(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023050940
(43)【公開日】2023-04-11
(54)【発明の名称】無線通信装置、通信制御方法およびプログラム
(51)【国際特許分類】
H04W 28/10 20090101AFI20230404BHJP
【ＦＩ】
H04W28/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021161320
(22)【出願日】2021-09-30
(71)【出願人】
【識別番号】500112146
【氏名又は名称】サイレックス・テクノロジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100132883
【弁理士】
【氏名又は名称】森川 泰司
(74)【代理人】
【識別番号】100174388
【弁理士】
【氏名又は名称】龍竹 史朗
(72)【発明者】
【氏名】中澤 宏輔
(72)【発明者】
【氏名】川嵜 雅央
(72)【発明者】
【氏名】香川 忠與
(72)【発明者】
【氏名】川田 拓磨
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 丞
【テーマコード（参考）】
5K067
【Ｆターム（参考）】
5K067EE25
5K067GG01
5K067HH22
5K067HH23
(57)【要約】
【課題】送信時間が制限された環境下で、緊急性の高いデータフレームを送信する機会を常に確保することができる無線通信装置、通信制御方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】送信制御部１１６は、流量判定部１１５により送信流量が流量閾値を超えると判定されると、データフレームをフレームバッファ１２１に記憶させる。また、送信制御部１１６は、流量判定部１１５により送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つフレームバッファ１２１がデータフレームを記憶していない場合、データフレームを無線通信装置へ送信するようにデータフレームの送信を制御する。更に、送信制御部１１６は、流量判定部１１５により送信流量が流量閾値以下であると判定され且つフレームバッファ１２１がデータフレームを記憶する場合、フレームバッファ１２１が記憶するデータフレームを無線通信装置へ送信するようにデータフレームの送信を制御する。
【選択図】図３
【解決手段】送信制御部１１６は、流量判定部１１５により送信流量が流量閾値を超えると判定されると、データフレームをフレームバッファ１２１に記憶させる。また、送信制御部１１６は、流量判定部１１５により送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つフレームバッファ１２１がデータフレームを記憶していない場合、データフレームを無線通信装置へ送信するようにデータフレームの送信を制御する。更に、送信制御部１１６は、流量判定部１１５により送信流量が流量閾値以下であると判定され且つフレームバッファ１２１がデータフレームを記憶する場合、フレームバッファ１２１が記憶するデータフレームを無線通信装置へ送信するようにデータフレームの送信を制御する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
他の無線通信装置へのデータフレームを取得するフレーム取得部と、
前記データフレームを一時的に記憶することが可能なフレームバッファと、
前記データフレームの送信要求が発生すると、前記データフレームに対応するアプリケーションを特定するアプリケーション特定部と、
前記送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去に遡った時点から前記発生時点までの期間における、特定された前記アプリケーションに対応する前記データフレームの送信流量を算出する送信流量算出部と、
前記送信流量算出部により算出された前記送信流量が予め設定された流量閾値以下であるか否かを判定する流量判定部と、
前記データフレームの送信を制御する送信制御部であって、
（ｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値を超えると判定されると、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを前記フレームバッファに記憶させ、
（ｉｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つ、
（ａ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶していない場合、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信し、
（ｂ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶している場合、前記フレームバッファが記憶する前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信する
送信制御部と、を備える、
無線通信装置。
前記データフレームを一時的に記憶することが可能なフレームバッファと、
前記データフレームの送信要求が発生すると、前記データフレームに対応するアプリケーションを特定するアプリケーション特定部と、
前記送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去に遡った時点から前記発生時点までの期間における、特定された前記アプリケーションに対応する前記データフレームの送信流量を算出する送信流量算出部と、
前記送信流量算出部により算出された前記送信流量が予め設定された流量閾値以下であるか否かを判定する流量判定部と、
前記データフレームの送信を制御する送信制御部であって、
（ｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値を超えると判定されると、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを前記フレームバッファに記憶させ、
（ｉｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つ、
（ａ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶していない場合、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信し、
（ｂ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶している場合、前記フレームバッファが記憶する前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信する
送信制御部と、を備える、
無線通信装置。
【請求項2】
複数種類のアプリケーションそれぞれに対応する予め設定された流量閾値を示す流量閾値情報を、前記複数種類のアプリケーションそれぞれに対応づけて記憶する流量閾値記憶部を更に備え、
前記流量判定部は、前記流量閾値記憶部が記憶する前記流量閾値情報の中から、特定された前記アプリケーションに対応する前記流量閾値情報を選出し、前記送信流量算出部により算出された前記送信流量が、選出した前記流量閾値情報が示す前記流量閾値以下であるか否かを判定する、
請求項１に記載の無線通信装置。
前記流量判定部は、前記流量閾値記憶部が記憶する前記流量閾値情報の中から、特定された前記アプリケーションに対応する前記流量閾値情報を選出し、前記送信流量算出部により算出された前記送信流量が、選出した前記流量閾値情報が示す前記流量閾値以下であるか否かを判定する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項3】
前記流量閾値記憶部は、更に、複数種類のアプリケーションそれぞれに対応する送信優先順位を示す優先度情報を、前記複数種類のアプリケーションに対応づけて記憶し、
前記送信制御部は、対応するアプリケーションの優先度の高い前記データフレームを優先的に前記他の無線通信装置へ送信するように前記データフレームの送信を制御する、
請求項２に記載の無線通信装置。
前記送信制御部は、対応するアプリケーションの優先度の高い前記データフレームを優先的に前記他の無線通信装置へ送信するように前記データフレームの送信を制御する、
請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項4】
前記流量閾値の総和は、予め設定されたデューティ比に基づいて算出される最大許容送信流量以下となるように設定されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項5】
前記データフレームを分割して前記データフレームよりもサイズの小さいサブデータフレームを生成して前記フレームバッファに記憶させるフレーム分割部を更に備え、
前記送信制御部は、前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つ前記フレームバッファが前記サブデータフレームを記憶するとともに、前記サブデータフレームを前記他の無線通信装置へ送信したときの前記送信流量が前記流量閾値以下の場合、前記サブデータフレームを前記他の無線通信装置へ送信するように前記データフレームまたは前記サブデータフレームの送信を制御する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
前記送信制御部は、前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つ前記フレームバッファが前記サブデータフレームを記憶するとともに、前記サブデータフレームを前記他の無線通信装置へ送信したときの前記送信流量が前記流量閾値以下の場合、前記サブデータフレームを前記他の無線通信装置へ送信するように前記データフレームまたは前記サブデータフレームの送信を制御する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項6】
