(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を行う無線通信システムに用いる無線通信装置の無線通信制御方法であって、
無線通信システムの輻輳状況を受信するステップと、
アプリケーション種別を受信するステップと、
要求遅延時間を受信するステップと、
前記要求遅延時間とデータ発生からの経過時間の差分である要求遅延時間までの余裕時間を算出するステップと、
前記アプリケーション種別と前記要求遅延時間までの余裕時間と前記輻輳状況に基づきコンテンションウィンドウ値を決定するステップと、
該決定したコンテンションウィンドウ値を基にＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を行うステップを有し、
前記コンテンションウィンドウ値を決定するステップは、前記余裕時間が大きいほど前記コンテンションウィンドウ値を大きくするとともに、前記輻輳状況が大きいほど前記余裕時間に対する前記コンテンションウィンドウ値の最小値および最大値が大きくなるように前記コンテンションウィンドウ値を決定することを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信制御方法であって、
前記アプリケーション種別は、制御系通信と情報系通信であることを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信制御方法であって、
前記輻輳状況が所定の閾値以下であれば該輻輳状況を考慮せずコンテンションウィンドウ値を決定することを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信制御方法であって、
前記輻輳状況が大きいほど、同じ要求遅延時間までの余裕時間に対して大きなコンテンションウィンドウ値となるように前記コンテンションウィンドウ値を決定することを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項５】
請求項１に記載の無線通信制御方法であって、
アプリケーション毎に通信キューを持ち、送信パケットが格納されていた通信キューに基づき前記アプリケーション種別と要求遅延時間を決定することを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項６】
ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を用いて基地局側の無線通信装置と端末側の無線通信装置とで通信する無線通信システムの無線通信制御方法であって、
前記基地局側の無線通信装置は、
前記無線通信システムの輻輳状況を更新するステップと、
該更新した輻輳状況を送信するステップと、を有し、
前記端末側の無線通信装置は、
前記基地局側の無線通信装置から送信された輻輳状況を受信するステップと、
アプリケーション種別を受信するステップと、
要求遅延時間を受信するステップと、
前記要求遅延時間とデータ発生からの経過時間の差分である要求遅延時間までの余裕時間を算出するステップと、
前記アプリケーション種別と前記要求遅延時間までの余裕時間と前記輻輳状況に基づきコンテンションウィンドウ値を決定するステップと、
該決定したコンテンションウィンドウ値を基にＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を行うステップを有し、
前記コンテンションウィンドウ値を決定するステップは、前記余裕時間が大きいほど前記コンテンションウィンドウ値を大きくするとともに、前記輻輳状況が大きいほど前記余裕時間に対する前記コンテンションウィンドウ値の最小値および最大値が大きくなるように前記コンテンションウィンドウ値を決定することを特徴とする無線通信制御方法。
【請求項７】
ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を行う無線通信システムに用いる無線通信装置であって、
データの送受信を行う送受信部と、
前記送受信部から前記無線通信システムの輻輳状況とアプリケーション種別と要求遅延時間を受信し、該要求遅延時間とデータ発生からの経過時間の差分である要求遅延時間までの余裕時間を算出し、前記アプリケーション種別と前記要求遅延時間までの余裕時間と前記輻輳状況に基づきコンテンションウィンドウ値を決定し、該決定したコンテンションウィンドウ値を基にＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を行う制御部を有し、
