(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有線ネットワークと無線ネットワーク間のデータ中継を行う無線基地局と、これと従属関係にあり、前記無線基地局と無線パケット通信を行う無線端末とで構成され、無線基地局と無線端末との間の通信環境に応じてデータ伝送レートを動的にスイッチングしながら、無線端末から無線基地局へのデータの送信を行うマルチレート対応無線ＬＡＮシステムにおいて、
前記マルチレート対応無線基地局装置は、
配下の無線端末との間でデータの送受信を行う際のデータ伝送レートを、無線端末毎に管理するための伝送レート管理表を作成する手段と、
前記伝送レート管理表より、同一伝送レートを使用する無線端末の数を各伝送レート毎に計算し、その端末数から各データ伝送レートに割り当てる、データを送信できる機会の多さに対応した優先度を決定する優先度決定手段と、
前記優先度決定手段により決定されたデータ伝送レートと前記優先度とを対応づける伝送レート別優先度管理表を作成する手段と、
前記伝送レート別優先度管理表の情報を、配下の無線端末に対して連絡する手段と、
を有し、
前記マルチレート対応無線基地局装置に従属する無線端末は、
前記無線基地局装置との間でデータの送受信を行う際に使用している伝送レートを管理するための伝送レート管理表を作成する手段と、
前記マルチレート対応無線基地局との間でデータの送受信を行う際に使用する複数のデータ伝送レートと各伝送レートに割り当てられる前記優先度との対応を管理するための伝送レート別優先度管理表を作成する手段と、
無線基地局から連絡された伝送レート別優先度管理表の情報より、該無線端末が有する伝送レート別優先度管理表を更新する手段と、
データフレーム送信の際使用しているデータ伝送レートと前記伝送レート別優先度管理表とから、送信するデータフレームの前記優先度を決定する手段と、を備えており、
前記決定された前記優先度に従い、低速な伝送レートを使用する無線端末より、高速な伝送レートを使用する無線端末のデータ送信を優先的に行うことを特徴とするマルチレート対応無線ＬＡＮシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチレート対応無線ＬＡＮシステムに関し、特に、有線ネットワークをバックボーンとする無線基地局とその配下の無線端末で構成され、無線基地局と各無線端末との間の通信環境に応じてデータ伝送レートを動的にスイッチングしながら、無線端末から無線基地局へのデータの送信を行う無線パケット通信システムにおけるマルチレート対応無線ＬＡＮシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線基地局と無線端末との間の通信環境に応じて、送信局側がデータ伝送レートを動的にスイッチングする無線通信システムとして、ＩＥＥＥ８０２．１１委員会により規定されるＩＥＥＥ８０２．１１システムが、従来より知られている。
【０００３】
このＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、複数の無線端末がフレームの衝突が生じないようにキャリアセンスしながらデータを送信するＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐ１ｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）を用いたＤＣＦ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＣ００ｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  分散制御手順）がアクセス制御方法として規定されている。
【０００４】
図１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１システムにおけるＤＣＦを使用した無線アクセス制御を示す図である。無線基地局１００と配下の無線端末２００〜２０２とがデータの送受信を行っている。矩形は信号を表し、内部のＤと記してあるものがデータであり、Ａは肯定応答（ＡＣＫ）フレームである。
【０００５】
ここで、時刻Ｔで無線端末２００は、無線基地局１００へデータ送信を行い、無線基地局１００、無線端末２０１、無線端末２０２は、データ送信待機状態にあるものとする。
【０００６】
まず、無線端末２００が無線基地局１００へデータを送信する。無線基地局１００，無線端末２０１、および無線端末２０２は、無線端末２００が前記データ送信に対するＡＣＫフレームを受信してからＤＩＦＳ間待機する。かかる待機後、無線基地局１００、無線端末２０１，および無線端末２０２には、衝突回避期間（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｗｉｎｄｏｗ  Ｔｃｗ）が付与される。
【０００７】
この衝突回避期間は、後述するように、基本単位時間と乱数との乗算により求められる、ランダムな時間である。この衝突回避期間は、無線基地局と全ての無線端末との間で定められたルールに基づき定められる。ルールとは、送信すべきデータフレームを持っている無線基地局及び無線端末には、ある範囲の整数が一様分布する乱数値が割り当てられるというものである。かかるルールに基づき割り当てられた乱数値に衝突回避期間の基本単位時間（スロット時間）を掛けて、衝突回避期間取Ｔｃｗとする。
【０００８】
