(57)【要約】【課題】無線端末装置は無線中継装置に対して送信待ち時間によるスループット低下防止を要求することが可能であると共に、前記無線中継装置は、前記無線端末装置からの前記スループット低下防止の要求に対する許可を特定の無線端末装置にのみ与えることが可能である無線中継装置及び無線端末装置を提供する。【解決手段】無線端末装置の無線ＬＡＮ接続手段のＭＡＣ部における前記ＭＡＣプロトコル処理部において、送信遅延変更手段であるバックオフ制御部とタイマ部とバックオフパラメータ格納部とを具備し、一方、無線中継装置の無線ＬＡＮ接続手段のＭＡＣ部におけるＭＡＣプロトコル処理部において、送信遅延制御手段である端末バックオフ制御部と端末管理テーブル部とを具備することを特徴とする。【選択図】  図１
2004200735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線中継装置と通信するために、電波の送受信や信号の変復調を実施したりするＲＦ部と変復調部と、無線端末装置における入出力データを制御したりアプリケーションプログラムを実行したりする端末装置制御手段と、無線ＬＡＮに接続するためのプロトコル制御を行うＭＡＣプロトコル処理部と送受信するフレームデータの生成や解析、エラーチェックを行うＭＡＣフレーム処理部と前記端末装置制御手段と接続するための送信バッファと受信バッファとバスＩ／Ｆ部から構成される無線ＬＡＮ接続手段と、無線端末装置の様々な状態や送受信するテキスト情報、映像情報等を外部に接続するモニタ装置への表示を制御する表示手段と、前記無線端末装置の使用者との直接的なインターフェイス機能を提供するキーボードやテンキー等のデバイスや、ＨＤＤやメモリカード等の蓄積デバイスを接続するための周辺機器接続手段とを具備する無線端末装置において、
前記無線ＬＡＮ接続手段のＭＡＣプロトコル処理部は、無線中継装置に対して送信待ち時間の縮小要求であるバックオフパラメータ変更要求を発行したり、無線中継装置から前記縮小要求に対する許可であるバックオフパラメータ変更許可を受け付けたりする送信遅延変更手段を設けたことを特徴とする無線端末装置。
【請求項２】
前記送信遅延変更手段を備えるＭＡＣプロトコル処理部は、バックオフパラメータ変更要求の発行や前記バックオフパラメータ変更要求に対するバックオフパラメータ変更許可の受付に関する状態を管理するバックオフ制御部と、無線端末装置がバックオフプロセスの際に参照するバックオフパラメータを格納するバックオフパラメータ格納部と、前記バックオフ制御部がバックオフパラメータ変更要求を発行したときに起動する、一定時間内に無線中継装置からのバックオフパラメータ変更許可の受付に成功したか否かを判断するためのタイマ部５０とを設けたことを特徴とする請求項１記載の無線端末装置。
【請求項３】
前記ＭＡＣフレーム処理部は、前記バックオフ制御部が発行するバックオフパラメータ変更要求に従い、少なくとも無線端末装置のＭＡＣアドレスとバックオフパラメータを含むバックオフパラメータ変更要求メッセージを生成することを特徴とする請求項２記載の無線端末装置。
【請求項４】
無線端末装置と通信するために、電波の送受信や信号の変復調を実施したりするＲＦ部と変復調部と、無線中継装置における入出力データを制御したりアプリケーションプログラムを実行したりする中継装置制御手段と、無線ＬＡＮに接続するためのプロトコル制御を行うＭＡＣプロトコル処理部と無線端末装置へ送信したり端末装置から受信するフレームデータの生成や解析、エラーチェックを行うＭＡＣフレーム処理部と前記中継装置制御手段と接続するための送信バッファと受信バッファとバスＩ／Ｆ部から構成される無線ＬＡＮ接続手段と、無線中継装置の様々な状態を外部に接続するモニタ装置への表示を制御する表示手段と、有線ＬＡＮに接続するための有線ＬＡＮ接続手段とを具備する無線中継装置において、
前記無線ＬＡＮ接続手段のＭＡＣプロトコル処理部は、帰属する無線端末装置が発行するバックオフパラメータ変更要求を受け付けたり、前記バックオフパラメータ変更要求に対するバックオフパラメータ変更許可やバックオフパラメータ変更不許可を発行したりする送信遅延制御手段を設けたことを特徴とする無線中継装置。
【請求項５】
前記送信遅延制御手段を備えるＭＡＣプロトコル処理部は、前記バックオフパラメータ変更要求に対するバックオフパラメータ変更許可及びバックオフパラメータ変更不許可の発行を制御したり、受信したバックオフパラメータ変更要求メッセージに存在するバックオフパラメータを加工したりする端末バックオフ制御部と、帰属する無線端末装置のＭＡＣアドレスと前記無線端末装置からのバックオフパラメータ変更要求の受入有無を指定する変更許可フラグと前記無線端末装置のバックオフパラメータを保持する端末管理テーブル部とを設けたことを特徴とする請求項４記載の無線中継装置。
【請求項６】
前記ＭＡＣプロトコル処理部の前記端末バックオフ制御部が発行するバックオフパラメータ変更許可及びバックオフパラメータ変更不許可は、端末管理テーブル部の変更許可フラグによって決定することを特徴とする請求項５記載の無線中継装置。
【請求項７】
