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(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】
(24)【登録日】2023-12-04
(45)【発行日】2023-12-12
(54)【発明の名称】端末、通信方法及び通信プログラム
(51)【国際特許分類】
H04B 17/309 20150101AFI20231205BHJP
H04B 17/364 20150101ALI20231205BHJP
【ＦＩ】
H04B17/309
H04B17/364
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2021569692
(86)(22)【出願日】2020-01-10
(86)【国際出願番号】 JP2020000668
(87)【国際公開番号】W WO2021140649
(87)【国際公開日】2021-07-15
【審査請求日】2022-05-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(72)【発明者】
【氏名】岸田 朗
(72)【発明者】
【氏名】井上 保彦
(72)【発明者】
【氏名】永田 健悟
(72)【発明者】
【氏名】淺井 裕介
(72)【発明者】
【氏名】鷹取 泰司
【審査官】赤穂 美香
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１３９６９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２０９７８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０７４５３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５４１８９３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ １７／３０９
Ｈ０４Ｂ １７／３６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基地局に対して無線信号を送信するときの遅延と前記無線信号のジッタの少なくとも１つを測定する測定部と、
前記測定の結果を含む情報を生成するデータ処理部と、
前記情報を前記基地局に送信する無線信号処理部と、
を具備し、
前記無線信号処理部は、前記無線信号に含まれるデータに応じて分類された前記無線信号のアクセスカテゴリに従って前記無線信号の送信を制御し、
前記測定部は、前記アクセスカテゴリ毎に前記遅延と前記ジッタの少なくとも１つを測定する、
端末。
【請求項2】
基地局に対して無線信号を送信するときの遅延と前記無線信号のジッタの少なくとも１つを測定する測定部と、
前記測定の結果を含む情報を生成するデータ処理部と、
前記情報を前記基地局に送信する無線信号処理部と、
を具備し、
前記測定部は、前記無線信号に含まれるデータに対して付与されたトラヒック識別情報毎に前記遅延と前記ジッタの少なくとも１つを測定する、
端末。
【請求項3】
前記情報は、前記端末の属性の情報を含む、請求項２に記載の端末。
【請求項4】
基地局に対して無線信号を送信するときの遅延と前記無線信号のジッタの少なくとも１つを測定する測定部と、
前記測定の結果を含む情報を生成するデータ処理部と、
前記情報を前記基地局に送信する無線信号処理部と、
を具備し、
前記測定部は、前記無線信号処理部が前記無線信号の送信を実施してから前記基地局からのアクノリッジが受信されるまでの時間から前記遅延を測定する、
端末。
【請求項5】
前記測定部は、前記無線信号のデータを含むＭＡＣフレームが前記無線信号処理部の送信キューの末尾に入力されてから先頭にくるまでの時間から前記遅延を測定する、請求項４に記載の端末。
【請求項6】
前記測定部は、前記無線信号のデータを含むＭＡＣフレームが前記無線信号処理部の送信キューの先頭にきてから前記無線信号処理部が前記無線信号の送信を実施するまでの時間から前記遅延を測定する、請求項４又は５に記載の端末。
【請求項7】
前記測定部は、前記基地局からの前記無線信号の再送要求を受けてから前記無線信号処理部が前記無線信号の再送を実施するまでの時間から前記遅延を測定する、請求項４乃至６の何れか１項に記載の端末。
【請求項8】
基地局に対して無線信号を送信するときの遅延と前記無線信号のジッタの少なくとも１つを測定する測定部と、
前記測定の結果を含む情報を生成するデータ処理部と、
前記情報を前記基地局に送信する無線信号処理部と、
を具備し、
前記測定部は、さらに、前記無線信号を送信するときの干渉を測定し、
前記データ処理部は、前記干渉の測定の結果を含む情報を生成する、
端末。
【請求項9】
基地局に対して無線信号を送信するときの遅延と前記無線信号のジッタの少なくとも１つを端末において測定することと、前記端末が、前記測定の結果を含む情報を前記端末において生成することと、
前記端末が、前記情報を前記基地局に送信することと、
を具備し、
前記測定することは、前記無線信号に含まれるデータに対して付与されたトラヒック識別情報毎に前記遅延と前記ジッタの少なくとも１つを測定することを含む、
通信方法。
【請求項10】
基地局に対して無線信号を送信するときの遅延と前記無線信号のジッタの少なくとも１つを測定することと、前記測定の結果を含む情報を生成することと、
