(57)【要約】【課題】フレーム再送率を抑制し、スループットを向上させることが可能な通信装置を得ること。【解決手段】本発明にかかる通信装置は、データをフレーム化して送信し、送信エラー発生時には、当該送信エラーが発生したフレームを再送する機能を備えた通信装置であって、通信中の他の通信装置から単位時間あたりに受信したフレームに基づいてフレーム再送率を計測する測定部（１４）と、フレーム再送率が所定のしきい値以上で、かつ前記他の通信装置から受信した信号の受信レベルが現在のデータ伝送レートよりも高いデータ伝送レートの最低受信レベル以上の場合に、予め規定されている複数のデータ伝送レートの中から使用中のデータ伝送レートよりも高いデータ伝送レートを選択する伝送レート選択部（１５）と、を備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データをフレーム化して送信し、送信エラー発生時には、当該送信エラーが発生したフレームを再送する機能を備えた通信装置であって、
通信中の他の通信装置から単位時間あたりに受信したフレームに基づいて、再送フレームが占める割合（フレーム再送率）を計測する再送率計測手段と、
前記フレーム再送率が所定のしきい値以上で、かつ前記他の通信装置から受信した信号の受信レベルが現在のデータ伝送レートよりも高いデータ伝送レートの最低受信レベル以上の場合に、予め規定されている複数のデータ伝送レートの中から使用中のデータ伝送レートよりも高いデータ伝送レートを選択する伝送レート選択手段と、
を備え、
前記他の通信装置と行う次回のデータ伝送で、前記選択したデータ伝送レートを使用することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
さらに、
前記伝送レート選択手段は、
前記フレーム再送率が前記しきい値未満の場合、前記フレーム再送率が前記しきい値以上とならないように、前記受信レベルに基づいて、予め規定されている複数のデータ伝送レートの中から最大のデータ伝送レートを選択することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
さらに、
前記伝送レート選択手段は、
前記フレーム再送率が所定のしきい値以上で、かつ前記他の通信装置から受信した信号の受信レベルが前記最低受信レベル未満の場合に、予め規定されている複数のデータ伝送レートの中から使用中のデータ伝送レートよりも低いデータ伝送レートを選択することを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項４】
データをフレーム化して送信し、送信エラー発生時には、当該送信エラーが発生したフレームを再送する機能を備えた通信装置であって、
通信中の他の通信装置から単位時間あたりに受信したフレームに基づいて、スループットを計測するスループット計測手段と、
前記スループットが所定のしきい値未満で、かつ前記他の通信装置から受信した信号の受信レベルが現在のデータ伝送レートよりも高いデータ伝送レートの最低受信レベル以上の場合に、予め規定されている複数のデータ伝送レートの中から使用中のデータ伝送レートよりも高いデータ伝送レートを選択する伝送レート選択手段と、
を備え、
前記他の通信装置と行う次回のデータ伝送で、前記選択したデータ伝送レートを使用することを特徴とする通信装置。
【請求項５】
さらに、
前記スループット計測手段は、
前記スループットが前記しきい値以上の場合、前記スループットが前記しきい値未満とならないように、前記受信レベルに基づいて、予め規定されている複数のデータ伝送レートの中から最大のデータ伝送レートを選択することを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
さらに、
前記伝送レート選択手段は、
前記スループットが所定のしきい値未満で、かつ前記他の通信装置から受信した信号の受信レベルが前記最低受信レベル未満の場合に、予め規定されている複数のデータ伝送レートの中から使用中のデータ伝送レートよりも低いデータ伝送レートを選択することを特徴とする請求項４または５に記載の通信装置。
【請求項７】
データをフレーム化して送信し、送信エラー発生時には、当該送信エラーが発生したフレームを再送する機能を備えた通信装置であって、
通信中の他の通信装置から受信したフレームが再送されたものである場合、それをカウントするための再送カウンタをカウントアップする再送カウント手段と、
前記カウント値が規定のカウント数（再送リミット）に達し、かつ前記他の通信装置から受信した信号の受信レベルが使用中の伝送レートよりも高い伝送レートの最低受信レベル以上の場合に、予め規定されている複数のデータ伝送レートの中から使用中のデータ伝送レートよりも高いデータ伝送レートを選択する伝送レート選択手段と、
を備え、
前記他の通信装置と行う次回のデータ伝送で、前記選択したデータ伝送レートを使用することを特徴とする通信装置。
【請求項８】
さらに、
前記伝送レート選択手段は、
前記カウント値が前記再送リミットに達しておらず、かつ前記カウント値に基づいて算出されたフレーム再送率が所定のしきい値未満の場合、フレーム再送率が当該しきい値以上とならないように、前記受信レベルに基づいて、予め規定されている複数のデータ伝送レートの中から最大のデータ伝送レートを選択することを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
さらに、
前記伝送レート選択手段は、