他の無線通信装置へのデータフレームを取得するステップと、
前記データフレームの送信要求が発生すると、前記データフレームに対応するアプリケーションを特定するステップと、
前記送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去に遡った時点から前記発生時点までの期間における、特定された前記アプリケーションに対応する前記データフレームの送信流量を算出するステップと、
算出された前記送信流量が予め設定された流量閾値以下であるか否かを判定するステップと、
（ｉ）前記送信流量が前記流量閾値を超えると判定されると、取得した前記データフレームを、前記データフレームを一時的に記憶することが可能なフレームバッファに記憶させるステップと、
（ｉｉ）前記送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つ、
（ａ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶していない場合、取得した前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信し、
（ｂ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶している場合、前記フレームバッファが記憶する前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信する
ステップと、を含む、
通信制御方法。
前記データフレームの送信要求が発生すると、前記データフレームに対応するアプリケーションを特定するステップと、
前記送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去に遡った時点から前記発生時点までの期間における、特定された前記アプリケーションに対応する前記データフレームの送信流量を算出するステップと、
算出された前記送信流量が予め設定された流量閾値以下であるか否かを判定するステップと、
（ｉ）前記送信流量が前記流量閾値を超えると判定されると、取得した前記データフレームを、前記データフレームを一時的に記憶することが可能なフレームバッファに記憶させるステップと、
（ｉｉ）前記送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つ、
（ａ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶していない場合、取得した前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信し、
（ｂ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶している場合、前記フレームバッファが記憶する前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信する
ステップと、を含む、
通信制御方法。
【請求項7】
コンピュータを、
他の無線通信装置へのデータフレームを取得するフレーム取得部、
前記データフレームの送信要求が発生すると、前記データフレームに対応するアプリケーションを特定するアプリケーション特定部、
前記送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去に遡った時点から前記発生時点までの期間における、特定された前記アプリケーションに対応する前記データフレームの送信流量を算出する送信流量算出部、
前記送信流量算出部により算出された前記送信流量が予め設定された流量閾値以下であるか否かを判定する流量判定部、
前記データフレームの送信を制御する送信制御部であって、
（ｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値を超えると判定されると、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを、前記データフレームを一時的に記憶することが可能なフレームバッファに記憶させ、
（ｉｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つ、
（ａ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶していない場合、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信し、
（ｂ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶する場合、前記フレームバッファが記憶する前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信する
ように前記データフレームの送信を制御する送信制御部、
として機能させるためのプログラム。
他の無線通信装置へのデータフレームを取得するフレーム取得部、
前記データフレームの送信要求が発生すると、前記データフレームに対応するアプリケーションを特定するアプリケーション特定部、
前記送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去に遡った時点から前記発生時点までの期間における、特定された前記アプリケーションに対応する前記データフレームの送信流量を算出する送信流量算出部、
前記送信流量算出部により算出された前記送信流量が予め設定された流量閾値以下であるか否かを判定する流量判定部、
前記データフレームの送信を制御する送信制御部であって、
（ｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値を超えると判定されると、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを、前記データフレームを一時的に記憶することが可能なフレームバッファに記憶させ、
（ｉｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つ、
（ａ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶していない場合、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信し、
（ｂ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶する場合、前記フレームバッファが記憶する前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信する
ように前記データフレームの送信を制御する送信制御部、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線通信装置、通信制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
単位時間当たりの送信時間の総和が制限された環境での無線通信に使用される通信システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３－１１５７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献１に記載されているような通信システムでは、１時間当たりに送信可能な時間が３６０秒と制限されているような通信経路において、通信経路における総送信時間が規定値を超過しそうになった場合に通信経路を変更することで送信時間の超過を回避している。しかしながら、この方法では総送信時間の超過を回避する手段として経路切り替えに依存しているため、仮に切り替え可能な全ての経路で総送信時間の上限に達してしまった場合には最終的に無線フレームの送信が行えない状態となる問題点があった。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、単位時間当たりに送信できるデータ量を制限することで、通信経路に割り当てられた総送信時間の超過を回避し、緊急性のあるアプリケーションからの送信機会を常に確保できる無線通信装置、通信制御方法およびプログラム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】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明に係る無線通信装置は、
他の無線通信装置へのデータフレームを取得するフレーム取得部と、
前記データフレームを一時的に記憶することが可能なフレームバッファと、
前記データフレームの送信要求が発生すると、前記データフレームに対応するアプリケーションを特定するアプリケーション特定部と、
前記送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去に遡った時点から前記発生時点までの期間における、特定された前記アプリケーションに対応する前記データフレームの送信流量を算出する送信流量算出部と、
前記送信流量算出部により算出された前記送信流量が予め設定された流量閾値以下であるか否かを判定する流量判定部と、
前記データフレームの送信を制御する送信制御部であって、
（ｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値を超えると判定されると、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを前記フレームバッファに記憶させ、
（ｉｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つ、
（ａ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶していない場合、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信し、
