特開 2024-173284 無線装置、通信システム、無線装置の制御方法、及び、プログラム

(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】P2024173284

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】無線装置、通信システム、無線装置の制御方法、及び、プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 28/18 20090101AFI20241205BHJP

   H04W 84/12 20090101ALI20241205BHJP

   H04W 16/14 20090101ALI20241205BHJP

   H04W 72/0446 20230101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

H04W28/18

H04W84/12

H04W16/14

H04W72/0446

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023091607

(22)【出願日】2023-06-02

(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】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(72)【発明者】

【氏名】高田 和俊

(72)【発明者】

【氏名】林 栄植

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA21

5K067DD34

5K067EE02

5K067EE10

5K067EE16

5K067EE72

(57)【要約】

【課題】無線環境の変化に応じて適切な通信制御を行う。
【解決手段】無線装置１０は、現在時刻を終期とする第一期間において第二通信装置２２へのデータの送信に使用した時間と、無線装置１０がマネジメントフレームの送信に使用した時間とを取得する取得部１３１と、データの送信に使用した時間と、マネジメントフレームの送信に使用した時間と、現在時刻を始期とする第二期間においてマネジメントフレームの送信に使用される時間とを用いて、第一期間及び第二期間における無線送信時間の総和が、第一期間と第二期間の総和時間に対して所定時間比率を超えないように、第二期間における第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な時間を推定する推定部１３２と、新たなデータの送信に使用可能な時間にデータレートを乗じて、第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な通信帯域を算出する算出部１３３と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一通信装置から取得したデータを所定の通信規格で第二通信装置へ送信する無線装置であって、
前記所定の通信規格は、時間当たりの無線送信可能時間が所定時間比率以下に制限されており、
前記無線装置は、
現在時刻を終期とする第一期間において、前記無線装置が前記第二通信装置への前記データの送信に使用した時間と、前記無線装置がマネジメントフレームの送信に使用した時間とを取得する取得部と、
前記データの送信に使用した時間と、前記マネジメントフレームの送信に使用した時間と、現在時刻を始期とする第二期間においてマネジメントフレームの送信に使用される時間とを用いて、前記第一期間における無線送信時間と前記第二期間における無線送信時間との総和が、前記第一期間と前記第二期間の総和時間に対して前記所定時間比率を超えないように、前記第二期間において前記無線装置が前記第二通信装置への新たなデータの送信に使用可能な時間を推定する推定部と、
前記新たなデータの送信に使用可能な時間に、前記無線装置と前記第二通信装置との間の通信速度であるデータレートを乗じて、前記第二期間において前記無線装置が前記第二通信装置への前記新たなデータの送信に使用可能な通信帯域を算出する算出部と、
を備える、
無線装置。

【請求項2】

さらに、前記算出部で算出された前記通信帯域に応じて、前記第二期間において前記無線装置が前記第一通信装置から取得するデータの通信速度を制限する帯域制限部を備える、
請求項１に記載の無線装置。

【請求項3】

さらに、前記算出部で算出された前記通信帯域に応じて、前記第二期間において前記第一通信装置が前記無線装置へ送信する前記新たなデータの通信速度を制限させる指示を含む制御情報を前記第一通信装置に送信する帯域制限部を備える、
請求項１に記載の無線装置。

【請求項4】

前記第一期間と前記第二期間との時間長は、同じである、
請求項１～３のいずれか１項に記載の無線装置。

【請求項5】

前記無線装置は、前記第一通信装置を含む、
請求項１～３のいずれか１項に記載の無線装置。

【請求項6】

前記所定の通信規格は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈである、
請求項１～３のいずれか１項に記載の無線装置。

【請求項7】

通信システムであって、
請求項１に記載の無線装置と、前記第一通信装置とを備え、
前記第一通信装置は、動画像データに対して圧縮処理を施し、圧縮された前記動画像データを前記データとして送信し、
前記無線装置は、前記算出部で算出された前記通信帯域に応じて、前記第二期間において前記第一通信装置の前記圧縮処理における圧縮率を設定し、設定した前記圧縮率を前記第一通信装置に送信する
通信システム。

【請求項8】

第一通信装置から取得したデータを所定の通信規格で第二通信装置へ送信する無線装置の制御方法であって、
前記所定の通信規格は、時間当たりの無線送信可能時間が所定時間比率以下に制限されており、
前記無線装置は、
現在時刻を終期とする第一期間において、前記無線装置が前記第二通信装置への前記データの送信に使用した時間と、前記無線装置がマネジメントフレームの送信に使用した時間とを取得する取得ステップと、
前記データの送信に使用した時間と、前記マネジメントフレームの送信に使用した時間と、現在時刻を始期とする第二期間においてマネジメントフレームの送信に使用される時間とを用いて、前記第一期間における無線送信時間と前記第二期間における無線送信時間との総和が、前記第一期間と前記第二期間の総和時間に対して前記所定時間比率を超えないように、前記第二期間において前記無線装置が前記第二通信装置への新たなデータの送信に使用可能な時間を推定する推定ステップと、
前記新たなデータの送信に使用可能な時間に、前記無線装置と前記第二通信装置との間の通信速度であるデータレートを乗じて、前記第二期間において前記無線装置が前記第二通信装置への前記新たなデータの送信に使用可能な通信帯域を算出する算出ステップと、
を含む、
無線装置の制御方法。

【請求項9】

請求項８に記載の無線装置の制御方法を１以上のコンピュータに実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線装置、通信システム、無線装置の制御方法、及び、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＥＥＥ標準規格８０２．１１ａｈ（以下、８０２．１１ａｈともいう）は、９２０ＭＨｚ帯の周波数を利用する無線通信手段の１つで、特にＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）の通信システムとして様々な分野で活用が期待されている。例えば、８０２．１１ａｈは、独自プロトコル及び専用システムが不要であり、既存のＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）資産及び市販のＩＰベースの機器と親和性が高いため、既存のＩＰ資産を有効活用できるという利点がある。また、例えば、８０２．１１ａｈは、免許不要の帯域を用いるアンライセンスバンドを利用する規格であり、利用シーンに合わせて自由に基地局及び端末を設置できるという利点がある。

【0003】

しかしながら、８０２．１１ａｈで使用される周波数帯（例えば９２０ＭＨｚ帯）では、電波法により、１時間当たり３６０秒までしか電波を送信してはならないという規制がある。この規制を守るため、例えば、特許文献１には、電波を送信してから単位時間当たりの送信時間の総和を第１制限時間以下に制限し、所定の送信周期毎の送信タイミングで無線送信を許可するとともに１回当たりの無線送信時間が第２制限時間以下となるように送信制御する無線通信システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－１０４０２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、例えば、第１制限時間及び第２制限時間による制限によって、電波を送信してから単位時間当たりの送信時間制限を遵守し得るが、一方で刻一刻と変化する無線環境に応じた適切な通信制御を行うことができない場合がある。また、単位時間当たりの送信時間制限の上限に達した場合、電波を送信してはならないという規則に則れば、送信時間制限の上限に達した時点で通信が突然途絶えることになり、然るべき時間経過の後にはじめて、送信すべきデータの再送が行われるため、適切な通信制御を行うことができないおそれ、言い換えれば、通信の効率が低下するおそれがある。

