無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法及び装置
【課題】通話品質を損なうことなく最大同時通話数を向上させることができる無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法及び装置を提供する。
【解決手段】無線ＬＡＮを介して無線ＬＡＮ基地局に各無線端末が接続されている。無線ＬＡＮ基地局から各無線端末へは、各無線端末にフレームバーストパケットの信号形式でＡＣＫを使用しないで伝送し、その一連のパケットのヘッダ情報は通知パケットとしてマルチキャストの信号形式で伝送する。各無線端末から無線ＬＡＮ基地局へは、各個別のデータパケットをＡＣＫを使用したユニキャストで伝送する。各無線端末は通知パケットで通知されたフレームパケットの中での未受信のパケットを、無線ＬＡＮ基地局へ再送要求をし、無線ＬＡＮ基地局は、再送要求に対応するパケットをＡＣＫを使用したユニキャストで再送要求を送出した無線端末に再伝送し、受信させる。
【解決手段】無線ＬＡＮを介して無線ＬＡＮ基地局に各無線端末が接続されている。無線ＬＡＮ基地局から各無線端末へは、各無線端末にフレームバーストパケットの信号形式でＡＣＫを使用しないで伝送し、その一連のパケットのヘッダ情報は通知パケットとしてマルチキャストの信号形式で伝送する。各無線端末から無線ＬＡＮ基地局へは、各個別のデータパケットをＡＣＫを使用したユニキャストで伝送する。各無線端末は通知パケットで通知されたフレームパケットの中での未受信のパケットを、無線ＬＡＮ基地局へ再送要求をし、無線ＬＡＮ基地局は、再送要求に対応するパケットをＡＣＫを使用したユニキャストで再送要求を送出した無線端末に再伝送し、受信させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮに関し、より詳しくは、無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＡＮ（Local Area Network）は当初、有線ネットワークとして開発され利用されてきたが、近年、無線ＬＡＮの高速化，低価格化や、モバイル・コンピューティング技術およびモバイル端末技術の発達と相俟って、有線ネットワークの少なくとも一部を無線化した無線ＬＡＮの利用が広まりつつある。
ＩＰ電話の普及に伴い、無線ＬＡＮにおいても音声が主要なアプリケーションの一つとなりつつあり、音声と他のアプリケーションとの連携が重要となってきている（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】ＩＥＥＥ８０２．１１標準
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、現在最も普及しているＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮシステムにおいては、最大同時通話数が６通話程度しかとれず、無線電話システムとして十分な同時通話数が得られないという課題がある。
この原因は、現在最も普及しているＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した２．４ＧＨｚ帯を用いた伝送速度１１Ｍbps の無線ＬＡＮでは、パケット伝送時間におけるオーバヘッドが大きく、音声のようにデータ長の短いパケット伝送においては伝送効率が非常に小さくなってしまうことにある。
ところで、パケット伝送におけるオーバヘッドの大きさはパケット周期には依存しないため、パケット周期を大きくすることにより、オーバヘッドの割り合いを小さくし、音声伝送の効率を高めて最大同時通話数を大きくすることができる。ただし、パケットの周期を大きくすると、音声伝送における遅延が増大するだけでなく、パケットロス発生時において通話品質が大きく劣化するという通話品質上の問題が生じる。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するために、音声伝送において通話品質を損なうことなく最大同時通話数を向上させることができる無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法及び装置を提供することを目的とする。
また、将来的に普及が見込まれるＩＰ携帯電話では、バッテリー性能を確保するために、通話中にもパワーセーブ動作を行うが、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮでは、パワーセーブ動作のためのパケットを生成するため、これに起因して最大同時通話数は、さらに７割程度にまで減少してしまう欠点が存在するが、本発明による無線ＬＡＮでは、通話中にパワーセープ動作を行う場合にも、これに起因した最大同時通話数の減少はなく、バッテリーに関する要求条件の厳しいＩＰ携帯電話システムに適用することができる無線ＬＡＮシステムを実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的を達成するために、本発明の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法は、無線ＬＡＮ基地局と、無線ＬＡＮを介して前記無線ＬＡＮ基地局に接続される複数の無線端末とを備え、
前記無線ＬＡＮ基地局から前記複数の無線端末へは、該複数の無線端末にそれぞれ対応する複数のデータパケットをフレームバーストパケットの信号形式でＡＣＫ（Acknowledge ：確認応答）を使用しないで伝送し、さらに、前記フレームバーストパケットの信号形式で伝送した一連のヘッダ情報を通知パケットとしてマルチキャストの信号形式で伝送し、
前記複数の無線端末のおのおのから前記無線ＬＡＮ基地局へは、該複数の無線端末の各個別のデータパケットを確認応答を使用したユニキャストパケットで順次伝送し、
前記複数の無線端末のおのおのは前記確認応答を使用しないフレームバーストパケットのうちの当該無線端末に対応するパケットと前記通知パケットとを受信し、該通知パケットで通知された当該無線端末宛てのフレームパケットの中で未受信のパケットが存在することが検知された場合には、当該無線端末から前記無線ＬＡＮ基地局へ当該未受信パケットの再送要求を再送ヘッダを付加して行う再送要求情報を伝送し、
前記無線ＬＡＮ基地局は、前記再送要求情報を受信したときに、当該再送要求情報に対応するパケットを通常の確認応答を使用したユニパケットで前記再送要求情報を送出した前記無線端末に再伝送し、
該再送要求情報を送出した当該無線端末は、該再伝送されたパケットを受信するように構成されている。
前記無線ＬＡＮ基地局から前記複数の無線端末へは、該複数の無線端末にそれぞれ対応する複数のデータパケットを確認応答なしフレームバーストパケットの信号形式でマルチキャストにより単一シーケンスとして伝送することができる。
【０００６】
上記の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法を実施するために、
複数の前記無線端末に宛てた複数のデータパケットを、確認応答なしに最小フレーム間隔で連続して送信するための確認応答なしフレームバースト送信手段と、
前記無線端末から送信されるデータパケットに含まれる再送要求情報に基づいて、再送すべきデータパケットを送出するための処理を行う再送処理手段と、
ビーコン間において、確認応答パケットなしに最小フレーム間隔で連続して送信したすべてのデータパケットであるフレームバーストパケットに関するフレームバースト構成情報を、複数の前記無線端末に通知するための通知パケットを生成する通知パケット生成手段と、
前記再送すべきデータパケットの送出を、所定のフレーム間隔と確認応答パケットを用いた再送制御手順を用いて前記通知パケットを付加して行う確認応答ありフレーム送信手段と、
を備えていることを特徴とする無線ＬＡＮ基地局装置を用いることができる。
上記の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法を実施するために、
前記通知パケットに含まれるフレーム構成情報で通知された当該無線端末宛てのフレームバーストパケットの中に未受信パケットが存在することが検知された場合には、再送要求情報を生成する再送要求処理手段と、
該再送要求処理手段で生成した再送要求情報を、前記無線ＬＡＮ基地局宛てのデータパケットに付随して再送ヘッダを付加して再送信するための再送ヘッダ付加手段と、
前記再送されたデータパケットを受信する再送パケット受信手段と、
を備えたことを特徴とする無線端末装置を用いることができる。
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送装置は、無線ＬＡＮ基地局と、無線ＬＡＮを介して前記無線ＬＡＮ基地局に接続される無線端末とを備え、
前記無線ＬＡＮ基地局は、
複数の前記無線端末に宛てた複数のデータパケットを、確認応答なしに最小フレーム間隔で連続して送信するための確認応答なしフレームバースト送信手段と、
前記無線端末から送信されるデータパケットに含まれる再送要求情報に基づいて、再送すべきデータパケットを送出するための処理を行う再送処理手段と、
ビーコン間において、確認応答パケットなしに最小フレーム間隔で連続して送信したすべてのデータパケットであるフレームバーストパケットに関するフレームバースト構成情報を、複数の前記無線端末に通知するための通知パケットを生成する通知パケット生成手段と、前記再送すべきデータパケットの送出を、所定のフレーム間隔と確認応答パケットを用いた再送制御手順を用いて前記通知パケットを付加して行う確認応答ありフレーム送信手段とを備え、
前記無線端末は、
前記通知パケットに含まれるフレーム構成で通知された当該無線端末宛てのフレームバーストパケットの中に未受信パケットが存在することが検知された場合には、再送要求情報を生成する再送要求処理手段と、
該再送要求処理手段で生成した再送要求情報を、前記無線ＬＡＮ基地局宛てのデータパケットに付随して再送ヘッダを付加して再送信するための再送ヘッダ付加手段と、
前記再送されたデータパケットを受信する再送パケット受信手段と、
を備えた構成を有している。
【０００８】
なお、前記無線ＬＡＮ基地局の前記確認応答なしフレームバースト送信手段は、フレームバーストで送信するパケットに対してシーケンス番号を付与するシーケンス番号付与手段を含み、
前記無線端末の前記再送要求処理手段は、前記シーケンス番号を含めた再送要求情報を生成し、
前記無線ＬＡＮ基地局の前記再送処理手段では、前記無線端末から送信されるデータパケットに付随した再送要求情報に含まれる前記シーケンス番号を参照して再送処理を行ってもよい。
また、前記無線端末は、前記無線ＬＡＮ基地局に対して、予め、自端末宛てのデータパケットをフレームバーストを用いたデータパケットの送信を要求するためのフレームバースト要求パケット生成手段を備え、
前記無線ＬＡＮ基地局は、前記フレームバースト要求パケットを受信した場合に、当該前記無線端末宛のデータパケット送信におけるフレームバースト適用の有無を、当該前記無線端末に通知するためのフレームバースト応答パケット生成手段を備え、
前記無線ＬＡＮ基地局の前記フレームバースト送信手段は、フレームバーストの適用を有りとした前記無線端末宛てのパケットのみフレームバーストで送信を行い、その外の前記無線端末宛てのパケットについては、フレームバーストを用いず、確認応答ありで送信し、
前記無線端末の再送要求処理手段は、フレームバーストの適用をありとするフレームバースト応答パケットを受信した場合のみ、再送要求情報をデータパケットに付随して送信し、フレームバーストの適用をなしとするフレームバースト応答パケットを受信した場合には、再送要求情報を付加することなしにデータパケットを送信してもよい。
また、前記無線ＬＡＮ基地局の前記フレームバースト送信手段は、所定の優先度を有するデータパケットのみをフレームバーストで送信を行い、それ以外の優先度のデータパケットについては、フレームバーストを用いず、確認応答ありで送信し、
前記無線端末の再送要求処理手段は、所定の優先度を有するデータパケットに対してのみ、再送要求情報を付随させて送信し、それ以外の優先度のデータパケットについては、再送要求情報を付加することなしに該データパケットを送信してもよい。