（ｂ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶している場合、前記フレームバッファが記憶する前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信する
送信制御部と、を備える。
他の無線通信装置へのデータフレームを取得するフレーム取得部と、
前記データフレームを一時的に記憶することが可能なフレームバッファと、
前記データフレームの送信要求が発生すると、前記データフレームに対応するアプリケーションを特定するアプリケーション特定部と、
前記送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去に遡った時点から前記発生時点までの期間における、特定された前記アプリケーションに対応する前記データフレームの送信流量を算出する送信流量算出部と、
前記送信流量算出部により算出された前記送信流量が予め設定された流量閾値以下であるか否かを判定する流量判定部と、
前記データフレームの送信を制御する送信制御部であって、
（ｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値を超えると判定されると、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを前記フレームバッファに記憶させ、
（ｉｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つ、
（ａ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶していない場合、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信し、
（ｂ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶している場合、前記フレームバッファが記憶する前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信する
送信制御部と、を備える。
【0007】
他の観点から見た本発明に係る通信制御方法は、
他の無線通信装置へのデータフレームを取得するステップと、
前記データフレームの送信要求が発生すると、前記データフレームに対応するアプリケーションを特定するステップと、
前記送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去に遡った時点から前記発生時点までの期間における、特定された前記アプリケーションに対応する前記データフレームの送信流量を算出するステップと、
算出された前記送信流量が予め設定された流量閾値以下であるか否かを判定するステップと、
（ｉ）前記送信流量が前記流量閾値を超えると判定されると、取得した前記データフレームを、前記データフレームを一時的に記憶することが可能なフレームバッファに記憶させるステップと、
（ｉｉ）前記送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つ、
（ａ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶していない場合、取得した前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信し、
（ｂ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶している場合、前記フレームバッファが記憶する前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信する
ステップと、を含む。
他の無線通信装置へのデータフレームを取得するステップと、
前記データフレームの送信要求が発生すると、前記データフレームに対応するアプリケーションを特定するステップと、
前記送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去に遡った時点から前記発生時点までの期間における、特定された前記アプリケーションに対応する前記データフレームの送信流量を算出するステップと、
算出された前記送信流量が予め設定された流量閾値以下であるか否かを判定するステップと、
（ｉ）前記送信流量が前記流量閾値を超えると判定されると、取得した前記データフレームを、前記データフレームを一時的に記憶することが可能なフレームバッファに記憶させるステップと、
（ｉｉ）前記送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つ、
（ａ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶していない場合、取得した前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信し、
（ｂ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶している場合、前記フレームバッファが記憶する前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信する
ステップと、を含む。
【0008】
他の観点から見た本発明に係るプログラムは、
コンピュータを、
他の無線通信装置へのデータフレームを取得するフレーム取得部、
前記データフレームの送信要求が発生すると、前記データフレームに対応するアプリケーションを特定するアプリケーション特定部、
前記送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去に遡った時点から前記発生時点までの期間における、特定された前記アプリケーションに対応する前記データフレームの送信流量を算出する送信流量算出部、
前記送信流量算出部により算出された前記送信流量が予め設定された流量閾値以下であるか否かを判定する流量判定部、
前記データフレームの送信を制御する送信制御部であって、
（ｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値を超えると判定されると、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを、前記データフレームを一時的に記憶することが可能なフレームバッファに記憶させ、
（ｉｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つ、
（ａ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶していない場合、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信し、
（ｂ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶する場合、前記フレームバッファが記憶する前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信する
ように前記データフレームの送信を制御する送信制御部、
として機能させる。
コンピュータを、
他の無線通信装置へのデータフレームを取得するフレーム取得部、
前記データフレームの送信要求が発生すると、前記データフレームに対応するアプリケーションを特定するアプリケーション特定部、
前記送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去に遡った時点から前記発生時点までの期間における、特定された前記アプリケーションに対応する前記データフレームの送信流量を算出する送信流量算出部、
前記送信流量算出部により算出された前記送信流量が予め設定された流量閾値以下であるか否かを判定する流量判定部、
前記データフレームの送信を制御する送信制御部であって、
（ｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値を超えると判定されると、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを、前記データフレームを一時的に記憶することが可能なフレームバッファに記憶させ、
（ｉｉ）前記流量判定部により前記送信流量が前記流量閾値以下であると判定され且つ、
（ａ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶していない場合、前記フレーム取得部が取得した前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信し、
（ｂ）前記フレームバッファが前記データフレームを記憶する場合、前記フレームバッファが記憶する前記データフレームを前記他の無線通信装置へ送信する
ように前記データフレームの送信を制御する送信制御部、
として機能させる。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係る無線通信装置によれば、データフレームの単位時間当たりの送信流量を流量閾値以下に維持しつつ、単位時間当たりのデータフレームの送信可能時間の枯渇を回避できるので、緊急性の高いデータフレームの送信機会を常に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を示す図である。
【図2】実施の形態１に係る無線通信装置のハードウェア構成を示す図である。
【図3】実施の形態１に係る無線通信装置の機能構成を示す図である。
【図4】実施の形態１に係るＤＢＰＳ記憶部が記憶する情報の内容を示す図である。
【図5】（Ａ）は実施の形態１に係る流量閾値記憶部が記憶する情報の内容を示す図であり、（Ｂ）は実施の形態１に係る流量閾値の設定の一例を示す図である。