前記カウント値が前記再送リミットに達し、かつ前記他の通信装置から受信した信号の受信レベルが前記最低受信レベル未満の場合に、前記フレーム再送率が前記しきい値以上であれば予め規定されている複数のデータ伝送レートの中から使用中のデータ伝送レートよりも低いデータ伝送レートを選択することを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
【請求項１０】
さらに、
前記再送率計測手段は、
自装置の動作状態が変化したと判断した場合、前記フレーム再送率をクリアすることを特徴とする請求項１、２または３に記載の通信装置。
【請求項１１】
さらに、
前記スループット計測手段は、
自装置の動作状態が変化したと判断した場合、前記スループットをクリアすることを特徴とする請求項４、５または６に記載の通信装置。
【請求項１２】
さらに、
前記再送カウント手段は、
自装置の動作状態が変化したと判断した場合、前記カウント数をクリアすることを特徴とする請求項７、８または９に記載の通信装置。
【請求項１３】
無線通信システムにおいて、自局配下の端末装置と通信と行う基地局装置であって、
前記請求項１〜９のいずれか一つに記載の通信装置の機能を有することを特徴とする基地局装置。
【請求項１４】
前記端末装置からのデータを受信し、当該データ受信に対する応答処理を終了後、最初のフレーム送信タイミングで、当該端末装置に対して次回のデータ伝送で使用するデータ伝送レートを通知することを特徴とする請求項１３に記載の基地局装置。
【請求項１５】
前記最初のフレーム送信タイミングで送信するフレーム内の、任意のデータを設定可能な既存の領域に、前記次回のデータ伝送で使用するデータ伝送レートを設定することを特徴とする請求項１４に記載の基地局装置。
【請求項１６】
無線通信システムにおいて、自身が属する基地局装置と通信を行う端末装置であって、
前記請求項１〜１２のいずれか一つに記載の通信装置の機能を有することを特徴とする端末装置。
【請求項１７】
前記基地局装置からデータ伝送レートを通知するためのフレームを受信した場合、以後、当該通知されたデータ伝送レート（更新伝送レート）を使用してデータ伝送を行うことを特徴とする請求項１６に記載の端末装置。
【請求項１８】
前記受信フレーム内の、任意のデータを設定可能な既存の領域に設定されたデータ伝送レートを、前記更新伝送レートとすることを特徴とする請求項１７に記載の端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレーム（パケット）化したデータの送受信を行う無線通信システムを構成する通信装置に関するものであり、特に、フレームの送信エラーを検出した場合、当該送信エラーとなったフレームを再送する機能を備えた通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、接続ケーブル不要という利点に加え、伝送速度の高速化および機器の低価格化が進んだ、等の理由から無線ＬＡＮが急速に普及してきている。無線ＬＡＮシステムにおいては、無線基地局に相当するＡＰ（Access  Point）と、それに無線接続される無線端末に相当するＳＴＡ（Station）とが存在し、１台のＡＰが複数のＳＴＡを収容する。このような無線ＬＡＮシステムが提供する無線通信においては、電波伝搬環境の変化に応じて符号化率や変調方式などの伝送方式を切り替えることによって伝送レートを変化させ、通信品質の向上を図っている。たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムにおいては、使用する伝送レートを信号の受信レベルに応じて変化させるフォールバック方式が採用されている。これは、ＡＰが、収容しているＳＴＡに対して、使用可能な伝送レートを一定周期で報知し、ＡＰとＳＴＡは、信号の受信レベルに応じて伝送レートを決定するものである。
【０００３】
また、伝送路の特性を示す指標は、上記受信レベル以外にも様々なものがあり、従来の伝送レート決定方法として、たとえば、伝送される情報の種類に応じた条件で、受信レベル、伝送誤り率、伝送遅延時間、等の伝送路特性の測定を行うことにより最適な伝送方式を決定する方法が存在する（下記特許文献１参照）。
【０００４】
また、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムにおいては、アクセス制御方式としてＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier  Sense  Multiple  Access  with  Collision  Avoidance）を採用し、ＡＰおよびＳＴＡは、チャネルの使用状況を検知して自律的にフレームの送信タイミングを決定している。しかしながら、ＣＳＭＡ／ＣＡを使用してもなおフレームが衝突し、フレームを喪失する（フレームの送信を失敗する）場合がある。そのため、ＡＰおよびＳＴＡは、衝突が発生すると喪失したフレームの再送を行う。なお、一つのＡＰが収容するＳＴＡの数が増加すると通信トラフィックの増加に伴いＳＴＡから送信されるフレーム同士が衝突する確率が高くなり、その結果フレームを再送する回数が増えてスループットが低下する。
【０００５】
また、受信信号レベルが低い場合は、データの符号誤り率が高くなることを抑えるために伝送レートを低くしてデータ伝送を行う。これは、低い伝送レートを使用するほど送信データの符号誤り耐性が強くなるためである。
【０００６】
