、パケット統合処理によって統合されたパケットを処理する必要があるため、これらの無線局３１、３３，３４も従来の無線局と同じものではない。もっとも、直接、無線局３２と通信しない無線局３４は必要ならば従来の無線局をそのまま用いることができる。
【００１９】
ここで、パケット統合処理とは基本的に、受信した上り方向のパケット（データパケット）、下り方向のパケット（データパケット）、および返送すべき２つの送達確認用の制御パケット（送達確認（ＡＣＫ）用パケット）の４つを１つのパケットに統合する処理である。ただし後述するように、必要ならば、統合するパケットが４つに満たない場合（例えば、２パケット）でも、パケット統合処理を実行することがあってよい。なお、ここでは、便宜上、図２（Ｂ）に示した矢印Ｄ１の方向を上り方向とし、矢印２の方向を下り方向とする。
【００２０】
無線局３１が送信したパケットＰＫ１は無線局３２に受信され、無線局３２が送信したパケット（統合パケット）ＰＫ２は無線局３３に受信され、無線局３３が送信したパケットＰＫ３は無線局３４に受信される。また、無線局３４が送信したパケットＰＴ４は無線局３３に受信され、無線局３３が送信したパケットＰＴ３は無線局３２に受信され、無線局３２が送信したパケットＰＴ２（＝ＰＫ２）は無線局３１に受信される。
【００２１】
そして、各パケットを受信した無線局からは、そのパケットを送信した隣接する無線局に宛てて、確かに受信したことを通知する送達確認用パケットＡＫ３，ＡＫ４，ＡＣ１，ＡＣ３が送信される。ただし、前記統合パケットＰＫ２は送達確認用パケットも含んでいるため、無線局３２は送達確認のために単独の送達確認用パケットを送信する必要はない。
【００２２】
なお、図２（Ｂ）上、論理的な宛先の相違を明示するため統合パケットＰＫ２とＰＴ２を別個に図示しているが、これらのパケットは物理的には同じものである。無線局３２が統合パケットを１回送信すれば、そのパケットは、無線局３３でＰＫ２として処理され、無線局３１ではＰＴ２として処理される。以下では、ＰＴ２とＰＫ２を区別する必要がない場合、無線局３２が送信する統合パケットの符号として総称的に符号Ｐ２を用いる。
【００２３】
また、図示の状態で、無線局３２と３３は中継端末として機能し、無線局３１と３４はエンド端末（上り方向または下り方向のパケット（データパケット）の最終的な宛先または当初の送信元となる通信端末）として機能しているものとする。
【００２４】
したがって、上り方向では、パケットＰＫ１の内容（データ（ペイロード）部およびヘッダ部）はほとんどそのまま、統合パケットＰＫ２に含まれている。また、パケットＰＫ２から無線局３３が抽出したパケットＰＫ１の内容が、パケットＰＫ３として無線局３４へ届けられる。同様に、下り方向でも、パケットＰＴ４はほとんどそのまま、パケットＰＴ３になり、無線局３２から送信される統合パケットＰＴ２には、パケットＰＴ４の内容がほとんどそのまま含まれている。
【００２５】
なお、無線局３１〜３４は移動性を有する場合と有さない場合があり得る。移動性を有する無線局と有さない無線局が無線通信システム３０中に混在していてもよい。
【００２６】
前記無線局３２の内部構成は例えば図１に示す通りである。他の無線局３１，３３，３４の内部構成も、パケット統合処理に関する部分以外、これと同じであってよい。
【００２７】
（Ａ−１−１）無線局の内部構成例
図１において、当該無線局３２は、アンテナ４１と、増幅器４２と、無線／電気変換部４３と、変調／復調器４４と、ベースバンド処理部４５と、パケット解析部４６と、中継バッファ４７と、パケット統合部４８と、中継処理部４９と、ＭＡＣ部５０とを備えている。
【００２８】
このうちアンテナ４１は、無線信号（パケット）の送信および受信を行う部分である。
【００２９】
増幅器４２は、送信する高周波信号（無線信号）または受信した無線信号（高周波信号）を増幅する部分である。
【００３０】
変調／復調器４４は、例えば、スペクトラム拡散技術などを用いて、変調および復調を行う部分である。
【００３１】
ベースバンド処理部４５は、変調前または復調後のパルス波形などであるベースバンド信号を処理する部分である。
【００３２】
これらの構成要素４１〜４５は、ＯＳＩ参照モデルの物理層に位置付けられるものであるが、本実施形態の特徴は、主として、ＯＳＩ参照モデルのデータリンク層からネットワーク層に位置付けられるものであるため、これら物理層の機能は基本的にどのようなものであってもかまわない。
【００３３】
ＭＡＣ部５０は、所定の伝送媒体アクセス制御方式にしたがってアクセス制御を実行する部分である。ここで使用する伝送媒体アクセス制御方式としては様々なものを用いることができる可能性があるが、例えば、前記ＣＳＭＡ／ＣＡを用いるものであってよい。
