JP5715087B2 - 制御方法、無線システム及び無線基地局 - Google Patents

Description

本発明は、遅延時間が影響する無線アクセスシステムの技術に関する。

ワイヤレスホームネットワークを構築する無線方式としては、例えば、非特許文献１に記載されているように、ＩＥＥＥ８０２．１１委員会で規定されている無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムにおける無線方式が代表的である。当該無線方式におけるＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤのアクセス方式が、ＩＥＥＥ８０２．１１規格において規定されている。当該規格では、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式を用いたＤＣＦ（Distributed Coordination Function）、すなわち、自律分散的なアクセス制御が採用されている。

ＣＳＭＡ／ＣＡでは、無線信号の衝突を回避するために、キャリアセンス及びバックオフ制御という機能が実装されている。キャリアセンスは、無線信号の送信を試みようとする無線端末局が、無線チャネルの利用状況を確認し、他の無線端末局が無線信号を送信している間、無線信号の送信を待機することで衝突を回避する方法である。また、バックオフ制御は、無線端末局がキャリアセンスを実施後、無線チャネルが利用されていないことを確認してからすぐに無線信号を送信することなく、規定の範囲内で発生させた乱数をもとに生成した時間だけ待機した後に、無線信号を送信することで衝突を回避する方法である。

また、ＣＳＭＡ／ＣＡでは、無線信号を送信する前には、最低限の信号送信間隔としてＩＦＳ（Inter Frame Space）が規定されており、短フレーム間隔であるＳＩＦＳ（Short IFS）、ポーリング用フレーム間隔であるＰＩＦＳ（PCF（Point Coordination Function） IFS）、分散制御用フレーム間隔であるＤＩＦＳ（DCF IFS）などが定義されている。そして、受信側が正しくデータ信号を受信した場合には、送信側に正常に受信したことを知らせるための応答信号としてＡＣＫ（ACKnowledgement）信号を、送信側が当該受信データ信号の末尾から最優先のＳＩＦＳで受信できるように制御する。さらに、ＩＦＳ以外の規定時間として、信号送信時における送信側-受信側間の最大伝搬遅延時間を示すaAirPropagationTimeなどが定義されている。以降、上記ＳＩＦＳやaAirPropagationTimeに代表される規定時間をプロトコル規定時間と呼称する。

一方、近年、一般家庭やオフィス、あるいは駅や空港での公衆ホットスポットサービスなど、無線端末局からの無線通信をアクセス回線として利用し、光回線に代表されるブロードバンド回線を介して身近にインターネットを利用できる環境が普及しつつある。特に、近年のブロードバンドルータには無線ＬＡＮ通信機能が内蔵されているものも多い。また、ノートパソコンには無線ＬＡＮ通信機能に加え、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信機能が内蔵されている機種も増えてきている。このような通信機能を使って、家庭内やオフィスにおいて簡便に無線通信環境が構築できる。このような状況の中、家庭やオフィスに無線ゲートウェイ装置を設置し、複数の無線方式をサポートしたい、あるいは、新しい無線方式に柔軟に対応したいといったニーズが高まっている。

現状では、ネットワーク接続のためのブロードバンドルータに代表される無線ゲートウェイ装置と、家庭やオフィス等で用いられる各種無線端末局用の無線基地局あるいは無線ゲートウェイ装置は、それぞれ異なる装置として開発・発展してきた。そのため、複数の無線方式のサービスを同時に受けるためには、複数の異なる無線ゲートウェイ装置を設置する必要があり、設置コストが問題であった。また、新たな無線方式のサービスを受けるためには、次々と新たな無線ゲートウェイ装置を設置・更改していく必要があった。

無線ゲートウェイシステムとしては、特許文献１及び特許文献２に示される構成が提案されている。特許文献１に示す技術では、無線ゲートウェイ装置は、無線信号の受信部、受信信号のディジタル化（アナログ-ディジタル変換部）、及び、ディジタル信号の伝送部のみに簡略化した構成である。無線ゲートウェイ装置でディジタル化した受信信号を、ネットワークを介して信号処理サーバに伝送し、受信信号の復調・復号等の処理を行うことができる。また、特許文献２に示す技術では、無線ゲートウェイ装置が、検出した無線方式に基づいて信号処理を実施する装置（無線ゲートウェイ装置あるいは信号処理サーバ）を決定したり、無線ゲートウェイ装置で用いるソフトウェア信号処理を適時ネットワーク上のプログラムサーバからダウンロードして信号処理部を書き換えたりすることができる。

上記特許文献１や特許文献２の技術を用いた構成によれば、信号処理サーバ側でのソフトウェア信号処理を変更することにより、新たな無線方式を含めた複数の無線方式のサービスを提供することが可能となるため、新規の無線ゲートウェイ装置の設置・更改によるコストの問題の解消が期待できる。

なお、このような無線ゲートウェイシステム構成では、インターネットやＷＡＮ（Wide Area Network）など広域ネットワークを媒介するネットワークとしての利用も想定できる。また、これに限らず、オフィス内ネットワークやホームネットワーク等に代表されるＬＡＮ環境において、信号処理サーバとしてパソコンを利用したり、ホームゲートウェイあるいはサービスゲートウェイ等の装置を利用したりする、といった構成も可能である。以降、上記無線アクセスシステムをフレキシブルワイヤレスシステムと呼称し、フレキシブルワイヤレスシステムにおける無線基地局をフレキシブル無線基地局と呼称する。

特開２００７−１６６２７８号公報 特開２００９−２３１９０３号公報

IEEE Std 802.11-2007（P.256-271）

しかしながら、プロトコル規定時間が設定されている無線アクセスシステム（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格）において、最低受信感度は満足しているが、無線基地局と無線端末局が遠距離に位置しているために長い伝搬遅延時間が発生し、プロトコル規定時間（aAirpropagationTime）を守れないため、無線基地局との通信を確立できない無線端末局が存在する。

また、フレキシブルワイヤレスシステムでは、フレキシブル無線基地局の処理能力が低いことによる長い処理遅延時間が発生する。これにより、最低受信感度は満足しているが、プロトコル規定時間（ＳＩＦＳ）を守れないため、フレキシブル無線基地局との通信を確立できない無線端末局が存在する。

設定されたプロトコル規定時間を制御（緩和）することにより、当該無線端末局はプロトコル規定時間を満足できるようになり、無線基地局又はフレキシブル無線基地局と通信を確立することができるようになる。例えば、特許第３９６３７００号に示す技術では、無線ＬＡＮの標準パラメータを動的に変更する方法が記述されている。

当該方法の実現手段は、簡潔に述べると以下の通りである。まず、監視する標準パラメータと当該標準パラメータの閾値を決定する。次に、無線基地局と複数の無線端末局で構成されるネットワークであるＢＳＳ（Basic Service Set）を構築後、当該標準パラメータを監視する。そして、当該標準パラメータが当該閾値を下回った場合、構築済みのＢＳＳを終了し、当該標準パラメータが所望の条件を満足するように、ＢＳＳを再構築する。

当該特許では、標準パラメータとして、ＡＴＩＭウィンドウ（ATIM Window）、コンテンションフリー期間（dot11CFPPeriod）、コンテンションフリー期間の最大期間（dot11CFPMaxDuration）が挙げられているが、標準パラメータとしてプロトコル規定時間を利用することで、プロトコル規定時間を満足できない場合に、プロトコル規定時間を緩和したＢＳＳを再構築することにより、上記無線基地局又はフレキシブル無線基地局と通信を確立できない無線端末局が、当該無線基地局又は当該フレキシブル無線基地局と通信を確立することができるようになると考えられる。

しかしながら、最低受信感度を満たすことだけを制御条件とした場合、元（緩和前）のプロトコル規定時間を守ることができる無線端末局と比べると、プロトコル規定時間を緩和した無線端末局は、無線基地局又はフレキシブル無線基地局との通信に要する時間が長くなるため、伝送特性（例えばスループット）が劣化するという問題があった。

また、プロトコル規定時間を緩和するためにＢＳＳを再構築した場合、無線基地局又はフレキシブル無線基地局配下の全ての無線端末局に設定されたプロトコル規定時間が一斉に緩和されることになる。したがって、プロトコル規定時間を緩和する必要がない無線端末局に設定されたプロトコル規定時間も緩和されることになるため、不要な伝送特性の劣化を招くという問題もあった。