前記無線端末が通話中にもパワーセーブモードで動作を行う場合には、再送要求情報を前記無線ＬＡＮ基地局宛てのデータパケットに付随して送信するときに、
付随する再送要求情報がフレームバーストで受信したデータパケットの再送を要求する場合には、送信するデータパケットのヘッダ情報によりパワーセーブモードをアクティブモードに移行することを前記無線ＬＡＮ基地局に通知し、
付随する再送要求情報がフレームバーストで受信したデータパケットの再送を要求しない場合には、送信するデータパケットのヘッダ情報によりパワーセーブモードをスリープモードに移行することを前記無線ＬＡＮ基地局に通知してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の無線ＬＡＮでは、無線ＬＡＮ基地局が、無線端末宛てのデータパケットを、確認応答なしに最小フレーム間隔で連続的に送信し、無線端末から無線ＬＡＮ基地局宛てのデータパケットを利用して再送処理を行うことにより、データパケットの伝送の効率を向上し、特に無線ＬＡＮを用いたＶｏＩＰシステムにおいて最大同時通話数を大幅に向上させている。
本発明の無線ＬＡＮでは、パケット周期を大きくすることなく最大同時通話数を増大しているので通話品質の劣化はなく、また、通話中にパワーセープ動作を行っても最大同時通話数は減少しないので、高品質な無線ＬＡＮによるＶｏＩＰシステムを構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照し、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態である無線ＬＡＮシステムの全体構成を示すブロック図である。
図１に示した無線ＬＡＮシステムは、複数の無線ＬＡＮ基地局（１ａ，１ｂ…）と、無線ＬＡＮ基地局と無線ＬＡＮを介して接続される複数の無線電話機（無線端末２ａ，２ｂ…）と、無線電話機の呼制御を行うＶｏＩＰゲートウェイ３とから構成されている。ＶｏＩＰゲートウェイ３は、インターネット網５や公衆網６とのインターフェイスを含んでいる。なお、無線ＬＡＮ基地局１ａ，１ｂ…とＶｏＩＰゲートウェイ３との接続に関しては、構内の有線ＬＡＮ４を介してもよいし、あるいはさらに他の無線ＬＡＮ基地局との無線ＬＡＮ接続を介してもよい。
【００１１】
次に、図２および図３を参照し、無線ＬＡＮ基地局および無線端末のより詳しい構成を説明する。図２は、本発明に用いる無線ＬＡＮ基地局の一構成例を示すブロック図である。
図２に示すように、本発明に用いる無線ＬＡＮ基地局１は、有線ＬＡＮ４における送受信動作のために、有線ＬＡＮ送受信手段１−１と、有線ＬＡＮ送信制御手段１−２と、有線ＬＡＮ送信バッファ手段１−３と、有線ＬＡＮ受信バッファ手段１−４を有する。また、無線ＬＡＮにおける送受信動作のために、無線ＬＡＮ送受信手段１−５と、無線ＬＡＮ送信制御手段１−６と、無線ＬＡＮ送信バッファ手段１−７と、無線ＬＡＮ受信バッファ手段１−８を備えている。
無線ＬＡＮ送信バッファ手段１−７は、確認応答を用いた再送制御を行わず、かつ最小フレーム間隔で連続的にフレーム送信を行う確認応答なしフレームバースト適用キュー１−７−１と、確認応答を用いた再送制御を行い、かつ所定のフレーム間隔で送信を行う確認応答ありフレームバースト非適用キュー１−７−２の両方を備えている。
【００１２】
また、本発明による無線ＬＡＮ基地局１は、ブリッジ動作のために、有線ＬＡＮヘッダ解析手段１−９とこの結果を受けてブリッジ処理を行う有線ＬＡＮ制御手段１−１０と、無線ＬＡＮヘッダ解析手段１−１１と、この結果を受けてブリッジ処理を行う無線ＬＡＮ制御手段１−１２と、当該無線ＬＡＮ基地局に連絡している端末に関する情報等からなるトラフィック管理テーブル１−１３を備えている。
本発明による無線ＬＡＮ基地局１は、無線端末へのデータパケット送信において、確認応答を用いた再送制御を行わない。確認応答パケットの代わりとして、無線端末からのデータパケットに付随した再送要求情報を用いている。すなわち、再送要求情報を解析して再送要求がある場合にのみ、データパケットの再送を行う。
このため、無線ＬＡＮヘッダ解析手段１−１１において再送要求情報を取り出し、再送要求処理手段１−１４においてその内容を解析する。
【００１３】
一方、有線ＬＡＮ制御手段１−１０あるいは無線ＬＡＮ制御手段１−１２から無線ＬＡＮ送信バッファ手段１−７に転送されたデータトラフィックは、ビーコン後に、確認応答による再送制御なしで最小フレーム間隔で連続的にフレーム送信を確認応答なしフレームバースト適用キュー１−７−１に格納する。また、さらに、無線ＬＡＮ送信バッファ手段１−７に転送されたデータトラフィックは、再送処理手段１−１５および通知パケット生成手段１−１６にも印加される。
【００１４】
再送処理手段１−１５では、前記再送要求処理手段１−１４から出力される再送要求情報に基づいて、再送要求が必要となるデータトラフィックを、確認応答を用いた再送制御を行い、かつ所定のフレーム間隔で送信を行う確認応答ありフレームバースト非適用キュー１−７−２に格納する。このため、再送データパケットの伝送においては、確認応答パケットを用いた再送制御が行われるので、高い成功確率で当該無線端末に伝送される。
通知パケット生成手段１−１６では、ビーコン間にフレームバーストパケットにより無線端末に送信されたデータパケットに関する情報（ＭＡＣアドレスとシーケンス番号等のヘッダ情報）を取得し、この情報（以下通知パケットと称する）を複数の無線端末宛てにブロードキャストあるいはマルチキャストを用いて通知する。
【００１５】
次に、図３を用いて、無線端末の詳細な構成について説明する。
図３は、本発明に用いる無線端末の一構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、本発明に用いる無線端末２は、無線ＬＡＮにおける送受信動作を行うために、無線ＬＡＮ送受信手段２−１と、無線ＬＡＮ送信制御手段２−２と、無線ＬＡＮ送信バッファ手段２−３と、無線ＬＡＮ受信バッファ手段２−４を備えている。
無線端末２における無線ＬＡＮ送信バッファ手段２−３は、確認応答パケットを用いた再送制御を行う。ただし、フレームバーストの適用は行わず、所定のフレーム間隔でフレーム送信を行う。このため、無線端末２から無線ＬＡＮ基地局１へのデータパケットは、確認応答パケットを用いた再送処理により高い成功確率で伝送される。
【００１６】
また、無線端末２は音声端末であるものとし、マイクロホン２−５およびスピーカ２−６が具備されている。無線音声端末においては、音声トラフィックの送受信を行うために、音声用バッファ手段２−７と、音声トラフィック生成手段２−８と、音声トラフィック分解手段２−９を備えている。
【００１７】
本発明に用いる無線端末２は、無線ＬＡＮ受信バッファ手段２−４から出力される受信データパケットを音声トラフィック分解手段２−９に印加すると同時に、受信したデータパケットに関する情報を受信トラフィック管理テーブル２−１０に保持する。
【００１８】
無線ＬＡＮヘッダ解析手段２−１１により、通知パケットを検出すると、通知パケット処理手段２−１２において、無線ＬＡＮ基地局１から送信されたすべての無線端末２宛てのパケットに関する情報を取得する。再送要求処理手段２−１３では、前記受信トラフィック管理テーブル２−１０の情報を参照して再送の必要性の有無を判定し、再送ヘッダ付加手段２−１４に通知する。
【００１９】
再送ヘッダ付加手段２−１４では、無線端末２が送信するデータパケットのヘッダ部分に、再送要求の有無に関する再送要求情報を付加し、そのデータパケットを無線ＬＡＮ送信バッファ手段２−３に印加する。
【００２０】
次に、図４を用いて、本発明による無線ＬＡＮにおける音声データパケット伝送動作について詳細に説明する。図４は、本発明による無線ＬＡＮにおける音声データパケット伝送動作の一例を表すタイミング図である。
【００２１】
図４において、“Ｂ”は無線上におけるビーコンを表している。また、ＮＤ（Ｎ＝１〜３）は、無線ＬＡＮ基地局１から無線端末２−Ｎに伝送される音声データトラフィックを表しており、ＮＵ（Ｎ＝１〜３）は、無線端末２−Ｎから無線ＬＡＮ基地局１に伝送される音声データトラフィックを表している。Ｎは各通話を区別して表示するためにつけた番号である。
【００２２】
無線ＬＡＮ基地局１においては、これらの音声データトラフィックに対して、無線伝送路−有線伝送路間でのブリッジ動作を行う。以下では、このブリッジ動作について、詳細に説明する。有線ＬＡＮ送受信手段１−１において受信した有線ＬＡＮ４からの音声データパケットは、有線ＬＡＮ受信バッファ手段１−４に格納される。有線ＬＡＮ制御手段１−１０では、有線ＬＡＮヘッダ解析手段１−９において検出された宛て先情報と、トラフィック管理テーブル１−１３に格納されている自基地局配下の無線端末２のテーブルとから、当該トラフィックが自基地局配下の無線端末２宛てであるかを判断する。自基地局配下の無線端末２宛てである場合には、当該トラフィックを無線ＬＡＮ送信バッファ手段１−７に格納する。音声データトラフィックについては、無線ＬＡＮ送信バッファ手段１−７の中の確認応答なしフレームバースト適用キュー１−７−１に格納され、無線ＬＡＮ送信制御手段１−６，無線ＬＡＮ送受信手段１−５を経て、ビーコン周期でビーコンに引き続いて単一バーストとして送信される。図４においては、ビーコン周期は、音声データパケットの周期と一致するものとしている。図４において、無線端末２−１，２−２，２−３宛てのデータパケットがＳＩＦＳ（Short Inter-Frame Space ）間隔で送信されている。
また、無線ＬＡＮ送受信手段１−５において無線ＬＡＮ経由で受信した無線端末２からの音声データパケットは、無線ＬＡＮ受信バッファ手段１−８に格納される。無線ＬＡＮ制御手段１−１２は、無線ＬＡＮヘッダ解析手段１−１１において検出された宛て先情報と、トラフィック管理テーブル１−１３に格納されている自基地局配下の無線端末２のテーブルとから、当該トラフィックが自基地局配下の無線端末２宛てでない場合には、当該トラフィックを有線ＬＡＮ送信バッファ手段１−３に格納する。有線ＬＡＮ送信バッファ手段１−３に格納されたトラフィックは、有線ＬＡＮ送受信制御手段１−２，有線ＬＡＮ送受信手段１−１を経て、有線ＬＡＮ４上に送信される。
【００２３】
ところで、有線ＬＡＮ制御手段１−１０からの音声データトラフィックの情報は通知パケット生成手段１−１６および再送処理手段１−１５にも印加されており、各々通知パケットおよび再送パケットの生成に使用される。
通知パケット生成手段１−１６においては、フレームバースト期間に伝送したすべてのデータパケットのＭＡＣアドレス，シーケンス番号等の情報を、すべての無線端末２に報知するための通知パケットを生成し、無線ＬＡＮ送信バッファ手段１−７に格納する。図４においては、通話パケットはＦＥと表記されている。図４の例では、通知パケットは、確認応答なしフレームバースト適用キュー１−７−１に格納されており、音声データトラフィックに引き続きＳＩＦＳ間隔で送信されている。通知パケットは、マルチキャストあるいはブロードキャストで全無線端末２に対して送信される。通知パケットの信頼性を高めるために、あらかじめ複数の同一内容の通知パケットを生成し、送信することもできる。
ところで、無線端末２−Ｎから無線ＬＡＮ基地局１に伝送される音声データトラフィックには、再送要求情報が付随している。再送要求処理手段１−１４では、ＭＡＣアドレス，シーケンス番号等の再送要求情報を解析し、その結果を再送処理手段１−１５に通知する。再送要求を受け取った場合には、再送処理手段１−１５は、保持していた当該ＭＡＣアドレス，当該シーケンス番号のトラフィックを確認応答ありフレームバースト非適用キューに格納する。この再送パケットは、無線ＬＡＮ送信制御手段１−６，無線ＬＡＮ送受信手段１−５を経て、無線ＬＡＮ上に送信される。この再送パケットは、確認応答ありで送信される。すなわち、無線ＬＡＮ送信制御手段１−６により再送制御が行われるので、伝送における信頼性は高い。
【００２４】
一方、図４に示した一実施例においては、無線端末２は、自端末においてマイクロホン２−５から生起した音声データトラフィックを、次回の通知パケット受信まで音声用バッファ手段２−７に保持しておき、さらに音声トラフィック生成手段２−８，再送ヘッダ付加手段２−１４，無線ＬＡＮ送信バッファ手段２−３，無線ＬＡＮ送信制御手段２−２によりランダムな遅延を与えた後に、無線伝送路上に音声データパケットとして送信する。