【００３４】
パケット解析部４６は、他の無線局（３１または３３）から受信したパケットのヘッダを解析する部分である。各無線局３１〜３４のカバーエリアの大きさや送信電力などの条件が同じであるものとすると、図２（Ｂ）の例の場合、無線局３３が無線局３４に宛てて送信したパケットＰＫ３は物理的には当該無線局３２にも受信され得るが、当該パケット解析部４６における解析の結果、当該パケットＰＫ３の直接の宛先を示すアドレスが自無線局を指定するものでないことが分かると、受信した当該パケットＰＫ３を廃棄する。逆に、解析の結果、受信したパケット（例えば、ＰＴ３を受信した場合など）の直接の宛先を示すアドレスが自無線局を指定するものであることが分かると、中継バッファ４７に記憶させる。
【００３５】
当該パケット解析部４６はまた、解析結果に基づいて、そのパケットの送受を行う通信アプリケーションが、双方向通信を実行するものであるか否かを判定する機能も備える。例えば、受信したパケットのヘッダ（トランスポート層以上のプロトコル階層のヘッダなども含む）に記述された制御情報や、自無線局で中継している上り方向と下り方向の各パケットのアドレス（最終的な宛先アドレスや当初の送信元アドレス）の対応関係などをもとに、このような判定を行うことも可能である。必要に応じて、ヘッダ以外の情報、例えば、パケットのサイズやトラフィック特性を示す情報なども、この解析に利用することができる。
【００３６】
双方向通信を実行する通信アプリケーションの例としては、上述したＩＰ電話やＴＶ電話がある。
【００３７】
中継バッファ４７は、中継するパケットを一時的に記憶する部分である。無線局３２の例えば主記憶装置上などに確保された記憶領域として、当該中継バッファ４７が実現され得る。無線局３２が受信し、当該中継バッファ４７に記憶するパケットは上り方向のものと下り方向のものに分けることができる。
【００３８】
パケット統合部４８は上述したパケット統合処理を実行する部分である。無線局３２のパケット統合部４８が実行するパケット統合処理では、無線局３２が受信した上り方向のパケットＰＫ１、下り方向のパケットＰＴ３，および、無線局３１、３３それぞれに返送すべき送達確認用パケット（Ｐ２中のＡＣＫに対応）の４パケットを１つの統合パケットＰ２に統合する。
【００３９】
したがって、無線局３２はこの統合パケットＰ２を１回送信すれば、中継のため上り方向にパケット（ＰＫ１に相当）を送信して下り方向にパケット（ＰＴ３に相当）を送信し、さらに、パケットＰＴ３を受信したことを無線局３３に通知する送達確認用パケットと、パケットＰＫ１を受信したことを無線局３１に通知する送達確認用パケットをそれぞれ無線局３３と３１に送信した場合と同じ結果を得ることができる。すなわち、合計４パケット分の機能を１つの統合パケットＰ２に持たせることができる。
【００４０】
ＣＳＭＡ／ＣＡを前提とすると、パケットを１つ送信するたびに、上述したキャリアセンス、待機の実行、衝突の発生、バックオフアルゴリズムによる送信の中断、あるいは、パケットに対するプリアンブルの付加などに伴うオーバーヘッドが発生して通信の効率が低下し得るが、４パケット分の機能を１つの統合パケットＰ２に持たせれば、オーバーヘッドはほぼ１／４になるため、通信の効率が高まる。
【００４１】
パケット統合処理は、その他のケースにも適用可能であるが、ここでは、遅延時間の短縮に関する要求水準が最も高い通信アプリケーションである上述したＩＰ電話やＴＶ電話の利用を想定する。これは、例えば、無線局３１を使用するユーザＵ１と、無線局３４を使用するユーザＵ４が、ＶｏＩＰによるＩＰ電話などで通話しているケースである。
【００４２】
なお、パケット統合処理に際しては、周知のカプセル化技術やトンネリング技術を利用することができる。
【００４３】
中継処理部４９は、パケットの中継に関する処理を実行する部分である。例えば、自無線局に隣接している無線局３１，３３のアドレスを認識し、前記統合パケットＰ２の直接の宛先としてその隣接無線局３１，３３を指定する場合には、統合パケットＰ２のヘッダ中に宛先アドレスとして隣接無線局３１，３３のアドレスを記述する機能などは、当該中継処理部４９が持つものであってよい。ただし、必要に応じて、直接の宛先を指定するアドレスとして、不特定多数の宛先を指定するブロードキャストアドレスなどを記述するようにしてもよい。
【００４４】
また、当該中継処理部４９は、他の構成要素４６，４７，４８などを制御する機能も有するものであってよい。
【００４５】