このように、従来の無線ＬＡＮシステムにおいては、受信レベル、伝送誤り率、伝送遅延時間、等伝送路特性に応じて伝送レートを変更してスループットの低下を抑え、また、フレーム衝突が発生した場合にはフレームを再送する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２０９５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、同じサイズのデータを送信する場合、低い伝送レートを使用するとフレーム長が長くなり、高い伝送レートを使用した場合と比較してフレームが衝突する確率が高くなる。そのため、信号の受信レベルが十分である（高い）にもかかわらず低い伝送レートを使用してデータを送信した場合、フレームの衝突が多数発生し、かえってスループットが低下する場合がある、という問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フレーム再送の発生率を抑制し、スループットを向上させることが可能な通信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信装置は、データをフレーム化して送信し、送信エラー発生時には、当該送信エラーが発生したフレームを再送する機能を備えた通信装置であって、通信中の他の通信装置から単位時間あたりに受信したフレームに基づいて、再送フレームが占める割合（フレーム再送率）を計測する再送率計測手段と、前記フレーム再送率が所定のしきい値以上で、かつ前記他の通信装置から受信した信号の受信レベルが現在のデータ伝送レートよりも高いデータ伝送レートの最低受信レベル以上の場合に、予め規定されている複数のデータ伝送レートの中から使用中のデータ伝送レートよりも高いデータ伝送レートを選択する伝送レート選択手段と、を備え、前記他の通信装置と行う次回のデータ伝送で、前記選択したデータ伝送レートを使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、フレーム衝突の発生回数を抑え、スループットを向上させることができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信装置として動作する基地局装置（以下、ＡＰ：Access  Pointと呼ぶ）および端末装置（以下、ＳＴＡ：Stationと呼ぶ）を含む通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。この通信システムは、ＡＰ１および２、ＳＴＡ５〜９を含み、ＡＰ１は、無線エリア３にＳＴＡ５および６を収容し、ＡＰ２は、無線エリア４にＳＴＡ７〜９を収容する。そして、ＡＰ１は、ＳＴＡ５および６と通信を行い、ＡＰ２は、ＳＴＡ７〜９と通信を行う。
【００１４】
図２は、実施の形態１のＡＰの構成例を示す図であり、このＡＰは、アンテナ１１と、Ａ／Ｄ変換部１２と、受信部１３と、測定部１４と、伝送レート選択部１５と、送信部１６と、Ｄ／Ａ変換部１７と、を備える。Ａ／Ｄ変換部１２は、アンテナ１１を介して受信したフレーム化されたアナログ信号をディジタル信号へと変換する。受信部１３は、Ａ／Ｄ変換部において変換されたディジタル信号の復号処理、復調処理を行い、フレームに関する情報および信号受信レベルを取得し、取得した情報を測定部１４に対して通知する。測定部１４は、通知されたフレームに関する情報に基づいて、単位時間あたりのフレーム再送の発生率、スループットなどを測定し、その結果および受信部１３から通知された信号受信レベルを伝送レート選択部１５に対して通知する。伝送レート選択部１５は、測定部１４から通知された情報に基づいて伝送レートを選択する。また、送信部１６は、送信データに対して変調処理、符号化処理を行う。Ｄ／Ａ変換部１７は、送信部１６から受け取ったディジタル信号をアナログ信号へと変換し、当該アナログ信号は、アンテナ１１を介してＳＴＡへ送信される。
【００１５】
また、図３は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａで規定されているフォールバックしきい値を示す図であり、伝送レート選択部１５は、後述する伝送レート選択処理を実行するにあたり当該図３に示されたしきい値を参照する。また、図４は、実施の形態１のＡＰが伝送レートを選択する動作例を示すフローチャートである。以下、ＡＰが伝送レートを選択する動作を、図１〜４に基づいて説明する。ここでは、一例として、ＳＴＡ５および６を収容しているＡＰ１の動作について説明する。
【００１６】
ＡＰ１の受信部１３は、受信したフレームが再送されたフレーム（再送フレーム）かどうかの情報および信号受信レベルを取得し、測定部１４に対して通知する（ステップＳ１１）。測定部１４は、受信部１３から通知された情報に基づいて再送フレームを受信したと判断すると、それがＳＴＡ５または６のどちらから再送されたものかを確認し、再送フレームの受信回数を示すフレーム再送回数をカウントアップする（ステップＳ１２）。なお、フレーム再送回数は、ＳＴＡ毎に個別にカウントする。つぎに、測定部１４は、単位時間あたりに発生したフレーム再送回数（フレーム再送率）を計測し、その結果および受信部１３から通知された信号受信レベルを伝送レート選択部１５へ通知する（ステップＳ１３）。なお、フレーム再送率とは、たとえば、特定のＳＴＡから単位時間あたりに受信した全てのフレームの中でＳＴＡにより再送信されたフレーム（再送フレーム）が占める割合をいう。
【００１７】
伝送レート選択部１５は、測定部１４から通知されたフレーム再送率がしきい値以上かどうかを判断する（ステップＳ１４）。フレーム再送率がしきい値以上である場合（ステップＳ１４、Ｙｅｓ）、伝送レート選択部１５は、図３に示された伝送レート対最低受信レベルを参照し、レベル測定部１４から通知された信号受信レベルが、現在使用中の伝送レートよりも高い伝送レートの最低受信レベル以上であるかどうか（現在より高い伝送レートを選択可能かどうか）を確認する（ステップＳ１５）。現在使用中の伝送レートよりも高い伝送レートが選択可能な場合（ステップＳ１５、Ｙｅｓ）、伝送レート選択部１５は、選択可能な伝送レートの中から現在よりも高い伝送レートを選択し、切り替える（ステップＳ１６）。