【0006】

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、無線環境の変化に応じて適切な通信制御を行うことができる無線装置など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】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る無線装置は、第一通信装置から取得したデータを所定の通信規格で第二通信装置へ送信する無線装置であって、前記所定の通信規格は、時間当たりの無線送信可能時間が所定時間比率以下に制限されており、前記無線装置は、現在時刻を終期とする第一期間において、前記無線装置が前記第二通信装置への前記データの送信に使用した時間と、前記無線装置がマネジメントフレームの送信に使用した時間とを取得する取得部と、前記データの送信に使用した時間と、前記マネジメントフレームの送信に使用した時間と、現在時刻を始期とする第二期間においてマネジメントフレームの送信に使用される時間とを用いて、前記第一期間における無線送信時間と前記第二期間における無線送信時間との総和が、前記第一期間と前記第二期間の総和時間に対して前記所定時間比率を超えないように、前記第二期間において前記無線装置が前記第二通信装置への新たなデータの送信に使用可能な時間を推定する推定部と、前記新たなデータの送信に使用可能な時間に、前記無線装置と前記第二通信装置との間の通信速度であるデータレートを乗じて、前記第二期間において前記無線装置が前記第二通信装置への前記新たなデータの送信に使用可能な通信帯域を算出する算出部と、を備える、無線装置である。

【0008】

これによれば、無線装置は、第一通信装置から新たなデータを取得すると、現在時刻を終期とする第一期間において第二通信装置へのデータ送信に使用した時間（言い換えると、直近の送信実績）から、次の一定時間において第二通信装置へ新たなデータを送信するのに使用可能な時間を推定することができる。また、無線装置は、推定した時間に、現在時刻におけるデータレートを乗じることで、第二通信装置へ新たなデータを送信するのに使用可能な通信帯域を算出することができる。そのため、無線装置は、無線通信の状態によってデータレートが変動しても、データレートの変動に応じて第二通信装置へ新たなデータを送信するのに使用可能な通信帯域を算出することができる。したがって、無線装置は、無線環境の変化に応じて適切な通信制御を行うことができる。

【0009】

また、前記無線装置は、さらに、前記算出部で算出された前記通信帯域に応じて、前記第二期間において前記無線装置が前記第一通信装置から取得するデータの通信速度を制限する帯域制限部を備えてもよい。

【0010】

これによれば、無線装置は、算出部で算出された通信帯域に応じて、現在時刻を始期とする第二期間において第一通信装置から取得する新たなデータの通信速度を制限することができる。そのため、無線装置は、第一通信装置から取得する新たなデータの量を第二通信装置へ送信可能な時間内に送信できる量に制限することができる。

【0011】

また、前記無線装置は、さらに、前記算出部で算出された前記通信帯域に応じて、前記第二期間において前記第一通信装置が前記無線装置へ送信する前記新たなデータの通信速度を制限させる指示を含む制御情報を前記第一通信装置に送信する帯域制限部を備えてもよい。

【0012】

これによれば、無線装置は、算出部で算出された通信帯域に応じて、現在時刻を始期とする第二期間において第一通信装置が無線装置へ送信する新たなデータの通信速度を制限することができる。そのため、無線装置は、第一通信装置から送信される新たなデータの量を第二通信装置へ送信可能な時間内に送信できる量に制限することができる。

【0013】

また、前記第一期間と前記第二期間との時間長は、同じであってもよい。

【0014】

これによれば、無線装置は、同じ時間長の制御周期で通信制御可能であるため、無線環境の変化に応じて適切な通信制御を行うことが容易になる。

【0015】

また、前記無線装置は、前記第一通信装置を含んでもよい。

【0016】

これによれば、無線装置は、通信環境に左右されにくくなるため、第一通信装置から取得するデータ量の調整が容易になる。

【0017】

また、前記所定の通信規格は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈであってもよい。

【0018】

これによれば、無線装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈにおいても無線環境の変化に応じて適切な通信制御を行うことができる。

【0019】

また、本発明の一態様に係る通信システムは、上記の無線装置と、前記第一通信装置とを備え、前記第一通信装置は、動画像データに対して圧縮処理を施し、圧縮された前記動画像データを前記データとして送信し、前記無線装置は、前記算出部で算出された前記通信帯域に応じて、前記第二期間において前記第一通信装置の前記圧縮処理における圧縮率を設定し、設定した前記圧縮率を前記第一通信装置に送信する通信システムである。

【0020】

これによれば、通信システムは、無線環境の変化に応じて適切な圧縮率で圧縮した動画像データを送信することができる。

【0021】

また、本発明の一態様に係る無線装置の制御方法は、第一通信装置から取得したデータを所定の通信規格で第二通信装置へ送信する無線装置の制御方法であって、前記所定の通信規格は、時間当たりの無線送信可能時間が所定時間比率以下に制限されており、前記無線装置は、現在時刻を終期とする第一期間において、前記無線装置が前記第二通信装置への前記データの送信に使用した時間と、前記無線装置がマネジメントフレームの送信に使用した時間とを取得する取得ステップと、前記データの送信に使用した時間と、前記マネジメントフレームの送信に使用した時間と、現在時刻を始期とする第二期間においてマネジメントフレームの送信に使用される時間とを用いて、前記第一期間における無線送信時間と前記第二期間における無線送信時間との総和が、前記第一期間と前記第二期間の総和時間に対して前記所定時間比率を超えないように、前記第二期間において前記無線装置が前記第二通信装置への新たなデータの送信に使用可能な時間を推定する推定ステップと、前記新たなデータの送信に使用可能な時間に、前記無線装置と前記第二通信装置との間の通信速度であるデータレートを乗じて、前記第二期間において前記無線装置が前記第二通信装置への前記新たなデータの送信に使用可能な通信帯域を算出する算出ステップと、を含む、無線装置の制御方法である。

【0022】

これによれば、上記無線装置と同様の効果を奏する。

【0023】

また、本発明の一態様に係るプログラムは、上記の無線装置の制御方法を１以上のコンピュータに実行させるプログラムである。

【0024】

これによれば、上記無線装置と同様の効果を奏する。

【0025】

なお、本発明は、装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データまたは信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データおよび信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。

【発明の効果】

【0026】

本発明により、無線装置は、無線環境の変化に応じて適切な通信制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】図１は、従来の無線装置の動作を示す説明図である。

