(57)【要約】【課題】ブロックＡＣＫを使用することで発生する再送による遅延時間の増大を低減すること。【解決手段】無線区間の伝播環境を判定する伝播環境判定手段と、この伝播環境判定手段により判定された結果を基にして、ブロックＡＣＫリクエストを送信する周期を決定するブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定手段と、このブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定手段により決定されたブロックＡＣＫリクエストの送信周期に応じて、ブロックＡＣＫリクエストを送信するためのベースバンド処理を行うベースバンド処理手段を備えることで、無線伝播環境が良好であれば、ブロックＡＣＫリクエストの送信周期を長くし、無線伝播環境が悪化すれば、ブロックＡＣＫリクエストの送信周期を短くすることで、映像データパケットの再送に要する遅延時間を低減する。【選択図】図１
2007180687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線通信装置から構成される無線通信システムにおいて、他の無線通信装置に対してＴＣＰ／ＩＰのデータパケットの送信を行う無線通信装置であって、
連続して送信するデータパケット数を決定するブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定手段と、
前記ブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定手段で決定されたデータパケット数のデータパケットを送信した後に、ブロックＡＣＫリクエストを送信するベースバンド処理手段と、
無線区間の伝播環境を判定する伝播環境判定手段とを備え、
前記ブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定手段は、前記伝播環境判定手段の判定結果に基づいて、前記連続して送信するデータパケット数を決定する無線通信装置。
【請求項２】
前記伝播環境判定手段は、前記ブロックＡＣＫリクエストに対する応答として前記他の無線通信装置から送信されたブロックＡＣＫの電波受信強度を測定し、前記電波受信強度に基づいて無線区間の伝播環境を判定する請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記伝播環境判定手段は、前記連続して送信するデータパケット数と、前記ブロックＡＣＫリクエストに対する応答として前記他の無線通信装置から送信されたブロックＡＣＫに含まれる情報とからパケット受信成功率を算出し、前記パケット受信成功率に基づいて無線区間の伝播環境を判定する請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
複数の無線通信装置から構成される無線通信システムにおける送信側無線通信装置が、受信側無線通信装置へとＴＣＰ／ＩＰのデータパケットを送信する無線通信方法であって、
前記受信側無線通信装置宛に所定の連続送信パケット数のデータパケットを送信した後、確認応答要求を送信する第１のステップと、
前記受信側無線通信装置が送信した前記確認応答要求に対する応答である確認応答を受信する第２のステップとを含み、
前記第１のステップ及び前記第２のステップを繰り返すことによりデータパケットの送信を行い、
前記連続送信パケット数は、過去の前記連続送信パケット数と過去の前記確認応答に基づいて再送されるパケット数とに基づいて決定されている無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ等の無線ネットワークにおいて、無線基地局と無線端末間の無線通信方法に関し、より特定的には、ＴＣＰ／ＩＰのパケットの再送に要する無線区間での遅延時間を低減させる無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮの標準規格に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅがある。ＩＥＥＥ８０２．１１ｅには、ベストエフォート型の通信形態であるＥＤＣＡ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｃｃｅｓｓ）と、伝送帯域を保証する通信形態であるＨＣＣＡ（ＨＣＦ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｃｃｅｓｓ）がある。ＨＣＣＡは、伝送帯域を保証するため、映像伝送に適している。
【０００３】
ＨＣＣＡのパケット送達確認方法には、従来のＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）返信方法とは異なる、ブロックＡＣＫを返信する方法がある。ブロックＡＣＫ返信方法とは、送信局が送信する複数のパケットに対して、受信局がまとめて１個のＡＣＫ（ブロックＡＣＫ）を返信する方法である（非特許文献１参照）。