前記制御部は、前記余裕時間が大きいほど前記コンテンションウィンドウ値を大きくするとともに、前記輻輳状況が大きいほど前記余裕時間に対する前記コンテンションウィンドウ値の最小値および最大値が大きくなるように前記コンテンションウィンドウ値を決定することを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を用いて基地局側の無線通信装置と端末側の無線通信装置とで通信する無線通信システムであって、
前記基地局側の無線通信装置は、
データの送受信を行う基地局側送受信部と、
前記無線通信システムの輻輳状況を更新し前記基地局側送受信部から該更新した輻輳状況を送信する基地局側制御部と、を有し、
前記端末側の無線通信装置は、
データの送受信を行う端末側送受信部と、
前記端末側送受信部から前記基地局側送受信部から送信された前記無線通信システムの輻輳状況とアプリケーション種別と要求遅延時間を受信し、該要求遅延時間とデータ発生からの経過時間の差分である要求遅延時間までの余裕時間を算出し、前記アプリケーション種別と前記要求遅延時間までの余裕時間と前記輻輳状況に基づきコンテンションウィンドウ値を決定し、該決定したコンテンションウィンドウ値を基にＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を行う端末側制御部を有し、
前記端末側制御部は、前記余裕時間が大きいほど前記コンテンションウィンドウ値を大きくするとともに、前記輻輳状況が大きいほど前記余裕時間に対する前記コンテンションウィンドウ値の最小値および最大値が大きくなるように前記コンテンションウィンドウ値を決定することを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信制御方法、無線通信装置、及び、無線通信システムに係り、特に無線ＱoＳ(Quality of Service)保証に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、製造現場における少量多品種生産のニーズが拡大しつつある。これにより、製造工数が増加し、中間製品の搬送や製造機械の自動化等、無線利用が制御分野へ拡大しつつある。一方、通信インフラはその都度拡張できないため、既存通信との共存が必須である。
【０００３】
一般的に、通信要件の異なる、制御系通信と、作業者のタブレット等を対象とした一般的通信である情報系通信、及びそれらの中間である監視用通信、とを１つの物理インフラで収容するためには、物理的に一つのものを論理的に複数に見せるネットワーク仮想化技術が必要である。そのために、パソコンやサーバ、プリンタ等のIT関連機器が接続されたインターネットにそれ以外の様々な"モノ"を接続する技術であるIoT（Internet of Things）において、仮想ネットワーク構築に必要な「保証可能な無線通信」が必要となる。
【０００４】
ここで、無線通信品質であるSINR(Signal-to-Interference Noise Ratio)の劣化要因である干渉として、システム外の干渉とシステム内の干渉がある。システム外の干渉は制御不可能であるが、システム内の干渉については、製造工場のような管理された閉域システムでは干渉源の持ち込みを制限できると仮定すれば閉環境でのマネージメントは可能である。一方、システム内の干渉は他端末の通信由来の干渉であり、例えば、通信規格IEEE802.11eの制御により、ＱoＳ通信タイミングにおける非ＱoＳの通信を回避し、ＱoＳ通信の被干渉を抑圧することで対応可能となる。
【０００５】
ここで、IEEE802.11eのＱoＳ保証は、データの要求遅延に対する保証制御がないという問題がある。
【０００６】
そこで、これらを解決するための背景技術として、特開２０１５−１０３８４９号公報（特許文献１）や、特開２０１３−１３１８３４号公報（特許文献２）がある。
【０００７】
特許文献１は、システム要求値を満たし、再送後のパケット衝突を低減できる最適なバックオフ長を得ることを目的とし、ＣＳＭＡ／ＣＡの通信手順を用いる無線ネットワークに設けられる無線通信装置は、システム要求値として予め設定されるリンクあたりの最大再送回数と、パケット到達率と、遅延時間と、送信データのパケット長と、に基づいて、再送回数毎のＣＷの値を算出し、パケット到達率を満たす最も小さい再送回数と、再送回数におけるＣＷの値と、を再送時のパラメータとして選択してパケットを再送制御するプロセッサを有する点が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２は、同一トラフィック量や同一データ種別間であっても要求遅延時間に対する遅延制御を可能とし、タイムアウト時間までにより確実にデータ送信を完了することの出来る高信頼な無線通信装置を提供することを目的とし、無線通信装置は、キャリアセンスによるチャネルの空き状態を検出後、コンテンションウィンドウ幅から選択されたランダム値に基づくバックオフ時間が経過した後に送信を開始するアクセス制御を行う。