上記事情に鑑み、本発明は、プロトコル規定時間を緩和して無線通信を行うシステムにおいて、伝送特性の劣化を軽減する技術を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、無線端末局及び無線基地局を備える無線システムが行う制御方法であって、前記無線端末局が、前記無線基地局にスループットを算出するために必要な情報を通知するステップと、前記無線基地局が、前記情報に基づいてスループットを算出するステップと、前記無線基地局が、伝送レート及び基準プロトコル規定時間に基づいて基準スループットを算出するステップと、前記無線基地局が、前記スループット及び前記基準スループットに基づいてスループットの劣化量を算出するステップと、前記無線基地局が、受信電力及び前記劣化量に基づいてプロトコル規定時間の変更の可否を判定するステップと、前記無線基地局が、前記受信電力が最低受信感度以上であり、且つ、前記劣化量が閾値以下である場合、プロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを変更するステップと、前記無線基地局が、前記無線端末局に変更後のプロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを通知するステップと、前記無線端末局が、前記無線基地局から通知されたプロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを自装置に反映させるステップと、を有する制御方法である。

本発明の一態様は、上記の制御方法であって、前記無線基地局は、前記無線基地局と前記無線端末局との間の距離に基づいて前記劣化量を算出する。

本発明の一態様は、上記の制御方法であって、前記無線基地局は、前記無線基地局と前記無線端末局との間の通信に要する時間に基づいて前記劣化量を算出する。

本発明の一態様は、上記の制御方法であって、前記無線基地局は、前記無線端末局から信号を受信する際に算出した要求プロトコル規定時間に基づいて前記劣化量を算出する。

本発明の一態様は、無線端末局及び無線基地局を備える無線システムであって、前記無線端末局は、前記無線基地局にスループットを算出するために必要な情報を通知する通知部と、前記無線基地局から通知されたプロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを自装置に反映させる変更部と、を備え、前記無線基地局は、前記情報に基づいてスループットを算出するスループット算出部と、伝送レート及び基準プロトコル規定時間に基づいて基準スループットを算出する基準スループット算出部と、前記スループット及び前記基準スループットに基づいてスループットの劣化量を算出するスループット劣化量算出部と、受信電力及び前記劣化量に基づいてプロトコル規定時間の変更の可否を判定するプロトコル規定時間変更判定部と、前記受信電力が最低受信感度以上であり、且つ、前記劣化量が閾値以下である場合、プロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを変更する変更部と、前記無線端末局に変更後のプロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを通知する通知部と、を備える無線システムである。

本発明の一態様は、無線端末局と無線通信する無線基地局であって、前記無線端末局から通知され、スループットを算出するために必要な情報に基づいてスループットを算出するスループット算出部と、伝送レート及び基準プロトコル規定時間に基づいて基準スループットを算出する基準スループット算出部と、前記スループット及び前記基準スループットに基づいてスループットの劣化量を算出するスループット劣化量算出部と、受信電力及び前記劣化量に基づいてプロトコル規定時間の変更の可否を判定するプロトコル規定時間変更判定部と、前記受信電力が最低受信感度以上であり、且つ、前記劣化量が閾値以下である場合、プロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを変更する変更部と、前記無線端末局に変更後のプロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを通知する通知部と、を備える無線基地局である。

本発明により、プロトコル規定時間を緩和して無線通信を行うシステムにおいて伝送特性の劣化を軽減することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る無線アクセスシステムのブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るシーケンス図である。 本発明の第１の実施形態におけるデュレーション算出方法の変更に関する概念図である。 ＳＩＦＳの変更に関する概念図である。 本発明の第２の実施形態に係る無線アクセスシステムのブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係るシーケンス図である。 本発明の第３の実施形態に係る無線アクセスシステムのブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るシーケンス図である。 本発明の第４の実施形態に係る無線アクセスシステムのブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係るシーケンス図である。 本発明の第４の実施形態におけるデュレーション算出方法の変更に関する概念図である。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線アクセスシステムのブロック図である。図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る無線アクセスシステムは、無線基地局１０１と無線端末局１０２とからなる。

なお、第１の実施形態は、プロトコル規定時間を緩和する制御条件として、最低受信感度に加え、制御時のスループット劣化量を加味した処理を実施し、当該処理を各無線端末局１０２に対してプロトコル規定時間を緩和する処理として実施するものである。以降、上記元（緩和前）のプロトコル規定時間を基準プロトコル規定時間と呼称し、基準プロトコル規定時間を用いた場合にデータ信号の通信が完了（データ信号を送信開始してから当該データ信号に対応する応答信号を受信終了）するまでに要する時間から算出されるスループットを基準スループットと呼称する。

無線基地局１０１は、通信部（送信部及び受信部）１１１と、スループット算出用情報取得・算出部１２１と、スループット算出部１２２と、受信電力測定部１３１と、伝送レート決定部１３２と、基準スループット算出部１３３と、スループット劣化量算出部１４１と、プロトコル規定時間変更判定部１４２と、プロトコル規定時間変更部１５１と、プロトコル規定時間変更通知信号作成部１５２と、デュレーション算出方法変更部１６１と、デュレーション算出方法変更通知信号作成部１６２と、を備えている。

通信部１１１は、無線端末局１０２の通信部１７１との間で、信号を送受信する。スループット算出用情報取得・算出部１２１は、スループット算出部１２２がスループットを算出するために必要な情報を取得あるいは算出する。スループット算出部１２２は、スループット算出用情報取得・算出部１２１が取得あるいは算出した情報からスループットを算出する。受信電力測定部１３１は、受信した信号の受信電力を測定する。伝送レート決定部１３２は、受信電力測定部１３１が測定した受信電力から伝送レートを決定する。基準スループット算出部１３３は、伝送レート決定部が決定した伝送レート及び基準プロトコル規定時間から基準スループットを算出する。

スループット劣化量算出部１４１は、スループット算出部１２２が算出したスループット及び基準スループット算出部１３３が算出した基準スループットからスループットの劣化量を算出する。プロトコル規定時間変更判定部１４２は、受信電力測定部１３１が測定した受信電力及びスループット劣化量算出部１４１が算出したスループット劣化量からプロトコル規定時間の変更可否を判定する。

プロトコル規定時間変更部１５１は、プロトコル規定時間変更判定部１４２がプロトコル規定時間の変更を許可した場合、当該無線基地局１０１に設定されたプロトコル規定時間を変更する。プロトコル規定時間変更通知信号作成部１５２は、プロトコル規定時間変更部１５１が変更したプロトコル規定時間を通知する信号（以下、プロトコル規定時間変更通知信号）を作成する。

デュレーション算出方法変更部１６１は、プロトコル規定時間変更判定部１４２がプロトコル規定時間の変更を許可した場合、当該無線基地局１０１に設定されたデュレーション算出方法を変更する。デュレーション算出方法変更通知信号作成部１６２は、デュレーション算出方法変更部１６１が変更したデュレーション算出方法を通知する信号（以下、デュレーション算出方法変更通知信号）を作成する。

無線端末局１０２は、通信部１７１と、スループット算出用情報通知信号作成部１７２と、同期確立部１７３と、を備えている。

スループット算出用情報通知信号作成部１７２は、スループットを算出するために必要情報（以下、スループット算出用情報）を通知する信号（以下、スループット算出用情報通知信号）を作成する。通信部１７１は、無線基地局１０１の通信部１１１との間で、信号を送受信する。同期確立部１７３は、無線基地局から報知信号（以下、ビーコン（Beacon）信号）を受信した際に、当該無線基地局１０１との時刻同期を確立する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係るシーケンス図である。本発明の第１の実施形態に係る無線アクセスシステムにおける処理について、図２のシーケンス図を参照しながら説明する。
図２において、無線基地局１０１では、通信部１１１が、無線端末局１０２にビーコン（Beacon）信号を送信する（ステップＳ１０１）。
無線端末局１０２では、通信部１７１が、ビーコン信号を受信し、同期確立部１７３が、当該ビーコン信号をもとに、接続先となる無線基地局１０１を決定し（ステップＳ１０２）、時刻同期を確立する（ステップＳ１０３）。