なお、これらの構成要素４６、４８〜５０の機能は、汎用的なＭＰＵなどの演算装置とプログラムなどによって実現するものであってもよく、専用のハードウエアによって実現するものであってもよい。
【００４６】
以下、上記のような構成を有する本実施形態の動作について図３のフローチャートを参照しながら説明する。図３のフローチャートは、前記無線局３２の動作を示すもので、Ｓ３０１〜Ｓ３１４の各ステップを備えている。
【００４７】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
図３において、前記無線局３２がパケットを受信すると、パケット解析部４６が当該パケットのヘッダを解析し（Ｓ３０１）、双方向通信を行う通信アプリケーションのためのパケットであるか否かを判定する（Ｓ３０２）。双方向通信を行う通信アプリケーションのためのパケットでない場合、ステップＳ３０２はＮＯ側に分岐し、キャリアセンスの実行（Ｓ３１２）、そのパケットを中継するためのパケット送信（Ｓ３１３）、そのパケットを受信した隣接無線局からの送達確認パケットの受信（Ｓ３１４）が行われる。これらのステップＳ３１２〜Ｓ３１４は従来と同様の処理である。
【００４８】
一方、受信したパケットが双方向通信を行う通信アプリケーションのためのパケットであると判定した場合、前記ステップＳ３０２はＹＥＳ側に分岐して、そのパケットと統合すべき逆方向のパケットが中継バッファ４７に記憶されていないかを確認する（Ｓ３０３）。ここで、受信したパケットが、上り方向の前記パケットＰＫ１であるものとすると、中継バッファ４７内に、下り方向のパケットＰＴ３が記憶されているか否かを確認することになる（Ｓ３０４）。
【００４９】
この時点で、逆方向のパケットＰＴ３が中継バッファ４７内に記憶されていれば、ステップＳ３０４はＹＥＳ側に分岐し、直ちに当該パケットＰＴ３を中継バッファ４７から読み出したうえで、受信したパケットＰＫ１等と統合することによって前記パケット統合処理を実行し、統合パケットＰ２を生成する（Ｓ３０６）。
【００５０】
なお、統合パケットＰ２に含まれる送達確認パケットには、無線局３２がパケットＰＫ１を受信したことを無線局３１に通知する機能を持つ第１の送達確認パケットと、無線局３２がパケットＰＴ３を受信したことを無線局３３に通知する機能を持つ第２の送達確認パケットの２つがある。この第１の送達確認パケットは、パケットＰＫ１を無線局３２が受信した時点で生成されるが、第２の送達確認パケットは、すでにパケットＰＴ３を受信した時点で生成され、中継バッファ４７と同等な記憶資源に記憶しておくものであってよい。
【００５１】
この統合パケットＰ２を送信するときも、通常のパケット送信と同様に、キャリアセンスを行い（Ｓ３０７）、キャリアが検知されないときに送信を実行する（Ｓ３０８）。当該ステップＳ３０７は前記ステップ３１２に対応し、ステップ３０８は前記ステップ３１３に対応する。図３上は省略しているが、当該無線局３２が送信した当該統合パケットＰ２を受信した無線局（３１，３３）は、送達確認パケットＡＫ３，ＡＣ１を返送することが望ましい。
【００５２】
当該統合パケットＰ２に含まれているのが送達確認パケットだけなら、送達確認は通常、不要であるが、当該統合パケットＰ２には、パケットＰＫ１やＰＴ２の内容も含まれているため、通常のパケットの中継と同等の信頼性を保証するならば、当然、統合パケットＰ２の受信に際しても送達確認パケットＡＫ３，ＡＣ１が返送される必要がある。
【００５３】
受信した前記パケットＰＫ１に対してステップＳ３０４を実行する時点で、中継バッファ４７にパケットＰＴ３が記憶されていないければ、所定のバッファリング時間を設定したうえで（Ｓ３０９）、当該パケットＰＫ１を中継バッファ４７に記憶し（Ｓ３１０）、逆方向のパケットＰＴ３の到着を待つ状態となる。
【００５４】
このバッファリング時間は様々な方法で決定することが可能であるが、パケットＰＫ１，ＰＴ３がＶｏＩＰパケットの場合には、パケット（符号化音声データ）の生成間隔から決定することが望ましい。パケットの生成間隔は、コーデック（符復号化器）の符号化速度などに応じて決まり、例えば、４０ｍｓなどであってよい。１つのパケットに１つの符号化音声データが収容されるものとすると、バッファリング時間の最大値をパケットの生成間隔とすることにより、受信したパケットが２個以上、中継バッファ４７内に記憶されることがなくなる。これによって、中継バッファ４７のために消費される記憶容量を節約できるとともに、無線局３２における中継で発生する遅延時間の最大値が制限されリアルタイム性を高めることができる。
【００５５】