残余時間算出部は、データの発生から許容される要求遅延時間までの残余時間を算出する。設定部は、前記残余時間算出部で算出した残余時間に応じて、前記コンテンションウィンドウ幅を設定する。前記設定部は、第１の残余時間で設定される第１のコンテンションウィンドウ幅を、第１の残余時間よりも長い第２の残余時間で設定される第２のコンテンションウィンドウ幅よりも小さくする点が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１５−１０３８４９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１３１８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１は、許容遅延内での到達率が要件を満たす最小の再送回数を選択し、許容遅延内での到達率が要件を満たす最小の再送回数を選択する。また、特許文献２は、データの発生から許容される要求遅延時間までの残余時間に応じて、コンテンションウィンドウ幅を設定し、残り時間が短くなるほど接続試行頻度が上がり、要求遅延内での到達率が向上する。
【００１１】
しかし、特許文献１、２は何れも、輻輳の度合いを考慮していないため、要求遅延の長い情報系の通信速度が必要以上に低下するという課題があった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、制御系通信の遅延保証と情報系通信の通信速度向上の両立を図った、無線通信制御方法、無線通信装置、及び、無線通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は、その一例を挙げるならば、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を行う無線通信システムに用いる無線通信装置の無線通信制御方法であって、無線通信システムの輻輳状況を受信するステップと、アプリケーション種別を受信するステップと、要求遅延時間を受信するステップと、要求遅延時間とデータ発生からの経過時間の差分である要求遅延時間までの余裕時間を算出するステップと、アプリケーション種別と要求遅延時間までの余裕時間と輻輳状況に基づきコンテンションウィンドウ値を決定し、決定したコンテンションウィンドウ値を基にＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を行うステップを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、制御系通信の遅延保証と情報系通信の通信速度向上の両立を図った、無線通信制御方法、無線通信装置、及び、無線通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における無線通信システムの構成図である。
【図２】実施例１における端末側の機能ブロック図である。
【図３】実施例１における、基地局側の機能ブロック図である。
【図４】実施例１における端末側の装置構成図である。
【図５】実施例１における基地局側の装置構成図である。
【図６】実施例１における端末側の通信端末の輻輳状況受信更新の動作フローである。
【図７】実施例１における端末側の通信端末のＣＷ決定とアクセス制御の動作フローである。
【図８】実施例１における輻輳状況、余裕時間からＣＷを決定する関数例である。
【図９】実施例１における基地局側の通信端末の輻輳状況更新、送信の動作フローである。
【図１０】実施例１における基地局側の通信端末のＣＷ決定とアクセス制御の動作フローである。
【図１１】実施例２における端末側の通信端末のＣＷ決定とアクセス制御の動作フローである。
【図１２】実施例２における、輻輳状況から余裕時間の係数αの値を決定する関数例である。
【図１３】実施例２における余裕時間と係数αからＣＷ値を決定する関数例である。
【図１４】実施例３における端末側の通信端末のＣＷ決定とアクセス制御の動作フローである。
【図１５】実施例３における、輻輳状況、アプリケーション種別、余裕時間から評価値βを決定する関数の例である。
【図１６】実施例３における評価値βからＣＷ値を決定する関数例である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、本発明はこれにより限定されるものではない。
【実施例１】
【００１７】