無線端末および無線基地局は、この衝突回避期間経過後、無線媒体がビジーでなければ、送信を開始する。図１０では１スロット時間（１スロット数）は１コマであるところ、無線基地局１００には、４コマ×スロット時間の衝突回避期間が付与されている。また、無線端末２００には８コマが、無線端末２０２には１０コマが付与されている。
【０００９】
したがって、与えられた無線基地局１００の衝突回避期間Ｔｃｗは、他の無線端末２００，２０２に比べて短い。よって、無線基地局１００の衝突回避期間（４スロット時間）経過後に無線基地局１００から無線端末２０１にデータが送信される。この時、無線端末２００，無線端末２０２のデータ送信は延期される。
【００１０】
無線基地局１００へのＡＣＫフレーム送信が終了し、ＤＩＦＳ期間経過した後は、無線端末２００のバックオフにおけるＴｃｗが最も短くなる。したがって、無線端末２００がデータ送信可能になる。ＤＣＦは、上記のようなシーケンスにより、競合状態下において衝突の少ないパケット送信を行う。
【００１１】
なお、図１０においては、データフレームを送信した無線基地局および複数の無線端末は、そのデータ送信に対するＡＣＫフレームを送信先の無線端末または無線基地局から受け取った場合、データ送信成功となり、受け取らなかった場合、データフレーム送信失敗となる。
【００１２】
一般に、ＩＥＥＥ８０２．１１システムにおいては、データフレーム送信は、データフレームを送信した無線基地局及び各無線端末がそのデータ送信に対する肯定応答であるＡＣＫフレームを送信先の無線端末あるいは無線基地局から受け取った場合に、送信成功となり、ＡＣＫフレームを受け取らなかった場合には、データフレーム送信は、送信失敗となる。
【００１３】
図１１は、従来のデータ伝送時におけるマルチレート制御の例を示す図である。図１１に示す従来のマルチレート制御では、無線アクセス制御として、ＩＥＥＥ８０２．１１システムのＤＣＦを使用している。無線基地局１００と配下の無線端末２００および無線端末２０１とがデータフレームの送受信を行っている。無線基地局２０１から無線端末１００へのデータ送信は、複数回連続して失敗している。一方、無線基地局２００から無線端末１００へのデータ送信が複数回連続して成功している。
【００１４】
ここで無線基地局１００、無線端末２００および無線端末２０１は、複数のデータ伝送レートＲ１，Ｒ２，Ｒ３を有している。無線端末２００宛の最初のデータフレームＤ１および無線端末２０１への最初のデータＤ６は、共に伝送レートＲ２で送信されている。
【００１５】
無線端末２００は、無線基地局１００への、データフレームＤ１からデータフレームＤ４までの送信を連続して失敗している。したがって、次のデータフレームＤ５は、データフレームＤ１からデータフレームＤ４までを送信した時のデータ伝送レートＲ２より低速なデータ伝送レートＲ３で送信されている。
【００１６】
なぜなら、データフレームＤ１からデータフレームＤ４までの送信を連続して失敗したため、データフレームを、より低速なデータレートで確実に送信することにより、無線パケット通信における高パフォーマンス化を図るためである。
【００１７】
一方、無線端末２０１は、無線基地局１００宛への、データフレームＤ６からデータフレームＤ８までの送信を連続して成功させている。したがって、次のデータフレームＤ９は、データフレームＤ６からデータフレームＤ８までを送信したときのデータ伝送レートＲ２より高速なデータ伝送レートＲ１で送信されている。
【００１８】
なぜなら、データフレームＤ６からデータフレームＤ８までの送信を連続して成功させたため、データフレームを、より高速なデータレートで送信することにより、無線パケット通信における高パフォーマンス化を図るためである。
【００１９】
このように、従来のマルチレート制御においては、無線基地局は、自律的にチャネル状態を見ることにより、データの送信の可否を判断し、データを送信していた。
【００２０】
すなわち、上記したように、無線基地局は、データの送信にとって良い環境にある無線端末へは高速なデータレートでデータフレームを送信する一方で、データの送信にとって悪い環境にある無線端末へは、低速なデータレートで確実にデータフレームを送信することで、無線パケット通信における高パフォーマンス化を図っていた。
【００２１】
一方、無線アクセス制御にＤＣＦを使用した場合の優先制御方法として、各無線端末および無線基地局によるランダムアクセスに際し、データ送信機会の多さに差をつけることで実現される優先制御方法が従来より知られている。
【００２２】
図１０に示した通り、無線基地局およびすべての無線端末は、独立に乱数を発生させ、その乱数によって設定されたバックオフカウンタをカウントダウンしていき、カウントがゼロになった端末からデータの送信を行う。この制御は衝突回避期間（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｗｉｎｄｏｗ  Ｔｃｗ）においてなされる。
【００２３】
このため、無線アクセス制御にＤＣＦを使用した場合の従来の優先制御は、高優先度の無線局は低優先度の無線局より早く衝突回避期間が終了するように設定することで実現されてきた。
【００２４】
上記のように、従来は、無線基地局と無線端末との間のデータ伝送レートをその通信環境に応じて適応的に変えることで、無線システム全体の高パフォーマンス化を図っていた。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる従来のシステムには、次のような問題があった。図１２は、従来のマルチレート制御を用いたデータ伝送時の問題点の例を示す図である。図１２において、無線端末２００，無線端末２０１および無線端末２０２は、無線基地局１００へデータフレームの送信を行っている。