この音声データパケットのヘッダには、直前の通知パケットにより無線ＬＡＮヘッダ解析手段２−１１，通知パケット処理手段２−１２で判明した再送要求情報が再送要求処理手段２−１３，再送ヘッダ付加手段によって付加されている。
通知パケットにおいては、例えば、フレームバースト期間に送信したパケットの宛て先ＭＡＣアドレス，シーケンス番号等の情報を通知することができる。ネットワーク上での遅延ゆらぎに起因して、１つのフレームバーストにおいて同一端末宛てに複数のパケットが送信される場合があるが、シーケンス番号はこれらを識別するために使用することができる。
無線端末２は、無線ＬＡＮヘッダ解析手段２−１１において通知パケットにより通知された情報に基づいて、自端末宛てのパケットをすべて受信できたかどうかを確認し、正常に受信できなかったパケットがある場合には再送ヘッダ付加手段２−１４において、再送要求処理手段を用いて送信データパケットのヘッダに再送要求情報を付加する。
無線ＬＡＮ基地局１は、音声データパケットを受信すると、無線ＬＡＮヘッダ解析手段１−１１においてそのヘッダに含まれる再送要求情報を取得し、再送が要求されている場合には無線ＬＡＮ受信バッファ手段１−８において保持していた当該データの再送を行う。この再送においては確認応答パケットを用いた伝送が行われる。無線ＬＡＮ基地局１は、確認応答パケットを受信するか、あるいは再送回数が規定値に達するまで再送を繰り返すので、再送要求に基づいた再送動作の信頼性は高く、これ以上の再送処理は必要ではない。
【００２５】
図５は、無線区間の音声パケット伝送の要領をさらに分かり安く説明するためのタイムチャートの１例である。図５に示した例の動作条件は次の通りである。
（１）ビーコンの周期は、ＶｏＩＰパケットと同一周期とする。
（２）ビーコンのＰＩＦＳ（Point Inter Frame Space ）後に、ＡＰ（Access Point：アクセスポイント）から無線端末２への下りＶｏＩＰパケット（以下、下りＶｏＩＰパケット）の送信を単一シーケンスとして行う。すなわち、複数の下りＶｏＩＰパケットを伝送する場合には、送信権の獲得は先頭パケットのみで行い、２番目以降のパケットは前パケット送信完了のＳＩＦＳ後に送信する。下りＶｏＩＰパケット伝送時間が物理媒体占有時間の上限値（４ｍｓ）を超える場合には、一旦シーケンスを終了し、そのＤＩＦＳ後に残りの下りＶｏＩＰパケットの送信を単一シーケンスとして行う。
（３）下りＶｏＩＰパケットの送信は、確認応答なしで行うために、例えば、マルチキャストで行う。下りＶｏＩＰパケットには、独自の拡張領域（以下、独自ヘッダ）を設け、再送制御のためのシーケンス番号を格納する。以下では、独自ヘッダを含むパケットを独自パケットと呼ぶ。
（４）下りＶｏＩＰパケットの伝送に引き続き、アクセスポイントＡＰは通知パケットを同一シーケンス内で送信する。ただし、同一シーケンス内での通知パケットの送信が処理タイミング上実行困難である場合には、通知パケットの送信は下りＶｏＩＰパケットとは別のシーケンスとしてもよい。また、通知パケットの送信を確認応答を用いた通常のユニキャストで送信してもよい。通知パケットでは、ビーコン後にフレームバーストの信号形式で送信したすべての下りＶｏＩＰパケットに関する情報が通知される。
（５）通知パケットの送信は、マルチキャストで行う。通知パケット伝送の信頼性を高めるために、通知パケットの伝送では同一パケットを複数回送信してもよい。
（６）無線端末２は、通知パケットを受信した後に、上りＶｏＩＰパケットの送信を行う。上りＶｏＩＰパケットの送信は、ユニキャストで行う。
（７）上りＶｏＩＰパケットには、独自ヘッダを設け、下りＶｏＩＰパケットの再送制御のための情報を格納する。
（８）アクセスポイントＡＰは、上りＶｏＩＰパケットを受信すると独自ヘッダの解析を行い、再送要求が含まれる場合には、下りＶｏＩＰパケット再送を行う。再送時の下りＶｏＩＰパケット（以下、再送下りＶｏＩＰパケット）の送信は、ユニキャストで行う。
（９）再送下りＶｏＩＰパケットには、独自ヘッダを設け、シーケンス番号情報を格納する。無線端末２は、この情報に基づいて、１ビーコン周期内において受信した複数ＶｏＩＰパケットの順序の入れ替わりを補正することができる。
【００２６】
次に、本発明の無線ＬＡＮにおける最大同時通話数の改善について、図６，図７，図８および表１を用いて説明する。
図６は、現時点での標準無線ＬＡＮを用いて音声パケットを伝送する場合における、１パケットシーケンスの媒体占有時間を示している。
図６に示した時間は、音声コーデックをＧ．７１１、音声パケット周期を２０msとした場合の数値である。また、無線伝送速度は１１Ｍbps とし、音声パケットでは伝送効率のよいショートプリアンブルを用いるものとしている。現状の製品に合わせて、確認応答（ＡＣＫ）パケットにおいては、ロングプリアンブルを用いたものとした。
音声パケットシーケンスの時間長は８３９μs であるが、その中に含まれる音声パケットの時間長は２６７μs であり、さらに音声データの正味の伝送時間は１１６μs である。すなわち、この場合の伝送効率は約１４％である。
このときの最大同時通話数は、次式（１）より１１通話と求まる。ただし、ビーコンの時間長を１msとした。
（20ms−１ms）／ 839μs ／２＝11.3 (1)
【００２７】
図７は、本発明の無線ＬＡＮにおける、無線ＬＡＮ基地局１から無線端末２宛てに送信される音声パケットシーケンスの媒体占有時間を示している。
図７に示した時間も、音声コーデックをＧ．７１１、音声パケット周期を２０msとした場合の数値である。また、無線伝送速度も１１Ｍbps とし、音声パケットでは伝送効率のよいショートプリアンブルを用いるものとしている。
音声パケットシーケンスの時間長は２７７μs 、その中に含まれる音声パケットの時間長は２６７μs であり、さらに音声データの正味の伝送時間は１１６μs である。すなわち、この場合の伝送効率は約４２％である。
【００２８】
図８は、本発明の無線ＬＡＮにおける、無線端末２から無線ＬＡＮ基地局１宛てに送信される音声パケットシーケンスの媒体占有時間を示している。
図８に示した時間も、音声コーデックをＧ．７１１、音声パケット周期を２０msとした場合の数値である。また、無線伝送速度も１１Ｍbps とし、音声パケットでは伝送効率のよいショートプリアンブルを用いるものとしている。
音声パケットシーケンスの時間長は５５９μs 、その中に含まれる音声パケットの時間長は２６７μs であり、さらに音声データの正味の伝送時間は１１６μs である。すなわち、この場合の伝送効率は約２１％である。
このときの最大同時通話数は、次式（２）より２２通話と求まる。ただし、ビーコンの時間長を１msとした。
（20ms−１ms）／(277μs ＋ 559μs)＝22.7 (2)
【００２９】
ただし、図８におけるフレーム間隔は８０μs であり、図６におけるフレーム間隔の３６０μs と比較すると１／４〜１／５程度となっている。これは、図６に示したシーケンスにおいては、衝突回避のためのランダム値の取り得る値が３２値であるのに対して、図８に示したシーケンスにおけるランダム値の取り得る値は４値しかないためである。
【００３０】
このため、図８に示したシーケンスにおいては、トラフィック輻輳時に、約1 ／４確率で送信タイミングの一致によるパケット衝突が発生した場合に、両方のパケットが誤るものとすると、無線端末２から無線ＬＡＮ基地局１宛てに送信されるパケットのうち、約１／４のパケットは無効なパケットとなる。これを考慮した場合の最大同時通話数は１７となる。
複数の前記無線端末２における送信タイミングが一致した場合には、前記無線ＬＡＮ基地局１は、ほぼ同時に複数のデータパケットを受信する。この場合において、一般に、複数のデータパケットの受信レベル差が１０dB以内であれば、両方のパケットを誤って受信する確率が高い。この場合には、１パケットの無効パケットが発生する。
一方、複数データパケットの無線ＬＡＮ基地局１における受信レベル差が２０dB以上あれば、受信レベルの高い方のパケットを正常に受信し、受信レベルの低い方のパケットは受信しない確率が高い。この場合には、無効パケットは発生しない。
従って、実環境における最大同時通話数は、１７〜２２間となると考えられる。
【００３１】
本発明の無線ＬＡＮにおいて、音声をデータパケットとして伝送した場合の最大同時通話数を表１に示す。比較のために、現在、最も普及しているＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮにおける最大同時通話数も合わせて示している。
【００３２】
【表１】
【００３３】
無線ＬＡＮを用いたＶｏＩＰシステムにおいては、レイヤ２における再送処理に起因して、最大同時通話数が減少する。特に、無線端末２が圏外となると、無線端末２は予め規定された上限回数まで音声パケットの再送を繰り返し、最大同時通話数は大幅に減少する。この場合には、一般に無線ＬＡＮ基地局１も、当該無線端末２宛ての音声パケットの再送を予め規定された上限回数まで繰り返すので、最大同時通話数の減少はさらに大きくなる。そこで、表１においては、圏外となり音声パケットの再送を繰り返す無線端末２を再送端末と呼び、その台数ごとの最大同時通話数を示している。表１においては、無線端末２および無線ＬＡＮ基地局１における再送の上限回数を４回としている。
【００３４】
表１より、本発明による無線ＬＡＮによれば、現在最も普及しているＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮシステムと比較して、最大同時通話数を２倍〜３倍に改善できることが分かる。
【００３５】
本発明の無線ＬＡＮにおける最大同時通話数の改善効果は、無線端末２が通話中にパワーセーブ動作を行う場合において一層顕著となる。
本発明の無線ＬＡＮにおいて、無線端末２が通話中にパワーセーブ動作を行う場合の最大同時通話数を表２に示す。比較のために、現在、最も普及しているＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮにおいて、無線端末２が通話中にパワーセーブ動作を行う場合の最大同時通話数も合わせて示している。
【００３６】
表１および表２を比較すると、本発明による無線ＬＡＮにおいては、無線端末２が通話中パワーセーブ動作を行うかどうかによらず最大同時通話数は同じであることが分かる。
一方、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮにおいては、無線端末２が通話中パワーセーブ動作を行う場合には、最大同時通話数が７割程度まで減少している。
【００３７】
【表２】
【００３８】
本発明による無線ＬＡＮにおける無線端末２の通話中パワーセーブ動作を図９に示す。また、参考として、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮシステムにおける無線端末２の通話中バワーセーブ動作を図１０に示す。
【００３９】
図９において、無線端末２のパワーセーブモード変更の無線ＬＡＮ基地局１への通知は、無線端末２から無線ＬＡＮ基地局宛ての音声パケットにより行っている。すなわち、再送要求を含まない音声パケットにおいては、アクティブモードへの移行を通知し、再送要求を含む音声パケットにおいては、パワーセーブモードへの移行の通知を行っている。
図９から分かるように、本発明による無線ＬＡＮでは、パワーセーブ動作だけのためのパケットは使用していない。
【００４０】
一方、図１０に示すように、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮシステムにおいては、ビーコン直後の無線ＬＡＮ基地局１から無線端末２宛ての音声パケットを無線端末２が受け取るためには、無線端末２はＰＳ−Ｐｏｌｌと呼ばれる要求パケットを送信しなければならない。
また、その後の無線ＬＡＮ基地局１から無線端末２宛ての音声パケットを無線端末２が受け取るためには、無線端末２から無線ＬＡＮ基地局１宛ての音声パケットを用いて、アクティブモードへの移行を、無線ＬＡＮ基地局１に通知しなければならない。無線ＬＡＮ基地局１は、無線端末２のアクティブモードへの移行の通知を受け取ると、保持していた当該無線端末２宛ての音声パケットの送信を行う。無線端末２は、この音声パケットの受信後に再びパワーセーブモードに移行するために、Ｎｕｌｌパケットと呼ばれるデータ部分を含まないレイヤ２パケットを用いて、パワーセーブモードへの移行を無線ＬＡＮ基地局１に通知しなければならない。