設定したバッファリング時間が経過する前に、逆方向のパケットＰＴ３が到着した場合には、当該パケットＰＫ１が中継バッファ４７から読み出されて、４パケットを統合する前記パケット統合処理が実行される（Ｓ３０５）。このあとは、前記ステップＳ３０６以降の処理が実行される。
【００５６】
設定したバッファリング時間が経過するまで中継バッファ４７内のパケットＰＫ１の記憶を維持しても、経過した時点で逆方向のパケットＰＴ３が到着していなければ、パケットＰＫ１を中継バッファ４７から読み出し単独で送信する（Ｓ３１１）。この送信でも、前記ステップＳ３１２〜Ｓ３１４が実行される。
【００５７】
なお、逆方向のパケットＰＴ３がバッファリング時間内に到着しなくても、前記パケット統合処理の一部は実行可能であるので、一部のみ実行し、その結果として得られる統合パケットを送信するようにしてもよい。
【００５８】
すなわち、パケットＰＫ１と、上述した第１の送達確認パケットを統合して得られる統合パケット（これを、Ｐ２１とする）を送信するのである。これによってもオーバーヘッドを削減することが可能である。
【００５９】
なお、前記統合パケットＰ２や、当該統合パケットＰ２１は無線局３２が送信し、隣接する無線局３１，３３によって受信されるが、統合パケットＰ２およびＰ２１中には、各隣接無線局３１，３３にとって必要な情報と不要な情報が混在しているので、各隣接無線局３１，３２は、自身にとって必要な情報を処理し、不要な情報は破棄する。
【００６０】
例えば、統合パケットＰ２１の場合、無線局３１にとってパケットＰＫ１は自身が送信したものであるため不要であるが、第１の送達確認パケットは送達確認に必要である。また、無線局３３にとってパケットＰＫ１は中継するために必要であるが、第１の送達確認パケットは自身が送信したパケットの送達確認パケットではないため不要である。
【００６１】
なお、以上の動作では、無線局３２は、受信したパケットを直ちに送信せず、最大でバッファリング時間だけ待ってから送信することになる。通常、ＩＰ電話などの通信アプリケーションでは、エンド端末（ここでは、３１または３４）に対するパケットの到着間隔のゆらぎが問題になることが少なくないが、本実施形態の場合、中継の過程でパケットの間隔に変更が加えられるため、結果的に、ゆらぎの影響を緩和できる可能性がある。
【００６２】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
本実施形態によれば、無線局（３２）が中継のために送信する統合パケット（Ｐ２，Ｐ２１）を用いてオーバーヘッドを従来に比べて大幅に削減することができるので、遅延時間を短縮し、スループットを高めることが可能である。
【００６３】
（Ｂ）第２の実施形態
以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【００６４】
この相違点は、無線局３２の内部構成に関する点に限られる。
【００６５】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成および動作
本実施形態の無線局３２の内部構成は例えば図４に示す通りである。
【００６６】
図４において、当該無線局３２は、アンテナ４１と、増幅器４２と、無線／電気変換部４３と、変調／復調器４４と、ベースバンド処理部４５と、パケット解析部４６と、中継バッファ４７と、パケット統合部４８と、中継処理部４９と、ＭＡＣ部５０と、負荷測定部５１とを備えている。
【００６７】
ここで、図１と同じ符号を付与した構成要素４１〜５０の機能は基本的に第１の実施形態と同じであるので、その詳しい説明は省略する。
【００６８】
ただし本実施形態の中継処理部４９は、負荷測定部５１から受け取る監視情報の値が所定の閾値ＴＨ１を越えたか否かに応じて、前記パケット統合処理を実行するか否かを判定し、判定結果に応じてパケット統合部４８などを制御する機能を有する。
【００６９】
負荷測定部５１は、無線局３２がパケット（例えば、Ｐ２）の送信に使用する無線チャネル（無線伝送路）の使用状況を常に監視し、その結果として前記監視情報を取得する部分である。監視情報としては、当該無線チャネルの回線負荷を示すことのできる情報であれば、どのような情報を用いてもかまわないが、例えば、単位時間あたりの送受信パケット数や、ＣＳＭＡ／ＣＡ使用時のパケットの衝突率などを用いることができる。
【００７０】
本実施形態における無線局３２の動作例を図５のフローチャートに示す。
【００７１】
図５のフローチャートは、Ｓ３０１〜Ｓ３１６の各ステップを備えている。
【００７２】
このうち図３と同じ符号Ｓ３０１〜Ｓ３１４を付与した各ステップの処理は第１の実施形態と同じであるので、その詳しい説明は省略する。