【００２６】
なお、図１２では、無線端末２００，２０１は６Ｍｂｉｔ／ｓ、無線端末２０２は２４Ｍｂｉｔ／ｓの伝送レートを使用するものとし、無線端末２００，２０１，２０２は全て同じ大きさのデータフレームを送信するものとする。
【００２７】
以下、かかる図１２を参照しつつ、従来のシステムの問題について述べる。従来のシステムでは、無線端末から無線基地局への上り方向のデータ送信は、ＣＳＭＡ／ＣＡの競合制御により、公平な無線チャネルへのアクセス機会が与えられる。
【００２８】
このため、２４Ｍｂｉｔ／ｓの伝送レートでデータを送信しようとする無線端末は、６Ｍｂｉｔ／ｓの伝送レートでデータを送信しようとする無線端末と、アクセス機会の多さが同じになる。
【００２９】
したがって、無線基地局との間の通信環境が良好な無線端末２０２と、それ以外の無線端末２００，２０１との違いは、無線端末２０２が無線端末２００，２０１の１／４の時間でデータフレームの送信を終了できるという点だけとなる。
【００３０】
よって、無線端末２００，２０１のような６Ｍｂｉｔ／ｓでしか通信できないような通信環境の悪い位置に存在する無線端末の数が増えるにつれ、無線端末２０２のような２４Ｍｂｉｔ／ｓで通信できる好環境下の無線端末は、その高速伝送レートに見合うだけのスループットおよびデータ送信に対する遅延時間等のパフォーマンスが得られなくなる。
【００３１】
このため、従来のシステムでは、無線ＬＡＮシステム全体のパフォーマンスの低下を招くこととなり、マルチレートを規定した目的の１つであるシステムの高パフォーマンス化が実現できなくなる。
【００３２】
そこで、本発明は、かかる事情に鑑み、マルチレート制御と優先制御とを組み合わせ、高データ伝送レートを使用する無線端末に優先的なデータ送信の機会を与えて、高データ伝送レートを使用する端末と低データ伝送レートを使用する端末とがデータ送信に対して同一のパフォーマンスとなることを避けることにより、無線端末がデータ伝送レートに応じたパフォーマンスを得られるようにし、もって、無線ＬＡＮシステム全体のパフォーマンスを向上させることを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
上述の課題は、以下に記載した手段によって解決される。すなわち、第一の解決手段は、有線ネットワークと無線ネットワーク間のデータ中継を行う無線基地局と、これと従属関係にあり、前記無線基地局と無線パケット通信を行う無線端末とで構成され、無線基地局と無線端末との間の通信環境に応じてデータ伝送レートを動的にスイッチングしながら、無線端末から無線基地局へのデータの送信を行うマルチレート対応無線ＬＡＮシステムにおいて、
【００３４】
前記無線端末は、前記無線基地局装置との間でデータの送受信を行う際のデータ伝送レートを管理するための伝送レート管理表を作成する手段と、前記無線基地局との間でデータの送受信を行う際に使用する複数のデータ伝送レートおよびデータ伝送レートに割り当てられる優先度を管理するための伝送レート別優先度管理表を作成する手段と、データフレームを送信する際に使用しているデータ伝送レートと前記伝送レート別優先度管理表とから、送信するデータフレームの優先度を決定する手段と、を備えることを特徴とするマルチレート対応無線ＬＡＮシステムである。
【００３５】
第一の解決手段は、有線ネットワークと無線ネットワーク間のデータ中継を行う無線基地局と、これと従属関係にあり前記無線基地局と無線パケット通信を行う無線端末とで構成される、無線基地局および配下の無線端末からのデータフレームの送受信が複数の伝送レートで行われるマルチレート機能を有した無線パケット通信システムである。
【００３６】
前記無線基地局と前記無線端末は、データの送信に先立ちキャリアセンスを行い、他の無線端末および無線基地局がデータを送信していないことを確認後、データフレームの送信を行う。前記無線基地局および配下の無線端末は、データフレームを送信するための複数のデータ伝送レートを有する。前記無線基地局およびその配下の無線端末は、無線媒体の通信環境に応じて送信するデータフレームの伝送レートを選択する手段をする。
【００３７】
前記無線基地局およびその配下の無線端末は、特定の受信局に対し、連続してデータフレーム送信に失敗した場合には、該データ送信局のデータ伝送レートを下げる手段を有する。
【００３８】
前記無線基地局およびその配下の無線端末は、特定の受信局に対し、連続してデータフレーム送信に成功し、かつ現在使用しているデータ伝送レートが、使用可能なデータ伝送レートの中で最高のデータ伝送レートではない場合、該データ送信局のデータ伝送レートを上げる手段を有する。
【００３９】
第一の解決手段においては、データを送信できる機会の多さに対応した異なる複数の優先度が設定され、高位の優先度に属するデータは低位の優先度に属するデータより低遅延、高速のデータ通信が可能となる。
【００４０】
無線端末は、従属する無線基地局との間でデータの送受信を行う際に使用している伝送レートを管理するための伝送レート管理表と、従属する無線基地局との間でデータの送受信を行う際に使用する複数のデータ伝送レートと各伝送レートに割り当てられる優先度の対応を管理するための伝送レート別優先度管理表と、データフレーム送信の際使用しているデータ伝送レートと、前記伝送レート別優先度管理表から、送信するデータフレームの優先度を決定する手段とを備えている。