前記情報を前記基地局に送信することと、
を端末のプロセッサに実行させるための通信プログラムであって、
前記測定することは、前記無線信号に含まれるデータに対して付与されたトラヒック識別情報毎に前記遅延と前記ジッタの少なくとも１つを測定することを含む、
通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施形態は、端末、通信方法及び通信プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
無線ＬＡＮの基地局と端末とは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）を用いてチャネルにアクセスし、無線信号を送信する。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、基地局及び端末は、アクセスパラメータによって規定された時間を待ちつつ、キャリアセンスにより、他の端末等によってチャネルが使用中でないことを確認した上で無線信号を送信する。
【0003】
無線ＬＡＮにおける優先制御方式の１つとして、ＥＤＣＡ（Enhanced Distribution Channel Access）が規定されている。ＥＤＣＡでは、上位層からのトラヒックが４つのアクセスカテゴリ（ＡＣ）、すなわちＡＣ＿ＶＯ（Voice）、ＡＣ＿ＶＩ(Video)、ＡＣ＿ＢＥ(Best effort)、ＡＣ＿ＢＫ（Background）の何れかに分類される。そして、ＥＤＣＡでは、アクセスカテゴリ毎にＣＳＭＡ／ＣＡが行われる。ＥＤＣＡでは、アクセスパラメータは、ＡＣ＿ＶＯ、ＡＣ＿ＶＩ、ＡＣ＿ＢＥ、ＡＣ＿ＢＫの順で無線信号の送信が相対的に優先されるように割り当てられている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【文献】IEEE Std 802.11-2016,”10.22.2 HCF contention based channel access （EDCA）”, 7 December 2016
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ＥＤＣＡにより、トラヒック間での相対的な優先付けがされる。ここで、例えばネットワークゲームや工業用ロボットの制御のようなＲＴＡ（Real-Time Application）は、アプリケーション毎の絶対的な遅延やジッタの要求条件を有していることがある。相対的な優先付けだけでは、ＲＴＡを利用可能か分からない、又は、ＲＴＡを利用可能とするための制御ができるか分からない。
【課題を解決するための手段】
【0006】
一態様の端末は、測定部と、データ処理部と、無線信号処理部とを備える。測定部は、基地局に対して無線信号を送信するときの遅延と無線信号のジッタの少なくとも１つを測定する。データ処理部は、測定の結果を含む情報を生成する。無線信号処理部は、情報を基地局に送信する。無線信号処理部は、無線信号に含まれるデータに応じて分類された無線信号のアクセスカテゴリに従って無線信号の送信を制御し、測定部は、アクセスカテゴリ毎に遅延とジッタの少なくとも１つを測定する。
【発明の効果】
【0007】
実施形態によれば、絶対的な遅延やジッタの要求条件がある場合であっても、要求条件に適合するか否かを判定するための情報を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、実施形態に係る通信システムの一例の構成を示す図である。通信システム１は、基地局１０と、端末２０とを有している。基地局１０は、予め定められたサービスエリア内の端末と無線ＬＡＮ通信する。図１では示されていないが、端末２０の間での通信が行われてもよい。
【0010】
図２は、基地局１０の一例のハードウェア構成を示す図である。基地局１０は、端末２０に対するアクセスポイント（ＡＰ）である。基地局１０は、固定されているものに限らず、移動体に搭載されているものであってもよい。
【0011】
基地局１０は、プロセッサ１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、無線モジュール１４と、ルータモジュール１５とを有している。
【0012】
プロセッサ１１は、基地局１０の全体の制御をする処理装置である。プロセッサ１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。プロセッサ１１は、ＣＰＵに限るものではない。また、ＣＰＵに代えてＡＳＩＣ（Application Specific IC）等が用いられてもよい。また、プロセッサ１１は、１つでなく、２つ以上であってもよい。
【0013】
ＲＯＭ１２は、読み出し専用の記憶装置である。ＲＯＭ１２は、基地局１０の動作に必要なファームウェア、各種のプログラムを記憶する。
【0014】
ＲＡＭ１３は、任意に書き込みできる記憶装置である。ＲＡＭ１３は、プロセッサ１１のための作業エリアとして使用され、ＲＯＭ１２に格納されているファームウェア等を一時的に記憶する。
【0015】