【０００４】
図１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅを用いた無線ネットワークの構成例を示す図である。ここでは、無線基地局１０１と無線端末１０２に、それぞれ映像サーバ１０３と映像表示装置１０４が接続されている。映像サーバ１０３から映像表示装置１０４へと送信される映像データパケットは、無線基地局１０１と無線端末１０２の間を無線により送信されている。
【０００５】
図６は、無線基地局１０１から無線端末１０２へと映像データパケットが送信される際の、ＨＣＣＡのブロックＡＣＫの返信手順を示した図である。
【０００６】
無線基地局１０１は、無線端末１０２との無線リンク設定時に、ブロックＡＣＫリクエストを送信する周期を決めておく。その後、無線基地局１０１は、ブロックＡＣＫリクエストを送信するタイミングまで、映像データパケットを連続送信する。ここでは、無線基地局１０１が５個の映像データパケットを連続送信した後に、ブロックＡＣＫリクエストを送信する場合を示している。ブロックＡＣＫリクエストを受信した無線端末１０２は、無線基地局１０１に対してブロックＡＣＫを返信する。ブロックＡＣＫには、無線端末１０２で、正常受信できなかった映像データパケットのシーケンス番号がビットマップ形式で明示されている。ここで、無線端末１０２が３番目のパケットを正常に受信できなかった場合、無線基地局１０１は３番目の映像データパケットのみを再送する。
【０００７】
このように、ブロックＡＣＫ返信方法は、従来のＡＣＫ返信方法のように、１個のデータパケットに対して１個のＡＣＫを返信する必要がないため、その分だけスループットを向上させることができる。
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Ｐ８０２．１１ｅ／Ｄ１３．０，Ｊａｎｕａｒｙ  ２００５  “Ｐａｒｔ  １１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ：  Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ：Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）  Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＱｏＳ）  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｓ”
【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、上記のブロックＡＣＫを用いる方法は、図７に示すように、無線伝播環境の悪化により、例えば、シーケンス番号の若いパケット（例えば、図７におけるシーケンス番号が１のパケット）が正常に受信されないと、再送に要する遅延時間が増大することになる。
【０００９】
ところで、ＴＣＰ／ＩＰの映像データパケットを伝送する場合には、遅延時間の増大が、ＴＣＰレイヤでのスループットを大きく劣化させる原因となる。図９は、ＴＣＰ／ＩＰにおける遅延時間とスループットの関係を示した図である。ここで、スループットをｙ［Ｍｂｐｓ］、遅延時間をｘ［ｍｓ］、ＴＣＰ／ＩＰでの送信データサイズをａ［ＫＢｙｔｅ］とすると、これらの間にはｙ＝８ａ／ｘという関係が成り立つ。このように、遅延時間の増大はスループットの劣化につながる。
【００１０】
そのため、ブロックＡＣＫを使用するＨＣＣＡの上位レイヤがＴＣＰ／ＩＰの場合、再送により無線区間の遅延時間が増大すると、ＴＣＰレイヤでのスループットが劣化し、映像の乱れなど、映像表示に支障をきたすという課題を有していた。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明の無線通信装置は、複数の無線通信装置から構成される無線通信システムにおいて、他の無線通信装置に対してＴＣＰ／ＩＰのデータパケットの送信を行う無線通信装置であって、連続して送信するデータパケット数を決定するブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定手段と、前記ブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定手段で決定されたデータパケット数のデータパケットを送信した後に、ブロックＡＣＫリクエストを送信するベースバンド処理手段と、無線区間の伝播環境を判定する伝播環境判定手段とを備え、前記ブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定手段は、前記伝播環境判定手段の判定結果に基づいて、前記連続して送信するデータパケット数を決定する。
