特許 6053852 通信装置及び算出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6053852

(24)【登録日】2016年12月9日

(45)【発行日】2016年12月27日

(54)【発明の名称】通信装置及び算出方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 24/06 20090101AFI20161219BHJP

   H04W 84/12 20090101ALI20161219BHJP

   H04B 17/309 20150101ALI20161219BHJP

【ＦＩ】

   H04W24/06

   H04W84/12

   H04B17/309

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-60487(P2015-60487)

(22)【出願日】2015年3月24日

(65)【公開番号】特開2016-181784(P2016-181784A)

(43)【公開日】2016年10月13日

【審査請求日】2015年7月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100124084

【弁理士】

【氏名又は名称】黒岩 久人

(74)【代理人】

【識別番号】100145698

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 俊介

(72)【発明者】

【氏名】西村 康孝

(72)【発明者】

【氏名】本庄 勝

【審査官】 ▲高▼木 裕子

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１４−５０６０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５０３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２５１７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７２８００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １７／３０９

Ｈ０４Ｂ ７／２４ − ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００ − ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電波を発信する親機と無線接続された通信装置であって、
前記親機に対してパケットを送信する送信制御部と、
前記パケットに対する応答パケットを、前記親機から受信する受信制御部と、
前記パケットを送信してから前記応答パケットを受信するまでの時間を、前記通信装置と前記親機との間の往復遅延時間として取得するとともに、取得した前記往復遅延時間に基づいて、前記通信装置と前記親機との間のスループットを算出する算出部と、
を備え、
前記送信制御部は、送信するパケットのサイズの入力を受け付けると、入力値が所定サイズ以上の場合には、合計サイズが前記入力値と同じになるようにパケット数を調整した、前記所定サイズよりもサイズの小さい複数のパケットを、前記親機に対して同時に送信する、
通信装置。

【請求項2】

前記送信制御部は、前記所定サイズよりも小さい複数のパケットを同時に送信する場合、当該複数のパケットのうちの一部の宛先を前記親機以外として、当該複数のパケットを前記親機に対して送信する、
請求項１に記載の通信装置。

【請求項3】

前記送信制御部は、前記親機に対してサイズの異なる第１パケットを複数送信し、
前記受信制御部は、複数の前記第１パケットの夫々に対する応答パケットであり、前記第１パケットのサイズに関わらず一定のサイズの第１応答パケットを、前記親機から受信し、
前記算出部は、
前記第１パケットを送信してから前記第１応答パケットを受信するまでの第１往復遅延時間を、複数の前記第１パケットのサイズの夫々に関連付けて取得する取得部と、
取得した複数の前記第１往復遅延時間に基づいて、前記第１パケットのサイズの増加量に対する当該第１パケットが前記親機に到達するまでの上り遅延時間の増加量を算出する増加量算出部と、
前記第１パケットのサイズの増加量に対する前記上り遅延時間の増加量に基づいて、前記親機との間の上り方向のスループットを算出する速度算出部と、
を備える請求項１又は２に記載の通信装置。

【請求項4】

前記送信制御部は、前記親機に対してサイズの異なる第２パケットを複数送信し、
前記受信制御部は、前記親機から、複数の前記第２パケットの夫々に対して当該第２パケットと同じサイズの第２応答パケットを受信し、
前記取得部は、前記第２パケットを送信してから前記第２応答パケットを受信するまでの第２往復遅延時間を、複数の前記第２パケットのサイズの夫々に関連付けて取得し、
前記増加量算出部は、取得した複数の前記第２往復遅延時間に基づいて、前記第２パケットのサイズの増加量に対する前記第２往復遅延時間の増加量を算出し、
前記速度算出部は、前記第１パケットのサイズの増加量に対する前記上り遅延時間の増加量及び前記第２往復遅延時間の増加量に基づいて、前記親機との間の下り方向のスループットを算出する、
請求項３に記載の通信装置。

【請求項5】

電波を発信する親機と無線接続された通信装置において前記親機との間のスループットを算出する算出方法であって、
前記親機に対してパケットを送信するステップと、
前記パケットに対する応答パケットを、前記親機から受信するステップと、
前記パケットを送信してから前記応答パケットを受信するまでの時間を、前記通信装置と前記親機との間の往復遅延時間として取得するとともに、取得した前記往復遅延時間に基づいて、前記通信装置と前記親機との間のスループットを算出するステップと、
を含み、
前記送信するステップは、送信するパケットのサイズの入力を受け付けると、入力値が所定サイズ以上の場合には、合計サイズが前記入力値と同じになるようにパケット数を調整した、前記所定サイズよりもサイズの小さい複数のパケットを、前記親機に対して同時に送信する、
算出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信の中継装置である無線ＬＡＮアクセスポイントとの間のスループットを測定する通信装置及び算出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