無線端末局１０２では、通信部１７１が、当該無線基地局１０１と接続を確立するために、当該無線基地局１０１にオーセンティケーション（Authentication）信号を送信する（ステップＳ１０４）。
無線基地局１０１では、通信部１１１が、オーセンティケーション信号を受信し、基準プロトコル規定時間内に間に合う場合は、無線端末局１０２に当該オーセンティケーション信号に対応するＡＣＫ信号を送信する（ステップＳ１０５）。
無線端末局１０２では、当該ＡＣＫ信号を基準プロトコル規定時間内に受信できなかった場合、通信部１７１が、当該無線基地局１０１に当該オーセンティケーション信号を再送することになる（ステップＳ１０６）。当該オーセンティケーション信号の再送回数が最大再送回数を超えた場合（ステップＳ１０７）、通信部１７１が、無線基地局１０１にスループット算出用情報通知信号作成部１７２が作成したスループット算出用情報通知信号を送信する（ステップＳ１０８）。

無線基地局１０１では、通信部１１１が、無線端末局１０２からスループット算出用情報通知信号を受信する。そして、スループット算出用情報取得・算出部１２１が、当該スループット算出用情報通知信号からスループット算出用情報を取得する（ステップＳ１０９）。また、受信電力測定部１３１が、当該スループット算出用情報通知信号の受信電力を測定する（ステップＳ１１０）。そして、伝送レート決定部１３２が、当該受信電力から伝送レートを決定する（ステップＳ１１１）。続いて、基準スループット算出部１３３が、当該伝送レート及び基準プロトコル規定時間から基準スループットを算出する（ステップＳ１１２）。

無線基地局１０１では、スループット算出部１２２が、当該スループット算出用情報からスループットを算出する（ステップＳ１１３）。第１の実施形態では、例えば、ＩＰ（Internet Protocol）レイヤなどの上位レイヤでのスループット（スループット：データ信号の伝送効率）は、データ信号のサイズとデータ信号の通信が完了（データ信号を送信開始してから当該データ信号に対応する応答信号を受信終了）するまでに要する時間から算出する。

無線基地局１０１では、スループット劣化量算出部１４１が、当該スループット及び当該基準スループットからスループット劣化量を算出する（ステップＳ１１４）。そして、プロトコル規定時間変更判定部１４２が、当該受信電力及び当該スループット劣化量からプロトコル規定時間の変更可否を判定する（ステップＳ１１５）。具体的には、当該受信電力が最低受信感度以上であり、かつ、当該スループット劣化量が閾値以下である場合、プロトコル規定時間の変更を許可する。

無線基地局１０１では、プロトコル規定時間の変更を許可した場合、プロトコル規定時間変更部１５１が、当該変更を実施する（ステップＳ１１６）。そして、プロトコル規定時間変更通知信号作成部１５２が、当該変更を通知するプロトコル規定時間変更通知信号を作成する。
さらに、デュレーション算出方法変更部１６１が、デュレーション算出方法の変更を実施する（ステップＳ１１７）。そして、デュレーション算出方法変更通知信号作成部１６２が、当該変更を通知するデュレーション算出方法変更通知信号を作成する。続いて、通信部１１１が、無線端末局１０２に当該プロトコル規定時間変更通知信号及び当該デュレーション算出方法変更通知信号を送信する（ステップＳ１１８）。

図３は、本発明の第１の実施形態におけるデュレーション算出方法の変更に関する概念図である。図３（Ａ）は、基準プロトコル規定時間を満足できる、通常の応答シーケンスを示している。図３（Ｂ）は、基準プロトコル規定時間を満足できず、デュレーション算出方法を変更した場合の応答シーケンスを示している。
図３に示すように、無線端末局１０２からデータ（Data）信号が無線基地局１０１に送信されると、無線基地局１０１は当該データ信号の受信処理を行い、当該データ信号を受信してからＳＩＦＳ時間経過後に、無線端末局１０２にＡＣＫ信号を送信する。図３（Ａ）に示すように、通常の応答シーケンスでは、ＳＩＦＳとＡＣＫ信号のフレーム長の合計がＮＡＶ（Network Allocation Vector）期間に設定される。送受信に関与しない周辺の他の無線端末局は、このＮＡＶ期間は、送信を禁止する。
無線端末局１０２と無線基地局１０１との間には伝搬遅延時間がある。この伝搬遅延時間が短い場合には、図３（Ａ）に示すように、無線端末局１０２は、ＮＡＶ期間Ｔ１内に、無線基地局１０１からのＡＣＫ信号を受信でき、基準プロトコル規定時間を満足できる。

これに対して、図３（Ｂ）に示すように、無線端末局１０２と無線基地局１０１との間の伝搬遅延時間が長いと、基準プロトコル規定時間を満足できなくなる。この例では、無線端末局１０２と無線基地局１０１との間の伝搬遅延時間（aAirPropagationTime；ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、aAirPropagationTimeは１μｓ以下と規定）は、［１μｓ＋α］となっている。したがって、無線端末局１０２から無線基地局１０１にデータ信号を送信する際に［１μｓ＋α］の伝搬遅延時間が発生し、さらに、無線基地局１０１から無線端末局１０２にＡＣＫ信号を送信する際に［１μｓ＋α］の伝搬遅延時間が発生することになる。この場合、、無線端末局１０２は、ＮＡＶ期間Ｔ１内に、無線基地局１０１からのＡＣＫ信号を受信できなくなる。そこで、図３（Ｂ）に示すように、ＮＡＶ期間を、ＳＩＦＳとＡＣＫ信号のフレーム長の合計に伝搬遅延時間２αを加算した期間Ｔ２に延長して設定する。このように、ＮＡＶ期間をＴ２に延長することで、無線端末局１０２は、ＮＡＶ期間Ｔ２内に、無線基地局１０１からのＡＣＫ信号を受信できるようになる。

図２において、無線端末局１０２では、通信部１７１が、プロトコル規定時間変更通知信号及びデュレーション算出方法変更通知信号を受信し、プロトコル規定時間及びデュレーション算出方法を変更する（ステップＳ１１９、Ｓ１２０）。そして、通信部１７１が、無線基地局１０１に再びオーセンティケーション信号を送信する（ステップＳ１２１）。

無線基地局１０１では、通信部１１１が、オーセンティケーション信号を受信する。今回は、図３に示したように、プロトコル規定時間を緩和しているため、通信部１１１が、無線端末局１０２に当該オーセンティケーション信号に対応するＡＣＫ信号を当該プロトコル規定時間内に送信することができる（ステップＳ１２２）。

無線端末局１０２では、通信部１７１が、ＡＣＫ信号を受信し、無線基地局１０１にアソシエーション（Association）信号を送信する（ステップＳ１２３）。
無線基地局１０１では、通信部１１１が、アソシエーション信号を受信する。そして、通信部１１１は、アソシエーション信号を受信すると、無線端末局１０２に当該アソシエーション信号に対応するＡＣＫ信号を送信する（ステップＳ１２４）。
無線端末局１０２では、通信部１７１が、ＡＣＫ信号を受信し、当該無線基地局１０１と接続を確立するため、当該無線基地局１０１にデータ（Data）信号を送信できるようになる（ステップＳ１２５）。
無線基地局１０１では、通信部１１１が、データ信号を受信すると、無線端末局１０２に当該データ信号に対応するＡＣＫ信号を送信する（ステップＳ１２６）。

なお、無線端末局１０２が、１回目のオーセンティケーション信号に対応するＡＣＫ信号を基準プロトコル規定時間内に受信できた場合は（ステップＳ１０４〜Ｓ１０５）、スループット算出用情報通知信号の送信からデュレーション算出方法を変更した後に送信するオーセンティケーション信号に対応するＡＣＫ信号を受信するまでの処理（ステップＳ１０８〜ステップＳ１２２）を実施する必要はない。

以上、プロトコル規定時間の変更に伴うデュレーション算出方法を変更する方法について記述してきたが、本発明は、上記に限定されるものではない。すなわち、上述の例では、図３に示したように、伝搬遅延時間に相当するだけＮＡＶ期間を延長する変更処理を行っているが、伝搬遅延時間に相当するだけＳＩＦＳを短縮してもよい。