【００４１】
第一の解決手段と従来のシステムとは、データフレーム送信時に複数のデータ伝送レートを使用する無線端末が、無線基地局へのデータフレーム送信を行う際に、データの送信を行う際に使用している伝送レートを伝送レート管理表を用いて管理している点、データ伝送レートと優先度を対応づけるための伝送レート別優先度管理表を有している点、データフレーム送信の際使用しているデータ伝送レートと、前記伝送レート別優先度管理表表から、送信するデータフレームの優先度を決定する手段とを設けている点、前記優先度に応じて、無線チヤネルヘのアクセス機会の多さが規定される点で異なる。
【００４２】
第二の解決手段である請求項１に係る発明は、有線ネットワークと無線ネットワーク間のデータ中継を行う無線基地局と、これと従属関係にあり、前記無線基地局と無線パケット通信を行う無線端末とで構成され、無線基地局と各無線端末との間の通信環境に応じてデータ伝送レートを動的にスイッチングしながら、無線端末から無線基地局へのデータの送信を行うマルチレート対応無線ＬＡＮシステムにおいて、
【００４３】
前記マルチレート対応無線基地局装置は、配下の無線端末との間でデータの送受信を行う際のデータ伝送レートを、無線端末毎に管理するための伝送レート管理表を作成する手段と、前記伝送レート管理表より、同一伝送レートを使用する無線端末の数を各伝送レート毎に計算し、その端末数から各データ伝送レートに割り当てる、データを送信できる機会の多さに対応した優先度を決定する優先度決定手段と、
【００４４】
前記優先度決定手段により決定されたデータ伝送レートと前記優先度とを対応づける伝送レート別優先度管理表を作成する手段と、前記伝送レート別優先度管理表の情報を、配下の無線端末に対して連絡する手段と、を有し、前記マルチレート対応無線基地局装置に従属する無線端末は、前記無線基地局装置との間でデータの送受信を行う際に使用している伝送レートを管理するための伝送レート管理表を作成する手段と、
【００４５】
前記マルチレート対応無線基地局との間でデータの送受信を行う際に使用する複数のデータ伝送レートと各伝送レートに割り当てられる前記優先度との対応を管理するための伝送レート別優先度管理表を作成する手段と、無線基地局から連絡された伝送レート別優先度管理表の情報より、該無線端末が有する伝送レート別優先度管理表を更新する手段と、データフレーム送信の際使用しているデータ伝送レートと前記伝送レート別優先度管理表とから、送信するデータフレームの前記優先度を決定する手段と、を備えており、前記決定された前記優先度に従い、低速な伝送レートを使用する無線端末より、高速な伝送レートを使用する無線端末のデータ送信を優先的に行うことを特徴とするマルチレート対応無線ＬＡＮシステムである。
【００４６】
請求項１に記載の発明は、有線ネットワークと無線ネットワーク間のデータ中継を行う無線基地局と、これと従属閑係にあり前記無線基地局と無線パケット通信を行う無線端末とで構成される、無線基地局および配下の無線端末からのデータフレームの送受信が複数の伝送レートで行われる、マルチレート機能を有した無線パケット通信システムである。
【００４７】
前記無線基地局と前記無線端末は、データの送信に先立ちキャリアセンスを行い、他の無線端末および無線基地局がデータを送信していないことを確認後、データフレームの送信を行う。前記無線基地局および配下の無線端末は、データフレームを送信するための複数のデータ伝送レートを有する。
【００４８】
前記無線基地局およびその配下の無線端末は、無線媒体の通信環境に応じて送信するデータフレームの伝送レートを選択する手段を有する。前記無線基地局およびその配下の無線端末は、特定の受信局に対し、連続してデータフレーム送信に失敗した場合には、該データ送信局のデータ伝送レートを下げる手段を有する。
【００４９】
前記無線基地局およびその配下の無線端末は、特定の受信局に対し、連続してデータフレーム送信に成功し、かつ現在使用しているデータ伝送レートが、使用可能なデータ伝送レートの中で最高のデータ伝送レートではない場合、該データ送信局のデータ伝送レートを上げる手段を有する。
【００５０】
請求項１に係る発明においては、データを送信できる機会の多さに対応した異なる複数の優先度が設定され、高位の優先度に属するデータは低位の優先度に属するデータより低遅延、高速のデータ通信が可能となる。
【００５１】
前記無線基地局は、配下の無線端末との間でデータの送受信を行う際のデータ伝送レートを、無線端末毎に管理するための伝送レート管理表と、前記伝送レート管理表より、同一伝送レートを使用する無線端末の数を各伝送レート毎に計算し、その端末敷から各データ伝送レートに割り当てる優先度を決定する手段と、前記手段により決定されたデータ伝送レートと優先度を対応づける伝送レート別優先度管理表と、前記伝送レート別優先度管理表の情報を、配下の無線端末に対して連絡する手段を有する。
【００５２】
一方、前記無線基地局に従属する無線端末は、無線基地局から連絡された伝送レート別優先度管理表の情報より、該無線端末が使用している伝送レートの優先度を判断するための手段と、従属する無線基地局との間でデータの送受信を行う際のデータ伝送レートを管理するための伝送レート管理表と、を有する。
【００５３】