無線モジュール１４は、無線ＬＡＮ通信のために必要な処理を行うように構成されたモジュールである。無線モジュール１４は、例えばプロセッサ１１から転送されたデータからＭＡＣフレームを構成し、構成したＭＡＣフレームを無線信号に変換して端末２０に送信する。また、無線モジュール１４は、端末２０から無線信号を受信し、受信した無線信号からデータを取り出して例えばプロセッサ１１に転送する。
【0016】
ルータモジュール１５は、基地局１０が例えば図示しないサーバとネットワークを介して通信するために設けられている。なお、基地局１０は、必ずしもルータモジュール１５を有していなくてもよい。基地局１０は、無線通信又は有線通信によって基地局１０の外部に設けられたルータにアクセスし、このルータ経由でネットワークに接続するように構成されていてもよい。
【0017】
図３は、端末２０の一例のハードウェア構成を示す図である。端末２０は、スマートフォン等の端末装置（ステーション）である。端末２０は、携帯端末であってもよいし、移動体に搭載される端末であってもよいし、固定された端末であってもよい。
【0018】
端末２０は、プロセッサ２１と、ＲＯＭ２２と、ＲＡＭ２３と、無線モジュール２４と、ディスプレイ２５と、ストレージ２６とを有している。
【0019】
プロセッサ２１は、端末２０の全体の制御をする処理装置である。プロセッサ２１は、例えばＣＰＵである。プロセッサ２１は、ＣＰＵに限るものではない。また、ＣＰＵに代えてＡＳＩＣ等が用いられてもよい。また、プロセッサ２１は、１つでなく、２つ以上であってもよい。
【0020】
ＲＯＭ２２は、読み出し専用の記憶装置である。ＲＯＭ２２は、端末２０の動作に必要なファームウェア、各種のプログラムを記憶する。
【0021】
ＲＡＭ２３は、任意に書き込みできる記憶装置である。ＲＡＭ２３は、プロセッサ２１のための作業エリアとして使用され、ＲＯＭ２２に格納されているファームウェア等を一時的に記憶する。
【0022】
無線モジュール２４は、無線ＬＡＮ通信のために必要な処理を行うように構成されたモジュールである。無線モジュール２４は、例えばプロセッサ２１から転送されたデータから無線通信のためのＭＡＣフレームを構成し、構成したＭＡＣフレームを無線信号に変換して基地局１０に送信する。また、無線モジュール２４は、基地局１０から無線信号を受信し、受信した無線信号からデータを取り出して例えばプロセッサ２１に転送する。
【0023】
ディスプレイ２５は、各種の画面を表示する表示装置である。ディスプレイ２５は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等であってよい。また、ディスプレイ２５は、タッチパネルを備えていてもよい。
【0024】
ストレージ２６は、ハードディスク等の記憶装置である。ストレージ２６は、例えばプロセッサ２１によって実行される各種のアプリケーションを記憶する。
【0025】
図４は、基地局１０と端末２０との通信の際のＭＡＣ（Media Access Control）層の処理を示す図である。図４では、送信側の処理と受信側の処理との両方が示されている。基地局１０と端末２０のうちの一方の無線モジュールが送信側の処理をするとき、他方の無線モジュールが受信側の処理をする。以下の例では、送信側と受信側の無線モジュールを区別せずに記載する。
【0026】
まず、送信側の処理について説明する。ステップＳ１０において、無線モジュールは、Ａ－ＭＳＤＵアグリゲーションを行う。具体的には、無線モジュールは、アプリケーション層等の上位層から入力される複数のデータを結合してＡ－ＭＳＤＵ（Aggregate-MAC service data unit）を生成する。
【0027】
ステップＳ１１において、無線モジュールは、Ａ－ＭＳＤＵにシーケンスナンバー（ＳＮ）を割り当てる。シーケンスナンバーは、Ａ－ＭＳＤＵを特定するための一意の番号である。
【0028】
ステップＳ１２において、無線モジュールは、Ａ－ＭＳＤＵを複数のＭＰＤＵ（MAC protocol data unit）にフラグメント（分割）する。
【0029】
ステップＳ１３において、無線モジュールは、それぞれのＭＰＤＵを暗号化し、暗号化ＭＰＤＵを生成する。
【0030】
ステップＳ１４において、無線モジュールは、それぞれの暗号化ＭＰＤＵにＭＡＣヘッダと誤り検出符号（ＦＣＳ）とを付加する。誤り検出符号は、例えばＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号である。
【0031】
ステップＳ１５において、無線モジュールは、Ａ－ＭＰＤＵアグリゲーションを行う。具体的には、無線モジュールは、複数のＭＰＤＵを結合し、ＭＡＣフレームとしてのＡ－ＭＰＤＵ（Aggregate-MAC protocol data unit）を生成する。
【0032】
ステップＳ１５の後、無線モジュールは、ＭＡＣフレームに対して物理層の処理を行う。つまり、無線モジュールは、ＭＡＣフレームに対して変調処理等を行って無線信号を生成し、無線信号を基地局１０に送信する。
【0033】
次に、受信側の処理について説明する。無線信号が受信されると、無線モジュールは、物理層の処理を行って無線信号からＭＡＣフレームを復元する。その後、無線モジュールは、図４に示すＭＡＣ層の処理を行う。
【0034】
ステップＳ２０において、無線モジュールは、Ａ－ＭＰＤＵデアグリゲーションを行う。具体的には、無線モジュールは、Ａ－ＭＰＤＵをＭＰＤＵの単位に分割する。
【0035】