【図6】実施の形態１に係る無線通信装置が実行する通信制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図7】実施の形態１に係る無線通信装置が実行する通信制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図8】実施の形態１に係る無線通信装置の動作説明図であり、（Ａ）は送信要求発生時点において単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超える状態を示す図であり、（Ｂ）は送信要求発生時点において単位時間当たりの送信流量が流量閾値以下となった状態を示す図であり、（Ｃ）はフレームバッファが記憶するフレームを送信している状態を示す図である。
【図9】実施の形態２に係る無線通信装置の機能構成を示す図である。
【図10】実施の形態２に係る無線通信装置が実行する通信制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図11】実施の形態２に係る無線通信装置の動作説明図であり、（Ａ）は送信要求発生時点において単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超える状態を示す図であり、（Ｂ）は送信要求発生時点において単位時間当たりの送信流量が流量閾値以下となった状態を示す図であり、（Ｃ）はフレームバッファが記憶するフレームを送信している状態を示す図である。
【図12】変形例に係る流量閾値記憶部が記憶する情報の内容を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態に係る無線通信装置について図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る無線通信装置は、他の無線通信装置へのデータフレームを取得するフレーム取得部と、データフレームを一時的に記憶することが可能なフレームバッファと、データフレームの送信要求が発生すると、データフレームに対応するアプリケーションを特定するアプリケーション特定部と、送信流量算出部と、流量判定部と、送信制御部と、を備える。ここで、送信流量算出部は、送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去に遡った時点から前述の送信要求の発生時点までの期間における、特定されたアプリケーションに対応するデータフレームの単位時間当たりの送信流量を算出する。単位時間当たりの送信流量の求め方は後述する。流量判定部は、送信流量算出部により算出された単位時間当たりの送信流量が予め設定された流量閾値以下であるか否かを判定する。送信制御部は、流量判定部により単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超えると判定されると、フレーム取得部が取得したデータフレームをフレームバッファに記憶させる。また、送信制御部は、流量判定部により単位時間当たりの送信流量が流量閾値以下であると判定され且つフレームバッファがデータフレームを記憶していない場合、フレーム取得部が取得したデータフレームを他の無線通信装置へ送信するようにデータフレームを処理する。更に、送信制御部は、流量判定部により単位時間当たりの送信流量が流量閾値以下であると判定され且つフレームバッファがデータフレームを記憶する場合、フレームバッファが記憶するデータフレームを他の無線通信装置へ送信するようにデータフレームを処理する。
以下、本発明の一実施の形態に係る無線通信装置について図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る無線通信装置は、他の無線通信装置へのデータフレームを取得するフレーム取得部と、データフレームを一時的に記憶することが可能なフレームバッファと、データフレームの送信要求が発生すると、データフレームに対応するアプリケーションを特定するアプリケーション特定部と、送信流量算出部と、流量判定部と、送信制御部と、を備える。ここで、送信流量算出部は、送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去に遡った時点から前述の送信要求の発生時点までの期間における、特定されたアプリケーションに対応するデータフレームの単位時間当たりの送信流量を算出する。単位時間当たりの送信流量の求め方は後述する。流量判定部は、送信流量算出部により算出された単位時間当たりの送信流量が予め設定された流量閾値以下であるか否かを判定する。送信制御部は、流量判定部により単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超えると判定されると、フレーム取得部が取得したデータフレームをフレームバッファに記憶させる。また、送信制御部は、流量判定部により単位時間当たりの送信流量が流量閾値以下であると判定され且つフレームバッファがデータフレームを記憶していない場合、フレーム取得部が取得したデータフレームを他の無線通信装置へ送信するようにデータフレームを処理する。更に、送信制御部は、流量判定部により単位時間当たりの送信流量が流量閾値以下であると判定され且つフレームバッファがデータフレームを記憶する場合、フレームバッファが記憶するデータフレームを他の無線通信装置へ送信するようにデータフレームを処理する。
【0012】
図１は、実施の形態１に係る通信システムの構成を示す図である。通信システムは、例えば、工場などで産業機器の稼働状況を監視するカメラ、産業機器の異常を作業者が気付いた時に押下する緊急停止装置などからの情報を、管理者が遠隔操作で収集する場合などに適用される。
【0013】
図１に示すように、本実施の形態に係る無線通信装置１は、ネットワークＮＷ１を介して動画像情報をストリーミング配信するサーバ４と、緊急事態が生じた場合に利用者より押下される緊急停止釦を有する緊急停止釦装置５と、に接続されている。また、無線通信装置２は、ネットワークＮＷ２を介して利用者の管理用のＰＣ（Personal Computer）３に接続されている。ここで、ネットワークＮＷ１、ＮＷ２は、本実施の形態では、例えば有線ＬＡＮ（Local Area Network）で説明するが、無線ＬＡＮであってもよい。また、無線通信装置１、２同士は、互いに無線通信可能となっている。
【0014】
サーバ４は、ＰＣ３向けにストリーミング配信する動画像情報を含むデータフレームを無線通信装置１へ送信する。緊急停止釦装置５は、緊急停止釦が押下されると、ＰＣ３に対して緊急停止釦が押下された場合に対応する処理を実行させるための制御情報を含むデータフレームを無線通信装置１へ送信する。
【0015】
本実施の形態に係る無線通信装置１は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、主記憶部１０２と、補助記憶部１０３と、無線モジュール１０５と、有線通信インタフェース１０６と、を備える。主記憶部１０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリから構成され、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用される。補助記憶部１０３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性のメモリ、または、ＳＳＤ(Solid State Drive)、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)等から構成され、無線通信装置１、２を制御するためのプログラムを記憶する。ＣＰＵ１０１は、補助記憶部１０３が記憶するプログラムを主記憶部１０２に読み込んで実行する。有線通信インタフェース１０６は、ネットワークＮＷ１に接続され、サーバ４または緊急停止釦装置５から転送されてきたデータフレームをＣＰＵ１０１へ転送する。
【0016】
無線モジュール１０５は、単位時間当たりの送信時間の総和が制限される通信帯域、例えば９２０ＭＨｚ帯を利用する無線モジュールである。より具体的には、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈに準拠した無線ＬＡＮ規格に適合する通信方式で通信する。無線モジュール１０５は、アンテナ（図示せず）と、受信回路（図示せず）と、信号処理部（図示せず）と、送信回路（図示せず）と、を有する。受信回路は、アンテナを介して無線信号を受信し、受信した無線信号に対応する信号を復調してベースバンド信号を生成して信号処理部へ出力する。送信回路は、信号処理部から入力されるベースバンド信号を用いてキャリア信号を変調することにより、送信フレームに対応する無線信号を生成し、生成した無線信号を、アンテナを介して送信する。ここで、送信回路は、ＣＰＵ１０１から指示されるＭＣＳ情報に基づいて、当該ＭＣＳ情報に対応する変調方式でキャリア信号を変調する。信号処理部は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）により実現され、受信回路から入力されるベースバンド信号に基づいて受信回路が受信した無線信号に対応するフレームを生成してバス１０９へ送出する。また、信号処理部は、主記憶部１０２からバス１０９を介して転送されてきたデータフレームに基づいてベースバンド信号を生成して送信回路へ出力する。
【0017】
無線通信装置１では、ＣＰＵ１０１が、補助記憶部１０３が記憶するプログラムを主記憶部１０２に読み込んで実行することにより、図３に示すように、フレーム取得部１１１、送信要求部１１２、アプリケーション（以下、適宜「ＡＰ」と称する。）特定部１１３、送信流量算出部１１４、流量判定部１１５、送信制御部１１６、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）設定部１１７、流量閾値設定部１１８およびフレーム分割部１１９として機能する。また、図２に示す補助記憶部１０３は、ＤＢＰＳ（Data Bit Per Symbol）記憶部１３１と、流量閾値記憶部１３２と、ＭＣＳ記憶部１３３と、を有する。更に、図２に示す主記憶部１０２は、図３に示すように、サーバ４または緊急停止釦装置５からネットワークＮＷ１を介して取得したデータフレームを一時的に記憶するフレームバッファ１２１として機能する。
【0018】