請求項１の発明と従来のシステムとは、データフレーム送信時に複数のデータ伝送レートを使用する無線端末が、従属する無線基地局へのデータフレーム送信を行う際に、無線基地局が、配下の無線端末との閏でデータの送受信を行う際のデータ伝送レートを、無線端末毎に管理するための伝送レート管理表を有している点、前記伝送レート管理表より、伝送レート毎に属する無線端末の数を計算し、その端末敷から各データ伝送レートに割り当てる優先度を決定する手段を有している点、
【００５４】
前記手段により決定されたデータ伝送レートと優先度を対応づける伝送レート別優先度管理表を有している点、前記伝送レート別優先度管理表の情報を配下の無線端末に対して連絡する手段を有している点、前記無線基地局に従属する無線端末が、無線基地局から連絡された伝送レート別優先度管理表の情報より、該無線端末が使用している伝送レートの優先度を判断するための手段を有している点で異なる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
図１は、第一の解決手段に対応する無線ＬＡＮシステムにおける無線端末の構成の実施の形態を示す図である。図中、実線の矢印はデータの流れを、また破線の矢印は制御の流れを意味する。無線端末２００は優先度設定手段２１０、上位レイヤ送信手段２２０、アクセス制御手段２３０、および変調などを行う下位レイヤ処理手段２４０、受信処理手段２５０から構成される。
【００５６】
図１では、中枢処理手段２２０がデータリンク層に含まれない場合を示しているが、上位レイヤ送信手段２２０がデータリンク層に含まれる場合もあり得る。このことは、以下で説明する他の図についても同様である。
【００５７】
本実施の形態の対象となるのは、優先度設定手段２１０の部分である。優先度設定手段２１０は、無線基地局宛にデータを送信する際に使用するデータ伝送レートとそのデータ伝送レートに割り当てられる優先度の対応表である伝送レート別優先度管理表２１１と、従属している無線基地局宛のデータを送信する際に現在使用している伝送レートを管理するための伝送レート管理表２１２およびポインタ２１３を有する。
【００５８】
本実施の形態に係る優先度設定手段２１０では、データフレーム送信直後に受信手段２５０から報告されるデータ送信が成功したか否かの情報をもとに、伝送レート管理表２１２は適宜更新される。なお、受信手段２５０では、送信したデータに対する肯定応答フレーム（ＡＣＫフレーム）を受信したか否かで、前記データ送信が成功したか否かを判断する。
【００５９】
図２は、第一の解決手段に対応する無線ＬＡＮシステムにおける無線端末の制御の実施の形態を示す図である。優先度設定手段２１０は、受信処理手段２５０に受信データが到着した場合に（ステップＳ００１）、その受信したデータの伝送レートを確認し、その伝送レートと伝送レート管理表のポインタの示す伝送レートが異なる場合には（ステップＳ００２）、ポインタの指す伝送レートを変更する（ステップＳ００３）。
【００６０】
次に、送信キュー内にデータフレームがあるか否かを判断し（ステップＳ００４）、送信キュー内にデータフレームがない場合には、ステップＳ００１に進み、伝送レート管理表のポインタの位置に変更が有るか否かの判断、すなわちデータ送信時に使用する伝送レートに変更があるか否かの判断を行う。
【００６１】
送信キュー内にデータフレームがある場合にはステップＳ００５に進み、そのデータフレームを送信する際に使用する伝送レートを確認するために、伝送レート管理表を参照する。次にステップＳ００６の判断において、伝送レート管理表に使用すべき伝送レートがポインタにより示されている場合には、使用すべき伝送レートを伝送レート管理表より取得し、ステップＳ００８に進み、伝送レート別優先度管理表より使用する伝送レートに対応する優先度を取得する。
【００６２】
ステップＳ００６の処理において、使用すべき伝送レートが伝送レート管理表に示されていない場合には、ステップＳ００７に進み、データ送信時に使用する伝送レートとして、伝送レート管理表に記述されている中で最高の伝送レートを選択する。その後、ステップＳ００８に進み、伝送レート別優先度管理表より使用する伝送レートに対応する優先度を取得する。次に、ステップＳ００９に進み、送信処理を行う。
【００６３】
また、ステップＳ０１０に進み、伝送レート管理表のポインタの位置に変更が有るか否かの判断、すなわちデータ送信時に使用する伝送レートに変更があるか否かの判断を行う。使用する伝送レートに変更がなかった場合にはステップＳ００ｌの判断に戻り、Ｓ００ｌからＳ０１０までの処理を繰り返す。使用する伝送レートに変更があった場合には、伝送レート管理表の上のポインタの位置を変更し（ステップＳ０ｌｌ）、ステップＳ００ｌの判断に戻り、Ｓ００ｌからＳ０ｌ０までの処理を繰り返す。
【００６４】
図３は、請求項１に記載の発明に対応する無線ＬＡＮシステムにおける無線基地局の構成の実施の形態を示す図である。図３において、実線の矢印はデータの流れを、また破線の矢印は制御の流れを意味する。無線基地局１００は優先度設定手段１１０、上位レイヤ送信手段１２０、アクセス制御手段１３０、および変調などを行う下位レイヤ処理手段１４０、受信処理手段１５０から構成される。
【００６５】
本実施の形態の対象となるのは優先度設定手段１１０の部分である。優先度設定手段１１０は、無線基地局宛にデータを送信する際に使用するデータ伝送レートとそのデータ伝送レートに割り当てられる優先度の対応表である伝送レート別優先度管理表１１１と、従属している無線基地局宛のデータを送信する際に現在使用している伝送レートを管理するための伝送レート管理表１１２と、一定時間毎に伝送レート別優先度管理表１１１を更新する際に、そのタイミングを計測するためのタイマー１１３と、更新された伝送レート別優先度管理表１１１の情報を配下の無線端末へ連絡するためのフレームを作成する手段１１４を有する。