無線技術の普及に伴い一般のユーザ宅においても無線ＬＡＮ環境が構築されている。スループット測定は、宅内に構築された無線ＬＡＮ環境の通信状況を把握する方法として広く利用されており、例えば、特許文献１には、無線ＬＡＮのプローブ信号を用いて無線ＬＡＮ環境のスループットを測定する測定装置が提案されている。

【0003】

また、通信装置の多様化に伴い、宅内の無線ＬＡＮ環境では、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）だけでなく、スマートフォン、携帯電話、タブレットＰＣ、ゲーム機等の携帯型の通信装置も広く利用されている。ここで、スマートフォン等の携帯型の通信装置では、プローブ信号を送信するＡＰＩを備えていない通信装置も多く、特許文献１のようにプローブ信号を用いてスループットを測定する方法は、通信装置によっては実現できないという問題があった。

【0004】

この点、本発明者らは、ＩＰレイヤでの通信、具体的にはＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）のｐｉｎｇを実行することにより、プローブ信号を用いることなくスループットを測定する仕組みを発案し、特願2015-013050号、特願2015-013051号等において既に提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４６７５７４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、無線ＬＡＮの標準規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、送信データを多数連結することで１回のフレーム送信で大量のデータを送信するフレームアグリゲーションという機能が規定されている。フレームアグリゲーション機能を動作させるためには、複数のフレームが送信待ちの状態になっている必要があり、例えば、一定サイズ以上のパケットを送信する場合に、当該パケットが複数のフレームに分割され、フレームアグリゲーション機能により一括で送信される。
そのため、ｐｉｎｇを用いたスループット測定において、ユーザの無線利用時の状態に合ったスループットを測定するために、フレームアグリゲーション機能が動作するように、一定サイズ以上のＩＣＭＰパケット（Echo Request、Echo Reply）を送受信しなければならない。

【0007】

ここで、図１０（Ａ）に、ｐｉｎｇのパケットサイズと、往復遅延時間（ＲＴＴ：Round-Trip Time）及び当該往復遅延時間から算出されるスループットとの関係を示す。なお、図１０等では、夫々の関係を単純化し、模式的に示している。
図１０（Ａ）に示すように、パケットサイズが１００００バイト未満の場合、実際の無線利用時に比べて低いスループットが算出される。これは、フレームアグリゲーションではパケットサイズが大きいほど効率が向上すること、及びパケットサイズが小さいほど通信時間に対してＩＣＭＰの処理時間が支配的になることを理由としている。他方、パケットサイズが２００００又は３００００バイトを超える辺りから算出結果が安定し、実態と合ったスループットが算出されることが分かる。

【0008】

このように、ｐｉｎｇを用いて正確なスループットを測定するための１つの方法として、パケットサイズを大きくする方法があるが、単にパケットサイズを大きくしたのでは、以下に示す問題が生じてしまう。
図１０（Ｂ）を参照して、パケットサイズを大きくした場合に生じる問題について説明する。なお、図１０（Ｂ）では、理解を容易にするために、具体的なモデルケースを用いているが、以下に示す問題は、このようなケースに限られるものではない。

【0009】

ＴＶ放送等の映像コンテンツを宅内の好きな場所で視聴できるように、ユーザが所有する通信装置に映像コンテンツを配信する映像配信サービスが知られている。このような映像配信サービスでは、図１０（Ｂ）に示すように、宅内に映像配信装置を設置し、通信装置と映像配信装置とが無線ＬＡＮのアクセスポイントを介して通信することで映像コンテンツの配信が行われる。
映像配信サービスを導入する場合、先ず、ユーザ宅において十分なスループットが確保できるか確認する必要がある。スループットの測定では、本来であれば、通信装置−映像配信装置間のスループットを測定する必要があるものの、サービス導入前のユーザ宅では、映像配信装置が設置されていないため、通信装置−アクセスポイント間のスループットを測定することになる。

【0010】

ここで、上述のように、ｐｉｎｇを用いたスループット測定では、パケットサイズを大きくする必要があるが、パケットサイズを大きくすると、パケットのフラグメント及びデフラグメントが発生してしまう。この点、通信装置や映像配信装置のような通信の終端にある装置では、パケットのフラグメント（及びデフラグメント、以下省略）を行うことが想定されている一方で、アクセスポイントのように通信を中継する装置では、パケットのフラグメント等を行うことが想定されていない。そのため、通信装置−アクセスポイント間のｐｉｎｇの往復遅延時間は、通信装置−映像配信装置間の往復遅延時間よりも、アクセスポイントのフラグメント等にかかる余分な時間の分だけ長くなってしまう傾向があり、結果、測定するスループットも実際のスループットよりも低く算出されてしまう傾向がある。

【0011】

図１０（Ｂ）で例示した映像配信サービスの場合、測定したスループットを元にサービスの導入や配信する映像の画質（高画質／低画質）等をアドバイスすることがある。そのため、測定したスループットが実際のスループットよりも低い場合、事業者側にとってみればサービス導入の機会を逃してしまうことに繋がり、また、ユーザ側にとってみれば本来であれば高画質の視聴ができるにも関わらず低画質での視聴を勧められてしまう可能性がある。
このようにｐｉｎｇを用いてアクセスポイントとの間（無線区間）のスループットを測定する場合、フレームアグリゲーションとの関係からデータサイズを大きくしなければ正確な測定ができない一方で、フラグメント等との関係からデータサイズを大きくすると正確な測定ができないという問題がある。