【００１８】
これに対して、上記ステップＳ１４において、フレーム再送率がしきい値未満であると判断した場合（ステップＳ１４、Ｎｏ）、または、上記ステップＳ１５において、現在使用中のものよりも高い伝送レートを選択不可能と判断した場合（ステップＳ１５、Ｎｏ）、伝送レート選択部１５は、従来から使用されている方式で伝送レートを選択し、切り替える（ステップＳ１７）。具体的には、フレーム再送率がしきい値未満の場合、伝送レート選択部１５は、伝送路状態が良好かつフレーム衝突の発生率が低いと判断し、信号受信レベルに基づいて、フレーム再送率がしきい値以上とならないように、予め規定されている複数のデータ伝送レートの中から最大のデータ伝送レートを選択する。また、フレーム再送率がしきい値以上で、かつ現在使用中のものよりも高い伝送レートを選択不可能の場合、伝送路状態が劣悪であると判断し、使用中のものよりも低い伝送レートを選択する。
【００１９】
このように、本実施の形態においては、単位時間あたりのフレーム再送率がしきい値以上となった場合、かつ信号受信レベルが使用中の伝送レートよりも高い伝送レートを選択可能な程十分高い場合、基地局装置は、使用中の伝送レートよりも高い伝送レートに切り替えることとした。これにより、フレーム衝突の発生回数を抑え、スループットを向上させることができる。
【００２０】
実施の形態２．
つづいて、実施の形態２について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態１の通信システムと同様である。本実施の形態においては、単位時間あたりのスループットの状態に基づいて、ＡＰが伝送レートを切り替える動作について説明する。図５は、実施の形態２のＡＰが伝送レートを選択する動作例を示すフローチャートである。以下、ＡＰが伝送レートを選択する動作を、図１、２および５に基づいて説明する。ここでは、一例として、ＳＴＡ５および６を収容しているＡＰ１の動作について説明する。なお、図５において、上述した実施の形態１と同じ処理については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２１】
ＡＰ１の測定部１４は、ステップＳ１２を実行後、単位時間あたりのスループットを計測し、その結果および受信部１３から通知された信号受信レベルを伝送レート選択部１５へ通知する（ステップＳ２３）。伝送レート選択部１５は、測定部１４から通知されたスループットがしきい値以下かどうかを判断する（ステップＳ２４）。スループットがしきい値以下である場合（ステップＳ１４、Ｙｅｓ）、伝送レート選択部１５は、上述した実施の形態１と同様に、ステップＳ１５以下の処理（ステップＳ１５および１６、またはステップＳ１５および１７）を実行する。これに対して、上記測定部１４から通知されたスループットがしきい値を超えている場合（ステップＳ２４、Ｎｏ）、伝送レート選択部１５は、ステップＳ１７を実行する。なお、伝送レート選択部１５は、ステップＳ１７において、フレーム再送率および信号受信レベルに基づいて、従来から使用されている方式で伝送レート選択し、切り替える。具体的には、スループットがしきい値を超えている場合、伝送レート選択部１５は、伝送路状態が良好かつフレーム衝突の発生率が低いと判断し、信号受信レベルに基づいて、スループットがしきい値以下とならないように、予め規定されている複数のデータ伝送レートの中から最大のデータ伝送レートを選択する。また、スループットがしきい値以下で、かつ現在使用中のものよりも高い伝送レートを選択不可能の場合、伝送路状態が劣悪であると判断し、使用中のものよりも低い伝送レートを選択する。
【００２２】
なお、本実施の形態においては、伝送レート選択部が、単位時間あたりのスループットに基づいて伝送レートを切り替えることとしたが、これに加えて、上述した実施の形態１の、単位時間あたりのフレーム再送率に基づいて伝送レートを選択する動作を並行して実施する（フレーム再送率がしきい値以上となった場合にも伝送レートを切り替える）こととしてもよい。また、単位時間あたりのスループットおよびフレーム再送率の２つの条件に基づいて、伝送レートを切り替えるかどうかを判断することとしてもよい。
【００２３】
このように、本実施の形態においては、単位時間あたりのスループットがしきい値以上となった場合、かつ信号受信レベルが使用中の伝送レートよりも高い伝送レートを選択可能な程十分高い場合、基地局装置は、使用中の伝送レートよりも高い伝送レートに切り替えることとした。これにより、フレーム衝突の発生回数を抑え、スループットを向上させることができる。
【００２４】
実施の形態３．
つづいて、実施の形態３について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態１の通信システムと同様である。本実施の形態においては、フレームの送信カウンタが再送リミットに達した（フレーム再送回数が規定回数に達した）場合に、ＡＰが伝送レートを切り替える動作について説明する。図６は、実施の形態３のＡＰが伝送レートを選択する動作例を示すフローチャートである。以下、ＡＰが伝送レートを選択する動作を、図１、２および６に基づいて説明する。ここでは、一例として、ＳＴＡ５および６を収容しているＡＰ１の動作について説明する。なお、図６において、上述した実施の形態１と同じ処理については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２５】