【００６６】
また、図４は、請求項１に記載の発明に対応する無線ＬＡＮシステムにおける無線端末の構成の実施の形態を示す図である。図４において、実線の矢印はデータの流れを、また破線の矢印は制御の流れを意味する。無線端末２００は優先度設定手段２１０、上位レイヤ送信手段２２０、アクセス制御手段２３０、および変調などを行う下位レイヤ処理手段２４０、受信処理手段２５０から構成される。
【００６７】
本実施の形態の対象となるのは優先度設定手段２１０の部分である。優先度設定手段２１０は、無線基地局宛にデータを送信する際に使用するデータ伝送レートとそのデータ伝送レートに割り当てられる優先度の対応表である伝送レート別優先度管理表２１１と、無線基地局宛のデータを送信する際に現在使用している伝送レートを管理するための伝送レート管理表２１２およびポインタ２１３を有する。
【００６８】
本実施の形態における、無線基地局１００における優先度設定手段１１０では、受信手段１５０から報告される、基地局から無線端末へのデータ送信が成功したか否かの情報および配下の無線端末から送信されたデータの基地局での受信が成功したか否かの情報を基に伝送レート管理表１１２は適宜更新される。この更新された伝送レート管理表１１２より、一定時間毎に伝送レート優先度管理表１１１を更新し、この更新された伝送レート優先度管理表の情報を全ての配下の無線端末にフレームを送信することで連絡する。
【００６９】
また、本実施の形態における無線端末２００は、第一の解決手段における無線端末に、優先度設定手段２１０における伝送レート別優先度管理表２１１を無線基地局からの連絡フレーム受信毎に更新する手段を追加したものである。
【００７０】
図５は、請求項１の発明の無線基地局１００において、伝送レート管理表１１２から伝送レート別優先度管理表１１１を作成するための手段の第１の例を示す図である。図５においては、伝送レート管理表１１２より、各伝送レート毎にその伝送レートを使用してデータ通信を行う無線端末の数を計算する。その後、各伝送レートに対して優先度を割り当てる際、各優先度に属する無線端末の数が等しくなるように、優先度の割り当てを行う。
【００７１】
すなわち、図５では、伝送レート６Ｍｂｉｔ／ｓ，１２Ｍｂｉｔ／ｓに属する無線端末の数がそれぞれ１０台、１８Ｍｂｉｔ／ｓ，３６Ｍｂｉｔ／ｓ  に属する無線端末の数がそれぞれ２０台である。このため、伝送レート６Ｍｂｉｔ／ｓ，１２Ｍｂｉｔ／ｓに優先度３，１８Ｍｂｉｔ／ｓに対して優先度２，３６Ｍｂｉｔ／ｓに対して優先度１が割り当てられる。図５では、各優先度に属する無線端末の数はそれぞれ２０台となる。
【００７２】
図６は、請求項１の発明の無線基地局１００において、伝送レート管理表１１２から伝送レート別優先度管理表１１１を作成するための手段の第２の例を示す図である。図６においては、図５と同様、伝送レート管理表１１２より、各伝送レート毎にその伝送レートを使用してデータ通信を行う無線端末の数を計算する。図６においては、各伝送レートに属する無線端末数と、その伝送レートの大きさに応じて優先度が割り当てられる。
【００７３】
図６においては、伝送レート６Ｍｂｉｔ／ｓ，１２Ｍｂｉｔ／ｓ，１８Ｍｂｉｔ／ｓ，３６Ｍｂｉｔ／ｓに属する無線端末の数はそれぞれ２０台である。このとき最高の伝送レートは３６Ｍｂｉｔ／ｓであるため、３６Ｍｂｉｔ／ｓに対して最高優先度１を割り当て、この伝送レートに属する端末数２０台を基準にその他の伝送レートの優先度を決定する。図６の例では伝送レート１８Ｍｂｉｔ／ｓは、３６Ｍｂｉｔ／ｓの次に高速な伝送レートであるため、優先度２が割り当てられる。
【００７４】
図６においては、優先度２が割り当てられた伝送レート１８Ｍｂｉｔ／ｓは優先度１が書けり当てられた最高の伝送レート３６Ｍｂｉｔ／ｓの半分の伝送レートであるため、優先度２には優先度１の２倍の数の無線端末、すなわち４０台の無線端末が収容される。伝送レート１８Ｍｂｉｔ／ｓに属する無線端末数は２０台、１８Ｍｂｉｔ／ｓの次に高速な伝送レート１２Ｍｂｉｔ／ｓに属する無線端末数は２０台であるため、伝送レート１２Ｍｂｉｔ／ｓに対しても優先度２が割り当てられる。次に伝送レート６Ｍｂｉｔ／ｓには優先度３が割り当てられる。
【００７５】
なお、図６において、伝送レート１８Ｍｂｉｔ／ｓに属する無線端末の数が４０台以上であった場合には、優先度２が割り当てられる伝送レートは１８Ｍｂｉｔ／ｓだけとなり、１２Ｍｂｉｔ／ｓには優先度３が割り当てられる。
【００７６】
図７は、図３に記載の無線基地局の制御の実施の形態を示す図である。
優先度設定手段１１０は、まずタイマー１１３をスタートさせ（ステップＳｌ０ｌ）、データを受信したか否かの判断を行う（ステップＳｌ０２）。受信データが有る場合には、そのデータの送信元端末を確認し（ステップＳｌ０３）、受信したデータの伝送レートを確認し（ステップＳｌ０４）、送信元端末と伝送レートの対応が、基地局の伝送レート管理表１１２に記載されているか否かを判断する（ステップＳ１０５）。
【００７７】
伝送レート管理表１１２に送信元端末とその伝送レートの対応が記載されている場合、伝送レート管理表１１２に記載されている送信元端末とその伝送レートの関係が、ステップＳｌ０３，Ｓｌ０４で取得したものと異なる場合には（ステップＳｌ０６）、伝送レート管理表１１２を更新し（ステップＳｌ０７）、そうでない場合にはステップＳｌ０８へ進む。ステップＳｌ０５の判断において、ステップＳ１０３、Ｓｌ０４で取得した送信元端末と、その伝送レートが、伝送レート管理表１１２に記載されていない場合、ステップＳｌ０３，Ｓｌ０４において取得した値を伝送レート管理表１１２追記し（ステップＳｌ０７）、ステップＳｌ０８に進む。