【００１３】
また、本発明の無線通信方法は、複数の無線通信装置から構成される無線通信システムにおける送信側無線通信装置が、受信側無線通信装置へとＴＣＰ／ＩＰのデータパケットを送信する無線通信方法であって、前記受信側無線通信装置宛に所定の連続送信パケット数のデータパケットを送信した後、確認応答要求を送信する第１のステップと、前記受信側無線通信装置が送信した前記確認応答要求に対する応答である確認応答を受信する第２のステップとを含み、前記第１のステップ及び前記第２のステップを繰り返すことによりデータパケットの送信を行い、前記連続送信パケット数は、過去の前記連続送信パケット数と過去の前記確認応答に基づいて再送されるパケット数とに基づいて決定されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の無線パケット伝送装置によれば、ブロックＡＣＫを使用するＨＣＣＡの上位レイヤがＴＣＰ／ＩＰの場合、無線区間での再送による遅延時間を低減させることで、ＴＣＰレイヤでのスループットの劣化を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
なお、本発明の実施の形態における、無線ネットワークの構成は、図１と同様である。
【００１７】
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１における無線基地局１０１の内部構成を示すブロック図である。無線基地局１０１が無線端末１０２に映像データパケットを送信する場合、実線の太矢印は、映像データパケットの流れを示している。一方、実線の細矢印は、無線基地局が受信するデータの流れを示している。また、破線の矢印は、パラメータの流れを示している。
【００１８】
無線基地局から無線端末に映像データパケットを送信する場合、ＣＰＵ２０１がイーサネット（登録商標）２０２から入力される映像データパケットをベースバンド処理部２０３に渡す。ベースバンド処理部２０３は、無線区間のパケット衝突を回避するためのアクセス制御機能、帯域を割り当てる機能、および変復調機能を備えている。ベースバンド処理部２０３で変調された映像データパケットは、高周波部（ＲＦ）２０４によって無線区間に送出される。
【００１９】
なお、無線基地局１０１が映像データパケットを受信する場合には、ＣＰＵ２０１はベースバンド処理部２０３で復調された映像データパケットをイーサネット（登録商標）２０２に渡す。
【００２０】
図３は、本実施の形態における無線基地局１０１の動作を示すフローチャートである。
【００２１】
図２、および図３を参照しながら、無線基地局の動作を説明する。
【００２２】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｅのＨＣＣＡでは、無線基地局は、予め無線端末から要求された帯域に基づいて、送信許可時間（期間）の割り当てを行っている。
【００２３】
Ｓ１０１において、送信許可時間であることが確認されると、無線基地局１０１は映像データパケットの送信を開始する。
【００２４】
Ｓ１０２では、１個の映像データパケットを無線端末に送信する。
【００２５】
Ｓ１０３では、カウンタ２０５の値を１増加させる。カウンタ２０５の値は、送信開始の時点では、初期値０に設定されている。
【００２６】
Ｓ１０４では、カウンタ２０５の値とその時点でのブロックＡＣＫリクエスト周期とを比較する。カウンタ２０５の値とブロックＡＣＫリクエスト周期とが等しい場合はＳ１０５に移行し、カウンタ１０５の値とブロックＡＣＫリクエスト周期とが異なる（カウンタ２０５の値が、ブロックＡＣＫリクエスト周期より小さい）場合はＳ１０２に戻る。
【００２７】
Ｓ１０５では、無線端末１０２に対してブロックＡＣＫリクエストを送信する。
【００２８】
Ｓ１０６では、無線端末１０２からブロックＡＣＫを受信する。
【００２９】
Ｓ１０７では、ブロックＡＣＫの電波受信強度（ＲＳＳＩ）を測定する。
【００３０】
Ｓ１０８では、伝播環境判定部２０６において、Ｓ１０７で測定したＲＳＳＩの値を前回のブロックＡＣＫのＲＳＳＩの値と比較する。ここで、前回よりも無線伝播環境が良好である、すなわち、ＲＳＳＩの値が大きくなったと判定された場合はＳ１０９に移行し、前回と無線伝播環境が同等である、すなわち、ＲＳＳＩの値に変化がないと判定された場合はＳ１１０に移行し、前回よりも無線伝播環境が悪化した、すなわち、ＲＳＳＩの値が小さくなったと判定された場合はＳ１１１に移行する。
【００３１】
Ｓ１０９では、ブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定部２０７が、ブロックＡＣＫリクエストの周期を１個の映像データパケット分増やし、Ｓ１０１に戻る。
【００３２】