ステップＳ２１において、無線モジュールは、誤り検出をする。例えば、無線モジュールは、ＣＲＣにより、無線信号の受信が成功したか否かを判定する。無線信号の受信が失敗したときには、無線モジュールは、再送要求をしてよい。このとき、無線モジュールは、ＭＰＤＵの単位で再送を要求してよい。一方、無線信号の受信が成功したときには、無線モジュールは、次の処理を行う。
【0036】
ステップＳ２２において、無線モジュールは、アドレス検出を行う。このとき、無線モジュールは、それぞれのＭＰＤＵのＭＡＣヘッダに記録されているアドレスにより、送られてきたＭＰＤＵが自分宛であるか否かを判定する。自分宛でないときには、無線モジュールは、次の処理を行わない。自分宛であるときには、無線モジュールは、次の処理を行う。
【0037】
ステップＳ２３において、無線モジュールは、暗号化されているＭＰＤＵを復号する。
【0038】
ステップＳ２４において、無線モジュールは、ＭＰＤＵに対してデフラグメントを行う。つまり、無線モジュールは、複数のＭＰＤＵからＡ－ＭＳＤＵを復元する。
【0039】
ステップＳ２５において、無線モジュールは、Ａ－ＭＳＤＵデアグリゲーションを行う。具体的には、無線モジュールは、Ａ－ＭＳＤＵをＭＳＤＵ単位のデータに復元する。
【0040】
ステップＳ２５の後、無線モジュールは、データをＭＡＣ層の上位層に出力する。上位層は、例えばアプリケーション層である。
【0041】
図５は、基地局１０の機能ブロック図である。基地局１０は、データ処理部１０１と、無線信号処理部１０２と、管理部１０３とを有している。データ処理部１０１と、無線信号処理部１０２と、管理部１０３は、例えばプロセッサ１１及び無線モジュール１４によって実現される。
【0042】
データ処理部１０１は、例えばネットワーク上のサーバから転送されたデータからＭＡＣフレームを構成する。また、データ処理部１０１は、無線信号処理部１０２から転送されてきたＭＡＣフレームからデータを復元する。このデータは、端末２０から送られてくるレポートを含む。
【0043】
無線信号処理部１０２は、無線信号の送信又は受信のための処理を行う。例えば、無線信号処理部１０２は、データ処理部１０１で構成されたＭＡＣフレームを無線信号に変換し、無線信号を端末２０に送信する。また、無線信号処理部１０２は、端末２０から無線信号を受信し、受信した無線信号からＭＡＣフレームを抽出してデータ処理部１０１に転送する。
【0044】
管理部１０３は、端末２０から送られてくるレポートを管理する。例えば、管理部１０３は、レポートを保持しておき、必要なタイミングでレポートに保持されている情報を利用する。このレポートは、端末２０における無線信号の送信の遅延又はジッタに関する情報を含む。レポートの詳細については後で説明する。
【0045】
ここで、無線信号処理部１０２は、例えばＥＤＣＡで無線信号を送信するように構成されていてよい。この場合、無線信号処理部１０２は、アクセスカテゴリ（ＡＣ）毎の送信キューＡＣ＿ＶＯ、ＡＣ＿ＶＩ、ＡＣ＿ＢＥ、ＡＣ＿ＢＫを有している。送信キューＡＣ＿ＶＯは、ＶＯ（Voice）にカテゴライズされたＭＡＣフレームを保持するためのキューである。送信キューＡＣ＿ＶＩは、ＶＩ（Video）にカテゴライズされたＭＡＣフレームを保持するためのキューである。送信キューＡＣ＿ＢＥは、ＢＥ（Best effort）にカテゴライズされたＭＡＣフレームを保持するためのキューである。送信キューＡＣ＿ＢＫは、ＢＫ(Background)にカテゴライズされたＭＡＣフレームを保持するためのキューである。
【0046】
無線信号処理部１０２は、データ処理部１０１から転送されてきたＭＡＣフレームを、ＭＡＣフレームに記録されているデータのカテゴリに応じて、４つのアクセスカテゴリのうちの何れかにマッピングする。このマッピングの結果に従って、無線信号処理部１０２は、ＭＡＣフレームを対応する送信キューに入力する。
【0047】
無線信号処理部１０２は、他の端末等による無線信号の送信がないことをアクセスカテゴリ毎のキャリアセンスによって確認しつつ、アクセスカテゴリ毎に設定されたアクセスパラメータによって規定された時間だけ送信を待つ。送信を待っている間に、他の端末等による無線信号の送信がなければ、無線信号処理部１０２は、対応する送信キューからＭＡＣフレームを取り出し、このＭＡＣフレームを無線信号に変換して送信する。
【0048】
ここで、アクセスパラメータは、ＶＯ、ＶＩ、ＢＥ、ＢＫの順で無線信号の送信が相対的に優先されるように割り当てられていてよい。アクセスパラメータは、ＣＷｍｉｎ、ＣＷｍａｘ、ＡＩＦＳ、ＴＸＯＰＬｉｍｉｔを含んでいてよい。ＣＷｍｉｎとＣＷｍａｘは、それぞれ、送信待ちの時間であるＣＷ（Contention Window）の最大値、最小値である。ＣＷｍｉｎとＣＷｍａｘが短いほど、送信キューは、送信権を得やすくなる。ＡＩＦＳ（Arbitration Inter Frame Space）は、無線信号の送信間隔である。ＡＩＦＳが小さいほど、送信キューの優先度が高くなる。ＴＸＯＰＬｉｍｉｔは、チャネルの占有時間であるＴＸＯＰ（Transmission Opportunity）の上限値である。ＴＸＯＰＬｉｍｉｔの値が大きいほど、一度の送信権で多くの無線信号を送信することができる。
【0049】
図６は、端末２０の機能ブロック図である。端末２０は、データ処理部２０１と、無線信号処理部２０２と、測定部２０３とを有している。データ処理部２０１と、無線信号処理部２０２と、測定部２０３は、例えばプロセッサ２１及び無線モジュール２４によって実現される。
