(57)【要約】【課題】  マルチレート対応無線通信システムにおいて、効率的にデータ伝送を行い、一定の伝送品質を保つための無線基地局装置、及び、送信データ制御方法を提供する。【解決手段】  無線基地局１０は、配下の全ての無線端末２０との間のトラヒック状況に応じて無線端末２０への伝送レートを決定する一括制御時伝送レート決定機能１３４１と、無線端末２０との間の通信環境に応じて無線端末２０への伝送レートを決定する個別制御時伝送レート決定機能１３４２とを備えており、データ・フレーム送信の成否に応じて、何れか一方の機能を選択し無線端末２０への伝送レートを決定する。【選択図】  図５
2005136507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配下の無線端末宛に送信するデータ・フレームの伝送レートを、複数の伝送レートの中から決定することが可能なマルチレート対応の無線基地局装置において、
前記配下の全ての無線端末との間のトラヒック状況に応じて、前記伝送レートを決定する一括制御時伝送レート決定手段と、
前記無線端末との間の通信環境に応じて、前記伝送レートを決定する個別制御時伝送レート決定手段と
のうちの何れか一方を、データ・フレーム送信の成否に応じて選択し、該選択された手段によって前記伝送レートを決定することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２】
前記一括制御時伝送レート決定手段は、
データ・フレームの送信が成功し、かつ、前記配下の無線端末全ての平均トラヒック流量が増加することにより、データ・フレームの伝送品質が劣化していると判断された場合には、前記配下の無線端末のうち、データ・フレームの伝送が成功している全ての無線端末へのデータ・フレームの伝送レートを高くすることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記個別制御時伝送レート決定手段は、
データ・フレームの送信が失敗し、かつ、前記無線端末との通信環境が悪化することにより、データ・フレームの伝送品質が劣化していると判断された場合には、該無線端末へのデータ・フレームの伝送レートを低くすることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線基地局装置。
【請求項４】
前記配下の無線端末宛のデータ・フレームの送信が成功した場合には、該無線端末に対する伝送レート制御方法を一括制御として管理し、
前記配下の無線端末宛のデータ・フレームの送信が失敗した場合には、該無線端末に対する伝送レート制御方法を個別制御として管理する接続端末管理手段と、
前記一括制御時伝送レート決定手段により決定された伝送レートを管理する一括制御時伝送レート管理手段と、
前記個別制御時伝送レート決定手段により決定された伝送レートを管理する個別制御時伝送レート管理手段と、
前記配下の無線端末宛のデータ・フレームを受信した場合に、
前記接続端末管理手段により管理されている前記無線端末に対する伝送レート制御方法が一括制御として管理されている場合には、前記一括制御時伝送レート管理手段により管理されている伝送レートによって前記無線端末にデータ・フレームを送信し、
前記接続端末管理手段により管理されている前記無線端末に対する伝送レート制御方法が個別制御として管理されている場合には、前記個別制御時伝送レート管理手段により管理されている伝送レートによって前記無線端末にデータ・フレームを送信するデータ・フレーム送信手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線基地局装置。
【請求項５】
無線基地局装置が、伝送レートを複数の選択可能な伝送レートの中から選択し、該選択された伝送レートにより、配下の無線端末宛にデータ・フレームの送信を行う送信データ制御方法において、
前記無線基地局装置が、前記配下の無線端末宛のデータ・フレームを受信した場合に、該無線端末に対する伝送レート制御方法が、前記配下の全ての無線端末との間のトラヒック状況に応じて伝送レートを制御する一括制御と、前記無線端末との間の通信環境に応じて伝送レートを制御する個別制御との何れであるかを取得する伝送レート制御方法取得ステップと、
前記伝送レート制御方法取得ステップにおいて取得した伝送レート制御方法に対応する伝送レートを取得する伝送レート取得ステップと、
前記伝送レート取得ステップにおいて取得した伝送レートによって、前記無線端末宛にデータ・フレームを送信するデータ・フレーム送信ステップと、
前記データ・フレーム送信ステップにおいて送信されたデータ・フレームの送信が成功しているか否かによって、前記無線端末に対する伝送レート制御方法を決定する伝送レート制御方法決定ステップと、
前記伝送レート制御方法決定ステップにおいて決定された伝送レート制御方法とデータ・フレームの送信に関する伝送状態とに応じて、伝送レートを決定する伝送レート決定ステップと
を有する送信データ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配下の無線端末にデータ・フレームを送信する際に、複数の伝送レートを用いることが可能なマルチレート制御対応の無線基地局装置、及び、無線基地局が送信するデータ・フレームの伝送レートを制御する送信データ制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線基地局と無線端末間との通信環境に応じて、無線基地局と無線端末間の伝送レートを動的にスイッチングする、マルチレート対応の無線通信システムとしては、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．１１委員会により規定されているＩＥＥＥ８０２．１１システムが、従来より知られている（非特許文献１参照）。
【０００３】
このＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、アクセス制御手順としてＣＳＭＡ／ＣＡ（Carder Sense Multiple Access with Collision Avoidance）が規定されており、このうちのひとつの手順としてＤＣＦ（Distributed Coordinated Function；分散制御手順）が規定されている。ＤＣＦとは、複数の無線端末と1つの無線基地局とがデータの送受信を行う際に、フレームの衝突が起きないように各無線端末がキャリア・センスしながらデータの送受信を行う手順である。
【０００４】
図９は、ＤＣＦによる無線アクセス制御の手順を示す図である。同図においては、無線端末２０１，２０２，２０３から無線基地局１００に対してデータ・フレームを送信する際の、各装置における無線アクセス手順を示している。
ここでＴ１区間においては、各無線端末２０１，２０２，２０３は、ＤＩＦＳ(ＤＣＦ Interframe Space；分散制御用フレーム間隔)と自端末に与えられたBackoff時間分とをキャリア・センスして、無線基地局１００のチャネルがアイドル状態であれば、無線基地局１００に対してデータ・フレームの送信を行う。
【０００５】
ここでは、無線端末２０１，２０２，２０３の中で、無線端末２０１のBackoff時間が一番短いために、無線端末２０１は、キャリア・センスを行った後にデータ・フレームＤ１の送信を行う。無線基地局１００は、ＳＩＦＳ（Short Interframe Space）時間待機した後、データ・フレームＤ１に対する肯定応答であるＡＣＫフレームを無線端末２０１に対して送信し、通信を完了する。