【００４１】
このように、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮシステムにおいて、無線端末２が通話中にパワーセーブモードで動作する場合には、無線ＬＡＮ基地局１から無線端末２への音声パケット伝送のたびにＰＳ−ＰｏｌｌまたはＮｕｌｌパケットが発生するので、これに起因して最大同時通話数は減少してしまう。
【００４２】
表２より、本発明による無線ＬＡＮによれば、無線端末２が通話中パワーセーブ動作を行う場合には、現在、最も普及しているＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮシステムと比較して、最大同時通話数を３倍〜４倍に改善できることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、音声伝送において通話品質を損なうことなしに最大同時通話数を向上させることができる。また、通話中にパワーセーブ動作を行う場合にも最大同時通話数の減少はない。バッテリーに関する要求条件の厳しいＩＰ携帯電話システムにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例である無線ＬＡＮ装置の全体構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明に用いる無線ＬＡＮ基地局の一構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明に用いる無線端末の一構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明による無線ＬＡＮにおけるデータパケット伝送動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】本発明による無線ＬＡＮにおけるデータパケット伝送動作をさらに分かり易く説明するためのタイミングチャートである。
【図６】現在用いられている標準無線ＬＡＮにおける音声パケット伝送の１パケットシーケンスの媒体占有時間を示すタイムチャートである。
【図７】本発明による無線ＬＡＮにおける無線基地局が無線端末宛てに伝送されている音声パケットシーケンスの媒体占有時間を示すタイムチャートである。
【図８】本発明による無線ＬＡＮにおける無線端末から無線基地局宛てに伝送されている音声パケットシーケンスの媒体占有時間を示すタイムチャートである。
【図９】本発明による無線ＬＡＮにおける無線端末の通話中パワーセーブ動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】ＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮにおける無線端末の通話中パワーセーブ動作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ 無線ＬＡＮ基地局
１−１ 有線ＬＡＮ送受信手段
１−２ 有線ＬＡＮ送信制御手段
１−３ 有線ＬＡＮ送信バッファ手段
１−４ 有線ＬＡＮ受信バッファ手段
１−５ 無線ＬＡＮ送受信手段
１−６ 無線ＬＡＮ送信制御手段
１−７ 無線ＬＡＮ送信バッファ手段
１−７−１ 確認応答なしフレームバースト適用キュー
１−７−２ 確認応答ありフレームバースト非適用キュー
１−８ 無線ＬＡＮ受信バッファ手段
１−９ 有線ＬＡＮヘッダ解析手段
１−１０ 有線ＬＡＮ制御手段
１−１１ 無線ＬＡＮヘッダ解析手段
１−１２ 無線ＬＡＮ制御手段
１−１３ トラフィック管理テーブル
１−１４ 再送要求処理手段
１−１５ 再送処理手段
１−１６ 通知パケット生成手段
２，２ａ，２ｂ，２ｃ 無線端末
２−１ 無線ＬＡＮ送受信手段
２−２ 無線ＬＡＮ送信制御手段
２−３ 無線ＬＡＮ送信バッファ手段
２−４ 無線ＬＡＮ受信バッファ手段
２−５ マイクロホン
２−６ スピーカ
２−７ 音声用バッファ手段
２−８ 音声トラフィック生成手段
２−９ 音声トラフィック分解手段
２−１０ 受信トラフィック管理テーブル
２−１１ 無線ＬＡＮヘッダ解析手段
２−１２ 通知パケット処理手段
２−１３ 再送要求処理手段
２−１４ 再送ヘッダ付加手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮに関し、より詳しくは、無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＡＮ（Local Area Network）は当初、有線ネットワークとして開発され利用されてきたが、近年、無線ＬＡＮの高速化，低価格化や、モバイル・コンピューティング技術およびモバイル端末技術の発達と相俟って、有線ネットワークの少なくとも一部を無線化した無線ＬＡＮの利用が広まりつつある。
ＩＰ電話の普及に伴い、無線ＬＡＮにおいても音声が主要なアプリケーションの一つとなりつつあり、音声と他のアプリケーションとの連携が重要となってきている（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】ＩＥＥＥ８０２．１１標準
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、現在最も普及しているＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮシステムにおいては、最大同時通話数が６通話程度しかとれず、無線電話システムとして十分な同時通話数が得られないという課題がある。
この原因は、現在最も普及しているＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した２．４ＧＨｚ帯を用いた伝送速度１１Ｍbps の無線ＬＡＮでは、パケット伝送時間におけるオーバヘッドが大きく、音声のようにデータ長の短いパケット伝送においては伝送効率が非常に小さくなってしまうことにある。
ところで、パケット伝送におけるオーバヘッドの大きさはパケット周期には依存しないため、パケット周期を大きくすることにより、オーバヘッドの割り合いを小さくし、音声伝送の効率を高めて最大同時通話数を大きくすることができる。ただし、パケットの周期を大きくすると、音声伝送における遅延が増大するだけでなく、パケットロス発生時において通話品質が大きく劣化するという通話品質上の問題が生じる。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するために、音声伝送において通話品質を損なうことなく最大同時通話数を向上させることができる無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法及び装置を提供することを目的とする。
また、将来的に普及が見込まれるＩＰ携帯電話では、バッテリー性能を確保するために、通話中にもパワーセーブ動作を行うが、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮでは、パワーセーブ動作のためのパケットを生成するため、これに起因して最大同時通話数は、さらに７割程度にまで減少してしまう欠点が存在するが、本発明による無線ＬＡＮでは、通話中にパワーセープ動作を行う場合にも、これに起因した最大同時通話数の減少はなく、バッテリーに関する要求条件の厳しいＩＰ携帯電話システムに適用することができる無線ＬＡＮシステムを実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的を達成するために、本発明の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法は、無線ＬＡＮ基地局と、無線ＬＡＮを介して前記無線ＬＡＮ基地局に接続される複数の無線端末とを備え、
前記無線ＬＡＮ基地局から前記複数の無線端末へは、該複数の無線端末にそれぞれ対応する複数のデータパケットをフレームバーストパケットの信号形式でＡＣＫ（Acknowledge ：確認応答）を使用しないで伝送し、さらに、前記フレームバーストパケットの信号形式で伝送した一連のヘッダ情報を通知パケットとしてマルチキャストの信号形式で伝送し、
前記複数の無線端末のおのおのから前記無線ＬＡＮ基地局へは、該複数の無線端末の各個別のデータパケットを確認応答を使用したユニキャストパケットで順次伝送し、
前記複数の無線端末のおのおのは前記確認応答を使用しないフレームバーストパケットのうちの当該無線端末に対応するパケットと前記通知パケットとを受信し、該通知パケットで通知された当該無線端末宛てのフレームパケットの中で未受信のパケットが存在することが検知された場合には、当該無線端末から前記無線ＬＡＮ基地局へ当該未受信パケットの再送要求を再送ヘッダを付加して行う再送要求情報を伝送し、
前記無線ＬＡＮ基地局は、前記再送要求情報を受信したときに、当該再送要求情報に対応するパケットを通常の確認応答を使用したユニパケットで前記再送要求情報を送出した前記無線端末に再伝送し、
該再送要求情報を送出した当該無線端末は、該再伝送されたパケットを受信するように構成されている。
前記無線ＬＡＮ基地局から前記複数の無線端末へは、該複数の無線端末にそれぞれ対応する複数のデータパケットを確認応答なしフレームバーストパケットの信号形式でマルチキャストにより単一シーケンスとして伝送することができる。
【０００６】
上記の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法を実施するために、
複数の前記無線端末に宛てた複数のデータパケットを、確認応答なしに最小フレーム間隔で連続して送信するための確認応答なしフレームバースト送信手段と、
前記無線端末から送信されるデータパケットに含まれる再送要求情報に基づいて、再送すべきデータパケットを送出するための処理を行う再送処理手段と、
ビーコン間において、確認応答パケットなしに最小フレーム間隔で連続して送信したすべてのデータパケットであるフレームバーストパケットに関するフレームバースト構成情報を、複数の前記無線端末に通知するための通知パケットを生成する通知パケット生成手段と、
前記再送すべきデータパケットの送出を、所定のフレーム間隔と確認応答パケットを用いた再送制御手順を用いて前記通知パケットを付加して行う確認応答ありフレーム送信手段と、
を備えていることを特徴とする無線ＬＡＮ基地局装置を用いることができる。
上記の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法を実施するために、
前記通知パケットに含まれるフレーム構成情報で通知された当該無線端末宛てのフレームバーストパケットの中に未受信パケットが存在することが検知された場合には、再送要求情報を生成する再送要求処理手段と、
該再送要求処理手段で生成した再送要求情報を、前記無線ＬＡＮ基地局宛てのデータパケットに付随して再送ヘッダを付加して再送信するための再送ヘッダ付加手段と、
前記再送されたデータパケットを受信する再送パケット受信手段と、
を備えたことを特徴とする無線端末装置を用いることができる。
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送装置は、無線ＬＡＮ基地局と、無線ＬＡＮを介して前記無線ＬＡＮ基地局に接続される無線端末とを備え、
前記無線ＬＡＮ基地局は、
複数の前記無線端末に宛てた複数のデータパケットを、確認応答なしに最小フレーム間隔で連続して送信するための確認応答なしフレームバースト送信手段と、
前記無線端末から送信されるデータパケットに含まれる再送要求情報に基づいて、再送すべきデータパケットを送出するための処理を行う再送処理手段と、
ビーコン間において、確認応答パケットなしに最小フレーム間隔で連続して送信したすべてのデータパケットであるフレームバーストパケットに関するフレームバースト構成情報を、複数の前記無線端末に通知するための通知パケットを生成する通知パケット生成手段と、前記再送すべきデータパケットの送出を、所定のフレーム間隔と確認応答パケットを用いた再送制御手順を用いて前記通知パケットを付加して行う確認応答ありフレーム送信手段とを備え、