図１は本実施例における無線通信システムの構成図である。図１において、１０１は制御対象機器、１０２は制御対象機器１０１の制御系通信を行う通信装置である。同様に、１０５は情報端末、１０６は情報端末１０５の情報系通信を行う通信装置である。また、通信装置１０２、１０６との通信を行なう通信装置１０３により、センタ装置１０４と制御対象機器１０１、情報端末１０５とは情報の送受信を行う。すなわち、図１においては、センタ装置１０４からの無線利用よる遠隔制御での制御対象機器１０１、例えば産業機器、の自動化等の制御を想定し、同時に、作業者が用いるＰＣやタブレット等の情報端末１０５との情報通信を行う場合を想定する。
【００１８】
なお、各通信装置１０２、１０３、１０６は、それぞれ、制御対象機器１０１、センタ装置１０４、情報端末１０５に内蔵されていても良い。また、以降、センタ装置１０４側の通信装置１０３を基地局側通信装置、制御対象機器１０１や情報端末１０５側の通信装置１０２、１０６を端末側通信装置と呼ぶ。
【００１９】
図２は本実施例における端末側通信装置の機能ブロック図である。図２において、送信すべきデータを符号化する符号化部２０１、符号化したデータを変調する変調部２０２、受信データを復調する復調部２０４、復調したデータを復号する復号部２０５、データの送受信を行う送受信部２０３、送信すべきデータや復号後データのアプリケーションとのやり取りを行うアプリケーションＩ／Ｆ２０６、全体制御を行う制御部２０７からなる。
【００２０】
制御部２０７は、送信するデータや輻輳状況の情報の格納、余裕時間の管理、 送信毎のＣＷ（Contention Window）値計算、その他ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）の制御に関わる処理を行う。
【００２１】
図３は本実施例における基地局側の通信装置の機能ブロック図である。図３において、送信すべきデータを符号化する符号化部３０１、符号化したデータを変調する変調部３０２、受信データを復調する復調部３０４、復調したデータを復号する復号部３０５、データの送受信を行う送受信部３０３、送信すべきデータや復号後データのネットワークとのやり取りを行うネットワークＩ／Ｆ３０６、全体制御を行う制御部３０７からなる。
【００２２】
制御部３０７は、送信するデータや輻輳状況の情報の格納や、輻輳状況の計算、輻輳状況の通知要否判断、および通知、その他ＣＳＭＡ／ＣＡの制御に関わる処理を行う。
【００２３】
図４は、本実施例における端末側の通信装置の装置構成図である。図４において、２１０はプロセッサ、２１１はデータバッファ、２１２はメモリ、２１３はアプリケーションＩ／Ｆ、２１４は無線送受信部、２１５は記憶装置、２２０はデータバスである。通信制御動作は、プロセッサ２１０でプログラムに従い実行され、それらのプログラムは、記憶装置２１５内に格納されている。
【００２４】
記憶装置２１５内に格納されているプログラムとしては、アプリケーションとのデータ授受や、ＣＷ値決定以外の標準的な通信制御を行う通信制御プログラム２１６、基地局から輻輳状況を受信し、パラメータ管理テーブルを更新する輻輳状況管理プログラム２１７、パラメータ管理テーブル２１９に格納されたパケットのアプリケーション種別、遅延要件、輻輳状況、キュー投入からの経過時間の情報からＣＷ値を決定するＣＷ値決定プログラム２１８である。
【００２５】
また、図５は、本実施例における基地局側の通信装置の装置構成図である。図５において、３１０はプロセッサ、３１１はデータバッファ、３１２はメモリ、３１３はネットワークＩ／Ｆ、３１４は無線送受信部、３１５は記憶装置、３２０はデータバスである。通信制御動作は、プロセッサ３１０でプログラムに従い実行され、それらのプログラムは、記憶装置３１５内に格納されている。
【００２６】
記憶装置３１５内に格納されているプログラムとしては、ネットワークとのデータ授受や、標準的な通信制御を行う通信制御プログラム３１６、輻輳状況を算出し、送信要否を判断し、端末へ送信する輻輳状況管理プログラム３１７であり、輻輳状況、輻輳状況の算出方法、輻輳状況の通知要否の判定基準等の情報を格納するパラメータ管理テーブル３１８を有している。
【００２７】
図６は、本実施例における端末側の通信端末の輻輳状況受信更新の動作フローである。図６において、まず、Ｓ２０１にて基地局から輻輳状況の情報を受信しているかを判断し、Ｓ２０２にて受信している場合は、輻輳状況を更新する。
【００２８】
図７は、本実施例における端末側の通信端末のＣＷ決定とアクセス制御の動作フローである。図７おいて、まず、Ｓ２０３にて送信データがあるかを判断し、送信データがあるか場合にはＳ２０４にてデータ本体と共にアプリケーション種別、要求遅延の情報を取得する。これは、例えばどのバッファから取り出したか等で決定する。そして、Ｓ２０５にて要求遅延時間までの余裕時間を算出する。ここで、余裕時間＝要求遅延時間−データ発生からの経過時間である。そしてＳ２０６にて最新の輻輳状況を取得し、Ｓ２０７でアプリケーション種別、余裕時間、輻輳状況からＣＷ値を決定する。