【0050】
データ処理部２０１は、例えば上位のアプリケーションから入力されたデータからＭＡＣフレームを構成する。また、データ処理部２０１は、無線信号処理部２０２から転送されてきたＭＡＣフレームからデータを復元する。このデータは、例えば上位のアプリケーションによって使用される。さらに、データ処理部２０１は、測定部２０３による測定の結果を含むレポートを生成する。そして、データ処理部２０１は、レポートからＭＡＣフレームを構成する。ここで、アプリケーションは、特定のアプリケーションに限定されない。例えば、アプリケーションは、ネットワークゲーム、工業用ロボットの制御アプリケーションといったＲＴＡであってもよい。
【0051】
無線信号処理部２０２は、無線信号の送信又は受信のための処理を行う。例えば、無線信号処理部２０２は、データ処理部２０１で構成されたＭＡＣフレームを無線信号に変換し、無線信号を例えば基地局１０に送信する。また、無線信号処理部２０２は、基地局１０から無線信号を受信し、受信した無線信号からＭＡＣフレームを抽出してデータ処理部２０１に転送する。ここで、無線信号処理部２０２は、基地局１０と同様に例えばＥＤＣＡで無線信号を送信するように構成されていてよい。
【0052】
測定部２０３は、端末２０における無線信号の送信の遅延と無線信号のジッタの少なくとも１つを測定する。遅延は、例えば、無線信号処理部２０２が無線信号の送信を実施してから基地局１０からのアクノリッジ（ＡＣＫ）が受信されるまでの時間から測定される。また、遅延は、ＭＡＣフレームが送信キューの末尾に入力されてから送信キューの先頭に来るまでのキュー待機時間から測定されてもよい。また、遅延は、ＭＡＣフレームが送信キューの先頭に来てから送信が実施されるまでの送信待機時間から測定されてもよい。また、遅延は、再送の要求がされてから再送が実施されるまでの必要再送時間から測定されてもよい。これらのうちの複数の遅延が測定されてもよい。ジッタは、例えば、遅延の平均値に対する分散から測定される。遅延の測定手法及びジッタの測定手法は、特定の手法に限定されるものではない。なお、測定に用いる時間情報は、端末が備える共通的な時計（不図示）がそれぞれの機能部に提供すればよい。
【0053】
図７Ａは、レポートのＭＡＣペイロードのフォーマットの第１の例を示す図である。レポートのペイロードは、アクセスカテゴリ毎の測定の結果のデータフィールドを含む。測定の結果は、遅延の測定の結果とジッタの測定の結果の少なくとも１つである。測定の結果は、個々の測定において測定された遅延又はジッタの測定値であってもよいし、複数回の測定において測定された測定値に対して統計処理を施すことで算出された統計値であってもよい。統計値は、例えば平均値、中央値、最大値、最小値といった値を含む。レポートのペイロードは、これらの統計値のうちの何れか１つをアクセスカテゴリ毎に記憶していてもよいし、複数をアクセスカテゴリ毎に記憶していてもよい。ここで、平均値、中央値、最大値、最小値といった統計値を算出するに際して、複数回の測定の結果のうちで、他の測定の結果と大きく外れている外れ値は除外されることが望ましい。また、遅延とジッタの両方が測定される場合には、ジッタが大きいときには外れ値が生じやすいとして、例えば平均値の算出に用いる測定値の数が少なくされてもよい。
【0054】
例えば、図７Ａに示すレポートは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＡｃｔｉｏｎフレームを使って送信することができる。例えば、基地局が各端末にレポートを要求する場合はレポートを要求するための状況通知要求を含む新たなフィールドを追加したＡｃｔｉｏｎフレームによりレポートの要求を行ってよい。端末はＡｃｔｉｏｎフレームを受信することによりレポートを返信する。レポートの返信の際には、端末は、遅延の測定結果等を格納する新たなフィールドを追加したＡｃｔｉｏｎフレームを使ってもよい。この場合において、端末は、図８Ａに示すように、基地局からの要求を受信した後、通常のＣＳＭＡ／ＣＡ手順を行ってレポートを返信してもよい。また、端末は、図８Ｂに示すように、基地局からの要求を受信した後、ＣＳＭＡ／ＣＡ手順を行わずに速やかに、例えばＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）又はＰＩＰＳ(PCF Inter Frame Space)の経過後にレポートを返信してもよい。また、基地局が定期的にレポートを要求するためのマネジメントフレーム又はコントロールフレームを報知し、各端末がレポートを送付してもよい。例えば、基地局は、ビーコン等の周期的に送信するフレームにレポートの要求を含めてもよい。端末は、図９Ａに示すように、レポートの要求に対してＡｃｔｉｏｎフレームでレポートを返してもよい。また、端末は、図９Ｂに示すように、レポートをデータフレームに追加してもよい。例えば、端末が遅延の制限のあるデータを送信する場合に、前回の同じタイプ（アクセスカテゴリ等）のデータを送信したときに測定した遅延等の情報をつけることにより、比較的リアルタイムで基地局に遅延状況を通知することができるようになる。レポートをデータフレームに追加する場合、例えばデータフレームのヘッダに遅延等の情報を格納する新たなフィールドを追加すればよい。
【0055】