前記無線端末は、
前記通知パケットに含まれるフレーム構成で通知された当該無線端末宛てのフレームバーストパケットの中に未受信パケットが存在することが検知された場合には、再送要求情報を生成する再送要求処理手段と、
該再送要求処理手段で生成した再送要求情報を、前記無線ＬＡＮ基地局宛てのデータパケットに付随して再送ヘッダを付加して再送信するための再送ヘッダ付加手段と、
前記再送されたデータパケットを受信する再送パケット受信手段と、
を備えた構成を有している。
【０００８】
なお、前記無線ＬＡＮ基地局の前記確認応答なしフレームバースト送信手段は、フレームバーストで送信するパケットに対してシーケンス番号を付与するシーケンス番号付与手段を含み、
前記無線端末の前記再送要求処理手段は、前記シーケンス番号を含めた再送要求情報を生成し、
前記無線ＬＡＮ基地局の前記再送処理手段では、前記無線端末から送信されるデータパケットに付随した再送要求情報に含まれる前記シーケンス番号を参照して再送処理を行ってもよい。
また、前記無線端末は、前記無線ＬＡＮ基地局に対して、予め、自端末宛てのデータパケットをフレームバーストを用いたデータパケットの送信を要求するためのフレームバースト要求パケット生成手段を備え、
前記無線ＬＡＮ基地局は、前記フレームバースト要求パケットを受信した場合に、当該前記無線端末宛のデータパケット送信におけるフレームバースト適用の有無を、当該前記無線端末に通知するためのフレームバースト応答パケット生成手段を備え、
前記無線ＬＡＮ基地局の前記フレームバースト送信手段は、フレームバーストの適用を有りとした前記無線端末宛てのパケットのみフレームバーストで送信を行い、その外の前記無線端末宛てのパケットについては、フレームバーストを用いず、確認応答ありで送信し、
前記無線端末の再送要求処理手段は、フレームバーストの適用をありとするフレームバースト応答パケットを受信した場合のみ、再送要求情報をデータパケットに付随して送信し、フレームバーストの適用をなしとするフレームバースト応答パケットを受信した場合には、再送要求情報を付加することなしにデータパケットを送信してもよい。
また、前記無線ＬＡＮ基地局の前記フレームバースト送信手段は、所定の優先度を有するデータパケットのみをフレームバーストで送信を行い、それ以外の優先度のデータパケットについては、フレームバーストを用いず、確認応答ありで送信し、
前記無線端末の再送要求処理手段は、所定の優先度を有するデータパケットに対してのみ、再送要求情報を付随させて送信し、それ以外の優先度のデータパケットについては、再送要求情報を付加することなしに該データパケットを送信してもよい。
前記無線端末が通話中にもパワーセーブモードで動作を行う場合には、再送要求情報を前記無線ＬＡＮ基地局宛てのデータパケットに付随して送信するときに、
付随する再送要求情報がフレームバーストで受信したデータパケットの再送を要求する場合には、送信するデータパケットのヘッダ情報によりパワーセーブモードをアクティブモードに移行することを前記無線ＬＡＮ基地局に通知し、
付随する再送要求情報がフレームバーストで受信したデータパケットの再送を要求しない場合には、送信するデータパケットのヘッダ情報によりパワーセーブモードをスリープモードに移行することを前記無線ＬＡＮ基地局に通知してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の無線ＬＡＮでは、無線ＬＡＮ基地局が、無線端末宛てのデータパケットを、確認応答なしに最小フレーム間隔で連続的に送信し、無線端末から無線ＬＡＮ基地局宛てのデータパケットを利用して再送処理を行うことにより、データパケットの伝送の効率を向上し、特に無線ＬＡＮを用いたＶｏＩＰシステムにおいて最大同時通話数を大幅に向上させている。
本発明の無線ＬＡＮでは、パケット周期を大きくすることなく最大同時通話数を増大しているので通話品質の劣化はなく、また、通話中にパワーセープ動作を行っても最大同時通話数は減少しないので、高品質な無線ＬＡＮによるＶｏＩＰシステムを構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照し、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態である無線ＬＡＮシステムの全体構成を示すブロック図である。
図１に示した無線ＬＡＮシステムは、複数の無線ＬＡＮ基地局（１ａ，１ｂ…）と、無線ＬＡＮ基地局と無線ＬＡＮを介して接続される複数の無線電話機（無線端末２ａ，２ｂ…）と、無線電話機の呼制御を行うＶｏＩＰゲートウェイ３とから構成されている。ＶｏＩＰゲートウェイ３は、インターネット網５や公衆網６とのインターフェイスを含んでいる。なお、無線ＬＡＮ基地局１ａ，１ｂ…とＶｏＩＰゲートウェイ３との接続に関しては、構内の有線ＬＡＮ４を介してもよいし、あるいはさらに他の無線ＬＡＮ基地局との無線ＬＡＮ接続を介してもよい。
【００１１】
次に、図２および図３を参照し、無線ＬＡＮ基地局および無線端末のより詳しい構成を説明する。図２は、本発明に用いる無線ＬＡＮ基地局の一構成例を示すブロック図である。
図２に示すように、本発明に用いる無線ＬＡＮ基地局１は、有線ＬＡＮ４における送受信動作のために、有線ＬＡＮ送受信手段１−１と、有線ＬＡＮ送信制御手段１−２と、有線ＬＡＮ送信バッファ手段１−３と、有線ＬＡＮ受信バッファ手段１−４を有する。また、無線ＬＡＮにおける送受信動作のために、無線ＬＡＮ送受信手段１−５と、無線ＬＡＮ送信制御手段１−６と、無線ＬＡＮ送信バッファ手段１−７と、無線ＬＡＮ受信バッファ手段１−８を備えている。
無線ＬＡＮ送信バッファ手段１−７は、確認応答を用いた再送制御を行わず、かつ最小フレーム間隔で連続的にフレーム送信を行う確認応答なしフレームバースト適用キュー１−７−１と、確認応答を用いた再送制御を行い、かつ所定のフレーム間隔で送信を行う確認応答ありフレームバースト非適用キュー１−７−２の両方を備えている。
【００１２】
また、本発明による無線ＬＡＮ基地局１は、ブリッジ動作のために、有線ＬＡＮヘッダ解析手段１−９とこの結果を受けてブリッジ処理を行う有線ＬＡＮ制御手段１−１０と、無線ＬＡＮヘッダ解析手段１−１１と、この結果を受けてブリッジ処理を行う無線ＬＡＮ制御手段１−１２と、当該無線ＬＡＮ基地局に連絡している端末に関する情報等からなるトラフィック管理テーブル１−１３を備えている。
本発明による無線ＬＡＮ基地局１は、無線端末へのデータパケット送信において、確認応答を用いた再送制御を行わない。確認応答パケットの代わりとして、無線端末からのデータパケットに付随した再送要求情報を用いている。すなわち、再送要求情報を解析して再送要求がある場合にのみ、データパケットの再送を行う。
このため、無線ＬＡＮヘッダ解析手段１−１１において再送要求情報を取り出し、再送要求処理手段１−１４においてその内容を解析する。
【００１３】
一方、有線ＬＡＮ制御手段１−１０あるいは無線ＬＡＮ制御手段１−１２から無線ＬＡＮ送信バッファ手段１−７に転送されたデータトラフィックは、ビーコン後に、確認応答による再送制御なしで最小フレーム間隔で連続的にフレーム送信を確認応答なしフレームバースト適用キュー１−７−１に格納する。また、さらに、無線ＬＡＮ送信バッファ手段１−７に転送されたデータトラフィックは、再送処理手段１−１５および通知パケット生成手段１−１６にも印加される。
【００１４】
再送処理手段１−１５では、前記再送要求処理手段１−１４から出力される再送要求情報に基づいて、再送要求が必要となるデータトラフィックを、確認応答を用いた再送制御を行い、かつ所定のフレーム間隔で送信を行う確認応答ありフレームバースト非適用キュー１−７−２に格納する。このため、再送データパケットの伝送においては、確認応答パケットを用いた再送制御が行われるので、高い成功確率で当該無線端末に伝送される。
通知パケット生成手段１−１６では、ビーコン間にフレームバーストパケットにより無線端末に送信されたデータパケットに関する情報（ＭＡＣアドレスとシーケンス番号等のヘッダ情報）を取得し、この情報（以下通知パケットと称する）を複数の無線端末宛てにブロードキャストあるいはマルチキャストを用いて通知する。
【００１５】
次に、図３を用いて、無線端末の詳細な構成について説明する。
図３は、本発明に用いる無線端末の一構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、本発明に用いる無線端末２は、無線ＬＡＮにおける送受信動作を行うために、無線ＬＡＮ送受信手段２−１と、無線ＬＡＮ送信制御手段２−２と、無線ＬＡＮ送信バッファ手段２−３と、無線ＬＡＮ受信バッファ手段２−４を備えている。
無線端末２における無線ＬＡＮ送信バッファ手段２−３は、確認応答パケットを用いた再送制御を行う。ただし、フレームバーストの適用は行わず、所定のフレーム間隔でフレーム送信を行う。このため、無線端末２から無線ＬＡＮ基地局１へのデータパケットは、確認応答パケットを用いた再送処理により高い成功確率で伝送される。
【００１６】
また、無線端末２は音声端末であるものとし、マイクロホン２−５およびスピーカ２−６が具備されている。無線音声端末においては、音声トラフィックの送受信を行うために、音声用バッファ手段２−７と、音声トラフィック生成手段２−８と、音声トラフィック分解手段２−９を備えている。
【００１７】
本発明に用いる無線端末２は、無線ＬＡＮ受信バッファ手段２−４から出力される受信データパケットを音声トラフィック分解手段２−９に印加すると同時に、受信したデータパケットに関する情報を受信トラフィック管理テーブル２−１０に保持する。
【００１８】
無線ＬＡＮヘッダ解析手段２−１１により、通知パケットを検出すると、通知パケット処理手段２−１２において、無線ＬＡＮ基地局１から送信されたすべての無線端末２宛てのパケットに関する情報を取得する。再送要求処理手段２−１３では、前記受信トラフィック管理テーブル２−１０の情報を参照して再送の必要性の有無を判定し、再送ヘッダ付加手段２−１４に通知する。
【００１９】
再送ヘッダ付加手段２−１４では、無線端末２が送信するデータパケットのヘッダ部分に、再送要求の有無に関する再送要求情報を付加し、そのデータパケットを無線ＬＡＮ送信バッファ手段２−３に印加する。
【００２０】
次に、図４を用いて、本発明による無線ＬＡＮにおける音声データパケット伝送動作について詳細に説明する。図４は、本発明による無線ＬＡＮにおける音声データパケット伝送動作の一例を表すタイミング図である。
【００２１】
図４において、“Ｂ”は無線上におけるビーコンを表している。また、ＮＤ（Ｎ＝１〜３）は、無線ＬＡＮ基地局１から無線端末２−Ｎに伝送される音声データトラフィックを表しており、ＮＵ（Ｎ＝１〜３）は、無線端末２−Ｎから無線ＬＡＮ基地局１に伝送される音声データトラフィックを表している。Ｎは各通話を区別して表示するためにつけた番号である。
【００２２】
無線ＬＡＮ基地局１においては、これらの音声データトラフィックに対して、無線伝送路−有線伝送路間でのブリッジ動作を行う。以下では、このブリッジ動作について、詳細に説明する。有線ＬＡＮ送受信手段１−１において受信した有線ＬＡＮ４からの音声データパケットは、有線ＬＡＮ受信バッファ手段１−４に格納される。有線ＬＡＮ制御手段１−１０では、有線ＬＡＮヘッダ解析手段１−９において検出された宛て先情報と、トラフィック管理テーブル１−１３に格納されている自基地局配下の無線端末２のテーブルとから、当該トラフィックが自基地局配下の無線端末２宛てであるかを判断する。自基地局配下の無線端末２宛てである場合には、当該トラフィックを無線ＬＡＮ送信バッファ手段１−７に格納する。音声データトラフィックについては、無線ＬＡＮ送信バッファ手段１−７の中の確認応答なしフレームバースト適用キュー１−７−１に格納され、無線ＬＡＮ送信制御手段１−６，無線ＬＡＮ送受信手段１−５を経て、ビーコン周期でビーコンに引き続いて単一バーストとして送信される。図４においては、ビーコン周期は、音声データパケットの周期と一致するものとしている。図４において、無線端末２−１，２−２，２−３宛てのデータパケットがＳＩＦＳ（Short Inter-Frame Space ）間隔で送信されている。