【００７３】
図５において、ステップＳ３０１とＳ３０２のあいだで実行されるステップＳ３１６では、ステップＳ３１５で前記負荷測定部５１が取得した監視情報が、前記閾値ＴＨ１を越えたか否かを検査する。
【００７４】
越えなかった場合、ステップＳ３１６はＮＯ側に分岐して、処理は前記ステップＳ３１２へ進むが、越えた場合には、ＹＥＳ側に分岐して処理は前記ステップＳ３０２へ進む。
【００７５】
パケット統合処理を実行しない場合、パケット統合部４８などが動作しなくなるから、パケット統合処理のために消費される前記ＭＰＵの処理能力や記憶容量などが節約できる。
【００７６】
無線局３２以外の無線局３１，３３，３４がすべて、当該無線局３２と同じ機能を持つ場合、図２（Ｂ）の状態は、無線局３２内の中継処理部４９のみがパケット統合処理を実行するものと判定した結果であるとみることもできる。
【００７７】
（Ｂ−２）第２の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【００７８】
加えて、本実施形態では、無線局（３２）は無線チャネルの回線負荷が小さい場合には、パケット統合処理を行わないものと判定して、パケット統合処理のために消費される処理能力や記憶容量を節約することができ、柔軟性が高い。
【００７９】
（Ｃ）他の実施形態
上記第１、第２の実施形態では、無線通信を例に説明したが、本発明は、有線通信にも適用可能である。例えば、１つのバス型の有線伝送路を上り方向のパケットの伝送にも下り方向のパケットの伝送にも用いる場合などには、無線通信の場合と同様な問題が発生するので、本発明を適用することが有効である。
【００８０】
また、パケット統合処理はオーバーヘッドを削減する効果があるため、リアルタイム性の要求水準の高くない通信アプリケーションや双方向通信でない通信アプリケーションに適用しても一定の効果が期待できる。双方向通信でない通信アプリケーションに適用した場合、統合パケットに統合される上り方向のパケットの当初の送信元および最終的な宛先の組と、下り方向のパケットの当初の送信元および最終的な宛先の組がまったく異なるものとなり得る。
【００８１】
前記バッファリング時間は、リアルタイム性の要求水準が高い通信アプリケーションのために設定するものであるから、使用する通信アプリケーションのリアルタイム性に関する要求水準が高くない場合などには、バッファリング時間を設定しないか、設定しても著しく長い時間に設定することが可能である。
【００８２】
なお、上記第１、第２の実施形態にかかわらず、本発明は図２（Ｂ）に示した以外の構成を持つ無線通信システムにも適用可能である。
【００８３】
例えば、中継を行う無線局は１つだけでもよく、３つ以上であってもよい。また、いずれかの無線局からみて直接の宛先となる無線局が複数存在する構成であってもよい。
【００８４】
さらに、本発明は、上記第１、第２の実施形態で使用した通信プロトコル以外の通信プロトコルにも適用できる。例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡはその他の通信プロトコルに置換できる可能性がある。
【００８５】
以上の説明でハードウエア的に実現した機能の大部分はソフトウエア的に実現することが可能であり、ソフトウエア的に実現した機能のほとんどすべてはハードウエア的に実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】第１の実施形態で使用する無線局の内部構成例を示す概略図である。
【図２】従来、第１、第２の実施形態にかかる無線通信システムの全体構成例を示す概略図である。
【図３】第１の実施形態で使用する無線局の動作例を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態で使用する無線局の内部構成例を示す概略図である。
【図５】第２の実施形態で使用する無線局の動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
２０，３０…無線通信システム、２１〜２４，３１〜３４…無線局、４６…パケット解析部、４７…中継バッファ、４８…パケット統合部、４９…中継処理部、５０…ＭＡＣ部、ＰＫ１，ＰＫ３，ＰＴ３，ＰＴ４…パケット、ＰＫ２，ＰＴ２，Ｐ２…統合パケット。
【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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