次に、Ｔ２区間においては、無線端末２０２と無線端末２０３は、ＤＩＦＳ時間待機後、Ｔ１区間で持ち越されたBackoff時間のBackoff制御を行う。ここで、Backoff時間は一定区間内での乱数値にて決定される。
【０００６】
具体的には、Backoff時間は、以下の計算式にて求められる。
Backoff時間＝ＤＩＦＳ＋ＣＷ／２×Slottime
（ＤＩＦＳ；データ・フレームの送信時に最低限必要な送信待ち時間、ＣＷ（Contention Window）；パケットに衝突した場合の再送の回数に応じて決定される送信待ち時間を決定するパラメータ。無線基地局は、規定の範囲内０〜ＣＷまでの範囲内において、一様に分布するパラメータを発生させる。ＣＷは、15（ＣＷmin：最小ＣＷ）から1023（ＣＷmax：最大ＣＷ）までの間で決定され、再送毎に指数関数的に増加する、Slottime；ＣＷで決定された乱数値を減らしていく一定時間のこと。Slottime毎に乱数値を減らしていき、最初に０になった無線端末がデータの送信を行うことができる。上記の計算式でＣＷ／２としているのは、各無線端末の乱数値の平均としてＣＷ／２と決定しているためである。）
【０００７】
図９に示す例では、無線端末２０２と無線端末２０３とに与えられた乱数値が一致したため、両無線端末２０２，２０３は、データ・フレームＤ２，Ｄ３を同時に送信してしまい、データ・フレームＤ２，Ｄ３の衝突が発生する。衝突が発生した場合、無線基地局１００はＡＣＫフレームを送信しないので、無線端末２０２と無線端末２０３とはデータ・フレームの再送手順を行う。
【０００８】
最後に、Ｔ３区間では、無線端末２０２と無線端末２０３とは、Backoff時間を再度設定する。再送信時には、指数関数的にＣＷの範囲を広げることにより、同時送信における再衝突の確率を低減する。ここでは、図９に示すように、無線端末２０２のBackoff時間の方が無線端末２０３のBackoff時間より短いので、無線端末２０２は、キャリア・センス後にデータ・フレームを送信し、無線基地局１００よりＡＣＫフレームを受信して通信を完了する。連続した再送を繰り返す毎に、ＣＷの範囲は広がり再衝突の確率が低減する。
【０００９】
なお、ＩＥＥＥ８０２．１１の規定では、無線基地局１台と無線端末１台との１対１の通信においては、データ・フレームを送信した無線基地局または無線端末が、送信先である無線基地局または無線端末から当該データ・フレームに対する肯定応答であるＡＣＫフレームを受信した場合にデータ・フレームの送信成功となり、データ・フレームの衝突などが原因で、ＡＣＫデータを受信出来なかった場合にはデータ・フレームの送信失敗となる。
【００１０】
次に、図１０には、従来のマルチレート制御による通信手順の例を示す。同図は、無線基地局１００と無線端末２０１，２０２，２０３との間でデータ・フレームの送受信が行われる際の、各装置におけるマルチレート制御手順を示している。
ここで、無線端末２０１，２０２，２０３から無線基地局１００へのデータ・フレームの伝送レートは、複数の伝送レートＲ１，Ｒ２，Ｒ３の中から選択可能であるものとする。
【００１１】
同図に示すように、無線端末２０１から無線基地局１００宛のデータ・フレームＤ１１からＤ１３については、無線基地局１００にて正常に受信されている。このため、無線基地局１００は、受信したデータ・フレームＤ１１，Ｄ１２，Ｄ１３各々に対するＡＣＫフレームを、無線端末２０１宛に送信している。つまり、この状態はデータ・フレームの送信が連続的に成功したことを示している。
【００１２】
ここで、無線端末２０１は、データ・フレームＤ１１からデータ・フレームＤ１３まで連続してデータ送信が成功しているので、データ・フレームＤ１４については、データ・フレームＤ１３までの伝送レートＲ２より高速な伝送レートである伝送レートＲ１にて送信を行う。
これは、データ・フレームＤ１１からデータ・フレームＤ１３まで連続して送信が成功しているため、データ・フレームＤ１４をより高速な伝送レートＲ１で送信することにより、データ送信時間を短縮し、無線ネットワークにおける伝送効率を向上させるためである。
【００１３】
次に、無線端末２０２は無線基地局１００に対して、データ・フレームＤ２１からデータ・フレームＤ２３までのデータ・フレームを送信しているが、データ・フレームＤ２２については無線基地局１００よりＡＣＫフレームが受信されていない。この場合、データ・フレームＤ２２についてはデータ・フレームの送信が失敗したことを示している。
そこで、無線端末２０２は、送信が失敗したデータ・フレームＤ２２と同様の内容のデータを含み、ヘッダ内に再送を示すRetryビットを立てたデータ・フレームＤ２３を生成して、送信する。
【００１４】
無線端末２０２は、再送データ・フレームＤ２３について無線基地局１００よりＡＣＫフレームを受信していることから、送信成功であると判断し、次のデータ・フレームＤ２４も通常通りの伝送を行う。
最後に、無線端末２０３は、無線基地局１００宛に、データ・フレームＤ３１からデータ・フレームＤ３４までの連続するデータ・フレームを送信している。データ・フレームＤ３１については、無線基地局１００からＡＣＫフレームが無線端末２０２宛に送信されていないため、無線端末２０３は、データ送信失敗と判断し、再送フレームであるデータ・フレームＤ３２を送信する。さらに、データ・フレームＤ３３についてＡＣＫフレームが送信されていないことから、無線端末２０３は、データ送信失敗であると判断する。
【００１５】
ここで、無線端末２０３は、データ・フレームＤ３１からデータ・フレームＤ３３まで連続してデータ送信が失敗しているため、データ・フレームＤ３４については、データ・フレームＤ３１からデータ・フレームＤ３３までの伝送レートＲ２より低速である伝送レートＲ３で送信している。
これはフレームＤ３１からフレームＤ３３まで連続して送信が失敗したために、フレームＤ３４については、より低い伝送レートで確実に無線基地局１００へ届くように送信し、データ・フレームの再送信の確率を低くすることにより、無線ネットワークにおける伝送効率を向上させるためである。
【００１６】
なお、以上の説明では、無線端末２０１，２０２，２０３より無線基地局１００にデータ・フレームを送信する場合のマルチレート制御について説明したが、無線基地局１００から無線端末２０１，２０２，２０３にデータ・フレームを送信する場合にも、無線基地局１００は、無線端末２０１，２０２，２０３と同様のマルチレート制御を行う。
このように、上記に示した通り、従来のマルチレート制御においては、無線基地局と無線端末間の伝送レートは通信環境により決定され、無線基地局と無線端末間の通信環境が悪い場合には低速の伝送レートで送受信を行う一方で、無線基地局と無線端末間の通信環境が良い場合には高速な伝送レートで送受信を行うことにより、無線区間でのデータ伝送の効率の向上を図っていた。
【００１７】
また、通信環境により決定されたデータ・フレームの伝送レートに応じて、データ・フレームを送信する際の優先順位を設定することにより、スループットを向上させて無線通信ネットワーク全体の高パフォーマンス化を実現するための技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【非特許文献１】IEEE Std 802.11：“Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specification",IEEE,Nov,1999.