【００２９】
その後は、標準のＣＳＭＡ／ＣＡ制御と同じ制御により、データ送信を行なう。すなわち、Ｓ２０８で他端末の送信有無を確認（Carrier Sense）し、送信無の場合、Ｓ２０９でバックオフ時間を決定する。バックオフは1〜ＣＷのランダムな値を選択する。そして、Ｓ２１０でバックオフ時間だけ待機してから他端末の送信がない場合送信を開始する。そして、Ｓ２１２にて、アプリケーションからのＡＣＫ返信を待ち、なければ衝突発生と判定し、再度ＣＷ値の決定フローとしてＳ２０５に戻る。一方、ＡＣＫ返信があれば次の送信データ処理としてＳ２０３に戻る。
【００３０】
なお、図６の輻輳状況受信更新の動作と、図7のＣＷ決定とデータ送信の動作は独立であり、データ送信中に輻輳状況受信更新の動作を行っても良い。
【００３１】
また、アプリケーション毎に通信キューを持ち、送信パケットが格納されていた通信キューに基づきアプリケーション種別と要求遅延時間を決定しても良い。
【００３２】
図８は、本実施例における輻輳状況、要求遅延時間までの余裕時間からＣＷ値を決定する関数の例である。図８（Ａ）はアプリケーション種別として制御系通信の場合、（Ｂ）はアプリケーション種別として情報系通信の場合を示している。
【００３３】
図８（Ａ）、（Ｂ）ともに、要求遅延時間までの余裕時間が大きい程、また輻輳が大きいほど、ＣＷ値を大きくする。言い換えれば、輻輳が大きいほど程、余裕時間に対するＣＷ値の最小値及び最大値が大きくなるように、輻輳が小さい程、余裕時間に対するＣＷ値の最小値及び最大値が小さくなるように制御する。また、余裕時間が大きいほど程、輻輳に対するＣＷ値の最小値及び最大値が大きくなるように、余裕時間が小さい程、輻輳に対するＣＷ値の最小値及び最大値が小さくなるように制御する。また、輻輳状況が大きいほど、同じ余裕時間に対して大きなＣＷ値となるようにＣＷ値を決定する。
【００３４】
また、アプリケーション種別として一般的に要求遅延時間が厳しい制御系通信の場合に比べて、例えば、一般的に遅れてもユーザを待たせるだけであるので遅延時間に対しては制限が緩く要求遅延時間が大きい情報系通信の場合のＣＷ値を大きく設定する。また、情報系は輻輳状況（輻輳度合い）が低ければ従来のＣＷ値（最初は短く、衝突毎に長くする）とし、輻輳状況が高ければ余裕時間が多い程ＣＷ値を大きくする遅延保証型とする。これにより、例えば、情報系においては、輻輳状況が低ければＣＷ値を小さくして、待ち時間が短くなるように制御することで通信速度を向上できる。
【００３５】
なお、図８では、折れ線の特性としたが、直線や二次関数であっても良く、制御系は輻輳状況に非依存でも良い。
【００３６】
また、輻輳状況が所定の閾値以下であれば、従来の通信規格IEEE802.11eに準じて輻輳状況を考慮せずＣＷ値を決定しても良い。
【００３７】
このように、アプリケーション種別と要求遅延時間までの余裕時間と輻輳状況に応じてＣＷを決定するＣＷ制御方式を提供する。これにより、輻輳状況が低い間は通信速度を優先する制御により、制御系通信の遅延保証と情報系通信の通信速度向上を両立することができる。
【００３８】
図９は、本実施例における基地局側の輻輳状況更新、送信の動作フローである。図９において、まず、Ｓ３０１にて輻輳状況を更新する。輻輳状況の評価指標としては、例えば無線通信リソース使用率や、端末に通知させたキャリアセンス成功率を使用する。次に、Ｓ３０２にて輻輳状況の端末側への送信要否を判定し、必要であればＳ３０３で輻輳状況を端末側へ送信する。例えば、一定周期や輻輳状況が所定の閾値以上変動した場合に送信する。
【００３９】
図１０は、本実施例における基地局側のＣＷ決定とアクセス制御の動作フローである。図１０おいては、標準のＣＳＭＡ／ＣＡ制御と同じ制御により、データ送信を行なう。すなわち、Ｓ３０４にて送信データがあるかを判断し、Ｓ３０５にて送信データがある場合にはデータを取得し再送回数を０にセットする。そして、Ｓ３０６にて再送回数に応じてＣＷ値を決定する。そして、Ｓ３０７で他端末の送信有無を確認（Carrier Sense）し、送信無の場合、Ｓ３０８でバックオフ時間を決定する。バックオフは1〜ＣＷのランダムな値を選択する。そして、Ｓ３０９でバックオフ時間だけ待機してから他端末の送信がない場合Ｓ３１０で送信を開始する。そして、Ｓ３１１にて、アプリケーションからのＡＣＫ返信を待ち、なければ衝突発生と判定し、再送回数を＋1カウントし再度ＣＷ値の決定フローとしてＳ３０６に戻る。一方、ＡＣＫ返信があれば次の送信データ処理としてＳ３０４に戻る。
【００４０】
なお、図９の輻輳状況更新、送信の動作と、図１０のＣＷ決定とデータ送信の動作は独立であり、データ送信中に輻輳状況更新、送信の動作を行っても良い。