Ｓ１１０では、ブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定部２０７が、ブロックＡＣＫリクエストの周期を維持し、Ｓ１０１に戻る。
【００３３】
Ｓ１１１では、ブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定部２０７が、ブロックＡＣＫリクエストの周期を１個の映像データパケット分減らし、Ｓ１０１に戻る。
【００３４】
なお、伝播環境判定部２０６は、映像データパケット再送時のブロックＡＣＫに関しては、無線伝播環境の判定対象外としている。
【００３５】
ベースバンド処理部２０３は、ブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定部２０７により決定された周期で、ブロックＡＣＫリクエストを送信する。
【００３６】
なお、ＲＳＳＩを比較するために、測定したＲＳＳＩの値を参照値としてメモリ２０８に格納しておく。
【００３７】
上記の構成によれば、無線伝播環境に応じて、ブロックＡＣＫリクエストを送信する周期を動的に変更できるため、パケットの再送における遅延時間を低減することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態において、ブロックＡＣＫリクエストを送信する周期の増減単位を１としたが、例えば、ＲＳＳＩの値が大きく（数ｄＢｍ以上）変動した場合等は、２、３、・・・といった単位で増減を行っても良い。
【００３９】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における無線基地局１０１の内部構成を示すブロック図である。図４において、図２と同じ構成要素については同じ符号を用いている。無線基地局１０１が無線端末１０２に映像データパケットを送信する場合、実線の太矢印は、映像データパケットの流れを示している。一方、実線の細矢印は、無線基地局１０１が受信するデータの流れを示している。また、破線の矢印は、パラメータの流れを示している。
【００４０】
無線基地局１０１から無線端末１０２に映像データパケットを送信する場合、ＣＰＵがイーサネット（登録商標）２０２から入力される映像データパケットをベースバンド処理部２０３に渡す。ベースバンド処理部２０３は、無線区間のパケット衝突を回避するためのアクセス制御機能、帯域を割り当てる機能、および変復調機能を備えている。ベースバンド処理部２０３で変調された映像データパケットは、高周波部（ＲＦ）２０４によって無線区間に送出される。
【００４１】
なお、無線基地局１０１が映像データパケットを受信する場合には、ＣＰＵ２０１はベースバンド処理部２０３で復調された映像データパケットをイーサネット（登録商標）２０２に渡す。
【００４２】
図５は、本実施の形態における無線基地局１０１の動作を示す流れ図である。図４、および図５を参照しながら、本実施の形態における無線基地局１０１の動作について説明する。図５において、Ｓ２０１〜Ｓ２０６までは、実施の形態１の動作と同じであるため、説明を省略する。
【００４３】
Ｓ２０７では、パケット受信成功率算出部４０１は、パケット連続送信数、およびブロックＡＣＫ内にビットマップ形式で明示されている正常受信できなかった映像データパケットの数（パケット受信失敗数）から、パケット受信成功率を算出する。
【００４４】
Ｓ２０８では、パケット受信成功率算出部４０１が、Ｓ２０７で算出したパケット受信成功率の値を、前回のブロックＡＣＫ受信時のパケット受信成功率の値と比較する。ここで、前回よりもパケット受信成功率が高いと判定された場合はＳ２０９に移行し、前回とパケット受信成功率が同等であると判定された場合はＳ２１０に移行し、前回よりもパケット受信成功率が低下したと判定された場合はＳ２１１に移行する。
【００４５】
Ｓ２０９では、ブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定部２０７がブロックＡＣＫリクエストの周期を１個の映像データパケット分増やし、Ｓ２０１に戻る。
【００４６】
Ｓ２１０では、ブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定部２０７が、ブロックＡＣＫリクエストの周期を維持し、Ｓ２０１に戻る。
【００４７】
Ｓ２１１では、ブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定部２０７がブロックＡＣＫリクエストの周期を１個の映像データパケット分減らし、Ｓ２０１に戻る。
【００４８】
ベースバンド処理部２０３は、ブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定部２０７により決定された周期で、ブロックＡＣＫリクエストを送信する。
【００４９】
なお、パケット受信成功率算出部４０１は、映像データパケット再送時のブロックＡＣＫに関しては、パケット受信成功率の算出対象外としている。