図４は、ＳＩＦＳの変更に関する概念図である。図４（Ａ）は、基準プロトコル規定時間を満足できる、通常の応答シーケンスを示している。図４（Ｂ）は、基準プロトコル規定時間を満足できず、ＳＩＦＳを変更した場合の応答シーケンスを示している。
図４に示すように、ＳＩＦＳは、データ信号を受信してからＡＣＫ信号を送信するまでの時間である。通常の応答シーケンスでは、ＳＩＦＳの時間は、例えば１６μｓに決められている。そして、ＳＩＦＳとＡＣＫ信号のフレーム長の合計がＮＡＶ期間に設定される。
無線端末局１０２と無線基地局１０１との間には伝搬遅延時間がある。この伝搬遅延時間が短い場合には、図４（Ａ）に示すように、無線端末局１０２は、ＮＡＶ期間内に、無線基地局１０１からのＡＣＫ信号を受信でき、基準プロトコル規定時間を満足できる。

これに対して、図４（Ｂ）に示すように、無線端末局１０２と無線基地局１０１との間の伝搬遅延時間が長いと、基準プロトコル規定時間を満足できなくなる。この例では、無線端末局１０２と無線基地局１０１との間には伝搬遅延時間（aAirPropagationTime；ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、aAirPropagationTimeは１μｓ以下と規定）は、［１μｓ＋α］となっている。したがって、無線端末局１０２から無線基地局１０１にデータ信号を送信する際に［１μｓ＋α］の伝搬遅延時間が発生し、さらに、無線基地局１０１から無線端末局１０２にＡＣＫ信号を送信する際に［１μｓ＋α］の伝搬遅延時間が発生することになる。この場合、無線端末局１０２は、ＮＡＶ期間内に、無線基地局１０１からのＡＣＫ信号を受信できなくなる。そこで、図４（Ｂ）に示すように、ＳＩＦＳを短縮して、無線基地局１０１が無線端末局１０２からデータ信号を受信してから、ＡＣＫ信号を無線端末局１０２に送信するまでの時間を短くする。すなわち、この例では、ＳＩＦＳを２α短縮して、［１６μｓ−２α］に変更する。このように、ＳＩＦＳを短縮することで、無線端末局１０２は、ＮＡＶ期間内に、無線基地局１０１からのＡＣＫ信号を受信できるようになる。

なお、この場合、無線基地局１０１と無線端末局１０２との間でＳＩＦＳの短縮可否を判定することが必要になるが、スループットを劣化させることなく、無線基地局１０１と無線端末局１０２との間の通信を確立することが可能である。

また、デュレーション算出方法を変更する方法、及び、ＳＩＦＳを短縮する方法を併用してもよい。つまり、無線基地局１０１と無線端末局１０２との間がさほど遠距離ではなく、ＳＩＦＳの短縮量が少ないために当該短縮が可能である場合はＳＩＦＳの短縮を行い、無線基地局１０１と無線端末局１０２との間が遠距離であり、ＳＩＦＳの短縮量が多いために当該短縮が不可能である場合はデュレーション算出方法の変更を行うといった運用をしてもよい。

上述のように、本発明の第１の実施形態では、受信電力が最低受信感度以上であることに加え、スループットの劣化量を算出し、算出したスループット劣化量が閾値以下である場合に、プロトコル規定時間の変更を許可できるようにしている。これにより、無線基地局１０１と無線端末局１０２が遠距離に位置しているために、伝搬遅延時間が基準プロトコル規定時間を満足できない場合であっても、スループットの劣化量を一定値以下に保ちつつ、無線基地局１０１と無線端末局１０２との間の通信を確立することができる。
また、上記一連の処理を各無線端末局１０２に対して個別に実施するため、伝搬遅延時間が基準プロトコル規定時間を満足できる無線端末局１０２のプロトコル規定時間を変更することはない。したがって、プロトコル規定時間を緩和する無線端末局１０２以外の無線端末局におけるスループットの劣化を防ぐことができる。

［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態に係る無線アクセスシステムのブロック図である。図５に示すように、本発明の第２の実施形態に係るシステムは、無線基地局２０１と無線端末局２０２とからなる。

無線基地局２０１は、位置情報取得部２１０と、通信部２１１と、伝送遅延時間算出部２２１と、スループット算出部２２２と、受信電力測定部２３１と、伝送レート決定部２３２と、基準スループット算出部２３３と、スループット劣化量算出部２４１と、プロトコル規定時間変更判定部２４２と、プロトコル規定時間変更部２５１と、プロトコル規定時間変更通知信号作成部２５２と、デュレーション算出方法変更部２６１と、デュレーション算出方法変更通知信号作成部２６２と、を備えている。

無線端末局２０２は、位置情報取得部２７０と、通信部２７１と、位置情報通知信号作成部２７２と、同期確立部２７３と、を備えている。

第２の実施形態では、無線基地局２０１と無線端末局２０２との間の距離をもとに伝送遅延時間を算出し、スループット劣化量を算出する。第２の実施形態における基本構成については、前述の第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態に係る無線アクセスシステムでは、前述の第１の実施形態に対して、無線基地局２０１に、さらに、位置情報取得部２１０と伝送遅延時間算出部２２１とが備えられる。
位置情報取得部２１０は、無線端末局２０２から位置情報を通知する信号（以下、位置情報通知信号）を受信した場合、当該無線端末局２０２の位置情報を取得する。また、位置情報取得部２１０は、当該無線基地局２０１の位置情報を取得する。当該無線基地局２０１の位置情報を取得する方法としては、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用することが考えられる。伝送遅延時間算出部２２１は、位置情報取得部２１０が取得した当該無線基地局２０１の位置情報及び無線端末局２０２の位置情報から当該無線基地局２０１と当該無線端末局２０２との間の距離を算出し、算出した距離及び伝送レート決定部２３２が決定した伝送レートから伝送遅延時間を算出する。スループット算出部２２２は、伝送遅延時間算出部２２１が算出した伝送遅延時間からスループットを算出する。他の構成については、前述の第１の実施形態と同様である。

また、第２の実施形態に係る無線アクセスシステムでは、前述の第１の実施形態に対して、無線端末局２０２に、さらに、位置情報取得部２７０と位置情報通知信号作成部２７２とが備えられる。
位置情報取得部２７０は、当該無線端末局２０２の位置情報を取得する。位置情報を取得する方法としては、例えば、ＧＰＳを利用するといった方法が考えられる。位置情報通知信号作成部２７２は、位置情報通知信号を作成する。他の構成については、前述の第１の実施形態と同様である。

図６は、本発明の第２の実施形態に係るシーケンス図である。本発明の第２の実施形態に係る無線アクセスシステムにおける処理について、図６のシーケンス図を参照しながら説明する。
図６において、無線基地局２０１では、位置情報取得部２１０が、自身の位置情報を取得する（ステップＳ２００ａ）。無線端末局２０２では、位置情報取得部２７０が、自身の位置情報を取得する（ステップＳ２００ｂ）。
無線基地局２０１では、通信部２１１が、無線端末局２０２にビーコン（Beacon）信号を送信する（ステップＳ２０１）。
無線端末局２０２では、通信部２７１が、ビーコン信号を受信し、同期確立部２７３が、当該ビーコン信号をもとに、接続先となる無線基地局２０１を決定し（ステップＳ２０２）、時刻同期を確立する（ステップＳ２０３）。

無線端末局２０２では、通信部２７１が、当該無線基地局２０１と接続を確立するために、当該無線基地局２０１にオーセンティケーション（Authentication）信号を送信する（ステップＳ２０４）。
無線基地局２０１では、通信部２１１が、オーセンティケーション信号を受信し、基準プロトコル規定時間内に間に合う場合は、無線端末局２０２に当該オーセンティケーション信号に対応するＡＣＫ信号を送信する（ステップＳ２０５）。
無線端末局２０２では、当該ＡＣＫ信号を基準プロトコル規定時間内に受信できなかった場合、通信部２７１が、当該無線基地局２０１に当該オーセンティケーション信号を再送することになる（ステップＳ２０６）。当該オーセンティケーション信号の再送回数が最大再送回数を超えた場合（ステップＳ２０７）、通信部２７１が、無線基地局２０１に位置情報通知信号作成部２７２が作成した位置情報通知信号を送信する（ステップＳ２０８）。