前記ＭＡＣフレーム処理部は、前記端末バックオフ制御部が発行するバックオフパラメータ変更許可及びバックオフパラメータ変更不許可に従い、少なくとも応答する無線端末装置のＭＡＣアドレスと、変更したバックオフパラメータと、バックオフパラメータの変更の許可／不許可を示すフラグとを含むバックオフパラメータ変更許可メッセージを生成することを特徴とする請求項５記載の無線中継装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線端末装置及び無線中継装置におけるデータ送信の遅延制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、宅内やオフィス内のネットワークインフラとしてＩＥＥＥ(Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｉｎｃ)によって標準化されたＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格（２．４ＧＨｚ帯、最大リンク速度１１Ｍｂｐｓ）やＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格（５ＧＨｚ帯、最大リンク速度５４Ｍｂｐｓ）に準拠した無線ＬＡＮが急速に普及している。これは、有線ＬＡＮと比較して新規配線が不要であることからＰＣ等の情報端末装置の設置自由度が高く導入が容易であるといった利点に加えて、ＷＥＣＡ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｉｅｓ  Ａｌｌｉａｎｃｅ）による無線ＬＡＮ機器同士の接続性保証や有線ＬＡＮと同等性能の通信速度が実現したためである。最近では駅やホテル、ファーストフード店といった公共施設においても無線ＬＡＮによるネットワークインフラの整備が進み、利用者がいつでもどこでもインターネットにアクセスすることを可能とするホットスポットサービスに大きな注目が集まっている。
以下、図２を用いてＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格やＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠する無線ＬＡＮを用いたネットワーク環境について説明する。図示するように、宅内やオフィス、ホットスポットといった屋内６２のネットワークは、光ファイバやＣＡＴＶ、ｘＤＳＬ等といったブロードバンドネットワーク６０との接続を行うブロードバンドルータ６３やハブ６４、そしてこれらを相互に接続するケーブル６５からなる有線ネットワーク部６６と、無線ＬＡＮ接続インターフェイスを具備するデスクトップ型ＰＣやノートブック型ＰＣ、ＰＤＡ、携帯電話等の無線端末装置（図２では無線端末装置Ａ６７や無線端末装置Ｂ６８として記載）からなる無線ネットワーク部６９と、前記有線ネットワーク部６６と前記無線ネットワーク部６９とを相互に接続し、アクセスポイントとも呼ばれる無線中継装置７０とから構成される。
【０００３】
ところでこの無線ネットワーク部６９に属する無線端末装置Ａ６７や無線端末装置Ｂ６８が各端末装置間で通信を行ったり、ブロードバンドネットワーク６０上の例えばコンテンツサーバ６１と通信を行ったりする場合、まず前記無線端末装置Ａ６７や前記無線端末装置Ｂ６８は無線中継装置７０とアソシエーションと呼ばれる帰属プロセスを実施し、無線中継装置７０に対して登録手続きを行う。そして前記帰属プロセスが無事完了すると、無線端末装置Ａ６７や無線端末装置Ｂ６８からの送信データ、もしくは前記無線端末装置Ａ６７や前記無線端末装置Ｂ６８への受信データはすべて前記無線中継装置７０を経由してやり取りされる。
【０００４】
次に図３を用いて、図２に示す無線端末装置Ａ６７と無線端末装置Ｂ６８が無線中継装置７０を経由してフレームデータを送信する際の基本ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）プロトコルについて説明する。ここでは、特にＩＥＥＥ８０２．１１規格で必須となっているＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）について説明する。
（１）まず無線端末装置Ａ６７は送信に先立ってチャネルをセンスし、他の無線端末装置が通信を行っていないことを確認する（時刻Ｔ０）。
（２）次に前記無線端末装置Ａ６７は、以下で説明するバックオフプロセスを実施してバックオフカウンタＡを決定し、前記バックオフカウンタＡが０になるまでデクリメントを行う。このデクリメント期間８０ではフレームデータＡ８１の送信は行わない。
（３）前記無線端末装置Ａ６７は、前記バックオフカウンタＡが０になったところで再びチャネルをセンスし、チャネルがアイドル状態であった場合にはフレームデータＡ８１を送信する（時刻Ｔ１）。
（４）そして前記無線端末装置Ａ６７は無線中継装置７０からのＡＣＫ８５を待ち、一定時間８２後にＡＣＫ８５を受信すると前記フレームデータＡ８１が無事送信されたと判断する（時刻Ｔ３）。
（５）一方、無線端末装置Ｂ６８も送信に先立ってチャネルをセンスし、他の無線端末装置が通信を行っていないことを確認する（時刻Ｔ０）。そしてバックオフプロセスを実施してバックオフカウンタＢを決定し、前記バックオフカウンタＢが０になるまでデクリメントを行う。
（６）前記無線端末装置Ｂ６８は、バックオフカウンタＢのデクリメント中に他の無線端末装置が通信を開始した（図３では無線端末装置Ａ６７によるフレームデータＡ８１の送信）ことによりチャネルがビジー状態であることを検知すると、バックオフカウンタＢのデクリメントを一時中断する（時刻Ｔ１）。
（７）次に前記無線端末装置Ｂ６８は無線端末装置Ａ６７に対するＡＣＫ８５を受信すると、一定時間８３後に前記バックオフカウンタＢのデクリメントを再開する（時刻Ｔ５）。
（８）前記無線端末装置Ｂ６８は前記バックオフカウンタＢが０になるまでデクリメントを行い、このデクリメント期間８４ではフレームデータＢ８６の送信を行わない。そして前記バックオフカウンタＢが０になったところで再びチャネルをセンスし、チャネルがアイドル状態であった場合にはフレームデータＢ８６を送信する（時刻Ｔ６）。
【０００５】
上記（１）から（８）に示すように、無線ＬＡＮのＭＡＣプロトコルはまずどの無線端末装置も電波を発信していないことを確認し、次に各無線端末装置がバックオフプロセスを実施してバックオフカウンタを決定してデクリメントを開始する。そして前記バックオフカウンタが０になった時刻で送信機会を得てフレームデータを送出するというＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式を採用し、各無線端末装置から送信されるフレームデータの衝突を極力回避するようにしている。