ＤＢＰＳ記憶部１３１は、例えば図４に示すように、１シンボル当たりに含ませることができるシンボル単位データサイズであるＤＢＰＳを、各ＭＣＳを識別するＭＣＳ識別番号に対応づけて記憶している。図４に示す例では、無線通信装置１が１ストリーム且つ帯域幅１ＭＨｚでデータフレームを送信できる場合の例を示している。
【0019】
流量閾値記憶部１３２は、例えば図５（Ａ）に示すように、サーバ４または緊急停止釦装置５から送信されるデータフレームに対応するアプリケーションそれぞれに許容される送信流量の上限に相当する流量閾値を示す流量閾値情報を、各アプリケーションを識別するアプリケーション識別情報に対応づけて記憶する。ここで、送信流量は、各アプリケーションについて、予め設定された基準時間当たりに無線通信装置１から送信されるデータ量であり、例えば１ｓｅｃ当たりに送信されるデータ量で定義される。流量閾値は、各アプリケーションの緊急度やアプリケーションが送信するデータサイズなどを勘案して決定される。例えば、本実施の形態では、サーバ４から送信されるデータは大きいが緊急度は高くない一方、緊急停止釦装置５から送信されるデータ量は小さいが緊急度は高い。また、流量閾値は、全てのアプリケーションの基準時間当たりに送信が許容される許容データ量の総和に相当する最大許容送信流量のうちの各アプリケーションによる消費が許容される割合である最大消費率に基づいて算出される。この場合、各アプリケーションの流量閾値設定は、例えば図５（Ｂ）に示すように、後述する最大許容送信流量に対する各アプリケーションの最大消費率から設定される。図５（Ｂ）に示す例では、アプリケーション識別情報ＩＤＡ［０］、ＩＤＡ［１］、ＩＤＡ［２］で識別される各アプリケーションが、最大許容送信流量の８０％、１０％、５％まで消費できることを示している。なお、図５（Ｂ）に示す各アプリケーションに割り当てられる最大消費率は、例えばユーザが設定ツールなどを用いて事前に適宜設定してもよい。また、最大消費率は、例えば想定されるアプリケーションの用途（動画、優先度の高いデータなど）に応じて、工場出荷時に予め設定されていてもよい。
【0020】
ＭＣＳ記憶部１３３は、無線モジュール１０５に設定されている、無線モジュール１０５が他の無線通信装置２へデータフレームを送信する際に使用するＭＣＳを識別するＭＣＳ識別番号を示す情報を記憶する。
【0021】
フレーム取得部１１１は、サーバ４または緊急停止釦装置５からネットワークＮＷ１および有線通信インタフェース１０６を介して、無線通信装置２に向けて送信されるべきデータフレームを取得する。フレーム取得部１１１は、取得したデータフレームを送信制御部１１６に通知する。また、フレーム取得部１１１は、データフレームを取得すると、データフレームを取得したことを送信要求部１１２に通知する。
【0022】
送信要求部１１２は、フレーム取得部１１１からデータフレームを取得したことを通知されたとき、データフレームの無線通信装置２への送信要求が発生したと判定し、データフレームの送信要求が発生したことをＡＰ特定部１１３および送信制御部１１６に通知する。また、送信要求部１１２は、予め設定された送信要求時期が到来したときにも、データフレームの無線通信装置２への送信要求が発生したと判定し、データフレームの送信要求が発生したことを送信制御部１１６に通知する。ここで、送信要求時期は、例えば予め設定された一定の周期で到来するように設定される。
【0023】
ＡＰ特定部１１３は、送信要求部１１２によりデータフレームの送信要求が発生したと判定されると、フレーム取得部１１１が取得したデータフレームに対応するアプリケーションを特定する。ＡＰ特定部１１３は、例えばデータフレームのヘッダ情報に含まれるアプリケーションを識別することができる情報に基づいて、データフレームに対応するアプリケーションを特定する。ＡＰ特定部１１３は、特定したアプリケーションを示す情報を送信流量算出部１１４に通知する。
【0024】
送信流量算出部１１４は、送信要求部１１２により送信要求が発生したと判定された時点、即ち、送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去の時点から前述の送信要求の発生時点までの期間における、ＡＰ特定部１１３により特定されたアプリケーションに対応するデータフレームの送信流量を算出する。ここで、基準時間は、例えば１ｓｅｃに設定される。
【0025】
流量判定部１１５は、流量閾値記憶部１３２が記憶する流量閾値の中から、ＡＰ特定部１１３により特定されたアプリケーションに対応づけられた流量閾値を選出する。そして、流量判定部１１５は、送信流量算出部１１４により算出された単位時間当たりの送信流量が、選出した流量閾値以下であるか否かを判定する。そして、流量判定部１１５は、判定結果を送信制御部１１６に通知する。
【0026】
送信制御部１１６は、流量判定部１１５により単位時間当たりの送信流量が前述の流量閾値を超えると判定されると、フレーム取得部１１１から通知されるデータフレームをフレームバッファ１２１に記憶させる。また、送信制御部１１６は、流量判定部１１５により単位時間当たりの送信流量が流量閾値以下であると判定され且つフレームバッファ１２１がデータフレームまたは後述のサブデータフレームを記憶していない場合、フレーム取得部１１１から通知されるデータフレームを無線モジュール１０５へ転送する。更に、送信制御部１１６は、流量判定部１１５により単位時間当たりの送信流量が前述の流量閾値以下であると判定され且つフレームバッファ１２１がデータフレームまたはサブデータフレームを記憶しない場合、フレームバッファ１２１が記憶するデータフレームを無線モジュール１０５へ転送する。
【0027】
ＭＣＳ設定部１１７は、予め設定された複数種類のＭＣＳの中から１つのＭＣＳを選定し、選定したＭＣＳを示すＭＣＳ情報を生成して無線モジュール１０５へ転送する。そして、ＭＣＳ設定部１１７は、生成したＭＣＳ情報をＭＣＳ記憶部１３３に記憶させる。ここで、ＭＣＳ設定部１１７は、例えば無線通信装置２宛てに送信するデータフレームに対応するアプリケーションの種類に応じてＭＣＳを選定するものであってもよい。
【0028】
流量閾値設定部１１８は、ＤＢＰＳ記憶部１３１が記憶するＤＢＰＳの中から、ＭＣＳ記憶部１３３が記憶するＭＣＳ情報が示すＭＣＳに対応するＤＢＰＳを選出する。そして、流量閾値設定部１１８は、選出したＤＢＰＳに基づいて、流量閾値を算出し、算出した流量閾値をアプリケーションに対応づけて流量閾値記憶部１３２に記憶させる。
【0029】
ここで、流量閾値設定部１１８が、無線通信においてＩＥＥＥ８０２．１１ａｈ規格を使用し、無線モジュール１０５に設定されたＭＣＳのＭＣＳ識別番号が「０」、基準時間を１ｓｅｃ、チャネル幅１ＭＨｚ、ガードインターバルをショートモードとした場合の流量閾値の決定方法について説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈ規格を使用する場合、１つのデータフレームの送信時間が、最大で２７９２０μｓｅｃとなっている。従って、基準時間内に送信できるデータフレームは、送信時間２７９２０μｓｅｃのデータフレーム３５個と、送信時間２２８００μｓｅｃのデータフレーム１つとなる。ここで、データフレームのプリアンブルの送信時間として、６００μｓｅｃが必要となるため、データフレームにおけるプリアンブルを除く部分の送信に使用できる時間は、送信時間２７９２０μｓｅｃのデータフレームでは、２７３２０μｓｅｃ（＝２７９２０μｓｅｃ－６００μｓｅｃ）となり、送信時間２２８００μｓｅｃのデータフレームでは、２２２００μｓｅｃ（２２８００μｓｅｃ－６００μｓｅｃ）となる。ここで、ガードインターバルがショートモードである場合、１シンボルの送信に要する時間が３６μｓｅｃであるため、各データフレームについて送信できるデータシンボル数は、送信時間２７９２０μｓｅｃのデータフレームの場合、７５８シンボル（２７３２０／３６）、送信時間２２８００μｓｅｃのデータフレームの場合、６１６シンボル（２２２００／３６）となる。つまり、基準時間内に送信できるデータシンボル数は、２７１４６（＝７５８×３５＋６１６）となる。そして、ＭＣＳのＭＣＳ識別番号が「０」の場合、ＤＢＰＳは「１２」となるため、例えば３６００ｓｅｃの予め設定された送信周期内で送信できる最大データ量は、２７１４６×１２＝３２５７５２ｂｉｔとなる。ここで、ＭＣＳ識別番号「Ｎ」（Ｎ＝０、１、・・・、９）に対応するＤＢＰＳをＤ［Ｎ］とすると、前述の送信周期内で送信できる最大データ量は、２７１４６×Ｄ［Ｎ］ｂｉｔとなる。但し、送信可能時間は、後述する国内法の規制に従えばデューティ比で送信周期の１０％以内となるため、送信可能時間は最大で３６０ｓｅｃとなる。そうすると、ＭＣＳのＭＣＳ識別番号が「０」の場合、３６００ｓｅｃの時間内に送信できる最大データ量は、１１７２７０７２０ｂｉｔ（＝３６０ｓｅｃ×３２５７５２ｂｉｔ／ｓｅｃ）、即ち、約１１７Ｍビットとなる。また、ＭＣＳのＭＣＳ識別番号が「Ｎ」の場合、３６００ｓｅｃの時間内に送信できる最大データ量は、３６０ｓｅｃ×（２７１４６×Ｄ［Ｎ］）ｂｉｔ／ｓｅｃ）となる。そして、この最大データ量を基準時間１ｓｅｃ当たりの最大データ量、即ち、最大許容送信流量に換算するとＭＣＳのＭＣＳ識別番号が「０」の場合、３２ｋｂｐｓ（＝１１７Ｍｂｉｔ／３６００ｓｅｃ）となる。また、ＭＣＳのＭＣＳ識別番号が「Ｎ」の場合、２７１４．６×Ｄ［Ｎ］ｂｉｔ／ｓｅｃとなる。
【0030】
流量閾値設定部１１８は、各アプリケーションに対応する流量閾値の総和が、この最大許容送信流量以下となるように、流量閾値を設定する。例えば、アプリケーションの流量閾値設定が、例えば前述の図５（Ｂ）に示すように、アプリケーション識別情報ＩＤＡ［０］、ＩＤＡ［１］、ＩＤＡ［２］で識別される各アプリケーションについて最大許容送信流量の８０％、１０％、５％に設定されているとする。この場合、流量閾値設定部１１８は、ＭＣＳのＭＣＳ識別番号が「０」の場合、アプリケーション識別情報ＩＤＡ［０］、ＩＤＡ［１］、ＩＤＡ［２］で識別される各アプリケーションに対応する流量閾値を２５．６ｋｂｐｓ、３．２ｋｂｐｓ、１．６ｋｂｐｓに設定する。また、流量閾値設定部１１８は、ＭＣＳのＭＣＳ識別番号が「Ｎ」の場合、アプリケーション識別情報ＩＤＡ［０］、ＩＤＡ［１］、ＩＤＡ［２］で識別される各アプリケーションに対応する流量閾値を２７１４．６×Ｄ［Ｎ］×０．８ｂｐｓ、２７１４．６×Ｄ［Ｎ］×０．１ｂｐｓ、２７１４．６×Ｄ［Ｎ］×０．０５ｂｐｓに設定する。