無線基地局２０１では、通信部２１１が、無線端末局２０２から位置情報通知信号を受信する。そして、位置情報取得部２１０が、当該位置情報通知信号から無線端末局２０２の位置情報を取得する（ステップＳ２０９）。また、受信電力測定部２３１が、当該位置情報通知信号の受信電力を測定する（ステップＳ２１０）。そして、伝送レート決定部２３２が、当該受信電力から伝送レートを決定する（ステップＳ２１１）。続いて、基準スループット算出部２３３が、当該伝送レート及び基準プロトコル規定時間から基準スループットを算出する（ステップＳ２１２）。

無線基地局２０１では、伝送遅延時間算出部２２１が、当該無線基地局２０１の位置情報及び無線端末局２０２の位置情報から当該無線基地局２０１と当該無線端末局２０２との間の距離を算出し、算出した距離及び決定した伝送レートから伝送遅延時間を算出する（ステップＳ２１３ａ）。そして、スループット算出部２２２が、当該伝送遅延時間からスループットを算出する（ステップＳ２１３ｂ）。

無線基地局２０１では、スループット劣化量算出部２４１が、当該スループット及び当該基準スループットからスループット劣化量を算出する（ステップＳ２１４）。そして、プロトコル規定時間変更判定部２４２が、当該受信電力及び当該スループット劣化量からプロトコル規定時間の変更可否を判定する（ステップＳ２１５）。具体的には、当該受信電力が最低受信感度以上であり、かつ、当該スループット劣化量が閾値以下である場合、プロトコル規定時間の変更を許可する。

無線基地局２０１では、プロトコル規定時間の変更を許可した場合、プロトコル規定時間変更部２５１が、当該変更を実施する（ステップＳ２１６）。そして、プロトコル規定時間変更通知信号作成部２５２が、当該変更を通知するプロトコル規定時間変更通知信号を作成する。
さらに、デュレーション算出方法変更部２６１が、デュレーション算出方法の変更を実施する（ステップＳ２１７）。そして、デュレーション算出方法変更通知信号作成部２６２が、当該変更を通知するデュレーション算出方法変更通知信号を作成する。続いて、通信部２１１が、無線端末局２０２に当該プロトコル規定時間変更通知信号及び当該デュレーション算出方法変更通知信号を送信する（ステップＳ２１８）。

無線端末局２０２では、通信部２７１が、プロトコル規定時間変更通知信号及びデュレーション算出方法変更通知信号を受信し、プロトコル規定時間及びデュレーション算出方法を変更する（ステップＳ２１９、Ｓ２２０）。そして、通信部２７１が、無線基地局２０１に再びオーセンティケーション信号を送信する（ステップＳ２２１）。

無線基地局２０１では、通信部２１１が、オーセンティケーション信号を受信する。今回は、プロトコル規定時間を緩和しているため、通信部２１１が、無線端末局２０２に当該オーセンティケーション信号に対応するＡＣＫ信号を当該プロトコル規定時間内に送信することができる（ステップＳ２２２）。

無線端末局２０２では、通信部２７１が、ＡＣＫ信号を受信し、無線基地局２０１にアソシエーション（Association）信号を送信する（ステップＳ２２３）。
無線基地局２０１では、通信部２１１が、アソシエーション信号を受信する。そして、通信部２１１は、アソシエーション信号を受信すると、無線端末局２０２に当該アソシエーション信号に対応するＡＣＫ信号を送信する（ステップＳ２２４）。
無線端末局２０２では、通信部２７１が、ＡＣＫ信号を受信し、当該無線基地局２０１と接続を確立するため、当該無線基地局２０１にデータ（Data）信号を送信できるようになる（ステップＳ２２５）。
無線基地局２０１では、通信部２１１が、データ信号を受信すると、無線端末局２０２に当該データ信号に対応するＡＣＫ信号を送信する（ステップＳ２２６）。

上述のように、本発明の第２の実施形態では、無線基地局２０１は位置情報取得部２１０を有し、無線端末局２０２は、位置情報取得部２７０を有する。無線基地局２０１と無線端末局２０２が遠距離に位置しているために、伝搬遅延時間が基準プロトコル規定時間を満足できない場合、無線基地局２０１が取得した無線基地局２０１及び無線端末局２０２の位置情報をもとにスループット劣化量が算出される。そして、受信電力が最低受信感度以上であり、かつ、当該スループット劣化量が閾値以下である場合に、プロトコル規定時間の変更を許可できるようにしている。これにより、スループットの劣化量を一定値以下に保ちつつ、無線基地局２０１と無線端末局２０２との間の通信を確立することができる。
また、上記一連の処理を各無線端末局２０２に対して個別に実施するため、伝搬遅延時間が基準プロトコル規定時間を満足できる無線端末局２０２のプロトコル規定時間を変更することはない。したがって、プロトコル規定時間を緩和する無線端末局２０２以外の無線端末局におけるスループットの劣化を防ぐことができる。

［第３の実施形態］
図７は、本発明の第３の実施形態に係る無線アクセスシステムのブロック図である。図７に示すように、本発明の第３の実施形態に係るシステムは、無線基地局３０１と無線端末局３０２とからなる。

無線基地局３０１は、通信部３１１と、送信・受信開始時間取得部３２０と、伝送遅延時間算出部３２１と、スループット算出部３２２と、受信電力測定部３３１と、伝送レート決定部３３２と、基準スループット算出部３３３と、スループット劣化量算出部３４１と、プロトコル規定時間変更判定部３４２と、プロトコル規定時間変更部３５１と、プロトコル規定時間変更通知信号作成部３５２と、デュレーション算出方法変更部３６１と、デュレーション算出方法変更通知信号作成部３６２と、を備えている。

無線端末局３０２は、通信部３７１と、送信開始時間通知信号作成部３７２と、同期確立部３７３と、を備えている。

第３の実施形態では、無線基地局３０１と無線端末局３０２との間の通信に要する時間をもとに伝送遅延時間を算出し、スループット劣化量を算出する。第３の実施形態における基本構成については、前述の第１の実施形態と同様である。

第３の実施形態に係る無線アクセスシステムでは、前述の第１の実施形態に対して、無線基地局３０１に、さらに、送信・受信開始時間取得部３２０と伝送遅延時間算出部３２１とが備えられる。
送信・受信開始時間取得部３２０は、無線端末局３０２から送信開始時間を通知する信号（以下、送信開始時間通知信号）を受信した場合、当該送信開始時間通知信号の送信開始時間及び受信開始時間を取得する。伝送遅延時間算出部３２１は、送信・受信開始時間取得部３２０が取得した送信開始時間及び受信開始時間から伝送遅延時間を算出する。スループット算出部３２２は、伝送遅延時間算出部３２１が算出した伝送遅延時間からスループットを算出する。他の構成については、前述の第１の実施形態と同様である。

また、第３の実施形態に係る無線アクセスシステムでは、前述の第１の実施形態に対して、無線端末局３０２に、さらに、送信開始時間通知信号作成部３７２が備えられる。
送信開始時間通知信号作成部３７２は、送信開始時間通知信号を作成する。他の構成については、前述の第１の実施形態と同様である。

図８は、本発明の第３の実施形態に係るシーケンス図である。本発明の第３の実施形態に係る無線アクセスシステムにおける処理について、図８のシーケンス図を参照しながら説明する。
図８において、無線基地局３０１では、通信部３１１が、無線端末局３０２にビーコン（Beacon）信号を送信する（ステップＳ３０１）。
無線端末局３０２では、通信部３７１が、ビーコン信号を受信し、同期確立部３７３が、当該ビーコン信号をもとに、接続先となる無線基地局３０１を決定し（ステップＳ３０２）、時刻同期を確立する（ステップＳ３０３）。