【図2】図２は、無線装置がマネジメントフレームに使用する時間の推移を示すグラフである。

【図3】図３は、図２に示される状況で無線装置に通信負荷をかけた場合の残り時間の推移を示すグラフである。

【図4】図４は、実施の形態に係る無線装置を備える通信システムの構成の一例を示す模式図である。

【図5】図５は、実施の形態に係る無線装置が実行する処理の一例を示すフロー図である。

【図6】図６は、帯域制限ステップにおける帯域制限部の動作の一例を説明するための模式図である。

【図7】図７は、実施の形態に係る無線装置が実行する推定処理を具体的に説明するための第１図である。

【図8】図８は、実施の形態に係る無線装置が実行する推定処理を具体的に説明するための第２図である。

【図9】図９は、実施の形態に係る無線装置が実行する推定処理を具体的に説明するための第３図である。

【図10】図１０は、実施の形態に係る無線装置が実行する推定処理を具体的に説明するための第４図である。

【図11】図１１は、帯域制限ステップにおける帯域制限部の動作の他の例を説明するための模式図である。

【図12】図１２は、無線装置が第一通信装置を備える場合の帯域制限部の動作の一例を説明するための模式図である。

【図13】図１３は、実施の形態に係る無線装置を備える動画像配信システムの構成の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

（本発明に至った知見）
まず、従来の無線装置及び課題について説明する。図１は、従来の無線装置の動作を示す説明図である。

【0029】

背景技術の欄で説明したように、日本では、９２０ＭＨｚ帯を使う８０２．１１ａｈについては、１時間当たり３６０秒（すなわち、送信可能な時間比率＝１０％）までしか電波を送信してはならないという規則がある。言い換えれば、８０２．１１ａｈについては、全体のうちの１０％の時間までしか電波を送信してはならない、つまり、電波を送信可能である時間比率が全体のうちの１０％であるという規則がある。上記時間比率を、所定時間比率ともいう。

【0030】

従来の無線装置は、電波の送信を開始してから単位時間当たりの送信時間の総和を制限時間以下に制限することで、上記の規則に違反しないように（より具体的には、電波の送信が１時間当たり３６０秒を超えないように）通信制御することで、上記規則を遵守している。

【0031】

例えば、図１に示されるように、従来の無線装置は、第一通信装置から取得したデータを第二通信機器へ送信する際に、１回当たりの無線送信時間が制限時間を超えて送信することになるデータ（通信パケットともいう）があれば、そのデータ（通信パケット）をその送信前に破棄することで、第二通信装置へ送信するデータ量を調整する。

【0032】

このように、従来の無線装置は、第二通信装置との無線通信を制御しているが、制限時間を超えて送信することになるデータを破棄するので、通信を用いるアプリケーション又はサービス等の品質を低下させてしまう可能性（例えば、動画データを送信するアプリケーションにおけるコマ落ち、又は、音声の音飛びなどを発生させてしまう可能性）がある。

【0033】

上記の品質の低下を回避するために、第一通信装置から取得したデータを上記のように破棄することなく、第二通信装置へのデータ送信速度を調整する方法もあるが、この方法は、下記（１）または（２）の理由で実装が難しいと考えられる。

【0034】

（１）無線装置が第二通信装置との通信に使用可能な通信帯域は、データレートに連動して変化するからである。なお、データレートは、無線装置と第二通信装置との間の通信における信号の伝送速度であり、無線環境により変化する。

【0035】

（２）無線装置がマネジメントフレームに使用する時間は、帯域制限の対象にすることができないからである。なお、無線装置は、一般に、最遅のデータレートで第二通信装置へマネジメントフレームを送信することが多い。ここで言うマネジメントフレームとは、無線通信を維持するために必要な通信のために用いられる、無線通信における管理フレームである。

【0036】

無線装置がマネジメントフレームに使用する時間の例を、図２を参照しながら説明する。

【0037】

図２は、無線装置がマネジメントフレームに使用する時間の推移を示すグラフである。ここでは、送信可能時間の算定に用いられる時間幅として管理される単位時間（管理単位時間ともいう）を、１時間（つまり、３６００秒）よりも短く、例として１分間（つまり、６０秒）に設定する。すなわち、この例では、管理単位時間としての１時間（つまり、３６００秒）に対して送信可能時間を３６０秒に制限するのではなく、所定時間比率である１０％はそのままに、管理単位時間としての１分間（つまり、６０秒）に対して送信可能時間を６秒に制限するように、通信制御を行う例を示す。

【0038】

図２において、グラフの横軸は、無線装置の電源がＯＮされた時点を時刻０とした場合の時刻を示している。また、グラフの縦軸は、当該時刻において、現時点を始期とする６秒間の期間に無線装置が第二通信装置との通信に使用できる時間（残時間ともいう）を示している。

【0039】

図２において、残時間が２秒おきに示されている。残時間は、２秒ごとに、当該時点を終期とする６０秒の期間に無線装置がフレームの送信に消費した時間（消費時間ともいう）を、制限時間である６秒から減ずることで算出される。

【0040】

無線装置は、電源がＯＮされるとマネジメントフレームの送信を開始し、所定周期でマネジメントフレームの送信を繰り返す。これにより、図２に示される残時間は、時間の経過とともに減少する。マネジメントフレームは、例えば、ビーコンフレームである。無線装置は、例えば１００ミリ秒に１回ビーコンフレームを送信する。この場合、１回のビーコンフレーム送信時間が３．３ミリ秒であるとすると、管理単位時間である６０秒間に６００回×３．３ミリ秒、すなわち約２秒を、送信時間として消費する。

【0041】

電源ＯＮからの経過時間が６０秒を超えた時点以降は、当該時点より６０秒以上過去に、マネジメントフレームの送信に使用された時間が、消費時間に含まれなくなる（言い換えると、当該消費時間が過去の送信実績として算入されなくなる）。そのため、経過時間が６０秒以降の時刻における残時間は、当該時点より６０秒以上過去にマネジメントフレームの送信に使用された時間の減少分と、新たにマネジメントフレームの送信に使用された時間の増加分とのバランスが取れて、約４秒に維持される。

【0042】

ここで、マネジメントフレームは、常に最遅のデータレートで送信されるので、マネジメントフレームに使用される時間は、一定で変わらない。なお、図２では、例として無線通信における管理フレーム（マネジメントフレーム）としてビーコンフレームを用いて説明するが、これに限らない。つまり、無線通信を維持するために必要となる通信のうち、所定周期で予め決まった時間の通信を行う通信であればよい。具体的には、ＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の更新時に行われる通信などである。

【0043】

このような状況において、無線装置がマネジメントフレームの送信に加えてデータの送信を行うと、図３に示される状況に陥る場合がある。図３は、図２に示される状況で無線装置がデータを送信し通信負荷がかかった場合の残時間の推移を示すグラフである。ここでは、無線装置の電源がＯＮされてから３０秒後に無線装置が第一通信装置からデータの取得を開始し、取得したデータを第二通信装置に転送する例を示す。

【0044】

図３に示されるように、無線装置の電源がＯＮされてから３０秒経過するまでは、図２における場合と同様に、無線装置はマネジメントフレームのみの送信をし、データの送信をしない。そのため、無線装置の電源がＯＮされてから３０秒経過までは、残時間が減少していく。時間経過とともにマネジメントフレームの送信に使用された時間が増加し、制限時間である６秒から、マネジメントフレームの送信に使用された時間が消費時間として差し引かれるからである。