【００７８】
ステップＳ１０８では、基地局が配下の無線端末宛にデータを送信し、それに対するＡＣＫフレームを受信したか否かの判断が行われる。受信ＡＣＫフレームが有る場合には、そのＡＣＫフレームの送信元端末を確認し（ステップＳｌ０９）、受信したＡＣＫフレームの伝送レートを確認し（ステップＳｌｌ０）、送信元端末と伝送レートの対応が、基地局の伝送レート管理表１１２に記載されているか否かを判断する（ステップＳ１１１）。
【００７９】
伝送レート管理表１１２に送信元端末とその伝送レートの対応が記載されている場合、伝送レート管理表１１２に記載されている送信元端末とその伝送レートの関係が、ステップＳ１０９，Ｓｌｌ０で取得したものと異なる場合には（ステップＳ１１２）、伝送レート管理表１１２を更新し（ステップＳｌ１３）、そうでない場合に  はステップＳｌ１４へ進む。
【００８０】
ステップＳｌｌｌの判断において、ステップＳｌ０９、Ｓｌｌ０で取得した送信元端末と、その伝送レートが、伝送レート管理表１１２に記載されていない場合、ステップＳｌ０９，Ｓｌｌ０において取得した値を伝送レート管理表１１２追記し（ステップＳｌ１３）、ス  テップＳｌ１４に進む。次にステップＳｌ１４において、ステップＳｌ０ｌでスタートさせたタイマー１１３がタイムアウトしたか否かの判断がなされる。
【００８１】
タイムアウトしていない場合は、ステップＳｌ０２に戻り、ステップＳｌ０２からステップＳｌ１３までの処理が繰り返される。タイムアウトした場合には、伝送レート管理表１１２に記載される各無線端末がデータの送受信の際に使用する伝送レートより、各伝送レートに対して割り当てる優先度を計算し、この結果を伝送レート別優先度管理表に反映させる（ステップＳｌ１５）。
【００８２】
次に伝送レート別優先度管理表の情報をフレーム作成手段１１４により１データフレームにのせ、配下の無線端末宛にそのデータフレームを送信する（ステップＳｌ１６）。その後、ステップＳｌ０ｌに戻り、ステップＳｌ０ｌからＳｌ１５の処理を繰り返す。
【００８３】
図８は、図４に記載の無線端末の制御の実施の形態を示す図である。図８に示す請求項１に記載の無線端末における制御は、図２に示す第一の解決手段の無線端末の制御のステップＳ００２，Ｓ００３の部分のみ異なる。すなわち、受信データが有る場合（ステップＳ２０１）、そのデータが各無線端末が有する伝送レート別優先度管理表２１１を更新するためのデータか否かを判断する（ステップＳ２０２）。
【００８４】
伝送レート別優先度管理表２１１を更新するためのデータであった場合には、このデータに従い伝送レート別優先度管理表を更新し（ステップＳ２０３）、そうでない場合にはステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０４，Ｓ２０５は、図２に示す第一の解決手段の無線端末における制御の中のステップＳ００２，Ｓ００３と同じである。また、図８のステップＳ２０６からステップＳ２１３の制御は、図２のステップＳ００４からステップＳ０ｌｌの制御と同じである。
【００８５】
図９は、請求項１の発明の優先度設定方法の例を説明する図である。図中、矩形はデータの流れを示し、Ｄ１〜Ｄｌｌはデータフレームを、ＡはＡＣＫフレームを、Ｂは無線基地局において優先度設定手段１１０内のフレーム作成手段１１４において作成される伝送レート別の優先度情報を含むフレームである。また又は伝送レートを示し、Ｒｌは高速レート、Ｒ２は中速レート、Ｒ３は低速レートを示す。
【００８６】
まず無線端末２０３が無線基地局１００へデータＤｌの送信を伝送レートＲ２で行い、データＤｌを受信した無線基地局は無線端末２０３へＡＣＫを返す。そして、無線基地局１００と無線端末２０３の間の通信における伝送レートはＲ２と決定され、無線基地局１００は伝送レート管理表１１２において、無線端末２０３は伝送レート管理表２１２において、この伝送レートＲ２を記憶する。次に無線端末２０１は無線基地局１００ヘデータＤ２〜Ｄ４まで伝送レートＲ２での送信を行う。
【００８７】
この際、データＤ２〜Ｄ４までの全ての送信に失敗したため、無線端末２０１は伝送レートをＲ２からＲ３へ落としデータＤ５を送信する。このデータＤ５は無線基地局１００で受信されたため、無線基地局は無線端末２０１へＡＣＫを送信する。そして、無線基地局１００は伝送レート管理表１１２において、無線端末２０１は伝送レート管理表２１２において、この伝送レートＲ３を記憶する。
【００８８】
次に無線基地局１００は無線端末２０２へデータを送信しようとするが、無線基地局における優先度設定手段１１０の伝送レート管理表１１２に無線端末２０２が記載されていないため、伝送レート管理表に無線端末２０２を追記し、無線端末２０２宛のデータ通信における伝送レートを最高のＲｌと設定する。その後、無線基地局１００は無線端末２０２宛にデータＤ６からＤ８まで最高の伝送レートＲｌでの送信を行うが、データＤ６〜Ｄ８までの全ての送信に失敗したため、無線基地局１００は伝送レートをＲｌからＲ２へ落としデータＤ９を送信する。
【００８９】
無線端末２０２は、データＤ９を受信したため、無線基地局１００へＡＣＫを返す。そして無線基地局１００は伝送レート管理表１１２において、また無線端末２０２は伝送レート管理表２１２において、この伝送レートＲ２を記憶する。