【０００６】
以下、無線端末装置が実施するバックオフプロセスについて説明する。バックオフプロセスは、各無線端末装置が送信を開始するまでの待ち時間をランダムに決定するための処理であり、その方法として有線ＬＡＮでも使用されているＢＥＢ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  Ｂａｃｋｏｆｆ）アルゴリズムが採用されている。図３に示すバックオフカウンタＡやバックオフカウンタＢは、具体的に以下の式１から決定される。
（式１）バックオフカウンタ  ＝  Ｒａｎｄｏｍ  ×  スロット時間
上記式１において、スロット時間はバックオフの単位時間であり、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格では２０μｓ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格では９μｓと規定されている。またＲａｎｄｏｍは［０、ＣＷ］間の任意の値を選択するための関数であり、ＣＷパラメータは以下の式２から決定される。
（式２）ＣＷ  ＝  （ａＣＷｍｉｎ  ＋  １）×２＾ｂｃ  −  １
上記式２において、ｂｃパラメータはフレームデータの送信試行回数毎に最大ａＣＷｍａｘまで１ずつ増加する値であり、無事送信が完了すると０にクリアされる。ここで上記式２におけるａＣＷｍｉｎパラメータ及びａＣＷｍａｘパラメータは、各無線端末装置のＭＩＢ（Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｂｌｏｃｋ）パラメータによって提供されるため、これより取得することが可能である。
【０００７】
ところで無線ＬＡＮに接続する無線端末装置がバックオフプロセスを実施し、バックオフカウンタを新規に決定したり、更新したりするのは以下に示す４つのケースである。
ケース１：新たに送信を試みる無線端末装置がチャネルをセンスし、そのチャネルがアイドル状態であった場合。
ケース２：前記無線端末装置のバックオフカウンタが０となり、送信を試みようとしたがチャネルがビジー状態であった場合。
ケース３：フレームデータを送信した無線端末装置が一定時間後に自身へのＡＣＫを受信出来なかった場合。
ケース４：前記無線端末装置が一定時間後にＡＣＫを受信したが、それが自身へのＡＣＫでなかった場合。
【０００８】
前記ケース１は新規にバックオフカウンタを決定する場合である。このため前記式２におけるｂｃパラメータは０であり、バックオフカウンタはａＣＷｍｉｎパラメータのみに依存する。一般的にａＣＷｍｉｎパラメータの値は３１であるため、バックオフカウンタは０〜３１の間から選択することとなる。
一方、前記ケース２や前記ケース３、前記ケース４はバックオフカウンタを更新する場合である。このため上記式２におけるｂｃパラメータは送信の試行回数、すなわち再送回数に一致することから、例えばｂｃが１０になったとき、バックオフカウンタは０〜３２７６７の間から選択されることになる。
【０００９】
このように、前記式２のｂｃパラメータが再送により増加するとこれに伴ってＣＷパラメータも大きくなるため、結果的に各無線端末装置におけるバックオフカウンタが非常に大きな値になる可能性がある。そしてバックオフカウンタが大きい場合には非常に長い期間フレームデータの送信を遅延しなければならず、またこのような場合にはバックオフカウンタをデクリメントしている最中に他の無線端末装置の送信が割り込む可能性が高くなるため更にフレームデータの送信に大きな遅延を引き起こすこととなる。したがってバックオフカウンタの増大は、無線中継装置に帰属するすべての無線端末装置の通信スループットを低下させてしまうという問題がある。
【００１０】
従来、このようなリアルタイム性の要求されるデータ(リアルタイムデータ)はリアルタイム性が必要でないデータ(非リアルタイムデータ)よりも送信待ち時間が小さくなるようにパケットバッファを制御し、前記リアルタイムデータを優先的に送出する通信方式が特許文献１に開示されている。またリアルタイムデータが衝突した際のバックオフカウンタを制御し、常に非リアルタイムデータよりも再送信に関わる送信待ち時間が小さくなるようにメディアアクセスコントロール部を制御し、前記リアルタイムデータを優先的に送出する通信方式が特許文献２に開示されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平８−７９３０１号公報
【特許文献２】
特開２００２−１５２２２３号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし特許文献１によれば、通信ネットワークが混雑状況になり、再送が頻発した場合にはやはりリアルタイムデータの送信も待たされることになるため遅延が生じてしまう。このような通信スループットの悪化により、無線端末装置のユーザにおいては音声や動画像等のリアルタイム性が要求されるＶｏＩＰやストリーミング映像配信といった次世代アプリケーションを十分な音質や画質で利用することができない。
【００１３】
また特許文献２によれば、例えば社内ネットワークのように特定の人物が利用し、前記ネットワークに接続する機器の用途、目的が明確な環境においては有効である。しかし、公衆に設置されたホットスポットのように不特定多数が利用する環境においては、バックオフパラメータを意図的に小さく設定した通信機器が持ち込まれる可能性があり、そのような機器が他の機器よりも常に優先的に通信を行うが可能であることから、通信帯域を占められてしまう危険性がある。このため無線ＬＡＮによるインターネットアクセス環境やコンテンツを配信する提供者においては、ＶｏＩＰやストリーミング映像配信といった次世代アプリケーションをユーザに提供できないばかりでなく、ユーザに応じたサービスや品質の差別化を図ることが困難になってしまう。