【００５０】
なお、パケット受信成功率を比較するために、算出したパケット受信成功率は参照値としてメモリに格納しておく。
【００５１】
上記の構成によれば、無線伝播環境に応じて、ブロックＡＣＫリクエストを送信する周期を動的に変更できるため、パケットの再送における遅延時間を低減することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態において、ブロックＡＣＫリクエストを送信する周期の増減単位を１としたが、例えば、パケット受信成功率の値が大きく（数％以上）変動した場合等は、２、３、・・・といった単位で増減を行っても良い。
【００５３】
なお、以上に述べた全実施の形態において、バーストＡＣＫリクエストの送信周期の初期値は任意として良いが、規格上の最大値である６４を超えない範囲で設定する。
【００５４】
なお、以上に述べた全実施の形態において、ブロックＡＣＫリクエストを送信する周期は、無線伝播環境の変動に応じて変化させているが、無線伝播環境に応じて直接的に値を決定する構成としても良い。その場合は、ＲＳＳＩやパケット受信成功率の値に応じたバーストＡＣＫリクエストの送信周期を予めテーブルで準備しておく構成としても良いし、バーストＡＣＫリクエストの送信周期を関数により求める構成としても良い。
【００５５】
なお、以上に述べた全実施の形態は、無線端末１０２から無線基地局１０１に映像データパケットを送信する際にも適用できる。その際は、図２に示す伝播環境判定部２０６と、ブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定部２０７、または図４に示すパケット受信成功率算出部４０１と、ブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定部２０７を無線端末１０２に実装するだけで良い。
【００５６】
なお、以上に述べた全実施の形態は、集積回路であるＬＳＩとして実現することもできる。これらは、個別に１チップ化されても良いし、すべての構成、または一部の構成を含むように１チップ化されても良い。
【００５７】
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００５８】
また、集積回路化の手法は、ＬＳＩに限るものではなく、専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
【００５９】
さらには、半導体技術の進歩、または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明にかかる無線パケット伝送装置は、映像を伝送する無線ＬＡＮシステム等で有用となる。また、ＡＣＫリクエストを行い、複数の送信パケットに対して１個のＡＣＫが返信されるような他の無線通信システム等の用途にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】無線ＬＡＮ等の無線ネットワークの構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１における無線基地局の内部ブロック構成を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における無線基地局の動作を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２における無線基地局の内部ブロック構成を示す図
【図５】本発明の実施の形態２における無線基地局の動作を示すフローチャート
【図６】ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ  ＨＣＦモードにおけるブロックＡＣＫの返信手順を示す図
【図７】ブロックＡＣＫ返信方法における未受信パケットの再送手順を示す図
【図８】ＴＣＰ／ＩＰにおける遅延とスループットの関係を示す図
【符号の説明】
【００６２】
１０１    無線基地局
１０２    無線端末
１０３    映像サーバ
１０４    映像表示装置
２０１    ＣＰＵ
２０２    イーサネット（登録商標）
２０３    ベースバンド処理部
２０４    ＲＦ
２０５    カウンタ
２０６    伝播環境判定部
２０７    ブロックＡＣＫリクエスト送信周期決定部
２０８    メモリ
４０１    パケット受信成功率算出部
【図１】
2007180687.tif 000003
【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】
2007180687.tif 000008
【図７】
2007180687.tif 000009
【図８】
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