ＡＰ１の測定部１４は、再送フレームを受信すると、上述した実施の形態１のステップＳ１２の処理と同様に、再送フレームの受信回数を示すフレーム再送回数をカウントアップする（ステップＳ１２）。つぎに、測定部１４は、フレーム再送回数を伝送レート選択部１５に対して通知する（ステップＳ３２）。伝送レート選択部１５は、測定部１４から通知されたフレーム再送回数が再送リミットに達したかどうかを判断する（ステップＳ３３）。フレーム再送回数が再送リミットに達した場合（ステップＳ３３、Ｙｅｓ）、伝送レート選択部１５は、上述した実施の形態１と同様に、ステップＳ１５以下の処理（ステップＳ１５および１６、またはステップＳ１５および１７）を実行する。これに対して、上記測定部１４から通知されたフレーム再送回数が再送リミットに達していない場合（ステップＳ３３、Ｎｏ）、伝送レート選択部１５は、ステップＳ１７を実行する。なお、伝送レート選択部１５は、ステップＳ１７において、フレーム再送回数および信号受信レベルに基づいて、従来から使用されている方式で伝送レート選択し、切り替える。具体的には、フレーム再送回数に基づいて算出されたフレーム再送率がフレーム再送率がしきい値未満の場合、伝送レート選択部１５は、伝送路状態が良好かつフレーム衝突の発生率が低いと判断し、信号受信レベルに基づいて、フレーム再送率がしきい値以上とならないように、予め規定されている複数のデータ伝送レートの中から最大のデータ伝送レートを選択する。また、フレーム再送率がしきい値以上で、かつ現在使用中のものよりも高い伝送レートを選択不可能の場合、伝送路状態が劣悪であると判断し、使用中のものよりも低い伝送レートを選択する。また、図示していないが、フレーム再送回数が再送リミットに達した場合、伝送レート選択部１５は、フレーム再送回数をリセットする。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、伝送レート選択部が、フレーム再送回数に基づいて伝送レートを切り替えることとしたが、これに加えて、上述した実施の形態１または２の、単位時間あたりのフレーム再送率に基づいて伝送レートを選択する動作、および／または、単位時間あたりのスループットに基づいて伝送レートを選択する動作、を並行して実施する（フレーム再送率がしきい値以上および／またはスループットがしきい値以下となった場合に伝送レートを切り替える）こととしてもよい。また、スループット、フレーム再送率、フレーム再送回数の３つの条件のうちの任意の２つの条件または３つ全ての条件に基づいて、伝送レートを切り替えるかどうかを判断することとしてもよい。
【００２７】
このように、本実施の形態においては、フレーム再送回数が再送リミットに達した場合、かつ信号受信レベルが、使用中の伝送レートよりも高い伝送レートを選択可能な程十分高い場合、基地局装置は、使用中の伝送レートよりも高い伝送レートに切り替えることとした。これにより、フレーム衝突の発生回数を抑え、スループットを向上させることができる。
【００２８】
実施の形態４．
つづいて、実施の形態４について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態１の通信システムと同様である。本実施の形態においては、ＡＰが、選択した伝送レートをＳＴＡに対して通知する動作について説明する。
【００２９】
図７はＩＥＥＥ８０２．１１ａの無線フレームの構成を示す図である。無線フレームは、同期確立のためのプリアンブル信号を格納するためのＰｒｅａｍｂｌｅ領域、伝送レートやデータ長の情報を格納するためのＳＩＧＮＡＬ領域、ユーザデータを格納するためのＤＡＴＡ領域を含む。また、ＤＡＴＡ領域は、スクランブル処理に使用する信号を格納するためのＳＥＲＶＩＣＥ領域、ユーザデータを格納するためのＰＳＤＵ（Presentation-layer  Service  Data  Unit）領域、畳み込み符号化を終端するための負荷ビットを格納するためのＴａｉｌ領域、ＤＡＴＡ領域の長さをＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）シンボルの整数倍に調整する信号を格納するためのパディングビット領域を含む。なお、ＳＥＲＶＩＣＥ領域は、将来のために予約されたビットを含み、この予約されたビットは、パディングビット領域と同様に任意の情報を格納するために使用可能である。
【００３０】
また、図８は、実施の形態４のＡＰおよびＳＴＡの動作の一例を示す図である。以下、図１、７および８に基づいてＡＰがＳＴＡに対して伝送レートを通知する動作について説明する。ここでは、一例として、ＡＰ１がＳＴＡ５に対して伝送レートを通知する動作について説明する。
【００３１】
ＳＴＡ５はＤＩＦＳ（Distributed  Coordination  Function  Inter  Frame  Space）のフレーム間隔経過後（図８においてＤＩＦＳ期間が経過後）、バックオフ処理を行う。バックオフ処理においては、ランダムな時間チャネルの状況をみるためにキャリアセンスを行い、チャネルが空いていることを確認できた場合、ＳＴＡ５は、ＡＰ１に対してデータを送信する。ＳＴＡ５から送信されたデータを受信すると、ＡＰ１は、最優先のフレームを送信する際のフレーム送信間隔であるＳＩＦＳ（Short  Inter  Frame  Space）期間が経過後、ＳＴＡ５に対してＡＣＫを送信する。また、ＳＴＡ５から送信されたデータを受信すると、ＡＰ１は、上述した実施の形態１〜３のいずれかの処理を実行し、伝送レートの変更を行うかどうかを判断する。伝送レートの変更を行うと判断した場合、ＡＰ１は、ＳＴＡ５に対して上記ＡＣＫ送信をしてからＳＩＦＳ期間が経過後、伝送レート変更通知（フレーム）を無線エリア３に同報送信する。なお、変更後の伝送レート（ＡＰ１が選択し直した伝送レート）の情報は、伝送レート変更通知のＳＥＲＶＩＣＥ領域内の予約ビット領域またはパディングビット領域に格納する。また、無線エリア３内のすべてのＳＴＡが、伝送レート変更通知を受信することとなるが、直前にＡＰ１へデータを送信したＳＴＡ５のみが伝送レート変更通知に格納された伝送レートに変更し、他のＳＴＡは伝送レートを変更しない。