【0012】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、無線区間のスループットを正確に測定可能な通信装置及び算出方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の第１の態様においては、電波を発信する親機と無線接続された通信装置であって、前記親機に対してパケットを送信する送信制御部と、前記パケットに対する応答パケットを、前記親機から受信する受信制御部と、前記パケットを送信してから前記応答パケットを受信するまでの時間を、前記通信装置と前記親機との間の往復遅延時間として取得するとともに、取得した前記往復遅延時間に基づいて、前記通信装置と前記親機との間のスループットを算出する算出部と、を備え、前記送信制御部は、送信するパケットのサイズの入力を受け付けると、入力値が所定サイズ以上の場合には、合計サイズが前記入力値と同じになるようにパケット数を調整した、前記所定サイズよりもサイズの小さい複数のパケットを、前記親機に対して同時に送信する通信装置を提供する。

【0014】

また、前記送信制御部は、前記所定サイズよりも小さい複数のパケットを同時に送信する場合、当該複数のパケットのうちの一部の宛先を前記親機以外として、当該複数のパケットを前記親機に対して送信することとしてもよい。

【0015】

また、前記送信制御部は、前記親機に対してサイズの異なる第１パケットを複数送信し、前記受信制御部は、複数の前記第１パケットの夫々に対する応答パケットであり、前記第１パケットのサイズに関わらず一定のサイズの第１応答パケットを、前記親機から受信し、前記算出部は、前記第１パケットを送信してから前記第１応答パケットを受信するまでの第１往復遅延時間を、複数の前記第１パケットのサイズの夫々に関連付けて取得する取得部と、取得した複数の前記第１往復遅延時間に基づいて、前記第１パケットのサイズの増加量に対する当該第１パケットが前記親機に到達するまでの上り遅延時間の増加量を算出する増加量算出部と、前記第１パケットのサイズの増加量に対する前記上り遅延時間の増加量に基づいて、前記親機との間の上り方向のスループットを算出する速度算出部と、を備えることとしてもよい。

【0016】

また、前記送信制御部は、前記親機に対してサイズの異なる第２パケットを複数送信し、前記受信制御部は、前記親機から、複数の前記第２パケットの夫々に対して当該第２パケットと同じサイズの第２応答パケットを受信し、前記取得部は、前記第２パケットを送信してから前記第２応答パケットを受信するまでの第２往復遅延時間を、複数の前記第２パケットのサイズの夫々に関連付けて取得し、前記増加量算出部は、取得した複数の前記第２往復遅延時間に基づいて、前記第２パケットのサイズの増加量に対する前記第２往復遅延時間の増加量を算出し、前記速度算出部は、パケットのサイズの増加量に対する上り遅延時間の増加量及び前記第２往復遅延時間の増加量に基づいて、前記親機との間の下り方向のスループットを算出することとしてもよい。

【0017】

本発明の第２の態様においては、電波を発信する親機と無線接続された通信装置において前記親機との間のスループットを算出する算出方法であって、前記親機に対してパケットを送信するステップと、前記パケットに対する応答パケットを、前記親機から受信するステップと、前記パケットを送信してから前記応答パケットを受信するまでの時間を、前記通信装置と前記親機との間の往復遅延時間として取得するとともに、取得した前記往復遅延時間に基づいて、前記通信装置と前記親機との間のスループットを算出するステップと、を含み、前記送信するステップは、送信するパケットのサイズの入力を受け付けると、入力値が所定サイズ以上の場合には、合計サイズが前記入力値と同じになるようにパケット数を調整した、前記所定サイズよりもサイズの小さい複数のパケットを、前記親機に対して同時に送信する算出方法を提供する。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、無線区間のスループットを正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１実施形態の概要を示す図である。

【図2】通信装置の機能構成を示すブロック図である。

【図3】送信制御部が送信するパケットの宛先を説明する図である。

【図4】通信装置の処理の流れを示すシーケンス図である。

【図5】第２実施形態の概要を示す図である。

【図6】通信装置によるアップリンクのスループットの測定方法の概要を示す図である。

【図7】通信装置によるダウンリンクのスループットの測定方法の概要を示す図である。

【図8】通信装置の機能構成を示すブロック図である。

【図9】通信装置の処理の流れを示すシーケンス図である。

【図10】ｐｉｎｇを用いたスループット測定の問題点を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

［第１実施形態の概要］
初めに、図１を参照して、無線区間のスループットを正確に算出する通信装置１の第１実施形態の概要について説明する。
図１（Ａ）に示すように、第１実施形態の通信装置１は、アクセスポイント２と無線接続され、無線区間（通信装置１−アクセスポイント２間）のスループットを測定する。アクセスポイント２は、無線ＬＡＮのアクセスポイント（親機）であり、周囲に電波を発信することで無線ＬＡＮ環境を構築する。通信装置１は、任意の端末装置であり、本実施形態では、スマートフォン、携帯電話、タブレットＰＣ、ゲーム機等の携帯型の通信装置を用いる。