【0045】

次に、無線装置が第一通信装置からデータの取得を開始し第二通信装置へデータを送信した時点（経過時間３０秒）から６０秒までの間は、残時間の減少率が大きくなる。時間経過とともに、マネジメントフレームの送信に使用された時間と、第二通信装置へのデータ送信に使用された時間との両方が増加し、制限時間である６秒から、上記両方の時間が消費時間として差し引かれるからである。

【0046】

次に、電源ＯＮからの経過時間が６０秒を超えた時点では、当該時点より６０秒以上過去に、マネジメントフレームの送信に使用された時間が、消費時間に含まれなくなる（言い換えると、当該消費時間が過去の送信実績として算入されなくなる）。そのため、経過時間が６０秒以降の時刻における残時間の減少率はその分小さくなる。しかしながら、無線装置が第二通信装置へデータを送信し続けていると、残時間がやがて０秒になり、無線装置は、第二通信装置と通信不能になる。

【0047】

このような通信不能になる状態を回避するために、従来の無線装置は、第一通信装置から取得したデータを第二通信装置へ送信するタイミングで、過去の送信実績を確認して、当該データを第二通信装置へ送信すると１時間当たりの送信時間が所定時間比率である１０％を超えると判定した場合に、冒頭述べたように当該データを破棄する（図１参照）。

【0048】

しかしながら、上記のように、無線装置が取得したデータの一部を破棄すると、例えば、第二通信装置との通信を用いるアプリケーション又はサービス等の品質を低下させてしまう可能性（例えば、動画データを送信するアプリケーションにおけるコマ落ち、又は、音声の音飛びなどを発生させてしまう可能性）がある。

【0049】

そこで、本願発明者らは、鋭意検討した結果、法律に規定される１時間より短い管理単位時間を設定し、無線装置の直近の管理単位時間における送信実績に基づいて、次の管理単位時間で無線装置が第二通信装置への新たなデータの送信に使用可能な時間を制限時間を超えない（所定時間比率を超えない）ように推定することで、第二通信装置への新たなデータの送信に使用可能な通信帯域に応じて無線装置が第一通信装置から取得するデータ量を制限することができることを見出した。これにより、無線環境の変化に応じて適切な通信制御を行うことができる無線装置などを提供することが可能となる。

【0050】

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

【0051】

以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

【0052】

（実施の形態）
本実施の形態において、無線環境の変化に応じて適切な通信制御を行うことができる通信システム及び無線装置などについて説明する。

【0053】

［１．構成］
まず、本実施の形態に係る無線装置を備える通信システムの構成について説明する。図４は、実施の形態に係る無線装置を備える通信システムの構成の一例を示す模式図である。

【0054】

本実施の形態では、通信システム１は、例えば、無線装置１０と、第一通信装置２１と、第二通信装置２２とを備える。図４では、通信システム１は、第一通信装置２１及び第二通信装置２２をそれぞれ１つ備える例を示しているが、２つ以上備えてもよい。

【0055】

無線装置１０は、第一通信装置２１から取得したデータを、所定の通信規格で第二通信装置２２へ送信する。所定の通信規格は、単位時間当たりの無線送信時間が制限されている。例えば、所定の通信規格は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈである。上述した規則により、無線装置１０は、８０２．１１ａｈを用いた無線送信時間が１時間（つまり、３６００秒）当たり３６０秒を超えないように通信制御を行う必要がある。

【0056】

本実施の形態では、無線装置１０は、上述した管理単位時間幅（例えば６０秒）を有し、現在時刻を終期とする第一期間における第二通信装置２２との送信実績から第二通信装置２２へのデータ送信に使用した時間を取得し、上述した管理単位時間幅を有し、現在時刻を始期とする第二期間において第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な時間を推定し、推定した時間にデータレートを乗じて第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な通信帯域を算出する。もっとも第一期間と第二期間の長さは同じである必要はない。

【0057】

さらに、無線装置１０は、算出した通信帯域に応じて、（ｉ）現在時刻を始期とする第二期間において第一通信装置２１から取得する新たなデータの通信速度を制限する、又は、（ｉｉ）現在時刻を始期とする第二期間において第一通信装置２１が無線装置１０へ送信する新たなデータの通信速度を制限する。これにより、無線装置１０においてデータが滞留する（言い換えれば、無線装置１０が受信したデータを送信できずに保持し続ける）ことを抑制することに寄与する。

【0058】

無線装置１０は、例えば、第一通信部１１と、第二通信部１２と、制御部１３と、記憶部１４とを備える。

【0059】

第一通信部１１は、第一通信装置２１と通信を行う通信回路（又は、通信モジュール）である。第一通信部１１は、例えば、広域通信ネットワークを介して通信を行うための通信回路、及び、局所通信ネットワークを介して通信を行うための通信回路の少なくともいずれかを備えてもよい。また、第一通信部１１は、有線通信を行う有線通信回路であってもよいし、無線通信を行う無線通信回路であってもよい。第一通信部１１の通信規格は、特に限定されない。

【0060】

第二通信部１２は、第二通信装置２２と前述の所定の通信規格（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈ）で無線通信を行う通信回路（または、通信モジュール）である。

【0061】

制御部１３は、無線装置１０に関する各種情報処理を行う。制御部１３は、例えば、マイクロコンピュータによって実現されるが、プロセッサ又は専用回路によって実現されてもよい。制御部１３の機能は、制御部１３を構成するマイクロコンピュータ又はプロセッサなどのハードウェアが記憶部１４に記憶されたコンピュータプログラム（いわゆる、ソフトウェア）を実行することによって実現される。

【0062】

制御部１３は、機能的な構成要素として、取得部１３１と、推定部１３２と、算出部１３３と、帯域制限部１３４とを備える。取得部１３１、推定部１３２、算出部１３３、及び、帯域制限部１３４が行う具体的な処理については、後述する。なお、制御部１３は、単位時間（ここでは、１時間）よりも短い管理単位時間を用いてＤｕｔｙ制御（管理単位時間内における送信可能時間の割合（比率）に基づく制御）を行っている。管理単位時間は、例えば、６０秒であるがこれに限定されず、設計に応じて適宜設定されてもよい。管理単位時間は、現在時刻を終期とする第一期間の時間長、及び、現在時刻を始期とする第二期間の時間長として用いられる。なお、以降の説明では主として第一期間と第二期間との時間長が等しい場合を説明するが、第一期間及び第二期間は、それぞれ異なる時間長であってもよい。

【0063】

記憶部１４は、制御部１３が実行するコンピュータプログラムなどが記憶される記憶装置である。また、記憶部１４は、第一通信部１１、第二通信部１２、及び、制御部１３で行われる情報処理により記憶する必要が生じた情報を一時的に記憶できる。記憶部１４は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）によって実現されるが、半導体メモリによって実現されてもよい。

【0064】

第一通信装置２１は、無線装置１０を介して第二通信装置２２へデータを送信する。例えば、第一通信装置２１は、無線装置１０を介して取得した第二通信装置２２からの要求に応じて無線装置１０へデータを送信する。このとき、第一通信装置２１は、データと共に第二通信装置２２の識別情報を送信する。