また、図７Ａでは、測定結果は、アクセスカテゴリ毎に記憶されるものとしている。しかしながら、レポートのペイロードは、必ずしもアクセスカテゴリ毎に記憶されていなくてもよい。例えば、無線ＬＡＮの送信制御方式には、アクセスカテゴリ毎の優先制御を伴わない方式もある。この場合、測定結果は、アクセスカテゴリ毎に記憶されている必要はない。また、測定結果は、アクセスカテゴリではなく、トラヒック種別（ＴＩＤ）毎に記憶されてもよい。ＴＩＤは、端末２０が扱うアプリケーション（セッション）単位で付与される。前述したアクセスカテゴリへのマッピングは、ＴＩＤに基づいて行われてもよい。ＴＩＤ毎に測定結果が記憶されることにより、アプリケーション毎に区別された遅延及びジッタが測定され得る。
【0056】
図７Ｂは、レポートのＭＡＣペイロードのフォーマットの第２の例を示す図である。レポートのペイロードは、アクセスカテゴリ毎の測定の結果のデータフィールドに加えて測定の結果の属性情報を含む。属性情報は、例えば遅延又はジッタの測定時の端末２０の位置、端末２０の種類、端末２０で実行中のアプリケーションの種類といった端末に関わる情報を含む。
【0057】
次に、通信システム１の動作を説明する。以下の説明では、端末２０は無線信号を送信し、基地局１０は無線信号を受信するものとする。
【0058】
図１０は、端末２０の一例の送信処理を示すフローチャートである。ステップＳ３１において、データ処理部２０１は、アプリケーション層等の上位層から送信すべきデータが入力されたか否かを判定する。ステップＳ３１において、データが入力されていないと判定されたときには、図１０の処理は終了する。ステップＳ３１において、データが入力されたと判定されたときには、処理はステップＳ３２に移行する。
【0059】
ステップＳ３２において、データ処理部２０１は、入力されたデータに対して図４で示したＭＡＣ層の処理を行ってＭＡＣフレームを生成する。データ処理部２０１は、ＭＡＣフレームを無線信号処理部２０２に出力する。
【0060】
ステップＳ３３において、無線信号処理部２０２は、ＥＤＣＡを用いた送信処理をする。つまり、無線信号処理部２０２は、ＭＡＣフレームをそのデータのカテゴリと対応するアクセスカテゴリに送信キューに入力する。そして、無線信号処理部２０２は、キャリアセンスを行ってチャネルの状態を判断しつつ、アクセスカテゴリ毎のアクセスパラメータによって規定される時間に応じて送信を待機する。そして、他の端末等によってチャネルが使用されていなければ、ＭＡＣフレームを無線信号に変換し、無線信号を送信する。
【0061】
ステップＳ３４において、無線信号処理部２０２は、無線信号を送信した時刻を送信開始時刻として取得する。無線信号処理部２０２は、送信開始時刻を、ＭＡＣフレームに割り当てられているシーケンスナンバー及びＭＡＣフレームがマッピングされたアクセスカテゴリとともに、測定部２０３に出力する。
【0062】
ステップＳ３５において、無線信号処理部２０２は、基地局１０からのアクノリッジ（ＡＣＫ）を受信したか否かを判定する。ステップＳ３５において、ＡＣＫが受信されるまで、無線信号処理部２０２は、処理を待機する。ステップＳ３５において、ＡＣＫが受信されたと判定されたときには、処理はステップＳ３６に移行する。図１０では示されていないが、基地局１０から再送要求があったときには、無線信号処理部２０２は、ＭＡＣフレームを再送してよい。この再送は、ＭＰＤＵ単位で行われてもよい。
【0063】
ステップＳ３６において、無線信号処理部２０２は、ＡＣＫを受信した時刻を送信完了時刻として取得する。無線信号処理部２０２は、送信完了時刻を、ＭＡＣフレームに割り当てられているシーケンスナンバー及びＭＡＣフレームがマッピングされたアクセスカテゴリとともに、測定部２０３に出力する。
【0064】
ステップＳ３７において、測定部２０３は、アクセスカテゴリ毎に遅延及びジッタを算出する。遅延は、例えば送信完了時刻と送信開始時刻との差の時間から算出される。一方、ジッタは、例えば遅延の平均値に対する分散から算出され得る。測定部２０３は、測定の結果をアクセスカテゴリ及びシーケンスナンバーとともにデータ処理部２０１に出力する。
【0065】
ステップＳ３８において、データ処理部２０１は、遅延及びジッタの測定の結果を記憶する。その後、処理はステップＳ３１に戻る。測定の結果は、例えばストレージ２６に記憶されてよい。
【0066】
図１１は、端末２０におけるレポート処理を示すフローチャートである。レポート処理は、例えば１時間毎、１日毎、１週間毎といった一定期間毎に行われる。この一定期間は、適宜に設定されてよい。この他、測定値若しくは統計値がアプリケーション等で設定されている要求条件としての閾値を超えた場合、周期的なものに加えて直ちにレポート処理が行われてもよい。
【0067】
ステップＳ４１において、データ処理部２０１は、レポートを生成するか否かを判定する。例えば、一定期間が経過したとき、統計値を算出するのに十分な測定の結果が得られているとき、又は基地局１０から要求があったときに、レポートを生成すると判定される。ステップＳ４１において、レポートを生成しないと判定されたときには、処理はステップＳ４５に移行する。ステップＳ４１において、レポートを生成すると判定されたときには、処理はステップＳ４２に移行する。Ａｃｔｉｏｎフレームにより、基地局からレポート送信のリクエストを受信した場合にレポートを生成すると判定してもよい。データフレームを送信する毎に、前回のデータフレームの送信の際の遅延等をつける場合は、データフレームを送信することのレポートを生成すると判定するトリガにしてもよい。