【００４１】
以上のように、本実施例は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を行う無線通信システムに用いる端末側の無線通信装置の無線通信制御方法であって、無線通信システムの輻輳状況を受信するステップと、アプリケーション種別を受信するステップと、要求遅延時間を受信するステップと、要求遅延時間とデータ発生からの経過時間の差分である要求遅延時間までの余裕時間を算出するステップと、アプリケーション種別と要求遅延時間までの余裕時間と輻輳状況に基づきコンテンションウィンドウ値を決定し、決定したコンテンションウィンドウ値を基にＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を行うステップを有する。
【００４２】
また、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を行う無線通信システムに用いる基地局側無線通信装置の無線通信制御方法であって、無線通信システムの輻輳状況を更新するステップと、更新した輻輳状況を送信するステップとを有する。
【００４３】
また、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を行う無線通信システムに用いる端末側の無線通信装置であって、データの送受信を行う送受信部と、送受信部から無線通信システムの輻輳状況とアプリケーション種別と要求遅延時間を受信し、要求遅延時間とデータ発生からの経過時間の差分である要求遅延時間までの余裕時間を算出し、アプリケーション種別と要求遅延時間までの余裕時間と輻輳状況に基づきコンテンションウィンドウ値を決定し、決定したコンテンションウィンドウ値を基にＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を行う制御部とを有する構成とする。
【００４４】
また、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を行う無線通信システムに用いる基地局側の無線通信装置であって、データの送受信を行う送受信部と、無線通信システムの輻輳状況を更新し、送受信部から更新した輻輳状況を送信する制御部を有する構成とする。
【００４５】
これにより、制御系通信の遅延保証と情報系通信の通信速度向上の両立を図った、無線通信制御方法、無線通信装置、及び、無線通信システムを提供することができる。
【実施例２】
【００４６】
本実施例は、余裕時間に輻輳状況に応じた係数をかけることでＣＷ値を決定する例について説明する。
【００４７】
図１１は、本実施例における端末側の通信端末のＣＷ決定とアクセス制御の動作フローである。図１１において、Ｓ２２５、Ｓ２２６以外は実施例１の図７と同じであるので、その説明を省略する。図７のＳ２０７では、アプリケーション種別、余裕時間、輻輳状況からＣＷ値を決定していたが、図１１では、Ｓ２２５にてアプリケーション種別と輻輳状況から係数αを決定する。次に、Ｓ２２６で、アプリケーション種別と、余裕時間×αからＣＷ値を決定する。
【００４８】
図１２は、本実施例における、輻輳状況から余裕時間の係数αの値を決定する関数例である。図１２（Ａ）はアプリケーション種別として制御系通信の場合、（Ｂ）はアプリケーション種別として情報系通信の場合を示している。
【００４９】
図１２（Ａ）、（Ｂ）ともに、輻輳が大きいほど係数αを大きく設定する。  
また、アプリケーション種別として一般的に要求遅延時間が厳しい制御系通信の場合に比べて、一般的に要求遅延時間が大きい情報系通信の場合のＣＷ値を大きく設定する。なお、図１２では、折れ線の特性としたが、直線や二次関数であっても良い。
【００５０】
図１３は、本実施例における余裕時間と係数αからＣＷ値を決定する関数例である。図１３（Ａ）はアプリケーション種別として制御系通信の場合、（Ｂ）はアプリケーション種別として情報系通信の場合を示している。横軸は、余裕時間×係数αであって、図１２で示した係数αの関数が反映されたＣＷ値を決定する関数となっている。したがって、図１３（Ａ）、（Ｂ）ともに、余裕時間×αが大きいほどＣＷ値を大きく設定する。また、アプリケーション種別として一般的に要求遅延時間が厳しい制御系通信の場合に比べて、一般的に要求遅延時間が大きい情報系通信の場合のＣＷ値を大きく設定する。
【００５１】
なお、本実施例における基地局側の動作フローは実施例１と同様である。
【００５２】