また、無線ＬＡＮ送受信手段１−５において無線ＬＡＮ経由で受信した無線端末２からの音声データパケットは、無線ＬＡＮ受信バッファ手段１−８に格納される。無線ＬＡＮ制御手段１−１２は、無線ＬＡＮヘッダ解析手段１−１１において検出された宛て先情報と、トラフィック管理テーブル１−１３に格納されている自基地局配下の無線端末２のテーブルとから、当該トラフィックが自基地局配下の無線端末２宛てでない場合には、当該トラフィックを有線ＬＡＮ送信バッファ手段１−３に格納する。有線ＬＡＮ送信バッファ手段１−３に格納されたトラフィックは、有線ＬＡＮ送受信制御手段１−２，有線ＬＡＮ送受信手段１−１を経て、有線ＬＡＮ４上に送信される。
【００２３】
ところで、有線ＬＡＮ制御手段１−１０からの音声データトラフィックの情報は通知パケット生成手段１−１６および再送処理手段１−１５にも印加されており、各々通知パケットおよび再送パケットの生成に使用される。
通知パケット生成手段１−１６においては、フレームバースト期間に伝送したすべてのデータパケットのＭＡＣアドレス，シーケンス番号等の情報を、すべての無線端末２に報知するための通知パケットを生成し、無線ＬＡＮ送信バッファ手段１−７に格納する。図４においては、通話パケットはＦＥと表記されている。図４の例では、通知パケットは、確認応答なしフレームバースト適用キュー１−７−１に格納されており、音声データトラフィックに引き続きＳＩＦＳ間隔で送信されている。通知パケットは、マルチキャストあるいはブロードキャストで全無線端末２に対して送信される。通知パケットの信頼性を高めるために、あらかじめ複数の同一内容の通知パケットを生成し、送信することもできる。
ところで、無線端末２−Ｎから無線ＬＡＮ基地局１に伝送される音声データトラフィックには、再送要求情報が付随している。再送要求処理手段１−１４では、ＭＡＣアドレス，シーケンス番号等の再送要求情報を解析し、その結果を再送処理手段１−１５に通知する。再送要求を受け取った場合には、再送処理手段１−１５は、保持していた当該ＭＡＣアドレス，当該シーケンス番号のトラフィックを確認応答ありフレームバースト非適用キューに格納する。この再送パケットは、無線ＬＡＮ送信制御手段１−６，無線ＬＡＮ送受信手段１−５を経て、無線ＬＡＮ上に送信される。この再送パケットは、確認応答ありで送信される。すなわち、無線ＬＡＮ送信制御手段１−６により再送制御が行われるので、伝送における信頼性は高い。
【００２４】
一方、図４に示した一実施例においては、無線端末２は、自端末においてマイクロホン２−５から生起した音声データトラフィックを、次回の通知パケット受信まで音声用バッファ手段２−７に保持しておき、さらに音声トラフィック生成手段２−８，再送ヘッダ付加手段２−１４，無線ＬＡＮ送信バッファ手段２−３，無線ＬＡＮ送信制御手段２−２によりランダムな遅延を与えた後に、無線伝送路上に音声データパケットとして送信する。
この音声データパケットのヘッダには、直前の通知パケットにより無線ＬＡＮヘッダ解析手段２−１１，通知パケット処理手段２−１２で判明した再送要求情報が再送要求処理手段２−１３，再送ヘッダ付加手段によって付加されている。
通知パケットにおいては、例えば、フレームバースト期間に送信したパケットの宛て先ＭＡＣアドレス，シーケンス番号等の情報を通知することができる。ネットワーク上での遅延ゆらぎに起因して、１つのフレームバーストにおいて同一端末宛てに複数のパケットが送信される場合があるが、シーケンス番号はこれらを識別するために使用することができる。
無線端末２は、無線ＬＡＮヘッダ解析手段２−１１において通知パケットにより通知された情報に基づいて、自端末宛てのパケットをすべて受信できたかどうかを確認し、正常に受信できなかったパケットがある場合には再送ヘッダ付加手段２−１４において、再送要求処理手段を用いて送信データパケットのヘッダに再送要求情報を付加する。
無線ＬＡＮ基地局１は、音声データパケットを受信すると、無線ＬＡＮヘッダ解析手段１−１１においてそのヘッダに含まれる再送要求情報を取得し、再送が要求されている場合には無線ＬＡＮ受信バッファ手段１−８において保持していた当該データの再送を行う。この再送においては確認応答パケットを用いた伝送が行われる。無線ＬＡＮ基地局１は、確認応答パケットを受信するか、あるいは再送回数が規定値に達するまで再送を繰り返すので、再送要求に基づいた再送動作の信頼性は高く、これ以上の再送処理は必要ではない。
【００２５】
図５は、無線区間の音声パケット伝送の要領をさらに分かり安く説明するためのタイムチャートの１例である。図５に示した例の動作条件は次の通りである。
（１）ビーコンの周期は、ＶｏＩＰパケットと同一周期とする。
（２）ビーコンのＰＩＦＳ（Point Inter Frame Space ）後に、ＡＰ（Access Point：アクセスポイント）から無線端末２への下りＶｏＩＰパケット（以下、下りＶｏＩＰパケット）の送信を単一シーケンスとして行う。すなわち、複数の下りＶｏＩＰパケットを伝送する場合には、送信権の獲得は先頭パケットのみで行い、２番目以降のパケットは前パケット送信完了のＳＩＦＳ後に送信する。下りＶｏＩＰパケット伝送時間が物理媒体占有時間の上限値（４ｍｓ）を超える場合には、一旦シーケンスを終了し、そのＤＩＦＳ後に残りの下りＶｏＩＰパケットの送信を単一シーケンスとして行う。
（３）下りＶｏＩＰパケットの送信は、確認応答なしで行うために、例えば、マルチキャストで行う。下りＶｏＩＰパケットには、独自の拡張領域（以下、独自ヘッダ）を設け、再送制御のためのシーケンス番号を格納する。以下では、独自ヘッダを含むパケットを独自パケットと呼ぶ。
（４）下りＶｏＩＰパケットの伝送に引き続き、アクセスポイントＡＰは通知パケットを同一シーケンス内で送信する。ただし、同一シーケンス内での通知パケットの送信が処理タイミング上実行困難である場合には、通知パケットの送信は下りＶｏＩＰパケットとは別のシーケンスとしてもよい。また、通知パケットの送信を確認応答を用いた通常のユニキャストで送信してもよい。通知パケットでは、ビーコン後にフレームバーストの信号形式で送信したすべての下りＶｏＩＰパケットに関する情報が通知される。
（５）通知パケットの送信は、マルチキャストで行う。通知パケット伝送の信頼性を高めるために、通知パケットの伝送では同一パケットを複数回送信してもよい。
（６）無線端末２は、通知パケットを受信した後に、上りＶｏＩＰパケットの送信を行う。上りＶｏＩＰパケットの送信は、ユニキャストで行う。
（７）上りＶｏＩＰパケットには、独自ヘッダを設け、下りＶｏＩＰパケットの再送制御のための情報を格納する。
（８）アクセスポイントＡＰは、上りＶｏＩＰパケットを受信すると独自ヘッダの解析を行い、再送要求が含まれる場合には、下りＶｏＩＰパケット再送を行う。再送時の下りＶｏＩＰパケット（以下、再送下りＶｏＩＰパケット）の送信は、ユニキャストで行う。
（９）再送下りＶｏＩＰパケットには、独自ヘッダを設け、シーケンス番号情報を格納する。無線端末２は、この情報に基づいて、１ビーコン周期内において受信した複数ＶｏＩＰパケットの順序の入れ替わりを補正することができる。
【００２６】
次に、本発明の無線ＬＡＮにおける最大同時通話数の改善について、図６，図７，図８および表１を用いて説明する。
図６は、現時点での標準無線ＬＡＮを用いて音声パケットを伝送する場合における、１パケットシーケンスの媒体占有時間を示している。
図６に示した時間は、音声コーデックをＧ．７１１、音声パケット周期を２０msとした場合の数値である。また、無線伝送速度は１１Ｍbps とし、音声パケットでは伝送効率のよいショートプリアンブルを用いるものとしている。現状の製品に合わせて、確認応答（ＡＣＫ）パケットにおいては、ロングプリアンブルを用いたものとした。
音声パケットシーケンスの時間長は８３９μs であるが、その中に含まれる音声パケットの時間長は２６７μs であり、さらに音声データの正味の伝送時間は１１６μs である。すなわち、この場合の伝送効率は約１４％である。
このときの最大同時通話数は、次式（１）より１１通話と求まる。ただし、ビーコンの時間長を１msとした。
（20ms−１ms）／ 839μs ／２＝11.3 (1)
【００２７】
図７は、本発明の無線ＬＡＮにおける、無線ＬＡＮ基地局１から無線端末２宛てに送信される音声パケットシーケンスの媒体占有時間を示している。
図７に示した時間も、音声コーデックをＧ．７１１、音声パケット周期を２０msとした場合の数値である。また、無線伝送速度も１１Ｍbps とし、音声パケットでは伝送効率のよいショートプリアンブルを用いるものとしている。
音声パケットシーケンスの時間長は２７７μs 、その中に含まれる音声パケットの時間長は２６７μs であり、さらに音声データの正味の伝送時間は１１６μs である。すなわち、この場合の伝送効率は約４２％である。
【００２８】
図８は、本発明の無線ＬＡＮにおける、無線端末２から無線ＬＡＮ基地局１宛てに送信される音声パケットシーケンスの媒体占有時間を示している。
図８に示した時間も、音声コーデックをＧ．７１１、音声パケット周期を２０msとした場合の数値である。また、無線伝送速度も１１Ｍbps とし、音声パケットでは伝送効率のよいショートプリアンブルを用いるものとしている。
音声パケットシーケンスの時間長は５５９μs 、その中に含まれる音声パケットの時間長は２６７μs であり、さらに音声データの正味の伝送時間は１１６μs である。すなわち、この場合の伝送効率は約２１％である。
このときの最大同時通話数は、次式（２）より２２通話と求まる。ただし、ビーコンの時間長を１msとした。
（20ms−１ms）／(277μs ＋ 559μs)＝22.7 (2)
【００２９】
ただし、図８におけるフレーム間隔は８０μs であり、図６におけるフレーム間隔の３６０μs と比較すると１／４〜１／５程度となっている。これは、図６に示したシーケンスにおいては、衝突回避のためのランダム値の取り得る値が３２値であるのに対して、図８に示したシーケンスにおけるランダム値の取り得る値は４値しかないためである。
【００３０】
このため、図８に示したシーケンスにおいては、トラフィック輻輳時に、約1 ／４確率で送信タイミングの一致によるパケット衝突が発生した場合に、両方のパケットが誤るものとすると、無線端末２から無線ＬＡＮ基地局１宛てに送信されるパケットのうち、約１／４のパケットは無効なパケットとなる。これを考慮した場合の最大同時通話数は１７となる。
複数の前記無線端末２における送信タイミングが一致した場合には、前記無線ＬＡＮ基地局１は、ほぼ同時に複数のデータパケットを受信する。この場合において、一般に、複数のデータパケットの受信レベル差が１０dB以内であれば、両方のパケットを誤って受信する確率が高い。この場合には、１パケットの無効パケットが発生する。
一方、複数データパケットの無線ＬＡＮ基地局１における受信レベル差が２０dB以上あれば、受信レベルの高い方のパケットを正常に受信し、受信レベルの低い方のパケットは受信しない確率が高い。この場合には、無効パケットは発生しない。
従って、実環境における最大同時通話数は、１７〜２２間となると考えられる。
【００３１】
本発明の無線ＬＡＮにおいて、音声をデータパケットとして伝送した場合の最大同時通話数を表１に示す。比較のために、現在、最も普及しているＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮにおける最大同時通話数も合わせて示している。
【００３２】
【表１】
【００３３】
無線ＬＡＮを用いたＶｏＩＰシステムにおいては、レイヤ２における再送処理に起因して、最大同時通話数が減少する。特に、無線端末２が圏外となると、無線端末２は予め規定された上限回数まで音声パケットの再送を繰り返し、最大同時通話数は大幅に減少する。この場合には、一般に無線ＬＡＮ基地局１も、当該無線端末２宛ての音声パケットの再送を予め規定された上限回数まで繰り返すので、最大同時通話数の減少はさらに大きくなる。そこで、表１においては、圏外となり音声パケットの再送を繰り返す無線端末２を再送端末と呼び、その台数ごとの最大同時通話数を示している。表１においては、無線端末２および無線ＬＡＮ基地局１における再送の上限回数を４回としている。
【００３４】
表１より、本発明による無線ＬＡＮによれば、現在最も普及しているＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮシステムと比較して、最大同時通話数を２倍〜３倍に改善できることが分かる。