【0068】
ステップＳ４２において、データ処理部２０１は、例えばストレージ２６に記憶されている測定の結果をアクセスカテゴリ毎に取得する。
【0069】
ステップＳ４３において、データ処理部２０１は、図７Ａ又は図７Ｂで示したレポートを生成する。必要に応じて、データ処理部２０１は、取得した測定の結果のアクセスカテゴリ毎の平均値を算出する等の統計処理を行う。
【0070】
ステップＳ４４において、データ処理部２０１は、レポートを記憶する。レポートは、例えばストレージ２６に記憶されてよい。
【0071】
ステップＳ４５において、データ処理部２０１は、レポートを基地局１０に送信するか否かを判定する。例えば、一定期間が経過したとき、測定値若しくは統計値がアプリケーション等で設定されている要求条件としての閾値を超えたとき、又は基地局１０から要求があったときに、レポートを送信すると判定される。ステップＳ４５において、レポートを送信すると判定されたときには、処理はステップＳ４６に移行する。ステップＳ４５において、レポートを送信しないと判定されたときには、図１１の処理が終了する。
【0072】
ステップＳ４６において、データ処理部２０１は、例えばストレージ２６からレポートのデータを取得する。そして、データ処理部２０１は、取得したデータに対して図４で示したＭＡＣ層の処理を行ってＭＡＣフレームを生成する。データ処理部２０１は、生成したＭＡＣフレームを無線信号処理部２０２に出力する。
【0073】
ステップＳ４７において、無線信号処理部２０２は、ＥＤＣＡを用いた送信処理をする。
【0074】
ステップＳ４８において、無線信号処理部２０２は、基地局１０からのＡＣＫを受信したか否かを判定する。ステップＳ４８において、ＡＣＫが受信されるまで、無線信号処理部２０２は、処理を待機する。ステップＳ４８において、ＡＣＫが受信されたと判定されたときには、図１１の処理は終了する。
【0075】
図１２は、基地局１０の受信処理を示すフローチャートである。ステップＳ５１において、無線信号処理部１０２は、無線信号が受信されたか否かを判定する。ステップＳ５１において、無線信号が受信されていないと判定されたときには、図１２の処理は終了する。ステップＳ５１において、無線信号が受信されたと判定されたときには、処理はステップＳ５２に移行する。
【0076】
ステップＳ５２において、無線信号処理部１０２は、受信処理をする。つまり、無線信号処理部１０２は、無線信号に対して復調処理等を行ってＭＡＣフレームを取り出す。無線信号処理部１０２は、ＭＡＣフレームをデータ処理部１０１に出力する。データ処理部１０１は、ＭＡＣフレームに対してＭＡＣ層の処理を行ってデータを復元する。
【0077】
ステップＳ５３において、データ処理部１０１は、受信が成功したか否かを判定する。受信が成功したか否かは例えばＣＲＣによって判定され得る。ステップＳ５３において、受信が成功したと判定されたときには、処理はステップＳ５４に移行する。ステップＳ５３において、受信が成功していないと判定されたときには、処理はステップＳ５５に移行する。
【0078】
ステップＳ５４において、データ処理部１０１は、無線信号処理部１０２にＡＣＫを送信させる。
【0079】
ステップＳ５５において、データ処理部１０１は、無線信号処理部１０２にＭＡＣフレームの再送を要求させる。再送の要求は、ＭＰＤＵ単位で行われてもよい。
【0080】
ステップＳ５６において、データ処理部１０１は、データをアプリケーション層等の上位層に出力する。その後、処理はステップＳ５１に戻る。
【0081】
図１３は、基地局１０におけるレポート処理を示すフローチャートである。レポート処理は、例えば１時間毎、１日毎、１週間毎といった一定期間毎に行われる。この一定期間は、適宜に設定されてよい。
【0082】
ステップＳ６１において、管理部１０３は、レポートを要求するか否かを判定する。例えば、一定期間が経過したとき、ＲＴＡの遅延制御のためにレポートを要求する必要が生じたときに、レポートを要求すると判定される。ステップＳ６１において、レポートを要求しないと判定されたときには、図１３の処理は終了する。ステップＳ６１において、レポートを要求すると判定されたときには、処理はステップＳ６２に移行する。
【0083】
ステップＳ６２において、管理部１０３は、無線信号処理部１０２にレポートを要求させる。
【0084】
ステップＳ６３において、無線信号処理部１０２は、受信処理をする。つまり、無線信号処理部１０２は、無線信号に対して復調処理等を行ってＭＡＣフレームを取り出す。無線信号処理部１０２は、ＭＡＣフレームをデータ処理部１０１に出力する。データ処理部１０１は、ＭＡＣフレームに対してＭＡＣ層の処理を行ってレポートのデータを復元する。
【0085】
ステップＳ６４において、データ処理部１０１は、受信が成功したか否かを判定する。ステップＳ６４において、受信が成功したと判定されたときには、処理はステップＳ６５に移行する。ステップＳ６４において、受信が成功していないと判定されたときには、処理はステップＳ６６に移行する。
【0086】
ステップＳ６５において、データ処理部１０１は、無線信号処理部１０２にＡＣＫを送信させる。データ処理部１０１は、レポートのデータを管理部１０３に出力する。
【0087】