無線端末局３０２では、通信部３７１が、当該無線基地局３０１と接続を確立するために、当該無線基地局３０１にオーセンティケーション（Authentication）信号を送信する（ステップＳ３０４）。
無線基地局３０１では、通信部３１１が、オーセンティケーション信号を受信し、基準プロトコル規定時間内に間に合う場合は、無線端末局３０２に当該オーセンティケーション信号に対応するＡＣＫ信号を送信する（ステップＳ３０５）。
無線端末局３０２では、当該ＡＣＫ信号を基準プロトコル規定時間内に受信できなかった場合、通信部３７１が、当該無線基地局３０１に当該オーセンティケーション信号を再送することになる（ステップＳ３０６）。当該オーセンティケーション信号の再送回数が最大再送回数を超えた場合（ステップＳ３０７）、通信部３７１が、無線基地局３０１に送信開始時間通知信号作成部３７２が作成した送信開始時間通知信号を送信する（ステップＳ３０８）。

無線基地局３０１では、通信部３１１が、無線端末局３０２から送信開始時間通知信号を受信する。そして、送信・受信開始時間取得部３２０が、当該送信開始時間通知信号から当該送信開始時間通知信号の送信開始時間及び受信開始時間を取得する（ステップＳ３０９）。また、受信電力測定部３３１が、当該送信開始時間通知信号の受信電力を測定する（ステップＳ３１０）。そして、伝送レート決定部３３２が、当該受信電力から伝送レートを決定する（ステップＳ３１１）。続いて、基準スループット算出部３３３が、当該伝送レート及び基準プロトコル規定時間から基準スループットを算出する（ステップＳ３１２）。

無線基地局３０１では、伝送遅延時間算出部３２１が、当該送信開始時間及び当該受信開始時間から伝送遅延時間を算出する（ステップＳ３１３ａ）。そして、スループット算出部３２２が、当該伝送遅延時間からスループットを算出する（ステップＳ３１３ｂ）。

無線基地局３０１では、スループット劣化量算出部３４１が、当該スループット及び当該基準スループットからスループット劣化量を算出する（ステップＳ３１４）。そして、プロトコル規定時間変更判定部３４２が、当該受信電力及び当該スループット劣化量からプロトコル規定時間の変更可否を判定する（ステップＳ３１５）。具体的には、当該受信電力が最低受信感度以上であり、かつ、当該スループット劣化量が閾値以下である場合、プロトコル規定時間の変更を許可する。

無線基地局３０１では、プロトコル規定時間の変更を許可した場合、プロトコル規定時間変更部３５１が、当該変更を実施する（ステップＳ３１６）。そして、プロトコル規定時間変更通知信号作成部３５２が、当該変更を通知するプロトコル規定時間変更通知信号を作成する。
さらに、デュレーション算出方法変更部３６１が、デュレーション算出方法の変更を実施する（ステップＳ３１７）。そして、デュレーション算出方法変更通知信号作成部３６２が、当該変更を通知するデュレーション算出方法変更通知信号を作成する。続いて、通信部３１１が、無線端末局３０２に当該プロトコル規定時間変更通知信号及び当該デュレーション算出方法変更通知信号を送信する（ステップＳ３１８）。

無線端末局３０２では、通信部３７１が、プロトコル規定時間変更通知信号及びデュレーション算出方法変更通知信号を受信し、プロトコル規定時間及びデュレーション算出方法を変更する（ステップＳ３１９、Ｓ３２０）。そして、通信部３７１が、無線基地局３０１に再びオーセンティケーション信号を送信する（ステップＳ３２１）。

無線基地局３０１では、通信部３１１が、オーセンティケーション信号を受信する。今回は、プロトコル規定時間を緩和しているため、通信部３１１が、無線端末局３０２に当該オーセンティケーション信号に対応するＡＣＫ信号を当該プロトコル規定時間内に送信することができる（ステップＳ３２２）。

無線端末局３０２では、通信部３７１が、ＡＣＫ信号を受信し、無線基地局３０１にアソシエーション（Association）信号を送信する（ステップＳ３２３）。
無線基地局３０１では、通信部３１１が、アソシエーション信号を受信する。そして、通信部３１１は、アソシエーション信号を受信すると、無線端末局３０２に当該アソシエーション信号に対応するＡＣＫ信号を送信する（ステップＳ３２４）。
無線端末局３０２では、通信部３７１が、ＡＣＫ信号を受信し、当該無線基地局３０１と接続を確立するため、当該無線基地局３０１にデータ（Data）信号を送信できるようになる（ステップＳ３２５）。
無線基地局３０１では、通信部３１１が、データ信号を受信すると、無線端末局３０２に当該データ信号に対応するＡＣＫ信号を送信する（ステップＳ３２６）。

上述のように、本発明の第３の実施形態では、無線基地局３０１は送信・受信開始時間取得部３２０を有し、無線端末局３０２は送信開始時間通知信号作成部３７２を有する。無線基地局３０１と無線端末局３０２が遠距離に位置しているために、伝搬遅延時間が基準プロトコル規定時間を満足できない場合、無線基地局３０１が取得した送信開始時間及び受信開始時間をもとにスループット劣化量が算出される。そして、受信電力が最低受信感度以上であり、かつ、当該スループット劣化量が閾値以下である場合に、プロトコル規定時間の変更を許可できるようにしている。これにより、スループットの劣化量を一定値以下に保ちつつ、無線基地局３０１と無線端末局３０２との間の通信を確立することができる。
また、上記一連の処理を各無線端末局３０２に対して個別に実施するため、伝搬遅延時間が基準プロトコル規定時間を満足できる無線端末局３０２のプロトコル規定時間を変更することはない。したがって、プロトコル規定時間を緩和する無線端末局３０２以外の無線端末局におけるスループットの劣化を防ぐことができる。

［第４の実施形態］
図９は、本発明の第４の実施形態に係る無線アクセスシステムのブロック図である。図９に示すように、本発明の第４の実施形態に係る無線アクセスシステムは、フレキシブル無線基地局４０１と、無線端末局４０２と、信号処理装置４０３と、からなる。
ここで、フレキシブル無線基地局４０１と、無線端末局４０２と、信号処理装置４０３は、ＬＡＮ環境において、信号処理サーバとしてパソコンを利用したり、ホームゲートウェイあるいはサービスゲートウェイ等の装置を利用したりするようなフレキシブルネットワークを構成している。フレキシブル無線基地局４０１は、このようなフレキシブルネットワークにおける無線基地局である。

フレキシブル無線基地局４０１は、通信部４１１と、応答信号送信可否判定部４２０と、要求プロトコル規定時間算出部４２１と、スループット算出部４２２と、受信電力測定部４３１と、伝送レート決定部４３２と、基準スループット算出部４３３と、スループット劣化量算出部４４１と、プロトコル規定時間変更判定部４４２と、プロトコル規定時間変更部４５１と、プロトコル規定時間変更通知信号作成部４５２と、デュレーション算出方法変更部４６１と、デュレーション算出方法変更通知信号作成部４６２と、を備えている。

無線端末局４０２は、通信部４７１と同期確立部４７３とを備えている。
信号処理装置４０３は、通信部４８１を備えている。

前述の第１の実施形態では、無線基地局１０１が、無線端末局１０２から受信したスループット算出用情報通知信号をもとにスループットの劣化量を算出している。また、第２の実施形態では、無線基地局２０１が、取得した自身の位置情報及び無線端末局２０２から取得した当該無線端末局２０２の位置情報をもとに伝送遅延時間を算出し、スループット劣化量を算出している。また、第３の実施形態では、無線基地局３０１が、無線端末局３０２から取得した送信開始時間及び受信開始時間をもとに伝送遅延時間を算出し、スループット劣化量を算出している。

これに対して、第４の実施形態では、フレキシブル無線基地局４０１が、ＡＣＫ信号の送信が基準プロトコル規定時間内に間に合わないと判定した場合、ＡＣＫ信号の送信を間に合わせるために要求するプロトコル規定時間（以下、要求プロトコル規定時間）を算出し、算出した要求プロトコル規定時間をもとにスループット劣化量を算出する。