【特許文献１】特開２００３−１１０５７５号公報（要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信を始めとする無線通信においては、無線端末が移動可能である性質上、無線端末と無線基地局との間の距離や、無線端末の設置位置により、通信環境は大きく変動する。
そのため、従来のように、伝送レートを通信環境だけで決定する方法では、無線端末の通信環境により伝送レートが頻繁に変わるため、無線端末と無線基地局間のデータ・フレームの伝送遅延時間の揺らぎが大きくなり、安定した伝送レートにてデータ・フレームの送受信を行うことが困難であるといった欠点があった。
【００１９】
また、従来のマルチレート制御においては、特許文献１のように、データ通信において高いスループットを実現することを目的としているが、リアルタイム通信においては、高いスループットを実現するよりも、一定間隔でデータ・フレームを、誤りなく伝送することが重要である。このため、従来のマルチレート制御方法では、音声データなどのリアルタイムデータの通信品質を向上させることに対しては、効果が少ないといった問題があった。
【００２０】
さらに、マルチレート制御による伝送レートの決定は、各無線端末と無線基地局とにおいて個別に行われるものであり、無線基地局が配下の無線端末全体の伝送状態を監視して、最適となる伝送レートを決定することは出来なかった。
ここで、無線区間のトラヒックの増加が発生した場合、無線基地局と無線端末との間でデータ・フレームの送受信を行う際に、他の無線端末が送受信を行っているデータ・フレームと衝突する可能性が高くなる。さらにデータ・フレームの衝突が起きた場合には、送信データ・フレームに対する肯定応答であるＡＣＫフレームはデータ送信側の装置に送信されないため、データ送信側の装置はパケット・ロスであると判断し、データ・フレームの再送信を行う。
【００２１】
このとき、データ・フレームの再衝突の確率を低減させるために、Backoff時間は再送毎に指数関数的に増加する。このとき、データ・フレームの伝送レートを下げると、パケットの衝突確率はさらに高くなり、再びデータ・フレームが衝突した際には、さらに送信待ち時間は長くなるといった悪循環が起きる。
このように、従来のようなデータ・フレームの伝送レートを無線端末と無線基地局装置との間の通信環境だけで決定するマルチレート制御方式では、無線端末と無線基地局装置との間の通信環境が頻繁に変わることや、全体のトラヒック量が増加した場合にデータ・フレームの衝突が起きることによって伝送レートが下がること等により、一定の通信品質を保つことが困難であった。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、マルチレート対応の無線通信システムにおいて、効率的にデータ伝送を行い、一定の伝送品質を保つための無線基地局装置、及び、送信データ制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、配下の無線端末宛に送信するデータ・フレームの伝送レートを、複数の伝送レートの中から決定することが可能なマルチレート対応の無線基地局装置において、前記配下の全ての無線端末との間のトラヒック状況に応じて、前記伝送レートを決定する一括制御時伝送レート決定手段と、前記無線端末との間の通信環境に応じて、前記伝送レートを決定する個別制御時伝送レート決定手段とのうちの何れか一方を、データ・フレーム送信の成否に応じて選択し、該選択された手段によって前記伝送レートを決定することを特徴とする無線基地局装置を提供する。
【００２３】
請求項１に記載の発明によれば、無線基地局装置は、一括制御時伝送レート決定手段と個別制御時伝送レート決定手段とのうちの何れか一方を、データ・フレーム送信の成否に応じて選択し、選択された手段によってデータ・フレームの伝送レートを決定するため、配下の無線端末各々との間の通信環境のみならず、配下の全ての無線端末とのトラヒック状況に応じて、伝送レートを制御することができる。このような伝送レートの制御により、データ・フレーム同士の衝突確率を低下させ、データ・フレーム送信先への到達確率を向上させて、伝送遅延時間を短くすることができる。これにより、データ・フレームの伝送を効率的に行うことができ、一定の伝送品質を保つことが可能となる。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線基地局装置において、前記一括制御時伝送レート決定手段は、データ・フレームの送信が成功し、かつ、前記配下の無線端末全ての平均トラヒック流量が増加することにより、データ・フレームの伝送品質が劣化していると判断された場合には、前記配下の無線端末のうち、データ・フレームの伝送が成功している全ての無線端末へのデータ・フレームの伝送レートを高くすることを特徴とする。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、一括制御時伝送レート決定手段は、データ・フレームの送信が成功している場合にも、配下の全ての無線端末の平均トラヒック流量が増加することにより、データ・フレームの伝送品質が劣化していると判断された場合には、配下の無線端末のうち、データ・フレームの伝送が成功している全ての無線端末のデータ・フレームの伝送レートを高くするため、データ・フレーム同士の衝突確率を低くすることができる。このため、データ・フレームの再送回数が減り、データ・フレームの伝送を効率的に行うことができ、伝送品質を一定に保つことができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の無線基地局装置において、前記個別制御時伝送レート決定手段は、データ・フレームの送信が失敗し、かつ、前記無線端末との通信環境が悪化することにより、データ・フレームの伝送品質が劣化していると判断された場合には、該無線端末へのデータ・フレームの伝送レートを低くすることを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、伝送レートの一括制御に加えて、データ・フレームの伝送が失敗した無線端末への伝送レートを低くすることにより、データ・フレームの到達確率を高くすることができるため、配下の無線端末全体へのデータ・フレームの伝送を効率的に行うことができ、一定の伝送品質を保つことができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の無線基地局装置において、前記配下の無線端末宛のデータ・フレームの送信が成功した場合には、該無線端末に対する伝送レート制御方法を一括制御として管理し、前記配下の無線端末宛のデータ・フレームの送信が失敗した場合には、該無線端末に対する伝送レート制御方法を個別制御として管理する接続端末管理手段と、前記一括制御時伝送レート決定手段により決定された伝送レートを管理する一括制御時伝送レート管理手段と、前記個別制御時伝送レート決定手段により決定された伝送レートを管理する個別制御時伝送レート管理手段と、前記配下の無線端末宛のデータ・フレームを受信した場合に、前記接続端末管理手段により管理されている前記無線端末に対する伝送レート制御方法が一括制御として管理されている場合には、前記一括制御時伝送レート管理手段により管理されている伝送レートによって前記無線端末にデータ・フレームを送信し、前記接続端末管理手段により管理されている前記無線端末に対する伝送レート制御方法が個別制御として管理されている場合には、前記個別制御時伝送レート管理手段により管理されている伝送レートによって前記無線端末にデータ・フレームを送信するデータ・フレーム送信手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００２８】
請求項４に記載の発明によれば、接続端末管理手段は、配下の無線端末宛のデータ・フレームの送信が成功したか否かによって、無線端末に対する伝送レート制御方法が一括制御か個別制御かを管理し、データ・フレーム送信手段は、配下の無線端末宛に送信すべきデータ・フレームを受信した場合に、接続端末管理手段により管理されている無線端末に対する伝送レート制御方法に応じて、一括制御時伝送レート管理手段又は個別制御時伝送レート管理手段により管理されている伝送レートによって、無線端末にデータ・フレームを送信するため、無線基地局装置は、個別制御時伝送レート決定手段又は一括制御時伝送レート決定手段によって決定された伝送レートでデータ・フレームを送信することができる。これにより、無線基地局装置は、配下の無線端末宛のデータ・フレームを受信したときに、無線端末に対する伝送レート制御方法や、通信環境やトラヒック状況に応じて決定された伝送レートを用いて、適切な伝送レートを選択し、データ・フレームを送信することができるため、データ・フレームの伝送を効率的に行うことができ、伝送品質を保つことができる。