【００１４】
そこで本発明は、無線ネットワーク部を構成する無線ＬＡＮ接続インターフェイスを具備する無線端末装置と前記無線ネットワーク部と有線ネットワーク部を接続する無線中継装置において、前記無線中継装置と前記無線端末装置とが連携し、無線端末装置は無線中継装置に対して送信待ち時間によるスループット低下防止を要求することが可能であると共に、前記無線中継装置は、前記無線端末装置からの前記スループット低下防止の要求に対する許可を特定の無線端末装置に与えることが可能な無線中継装置及び無線端末装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本目的を達成するための無線端末装置及び無線中継装置は、まず無線端末装置は、無線中継装置と通信するための無線ＬＡＮ接続手段であるアンテナ部とＲＦ部と変復調部とＭＡＣ部と、端末装置制御手段であるＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと、表示手段である表示コントローラ部と、周辺機器接続手段である周辺機器接続Ｉ／Ｆ部から構成され、さらに前記無線ＬＡＮ接続手段のＭＡＣ部は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する通信プロトコルを提供するＭＡＣプロトコル処理部とフレームデータの内容解析や生成を行うＭＡＣフレーム処理部と送受信するデータを一時的に格納する受信バッファと送信バッファと前記端末制御手段のＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと前記表示手段の表示コントローラ部と前記周辺機器接続手段の周辺機器接続Ｉ／Ｆ部を相互に接続する内部バスとインターフェイスするための内部バス接続Ｉ／Ｆ部からなり、さらに前記ＭＡＣプロトコル処理部は送信遅延変更手段であるバックオフ制御部とタイマ部とバックオフパラメータ格納部とを具備することを特徴とし、一方無線中継装置は、無線端末装置と通信するための無線ＬＡＮ接続手段であるアンテナ部とＲＦ部と変復調部とＭＡＣ部と、中継装置制御手段であるＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと、表示手段である表示コントローラ部と、有線ＬＡＮ接続手段である有線ＬＡＮ接続Ｉ／Ｆ部から構成され、さらに前記無線ＬＡＮ接続手段のＭＡＣ部は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する通信プロトコルを提供するＭＡＣプロトコル処理部とフレームデータの内容解析や生成を行うＭＡＣフレーム処理部と有線ＬＡＮから無線ＬＡＮや無線ＬＡＮから有線ＬＡＮへ転送するデータを一時的に格納する受信バッファと送信バッファと前記端末制御手段のＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと前記表示手段の表示コントローラ部と前記有線ＬＡＮ接続手段の有線ＬＡＮ接続Ｉ／Ｆ部を相互に接続する内部バスとインターフェイスするための内部バス接続Ｉ／Ｆ部からなり、さらに前記ＭＡＣプロトコル処理部は送信遅延制御手段である端末バックオフ制御部と端末管理テーブル部とを具備するを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１に本発明の実施形態に係わる無線端末装置３１及び無線中継装置１の構成を示す。まず始めに無線端末装置３１について説明する。図示するように無線端末装置３１は、無線中継装置１と通信するための無線ＬＡＮ接続手段であるアンテナ部４１とＲＦ部３２と変復調部３３とＭＡＣ部３４と、端末装置制御手段であるＣＰＵ３６とＲＯＭ３７とＲＡＭ３８と、表示手段である表示コントローラ部３９と、周辺機器接続手段である周辺機器接続Ｉ／Ｆ部４０から構成され、さらに前記無線ＬＡＮ接続手段のＭＡＣ部３４は、ＭＡＣフレーム処理部４２と受信バッファ４３と送信バッファ４４と内部バス接続Ｉ／Ｆ部４５と、送信遅延変更手段であるバックオフ制御部４９とタイマ部５０とバックオフパラメータ格納部５１とを具備するＭＡＣプロトコル処理部４８から構成される。そして前記無線ＬＡＮ接続手段のＭＡＣ部３４と、前記端末制御手段のＣＰＵ３６とＲＯＭ３７とＲＡＭ３８と、前記表示手段の表示コントローラ部３９と前記周辺機器接続手段である周辺機器接続Ｉ／Ｆ部４０は内部バス３５で相互に接続され、必要なデータやコマンドが相互にやり取りできるようになっている。
【００１８】
ＣＰＵ３６は、ＲＯＭ３７やＲＡＭ３８に格納するソフトウェアプログラムで規定された処理を実行し、無線端末装置３１の様々な動作を制御したり状態を管理したりする。ＲＯＭ３７及びＲＡＭ３８は、前記ＣＰＵ３６の作業エリアとして機能したり、前記ＣＰＵ３６の動作手順を規定するソフトウェアプログラムやＯＳを格納したりするためのメモリとして使用する。特にＲＡＭ３８は、送受信データを一時的に蓄えるバッファとしても使用する。表示コントローラ部３９は、無線端末装置３１の様々な状態や送受信するテキスト情報、映像情報等を外部に接続するモニタ装置への表示を制御する。周辺機器接続Ｉ／Ｆ部４０は、キーボードやテンキー等使用者との直接的なインターフェイス機能を提供するデバイスや、ＨＤＤやメモリカード等の蓄積デバイスを接続するところである。
【００１９】