【0031】
フレーム分割部１１９は、フレームバッファ１２１が記憶するデータフレームのサイズが予め設定された上限フレームサイズを超える場合、データフレームを、サイズが上限フレームサイズ以下の複数のサブデータフレームに分割してフレームバッファ１２１に記憶させる。ここで、上限フレームサイズは、例えば各アプリケーションに対応した流量閾値に等しいサイズに設定される。この場合、フレーム分割部１１９は、流量閾値記憶部１３２が記憶する流量閾値の中からＡＰ特定部１１３により特定されたアプリケーションに対応する流量閾値を特定する。そして、フレーム分割部１１９は、フレームバッファ１２１が記憶するデータフレームのサイズが特定した流量閾値を超える場合、データフレームを、サイズが流量閾値以下の複数のサブデータフレームに分割してフレームバッファ１２１に記憶させる。また、フレーム分割部１１０は、データフレームから複数のサブデータフレームを生成する際、複数のサブデータフレームを結合して再び１つのデータフレームを復元する際に必要なデータフレーム識別情報、インデックス情報等を含むサブデータフレームを生成する。
【0032】
次に、本実施の形態１に係る無線通信装置１が実行する通信制御処理について図６および図７を参照しながら詳細に説明する。この通信制御処理は、例えば無線通信装置１へ電源が投入されたことを契機として開始される。また、流量閾値設定部１１８は、ＭＣＳ設定部１１７がＭＣＳを更新する毎に、更新後のＭＣＳに対応するＤＢＰＳを新たに選出して新たに流量閾値を算出して流量閾値記憶部１３２が記憶する流量閾値を更新しているものとする。
【0033】
まず、フレーム取得部１１１は、サーバ４または緊急停止釦装置５から有線通信インタフェース１０６を介してＰＣ３宛てのデータフレームを取得したか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで、フレーム取得部１１１は、データフレームを取得していないと判定する限り（ステップＳ１：Ｎｏ）、ステップＳ１の処理を繰り返し実行する。
【0034】
一方、フレーム取得部１１１は、データフレームを取得したと判定すると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、データフレームを取得したことを送信要求部１１２に通知する。そして、送信要求部１１２は、これに応じて、データフレームの無線通信装置２への送信要求が発生したと判定する。このとき、送信要求部１１２は、送信要求が発生したことをＡＰ特定部１１３および送信制御部１１６に通知する。次に、ＡＰ特定部１１３は、フレーム取得部１１１が取得したデータフレームに対応するアプリケーションを特定する（ステップＳ２）。そして、ＡＰ特定部１１３は、特定したアプリケーションを示す情報を送信流量算出部１１４に通知する。
【0035】
続いて、送信流量算出部１１４は、ＡＰ特定部１１３により特定されたアプリケーションについて、送信要求の発生時点から予め設定された基準時間だけ過去の時点を始点とし、前述の送信要求の発生時点までの期間における、データフレームの過去の送信流量を算出する（ステップＳ３）。
【0036】
その後、流量判定部１１５は、流量閾値記憶部１３２が記憶する流量閾値の中から、ＡＰ特定部１１３により特定されたアプリケーションに対応づけられた流量閾値を選出する。そして、流量判定部１１５は、送信流量算出部１１４により算出された過去の送信流量を、予め設定された基準時間で割った単位時間当たりの流量が、選出した流量閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、流量判定部１１５により単位時間当たりの送信流量が流量閾値以下であると判定されると（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、送信制御部１１６は、フレーム取得部１１１から通知されたデータフレームを無線モジュール１０５へ転送する（ステップＳ５）。次に再びステップＳ１の処理が実行される。
【0037】
一方、流量判定部１１５により単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超えると判定されると（ステップＳ４：Ｎｏ）、送信制御部１１６は、フレーム取得部１１１から通知されたデータフレームをフレームバッファ１２１に記憶させる（ステップＳ６）。続いて、フレーム分割部１１９は、フレームバッファ１２１が記憶するデータフレームのサイズが前述の予め設定された上限フレームサイズを超えるか否かを判定する（ステップＳ７）。ここで、フレーム分割部１１９は、フレームバッファ１２１が記憶するデータフレームのサイズが前述の上限フレームサイズ以下であると判定すると（ステップＳ７：Ｎｏ）、後述のステップＳ９以降の処理が実行される。一方、フレーム分割部１１９は、フレームバッファ１２１が記憶するデータフレームのサイズが前述の上限フレームサイズを超えると判定すると（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、データフレームを分割して複数の上限フレームサイズ以下のサブデータフレームを生成する（ステップＳ８）。フレーム分割部１１９は、生成した複数のサブデータフレームをフレームバッファ１２１に記憶させる。
【0038】
その後、フレーム取得部１１１は、新たにデータフレームを取得したか否かを判定する（ステップＳ９）。ここで、フレーム取得部１１１が、新たにデータフレームを取得していないと判定すると（ステップＳ９：Ｎｏ）、後述のステップＳ１２以降の処理が実行される。一方、フレーム取得部１１１が、新たにデータフレームを取得したと判定すると（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、送信要求部１１２が、これに応じて、データフレームの無線通信装置２への送信要求が発生したと判定し、送信要求が発生したことをＡＰ特定部１１３および送信制御部１１６に通知する。次に、ＡＰ特定部１１３は、フレーム取得部１１１が取得したデータフレームに対応するアプリケーションを特定する（ステップＳ１０）。続いて、ＡＰ特定部１１３は、特定したアプリケーションが先に特定したアプリケーションと異なるアプリケーションであるか否かを判定する（ステップＳ１１）。例えばここにおいて、ＡＰ特定部１１３は、例えば先に特定したアプリケーションがサーバ４から送信されたデータフレームに対応するアプリケーションである場合において、その後、特定したアプリケーションが緊急停止釦装置５から送信されるデータフレームに対応するものである場合、異なるアプリケーションであると判定する。そして、ＡＰ特定部１１３が、特定したアプリケーションが先に特定したアプリケーションと異なるアプリケーションであると判定すると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、再びステップ３の処理が実行される。
【0039】
一方、ＡＰ特定部１１３が、特定したアプリケーションが先に特定したアプリケーションと同じアプリケーションであると判定したとする（ステップＳ１１：Ｎｏ）。この場合、送信要求部１１２は、予め設定された送信要求時期が到来することにより送信要求が発生したか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、送信要求部１１２は、未だ送信要求が発生していないと判定すると（ステップＳ１２：Ｎｏ）、再びステップＳ９の処理が実行される。一方、送信要求部１１２は、送信要求が発生したと判定したとすると（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、特定したアプリケーションに対応するデータフレームの送信流量を算出する（ステップＳ１３）。
【0040】
続いて、流量判定部１１５は、図７に示すように、ＡＰ特定部１１３により特定されたアプリケーションに対応づけられた流量閾値を選出し、送信流量算出部１１４により算出された単位時間当たりの送信流量が、選出した流量閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。ここで、流量判定部１１５が、単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超えると判定すると（ステップＳ１４：Ｎｏ）、データフレームをフレームバッファ１２１に記憶し（ステップＳ１７）、再び前述のステップＳ９の処理が実行される。一方、流量判定部１１５により単位時間当たりの送信流量が流量閾値以下であると判定されると（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、送信制御部１１６は、フレームバッファ１２１が記憶するデータフレームまたはサブデータフレームを無線モジュール１０５へ転送する（ステップＳ１５）。このとき、無線モジュール１０５は、送信制御部１１６から転送されてきたデータフレームまたはサブデータフレームを無線通信装置２へ送信する。その後、送信制御部１１６は、フレームバッファ１２１が未だデータフレームまたはサブデータフレームを記憶しているか否かを判定する（ステップＳ１６）。ここで、送信制御部１１６が、フレームバッファ１２１が未だデータフレームまたはサブデータフレームを記憶していると判定すると（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、再びステップＳ９の処理が実行される。一方、送信制御部１１６が、フレームバッファ１２１がデータフレームおよびサブデータフレームのいずれも記憶していないと判定すると（ステップＳ１６：Ｎｏ）、再びステップＳ１の処理が実行される。
【0041】