【0021】

上述したように、ｐｉｎｇを用いたスループット測定では、フレームアグリゲーションとの関係から複数のフレームを同時に送信しなければならない。この点、複数のフレームを同時に送信するために単にデータサイズを大きくしたのでは、図１（Ｂ）に示すように、パケットのフラグメント及びデフラグメントが必要になってしまう。アクセスポイント２は、通信を中継する装置であるため、フラグメント等の処理に余分な時間がかかってしまい、結果、通信装置１−アクセスポイント２間でｐｉｎｇを用いたスループット測定を行うと、実際の通信時とは異なるスループットが測定されてしまう。

【0022】

そこで、図１（Ｃ）に示すように、第１実施形態の通信装置１では、アクセスポイント２との間でサイズの小さいパケットを複数同時に送受信することで、プラグメント等を発生させないようにしている。なお、個々のパケットのサイズは、フラグメント等が発生しないサイズであり、具体的なサイズはネットワークの種類や設定により異なるが、例えば、イーサネット（登録商標）や無線ＬＡＮでは約１５００バイトである。

【0023】

一例として、スループット測定に用いるｐｉｎｇのパケットサイズを３００００バイトとする場合について考える。図１（Ｂ）に示す例では、通信装置１は、３００００バイトのパケットを、サイズの小さい複数のパケットにフラグメントし、フレームアグリゲーション機能でまとめて同時に送信する。
このような場合、アクセスポイント２は、受信時に、サイズ小の複数のパケットをサイズ大のパケットにデフラグメントする必要があり、また、応答時に、サイズ大の応答パケットをサイズ小の複数の応答パケットにフラグメントしなければならない。

【0024】

これに対して、図１（Ｃ）に示す例では、通信装置１は、１５００バイト程度のサイズ小のパケット２０個をフレームアグリゲーション機能でまとめて同時に送信することで、合計で３００００バイトのパケットをアクセスポイント２に対して送信する。
このような場合、個々のパケットのサイズが小さいためフラグメント等が発生することがない一方で、複数のパケットが同時に送信されるためフレームアグリゲーション機能は発揮される。その結果、フラグメント等による遅延というアクセスポイント２に特有の問題が生じることなく、通信装置１は、アクセスポイント２との間のｐｉｎｇの応答に基づいて、無線区間のスループットを正確に測定することができる。

【0025】

［通信装置１の構成］
続いて、第１実施形態の通信装置１の構成について説明する。図２は、第１実施形態の通信装置１の機能構成を示すブロック図である。
図２に示すように、通信装置１は、通信部１１と、記憶部１２と、制御部１３と、を含んで構成される。

【0026】

通信部１１は、送信アンテナ及び受信アンテナを含んで構成され、制御部１３から出力された信号を変調してＲＦ（Radio Frequency）信号を生成し、送信アンテナを介してアクセスポイント２等の外部機器に対して無線送信する。また、通信部１１は、受信アンテナを介して受信したＲＦ信号を復調して制御部１３に出力する。
記憶部１２は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリ又はハードディスク等の記憶媒体である。記憶部１２は、制御部１３を機能させるためのプログラム及び制御部１３が動作する際に生成されるデータを記憶する。

【0027】

制御部１３は、例えば、ＣＰＵにより構成され、記憶部１２に記憶されている各種プログラムを実行することにより、送信制御部１３１、受信制御部１３２及び算出部１３３として機能する。

【0028】

送信制御部１３１は、送信するパケットのサイズの入力を受け付けると、入力値に応じたサイズのパケット（Echo Request）をアクセスポイント２に対して送信する。具体的には、送信制御部１３１は、入力値が所定サイズ以上の場合には、合計サイズが当該入力値と同じになるようにパケット数を調整した、所定サイズよりもサイズの小さい複数のパケットを、アクセスポイント２に対して同時に送信する。
なお、所定サイズは、フラグメント等の発生の閾値となるサイズであり、例えば、約１５００バイトである。また、複数のパケットは、全てのパケットサイズが同一であってもよく、少なくとも一部のパケットサイズが異なるものであってもよい。

【0029】

このように送信制御部１３１がサイズ小のパケットを複数同時に送信することで、アクセスポイント２においてフラグメント等の処理を行う必要がなくなる。一方、図３（Ａ）に示すように、アクセスポイント２は、複数のパケット（Echo Request）が送信された場合、個々のパケットに対して応答（Echo Reply）を行わなければならないため、アクセスポイント２におけるＩＣＭＰの処理負荷が増大してしまう。