つまり、第４の実施形態に係る無線アクセスシステムでは、前述の第１の実施形態に対して、フレキシブル無線基地局４０１に、さらに、応答信号送信可否判定部４２０と要求プロトコル規定時間算出部４２１とが備えられる。
応答信号送信可否判定部４２０は、無線端末局４０２から応答信号を送信する必要がある信号（例えば、データ信号やオーセンティケーション信号）を受信した場合、応答信号の送信が基準プロトコル規定時間内に間に合うか否かを判定する。要求プロトコル規定時間算出部４２１は、応答信号送信可否判定部４２０が応答信号の送信が基準プロトコル規定時間に間に合わないと判定した場合、応答信号の送信を間に合わせるための要求プロトコル規定時間を算出する。スループット算出部４２２は、要求プロトコル規定時間算出部４２１が算出した要求プロトコル規定時間及び伝送レート決定部４３２が決定した伝送レートからスループットを算出する。他の構成については、前述の第１の実施形態と同様である。

なお、第４の実施形態は、フレキシブル無線基地局４０１の処理能力が低いために、処理時間（ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、ＳＩＦＳは最短の場合、１６μｓと規定）が基準プロトコル規定時間を満足できない場合、ＮＡＶ期間を、ＳＩＦＳとＡＣＫ信号のフレーム長の合計に、フレキシブル無線基地局４０１の処理時間を加算した期間に設定する処理を実施し、当該処理を各無線端末局４０２に対してプロトコル規定時間を緩和する処理として実施するものである。

図１０は、本発明の第４の実施形態に係るシーケンス図である。本発明の第４の実施形態に係る無線アクセスシステムにおける処理について、図１０のシーケンス図を参照しながら説明する。
図１０において、フレキシブル無線基地局４０１では、通信部４１１が、無線端末局４０２にビーコン（Beacon）信号を送信する（ステップＳ４０１）。
無線端末局４０２では、通信部４７１が、ビーコン信号を受信し、同期確立部４７３が、当該ビーコン信号をもとに、接続先となるフレキシブル無線基地局４０１を決定し（ステップＳ４０２）、時刻同期を確立する（ステップＳ４０３）。

無線端末局４０２では、通信部４７１が、当該フレキシブル無線基地局４０１と接続を確立するために、当該フレキシブル無線基地局４０１にオーセンティケーション（Authentication）信号を送信する（ステップＳ４０４）。
フレキシブル無線基地局４０１では、通信部４１１が、オーセンティケーション信号を受信する。そして、応答信号送信可否判定部４２０が、当該オーセンティケーション信号に対応するＡＣＫ信号の送信が基準プロトコル規定時間内に間に合うか否かを判定する（ステップＳ４０５）。続いて、当該ＡＣＫ信号の送信が基準プロトコル規定時間内に間に合うと判定した場合には、通信部４１１が、無線端末局４０２に当該ＡＣＫ信号を送信する（ステップＳ４０６）。

第４の実施形態では、フレキシブル無線基地局４０１が、ＡＣＫ信号の送信が基準プロトコル規定時間内に間に合うか否かを判定しているため、オーセンティケーション信号の再送回数が最大再送回数を超えた場合に、無線端末局４０２が、フレキシブル無線基地局４０１にスループット算出用情報通知信号を送信するといった動作を行うことはない（図２のステップＳ１０６〜ステップＳ１０８参照）。
フレキシブル無線基地局４０１では、当該ＡＣＫ信号の送信が基準プロトコル規定時間内に間に合わないと判定した場合、要求プロトコル規定時間算出部４２１が、当該ＡＣＫ信号の送信を間に合わせるための要求プロトコル規定時間を算出する（ステップＳ４０９）。なお、要求プロトコル規定時間の算出は、ＡＣＫ信号を送信する必要がある信号（ここでは、オーセンティケーション信号）を受信後、当該ＡＣＫ信号の送信を開始するまでに要した時間を計測することで行われる。

フレキシブル無線基地局４０１では、受信電力測定部４３１が、当該オーセンティケーション信号の受信電力を測定する（ステップＳ４１０）。そして、伝送レート決定部４３２が、当該受信電力から伝送レートを決定する（ステップＳ４１１）。続いて、基準スループット算出部４３３が、当該伝送レート及び基準プロトコル規定時間から基準スループットを算出する（ステップＳ４１２）。

フレキシブル無線基地局４０１では、スループット算出部４２２が、当該要求プロトコル規定時間及び決定した伝送レートからスループットを算出する（ステップＳ４１３）。

フレキシブル無線基地局４０１では、スループット劣化量算出部４４１が、当該スループット及び当該基準スループットからスループット劣化量を算出する（ステップＳ４１４）。そして、プロトコル規定時間変更判定部４４２が、当該受信電力及び当該スループット劣化量からプロトコル規定時間の変更可否を判定する（ステップＳ４１５）。具体的には、当該受信電力が最低受信感度以上であり、かつ、当該スループット劣化量が閾値以下である場合、プロトコル規定時間の変更を許可する。

フレキシブル無線基地局４０１では、プロトコル規定時間の変更を許可した場合、プロトコル規定時間変更部４５１が、当該変更を実施する（ステップＳ４１６）。そして、プロトコル規定時間変更通知信号作成部４５２が、当該変更を通知するプロトコル規定時間変更通知信号を作成する。
さらに、デュレーション算出方法変更部４６１が、デュレーション算出方法の変更を実施する（ステップＳ４１７）。そして、デュレーション算出方法変更通知信号作成部４６２が、当該変更を通知するデュレーション算出方法変更通知信号を作成する。続いて、通信部４１１が、無線端末局４０２に当該プロトコル規定時間変更通知信号及び当該デュレーション算出方法変更通知信号を送信する（ステップＳ４１８）。

無線端末局４０２では、通信部４７１が、プロトコル規定時間変更通知信号及びデュレーション算出方法変更通知信号を受信し、プロトコル規定時間及びデュレーション算出方法を変更する（ステップＳ４１９、Ｓ４２０）。そして、通信部４７１が、フレキシブル無線基地局４０１に再びオーセンティケーション信号を送信する（ステップＳ４２１）。

フレキシブル無線基地局４０１では、通信部４１１が、オーセンティケーション信号を受信する。今回は、プロトコル規定時間を緩和しているため、通信部４１１が、無線端末局４０２に当該オーセンティケーション信号に対応するＡＣＫ信号を当該プロトコル規定時間内に送信することができる（ステップＳ４２２）。

無線端末局４０２では、通信部４７１が、ＡＣＫ信号を受信し、フレキシブル無線基地局４０１にアソシエーション（Association）信号を送信する（ステップＳ４２３）。
フレキシブル無線基地局４０１では、通信部４１１が、アソシエーション信号を受信する。そして、通信部４１１は、アソシエーション信号を受信すると、無線端末局４０２に当該アソシエーション信号に対応するＡＣＫ信号を送信する（ステップＳ４２４）。
無線端末局４０２では、通信部４７１が、ＡＣＫ信号を受信し、当該フレキシブル無線基地局４０１と接続を確立するため、当該フレキシブル無線基地局４０１にデータ（Data）信号を送信できるようになる（ステップＳ４２５）。
フレキシブル無線基地局４０１では、通信部４１１が、データ信号を受信すると、無線端末局４０２に当該データ信号に対応するＡＣＫ信号を送信する（ステップＳ４２６）。

図１１は、本発明の第４の実施形態におけるデュレーション算出方法の変更に関する概念図である。図１１（Ａ）は、基準プロトコル規定時間を満足できる、通常の応答シーケンスを示している。図１１（Ｂ）は、基準プロトコル規定時間を満足できず、デュレーション算出方法を変更した場合の応答シーケンスを示している。
図１１に示すように、無線端末局４０２からデータ（Data）信号がフレキシブル無線基地局４０１に送信されると、フレキシブル無線基地局４０１は当該データ信号の受信処理を行い、信号処理装置４０３に当該データ信号を送信する。そして、通常の応答シーケンスでは、フレキシブル無線基地局４０１は、データ信号を受信してからＳＩＦＳ時間経過後に、無線端末局４０２にＡＣＫ信号を送信する。ここでは、ＳＩＦＳの時間は、１６μｓとしている。図１１（Ａ）に示すように、通常の応答シーケンスでは、ＳＩＦＳとＡＣＫ信号のフレーム長の合計がＮＡＶ（Network Allocation Vector）期間に設定される。送受信に関与しない周辺の他の無線端末局は、このＮＡＶ期間は、送信を禁止する。
フレキシブル無線基地局４０１の信号処理時間が短い場合には、図１１（Ａ）に示すように、無線端末局４０２は、ＮＡＶ期間Ｔ１１内に、フレキシブル無線基地局４０１からのＡＣＫ信号を受信でき、基準プロトコル規定時間を満足できる。