【００３５】
本発明の無線ＬＡＮにおける最大同時通話数の改善効果は、無線端末２が通話中にパワーセーブ動作を行う場合において一層顕著となる。
本発明の無線ＬＡＮにおいて、無線端末２が通話中にパワーセーブ動作を行う場合の最大同時通話数を表２に示す。比較のために、現在、最も普及しているＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮにおいて、無線端末２が通話中にパワーセーブ動作を行う場合の最大同時通話数も合わせて示している。
【００３６】
表１および表２を比較すると、本発明による無線ＬＡＮにおいては、無線端末２が通話中パワーセーブ動作を行うかどうかによらず最大同時通話数は同じであることが分かる。
一方、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮにおいては、無線端末２が通話中パワーセーブ動作を行う場合には、最大同時通話数が７割程度まで減少している。
【００３７】
【表２】
【００３８】
本発明による無線ＬＡＮにおける無線端末２の通話中パワーセーブ動作を図９に示す。また、参考として、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮシステムにおける無線端末２の通話中バワーセーブ動作を図１０に示す。
【００３９】
図９において、無線端末２のパワーセーブモード変更の無線ＬＡＮ基地局１への通知は、無線端末２から無線ＬＡＮ基地局宛ての音声パケットにより行っている。すなわち、再送要求を含まない音声パケットにおいては、アクティブモードへの移行を通知し、再送要求を含む音声パケットにおいては、パワーセーブモードへの移行の通知を行っている。
図９から分かるように、本発明による無線ＬＡＮでは、パワーセーブ動作だけのためのパケットは使用していない。
【００４０】
一方、図１０に示すように、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮシステムにおいては、ビーコン直後の無線ＬＡＮ基地局１から無線端末２宛ての音声パケットを無線端末２が受け取るためには、無線端末２はＰＳ−Ｐｏｌｌと呼ばれる要求パケットを送信しなければならない。
また、その後の無線ＬＡＮ基地局１から無線端末２宛ての音声パケットを無線端末２が受け取るためには、無線端末２から無線ＬＡＮ基地局１宛ての音声パケットを用いて、アクティブモードへの移行を、無線ＬＡＮ基地局１に通知しなければならない。無線ＬＡＮ基地局１は、無線端末２のアクティブモードへの移行の通知を受け取ると、保持していた当該無線端末２宛ての音声パケットの送信を行う。無線端末２は、この音声パケットの受信後に再びパワーセーブモードに移行するために、Ｎｕｌｌパケットと呼ばれるデータ部分を含まないレイヤ２パケットを用いて、パワーセーブモードへの移行を無線ＬＡＮ基地局１に通知しなければならない。
【００４１】
このように、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮシステムにおいて、無線端末２が通話中にパワーセーブモードで動作する場合には、無線ＬＡＮ基地局１から無線端末２への音声パケット伝送のたびにＰＳ−ＰｏｌｌまたはＮｕｌｌパケットが発生するので、これに起因して最大同時通話数は減少してしまう。
【００４２】
表２より、本発明による無線ＬＡＮによれば、無線端末２が通話中パワーセーブ動作を行う場合には、現在、最も普及しているＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮシステムと比較して、最大同時通話数を３倍〜４倍に改善できることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、音声伝送において通話品質を損なうことなしに最大同時通話数を向上させることができる。また、通話中にパワーセーブ動作を行う場合にも最大同時通話数の減少はない。バッテリーに関する要求条件の厳しいＩＰ携帯電話システムにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例である無線ＬＡＮ装置の全体構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明に用いる無線ＬＡＮ基地局の一構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明に用いる無線端末の一構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明による無線ＬＡＮにおけるデータパケット伝送動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】本発明による無線ＬＡＮにおけるデータパケット伝送動作をさらに分かり易く説明するためのタイミングチャートである。
【図６】現在用いられている標準無線ＬＡＮにおける音声パケット伝送の１パケットシーケンスの媒体占有時間を示すタイムチャートである。
【図７】本発明による無線ＬＡＮにおける無線基地局が無線端末宛てに伝送されている音声パケットシーケンスの媒体占有時間を示すタイムチャートである。
【図８】本発明による無線ＬＡＮにおける無線端末から無線基地局宛てに伝送されている音声パケットシーケンスの媒体占有時間を示すタイムチャートである。
【図９】本発明による無線ＬＡＮにおける無線端末の通話中パワーセーブ動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】ＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠した一般的な無線ＬＡＮにおける無線端末の通話中パワーセーブ動作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ 無線ＬＡＮ基地局
１−１ 有線ＬＡＮ送受信手段
１−２ 有線ＬＡＮ送信制御手段
１−３ 有線ＬＡＮ送信バッファ手段
１−４ 有線ＬＡＮ受信バッファ手段
１−５ 無線ＬＡＮ送受信手段
１−６ 無線ＬＡＮ送信制御手段
１−７ 無線ＬＡＮ送信バッファ手段
１−７−１ 確認応答なしフレームバースト適用キュー
１−７−２ 確認応答ありフレームバースト非適用キュー
１−８ 無線ＬＡＮ受信バッファ手段
１−９ 有線ＬＡＮヘッダ解析手段
１−１０ 有線ＬＡＮ制御手段
１−１１ 無線ＬＡＮヘッダ解析手段
１−１２ 無線ＬＡＮ制御手段
１−１３ トラフィック管理テーブル
１−１４ 再送要求処理手段
１−１５ 再送処理手段
１−１６ 通知パケット生成手段
２，２ａ，２ｂ，２ｃ 無線端末
２−１ 無線ＬＡＮ送受信手段
２−２ 無線ＬＡＮ送信制御手段
２−３ 無線ＬＡＮ送信バッファ手段
２−４ 無線ＬＡＮ受信バッファ手段
２−５ マイクロホン
２−６ スピーカ
２−７ 音声用バッファ手段
２−８ 音声トラフィック生成手段
２−９ 音声トラフィック分解手段
２−１０ 受信トラフィック管理テーブル
２−１１ 無線ＬＡＮヘッダ解析手段
２−１２ 通知パケット処理手段
２−１３ 再送要求処理手段
２−１４ 再送ヘッダ付加手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ＬＡＮ基地局と、無線ＬＡＮを介して前記無線ＬＡＮ基地局に接続される複数の無線端末とを備え、
前記無線ＬＡＮ基地局から前記複数の無線端末へは、該複数の無線端末にそれぞれ対応する複数のデータパケットをフレームバーストパケットの信号形式で確認応答を使用しないで伝送し、さらに、前記フレームバーストパケットの信号形式で伝送した一連のヘッダ情報を通知パケットとしてマルチキャストの信号形式で伝送し、
前記複数の無線端末のおのおのから前記無線ＬＡＮ基地局へは、該複数の無線端末の各個別のデータパケットを確認応答を使用したユニキャストパケットで順次伝送し、
前記複数の無線端末のおのおのは前記確認応答を使用しないフレームバーストパケットのうちの当該無線端末に対応するパケットと前記通知パケットとを受信し、該通知パケットで通知された当該無線端末宛てのフレームパケットの中で未受信のパケットが存在することが検知された場合には、当該無線端末から前記無線ＬＡＮ基地局へ当該未受信パケットの再送要求を再送ヘッダを付加して行う再送要求情報を伝送し、
前記無線ＬＡＮ基地局は、前記再送要求情報を受信したときに、当該再送要求情報に対応するパケットを通常の確認応答を使用したユニパケットで前記再送要求情報を送出した前記無線端末に再伝送し、
該再送要求情報を送出した当該無線端末は、該再伝送されたパケットを受信する
ことを特徴とする無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法。
【請求項２】
前記無線ＬＡＮ基地局から前記複数の無線端末へは、該複数の無線端末にそれぞれ対応する複数のデータパケットを確認応答を使用しないフレームバーストパケットの信号形式でマルチキャストにより単一シーケンスとして伝送することを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法を実施するために、
複数の前記無線端末に宛てた複数のデータパケットを、確認応答なしに最小フレーム間隔で連続して送信するための確認応答なしフレームバースト送信手段と、
前記無線端末から送信されるデータパケットに含まれる再送要求情報に基づいて、再送すべきデータパケットを送出するための処理を行う再送処理手段と、
ビーコン間において、確認応答パケットなしに最小フレーム間隔で連続して送信したすべてのデータパケットであるフレームバーストパケットに関するフレームバースト構成情報を、複数の前記無線端末に通知するための通知パケットを生成する通知パケット生成手段と、
前記再送すべきデータパケットの送出を、所定のフレーム間隔と確認応答パケットを用いた再送制御手順を用いて前記通知パケットを付加して行う確認応答ありフレーム送信手段と、
を備えていることを特徴とする無線ＬＡＮ基地局装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法を実施するために、
前記通知パケットに含まれるフレーム構成情報で通知された当該無線端末宛てのフレームバーストパケットの中に未受信パケットが存在することが検知された場合には、再送要求情報を生成する再送要求処理手段と、
該再送要求処理手段で生成した再送要求情報を、前記無線ＬＡＮ基地局宛てのデータパケットに付随して再送ヘッダを付加して再送信するための再送ヘッダ付加手段と、
前記再送されたデータパケットを受信する再送パケット受信手段と
を備えたことを特徴とする無線端末装置。
【請求項５】
無線ＬＡＮ基地局と、無線ＬＡＮを介して前記無線ＬＡＮ基地局に接続される無線端末とを備え、
前記無線ＬＡＮ基地局は、
複数の前記無線端末に宛てた複数のデータパケットを、確認応答なしに最小フレーム間隔で連続して送信するための確認応答なしフレームバースト送信手段と、
前記無線端末から送信されるデータパケットに含まれる再送要求情報に基づいて、再送すべきデータパケットを送出するための処理を行う再送処理手段と、
ビーコン間において、確認応答パケットなしに最小フレーム間隔で連続して送信したすべてのデータパケットであるフレームバーストパケットに関するフレームバースト構成情報を、複数の前記無線端末に通知するための通知パケットを生成する通知パケット生成手段と、
前記再送すべきデータパケットの送出を、所定のフレーム間隔と確認応答パケットを用いた再送制御手順を用いて前記通知パケットを付加して行う確認応答ありフレーム送信手段とを備え、
前記無線端末は、
前記通知パケットに含まれるフレーム構成で通知された当該無線端末宛てのフレームバーストパケットの中に未受信パケットが存在することが検知された場合には、再送要求情報を生成する再送要求処理手段と、
該再送要求処理手段で生成した再送要求情報を、前記無線ＬＡＮ基地局宛てのデータパケットに付随して再送ヘッダを付加して再送信するための再送ヘッダ付加手段と、
前記再送されたデータパケットを受信する再送パケット受信手段と、
を備えたことを特徴とする無線ＬＡＮにおけるパケット伝送装置。
【請求項６】