【0065】

第一通信装置２１は、例えば、無線装置１０の帯域制限部１３４から出力された制御信号に従って、第一通信装置２１が無線装置１０へ送信するデータの通信速度を調整してもよい。

【0066】

なお、第一通信装置２１と無線装置１０との間の通信については、第一通信部１１で説明したため、ここでの説明を省略する。

【0067】

無線装置１０は、例えば、無線通信回路を備えるアクセスポイント（無線アクセスポイント）であってもよいし、有線通信と無線通信を相互に中継する中継装置（ブリッジ装置）であってもよい。

【0068】

第一通信装置２１は、例えば、Ｗｅｂサーバであってもよいし、エッジサーバであってもよいし、センサであってもよい。センサは、例えば、カメラ、マイク、又は、熱画像センサなどであるが、特に限定されない。

【0069】

第二通信装置２２は、無線装置１０から所定の通信規格（ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈ）で送信されたデータを取得する。第二通信装置２２は、例えば、据え置き型もしくは携帯型のコンピュータ装置、タブレット端末、又は、スマートフォンなどの情報端末である。

【0070】

［２．動作］
続いて、本実施の形態に係る無線装置１０の動作について説明する。図５は、実施の形態に係る無線装置１０が実行する処理の一例を示すフロー図である。図６は、帯域制限ステップＳ４における帯域制限部１３４の動作の一例を説明するための模式図である。

【0071】

図５に示されるように、取得ステップＳ１において、無線装置１０の取得部１３１は、現在時刻を終期とする第一期間（例えば、直近の６０秒間）において無線装置１０が第二通信装置２２へのデータの送信に使用した時間を取得する。例えば、取得部１３１は、記憶部１４に記憶された通信履歴を参照して、第一期間における送信実績から、第一期間において第二通信部１２が第二通信装置２２へのデータの送信に使用した時間を算出してもよいし、当該時間を記憶部１４から読み出してもよい。

【0072】

なお、取得ステップＳ１では、取得部１３１は、さらに、第一期間において、例えばマネジメントフレームの送信に使用された時間を取得してもよい。例えば、取得部１３１は、記憶部１４に記憶された通信履歴を参照して、第一期間における送信実績から、第二通信部１２が第二通信装置２２へのマネジメントフレームの送信に使用した時間を算出してもよいし、予め設定された当該時間を記憶部１４から読み出してもよい。なお、無線装置１０は、マネジメントフレームを常に最遅のデータレートで一定量を送信するので、マネジメントフレームの送信に使用される時間は、第一期間においても第二期間においても変わらないため、予め設定された固定値を用いてもよい。

【0073】

次に、推定ステップＳ２において、無線装置１０の推定部１３２は、取得ステップＳ１で取得された、第一期間において第二通信装置２２へのデータの送信に使用された時間と、現在時刻を始期とする第二期間（例えば、向こう６０秒間）においてマネジメントフレームに使用される時間とを用いて、第一期間と第二期間の総和時間に対する、当該時間帯における無線送信時間の総和が所定時間比率（すなわち、８０２．１１ａｈ通信においては１０％）を超えないように、第二期間において無線装置１０が第二通信装置２２へ新たなデータを送信するのに使用可能な時間を推定する。例えば、第一期間と第二期間の期間長が等しく６０秒である場合には、無線装置１０の推定部１３２は、第一期間における無線送信時間と第二期間における無線送信時間との総和が６秒の２倍以下になるように、第二期間において無線装置１０が第二通信装置２２へ新たなデータを送信するのに使用可能な時間を推定することができる。こうすることで、仮に第一期間で所定時間比率を超えて無線送信が行われたとしても、これに続く第二期間でその分抑制し、逆に第一期間で所定時間比率を下回って無線送信が行われた場合、これに続く第二期間でその余剰分を積み増して無線送信の時間消費ができるなど、フレキシブルな送信の運用管理が可能となる。

【0074】

次に、算出ステップＳ３において、無線装置１０の算出部１３３は、推定ステップＳ２で推定された、第二期間において無線装置１０が第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な時間に、現在時刻のデータレートを乗じ、さらに第二期間の時間長（この例では６０秒）で除することにより、第二期間において無線装置１０が第二通信装置２２へ新たなデータを送信するのに使用可能な通信帯域を算出する。

【0075】

次に、帯域制限ステップＳ４において、帯域制限部１３４は、算出ステップＳ３で算出された通信帯域に応じて、第二期間において無線装置１０が第二通信装置２２へ送信する帯域を制限する。このとき、無線装置１０が第二通信装置２２へ送信する帯域を制限するだけでは、第一通信装置２１から受信するデータ量によっては、無線装置１０にデータ滞留が生じ、滞留したデータがバッファ容量を超えれば中継が破綻してしまう。そこで無線装置１０は、第一通信装置２１から取得する新たなデータの通信速度を制限する。例えば、図６に示されるように、帯域制限部１３４は、第一通信部１１が第一通信装置２１との間の通信に使用できる通信帯域を制限する。これには、無線装置１０と第一通信装置２１の間の通信プロトコルに依存するが、例えば、無線装置１０がデータ受信に伴うＡｃｋ信号の送出タイミング、あるいは無線装置１０からのデータ送信リクエストを送出するタイミング、などを制御することで可能となる。もちろん後述するように第一通信装置２１に対して送信を制限するよう制御情報を送信してもよい。

【0076】

帯域制限ステップＳ４の処理が終了し一定の周期（例えば２秒）が経過すると、再び取得ステップＳ１の処理に戻る。なお、このステップＳ１の処理に戻るのは、一定の周期でなく、第二通信装置２２へデータを送信するタイミングごとでもよい。

【0077】

このようにして、無線装置１０は一連の処理（ステップＳ１からＳ４）を繰り返し実行することにより、電波の発信を開始してから単位時間当たりの送信時間の総和が時間当たり所定時間比率を越えないように通信制御を行うことができる。

【0078】

なお、言うまでもないが、ステップＳ３で算出された通信帯域の値は、必ずしも第二期間中固定値のまま適用されるという訳ではなく、第二期間中にステップＳ４からステップＳ１およびＳ２を経由して再びステップＳ３に戻れば、新たに算出した値に置き換えられる。

【0079】

［推定処理の具体例］
続いて、推定ステップＳ２で無線装置１０が実行する推定処理をより具体的に説明する。図７は、実施の形態に係る無線装置１０が実行する推定処理を具体的に説明するための第１図である。図８は、実施の形態に係る無線装置１０が実行する推定処理を具体的に説明するための第２図である。図９は、実施の形態に係る無線装置１０が実行する推定処理を具体的に説明するための第３図である。図１０は、実施の形態に係る無線装置１０が実行する推定処理を具体的に説明するための第４図である。なお、この例でも、無線装置１０と第二通信装置２２との間の通信規格はＩＥＥＥ８０２．１１ａｈである。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈでは、単位時間（１時間＝３，６００秒）当たりの無線送信時間がその１／１０である３６０秒に制限されている。