【0030】

そこで、送信制御部１３１は、所定サイズよりも小さい複数のパケットを同時に送信する場合、図３（Ｂ）に示すように、当該複数のパケットのうちの一部の宛先をアクセスポイント２以外として、当該複数のパケットをアクセスポイント２に対して送信することとしてもよい。
図３（Ｂ）に示す例では、宛先Ａのパケットは、アクセスポイント２を宛先とするＩＣＭＰパケット（Echo Request）であり、宛先Ｂのパケットは、アクセスポイント２以外を宛先とするＵＤＰパケットである。なお、宛先Ｂは、実際に存在する機器のアドレスであってもよく、また、実際には存在しないアドレスであってもよい。アクセスポイント２にとってみれば、自身宛（宛先Ａ）のパケットに対してのみ応答すればよいため、アクセスポイント２におけるＩＣＭＰの処理負荷を軽減することができる。

【0031】

図２に戻り、受信制御部１３２は、送信したパケット（Echo Request）に対する応答パケット（Echo Reply）を、アクセスポイント２から受信する。

【0032】

算出部１３３は、パケットを送信してから応答パケットを受信するまでの時間を、通信装置１とアクセスポイント２との間の往復遅延時間（ＲＴＴ）として取得するとともに、取得した往復遅延時間に基づいて、通信装置１とアクセスポイント２との間（無線区間）のスループットを算出する。具体的には、算出部１３３は、以下の式に基づいて無線区間のスループットを算出する。
スループット[Mbps]＝パケットサイズ[Byte]×８×２／ＲＴＴ[msec]／１０００

【0033】

［通信装置１の処理］
以上、本実施形態に係る通信装置１の構成について説明した。続いて、通信装置１が無線区間のスループットを算出する際の処理の流れについて説明する。図４は、通信装置１の処理の流れを示すシーケンス図である。

【0034】

初めに、ステップＳ１において、通信装置１では、測定開始操作を受け付ける。この操作を受け付けると、通信装置１は、アクセスポイント２に対して要求パケット（Echo Request）を送信する。アクセスポイント２では、要求パケットを受信すると、通信装置１に対して応答パケット（Echo Reply）を返信する。通信装置１では、応答パケットを受信すると、ｐｉｎｇの応答時間を取得する。

【0035】

このｐｉｎｇの応答を所定回数繰り返すと、通信装置１は、ステップＳ２において、往復遅延時間（ＲＴＴ）を取得する。具体的には、通信装置１は、所定回数分のｐｉｎｇの応答時間の平均値や中央値等の任意の値を往復遅延時間として取得する。また、通信装置１は、取得した往復遅延時間からスループットを算出する。
このようにしてスループットを算出すると、ステップＳ３において、通信装置１は、算出したスループットを所定の態様で出力し、処理を終了する。

【0036】

［第１実施形態の効果］
以上説明した第１実施形態の通信装置１によれば、通信装置１は、フラグメント等が必要ないサイズ小のパケット数を調整することで、フレームアグリゲーションを機能させつつ、無線区間（通信装置１−アクセスポイント２間）のスループットを測定する。
これにより、通信装置１は、アクセスポイント２におけるフラグメント等による余分な時間を生じさせることなく、無線区間のスループットを正確に測定することができる。

【0037】

また、通信装置１は、送信するパケットの一部をアクセスポイント２以外を宛先とするパケットとすることで、アクセスポイント２におけるＩＣＭＰの処理負荷を軽減することができ、結果、無線区間のスループットを正確に測定することができる。

【0038】

［第２実施形態の概要］
続いて、通信装置１の第２実施形態について説明する。無線区間のスループットを測定する場合、図５に示すように、通信装置１からアクセスポイント２に向けて送信される通信経路（アップリンク）、及びアクセスポイント２から通信装置１に向けて送信される通信経路（ダウンリンク）の双方のスループットを測定することが好ましい。そこで、第２実施形態の通信装置１では、アップリンク及びダウンリンクの双方のスループットを測定する。

【0039】

［アップリンクのスループット測定の概要］
アップリンクのスループットを測定する場合、通信装置１が送信したパケットがアクセスポイント２に到達するまでの上りの遅延時間を取得できればよいものの、通信装置１では、パケットが通信装置１とアクセスポイント２との間を往復するのにかかる往復遅延時間を取得し、上りのみにかかる遅延時間は取得できない。そこで、第２実施形態の通信装置１では、以下の方法によりアップリンクのスループットを測定する。

【0040】

図６（Ａ）に示すように、アップリンクのスループットを測定する場合、通信装置１は、アクセスポイント２に対してサイズを変更してパケットを送信することを繰り返す一方で、アクセスポイント２から毎回同じサイズの応答パケットを受信する。なお、アップリンクのパケットサイズを可変にしつつ、ダウンリンクのパケットサイズを固定にする方法としては、例えば、サイズ可変のＵＤＰパケットをアクセスポイント２に対して送信する一方で、エラーを示すサイズ固定のＩＣＭＰパケット（例えば、port unreachable）を受信する方法が考えられる。
通信装置１は、パケットを送信してから応答パケットを受信するまでの往復遅延時間（第１ＲＴＴ＿ＡＬＬ）から、図６（Ｂ）に例示する、アップリンクのパケットサイズの増加量（ΔＳＩＺＥ＿ＵＰ）に対する往復遅延時間の増加量（ΔＲＴＴ＿ＵＰ）を取得する。