【００２９】
請求項５に記載の発明は、無線基地局装置が、伝送レートを複数の選択可能な伝送レートの中から選択し、該選択された伝送レートにより、配下の無線端末宛にデータ・フレームの送信を行う送信データ制御方法において、前記無線基地局装置が、前記配下の無線端末宛のデータ・フレームを受信した場合に、該無線端末に対する伝送レート制御方法が、前記配下の全ての無線端末との間のトラヒック状況に応じて伝送レートを制御する一括制御と、前記無線端末との間の通信環境に応じて伝送レートを制御する個別制御との何れであるかを取得する伝送レート制御方法取得ステップと、前記伝送レート制御方法取得ステップにおいて取得した伝送レート制御方法に対応する伝送レートを取得する伝送レート取得ステップと、前記伝送レート取得ステップにおいて取得した伝送レートによって、前記無線端末宛にデータ・フレームを送信するデータ・フレーム送信ステップと、
前記データ・フレーム送信ステップにおいて送信されたデータ・フレームの送信が成功しているか否かによって、前記無線端末に対する伝送レート制御方法を決定する伝送レート制御方法決定ステップと、前記伝送レート制御方法決定ステップにおいて決定された伝送レート制御方法とデータ・フレームの送信に関する伝送状態とに応じて、伝送レートを決定する伝送レート決定ステップとを有する送信データ制御方法を提供する。
【００３０】
請求項５に記載の送信データ制御方法によれば、無線基地局装置は、配下の無線端末宛のデータ・フレームを受信した場合に、該無線端末に対する伝送レート制御方法に応じた伝送レートを、トラヒック状況や通信環境に応じて決定され管理されている伝送レートの中から選択し、選択した伝送レートによりデータ・フレームを送信するため、配下の各々の無線端末との間の通信環境のみならず、配下の全ての無線端末との間のトラヒック状況に応じて、伝送レートを制御することが可能となる。この伝送レートの制御により、データ・フレームの衝突確率を低下させ、データ・フレームの到達確率を向上させ、到達遅延時間を短縮させることことができる。これにより、データ・フレームの伝送を効率的に行い、一定の伝送品質を保つことが可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、無線基地局装置は、配下の無線端末各々との間の通信環境と、配下の全ての無線端末との間のトラヒック状況とに応じて、無線端末へのデータ・フレームの伝送レートの制御を行うため、データ・フレーム同士の衝突や無線装置へのデータ・フレームの未到達や伝送遅延等を防いで、データ・フレームの伝送を効率的に行うことができる。これにより、一定の伝送品質を保つことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、以下の説明において参照する各図においては、他の図と同等部分に同一符号が付されている。
［１．構成］
［１．１．全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１の構成を示すブロック図である。当該無線通信システム１は、無線ＬＡＮ通信を行う通信ネットワークである。また、当該無線通信システム１は、データ・フレームの伝送レートを複数の伝送レートの中から選択して送信することが可能なマルチレート対応の通信システムである。同図に示すように、無線通信システム１は、無線基地局１０と、無線基地局１０配下の無線端末２０とを含んで構成される。なお、ここで、「無線端末２０が無線基地局１０の配下にある」とは、「無線端末２０が無線基地局１０のサービスエリア内に位置している（在圏している）」ということを意味している。
【００３３】
また、同図においては、無線基地局１０と無線端末２０とを各々一つずつしか図示していないが、実際には多数存在する。以下の説明において、複数の無線端末２０を各々区別する必要がある場合には、符号の末尾に数字１、２、・・・、を付加して、「無線端末２０１」、「無線端末２０２」、・・・・、のように表すことで区別する。
無線基地局１０は、無線ＬＡＮ通信においてアクセスポイントとなる装置であり、配下の無線端末２０と他装置との間のデータ・フレームの送受信を中継する。
【００３４】
無線端末２０は、無線ＬＡＮカードを備えたパーソナルコンピュータである。無線ＬＡＮカードには、無線ＬＡＮ通信を行う際に、無線端末２０を識別するためのＭＡＣ（Media Access Control）アドレスが記憶されている。無線端末２０が送受信するデータ・フレームのヘッダには、送信先端末情報や送信元端末情報としてＭＡＣアドレスが記述される。
なお、無線端末２０は、パーソナルコンピュータ以外にも、無線ＬＡＮ通信が可能な通信端末であればよく、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）や携帯電話機であってもよい。
【００３５】
［１．２．無線基地局］
次に、無線基地局１０の構成について説明する。無線基地局１０は、一般的なコンピュータのハードウェア構成を備えている。具体的には、無線基地局１０は、無線基地局１０全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）、起動時に実行されるプログラム等が記憶されるＲＯＭ（Read Only Memory）とデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）とを含む記憶部、及び、無線端末２０と無線ＬＡＮ通信を制御する通信インターフェースを備えている。
無線基地局１０の記憶部には、各種データやプログラムが記憶されている。
例えば、無線基地局１０の記憶部には、通信が接続された無線端末２０の端末管理情報を記憶しておくための接続端末管理リストＬ１が記憶されている。図２には、接続端末管理リストＬ１のデータ構成を示す。
【００３６】
同図に示すように、接続端末管理リストＬ１は、無線基地局１０の配下の無線端末２０のうち接続されている無線端末２０の名称を表す「接続無線端末」、無線端末２０の通信アドレスである「ＭＡＣアドレス」、無線端末２０に送信したデータ・フレーム数の合計を表す「送信データ・フレーム数総計」、送信したデータ・フレームのデータサイズを表す「平均パケットサイズ」、無線端末２０から受信するデータ・フレームの電波強度を表す「受信レベル」、無線端末２０にデータ・フレームを送信する際に使用可能な伝送レートを表す「使用可能伝送レート」、及び、無線端末２０に対する伝送レート制御方法が、配下の全ての無線端末２０との間のトラヒック状況に応じて伝送レートが制御される“一括制御”か、無線端末２０との間の通信環境に応じて伝送レートが決定される“個別制御”かを表す「伝送レート制御方法」を表すデータを含んで構成される。
【００３７】
この接続端末管理リストＬ１には、無線基地局１０の配下の無線端末２０のうち、無線基地局１０と通信が接続された無線端末２０についての端末管理情報が登録される。上記端末管理情報のうち、「送信データ・フレーム数総計」、「平均パケットサイズ」、「受信レベル」は、予め定められた所定時間毎に、伝送状態の統計値で更新される。
【００３８】
また、無線基地局１０の記憶部には、データ・フレームの伝送レートを一括制御する際に使用する伝送レート管理表Ｌ２が記憶されている。図３には、伝送レート管理表Ｌ２のデータ構成を示す。同図に示すように、伝送レート管理表Ｌ２は、無線基地局１０配下の無線端末２０のうち、接続されている無線端末２０の数を表す「無線基地局配下の無線端末の数」、接続されている配下の無線端末２０のうち一括制御対象の無線端末２０の数を表す「一括制御端末数」、接続されている配下の無線端末２０のうち個別制御対象の無線端末２０の数を表す「個別制御端末数」、接続されている配下の無線端末２０との間のトラヒック流量の平均である「全端末平均トラヒック流量Ｓａ」、無線端末２０に送信するデータ・フレームの平均遅延時間である「平均データ・フレーム伝送遅延時間Ｔａ」、伝送状態によって制御され、無線端末２０にデータ・フレームを送信する際に用いられる「送信伝送レートＤａ」、通常時に用いる伝送レートとして予め定められている「通常時伝送レートＤａ２」、及び、無線端末２０にデータ・フレームを送信する際に使用可能な伝送レートである「使用可能伝送レートＤａ３」を表すデータを含んで構成される。