ここで、図６におけるステップＳ３について、詳述する。本実施の形態に係る無線通信装置１は、例えば図８（Ａ）に示すように、無線通信装置２宛てのデータフレームＤＦ１を取得した時点、即ち、データフレームＤＦ１を取得したことに起因した送信要求発生時点Ｔ２において、送信要求発生時点Ｔ２から基準時間ｄＴ１だけ遡った時点Ｔ１から送信要求発生時点Ｔ２までの間における送信流量ＦＴ２を基準時間ｄＴ１で割った値が流量閾値ＦＴｔｈを超えているとする。即ち、データフレームの送信時間が、データフレームの送信に使用できる上限時間ｄＴ２を超えているとする。この場合、無線通信装置１は、取得したデータフレームＤＦ１をフレームバッファ１２１に一時的に退避させる。その後、無線通信装置１は、図８（Ｂ）に示すように次の送信要求時期が到来したことに起因した送信要求発生時点Ｔ３において、送信要求発生時点Ｔ３から基準時間ｄＴ１だけ遡った時点Ｔ４から送信要求発生時点Ｔ３までの間における送信流量ＦＴ３が流量閾値ＦＴｔｈ以下になったとする。この場合、無線通信装置１は、図８（Ｃ）に示すように、フレームバッファ１２１に一時的に退避させておいたデータフレームの無線通信装置２への送信を開始する。
【0042】
また、フレームバッファ１２１に１５０Ｂｙｔｅのデータフレームを一時的に退避させている状態であり且つ流量閾値以下で維持する条件で送信可能なデータフレームのサイズが１００Ｂｙｔｅであったとする。この場合、送信可能なデータフレームのサイズが１５０Ｂｙｔｅまで回復した時点、即ち、１５０Ｂｙｔｅのデータフレームを送信しても単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超えないようになる時点で、フレームバッファ１２１が記憶するデータフレームを無線モジュール１０５へ転送する。これにより、送信流量を流量閾値以下の状態となるようにすることができる。
【0043】
ところで、日本国内では、９００ＭＨｚ帯域を使用する無線通信では、３６００秒を１送信周期とした場合に１送信周期で３６０秒間しか無線送信が許可されないいわゆるデューティ比１０％規制が存在している。このような制約が存在する環境下では、例えば１つのアプリケーションに対応するデータフレームだけが多量に送信されると、その１つのアプリケーションに対応するデータフレームの送信だけで許可されている送信可能時間を使い切ってしまい、他のアプリケーションに対応するデータフレームを送信することが出来なくなる虞がある。例えば、サーバ４から動画データを多量に送信し、送信可能時間が枯渇してしまうと、緊急事態が発生したときに緊急停止釦装置５から送信されるデータフレームのように、速報性が要求されるデータフレームが送信できなくなる虞がある。
【0044】
また、無線通信装置１に接続されるサーバ４で実行されるアプリケーションを、無線通信環境を考慮してデータフレームの単位時間当たりの送信流量が無線通信環境に基づいて設定される流量閾値以下となるように設計するのは、サーバ４そのものに無線通信環境の情報を入力させたり判定させたりする機能などが必要となるため非常に複雑かつ困難で合理的と言えない。更に、予め複数の通信チャネルを準備しておき、複数の通信チャネルのいずれか１つにおいて単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超えた場合に他の通信チャネルへ変更する通信制御方法が考えられる。しかしながら、この通信制御方法では、複数の通信チャネルの全てにおいて単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超えた状態となると、前述と同様の状況となる虞がある。
【0045】
これに対して、本実施の形態に係る無線通信装置１によれば、送信制御部１１６が、データフレームの単位時間当たりの送信流量がそのデータフレームにかかるアプリケーションで規定された流量閾値を超えると、フレーム取得部１１１が取得したデータフレームをそのまま送信せず、一旦フレームバッファ１２１に記憶させるようにデータフレームの送信を制御する。また、送信制御部１１６は、前述の単位時間当たりの送信流量が流量閾値以下であり且つフレームバッファ１２１がデータフレームおよびサブデータフレームを記憶していない場合、フレーム取得部１１１が取得したデータフレームを無線通信装置２へ送信するようにデータフレームの送信を制御する。更に、送信制御部１１６は、前述の単位時間当たりの送信流量が流量閾値以下であると判定され且つフレームバッファ１２１がデータフレームまたはサブデータフレームを記憶する場合、まずフレームバッファ１２１が記憶するデータフレームを無線通信装置２へ送信するようにデータフレームの送信を制御する。これにより、データフレームの単位時間当たりの送信流量を流量閾値以下に維持しつつ、単位時間当たりのデータフレームの送信可能時間の枯渇を回避できるので、無線通信装置２へ緊急性の高いデータフレームを送信する機会を常に確保することができる。
【0046】
（実施の形態２）
本実施の形態２に係る無線通信装置では、流量判定部により単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超えると判定されると、データフレームを分割する際、生成されるサブデータフレームのサイズを設定するサイズ設定部を備える点で実施の形態１と相違する。そして、フレーム分割部は、データフレームを、サイズ設定部が設定したサイズの複数のサブデータフレームに分割してフレームバッファに記憶させる。
本実施の形態２に係る無線通信装置では、流量判定部により単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超えると判定されると、データフレームを分割する際、生成されるサブデータフレームのサイズを設定するサイズ設定部を備える点で実施の形態１と相違する。そして、フレーム分割部は、データフレームを、サイズ設定部が設定したサイズの複数のサブデータフレームに分割してフレームバッファに記憶させる。
【0047】
本実施の形態２に係る無線通信装置は、実施の形態１で説明した無線通信装置１のハードウェア構成と同様である。以下、実施の形態１と同様の構成については適宜図１、図２と同一の符号を用いて説明する。本実施の形態に係る無線通信装置２００１では、図２に示すＣＰＵ１０１が、補助記憶部１０３が記憶するプログラムを主記憶部１０２に読み込んで実行することにより、図９に示すように、フレーム取得部１１１、送信要求部１１２、ＡＰ特定部１１３、送信流量算出部１１４、流量判定部１１５、送信制御部１１６、ＭＣＳ設定部１１７、流量閾値設定部１１８、フレーム分割部２１１９およびサイズ設定部２１２０として機能する。なお、図９において、実施の形態１と同様の構成については図３と同一の符号を付している。
【0048】
ＡＰ特定部１１３は、特定したアプリケーションを示す情報を送信流量算出部１１４とともにサイズ設定部に通知する。流量判定部１１５は、送信流量算出部１１４により算出された単位時間当たりの送信流量が、流量閾値記憶部１３２により記憶されている流量閾値の中から当該アプリケーションに関するものとして選出した流量閾値を超えると判定すると、単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超えたことをサイズ設定部２１２０に通知する。また、流量判定部１１５は、実施の形態１で説明した流量判定部１１５と同様の機能も有する。送信制御部１１６は、流量判定部１１５により単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超えると判定されると、データフレームをフレーム分割部２１１９に通知し、その後、フレーム分割部２１１９により生成されたサブデータフレームを取得する。
【0049】
サイズ設定部２１２０は、流量判定部１１５により単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超えると判定されると、流量閾値記憶部１３２が記憶する流量閾値の中からＡＰ特定部１１３により特定されたアプリケーションに対応する流量閾値を選出し、選出した流量閾値に基づいて、サブデータフレームのサイズを設定する。この際、サイズ設定部２１２０は、例えば流量閾値に相当するサイズの均等なサイズに分割、即ち、元のサイズの１／Ｍ（Ｍは正の整数）のサイズをサブデータフレームのサイズに設定してもよい。そして、サイズ設定部２１２０は、設定したサイズを示すサイズ情報をフレーム分割部２１１９に通知する。
【0050】
フレーム分割部２１１９は、送信制御部１１６からデータフレームが通知され、サイズ設定部２１２０からサイズ情報が通知されると、データフレームを分割することにより、サイズ情報が示すサイズのサブデータフレームを含む複数のサブデータフレームを生成する。そして、フレーム分割部２１１９は、生成した複数のサブデータフレームをフレームバッファ１２１に記憶させる。また、フレーム分割部２１１９は、実施の形態１で説明したフレーム分割部１１９と同様の機能も有する。
【0051】
次に、本実施の形態２に係る無線通信装置１が実行する通信制御処理について図１０および図１１を参照しながら詳細に説明する。なお、図１０において実施の形態１と同様の処理については図６および図７と同一の符号を付し、かつ一部図示を省略している。この通信制御処理は、例えば無線通信装置１へ電源が投入されたことを契機として開始される。まず、ステップＳ１乃至Ｓ４までの一連の処理が実行され、流量判定部１１５が、単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超えると判定したとする（ステップＳ４：Ｎｏ）。この場合、サイズ設定部２１２０は、流量閾値記憶部１３２が記憶する流量閾値の中からＡＰ特定部１１３により特定されたアプリケーションに対応する流量閾値を選出し、選出した流量閾値に基づいて、分割した後のサブデータフレームのサイズを設定する（ステップＳ２０１）。次に、フレーム分割部２１１９は、データフレームを分割することにより、ステップＳ２０１で設定されたサイズの複数のサブデータフレームを生成する（ステップＳ２０２）。続いて、フレーム分割部２１１９は、生成した複数のサブデータフレームをフレームバッファ１２１に記憶させる（ステップＳ６）。その後、ステップＳ７以降の一連の処理（図１０では一部ステップの図示を省略する）が実行される。
【0052】