【0041】

ここで、アップリンクのパケットサイズは可変であるため、図６（Ｃ）に示すように、上りのみにかかる上り遅延時間（ＲＴＴ＿ＵＰ）は、アップリンクのパケットサイズの増加に伴い増加する。他方、ダウンリンクのパケットサイズは固定であるため、図６（Ｄ）に示すように、下りのみにかかる下り遅延時間（ＲＴＴ＿ＤＯＷＮ）は、アップリンクのパケットサイズの増加に関わらず常に略一定である。
そのため、図６（Ｂ）に示すように、往復遅延時間（第１ＲＴＴ＿ＡＬＬ）と上り遅延時間（ＲＴＴ＿ＵＰ）とでは、アップリンクのパケットサイズの増加量に対する遅延時間の増加量が一致、即ち、傾きが一致することになる。

【0042】

通信装置１は、パケットサイズの増加量（ΔＳＩＺＥ＿ＵＰ）に対する遅延時間の増加量（ΔＲＴＴ＿ＵＰ）から、アップリンクのスループットを算出する。なお、本発明者らが既に提案している特願2015-013051号の段落００５６〜段落００６８に示すように、パケットサイズの増加量に対する遅延時間の増加量の関係を示す傾きは、スループットの逆数であるため、通信装置１は、アップリンクのスループット（Ｔｈ＿ＵＰ）を以下のようにして算出する。
１／Ｔｈ＿ＵＰ＝ΔＲＴＴ＿ＵＰ／ΔＳＩＺＥ＿ＵＰ・・・式（１）

【0043】

［ダウンリンクのスループット測定の概要］
図６に示す方法によりアップリンクのスループットが算出できるため、無線区間全体のスループットが算出できれば、ダウンリンクのスループットも算出できる。そこで、第２実施形態の通信装置１は、先ず、無線区間全体のスループットを算出し、その後、全体のスループットとアップリンクのスループットとから、ダウンリンクのスループットを測定する。

【0044】

具体的には、図７（Ａ）に示すように、通信装置１は、アクセスポイント２に対してサイズを変更してパケットを送信することを繰り返す一方で、アクセスポイント２から送信したパケットと同サイズの応答パケットを受信する。なお、アップリンク及びダウンリンクの双方において同サイズのパケットを送受信する方法としては、一例として、サイズ可変のＩＣＭＰの要求パケット（Echo Request）をアクセスポイント２に対して送信するとともに、当該要求パケットに対応する応答パケット（Echo Reply）を受信する方法が考えられる。

【0045】

通信装置１は、パケットを送信してから応答パケットを受信するまでの往復遅延時間（第２ＲＴＴ＿ＡＬＬ）から、図７（Ｂ）に示すように、パケットサイズの増加量（ΔＳＩＺＥ＿ＡＬＬ）に対する往復遅延時間の増加量（ΔＲＴＴ＿ＡＬＬ）を取得し、その逆数を全体のスループット（Ｔｈ＿ＡＬＬ）として算出する。
１／Ｔｈ＿ＡＬＬ＝ΔＲＴＴ＿ＡＬＬ／ΔＳＩＺＥ＿ＡＬＬ

【0046】

そして、通信装置１は、全体のスループット（Ｔｈ＿ＡＬＬ）とアップリンクのスループット（Ｔｈ＿ＵＰ）とからダウンリンクのスループット（Ｔｈ＿ＤＯＷＮ）を以下のようにして算出する。
（２／Ｔｈ＿ＡＬＬ）＝１／Ｔｈ＿ＵＰ＋１／Ｔｈ＿ＤＯＷＮ
Ｔｈ＿ＤＯＷＮ＝（Ｔｈ＿ＡＬＬ＊Ｔｈ＿ＵＰ）／（２＊Ｔｈ＿ＵＰ−Ｔｈ＿ＡＬＬ）・・・式（２）

【0047】

［第２実施形態の通信装置１の構成］
以上、第２実施形態の通信装置１の概要について説明した。続いて、第２実施形態の通信装置１を実現するための具体的な構成について説明する。図８は、第２実施形態の通信装置１の機能構成を示すブロック図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
図８に示すように、第２実施形態の通信装置１の制御部１３は、送信制御部１３１と、受信制御部１３２と、算出部１３３と、を含んで構成される。

【0048】

送信制御部１３１は、アクセスポイント２に対してサイズの異なる第１パケットを複数送信する。第１パケットは、アップリンクのスループットの算出に用いるパケットであり、例えば、アクセスポイント２からエラー通知（port unreachable等）を受けるようなＵＤＰパケットである。
また、送信制御部１３１は、アクセスポイント２に対してサイズの異なる第２パケットを複数送信する。第２パケットは、全体（及びダウンリンク）のスループットの算出に用いるパケットであり、例えば、アクセスポイント２に対するｐｉｎｇの要求パケット（Echo Request）である。