【００３９】
これらの伝送レート管理表Ｌ２のデータ項目のうち、「通常時伝送レートＤａ２」と「使用可能伝送レートＤａ３」とには、予め定められた値が記憶される。その他のデータ項目は、予め定められた所定時間毎に、伝送状態の統計値で更新される。
また、無線基地局１０の記憶部には、データ・フレームの伝送レートを個別制御する際に使用する伝送レート管理表Ｌ３が記憶されている。図４には、伝送レート管理表Ｌ３のデータ構成を示す。同図に示すように、伝送レート管理表Ｌ３は、無線基地局１０の配下にある無線端末２０のうち、接続されている無線端末２０の名称を表す「接続無線端末」、伝送状態によって制御され、無線端末２０へデータ・フレームを送信する際に使用される「使用データ・フレーム伝送レートＤｂ」、通常時に用いる伝送レートとして予め定められている「通常時データ・フレーム伝送レートＤｂ２」、「使用可能なデータ・フレーム伝送レートＤｂ３」、「データ・フレーム伝送遅延時間Ｔ３」、「受信レベルＬｖ３」を表すデータで構成されている。
【００４０】
これらの伝送レート管理表Ｌ３のデータ項目のうち、「通常時データ・フレーム伝送レートＤｂ２」と「使用可能なデータ・フレーム伝送レートＤｂ３」とには、予め定められた値が記憶される。その他のデータ項目は、予め定められた所定時間毎に、伝送状態の統計値で更新される。
また、無線基地局１０の記憶部には、各種プログラムが記憶されている。無線基地局１０のＣＰＵがこれらのプログラムを実行することにより実現される機能と、上述した無線基地局１０が備えるハードウェアの機能とにより、図５に示す機能が無線基地局１０に実現される。図５に示す無線基地局１０の機能ブロック図を参照しながら、無線基地局１０が備える各機能について説明する。
【００４１】
データ・フレーム受信部１１は、配下の無線端末２０宛のデータ・フレームを受信する。また、データ・フレーム受信部１１は、受信したデータ・フレームのヘッダから、送信先端末情報である宛先ＭＡＣアドレスを取得し、接続端末管理部１２に通知する。
接続端末管理部１２は、配下の無線端末２０のうち、無線基地局１０と通信が接続された無線端末２０を管理する。具体的には、接続端末管理部１２は、配下の無線端末２０とデータ・フレームを送受信するための通信が接続された場合には、接続端末管理リストＬ１に、無線端末２０に関する端末管理情報を追加する。
【００４２】
また、接続端末管理部１２は、配下の接続されている無線端末２０に対する伝送レート制御方法を管理する。具体的には、接続端末管理部１２は、無線端末２０宛のデータ・フレームの送信が連続して予め定められた所定回数成功した場合に、接続端末管理リストＬ１の無線端末２０の「伝送レート制御方法」を“一括制御”に変更する。また、接続端末管理部１２は、無線端末２０宛のデータ・フレームの送信が連続して予め定められた所定回数失敗した場合には、接続端末管理リストＬ１の無線端末２０の「伝送レート制御方法」を“個別制御”に変更する。また、接続端末管理部１２は、伝送レートの制御を行う際の通知要求に応答して、接続端末管理リストＬ１に記憶されている無線端末２０の「伝送レート制御方法」を、伝送レート制御部１３に通知する。
【００４３】
なお、ここでは、上述したように、無線端末２０宛のデータ・フレームの送信が成功した場合とは、送信したデータ・フレームに対するＡＣＫフレームを無線端末２０から正常に受信した場合をいい、無線端末２０宛のデータ・フレームの送信が失敗した場合とは、送信したデータ・フレームに対するＡＣＫフレームを無線端末２０から受信できなかった場合をいう。
【００４４】
また、接続端末管理部１２は、データ・フレーム受信部１１より通知を受けた、データ・フレームの宛先ＭＡＣアドレスと、接続端末管理リストＬ１内のＭＡＣアドレスとを照合し、一致するものがあった場合には、接続端末管理リストＬ１より、一致するＭＡＣアドレスを含む端末管理情報を取得する。接続端末管理部１２は、取得した端末管理情報に含まれる「伝送レート制御方法」を伝送レート制御部１３に通知する。
【００４５】
伝送レート制御部１３は、配下の無線端末２０宛に送信するデータ・フレームの伝送レートを制御する。具体的には、伝送レート制御部１３は、接続端末管理部１２より通知を受けた、無線端末２０の「伝送レート制御方法」が“一括制御”を表している場合には、一括制御時の伝送レート管理表Ｌ２より「送信伝送レートＤａ」を取得し、当該「送信伝送レートＤａ」で表される伝送レートでデータ・フレームを送信するように無線データ・フレーム送信部１５に指示する。一方、伝送レート制御部１３は、接続端末管理部１２より通知を受けた、無線端末２０の「伝送レート制御方法」が“個別制御”を表している場合には、個別制御時の伝送レート管理表Ｌ３より「使用データ・フレーム伝送レートＤｂ」を取得し、当該「使用データ・フレーム伝送レートＤｂ」で表される伝送レートでデータ・フレームを送信するように無線データ・フレーム送信部１５に指示する。
【００４６】
また、伝送レート制御部１３は、伝送状態管理手段１３１と、一括制御時伝送レート管理手段１３２と、個別制御時伝送レート管理手段１３３と、伝送レート決定手段１３４とを備えている。伝送状態管理手段１３１は、データ・フレームの伝送状態を管理する。具体的には、伝送状態管理手段１３１は、データ・フレーム受信部１１と無線データ・フレーム送信部１５とより、無線端末２０への送信データ・フレーム数、送信パケットサイズ、受信レベル、データ・フレーム伝送遅延時間、トラヒック流量、データ・フレーム伝送遅延時間等の、伝送状態に関する情報を逐次収集すると共に、無線端末２０全体の平均値を算出して、伝送状態の統計値を作成する。伝送状態管理手段１３１は、所定時間毎に、接続端末管理部１２と一括制御時伝送レート管理手段１３２と個別制御時伝送レート管理手段１３３とに対して、伝送状態の統計値を通知する。
【００４７】
また、伝送状態管理手段１３１は、データ・フレーム受信部１１で受信されるＡＣＫフレームを監視することにより、送信データ・フレームに対するＡＣＫフレームを正しく受信できたか否かの確認を行う。伝送状態管理手段１３１は、連続して所定回数データ・フレームの送信が成功した場合、かつ、接続端末管理リストＬ１で管理されている、データ・フレーム送信先無線端末２０の「伝送レート制御方法」が“個別制御”であった場合には、無線端末２０に対する伝送レート制御方法を一括制制御に変更する指示を接続端末管理部１２に行う。一方、伝送状態管理手段１３１は、連続して所定回数データ・フレームの送信が失敗した場合、かつ、接続端末管理リストＬ１で管理されている、データ・フレーム送信先の無線端末２０の「伝送レート制御方法」が“一括制御”であった場合には、無線端末２０に対する伝送レート制御方法を個別制御に変更する指示を接続端末管理部１２に行う。
【００４８】
一括制御時伝送レート管理手段１３２は、一括制御時に使用する伝送レート管理表Ｌ２を管理する。具体的には、一括制御時伝送レート管理手段１３２は、伝送状態管理手段１３１から通知される伝送状態の統計値で伝送レート管理表Ｌ２を更新する。また、一括制御時伝送レート管理手段１３２は、一括制御時伝送レート決定機能１３４１により決定された伝送レートで、伝送レート管理表Ｌ２の「送信伝送レートＤａ」を更新する。また、一括制御時伝送レート管理手段１３２は、伝送レート制御部１３からの通知要求に応答して、伝送レート管理表Ｌ２に記憶されている、「送信伝送レートＤａ」を通知する。
【００４９】
個別制御時伝送レート管理手段１３３は、個別制御時に使用する伝送レート管理表Ｌ３を管理する。具体的には、個別制御時伝送レート管理手段１３３は、伝送状態管理手段１３１から通知される伝送状態の統計値で伝送レート管理表Ｌ３を更新する。また、個別制御時伝送レート管理手段１３３は、個別制御時伝送レート決定機能１３４２により決定された伝送レートで、伝送レート管理表Ｌ３の「使用データ・フレーム伝送レートＤｂ」を更新する。また、個別制御時伝送レート管理手段１３３は、伝送レート制御部１３からの通知要求に応答して、伝送レート管理表Ｌ３に記憶されている、該当する無線端末２０の「使用データ・フレーム伝送レートＤｂ」を通知する。