【００３２】
このように、本実施の形態においては、基地局装置が、伝送レートを選択し直した（使用中のものよりも高い伝送レートに切り替えることを決定した）場合、伝送レートを切り替える対象となる端末装置のデータ受信に対する応答処理を終了後（ＡＣＫを送信後）、ＳＩＦＳ期間が経過した時点で、選択し直した伝送レートを同報送信により通知することとし、直前にデータを送信した端末装置のみが当該通知された伝送レートに変更することとした。これにより、変更後の伝送レートを使用する端末装置のみに対して、伝送レートの変更を指示することができる。
【００３３】
また、基地局装置は、フレームを構成し、任意のデータを設定可能な既存の予約領域に選択し直した伝送レートを設定して送信することとした。これにより、基地局装置は、端末装置に対して、既存のフレームを使用して容易にデータ伝送レートを通知することができる。
【００３４】
実施の形態５．
つづいて、実施の形態５について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態１の通信システムと同様である。本実施の形態においては、単位時間あたりに発生したフレーム再送回数（フレーム再送率）に基づいて、ＳＴＡが伝送レートを切り替える動作について説明する。
【００３５】
図９は、実施の形態５のＳＴＡの構成例を示す図であり、このＳＴＡは、アンテナ５１と、Ａ／Ｄ変換部５２と、受信部５３と、測定部５４と、伝送レート選択部５５と、送信部５６と、Ｄ／Ａ変換部５７と、を備える。Ａ／Ｄ変換部５２は、アンテナ５１を介して受信したフレーム化されたアナログ信号をディジタル信号へと変換する。受信部５３は、Ａ／Ｄ変換部において変換されたディジタル信号の復号処理、復調処理を行い、フレームに関する情報および信号受信レベルを取得し、取得した情報を測定部５４に対して通知する。測定部５４は、通知されたフレームに関する情報に基づいて、フレーム再送率、スループットなどを測定し、その結果および受信部５３から通知された信号受信レベルを伝送レート選択部５５に対して通知する。伝送レート選択部５５は、測定部５４から通知された情報に基づいて伝送レートを選択する。また、送信部５６は、送信データに対して変調処理、符号化処理を行う。Ｄ／Ａ変換部５７は、送信部５６から受け取ったディジタル信号をアナログ信号へと変換し、当該アナログ信号は、アンテナ５１を介してＡＰへ送信される。
【００３６】
図１０は、実施の形態５のＳＴＡが伝送レートを選択する動作例を示すフローチャートである。以下、ＳＴＡが伝送レートを選択する動作を、図１、３、９および１０に基づいて説明する。ここでは、一例として、ＡＰ１に収容されているＳＴＡ５の動作について説明する。
【００３７】
ＳＴＡ５の受信部５３は、受信したフレームが再送フレームかどうかの情報および信号受信レベルを取得し、測定部５４に対して通知する（ステップＳ５１）。測定部５４は、受信部５３から通知された情報に基づいて再送フレームを受信したと判断すると、再送フレームの受信回数を示すフレーム再送回数をカウントアップする（ステップＳ５２）。つぎに、測定部５４は、前回のフレーム再送回数カウントアップ時と比較してＳＴＡ５の状態が変化したかどうか（移動中状態から停止中状態へ移行したかどうか、および、停止中状態から移動中状態へ移行したかどうか）を判断する（ステップＳ５３）。なお、ＳＴＡ５の状態が変化したかどうかは、たとえば、信号受信レベルの変化により判断する、移動検知センサーを用いて判断する、などにより行うことが考えられるが、実現方法は問わない。状態が変化していないと判断した場合（ステップＳ５３、Ｎｏ）、測定部５４は、単位時間あたりのフレーム再送率を計測し、その結果および上記受信部５３から通知された信号受信レベルを伝送レート選択部５５へ通知する（ステップＳ５４）。これに対して、状態が変化していると判断した場合（ステップＳ５３、Ｙｅｓ）、測定部５４は、それまでの測定結果を参考にできないと判断し、フレーム再送回数をリセット（クリア）することによりフレーム再送率をクリアする（ステップＳ５８）。その後、伝送レート選択部５５は、従来から使用されている方式で伝送レートを選択し、切り替える（ステップＳ５９）。なお、ステップＳ５９の従来から使用されている方式で伝送レートを選択し、切り替える処理は、上述した実施の形態１のステップＳ１７（図４参照）の処理と同様である。
【００３８】
伝送レート選択部５５は、測定部５４から通知されたフレーム再送率がしきい値以上かどうかを判断する（ステップＳ５５）。フレーム再送率がしきい値以上である場合（ステップＳ５５、Ｙｅｓ）、伝送レート選択部５５は、図３に示された伝送レート対最低受信レベルを参照し、レベル測定部５４から通知された信号受信レベルが、現在使用中の伝送レートよりも高い伝送レートの最低受信レベル以上であるかどうか（現在より高い伝送レートを選択可能かどうか）を確認する（ステップＳ５６）。現在使用中の伝送レートよりも高い伝送レートが選択可能な場合（ステップＳ５６、Ｙｅｓ）、伝送レート選択部５５は、選択可能な伝送レートの中から現在よりも高い伝送レートを選択し、切り替える（ステップＳ５７）。
【００３９】