【0080】

図７～図１０では、グラフの横軸は、無線装置１０の電源がＯＮされた時点を時刻０とした場合の時刻（秒）を示している。また、グラフの縦軸は、管理単位時間（この例では６０秒間）において、無線装置１０が９２０ＭＨｚ帯の電波を送信可能な全時間（この例では、６秒）を１００％としたときの残時間を割合として示している。残時間の割合は、管理単位時間（６０秒）において無線装置１０が９２０ＭＨｚ帯の電波を送信可能な全時間（６秒）のうち無線装置１０が当該電波の送信に使用した時間を差し引き、送信可能な全時間（６秒）で除した値である。また、図中の制御枠Ａ１は、現在時刻を終期とする第一期間（ここでは、６０秒間）を示す制御枠であり、制御枠Ａ２は、現在時刻を始期とする第二期間（ここでは、６０秒間）を示す制御枠である。制御枠の縦軸方向の高さは、１００％（つまり６秒に相当）としている。

【0081】

また、図７～図１０における実線の縦棒は、マネジメントフレーム送信による使用時間割合を示している。点線の縦棒は、過去のデータ送信による使用時間割合を示しており、破線の縦棒は、現時点以降のデータ送信による使用時間割合を示している。マネジメントフレームは、前述の１００ミリ秒ごとにビーコンフレームを３．３ミリ秒間で送信する前提（すなわち、６０秒間で２秒分の送信時間の消費がある）で説明する。

【0082】

図７では、無線装置１０の電源がＯＮされた時点において、無線装置１０が実行する処理例を説明する。

【0083】

無線装置１０の電源がＯＮされると、無線装置１０の取得部１３１は、例えば、記憶部１４に記憶された制御枠Ａ１における通信履歴を参照し、第一期間において無線装置１０が第二通信装置２２へのデータの送信に使用した時間（ここでは、ゼロ秒）を取得する。また、取得部１３１は、第一期間において無線装置１０がマネジメントフレームの送信に使用した時間（ここでは、ゼロ秒）も取得する。

【0084】

次に、無線装置１０の推定部１３２は、取得部１３１が取得した、第一期間において第二通信装置２２へのデータの送信に使用した時間（ゼロ秒）と、第二期間においてマネジメントフレームに使用される時間Ｔ１とを用いて、第一期間における無線送信時間と第二期間における無線送信時間との総和が１２秒（この例では、第一期間と第二期間の総和時間である１２０秒に所定時間比率１０％を乗じた時間）を超えないように、第二期間において、無線装置１０が第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な時間Ｔ２を推定する。

【0085】

なお、無線装置１０が９２０ＭＨｚ帯の電波を送信可能な時間（この例では、６秒）は、管理単位時間（この例では、６０秒）の１０％に相当する時間である。ここで、第二期間において無線装置１０が第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な時間は、第二期間（６０秒）において無線装置１０の送信可能時間（６秒）からマネジメントフレームの送信に使用される時間（２秒）を除いた残りの時間（６－２＝４秒）となる。さらに、過去の第一期間は、全く送信をしていないので、この期間の余剰通信可能時間である６秒を加えた１０秒が、第二期間のデータ送信のための使用可能期間と考えることとする。

【0086】

この場合、１０秒を無線装置１０が９２０ＭＨｚ帯の電波を送信可能な時間に対する時間Ｔ２の割合で表すと、１０秒／６秒×１００≒１６７％である。これが、図７のグラフにおけるＴ２の上端の位置に相当する。

【0087】

次に、図８では、無線装置１０の電源がＯＮされてから３０秒経過したときに、無線装置１０が実行する処理例を説明する。

【0088】

無線装置１０の取得部１３１は、記憶部１４に記憶された制御枠Ａ１における通信履歴を参照し、第一期間において無線装置１０が第二通信装置２２へのデータの送信に使用した時間（ここでは、ゼロ秒）を取得する。また、取得部１３１は、第一期間において無線装置１０がマネジメントフレームの送信に使用した時間Ｔ１（２秒）も取得する。

【0089】

次に、無線装置１０の推定部１３２は、取得部１３１が取得した、第一期間において第二通信装置２２へのデータの送信に使用した時間（電源ＯＮ時点から３０秒間はデータ未送信であり、ゼロ秒）と、第一期間および第二期間の総和である１２０秒に対してマネジメントフレームに使用される時間Ｔ１（６０秒当たり２秒であり、第一期間および第二期間で合計３秒）とを用いて、第一期間における無線送信時間と第二期間における無線送信時間との総和が１２秒（第一期間と第二期間の総和時間である１２０秒に所定時間比率１０％を乗じた時間）を超えないように、第二期間において、無線装置１０が第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な時間Ｔ２を推定する。図８の例でも、第一期間における第二通信装置２２へのデータの送信に使用した時間がゼロ秒であるので、無線装置１０が第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な時間Ｔ２は、６×２―３＝９秒となる。これは図８の破線の長さでは、９／６＝１５０％に相当する。

【0090】

第二期間において、データ送信に使用可能な時間Ｔ２をより一般化すると、
Ｔ２＝期間の時間長×２×α－Ｔｍ－Ｔｄ
と表せる。

【0091】

ただし、Ｔ２は、第二期間においてデータ送信に使用可能な時間である。また、αは所定時間比率であり、８０２．１１ａｈ規格では１０％である。Ｔｍは、マネジメントフレーム送信時間（第一期間分と第二期間分の合計）であり、Ｔｄは、第一期間においてデータ送信に使用した時間である。

【0092】

なお、上式は、第一期間長＝第二期間長の場合であるが、両者が異なる場合は、
Ｔ２＝（ｔ１＋ｔ２）×α－Ｔｍ－Ｔｄ
となる。ここでｔ１は、第一期間の長さ、ｔ２は、第二期間の長さである。

【0093】

このように第二期間においてデータ送信に使用可能な時間Ｔ２を推定すると、次にＴ２にデータレートを乗じて、第二期間に送信可能なデータ量を算出し、これを第二期間の時間長である６０秒で除して、当該期間における送信帯域（言い換えれば、送信可能な最大帯域）を得る。

【0094】

すなわち
送信帯域（bps）＝使用可能時間（sec）×データレート（bit/sec）／期間長（sec）
と表される。

【0095】

さらに、図９で、無線装置１０の電源がＯＮされてから６０秒経過したときに、無線装置１０が実行する処理例を説明する。なお、図９では、無線装置１０は、電源ＯＮ時点から３０秒間後から第二通信装置２２へデータの送信を行っている。

【0096】

無線装置１０の取得部１３１は、第一期間（０秒～６０秒）において無線装置１０が第二通信装置２２へのデータの送信に使用した時間Ｔ３を取得する。このとき、取得部１３１は、第一期間において無線装置１０がマネジメントフレームの送信に使用した時間Ｔ１も取得する。