【００５０】
伝送レート決定手段１３４は、無線端末２０に送信するデータ・フレームの伝送レートを決定する。伝送レート決定手段１３４は、一括制御時伝送レート決定機能１３４１と個別制御時伝送レート決定機能１３４２とを備えている。
一括制御時伝送レート決定機能１３４１は、配下の無線端末２０へのデータ・フレームの送信が連続して所定回数成功し、かつ、配下の無線端末２０全ての平均トラヒック流量が増加することにより、データ・フレームの伝送品質が劣化していると判断した場合に、配下の無線端末２０のうち、データ・フレームの伝送が成功している全ての無線端末２０へのデータ・フレームの伝送レートを高くする。なお、ここでは、一括制御時伝送レート決定機能１３４１は、伝送レート管理表Ｌ２の「全端末平均トラヒック流量Ｓａ」と「平均データ・フレーム伝送遅延時間Ｔａ」とが予め定められた一定の基準値以下である場合に、配下の無線端末２０全ての平均トラヒック流量が増加することにより、データ・フレームの伝送品質が劣化していると判断する。
【００５１】
個別制御時伝送レート決定機能１３４２は、無線端末２０宛のデータ・フレームの送信が連続して所定回数失敗し、かつ、無線端末２０との通信環境が悪化することにより、データ・フレームの伝送品質が劣化していると判断した場合には、無線端末２０へのデータ・フレームの伝送レートを低くする。なお、個別制御時伝送レート決定機能１３４２は、伝送レート管理表Ｌ３の「データ・フレーム伝送遅延時間Ｔ３」が予め定められた基準値以上であり、かつ、「受信レベルＬｖ３」が予め定められた基準値以下の場合に、無線端末２０との通信環境が悪化することにより、データ・フレームの伝送品質が劣化していると判断する。
【００５２】
アクセス制御部１４は、上述したＩＥＥＥ８０２．１１に規定されているＣＳＭＡ／ＣＡを用いたＤＣＦ等の方式に従って、アクセス制御を行う。すなわち、アクセス制御部１４は、データ・フレームの送信に先立ち、ＤＩＦＳとBackoff時間分とをキャリア・センスして、無線基地局１０のチャネルがアイドル状態であれば、無線基地局１０に対してデータ・フレーム送信を許可するといったアクセス制御を行う。
無線データ・フレーム送信部１５は、データ・フレーム受信部１１が受信したデータ・フレームの送信を行う。このときに、無線データ・フレーム送信部１５は、アクセス制御部１４により行われるアクセス制御に従ってデータ・フレームを送信する。
【００５３】
また、無線データ・フレーム送信部１５は、一括制御時伝送レート管理手段１３２及び個別制御時伝送レート管理手段１３３により管理されている伝送レートに従って、データ・フレームを送信する。具体的には、無線データ・フレーム送信部１５は、データ・フレーム受信部１１が無線端末２０宛のデータ・フレームを受信したときに、接続端末管理リストＬ１に記憶されている無線端末２０の「伝送レート制御方法」が“一括制御”を表していた場合には、伝送レート制御部１３から一括制御時の「送信伝送レートＤａ」の通知を受け、当該通知された伝送レートでデータ・フレームを送信する。一方、接続端末管理リストＬ１に記憶されている、無線端末２０の「伝送レート制御方法」が“個別制御”を表していた場合には、無線データ・フレーム送信部１５は、伝送レート制御部１３から個別制御の「使用データ・フレーム伝送レートＤｂ」の通知を受け、当該通知を受けた伝送レートでデータ・フレームを送信する。
【００５４】
［２．動作］
次に、図６、図７及び図８を参照しながら、上記構成における動作を説明する。
前提として、以下の説明において、無線基地局１０が、記憶部に記憶されている接続端末管理リストＬ１、伝送レート管理表Ｌ２及び伝送レート管理表Ｌ３を参照する際には、図２、図３及び図４に示す内容のデータが記憶されているものとする。
【００５５】
［２．１．送信データ制御手順］
図６を参照しながら、無線基地局１０が配下の無線端末２０宛のデータ・フレームを受信した場合のデータ制御手順について説明する。
まず始めに、無線基地局１０のデータ・フレーム受信部１１がデータ・フレームを受信した場合に (ステップＳ００１；Ｙｅｓ)、当該受信したデータ・フレームのヘッダより、送信先端末情報である宛先ＭＡＣアドレスを取得し（ステップＳ００２）、接続端末管理部１２に通知する。
【００５６】
接続端末管理部１２は、データ・フレームの送信先端末情報が接続端末管理リストＬ１内に存在するか否かを判定する（ステップＳ００３）。具体的には、接続端末管理部１２は、記憶部の接続端末管理リストＬ１を検索して、データ・フレーム受信部１１より受信した宛先ＭＡＣアドレスと一致するＭＡＣアドレスが、接続端末管理リストＬ１に存在しているか否かを判定する。接続端末管理リストＬ１に存在している場合には（ステップＳ００３；Ｙｅｓ）、接続端末管理部１２は、接続端末管理リストＬ１より、一致するＭＡＣアドレスを含む端末管理情報を取得する(ステップＳ００４)。接続端末管理部１２は、取得した端末管理情報に含まれる「伝送レート制御方法」を伝送レート制御部１３に通知する。
【００５７】
伝送レート制御部１３は、通知を受けた「伝送レート制御方法」が、“一括制御”を表しているか、“個別制御”を表しているかを参照する。「伝送レート制御方法」が“一括制御” を表している場合には（ステップＳ００５；Ｙｅｓ）、伝送レート制御部１３は、一括制御時伝送レート管理手段１３２に対して、一括制御時の送信伝送レートの通知を要求する。一括制御時伝送レート管理手段１３２は、一括制御時の伝送レート管理表Ｌ２より、「送信伝送レートＤａ」(この場合は“2Mbit/s”)を取得し、伝送レート制御部１３に通知する。伝送レート制御部１３は、通知を受けた「送信伝送レートＤａ」を無線データ・フレーム送信部１５に通知する。一方、「伝送レート制御方法」が“個別制御” を表している場合には（ステップＳ００５；Ｎｏ）、伝送状態管理手段１３１は、個別制御時伝送レート管理手段１３３に対して、個別制御時の送信伝送レートの通知を要求する。個別制御時伝送レート管理手段１３３は、個別制御時の伝送レート管理表Ｌ３より、「使用データ・フレーム伝送レートＤｂ」（この場合は“2Mbit/s”）を取得し(ステップＳ００８)、伝送レート制御部１３に通知する。伝送レート制御部１３は、通知を受けた「使用データ・フレーム伝送レートＤｂ」を無線データ・フレーム送信部１５に通知する。
【００５８】
アクセス制御部１４は、データ・フレームのアクセス制御を行う。無線データ・フレーム送信部１５は、アクセス制御部１４によるアクセス制御に従い、かつ、伝送レート制御部１３より通知を受けた伝送レートに従って、無線端末２０にデータ・フレームを送信する（ステップＳ００９）。
また、データ・フレームのヘッダに含まれるの宛先ＭＡＣアドレスが接続端末管理リストＬ１に無い場合には（ステップＳ００３；Ｎｏ）、伝送レート制御部１３は、一括制御時伝送レート管理手段１３２に対して、現在の送信伝送レートの通知を要求する。一括制御時伝送レート管理手段１３２は、伝送レート管理表Ｌ２の「送信伝送レートＤａ」（ここでは“2Mbit/s”）を伝送レート制御部１３に通知する。伝送レート制御部１３は、この「送信伝送レートＤａ」を無線データ・フレーム送信部１５に通知する。無線データ・フレーム送信部１５は、「送信伝送レートＤａ」で表される一括制御時の伝送レートで、データ・フレームを送信する（ステップＳ０１０）。その後、接続端末管理部１２は、接続端末管理リストＬ１に、データ・フレーム送信先の無線端末２０に関する端末管理情報を追加する（ステップＳ０１１）。
【００５９】
無線端末２０宛にデータ・フレームを送信した後、ステップＳ０１２に進み、伝送状態管理手段１３１は、データ・フレーム受信部１１で受信されるＡＣＫフレームを監視することにより、送信したデータ・フレームに対するＡＣＫフレームが受信できたか否かの確認を行う。ＡＣＫフレームを正しく受信できた場合には（ステップＳ０１２；Ｙｅｓ）、伝送状態管理手段１３１は、接続端末管理部１２に対して、無線端末２０に対する伝送レート制御方法を通知するよう要求する。接続端末管理部１２は、接続端末管理リストＬ１より、当該無線端末２０の「伝送レート制御方法」を取得し(ステップＳ０１３)、伝送状態管理手段１３１に通知する。伝送状態管理手段１３１は、取得した無線端末２０の「伝送レート制御方法」が“個別制御”を表しており（ステップＳ０１４；Ｙｅｓ）、さらに、連続して予め定められた所定回数ＡＣＫフレームの受信が成功したならば(ステップＳ０１５；Ｙｅｓ)、無線端末２０に対する伝送レート制御方法を一括制御に変更する指示を接続端末管理部１２に送信する。接続端末管理部１２は、接続端末管理リストＬ１の無線端末２０の「伝送レート制御方法」を“個別制御”から“一括制制御”へと変更する（ステップＳ０１６）。