【0049】

一例として、送信制御部１３１は、パケットの送信間隔を１００ｍｓとし、１バイトから６５０００バイトまで１バイトずつサイズを増加させながら第１パケット又は第２パケットをアクセスポイント２に対して送信する。
なお、パケットの送信間隔が短すぎる場合には、単位時間あたりに送信するデータ量が増えすぎ、アクセスポイント２のバッファがオーバフローしてしまい、パケットロスが発生する確率が高くなってしまうため、送信制御部１３１は、パケットサイズに応じて送信間隔を変更しながら、アクセスポイント２に対してパケットを送信することとしてもよい。例えば、送信制御部１３１は、パケットサイズが大きい場合には送信間隔を長くすることで、パケットロスが発生する確率を抑えることができる。

【0050】

受信制御部１３２は、複数の第１パケットの夫々に対する応答パケットであり、第１パケットのサイズに関わらず一定のサイズの第１応答パケットを、アクセスポイント２から受信する。具体的には、受信制御部１３２は、第１応答パケットとして、ＵＤＰパケットに対するエラーを通知するＩＣＭＰパケット（例えば、port unreachable等）を、アクセスポイント２から受信する。
また、受信制御部１３２は、複数の第２パケットの夫々に対して当該第２パケットと同じサイズの第２応答パケットを、アクセスポイント２から受信する。具体的には、受信制御部１３２は、第２応答パケットとして、ｐｉｎｇの要求パケット（Echo Request）に対する応答パケット（Echo Reply）を、アクセスポイント２から受信する。

【0051】

なお、通信装置１は、アクセスポイント２との間のパケットの応答を、夫々のサイズについて複数回行うことが好ましい。
算出部１３３は、夫々のサイズについて複数回行ったパケットの応答結果（往復遅延時間）から無線区間のアップリンクのスループット及びダウンリンクのスループットを算出する。具体的には、算出部１３３は、取得部１３４と、増加量算出部１３５と、速度算出部１３６と、を含んで構成される。

【0052】

取得部１３４は、第１パケットを送信してから第１応答パケットを受信するまでの第１往復遅延時間（図６（Ｂ）に示す第１ＲＴＴ＿ＡＬＬ）を、複数の第１パケットのサイズの夫々に関連付けて取得する。
また、取得部１３４は、第２パケットを送信してから第２応答パケットを受信するまでの第２往復遅延時間（図７（Ｂ）に示す第２ＲＴＴ＿ＡＬＬ）を、複数の第２パケットのサイズの夫々に関連付けて取得する。

【0053】

増加量算出部１３５は、第１パケットのサイズ毎に取得した複数の第１往復遅延時間に基づいて、第１パケットのサイズの増加量（ΔＳＩＺＥ＿ＵＰ）に対する当該第１パケットがアクセスポイント２に到達するまでの上り遅延時間の増加量（ΔＲＴＴ＿ＵＰ）を算出する。
また、増加量算出部１３５は、第２パケットのサイズ毎に取得した複数の第２往復遅延時間に基づいて、第２パケットのサイズの増加量（ΔＳＩＺＥ＿ＡＬＬ）に対する第２往復遅延時間の増加量（ΔＲＴＴ＿ＡＬＬ）を算出する。

【0054】

具体的には、増加量算出部１３５は、複数の第１往復遅延時間（又は第２往復遅延時間）のうち、夫々のサイズのパケットに対応する最小の第１往復遅延時間（又は第２往復遅延時間）に対して最小二乗法等の手法を用いることで、パケットサイズの増加量に対する上り遅延時間（又は第２往復遅延時間）の増加量を算出する。

【0055】

速度算出部１３６は、第１パケットのサイズの増加量に対する上り遅延時間の増加量に基づいて、アクセスポイント２との間のアップリンクのスループットを算出する。具体的には、速度算出部１３６は、上述の式（１）に基づいて、アップリンクのスループットを算出する。

【0056】

また、速度算出部１３６は、第１パケットのサイズの増加量に対する上り遅延時間の増加量、及び第２パケットのサイズの増加量に対する第２往復遅延時間の増加量に基づいて、アクセスポイント２との間のダウンリンクのスループットを算出する。具体的には、速度算出部１３６は、上述の式（２）に基づいて、ダウンリンクのスループットを算出する。

【0057】

［第２実施形態の通信装置１の処理］
以上、第２実施形態に係る通信装置１の構成について説明した。続いて、第２実施形態の通信装置１が無線区間のアップリンク及びダウンリンクのスループットを算出する際の処理の流れについて説明する。図９は、第２実施形態の通信装置１の処理の流れを示すシーケンス図である。