図１０におけるステップＳ４～Ｓ１５について、図１１を用いて詳細に説明する。本実施の形態に係る無線通信装置２００１で、例えば図１１（Ａ）に示すように、データフレームＤＦ１を取得したことに起因した送信要求発生時点Ｔ２２において、送信要求発生時点Ｔ２２から基準時間ｄＴ２１だけ遡った時点Ｔ２１から送信要求発生時点Ｔ２２までの間における送信流量ＦＴ２２が流量閾値ＦＴｔｈを超えているとする。即ち、データフレームの送信時間が、データフレームの送信に使用できる上限時間ｄＴ２２を超えているとする。この場合、無線通信装置２００１は、取得したデータフレームＤＦ１を例えば２つのサブフレームＳＤＦ１、ＳＤＦ２に分割してフレームバッファ１２１に一時的に退避させる。その後、無線通信装置２００１は、図１１（Ｂ）に示すように送信要求時期が到来したことに起因した送信要求発生時点Ｔ２３において、送信要求発生時点Ｔ２３から基準時間ｄＴ１だけ遡った時点Ｔ２４から送信要求発生時点Ｔ２３までの間におけるサブフレームＳＤＦ１についての送信流量ＦＴ２３が流量閾値ＦＴｔｈ以下になったとする。この場合、無線通信装置１は、フレームバッファ１２１に一時的に退避させておいた一方のサブデータフレームＳＤＦ１の無線通信装置２への送信を開始する。その後、無線通信装置２００１は、図１１（Ｃ）に示すように送信要求時期が到来したことに起因した送信要求発生時点Ｔ２５において、送信要求発生時点Ｔ２５から基準時間ｄＴ２１だけ遡った時点Ｔ２６から送信要求発生時点Ｔ２５までの間におけるサブフレームＳＤＦ２についての送信流量ＦＴ２５が流量閾値ＦＴｔｈ以下になったとする。この場合、無線通信装置２００１は、フレームバッファ１２１に一時的に退避させておいた他方のサブデータフレームＳＤＦ２の無線通信装置２への送信を開始する。なお、本実施形態におけるサブフレームは、それぞれ異なるサイズに分割し、最初に送信するサブフレームを小さくした例を図示しているが、これに限定するものではなく、前述のとおりそれぞれ均等なサイズに分割してもよい。
【0053】
また、フレームバッファ１２１に１５０Ｂｙｔｅのデータフレームを一時的に退避させている状態であり且つ流量閾値以下で維持する条件で送信可能なデータフレームのサイズが１００Ｂｙｔｅであったとする。この場合、データフレームの先頭側の１００Ｂｙｔｅのサブデータフレームのみを先に無線モジュール１０５へ転送する。そして、残りの５０Ｂｙｔｅのサブデータフレームは、送信可能なデータフレームのサイズが５０Ｂｙｔｅまで回復した時点、即ち、５０Ｂｙｔｅのデータフレームを送信しても単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超えないようになる時点で、無線モジュール１０５へ転送する。なお、データフレームが例えば１０Ｂｙｔｅ程度の複数のいわゆる細切れのサブデータフレームに分割されている場合、これらのサブデータフレームを断続的に無線モジュール１０５へ転送する。
【0054】
以上説明したように、本実施の形態に係る無線通信装置２００１では、サイズ設定部２１２０が、流量判定部１１５により単位時間当たりの送信流量が流量閾値を超えると判定されると、流量閾値に基づいて、データフレームを分割して生成されるサブデータフレームのサイズを設定する。そして、フレーム分割部は、データフレームを、サイズ設定部２１２０が設定したサイズの複数のサブデータフレームに分割してフレームバッファ１２１に記憶させる。これにより、サイズが比較的小さいサブデータフレームを送信可能時間内に比較的高い頻度で無線通信装置２へ送信することができるので、前述の送信可能時間の使用効率を高めることができる。
【0055】
（実施の形態の変形例）
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は前述の各実施の形態の構成に限定されるものではない。本変形例と実施の形態１及び２との違いは、図３及び図９に示す構成のうち、流量閾値記憶部１３２が流量閾値記憶部３１３２に置き換わった点である。例えば、図１２に示すように、流量閾値記憶部３１３２が、複数種類のアプリケーションそれぞれに対応する流量閾値に加えて、送信優先順位を示す優先度情報を、複数種類のアプリケーションに対応づけて記憶する。そして、送信制御部１１６が、対応するアプリケーションの優先度の高いデータフレームを優先的に無線通信装置２へ送信するようにデータフレームの送信を制御するものであってもよい。以下変形例を詳述する。
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は前述の各実施の形態の構成に限定されるものではない。本変形例と実施の形態１及び２との違いは、図３及び図９に示す構成のうち、流量閾値記憶部１３２が流量閾値記憶部３１３２に置き換わった点である。例えば、図１２に示すように、流量閾値記憶部３１３２が、複数種類のアプリケーションそれぞれに対応する流量閾値に加えて、送信優先順位を示す優先度情報を、複数種類のアプリケーションに対応づけて記憶する。そして、送信制御部１１６が、対応するアプリケーションの優先度の高いデータフレームを優先的に無線通信装置２へ送信するようにデータフレームの送信を制御するものであってもよい。以下変形例を詳述する。
【0056】
本変形例に係る無線通信装置は、例えば図６の通信制御処理ステップＳ１１において、ＡＰ特定部１１３が特定したアプリケーションが、先に特定したアプリケーションと異なるか否かを判定するのに加え、流量閾値記憶部３１３２が記憶する優先度情報に基づく送信優先順位の比較を行う。なお、説明には図７も援用する。ステップＳ１乃至Ｓ１０までの一連の処理が実行された後、ＡＰ特定部１１３が、特定したアプリケーションが先に特定したアプリケーションと異なるアプリケーションであると判定したとする（ステップＳ１１）。この場合、送信制御部１１６は、さらに、流量閾値記憶部３１３２が記憶する優先度情報を参照して、ＡＰ特定部１１３が先に特定したアプリケーションと直近に特定したアプリケーションそれぞれに対応する優先度を比較する。そして、送信制御部１１６は、直近に特定したアプリケーションに対応する優先度の方が高いか否かを判定する。ここで、送信制御部１１６が、直近に特定したアプリケーションに対応する優先度の方が高いと判定すると、図６におけるステップＳ１１のＹｅｓの分岐と同じく、再びステップＳ３の処理が実行される。一方、送信制御部１１６が、直近に特定したアプリケーションに対応する優先度の方が低いと判定すると、図６におけるステップＳ１１のＮｏの分岐と同じように、ステップＳ１２以降の処理が実行される。
【0057】
本構成によれば、新たにデータフレームを取得した場合に、取得したデータフレームに対応するアプリケーションの優先順位が、フレームバッファ１２１に記憶されたデータフレーム（送信中のデータフレーム）に対応するアプリケーションの優先順位に比べて高い場合のみ、そのデータフレームを優先的に無線通信装置２へ送信する。これにより、無線通信装置２宛てのデータフレームに対応するアプリケーションが必要以上に切り替わることを抑制することができる。
【0058】
各実施の形態では、流量閾値を各アプリケーションにおける最大消費率に基づいて設定する例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば各アプリケーションの最大送信流量の希望値に基づいて流量閾値を設定するものであってもよい。ここで、例えば最大送信流量の希望値が、前述の最大許容送信流量を上回る場合、強制的に最大許容送信流量を流量閾値に設定するようにすればよい。
【0059】
各実施の形態では、無線通信装置１、２００１が１ストリーム且つ帯域幅１ＭＨｚで通信を行う例について説明した。但し、これに限らず、例えば、無線通信装置１、２００１がそれぞれ、１ストリーム且つ帯域幅４ＭＨｚで通信を行うものであってもよいし、或いは、４ストリーム且つ帯域幅１６ＭＨｚで通信を行うものであってもよい。また、こうした様々な態様に応じて、ＤＢＰＳ記憶部１３１が、複数パターンのＤＢＰＳ情報を記憶してもよい。
【0060】
本発明に係る無線通信装置１，２００１の各種機能は、専用のシステムによらず、無線通信モジュールを備えるコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、ネットワークに接続されているコンピュータに、上記動作を実行するためのプログラムを、コンピュータシステムが読み取り可能な非一時的な記録媒体（ＣＤ－ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該プログラムをコンピュータシステムにインストールすることにより、上述の処理を実行する無線通信装置１，２００１を構成してもよい。
【0061】
また、コンピュータにプログラムを提供する方法は任意である。例えば、プログラムは、通信回線のサーバにアップロードされ、通信回線を介してコンピュータに配信されてもよい。そして、コンピュータは、このプログラムを起動して、ＯＳの制御の下、他のアプリケーションと同様に実行する。これにより、コンピュータは、上述の処理を実行する無線通信装置１として機能する。
【0062】
以上、本発明の実施の形態および変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、実施の形態および変形例が適宜組み合わされたもの、それに適宜変更が加えられたものを含む。
【産業上の利用可能性】
【0063】
本発明の無線通信装置は、動画像のストリーム配信を実行するサーバと緊急事態が発生した場合に押下される緊急停止釦を有する緊急停止釦装置とが併用される無線通信システムに好適である。
【符号の説明】
【0064】
１，２，２００１：無線通信装置、３：ＰＣ、４：サーバ、５：緊急停止釦装置、１０１：ＣＰＵ、１０２：主記憶部、１０３：補助記憶部、１０５：無線モジュール、１０６：有線通信インタフェース、１０９：バス、１１１：フレーム取得部、１１２：送信要求部、１１３：ＡＰ特定部、１１４：送信流量算出部、１１５：流量判定部、１１６：送信制御部、１１７：ＭＣＳ設定部、１１８：流量閾値設定部、１１９, ２１１９：フレーム分割部、１２１：フレームバッファ、１３１：ＤＢＰＳ記憶部、１３２，３１３２：流量閾値記憶部、１３３：ＭＣＳ記憶部、２１２０：サイズ設定部、ＮＷ１，ＮＷ２：ネットワーク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】