【００６０】
一方、無線端末２０宛のデータ・フレームに対するＡＣＫフレームを正しく受信できずに（ステップＳ０１２；Ｎｏ）、その後も連続してＡＣＫフレームの受信が失敗した場合には(ステップＳ０１７；Ｙｅｓ)、伝送状態管理手段１３１は、接続端末管理部１２に対して、無線端末２０に対する伝送レート制御方法を通知するよう要求する。接続端末管理部１２は、接続端末管理リストＬ１より、当該無線端末２０の「伝送レート制御方法」を取得し（ステップＳ０１８）、伝送状態管理手段１３１に通知する。伝送状態管理手段１３１は、取得した無線端末２０の「伝送レート制御方法」が“一括制御”を表していた場合には（ステップＳ０１９；Ｙｅｓ）、無線端末２０に対する伝送レート制御方法を個別制御に変更する指示を接続端末管理部１２に送信する。接続端末管理部１２は、接続端末管理リストＬ１の無線端末２０の「伝送レート制御方法」を“一括制御”から“個別制御”へと変更する（ステップＳ０２０）。
接続端末管理部１２は、最後に、上記のステップで変更された内容で接続端末管理リストＬ１を更新する(ステップＳ０２１）。
【００６１】
［２．２．一括制御］
次に、図７を参照しながら、無線端末２０に対する伝送レート制御方法が、個別制御から一括制御に変更された場合に行われる伝送レート制御手順について説明する。
図６に示す手順に従って処理を行い、伝送レート制御方法が個別制御から一括制御へと変更された無線端末２０が発生した場合には(ステップＳ１０１)、無線基地局１０の一括制御時伝送レート管理手段１３２は、伝送レート管理表Ｌ２の「一括制御端末数」（ここでは“６”）と、「個別制御端末数」（ここでは“１”）を更新する（ステップＳ１０２）。具体的には、一括制御時伝送レート管理手段１３２は、「一括制御端末数」で表される端末数に“１”加算した値で「一括制御端末数」を更新し、「個別制御端末数」で表される端末数より“１”減算した値で「個別制御端末数」を更新する。
【００６２】
次に、一括制御時伝送レート決定機能１３４１は、一括制御時伝送レート管理手段１３２に対して、接続されている配下の全無線端末２０の統計値「平均データ・フレーム伝送遅延時間Ｔａ」と「全端末平均トラヒック流量Ｓａ」との通知を要求する。一括制御時伝送レート管理手段１３２は、伝送レート管理表Ｌ２より、「平均データ・フレーム伝送遅延時間Ｔａ」（ここでは“0.5msec”）と「全端末平均トラヒック流量Ｓａ」（ここでは“1.5Mbit/s”）を取得し（ステップＳ１０３）、一括制御時伝送レート決定機能１３４１に通知する。一括制御時伝送レート決定機能１３４１は、これらの統計値より伝送状態を判断する（ステップＳ１０４）。具体的には、「平均データ・フレーム伝送遅延時間Ｔａ」、「全端末平均トラヒック流量Ｓａ」ともに、予め定められた一定の基準値を超えている場合には、一括制御時伝送レート決定機能１３４１は、無線基地局１０と無線端末２０との間の無線区間におけるトラヒック増によって発生するパケット衝突が原因となって、伝送品質が劣化していると判断する（ステップＳ１０５）。
【００６３】
そして、一括制御時伝送レート決定機能１３４１は、一括制御時伝送レート管理手段１３２に対して、一括制御時に使用している伝送レートと、使用可能な伝送レートとを通知するよう要求する。一括制御時伝送レート管理手段１３２は、伝送レート管理表Ｌ２より「送信伝送レートＤａ」(ここでは“2Mbit/s”)と「使用可能伝送レートＤａ３」(ここでは“1、2、5.5Mbit/s”)とを取得し、一括制御時伝送レート決定機能１３４１に通知する。一括制御時伝送レート決定機能１３４１は、「使用可能伝送レートＤａ３」のうち、現在使用している「送信伝送レートＤａ」より高い伝送レート(ここでは“5.5Mbit/s”)を、送信伝送レートとして使用することに決定する（ステップＳ１０６）。一括制御時伝送レート決定機能１３４１は、一括制御時伝送レート管理手段１３２に対して、決定した伝送レート“5.5Mbit/s”を通知する。一括制御時伝送レート管理手段１３２は、伝送レート管理表Ｌ２の「送信伝送レートＤａ」を伝送レート“5.5Mbit/s”に変更する（ステップＳ１０７）。
【００６４】
一方、ステップＳ１０４において、「平均データ・フレーム伝送遅延時間Ｔａ」、「全端末平均トラヒック流量Ｓａ」ともに一定基準値以下である場合には、一括制御時伝送レート決定機能１３４１は、トラヒック増加によって発生するパケット衝突が原因による伝送品質低下の可能性は低いと決定する(ステップＳ１０８)。そして、一括制御時伝送レート決定機能１３４１は、一括制御時伝送レート管理手段１３２に対して、現在使用している伝送レートと通常時に使用する伝送レートとを通知するよう要求する。一括制御時伝送レート管理手段１３２は、伝送レート管理表Ｌ２より、「送信伝送レートＤａ」と「通常時伝送レートＤａ２」とを取得し（ステップＳ１０９）、一括制御時伝送レート決定機能１３４１に通知する。一括制御時伝送レート決定機能１３４１は、「送信伝送レートＤａ」と「通常時伝送レートＤａ２」とで表される値を比較し、現在の伝送レート「送信伝送レートＤａ」が、「通常時伝送レートＤａ２」(ここでは“2Mbit/s”)よりも高い場合には(ステップＳ１１０；Ｙｅｓ)、「送信伝送レートＤａ」を「通常時伝送レートＤａ２」の値に変更するよう、一括制御時伝送レート管理手段１３２に指示する。一括制御時伝送レート管理手段１３２は、伝送レート管理表Ｌ２の「送信伝送レートＤａ」を「通常時伝送レートＤａ２」の値に変更する（ステップＳ０１１）。なお、ステップＳ１０８からステップＳ１１１までの処理は、ステップＳ１０５からステップＳ１０７までの処理で高く設定された伝送レートを元の伝送レートに戻す役割を果たしている。
【００６５】
［２．３．個別制御］
次に、図８を参照しながら、接続されている配下の無線端末２０１に対する伝送レート制御方法が、一括制御から個別制御へと変更された場合に行われる伝送レート制御手順について説明する。
図６に示す手順に従って処理を行い、伝送レート制御方法が一括制御から個別制御へと変更された無線端末２０１が発生した場合に(ステップＳ２０１)、個別制御時伝送レート決定機能１３４２は、個別制御時伝送レート管理手段１３３に対して、無線端末２０１のデータ・フレーム伝送遅延時間と受信レベルとを通知するよう要求する。個別制御時伝送レート管理手段１３３は、個別制御時の伝送レート管理表Ｌ３から、無線端末２０１の「データ・フレーム伝送遅延時間Ｔ３」（この場合“0.5msec”）と「受信レベルＬｖ３」(この場合“-60dBm”)とを取得し（ステップＳ２０２）、個別制御時伝送レート決定機能１３４２に通知する。個別制御時伝送レート決定機能１３４２は、取得した「データ・フレーム伝送遅延時間Ｔ３」と「受信レベルＬｖ３」とに基づいて、無線端末２０１との間の伝送状態を判定する（ステップＳ２０３）。具体的には、「データ・フレーム伝送遅延時間Ｔ３」が予め定められた一定の基準値以上であり、かつ、「受信レベルＬｖ３」が予め定められた一定の基準値下である場合には（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、個別制御時伝送レート決定機能１３４２は、無線端末２０１宛のデータ・フレーム送信失敗の原因が、無線基地局１０と無線端末２０１間における通信環境の劣化により伝送品質が低下したためであると判断する（ステップＳ２０４）。そして、個別制御時伝送レート決定機能１３４２は、個別制御時伝送レート管理手段１３３に対して、使用可能な伝送レートを通知するよう要求する。個別制御時伝送レート管理手段１３３は、伝送レート管理表Ｌ３より「使用可能なデータ・フレーム伝送レートＤｂ３」（この場合は“1、2、5.5、11Mbit/s”）を取得し(ステップＳ２０５)、個別制御時伝送レート決定機能１３４２に通知する。個別制御時伝送レート決定機能１３４２は、通知を受けた「使用可能なデータ・フレーム伝送レートＤｂ３」の中から、現在使用している「使用データ・フレーム伝送レートＤｂ」（ここでは、“2Mbit/s”）より低い伝送レート(ここでは、“1Mbit/s”)をデータ・フレーム伝送レートに決定して、個別制御時伝送レート管理手段１３３に通知する。個別制御時伝送レート管理手段１３３は、通知を受けたデータ・フレーム伝送レート“1Mbit/s”で、伝送レート管理表Ｌ３の「使用データ・フレーム伝送レートＤｂ」を更新する。