【0097】

次に、無線装置１０の推定部１３２は、取得部１３１が取得した、第一期間における第二通信装置２２へのデータの送信に使用した時間Ｔ３と、第一期間および第二期間（０秒～１２０秒）におけるマネジメントフレームの送信に使用される時間Ｔ１×２とを用いて、第一期間における無線送信時間と第二期間における無線送信時間との総和が１２秒（第一期間と第二期間の総和時間である１２０秒に所定時間比率１０％を乗じた時間）を超えないように、第二期間において、無線装置１０が第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な時間Ｔ２１を推定する。具体的には、Ｔ２１＝６×２－２×２－Ｔ３であるが、これは、推定部１３２は、第一期間において、第二通信装置２２へのデータの送信が行われていない期間（０秒～３０秒まで）に使用されなかった余剰の帯域Ｂ１が、次の管理単位時間（つまり第二期間）で使用可能な帯域Ｂ２として追加できると考えることも可能である。図９に示す例のように、過去３０秒の時点から現在までマネジメントフレームを含め１００％の送信をしたケースでは、Ｔ３＝２秒分であり、上の計算式によってＴ２１＝６秒であり、図の破線部の高さは１００％である（マネジメントフレーム分２秒を含めると（６＋２）／６×１００＝１３３％となる）。

【0098】

図１０では、無線装置１０の電源がＯＮされてから９０秒経過したときに、無線装置１０が実行する処理例を説明する。

【0099】

無線装置１０の取得部１３１は、第一期間（３０秒～９０秒）において無線装置１０が第二通信装置２２へのデータの送信に使用した時間Ｔ３を取得する。このとき、取得部１３１は、第一期間において無線装置１０がマネジメントフレームの送信に使用した時間Ｔ１も取得する。

【0100】

次に、無線装置１０の推定部１３２は、取得部１３１が取得した、第一期間において第二通信装置２２へのデータの送信に使用した時間Ｔ３と、第一期間および第二期間（３０秒～１５０秒）においてマネジメントフレームに使用される時間Ｔ１とを用いて、第一期間における無線送信時間と第二期間における無線送信時間との総和が１２秒（第一期間と第二期間の総和時間である１２０秒に所定時間比率１０％を乗じた時間）を超えないように、第二期間において、無線装置１０が第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な時間Ｔ２２を推定する。具体的には、図８で述べたものと同様の計算式
Ｔ２２＝６×２－２×２-Ｔ３
であるが、例えば、推定部１３２は、第一期間において無線装置１０が電波を送信可能な時間（６秒）がマネジメントフレームを含め１００％使用されている場合、第二期間において無線装置１０が第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な時間Ｔ２２を、時間Ｔ３と同じ時間と推定できる。（上式でＴ３＝４秒のとき、第一期間の送信時間実績は６秒となるが、上式に代入するとＴ２２も４秒となり、図１０に示すようにマネジメントレーム分の２秒を含め、６秒、すなわち１００％の高さのグラフとなる。）

【0101】

その後、図８の説明で述べたのと同様の手続きにより、第二期間（９０秒～１５０秒）における送信帯域を算出する。

【0102】

なお、上記の例では、帯域制限ステップＳ４で、無線装置１０の帯域制限部１３４は、算出ステップＳ３で算出された通信帯域に応じて、無線装置１０が第一通信部１１から取得するデータの通信速度を制限するが、この例に限られない。例えば、図１１に示されるように、無線装置１０の帯域制限部１３４は、算出ステップＳ３で算出された通信帯域に応じて、第一通信装置２１が無線装置１０へ送信するデータの通信速度を制限してもよい。

【0103】

図１１は、帯域制限ステップＳ４における帯域制限部１３４の動作の他の例を説明するための模式図である。まず、例えば、帯域制限部１３４は、算出ステップＳ３で算出された、無線装置１０が第二通信装置２２への送信に使用可能な通信帯域と、当該通信帯域に応じて第一通信装置２１に無線装置１０へ送信するデータの送信速度を制限させる指示を含む制御情報を第一通信部１１へ出力する。ここで、制御情報に含まれる指示には、例えば無線装置１０の帯域制限部１３４にて算出される無線装置１０へ送信するデータの送信速度が含まれていてもよい。当該データ送信速度は、算出ステップＳ３で算出された通信帯域のうち、無線装置１０が第二通信装置２２への送信に使用可能な通信帯域との間で予め設定された通信帯域使用における優先度によって算出されてもよい。具体的には、無線装置１０が第二通信装置２２への送信に使用可能な通信帯域と当該データ送信速度との間で予め設定された配分率（例えば８０：２０など）によって決まってもよい。次に、第一通信部１１は、帯域制限部１３４から出力された制御情報を取得すると、当該制御情報を第一通信装置２１へ送信する。第一通信装置２１は、無線装置１０から送信された当該制御情報に含まれる指示を基に無線装置１０へ送信するデータの送信速度を決定する。

【0104】

以上、本発明の実施の形態では、無線装置１０は、現在時刻を終期とする第一期間における第二通信装置２２との送信実績から第一期間において第二通信装置２２へのデータ送信に使用した時間を取得し、第一期間及び第二期間における無線送信時間の総和が第一期間と第二期間の総和時間に対して所定時間比率を超えないように、次の制御周期（より詳細には、現在時刻を始期とする第二期間）において第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な時間を推定し、推定した時間にデータレートを乗じて第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な通信帯域を算出する。これにより、無線装置１０は、無線通信の状態によってデータレートが変動しても、データレートの変動に応じて第二通信装置２２との通信に使用可能な通信帯域を算出することができる。したがって、無線装置１０は、無線環境の変化に応じて適切な通信制御を行うことができる。

【0105】

また、本発明の実施の形態では、無線装置１０は、さらに、算出した通信帯域に応じて、（ｉ）第二期間において第一通信装置２１から取得する新たなデータの通信速度を制限する、又は、（ｉｉ）第二期間において第一通信装置２１が無線装置１０へ送信する新たなデータの通信速度を制限する。上記（ｉ）により、無線装置１０は、第一通信装置２１から取得する新たなデータの量を第二通信装置２２へ送信可能な時間内に送信できる量に制限することができる。また、上記（ｉｉ）により、無線装置１０は、第一通信装置２１から送信される新たなデータの量を第二通信装置２２へ送信可能な時間内に送信できる量に制限することができる。上記（ｉ）又は、（ｉｉ）により、通信システム１において、無線装置１０は、無線環境の変化に応じて適切に通信制御を行うことができる。

【0106】

なお、上記の実施の形態では、無線装置１０と第一通信装置２１が別体の装置である例を説明したが、必ずしもこの例に限られない。例えば、無線装置１０は、第一通信装置２１を含んでいてもよい。これらの２つの装置は筐体を同一のものとしてもよく、さらに同一の基板上に配置されていてもよい。また、例えば、第一通信装置２１は、無線装置１０の筐体上に取り付けられてもよい。例えば、無線装置１０の第一通信部１１は、第一通信装置２１との間でデータなどの送受信を行う際に、通信を介して行ってもよいし、通信を介さずに行ってもよい。例えば、第一通信装置２１が無線装置１０の筐体上に取り付けられている場合、無線装置１０の第一通信部１１は有線通信又は無線通信を介して第一通信装置２１とデータの送受信を行ってもよい。また、例えば、第一通信装置２１が無線装置１０の筐体内に内蔵されている場合、第一通信部１１は、内部バスを介して第一通信装置２１に接続される。