次に前記無線端末装置３１がデータを受信する場合を例にとり、各部の機能及び動作について説明する。まず無線端末装置３１は、アンテナ部４１にて受信した無線中継装置１からの電波をＲＦ部３２においてアナログ信号からディジタルデータに変換し、引き続き変復調部３３において復調処理を行う。次にＭＡＣ部３４のＭＡＣフレーム処理部４２において、前記変復調部３３にて復調したフレームデータの特定フィールドから前記フレームデータの種別を判断したり、前記フレームデータに付加されたチェックコードからエラー検査し、通信過程で発生したビット誤り等を検出したりする。エラー検査の結果、前記フレームデータに誤りがなくかつＭＡＣレイヤに関わるフレームデータである場合には前記フレームデータをＭＡＣプロトコル処理部４８に転送する。一方、前記フレームデータに誤りがなくかつＭＡＣレイヤよりも上位レイヤに関するフレームデータである場合には受信バッファ４３に転送する。ここでエラー検査の結果、誤りが検出された場合にはそのようなフレームデータを直ちに破棄する。ところでフレームデータを受信バッファに格納すると内部バスＩ／Ｆ部４５が内部バス３５のバス使用権を取得し、前記受信バッファ４３に格納した前記フレームデータを内部バス３５経由でＲＡＭ３８に転送する。さらにＭＡＣ部３４がＲＡＭ３８にフレームデータを転送したことを例えば割込み信号を用いてＣＰＵ３６に通知すると、前記割込み信号を検出した前記ＣＰＵ３６がＲＡＭ３８にアクセスし、前記フレームデータの処理を実施する。
【００２０】
一方、前記無線端末装置３１がデータを送信する場合を例にとり、各部の機能及び動作について説明する。まず無線端末装置３１において、ＣＰＵ３６が送信データを生成してＲＡＭ３８に格納すると、ＭＡＣ部３４にレジスタ等を用いて送信データがＲＡＭ３８に存在することを通知する。ＭＡＣ部３４がその通知を受けると、内部バスＩ／Ｆ部４５は内部バス３５の使用権を取得し、前記送信データを前記ＲＡＭ３８から内部バス３５を経由して送信バッファ４４に転送する。そしてＭＡＣフレーム処理部４２が前記送信バッファ４４から送信データを取得し、ＭＡＣアドレスやチェックコード等の必要なヘッダ情報を付加してフレームデータを構成する。さらに前記フレームデータをＭＡＣプロトコル処理部４８の指示に従って変復調部３３に転送し、変調処理後にＲＦ部３２、アンテナ部４１を経由して無線中継装置１へと送出する。またＭＡＣプロトコル処理部４８が直接送信するフレームデータも、前記ＭＡＣプロトコル処理部４８が管理する送信機会に従ってＭＡＣフレーム処理部４２において生成し、変復調部３３で変調された後にＲＦ部３２、アンテナ部４１を経由して無線中継装置１へと送出する。
【００２１】
次に本発明に係わる無線端末装置３１のＭＡＣフレーム処理部４２及び送信遅延変更手段を備えるＭＡＣプロトコル処理部４８が実施するバックオフパラメータ変更プロセスについて説明する。ＭＡＣプロトコル処理部４８は、無線中継装置１からのＡＣＫ受信の確認やバックオフプロセスの実施といったＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠するＭＡＣプロトコルの実施に加えて、バックオフパラメータ変更要求４６の発行及び前記バックオフパラメータ変更要求に対するバックオフパラメータ変更許可４７の受付に関わる状態を管理するバックオフ制御部４９と、前記バックオフ制御部４９がバックオフプロセスの際に参照するａＣＷｍｉｎパラメータやａＣＷｍａｘパラメータといったバックオフパラメータを格納するバックオフパラメータ格納部５１と、前記バックオフ制御部４９がバックオフパラメータ変更プロセスの際に参照するタイマ部５０とを具備する。そして前記バックオフ制御部４９は、無線中継装置１との帰属プロセス中や帰属プロセスが完了した後の動作期間中において、ＣＰＵ３６からの指示をトリガとしてＭＡＣフレーム処理部４２に対しバックオフパラメータ変更要求４６を発行する。前記指示の例として、ＭＡＣ部３４がトリガレジスタを具備し、バックオフ制御部４９は前記トリガレジスタがセットされるとバックオフパラメータ変更要求４６の発行に関わる処理を開始するとすると、ＣＰＵ３６がＶｏＩＰ等のリアルタイム性が必要なアプリケーションを実行するのに先立って前記トリガレジスタをセットするという方法や、またＣＰＵ３６は無線端末装置３１の再送回数を監視しており、前記再送回数が一定回数以上に到達したことを検知すると前記トリガレジスタをセットするという方法がある。そしてＭＡＣフレーム処理部４２は、前記バックオフパラメータ変更要求指示４６を受信すると、無線中継装置１に対して、少なくとも無線端末装置３１のＭＡＣアドレスと、ＭＡＣプロトコル処理部４８のバックオフパラメータ格納部５１から取得したａＣＷｍｉｎパラメータとａＣＷｍａｘパラメータとを含むバックオフパラメータ変更要求メッセージを生成して送信する。
【００２２】
また前記ＭＡＣフレーム処理部４２は、一定時間内に前記無線中継装置１から前記バックオフパラメータ変更要求メッセージに対する、少なくとも変更許可フラグとａＣＷｍｉｎパラメータとａＣＷｍａｘパラメータと無線端末装置３１のＭＡＣアドレスとを含むバックオフパラメータ変更許可メッセージの受信すると、前記バックオフパラメータ変更許可メッセージのチェックコードを検査し、誤りがない場合にはバックオフパラメータ変更許可４７を発行するとともに前記バックオフパラメータ変更許可メッセージをＭＡＣプロトコル処理部４８に転送する。ＭＡＣプロトコル処理部４８のバックオフ制御部４９では、前記バックオフパラメータ変更許可４７を受信すると前記バックオフパラメータ変更許可メッセージの解析を開始し、そのＭＡＣアドレスが自身のＭＡＣアドレスであり、また変更許可フラグが変更許可を示すＴＲＵＥであった場合、前記バックオフパラメータ変更許可メッセージからａＣＷｍｉｎパラメータとａＣＷｍａｘパラメータを抽出してバックオフパラメータ格納部５１のａＣＷｍｉｎパラメータとａＣＷｍａｘパラメータを更新する。以後、無線端末装置３１は、前記バックオフパラメータ格納部５１に格納した新しいバックオフパラメータを使用する。
【００２３】