【００６６】
一方、ステップＳ２０３において、「データ・フレーム伝送遅延時間Ｔ３」が一定基準値未満、または、「受信レベルＬｖ３」が一定基準値超である場合には（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、個別制御時伝送レート決定機能１３４２は、無線端末２０１宛のデータ・フレーム送信失敗の原因が、無線区間のトラヒックが増加したことにより伝送品質が低下してしまったためであると判断し（ステップＳ２０７）、個別制御時伝送レート管理手段１３３に、現在使用している送信レートを通常時の伝送レートに変更するよう要求する。個別制御時伝送レート管理手段１３３は、伝送レート管理表Ｌ３に記録されている「通常時データ・フレーム伝送レートＤｂ２」(この場合“2Mbit/s”)を取得する(ステップＳ２０８)。そして、個別制御時伝送レート管理手段１３３は、伝送レート管理表Ｌ３の「使用データ・フレーム伝送レートＤｂ」を、取得した「通常時データ・フレーム伝送レートＤｂ２」の値“2Mbit/s”で更新する（ステップＳ２０９）。なお、ステップＳ２０７からステップＳ２０９までの処理は、ステップＳ２０４からステップＳ２０６までの処理で低く設定された伝送レートを元の伝送レートに戻す役割を果たしている。
【００６７】
以上説明したように、無線基地局１０は、データ・フレームの伝送レートを制御する手段として、２つの手段を有している。すなわち、無線基地局１０は、接続されている配下の無線端末２０全てとの間における伝送状態の統計値から伝送レートを決定し、伝送が成功している全ての無線端末２０に対して同一の伝送レートを指定する手段と、各無線端末２０毎の通信環境に応じて、無線基地局１０と各無線端末２０との伝送レートを個別に制御する手段とを有し、当該２つの手段を併用して伝送レートを制御する。
【００６８】
このため、無線端末２０宛に送信したデータ・フレームの送信が失敗した場合に、無線端末２０宛の伝送レートを変更することによって、送信データ・フレームの到達確率を高くできるだけではなく、送信が成功している場合にも、無線基地局１０配下の無線端末２０全てのデータ伝送状況を把握し、他の無線端末２０のデータ・フレームの伝送によるトラヒック増加によって伝送状態が劣化していると判断できる場合には、配下の無線端末２０全ての伝送レートを制御することができる。これにより、配下の無線端末２０宛へのデータ・フレームの伝送を効率的に行い、一定の伝送品質を保つことが出来る。
【００６９】
［３．変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で様々な変形が可能である。変形例としては、例えば、以下のようなものが考えられる。
（１）上述した実施形態における無線通信システム１の通信は、無線ＬＡＮ通信であるとして説明したが、無線による通信であればよく、無線ＬＡＮに限定されるものではない。例えば、無線端末２０が移動通信端末であり、無線基地局１０と無線端末２０とが、移動パケット通信網を介してデータの送受信を行う形態であってもよい。
【００７０】
（２）上述した図６、図７及び図８に示す送信データ制御や伝送レート制御の手順は一例に過ぎない。配下の全ての無線端末２０との間のトラヒック状況に応じて伝送レートを決定する一括制御時伝送レート決定手段と、各々の無線端末２０との間の通信環境に応じて伝送レートを決定する個別制御時伝送レート決定手段とのうちの何れか一方を、データ・フレーム送信の成否に応じて選択し、選択された手段によってデータ・フレームの伝送レートを制御する手順であれば、上述した実施形態に限定されない。
【００７１】
例えば、上述した実施形態においては、連続して所定回数ＡＣＫフレームを受信した場合や、連続して所定回数ＡＣＫフレームの受信が失敗した場合に、伝送レート制御方法を変更するようにしたが、例えば、１回の送信データ・フレームに対してＡＣＫフレームを受信した場合に伝送レート制御方法を変更するようにしてもよいし、ＡＣＫフレームを受信した確率によって伝送レート制御方法を変更するようにしてもよい。
【００７２】
また、上述した実施形態においては、トラヒック状況や通信環境等の伝送状態を判定する指標として、データ・フレーム伝送遅延時間、平均トラヒック流量、及び、受信レベルを用いたが、伝送状態を判定する指標はこれに限定されず、理論や経験則によって最適な指標を選択することができる。また、これらの指標が予め定められた一定の基準値より高いか低いかによって伝送状態を判定したが、判定条件はこれに限定されず、また、予め定めておく一定の基準値には、伝送効率を向上させるために最も適した基準値を選択することができる。
【００７３】
（３）上述した実施形態における接続端末管理リストＬ１、伝送レート管理表Ｌ２、及び、伝送レート管理表Ｌ３のデータ構成は一例である。例えば、接続端末管理リストＬ１では、各無線端末２０の「伝送レート制御方法」のみを管理するようにして、各種統計値は伝送レート管理表Ｌ３で管理するようにしてもよいし、接続端末管理リストＬ１と伝送レート管理表Ｌ３をひとつのリストに統合してもよい。また、配下の無線端末２０の接続が切断された場合に、接続端末管理リストＬ１から削除するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態に係る接続端末管理リストのデータ構成を示す図である。
【図３】同実施の形態に係るデータ・フレームの伝送レートを一括制御する際に使用する伝送レート管理表のデータ構成を示す図である。
【図４】同実施の形態に係るデータ・フレームの伝送レートを個別制御する際に使用する伝送レート管理表のデータ構成を示す図である。
【図５】同実施の形態に係る無線基地局の機能ブロック図である。
【図６】同実施の形態に係る無線基地局がデータ・フレームを受信した場合のデータ制御手順を示すフローチャートである。
【図７】同実施の形態に係る伝送レート制御方法が一括制御の場合の伝送レート制御手順を示すフローチャートである。
【図８】同実施の形態に係る伝送レート制御方法が個別制御の場合の伝送レート制御手順を示すフローチャートである。
【図９】従来技術のＩＥＥＥ８０２．１１システムにおけるＤＣＦによる無線アクセス制御の手順を示す図である。
【図１０】従来技術のマルチレート制御による送信手順を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１        無線通信システム
１０      無線基地局
１１      データ・フレーム受信部
１２      接続端末管理部
１３      伝送レート制御部
１４      アクセス制御部
１５      無線データ・フレーム送信部
２０、２０１  無線端末
１３１    伝送状態管理手段
１３２    一括制御時伝送レート管理手段
１３３    個別制御時伝送レート管理手段
１３４    伝送レート決定手段
１３４１  一括制御時伝送レート決定機能
１３４２  個別制御時伝送レート決定機能
Ｄａ      送信伝送レート
Ｄａ２    通常時伝送レート
Ｄａ３    使用可能伝送レート
Ｄｂ      使用データ・フレーム伝送レート
Ｄｂ２    通常時データ・フレーム伝送レート
Ｄｂ３    データ・フレーム伝送レート
Ｌ１      接続端末管理リスト
Ｌ２      伝送レート管理表
Ｌ３      伝送レート管理表
Ｌｖ３    受信レベル
Ｓａ      全端末平均トラヒック流量
Ｔ３      データ・フレーム伝送遅延時間
Ｔａ      平均データ・フレーム伝送遅延時間
【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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