【0107】

図１２は、第一通信装置２１が無線装置１０と一体化され、無線装置１０が第一通信装置２１を含む場合の帯域制限部１３４の動作の一例を説明するための模式図である。例えば、図１２に示されるように、無線装置１０の帯域制限部１３４は、算出ステップＳ３で算出された、無線装置１０が第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な通信帯域と、当該通信帯域に応じて第一通信装置２１に無線装置１０へ送信する新たなデータの送信速度を制御させる指示を含む制御情報を第一通信部１１へ出力する。次に、第一通信部１１は、帯域制限部１３４から取得した制御情報を第一通信装置２１へ送信する。なお、制御情報は、必ずしも上記の指示を含まなくてもよい。なお、制御情報には、無線装置１０及び第二通信装置２２の識別情報が含まれる。

【0108】

上記の実施の形態では、無線装置１０は、例えば、第二通信装置２２との無線のデータレートがエラーの発生率によって動的に変化しても、現在時刻のデータレートを用いて第二通信装置２２への新たなデータの送信に使用可能な帯域を算出するため、無線環境の変化に応じて適切な通信制御を行うことができる。しかしながら、第二通信装置２２への使用可能な帯域の算出に使用されるデータレートを通常よりも低めの値に固定してもよい。これにより、無線装置１０は、無線環境に寄らず、安定したデータ通信を行うことができる。

【0109】

なお、無線装置１０が複数の第二通信装置２２へ新たなデータを送信する場合、第二通信装置２２の台数に応じて新たなデータの送信に使用可能な帯域を、例えば１０％から５％のようにさらに制限してもよい。これにより、同一の周波数帯（例えば、９２０ＭＨｚ帯）で同時に通信可能な第二通信装置２２の台数を増やすことが可能になる。

【0110】

（実施の形態の応用例）
ここで、例えば、動画像を送信する前に使用可能な通信帯域を測定したのちに動画像の圧縮率を決定し送信する技術が知られている。このような従来技術を用いた通信システムでは、動画像を送信する側の通信装置（例えばコンテンツ提供側の通信装置）が動画像の圧縮率を一方的に決定し動画像を配信するため、その後の通信環境の劣化が生じれば、受信側の通信装置（例えばコンテンツの視聴者の通信装置）で受信する動画像の品質が著しく劣化する可能性がある。そのため、視聴者は送信する側の通信装置の圧縮率が変化することによって、その都度、不快感を生じかねない。また、これまで述べてきた、単位時間当たりの送信時間の総和に制限を受ける通信規格（例えば８０２．１１ａｈなど）を用いて動画像の配信が行われる場合には、当該制限時間の上限に達した時点で、配信が停止し、通信が回復する（使用可能となる時間が担保される）まで動画像の配信ができないという問題も生じ得る。このような課題に対しても本発明の実施の形態にかかる無線装置を適用できる。

【0111】

本発明の実施の形態の応用例として、例えば、コンテンツサーバからネットワークを経由して接続された複数の通信端末に動画像を配信する通信システム（動画像配信システムともいう）などがある。

【0112】

以下、本発明の実施の形態の応用例に係る無線装置を備える動画像配信システムの構成について説明する。図１３は、本発明の実施の形態に係る無線装置を備える動画像配信システムの構成の一例を示す模式図である。

【0113】

図１３に示す本実施の形態の応用例では、動画像配信システム１０００は、例えば、無線装置１００と、配信サーバ３０１（本発明の実施の形態の第一通信装置２１に相当）と、通信端末２０１（本発明の実施の形態の第二通信装置２２に相当）と、通信端末２０２（本発明の実施の形態の他の第二通信装置２２に相当）と、通信リンク３０３と、無線リンク３０４と、を備える。なお、図１３では、動画像配信システム１０００は、通信端末２０１及び通信端末２０２の２つの通信端末を備える例を示しているが、３つ以上備えてもよい。

【0114】

配信サーバ３０１は、動画像データに対して圧縮処理を施し、圧縮された動画像データを無線装置１００に送信する。

【0115】

無線装置１００は、算出部１３３で算出された通信帯域に応じて、第二期間において配信サーバ３０１の圧縮処理における圧縮率を設定し、設定した圧縮率を配信サーバ３０１に送信する。

【0116】

具体的には、本発明の実施の形態の応用例にかかる無線装置１００は、配信サーバ３０１からの動画像データを受信する過程において、上述した図５に示すとおりのステップを経て、送信帯域を算出したのち、得られた制御情報を配信サーバ３０１に送信する。配信サーバ３０１は、当該制御情報を基に、これから配信すべき動画像データの圧縮率を動的に変更することができる。より具体的には、配信サーバ３０１は、動画エンコードまたは音声エンコード処理時の圧縮処理を動的に変更でき、変更後の圧縮処理を用いて動画エンコードまたは音声エンコード処理を行い動画像データを送信する。配信サーバ３０１は、無線装置１００から受信した制御情報を基に動画データを適切な圧縮率で圧縮することで、無線装置１００から通信端末への送信時間制限を遵守できるよう、通信端末２０１および２０２に送信する動画像データを生成している。

【0117】

配信サーバ３０１が無線リンク３０４を介して通信端末２０１および２０２に向けて動画像データを送信するときには、無線リンク３０４を通じた無線装置１００から通信端末２０１および２０２への動画像データの送信時間が、配信サーバ３０１から受信したデータ量により自動的に制御される。

【0118】

配信サーバ３０１から配信される動画像データが、予め、無線装置１００から受信した制御情報を基に適切な圧縮率で圧縮されることで生成されているので、そのデータ量自体が無線リンク３０４で通信可能である適切なデータ量になっているからである。

【0119】

このように、本発明の実施の形態の応用例に係る無線装置１００は、無線環境の変化に応じて適切な通信制御を行うことができる。

【0120】

なお、本発明は、装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データまたは信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データおよび信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。

【0121】

以上、本発明の無線装置、無線装置の制御方法及びプログラムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0122】

本発明は、無線環境の変化に応じて適切な通信制御を行うことができる無線装置等に利用可能である。

【符号の説明】

【0123】

１ 通信システム
１０、１００ 無線装置
１１ 第一通信部
１２ 第二通信部
１３ 制御部
１３１ 取得部
１３２ 推定部
１３３ 算出部
１３４ 帯域制限部
１４ 記憶部
２１ 第一通信装置
２２ 第二通信装置
２０１、２０２ 通信端末
３０１ 配信サーバ
３０３ 通信リンク
３０４ 無線リンク
１０００ 動画像配信システム
Ａ１、Ａ２ 制御枠
Ｂ１、Ｂ２ 帯域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】