ところで前記ＭＡＣプロトコル処理部４８のバックオフ制御部４９は、前記バックオフパラメータ変更要求メッセージを送出すると共にタイマ部５０を起動し、一定時間内にバックオフパラメータ変更許可メッセージを受信しなかった場合には前記バックオフパラメータ変更要求メッセージの再送を実施する。また別途定義する再送の最大値を超過しても前記バックオフパラメータ変更許可メッセージを受信しなかった場合や、バックオフパラメータ変更許可メッセージの変更許可フラグが変更を許可しないＦＡＬＳＥであった場合には、前記バックオフパラメータ変更要求メッセージの発行を取りやめ、不要なトランザクションによる無線ＬＡＮのトラフィック増加を防止する。
【００２４】
次に図４のフローチャートを用いて、前記バックオフ制御部４９が実施するバックオフパラメータ変更プロセスの動作例について説明する。まずバックオフパラメータ変更要求を発行すると（ステップａ０１）、次にタイマを起動し（ステップａ０２）、バックオフパラメータ変更許可の受信を待つ（ステップａ０３）。次に前記タイマがタイムアウトする前にバックオフパラメータ変更許可を受信すると（ステップａ０４）、前記タイマを停止し（ステップａ０５）、受信した前記バックオフパラメータ変更許可メッセージの解析を開始する（ステップａ０６）。解析においては変更許可フラグを確認し（ステップａ０７）、前記変更許可フラグがＴＲＵＥであった場合には、前記バックオフパラメータ変更許可メッセージのバックオフパラメータを抽出し、対応するバックオフパラメータ格納部の値を更新する（ステップａ０８）。一方、前記変更許可フラグがＦＡＬＳＥであった場合には、再度バックオフパラメータ変更要求の発行は行わないようにする（ステップａ１４）。また前記タイマがタイムアウトする前にバックオフパラメータ変更許可を受信できず、タイムアウトを受信した場合（ステップａ０９）、リトライ回数を確認し（ステップａ１２）、前記リトライ回数が最大値を超えていなければ前記リトライ回数をインクリメントし（ステップａ１３）、再度バックオフパラメータ変更要求を発行する。一方、前記リトライ回数が最大値であった場合にはバックオフパラメータ変更要求の発行は行わないようにする（ステップａ１４）。以上、本発明の実施形態に係わる無線端末装置３１の構成について説明した。
【００２５】
次に無線中継装置１について説明する。図示するように無線中継装置１は、無線端末装置３１と通信するための無線ＬＡＮ接続手段であるアンテナ部１１とＲＦ部２と変復調部３とＭＡＣ部４と、中継装置制御手段であるＣＰＵ６とＲＯＭ７とＲＡＭ８と、表示手段である表示コントローラ部９と、有線ＬＡＮ接続手段である有線ＬＡＮ接続Ｉ／Ｆ部１０から構成され、さらに前記無線ＬＡＮ接続手段のＭＡＣ部４は、ＭＡＣフレーム処理部１２と受信バッファ１３と送信バッファ１４と内部バス接続Ｉ／Ｆ部１５と帰属する端末の送信遅延制御手段である端末バックオフ制御部２０と端末管理テーブル部２１とを具備するＭＡＣプロトコル処理部１９から構成される。そして前記無線ＬＡＮ接続手段のＭＡＣ部４と、前記端末制御手段のＣＰＵ６とＲＯＭ７とＲＡＭ８と、前記表示手段の表示コントローラ部９と有線ＬＡＮ接続手段である有線ＬＡＮ接続Ｉ／Ｆ部１０は内部バス５で相互に接続され、必要なデータやコマンドが相互にやり取りできるようになっている。
【００２６】
ＣＰＵ６は、ＲＯＭ７やＲＡＭ８に格納するソフトウェアプログラムで規定された処理を実行し、無線中継装置１の様々な動作を制御したり、状態を管理したりする。ＲＯＭ７及びＲＡＭ８は、前記ＣＰＵ６の作業エリアとして機能したり、前記ＣＰＵ６の動作手順を規定するソフトウェアプログラムやＯＳを格納したりするためのメモリとして使用する。特にＲＡＭ８は、有線ＬＡＮから無線ＬＡＮへのデータや無線ＬＡＮから有線ＬＡＮへブリッジングするデータを一時的に蓄えるバッファとしても使用する。表示コントローラ部９は、主に無線中継装置１の様々な状態を外部に接続する液晶ディスプレイ装置等への表示を制御する。次に前記無線中継装置１が無線端末装置３１からデータを受信する場合を例にとり、各部の機能及び動作について説明する。まず無線中継装置１は、アンテナ部１１にて受信した無線端末装置３１からの電波をＲＦ部２においてアナログ信号からディジタルデータに変換し、引き続き変復調部３において復調処理を行う。次に前記変復調部３にて復調したフレームデータをＭＡＣ部４のＭＡＣフレーム処理部１２において、前記変復調部３にて復調したフレームデータの特定フィールドから前記フレームデータの種別を判断したり、前記フレームデータに付加されたチェックコードからエラー検査を行い、通信過程で発生したビット誤り等を検出したりする。エラー検査の結果、前記フレームデータに誤りがなくかつＭＡＣレイヤに関わるフレームデータである場合には前記フレームデータをＭＡＣプロトコル処理部１９に転送する。一方、前記フレームデータに誤りがなくかつＭＡＣレイヤよりも上位レイヤに関するフレームデータである場合には受信バッファ１３に転送する。ここでエラー検査の結果、誤りが検出された場合にはそのようなフレームデータを直ちに破棄する。ところでフレームデータを受信バッファ１３に格納すると、内部バスＩ／Ｆ部１５が内部バス５のバス使用権を取得し、前記受信バッファ１３に格納した前記フレームデータを内部バス５経由でＲＡＭ８に転送する。さらにＭＡＣ部４がＲＡＭ８にフレームデータを転送したことを例えば割込み信号を用いてＣＰＵ６に通知すると、前記ＣＰＵ６が前記割込み信号を検出してＲＡＭ８にアクセスし、前記フレームデータの処理を実施する。処理の結果、前記フレームデータが無線中継装置１へのデータでない場合には、内部バス５から有線ＬＡＮ接続Ｉ／Ｆ部１０を経由して有線ＬＡＮにブリッジングする。
【００２７】