これに対して、上記ステップＳ５５において、フレーム再送率がしきい値未満であると判断した場合（ステップＳ５５、Ｎｏ）、または、上記ステップＳ５６において、現在使用中のものよりも高い伝送レートを選択不可能と判断した場合（ステップＳ５６、Ｎｏ）、伝送レート選択部５５は、ステップＳ５９を実行する。
【００４０】
このように、本実施の形態においては、単位時間あたりのフレーム再送率がしきい値以上となった場合、かつ信号受信レベルが、使用中の伝送レートよりも高い伝送レートを選択可能な程十分高い場合、端末装置は、使用中の伝送レートよりも高い伝送レートに切り替えることとした。これにより、フレーム衝突の発生回数を抑え、スループットを向上させることができる。また、端末装置は、状態が変化した（移動中状態から停止中状態へ移行した、または、停止中状態から移動中状態へ移行した）と判断した場合、フレーム再送率の測定結果をリセットすることとした。これにより、信頼性の低いフレーム再送率に基づいて誤った伝送レートを選択するのを防止することができる。
【００４１】
実施の形態６．
つづいて、実施の形態６について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態１の通信システムと同様である。本実施の形態においては、単位時間あたりのスループットの状態に基づいて、ＳＴＡが伝送レートを切り替える動作について説明する。
【００４２】
図１１は、実施の形態６のＳＴＡが伝送レートを選択する動作例を示すフローチャートである。以下、ＳＴＡが伝送レートを選択する動作を、図１、９および１１に基づいて説明する。ここでは、一例として、ＡＰ１に収容されているＳＴＡ５の動作について説明する。なお、図１１において、上述した実施の形態５と同じ処理については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
ＳＴＡ５の測定部５４は、ステップＳ５２を実行後、前回のフレーム再送回数カウントアップ時と比較してＳＴＡ５の状態が変化したかどうか（移動中状態から停止中状態へ移行したかどうか、および、停止中状態から移動中状態へ移行したかどうか）を判断する（ステップＳ５３）。状態が変化していないと判断した場合（ステップＳ５３、Ｎｏ）、測定部５４は、単位時間あたりのスループットを計測し、その結果および上記受信部５３から通知された信号受信レベルを伝送レート選択部５５へ通知する（ステップＳ６４）。これに対して、状態が変化していると判断した場合（ステップＳ５３、Ｙｅｓ）、測定部５４は、それまでの測定結果を参考にできないと判断し、フレーム再送回数をリセット（クリア）することによりスループットをクリアする（ステップＳ５８）。そして、伝送レート選択部５５は、従来から使用されている方式で伝送レートを選択し、切り替える（ステップＳ５９）。なお、ステップＳ５９の従来から使用されている方式で伝送レートを選択し、切り替える処理は、上述した実施の形態２のステップＳ１７（図５参照）の処理と同様である。
【００４４】
伝送レート選択部５５は、ステップＳ６４において通知されたスループットがしきい値以下かどうかを判断する（ステップＳ６５）。スループットがしきい値以下である場合（ステップＳ６５、Ｙｅｓ）、伝送レート選択部５５は、上述した実施の形態５と同様に、ステップＳ５６以下の処理（ステップＳ５６および５７、またはステップＳ５６および５９）を実行する。これに対して、上記測定部５４から通知されたスループットがしきい値を超えている場合（ステップＳ６５、Ｎｏ）、伝送レート選択部５５は、ステップＳ５９を実行する。
【００４５】
また、本実施の形態においては、伝送レート選択部が、単位時間あたりのスループットに基づいて伝送レートを切り替えることとしたが、これに加えて、上述した実施の形態５の、単位時間あたりのフレーム再送率に基づいて伝送レートを選択する動作を並行して実施する（フレーム再送率がしきい値以上となった場合にも伝送レートを切り替える）こととしてもよい。また、単位時間あたりのスループットおよびフレーム再送率の２つの条件に基づいて、伝送レートを切り替えるかどうかを判断することとしてもよい。
【００４６】
このように、本実施の形態においては、単位時間あたりのスループットがしきい値以上となった場合、かつ信号受信レベルが、使用中の伝送レートよりも高い伝送レートを選択可能な程十分高い場合、端末装置は、使用中の伝送レートよりも高い伝送レートに切り替えることとした。これにより、フレーム衝突の発生回数を抑え、スループットを向上させることができる。また、端末装置は、状態が変化した（移動中状態から停止中状態へ移行した、または、停止中状態から移動中状態へ移行した）と判断した場合、スループットの測定結果をリセットすることとした。これにより、信頼性の低いスループットに基づいて誤った伝送レートを選択するのを防止することができる。
【００４７】
実施の形態７．
つづいて、実施の形態７について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態１の通信システムと同様である。本実施の形態においては、フレームの送信カウンタが再送リミットに達した（フレーム再送回数が規定回数に達した）場合に、ＳＴＡが伝送レートを切り替える動作について説明する。図１２は、実施の形態７のＳＴＡが伝送レートを選択する動作例を示すフローチャートである。以下、ＳＴＡが伝送レートを選択する動作を、図１、９および１２に基づいて説明する。ここでは、一例として、ＡＰ１に収容されているＳＴＡ５の動作について説明する。なお、図１２において、上述した実施の形態６と同じ処理については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