前記無線ＬＡＮ基地局の前記確認応答なしフレームバースト送信手段は、フレームバーストで送信するパケットに対してシーケンス番号を付与するシーケンス番号付与手段を含み、
前記無線端末の前記再送要求処理手段は、前記シーケンス番号を含めた再送要求情報を生成し、
前記無線ＬＡＮ基地局の前記再送処理手段では、前記無線端末から送信されるデータパケットに付随した再送要求情報に含まれる前記シーケンス番号を参照して再送処理を行うことを特徴とする請求項５に記載の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送装置。
【請求項７】
前記無線端末は、前記無線ＬＡＮ基地局に対して、予め、自端末宛てのデータパケットをフレームバーストを用いたデータパケットの送信を要求するためのフレームバースト要求パケット生成手段を備え、
前記無線ＬＡＮ基地局は、前記フレームバースト要求パケットを受信した場合に、当該前記無線端末宛のデータパケット送信におけるフレームバースト適用の有無を、当該前記無線端末に通知するためのフレームバースト応答パケット生成手段を備え、
前記無線ＬＡＮ基地局の前記フレームバースト送信手段は、フレームバーストの適用を有りとした前記無線端末宛てのパケットのみフレームバーストで送信を行い、その外の前記無線端末宛てのパケットについては、フレームバーストを用いず、確認応答ありで送信し、
前記無線端末の再送要求処理手段は、フレームバーストの適用をありとするフレームバースト応答パケットを受信した場合のみ、再送要求情報をデータパケットに付随して送信し、フレームバーストの適用をなしとするフレームバースト応答パケットを受信した場合には、再送要求情報を付加することなしにデータパケットを送信することを特徴とする請求項５に記載の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送装置。
【請求項８】
前記無線ＬＡＮ基地局の前記フレームバースト送信手段は、所定の優先度を有するデータパケットのみをフレームバーストで送信を行い、それ以外の優先度のデータパケットについては、フレームバーストを用いず、確認応答ありで送信し、
前記無線端末の再送要求処理手段は、所定の優先度を有するデータパケットに対してのみ、再送要求情報を付随させて送信し、それ以外の優先度のデータパケットについては、再送要求情報を付加することなしに該データパケットを送信することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送装置。
【請求項９】
前記無線端末が、再送要求情報を前記無線ＬＡＮ基地局宛てのデータパケットに付随して送信するときに、
付随する再送要求情報がフレームバーストで受信したデータパケットの再送を要求する場合には、送信するデータパケットのヘッダ情報によりパワーセープモードをアクティブモードに移行することを前記無線ＬＡＮ基地局に通知し、
付随する再送要求情報がフレームバーストで受信したデータパケットの再送を要求しない場合には、送信するデータパケットのヘッダ情報によりパワーセーブモードをスリーブモードに移行することを前記無線ＬＡＮ基地局に通知することを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送装置。
【請求項１】
無線ＬＡＮ基地局と、無線ＬＡＮを介して前記無線ＬＡＮ基地局に接続される複数の無線端末とを備え、
前記無線ＬＡＮ基地局から前記複数の無線端末へは、該複数の無線端末にそれぞれ対応する複数のデータパケットをフレームバーストパケットの信号形式で確認応答を使用しないで伝送し、さらに、前記フレームバーストパケットの信号形式で伝送した一連のヘッダ情報を通知パケットとしてマルチキャストの信号形式で伝送し、
前記複数の無線端末のおのおのから前記無線ＬＡＮ基地局へは、該複数の無線端末の各個別のデータパケットを確認応答を使用したユニキャストパケットで順次伝送し、
前記複数の無線端末のおのおのは前記確認応答を使用しないフレームバーストパケットのうちの当該無線端末に対応するパケットと前記通知パケットとを受信し、該通知パケットで通知された当該無線端末宛てのフレームパケットの中で未受信のパケットが存在することが検知された場合には、当該無線端末から前記無線ＬＡＮ基地局へ当該未受信パケットの再送要求を再送ヘッダを付加して行う再送要求情報を伝送し、
前記無線ＬＡＮ基地局は、前記再送要求情報を受信したときに、当該再送要求情報に対応するパケットを通常の確認応答を使用したユニパケットで前記再送要求情報を送出した前記無線端末に再伝送し、
該再送要求情報を送出した当該無線端末は、該再伝送されたパケットを受信する
ことを特徴とする無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法。
【請求項２】
前記無線ＬＡＮ基地局から前記複数の無線端末へは、該複数の無線端末にそれぞれ対応する複数のデータパケットを確認応答を使用しないフレームバーストパケットの信号形式でマルチキャストにより単一シーケンスとして伝送することを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法を実施するために、
複数の前記無線端末に宛てた複数のデータパケットを、確認応答なしに最小フレーム間隔で連続して送信するための確認応答なしフレームバースト送信手段と、
前記無線端末から送信されるデータパケットに含まれる再送要求情報に基づいて、再送すべきデータパケットを送出するための処理を行う再送処理手段と、
ビーコン間において、確認応答パケットなしに最小フレーム間隔で連続して送信したすべてのデータパケットであるフレームバーストパケットに関するフレームバースト構成情報を、複数の前記無線端末に通知するための通知パケットを生成する通知パケット生成手段と、
前記再送すべきデータパケットの送出を、所定のフレーム間隔と確認応答パケットを用いた再送制御手順を用いて前記通知パケットを付加して行う確認応答ありフレーム送信手段と、
を備えていることを特徴とする無線ＬＡＮ基地局装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送方法を実施するために、
前記通知パケットに含まれるフレーム構成情報で通知された当該無線端末宛てのフレームバーストパケットの中に未受信パケットが存在することが検知された場合には、再送要求情報を生成する再送要求処理手段と、
該再送要求処理手段で生成した再送要求情報を、前記無線ＬＡＮ基地局宛てのデータパケットに付随して再送ヘッダを付加して再送信するための再送ヘッダ付加手段と、
前記再送されたデータパケットを受信する再送パケット受信手段と
を備えたことを特徴とする無線端末装置。
【請求項５】
無線ＬＡＮ基地局と、無線ＬＡＮを介して前記無線ＬＡＮ基地局に接続される無線端末とを備え、
前記無線ＬＡＮ基地局は、
複数の前記無線端末に宛てた複数のデータパケットを、確認応答なしに最小フレーム間隔で連続して送信するための確認応答なしフレームバースト送信手段と、
前記無線端末から送信されるデータパケットに含まれる再送要求情報に基づいて、再送すべきデータパケットを送出するための処理を行う再送処理手段と、
ビーコン間において、確認応答パケットなしに最小フレーム間隔で連続して送信したすべてのデータパケットであるフレームバーストパケットに関するフレームバースト構成情報を、複数の前記無線端末に通知するための通知パケットを生成する通知パケット生成手段と、
前記再送すべきデータパケットの送出を、所定のフレーム間隔と確認応答パケットを用いた再送制御手順を用いて前記通知パケットを付加して行う確認応答ありフレーム送信手段とを備え、
前記無線端末は、
前記通知パケットに含まれるフレーム構成で通知された当該無線端末宛てのフレームバーストパケットの中に未受信パケットが存在することが検知された場合には、再送要求情報を生成する再送要求処理手段と、
該再送要求処理手段で生成した再送要求情報を、前記無線ＬＡＮ基地局宛てのデータパケットに付随して再送ヘッダを付加して再送信するための再送ヘッダ付加手段と、
前記再送されたデータパケットを受信する再送パケット受信手段と、
を備えたことを特徴とする無線ＬＡＮにおけるパケット伝送装置。
【請求項６】
前記無線ＬＡＮ基地局の前記確認応答なしフレームバースト送信手段は、フレームバーストで送信するパケットに対してシーケンス番号を付与するシーケンス番号付与手段を含み、
前記無線端末の前記再送要求処理手段は、前記シーケンス番号を含めた再送要求情報を生成し、
前記無線ＬＡＮ基地局の前記再送処理手段では、前記無線端末から送信されるデータパケットに付随した再送要求情報に含まれる前記シーケンス番号を参照して再送処理を行うことを特徴とする請求項５に記載の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送装置。
【請求項７】
前記無線端末は、前記無線ＬＡＮ基地局に対して、予め、自端末宛てのデータパケットをフレームバーストを用いたデータパケットの送信を要求するためのフレームバースト要求パケット生成手段を備え、
前記無線ＬＡＮ基地局は、前記フレームバースト要求パケットを受信した場合に、当該前記無線端末宛のデータパケット送信におけるフレームバースト適用の有無を、当該前記無線端末に通知するためのフレームバースト応答パケット生成手段を備え、
前記無線ＬＡＮ基地局の前記フレームバースト送信手段は、フレームバーストの適用を有りとした前記無線端末宛てのパケットのみフレームバーストで送信を行い、その外の前記無線端末宛てのパケットについては、フレームバーストを用いず、確認応答ありで送信し、
前記無線端末の再送要求処理手段は、フレームバーストの適用をありとするフレームバースト応答パケットを受信した場合のみ、再送要求情報をデータパケットに付随して送信し、フレームバーストの適用をなしとするフレームバースト応答パケットを受信した場合には、再送要求情報を付加することなしにデータパケットを送信することを特徴とする請求項５に記載の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送装置。
【請求項８】
前記無線ＬＡＮ基地局の前記フレームバースト送信手段は、所定の優先度を有するデータパケットのみをフレームバーストで送信を行い、それ以外の優先度のデータパケットについては、フレームバーストを用いず、確認応答ありで送信し、
前記無線端末の再送要求処理手段は、所定の優先度を有するデータパケットに対してのみ、再送要求情報を付随させて送信し、それ以外の優先度のデータパケットについては、再送要求情報を付加することなしに該データパケットを送信することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送装置。
【請求項９】
前記無線端末が、再送要求情報を前記無線ＬＡＮ基地局宛てのデータパケットに付随して送信するときに、
付随する再送要求情報がフレームバーストで受信したデータパケットの再送を要求する場合には、送信するデータパケットのヘッダ情報によりパワーセープモードをアクティブモードに移行することを前記無線ＬＡＮ基地局に通知し、
付随する再送要求情報がフレームバーストで受信したデータパケットの再送を要求しない場合には、送信するデータパケットのヘッダ情報によりパワーセーブモードをスリーブモードに移行することを前記無線ＬＡＮ基地局に通知することを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の無線ＬＡＮにおけるパケット伝送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−５４８５３（Ｐ２００６−５４８５３Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８４４０４（Ｐ２００５−１８４４０４）
【出願日】平成１７年６月２４日（２００５．６．２４）
【出願人】（００００００１８１）岩崎通信機株式会社 (133)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２４日（２００５．６．２４）
【出願人】（００００００１８１）岩崎通信機株式会社 (133)
【Ｆターム（参考）】
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