一方、前記無線中継装置１が無線端末装置３１にデータを送信する場合を例にとり、各部の機能及び動作について説明する。まず無線中継装置１は有線ＬＡＮ接続Ｉ／Ｆ部１０において有線ＬＡＮから送信データを受け取ると、前記送信データを内部バス５経由でＲＡＭ８に転送する。また無線中継装置１自身がデータを送信する場合、ＣＰＵ６が送信データを生成してＲＡＭ８に格納すると、ＭＡＣ部４にレジスタ等を用いて送信データがＲＡＭ８に存在することを通知する。ＭＡＣ部４がその通知を受けると、内部バスＩ／Ｆ部１５は内部バス５の使用権を取得し、前記送信データを前記ＲＡＭ８から内部バス５を経由して送信バッファ１４に転送する。そしてＭＡＣフレーム処理部１２が前記送信バッファ１４から送信データを取得し、ＭＡＣアドレスやチェックコード等の必要なヘッダ情報を付加してフレームデータを構成する。さらに前記フレームデータをＭＡＣプロトコル処理部１９の指示に従って変復調部３に転送し、変調処理後にＲＦ部２、アンテナ部１１を経由して無線端末装置３１へと送出する。またＭＡＣプロトコル処理部１９が直接送信するフレームデータも、前記ＭＡＣプロトコル処理部１９が管理する送信機会に従ってＭＡＣフレーム処理部１２において生成し、変復調部３で変調された後にＲＦ部２、アンテナ部１１を経由して無線端末装置３１へと送出する。
【００２８】
次に本発明に関わる無線中継装置１のＭＡＣフレーム処理部１２及び帰属する無線端末装置の送信遅延制御手段を備えるＭＡＣプロトコル処理部１９が実施するバックオフパラメータ変更プロセスについて説明する。ＭＡＣプロトコル処理部１９は、無線端末装置３１へのＡＣＫ送信といったＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠するＭＡＣプロトコルの実施に加えて、ＭＡＣフレーム処理部１２からのバックオフパラメータ変更要求１８に対するバックオフパラメータ変更許可１６及びバックオフパラメータ変更不許可１７の発行を制御したり、受信したバックオフパラメータ変更要求メッセージに記述されたａＣＷｍａｘパラメータやａＣＷｍｉｎパラメータといったバックオフパラメータを加工したりする端末バックオフ制御部２０と、帰属する無線端末装置に関するＭＡＣアドレスと、バックオフパラメータ変更プロセスの受入有無と、現在のバックオフパラメータとを保持する端末管理テーブル部２１とを具備する。
【００２９】
ＭＡＣフレーム処理部１２は、無線端末装置３１からのバックオフパラメータ変更要求メッセージを受信すると、まずチェックコードを検査し、エラーがなかった場合にはＭＡＣプロトコル処理分１９に対してバックオフパラメータ変更要求１８を発行する。次にＭＡＣプロトコル処理部１９の端末バックオフ制御部２０は、前記バックオフパラメータ変更要求１８を受信するとまずバックオフパラメータ変更要求メッセージの内容を解析し、前記バックオフパラメータ変更要求メッセージに内に記述されたＭＡＣアドレスに基づき、端末管理テーブル２１の該当フィールドを参照する。該当フィールド参照の結果、前記無線端末装置３１に対するバックオフパラメータ変更プロセスの受入許可がある場合、バックオフパラメータ変更要求メッセージに含まれるａＣＷｍａｘパラメータとａＣＷｍｉｎパラメータを抽出して加工し、端末管理テーブル２１のａＣＷｍａｘパラメータとａＣＷｍｉｎパラメータを更新する。そしてＭＡＣフレーム処理部１２に対してバックオフパラメータ変更許可１６を発行する。ここでバックオフパラメータの加工は、バックオフパラメータ変更要求メッセージに含まれるａＣＷｍａｘパラメータとａＣＷｍｉｎパラメータを１／２や１／４等に小さくする処理を実施する。このようにバックオフパラメータを小さくすることによって、無線端末装置３１は他の無線端末装置と比較して再送における送信待ち時間を小さくすることが可能である。
【００３０】
さらにＭＡＣフレーム処理部１２は前記バックオフパラメータ変更許可１６を受信すると端末管理テーブル部２１の該当するフィールドを参照し、変更許可フラグ（ＴＲＵＥ）と、無線端末装置のＭＡＣアドレスと、変更したバックオフパラメータとを取得し、少なくともこれらを含むバックオフパラメータ変更許可メッセージを生成して無線端末装置３１へ送信する。一方、前記無線端末装置３１に対するバックオフパラメータ変更プロセスの受入許可がない場合、受信したバックオフパラメータ変更要求メッセージを破棄し、ＭＡＣフレーム処理部１２に対してバックオフパラメータ変更不許可１７を発行する。もしくは、前記無線端末装置３１のＭＡＣプロトコル処理部４８が備えるタイマ部５０をタイムアウトさせるためにＭＡＣフレーム処理部１２に対して何も発行しないこともできる。ＭＡＣフレーム処理部１２は前記バックオフパラメータ変更不許可１７を受信した場合には端末管理テーブル部２１の該当するフィールドを参照し、変更許可フラグ（ＦＡＬＳＥ）と、無線端末装置のＭＡＣアドレスとを取得し、少なくともこれらを含むバックオフパラメータ変更許可メッセージを生成して無線端末装置に送信する。
【００３１】
次に図５を用いて、ＭＡＣプロトコル処理部１９の端末管理テーブル部２１の構成例について説明する。図示するように、端末管理テーブル部２１が格納する情報は無線中継装置１に帰属する無線端末装置のＭＡＣアドレスを格納するＭＡＣアドレスフィールド９０と、前記ＭＡＣアドレスフィールド９０内のＭＡＣアドレスを有する無線端末装置からのバックオフパラメータ変更要求の受入有無を格納する変更許可フラグフィールド９１と、前記ＭＡＣアドレスフィールド９０内のＭＡＣアドレスを有する無線端末装置の現在のバックオフパラメータを格納するバックオフパラメータフィールド９２から成る。無線端末装置のＭＡＣアドレスを前記ＭＡＣアドレスフィールド９０に設定するには、帰属プロセスの際に順次登録していくという方法がある。また変更許可フラグフィールド９１への変更許可／不許可を示すＴＲＵＥ／ＦＡＬＳＥを設定するには、帰属プロセスの際に帰属を要求してきた端末のＭＡＣアドレスを、図１に示す無線中継装置１のＣＰＵ３６でも認識し、例えば非会員でも利用可能な会員制ホットスポットにおける無線ＬＡＮ環境を例にとると、会員として登録したユーザや会員においても利用頻度の高いユーザについてはＴＲＵＥにし、一方非会員についてはＦＡＬＳＥに設定するという方法がある。このようにすることによって特定のユーザに対して快適な無線ＬＡＮ利用環境を提供することが可能となる。