【００９０】
その後、無線基地局１００はデータＤｌからＤ９までのデータの送受信の結果より、無線端末２０１宛のデータ送信は伝送レートＲ３で、無線端末２０２宛は伝送レートＲ２で、無線端末２０３宛は伝送レートＲ２で行うことが分かり、またこの結果が伝送レート管理表１１２に記述される。この結果、無線基地局１００は、高速レートＲｌを高優先度、中速レートＲ２を中優先度、低速レートＲ３を低優先度と決定し、これを伝送レート別優先度管理表１１１に記述し、またこの伝送レートと優先度の対応をフレームＢｌを送信することで、配下の全ての無線端末へ連絡する。
【００９１】
この結果、無線端末２０１は低優先度、無線端末２０２，２０３は中優先度と設定され、このフレームＢｌの送信後、各無線端末は優先度の高さに応じたデータの送信機会が与えられる。
【００９２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような構成を有しているので、以下に述べるような利点を有する。すなわち、第一の解決手段によれば、各無線端末がそれぞれ共通の伝送レート別優先度管理表を有し、データ送信時に使用する伝送レートに応じた優先度が各無線端末に対して割り当てられることにより、低速な伝送レートを使用する無線端末より、高速な伝送レートを使用する無線端末のデータ送信が優先的に行われることが可能となる。
【００９３】
これにより、データ送信時に使用する伝送レートの高低に応じて、送信機会の多少を設定することが可能となり、高速レートを使用してデータ送信を行う無線端末はより高いパフォーマンスを得ることが可能となる。この結果、無線Ｍシステム全体のスループットまたはデータ送信における遅延時間といったパフォーマンスを高めることが可能となる。
【００９４】
請求項１の発明によれば、上記効果に加え、各無線端末が従属する無線基地局が、配下の無線端末がデータ送信時に使用する伝送レートを把握し、各伝送レートに対して割り当てる優先度を一定時間毎に計算し、この計算結果を一定時間毎に配下の無線端末へ連絡することにより、無線端末の数の変化および無線端末の通信環境の変化に対して、各伝送レートへの優先度の割り当てを柔軟に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の解決手段に対応する無線ＬＡＮシステムにおける無線端末の構成の実施の形態を示す図である。
【図２】第一の解決手段に対応する無線ＬＡＮシステムにおける無線端末の制御の実施の形態を示す図である。
【図３】請求項１に記載の発明に対応する無線ＬＡＮシステムにおける無線基地局の構成の実施の形態を示す図である。
【図４】請求項１に記載の発明に対応する無線ＬＡＮシステムにおける無線端末の構成の実施の形態を示す図である。
【図５】請求項１の発明の無線基地局１００において、伝送レート管理表１１２から伝送レート別優先度管理表１１１を作成するための手段の第１の例を示す図である。
【図６】請求項１の発明の無線基地局１００において、伝送レート管理表１１２から伝送レート別優先度管理表１１１を作成するための手段の第２の例を示す図である。
【図７】図３に記載の無線基地局の制御の実施の形態を示す図である。
【図８】図４に記載の無線端末の制御の実施の形態を示す図である。
【図９】請求項１の発明の優先度設定方法の例を説明する図である。
【図１０】ＩＥＥＥ８０２．１１システムにおけるＤＣＦを使用した無線アクセス制御を示す図である。
【図１１】従来のデータ伝送時におけるマルチレート制御の例を示す図である。
【図１２】従来のマルチレート制御を用いたデータ伝送時の問題点の例を示す図である。
【符号の説明】
１００  無線基地局
１１０  優先度設定手段
１２０  上位レイヤ送信手段
１３０  アクセス制御手段
１４０  下位レイヤ送信手段
１５０  受信処理手段
１１１  伝送レート別優先度管理表伝送レート管理表
１１２  伝送レート管理表
１１３  タイマー
１１４  フレーム作成手段
２００  無線端末
２０１〜２０３  無線端末
２１０  優先度設定手段
２２０  上位レイヤ送信手段
２３０  アクセス制御手段
２４０  下位レイヤ送信手段
２５０  受信処理手段
２１１  伝送レート別優先度管理表伝送レート管理表
２１２  伝送レート管理表
２１３  ポインタ
Ｄｌ〜Ｄｌｌ  データフレーム
Ａｌ〜Ａ５  ＡＣＫフレーム
Ｒｌ  データフレーム
Ｒ２  ＡＣＫフレーム
Ｒ３  伝送レート
Ｂ１  伝送レート対優先度の情報を含む連絡フレーム
ＤＩＦＳ    ＤＩＦＳ  Ｔｉｍｅ
Ｔｓ    ＳＩＦＳ  Ｔｉｍｅ
Ｔｓｌｏｔ    Ｓｌｏｔ  Ｔｉｍｅ
【図１】
0003830794.tif 000002
【図２】
0003830794.tif 000003
【図３】
0003830794.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003830794.tif 000007
【図７】
0003830794.tif 000008
【図８】
0003830794.tif 000009
【図９】
0003830794.tif 000010
【図１０】
0003830794.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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