これに対して、図１１（Ｂ）に示すように、フレキシブル無線基地局４０１の信号処理時間が長いと、基準プロトコル規定時間を満足できなくなる。この例では、フレキシブル無線基地局４０１は、データ信号を受信してから［１６μｓ＋β］経過後に、無線端末局４０２にＡＣＫ信号を送信している。この場合、無線端末局４０２は、ＮＡＶ期間Ｔ１１内に、フレキシブル無線基地局４０１からのＡＣＫ信号を受信できなくなる。そこで、図１１（Ｂ）に示すように、ＮＡＶ期間を、ＳＩＦＳとＡＣＫ信号のフレーム長の合計に処理時間βを加算した期間Ｔ１２に延長して設定する。このように、ＮＡＶ期間をＴ１２に延長することで、無線端末局４０２は、ＮＡＶ期間Ｔ１２内に、フレキシブル無線基地局４０１からのＡＣＫ信号を受信できるようになる。

上述のように、本発明の第４の実施形態では、フレキシブル無線基地局４０１は応答信号送信可否判定部４２０と要求プロトコル規定時間算出４２１を有する。フレキシブル無線基地局４０１の処理能力が低いために、処理時間が基準プロトコル規定時間を満足できない場合、フレキシブル無線基地局４０１が算出した要求プロトコル規定時間をもとにスループット劣化量が算出される。そして、受信電力が最低受信感度以上であり、かつ、当該スループット劣化量が閾値以下である場合に、プロトコル規定時間の変更を許可できるようにしている。これにより、スループットの劣化量を一定値以下に保ちつつ、フレキシブル無線基地局４０１と無線端末局４０２との間の通信を確立することができる。
また、上記一連の処理を各無線端末局４０２に対して個別に実施するため、処理時間が基準プロトコル規定時間を満足できる無線端末局４０２のプロトコル規定時間を変更することはない。したがって、プロトコル規定時間を緩和する無線端末局４０２以外の無線端末局におけるスループットの劣化を防ぐことができる。

１０１…無線基地局， １０２…無線端末局， １１１…通信部， １２１…スループット算出用情報取得・算出部， １２２…スループット算出部， １３１…受信電力測定部， １３２…伝送レート決定部， １３３…基準スループット算出部， １４１…スループット劣化量算出部， １４２…プロトコル規定時間変更判定部， １５１…プロトコル規定時間変更部， １５２…プロトコル規定時間変更通知信号作成部， １６１…デュレーション算出方法変更部， １６２…デュレーション算出方法変更通知信号作成部， １７１…通信部， １７２…スループット算出用情報通知信号作成部， １７３…同期確立部，２０１…無線基地局， ２０２…無線端末局， ２１０…位置情報取得部， ２１１…通信部， ２２１…伝送遅延時間算出部， ２２２…スループット算出部， ２３１…受信電力測定部， ２３２…伝送レート決定部， ２３３…基準スループット算出部， ２４１…スループット劣化量算出部， ２４２…プロトコル規定時間変更判定部， ２５１…プロトコル規定時間変更部， ２５２…プロトコル規定時間変更通知信号作成部， ２６１…デュレーション算出方法変更部， ２６２…デュレーション算出方法変更通知信号作成部， ２７０…位置情報取得部， ２７１…通信部， ２７２…位置情報通知信号作成部， ２７３…同期確立部， ３０１…無線基地局， ３０２…無線端末局， ３１１…通信部， ３２０…送信・受信開始時間取得部， ３２１…伝送遅延時間算出部， ３２２…スループット算出部， ３３１…受信電力測定部， ３３２…伝送レート決定部， ３３３…基準スループット算出部， ３４１…スループット劣化量算出部， ３４２…プロトコル規定時間変更判定部， ３５１…プロトコル規定時間変更部， ３５２…プロトコル規定時間変更通知信号作成部， ３６１…デュレーション算出方法変更部， ３６２…デュレーション算出方法変更通知信号作成部， ３７１…通信部， ３７２…送信開始時間通知信号作成部， ３７３…同期確立部， ４０１…フレキシブル無線基地局， ４０２…無線端末局， ４０３…信号処理装置， ４１１…通信部， ４２０…応答信号送信可否判定部， ４２１…要求プロトコル規定時間算出部， ４２２…スループット算出部， ４３１…受信電力測定部， ４３２…伝送レート決定部， ４３３…基準スループット算出部， ４４１…スループット劣化量算出部， ４４２…プロトコル規定時間変更判定部， ４５１…プロトコル規定時間変更部， ４５２…プロトコル規定時間変更通知信号作成部， ４６１…デュレーション算出方法変更部， ４６２…デュレーション算出方法変更通知信号作成部， ４７１…通信部， ４７３…同期確立部， ４８１…通信部

Claims (6)

1. 無線端末局及び無線基地局を備える無線システムが行う制御方法であって、
   前記無線端末局が、前記無線基地局にスループットを算出するために必要な情報を通知するステップと、
   前記無線基地局が、前記情報に基づいてスループットを算出するステップと、
   前記無線基地局が、伝送レート及び基準プロトコル規定時間に基づいて基準スループットを算出するステップと、
   前記無線基地局が、前記スループット及び前記基準スループットに基づいてスループットの劣化量を算出するステップと、
   前記無線基地局が、受信電力及び前記劣化量に基づいてプロトコル規定時間の変更の可否を判定するステップと、
   前記無線基地局が、前記受信電力が最低受信感度以上であり、且つ、前記劣化量が閾値以下である場合、プロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを変更するステップと、
   前記無線基地局が、前記無線端末局に変更後のプロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを通知するステップと、
   前記無線端末局が、前記無線基地局から通知されたプロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを自装置に反映させるステップと、
   を有する制御方法。
2. 前記無線基地局は、前記無線基地局と前記無線端末局との間の距離に基づいて前記劣化量を算出する請求項１に記載の制御方法。
3. 前記無線基地局は、前記無線基地局と前記無線端末局との間の通信に要する時間に基づいて前記劣化量を算出する請求項１に記載の制御方法。
4. 前記無線基地局は、前記無線端末局から信号を受信する際に算出した要求プロトコル規定時間に基づいて前記劣化量を算出する請求項１に記載の制御方法。
5. 無線端末局及び無線基地局を備える無線システムであって、
   前記無線端末局は、
   前記無線基地局にスループットを算出するために必要な情報を通知する通知部と、
   前記無線基地局から通知されたプロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを自装置に反映させる変更部と、を備え、
   前記無線基地局は、
   前記情報に基づいてスループットを算出するスループット算出部と、
   伝送レート及び基準プロトコル規定時間に基づいて基準スループットを算出する基準スループット算出部と、
   前記スループット及び前記基準スループットに基づいてスループットの劣化量を算出するスループット劣化量算出部と、
   受信電力及び前記劣化量に基づいてプロトコル規定時間の変更の可否を判定するプロトコル規定時間変更判定部と、
   前記受信電力が最低受信感度以上であり、且つ、前記劣化量が閾値以下である場合、プロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを変更する変更部と、
   前記無線端末局に変更後のプロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを通知する通知部と、を備える無線システム。
6. 無線端末局と無線通信する無線基地局であって、
   前記無線端末局から通知され、スループットを算出するために必要な情報に基づいてスループットを算出するスループット算出部と、
   伝送レート及び基準プロトコル規定時間に基づいて基準スループットを算出する基準スループット算出部と、
   前記スループット及び前記基準スループットに基づいてスループットの劣化量を算出するスループット劣化量算出部と、
   受信電力及び前記劣化量に基づいてプロトコル規定時間の変更の可否を判定するプロトコル規定時間変更判定部と、
   前記受信電力が最低受信感度以上であり、且つ、前記劣化量が閾値以下である場合、プロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを変更する変更部と、
   前記無線端末局に変更後のプロトコル規定時間とデュレーション算出方法とを通知する通知部と、
   を備える無線基地局。