【００３２】
次に図６のフローチャートを用いて、前記端末バックオフ制御部２０が実施するバックオフパラメータ変更プロセスの動作例について説明する。まず端末バックオフ制御部２０はバックオフパラメータ変更要求の受信待ちの状態にある（ステップａ２１）。このときバックオフパラメータ変更要求を受信すると（ステップａ２２）、受信したバックオフパラメータ変更要求メッセージに対応する端末管理テーブルを参照し（ステップａ２３）、変更許可フラグの状態を確認する（ステップａ２４）。確認の結果、変更許可を示すＴＲＵＥであった場合、前記バックオフパラメータ変更要求メッセージを解析してバックオフパラメータを抽出し（ステップａ２５）、前記バックオフパラメータの加工を行う（ステップａ２６）。加工後、ＭＡＣフレーム処理部に対してバックオフパラメータ変更許可を発行する（ステップａ２７）。一方、前記端末管理テーブルの変更許可フラグを参照した結果、変更不許可を示すＦＡＬＳＥであった場合、ＭＡＣフレーム処理部に対してバックオフパラメータ変更不許可を発行する（ステップａ２８）。以上、本発明の実施形態に係わる無線中継装置１の構成について説明した。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、無線端末装置はアプリケーションの種類やトラフィックの混雑状況に応じてバックオフパラメータ変更要求メッセージを発行することが可能であり、前記バックオフパラメータ変更要求メッセージが無線中継装置において許可されれば、バックオフパラメータを小さな値に変更することが可能であるためデータ送信における待ち時間を短縮することができ、通信スループットの低下を防止することができる。また無線中継装置は、無線端末装置からの前記バックオフパラメータ変更要求メッセージを選択的に許可することが可能であるため、前記無線端末装置を使用するユーザに応じて提供するサービスを差別化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係わる無線端末装置及び無線中継装置の構成図である。
【図２】無線ＬＡＮによるネットワーク構成を説明する図である。
【図３】無線ＬＡＮにおける基本的な通信手順であるＭＡＣプロトコルを説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係わる無線端末装置のバックオフパラメータ変更プロセスを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係わる無線中継装置の端末管理テーブルの構成例を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態に係わる無線中継装置のバックオフパラメータ変更プロセスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…無線中継装置、２…ＲＦ部（無線中継装置）、３…変復調部（無線中継装置）、４…ＭＡＣ部（無線中継装置）、５…内部バス（無線中継装置）、６…ＣＰＵ（無線中継装置）、７…ＲＯＭ（無線中継装置）、８…ＲＡＭ（無線中継装置）、９…表示コントローラ部（無線中継装置）、１０…有線ＬＡＮ接続Ｉ／Ｆ部（無線中継装置）、１１…アンテナ部（無線中継装置）、１２…ＭＡＣフレーム処理部（無線中継装置）、１３…受信バッファ（無線中継装置）、１４…送信バッファ（無線中継装置）、１５…内部バスＩ／Ｆ部（無線中継装置）、１６…バックオフパラメータ変更許可（無線中継装置）、１７…バックオフパラメータ変更不許可（無線中継装置）、１８…バックオフパラメータ変更要求（無線中継装置）、１９…ＭＡＣプロトコル処理部（無線中継装置）、２０…端末バックオフ制御部（無線中継装置）、２１…端末管理テーブル部（無線中継装置）、３１…無線端末装置、３２…ＲＦ部（無線端末装置）、３３…変復調部（無線端末装置）、３４…ＭＡＣ部（無線端末装置）、３５…内部バス（無線端末装置）、３６…ＣＰＵ（無線端末装置）、３７…ＲＯＭ（無線端末装置）、３８…ＲＡＭ（無線端末装置）、３９…表示コントローラ部（無線端末装置）、４０…周辺機器接続Ｉ／Ｆ部（無線端末装置）、４１…アンテナ部（無線端末装置）、４２…ＭＡＣフレーム処理部（無線端末装置）、４３…受信バッファ（無線端末装置）、４４…送信バッファ（無線端末装置）、４５…内部バスＩ／Ｆ部（無線端末装置）、４６…バックオフパラメータ変更要求（無線端末装置）、４７…バックオフパラメータ変更許可（無線端末装置）、４８…ＭＡＣプロトコル処理部（無線端末装置）、４９…バックオフ制御部（無線端末装置）、５０…タイマ部（無線端末装置）、５１…バックオフパラメータ格納部（無線端末装置）、６０…ブロードバンドネットワーク、６１…コンテンツサーバ、６２…屋内、６３…ブロードバンドルータ、６４…ハブ、６５…ケーブル、６６…有線ネットワーク部、６７…無線端末装置Ａ、６８…無線端末装置Ｂ、６９…無線ネットワーク部、７０…無線中継装置、８０…デクリメント期間（バックオフカウンタＡ）、８１…フレームデータＡ、８２…一定時間（フレームデータＡからＡＣＫまで）、８３…一定時間（ＡＣＫからバックオフカウンタＢのデクリメント開始まで）、８４…デクリメント期間（バックオフカウンタＢ）、８５…ＡＣＫ、８６…フレームデータＢ、９０…ＭＡＣアドレスフィールド、９１…変更許可フラグフィールド、９２…バックオフパラメータフィールド。
【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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