ステップＳ６６において、データ処理部１０１は、無線信号処理部１０２にＭＡＣフレームの再送を要求させる。再送の要求は、ＭＰＤＵ単位で行われてもよい。
【0088】
ステップＳ６７において、管理部１０３は、レポートを記憶する。その後、処理はステップＳ６１に戻る。測定の結果は、例えばＲＯＭ１２に記憶されてよい。
【0089】
以上説明したように実施形態によれば、端末は、無線信号の送信の際の遅延とジッタの少なくとも１つを測定する。そして、端末は、測定の結果のデータを含むレポートを基地局に送信する。このため、基地局は、レポートに記録されている測定の結果から対応する端末との間の無線区間の状態を把握することができる。これにより、基地局は、実際にＲＴＡトラヒックが入力される前に、遅延又はジッタの要求条件を満たすかどうかを推測することができ、必要に応じて対策することができる。例えば、基地局は、要求条件を満たせない場合は、ＲＴＡトラヒックを扱わないとの判断をし、ＲＴＡトラヒックのやりとりの要求を受信した場合に拒否することができる。または、基地局は、要求条件を満たすようにアクセスパラメータ等を調整することもできる。また、基地局は、これらの判断をする場合に、複数の端末のレポートを評価（平均や分散の算出等）することもできる。このように、実施形態では、絶対的な遅延やジッタの要求条件がある場合であっても、要求条件を確保するために資する情報を基地局に対して提供することができる。
【0090】
［変形例］
以下、実施形態の変形例を説明する。レポートは、端末のアクセスカテゴリ毎の遅延又はジッタの測定結果に加えて、端末における干渉状況に関わる情報を有していてもよい。基地局の同一のサービスエリア内であっても端末の場所によっては他の干渉源の影響から送信機会(ＴＸＯＰ)を得られずに遅延が大きくなる場合がある。このような端末がある場合は、遅延特性に偏りが生じる。例えば、このような干渉に関わる情報をレポートとして基地局に送ることにより、基地局は干渉が大きい端末と小さい端末とを区別することができ、これによってサービスエリア内の遅延特性の精度を高めることが期待できる。
以下、実施形態の変形例を説明する。レポートは、端末のアクセスカテゴリ毎の遅延又はジッタの測定結果に加えて、端末における干渉状況に関わる情報を有していてもよい。基地局の同一のサービスエリア内であっても端末の場所によっては他の干渉源の影響から送信機会(ＴＸＯＰ)を得られずに遅延が大きくなる場合がある。このような端末がある場合は、遅延特性に偏りが生じる。例えば、このような干渉に関わる情報をレポートとして基地局に送ることにより、基地局は干渉が大きい端末と小さい端末とを区別することができ、これによってサービスエリア内の遅延特性の精度を高めることが期待できる。
【0091】
基地局と端末との通信に際し、図１４に示すように、基地局１０は定期的にビーコンを送信している。端末２０は、基地局１０からのビーコンの受信成功率を、端末２０における干渉を評価するための情報をとして算出する。この他、端末２０は、基地局１０がビーコンの作成時にビーコンに格納した時刻（タイムスタンプ）と、ビーコンを受信したときの時刻との差を端末２０における干渉を評価するための情報として算出する。端末２０は、これらの干渉を評価するための情報をレポートに含めて基地局１０に送信する。なお、端末２０における干渉を評価するための情報は、特定の情報に限定されない。
【0092】
また、前述した実施形態及びその変形例では、端末で遅延及びジッタの少なくとも1つが測定され、測定結果が端末から基地局に対してレポートされる。逆に、基地局で遅延及びジッタの少なくとも1つが測定され、測定結果が基地局から端末に対してレポートされてもよい。この場合、図１０及び図１１の処理が基地局で行われ、図１２及び図１３の処理が端末で行われる。基地局の場合、測定結果がビーコンに含められて端末に送られてもよい。
【0093】
また、上述した実施形態による各処理は、コンピュータであるプロセッサに実行させることができるプログラムとして記憶させておくこともできる。この他、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の外部記憶装置の記憶媒体に格納して配布することができる。そして、プロセッサは、この外部記憶装置の記憶媒体に記憶されたプログラムを読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行することができる。
【符号の説明】
【0094】
１…通信システム
１０…基地局
１１…プロセッサ
１２…ＲＯＭ
１３…ＲＡＭ
１４…無線モジュール
１５…ルータモジュール
２０…端末
２１…プロセッサ
２２…ＲＯＭ
２３…ＲＡＭ
２４…無線モジュール
２５…ディスプレイ
２６…ストレージ
１０１…データ処理部
１０２…無線信号処理部
１０３…管理部
２０１…データ処理部
２０２…無線信号処理部
２０３…測定部
１０…基地局
１１…プロセッサ
１２…ＲＯＭ
１３…ＲＡＭ
１４…無線モジュール
１５…ルータモジュール
２０…端末
２１…プロセッサ
２２…ＲＯＭ
２３…ＲＡＭ
２４…無線モジュール
２５…ディスプレイ
２６…ストレージ
１０１…データ処理部
１０２…無線信号処理部
１０３…管理部
２０１…データ処理部
２０２…無線信号処理部
２０３…測定部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】