本実施例は、輻輳状況を加味した係数αを算出することで、余裕時間と係数αとアプリケーション種別により、ＣＷ値を決定する。なお、アプリケーション種別として一般的に要求遅延時間が厳しく要求遅延時間が小さい制御系通信と、一般的に要求遅延時間がゆるく要求遅延時間が大きい情報系通信は、その余裕時間についても同様の関係があるので、余裕時間の大小＝アプリケーション種別（制御系通信か情報系通信）と見做せる。よって、余裕時間の小さい範囲を制御系通信、大きい範囲を情報系通信と見做せば、１つの余裕時間―ＣＷ値の関数で制御できるので、アプリケーション種別によらず1つの関数としても良い。
【００５３】
このように、アプリケーション種別と要求遅延時間までの余裕時間と輻輳状況を加味した係数αに応じてＣＷを決定するＣＷ制御方式を提供する。これにより、輻輳状況が低い間は通信速度を優先する制御を行うことができ、制御系通信の遅延保証と情報系通信の通信速度向上を両立することができる。
【実施例３】
【００５４】
本実施例は、アプリケーション種別と余裕時間と輻輳状況から求める評価値に応じてＣＷ値を決定する例について説明する。
【００５５】
図１４は、本実施例における端末側の通信端末のＣＷ決定とアクセス制御の動作フローである。図１４において、Ｓ２４５、Ｓ２４６以外は実施例１の図７と同じであるので、その説明を省略する。図７のＳ２０７では、アプリケーション種別、余裕時間、輻輳状況からＣＷ値を決定していたが、図１４では、Ｓ２４５にてアプリケーション種別、輻輳状況、余裕時間から評価値βを決定する。次に、Ｓ２４６で、評価値βからＣＷ値を決定する。
【００５６】
図１５は、本実施例における、輻輳状況、アプリケーション種別、余裕時間から評価値βを決定する関数の例である。図１５（Ａ）はアプリケーション種別として制御系通信の場合、（Ｂ）はアプリケーション種別として情報系通信の場合を示している。
【００５７】
図１５（Ａ）、（Ｂ）ともに、要求遅延時間までの余裕時間が大きい程、また輻輳が大きいほど、評価値βを大きくする。言い換えれば、輻輳が大きいほど程、余裕時間に対する評価値βの最小値及び最大値が大きくなるように、輻輳が小さい程、余裕時間に対する評価値βの最小値及び最大値が小さくなるように制御する。また、余裕時間が大きいほど程、輻輳に対する評価値βの最小値及び最大値が大きくなるように、余裕時間が小さい程、輻輳に対する評価値βの最小値及び最大値が小さくなるように制御する。
【００５８】
また、アプリケーション種別として一般的に要求遅延時間が厳しい制御系通信の場合に比べて、一般的に要求遅延時間が大きい情報系通信の場合の評価値βを大きく設定する。なお、図１５では、折れ線の特性としたが、直線や二次関数であっても良い。
【００５９】
図１６は、本実施例における評価値βからＣＷ値を決定する関数例である。図１６（Ａ）はアプリケーション種別として制御系通信の場合、（Ｂ）はアプリケーション種別として情報系通信の場合を示している。横軸は、評価値βであって、図１５で示した評価値βの関数が反映されたＣＷ値を決定する関数となっている。したがって、図１６（Ａ）、（Ｂ）ともに、評価値βが大きいほどＣＷ値を大きく設定する。また、アプリケーション種別として一般的に要求遅延時間が厳しい制御系通信の場合に比べて、一般的に要求遅延時間が大きい情報系通信の場合のＣＷ値を大きく設定する。
【００６０】
なお、本実施例における基地局側の動作フローは実施例１と同様である。
【００６１】
このように、アプリケーション種別、要求遅延時間までの余裕時間、輻輳状況から求めた評価値βからＣＷ値を決定するＣＷ制御方式を提供する。これにより、輻輳状況が低い間は通信速度を優先する制御を行うことができ、制御系通信の遅延保証と情報系通信の通信速度向上を両立することができる。
【００６２】
以上実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０１：制御対象機器、１０２、１０３、１０６：通信装置、１０５：情報端末、１０４：センタ装置、２０１、３０１：符号化部、２０２、３０２：変調部、２０４、３０４：復調部、２０５、３０５：復号部、２０３、３０３：送受信部、２０６、２１３：アプリケーションＩ／Ｆ、２０７、３０７：制御部、３０６：ネットワークＩ／Ｆ、２１０、３１０：プロセッサ、２１１、３１１：データバッファ、２１２、３１２：メモリ、２１４、３１４：無線送受信部、２１５、３１５：記憶装置、２２０、３２０：データバス、３１３：ネットワークＩ／Ｆ、２１６、３１６：通信制御プログラム、２１７、３１７：輻輳状況管理プログラム、２１８：ＣＷ値決定プログラム、２１９、３１８：パラメータ管理テーブル
【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】
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【図１６】
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