ＳＴＡ５の測定部５４は、ステップＳ５２を実行後、前回のフレーム再送回数カウントアップ時と比較してＳＴＡ５の状態が変化したかどうか（移動中状態から停止中状態へ移行したかどうか、および、停止中状態から移動中状態へ移行したかどうか）を判断する（ステップＳ５３）。状態が変化していないと判断した場合（ステップＳ５３、Ｎｏ）、測定部５４は、フレーム再送回数を伝送レート選択部５５に対して通知する（ステップＳ７２）。これに対して、状態が変化していると判断した場合（ステップＳ５３、Ｙｅｓ）、測定部５４は、それまでの測定結果を参考にできないと判断し、フレーム再送回数をリセット（クリア）する（ステップＳ５８）。そして、伝送レート選択部５５は、従来から使用されている方式で伝送レートを選択し、切り替える（ステップＳ５９）。なお、ステップＳ５９の従来から使用されている方式で伝送レートを選択し、切り替える処理は、上述した実施の形態３のステップＳ１７（図６参照）の処理と同様である。
【００４９】
伝送レート選択部５５は、ステップＳ７２において測定部５４から通知されたフレーム再送回数が再送リミットに達したかどうかを判断する（ステップＳ７５）。フレーム再送回数が再送リミットに達した場合（ステップＳ７５、Ｙｅｓ）、伝送レート選択部５５は、上述した実施の形態５と同様に、ステップＳ５６以下の処理（ステップＳ５６および５７、またはステップＳ５６および５９）を実行する。これに対して、上記測定部５４から通知されたフレーム再送回数が再送リミットに達していない場合（ステップＳ７５、Ｎｏ）、伝送レート選択部５５は、ステップＳ５９を実行する。また、図示していないが、フレーム再送回数が再送リミットに達した場合、伝送レート選択部５５は、フレーム再送回数をリセットする。
【００５０】
なお、本実施の形態においては、伝送レート選択部が、フレーム再送回数に基づいて伝送レートを切り替えることとしたが、これに加えて、上述した実施の形態５または６の、単位時間あたりのフレーム再送率に基づいて伝送レートを選択する動作、および／または、単位時間あたりのスループットに基づいて伝送レートを選択する動作、を並行して実施する（フレーム再送率がしきい値以上および／またはスループットがしきい値以下となった場合にも伝送レートを切り替える）こととしてもよい。また、スループット、フレーム再送率、フレーム再送回数の３つの条件のうちの任意の２つの条件または３つ全ての条件に基づいて、伝送レートを切り替えるかどうかを判断することとしてもよい。
【００５１】
このように、本実施の形態においては、フレーム再送回数が再送リミットに達した場合、かつ信号受信レベルが、使用中の伝送レートよりも高い伝送レートを選択可能な程十分高い場合、基地局装置は、使用中の伝送レートよりも高い伝送レートに切り替えることとした。これにより、フレーム衝突の発生回数を抑え、スループットを向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明にかかる通信装置は、無線通信システムに有用であり、特に、送信エラーが発生した場合に、当該送信エラーとなったフレームを再送する機能を備えた基地局装置および端末装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明にかかる通信装置として動作する基地局装置および端末装置を含む通信システムの構成例を示す図である。
【図２】実施の形態１の基地局装置の構成例を示す図である。
【図３】ＩＥＥＥ８０２．１１ａで規定されているフォールバックしきい値を示す図である。
【図４】実施の形態１の基地局装置が伝送レートを選択する動作例を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態２の基地局装置が伝送レートを選択する動作例を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態３の基地局装置が伝送レートを選択する動作例を示すフローチャートである。
【図７】ＩＥＥＥ８０２．１１ａの無線フレームの構成を示す図である。
【図８】実施の形態４の基地局装置および端末装置の動作の一例を示す図である。
【図９】実施の形態５の端末装置の構成例を示す図である。
【図１０】実施の形態５の端末装置が伝送レートを選択する動作例を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態６の端末装置が伝送レートを選択する動作例を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態７の端末装置が伝送レートを選択する動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１、２  基地局装置
３、４  無線エリア
５、６、７、８、９  端末装置
１１、５１  アンテナ
１２、５２  Ａ／Ｄ変換部
１３、５３  受信部
１４、５４  測定部
１５、５５  伝送レート選択部
１６、５６  送信部
１７、５７  Ｄ／Ａ変換部
【図１】
2007166120.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007166120.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007166120.tif 000009
【図８】
2007166120.tif 000010
【図９】
2007166120.tif 000011
【図１０】
2007166120.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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