【0058】

初めに、ステップＳ１１において、通信装置１は、測定開始操作を受け付ける。この操作を受け付けると、ステップＳ１２において、通信装置１は、アクセスポイント２に対してＵＤＰパケットを送信する。アクセスポイント２は、ＵＤＰパケットを受信すると、ＩＣＭＰパケット（port unreachable等）を通信装置１に対して返信する。通信装置１では、ＩＣＭＰパケットを受信すると、ＵＤＰパケットを送信してからＩＣＭＰパケットを受信するまでの第１往復遅延時間（第１ＲＴＴ＿ＡＬＬ）を取得する。

【0059】

ステップＳ１２の処理をＵＤＰパケットのサイズを変えながら繰り返し行った後、ステップＳ１３において、通信装置１は、パケットサイズ毎に取得した第１往復遅延時間の最小値から、パケットサイズの増加量に対する第１往復遅延時間の増加量を算出する。
なお、ステップＳ１２では、アップリンクのＵＤＰパケットのサイズは可変であるものの、ダウンリンクのＩＣＭＰパケットのサイズは固定的であるため、ステップＳ１３で算出したパケットサイズの増加量に対する第１往復遅延時間の増加量は、パケットサイズの増加量（ΔＳＩＺＥ＿ＵＰ）に対する上り遅延時間の増加量（ΔＲＴＴ＿ＵＰ）と同じである。

【0060】

続いて、ステップＳ１４において、通信装置１は、ステップＳ１３で算出したパケットサイズの増加量に対する上り遅延時間の増加量から、アップリンクのスループット（１／Ｔｈ＿ＵＰ＝ΔＲＴＴ＿ＵＰ／ΔＳＩＺＥ＿ＵＰ）を算出する。

【0061】

続いて、ステップＳ１５において、通信装置１は、アクセスポイント２との間でｐｉｎｇの応答を行う。具体的には、通信装置１は、アクセスポイント２に対してｐｉｎｇの要求パケット（Echo Request）を送信するとともに、アクセスポイント２からｐｉｎｇの応答パケット（Echo Reply）を受信する。通信装置１では、応答パケットを受信すると、要求パケットを送信してから応答パケットを受信するまでの第２往復遅延時間を取得する。

【0062】

ステップＳ１５の処理をパケットサイズを変えながら繰り返し行った後、ステップＳ１６において、通信装置１は、パケットサイズ毎に取得した第２往復遅延時間の最小値から、パケットサイズの増加量（ΔＳＩＺＥ＿ＡＬＬ）に対する第２往復遅延時間（ΔＲＴＴ＿ＡＬＬ）の増加量を算出する。
続いて、ステップＳ１７において、通信装置１は、ステップＳ１６で算出したパケットサイズの増加量に対する第２往復遅延時間の増加量から、全体のスループット（１／Ｔｈ＿ＡＬＬ＝ΔＲＴＴ＿ＡＬＬ／ΔＳＩＺＥ＿ＡＬＬ）を算出する。

【0063】

続いて、ステップＳ１８において、通信装置１は、ステップＳ１４で算出したアップリンクのスループット、及びステップＳ１７で算出した全体のスループットから、ダウンリンクのスループット（Ｔｈ＿ＤＯＷＮ＝（Ｔｈ＿ＡＬＬ＊Ｔｈ＿ＵＰ）／（２＊Ｔｈ＿ＵＰ−Ｔｈ＿ＡＬＬ））を算出し、処理を終了する。

【0064】

［第２実施形態の効果］
以上説明した第２実施形態の通信装置１によれば、アップリンクのパケットサイズを可変にする一方で、ダウンリンクのパケットサイズを固定にすることで、アクセスポイント２との間の往復遅延時間から上り遅延時間の傾向を把握することができ、結果、無線区間のアップリンクのスループットを算出することができる。また、アップリンク及びダウンリンクの双方のパケットサイズを可変にすることで、無線区間全体のスループットを算出することができ、全体のスループットとアップリンクのスループットとを比較することで、無線区間のダウンリンクのスループットも算出することができる。
しがたって、第２実施形態の通信装置１によれば、無線区間のアップリンク及びダウンリンクの双方のスループットを算出することができる。

【0065】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。特に、装置の分散・統合の具体的な実施形態は以上に図示するものに限られず、その全部又は一部について、種々の付加等に応じて、又は、機能負荷に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

【0066】

例えば、上記実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態を夫々個別に説明しているが、第１実施形態及び第２実施形態を組み合わせて適用することとしてもよい。具体的には、第２実施形態において変更するパケットサイズが所定サイズ（約１５００バイト）を超えた場合に、第１実施形態の内容を適用し、フラグメントが発生しないように所定サイズ以下のパケットの数を調整することで、所望のサイズのパケットを送受信するといった適用方法が考えられる。

【符号の説明】

【0067】

１・・・通信装置
１１・・・通信部
１２・・・記憶部
１３・・・制御部
１３１・・・送信制御部
１３２・・・受信制御部
１３３・・・算出部
２・・・アクセスポイント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】