JP2004064613A

JP2004064613A - Interference evasion radio station

Info

Publication number: JP2004064613A
Application number: JP2002222819A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Saito; 齋藤　一賢; Yasuhiko Inoue; 井上　保彦; Akio Sato; 佐藤　明雄; Masahiro Morikura; 守倉　正博
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an interference evasion radio station which can suppress packet loss caused by an interference wave. <P>SOLUTION: The radio station provides an interference detection means 122, an interference periodicity detection means 123, and an interference time standby control means 124. The interference detection means detects the busy condition of a channel, and recognizes the presence of the interference wave if the busy condition continues longer than transmitting time of the maximum data frame. The interference wave periodicity detection means 123 detects whether the periodicity of the interference wave exists or not, and a period when the busy condition of the interference wave receiving continuously occurs longer than a predetermined time from the start of the interference wave detection. The interference time standby control means 124 carries out the standby control of data transmission following only a carrier detection result when the interference wave is not detected in the busy condition or when the interference wave is detected in the busy condition but periodicity is not detected, and carries out the standby control of data transmission upon the reflection not only of the carrier detection result but also of a period of the interference wave when the interference wave is detected in the busy condition and the periodicity of the interference wave is detected. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データの送信に先立ちキャリア検出を行い、各局が自律的に送信の可否を判断し、パケットの衝突を許容して無線パケット通信を行う干渉回避無線局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の干渉回避無線局が適用される無線パケット通信システムの代表的なものとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂで規定されている無線ＬＡＮシステムがある。この規定は、「“Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ＬＡＮ　Ｍｅｄｉｕｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）　ａｎｄ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ：　Ｈｉｇｈｅｒ−Ｓｐｅｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｌａｙｅｒ　Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　２．４　ＧＨｚ　Ｂａｎｄ”　ＩＥＥＥ　ｓｔｄ　８０２．１１ｂ−１９９９」に詳細に記述されている。以下の説明においては、この規定をＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格と称する。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の無線アクセス制御を行う通信システムにおける従来の干渉回避制御について、図１０を参照して説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格では、アクセス制御方法としてＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ　ｗｉｔｈ　Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）が規定されている。すなわち、複数の無線端末の間でパケットの衝突が生じないように、各無線端末はキャリアを検出しながらデータを送信する。
【０００４】
図１０に示す例では、無線基地局１０と複数の無線端末２０（１），２０（２）との間でデータの送受信を行う場合に、干渉源３０が存在する場合を想定している。
図１０の例では、最初に無線端末２０（２）が無線基地局１０に対してデータＤ１を送信する。無線基地局１０は受信したデータＤ１に対する肯定応答（ＡＣＫ）のフレームを送信する。この肯定応答フレームは無線端末２０（２）で受信される。
【０００５】
この後、無線基地局１０及び各無線端末２０は、所定時間Ｔｄ（ＤＩＦＳ）を経過するまで待機する。
図１０の例では、所定時間Ｔｄが経過する前に干渉源３０から干渉波が放射されるので、無線基地局１０及び各無線端末２０は、干渉源３０からの干渉波の放射が終了するまで待機する。
【０００６】
干渉源３０からの干渉波の放射が終了した後、再び無線基地局１０及び各無線端末２０は所定時間Ｔｄが経過するまで待機する。そして、所定時間Ｔｄが経過した後、それぞれの端末に付与されるランダム時間である衝突回避期間（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ　Ｗｉｎｄｏｗ：Ｔｂ）が経過するまで待機する。
図１０の例では、無線基地局１０及び各無線端末２０において衝突回避期間が経過し終える前に、再び干渉源３０から干渉波が放射されるので、無線基地局１０及び各無線端末２０は再び干渉波の放射が終了するまで待機する。
【０００７】
干渉波の放射が終了した後、無線基地局１０及び各無線端末２０は再び所定時間Ｔｄを経過するまで待機する。そして、所定時間Ｔｄを経過した後、最も早く衝突回避期間Ｔｂを経過し終えた無線端末２０（２）がデータＤ２の送信を行う。
このように、従来の通信システムにおいては、各無線端末はデータ送信前にキャリア検出を行い、自局以外の他のシステムから電波が送信されていないことを確認してからデータの送信を行う。従って、干渉源が存在する場合であっても、キャリア検出によってデータフレームの衝突を回避することが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の一般的な通信システムにおいては、上記のような方法で他のシステムからの干渉を回避している。すなわち、図１０に示す干渉源３０自体も他の通信システムに属し、キャリア検出を行って他局との干渉を回避している場合には、同一周波数を使用する全ての無線局が信号を送信する前に他局からの電波が送信されていないことを確認してから電波の放射をするので、互いに干渉を回避することが可能である。
【０００９】
しかしながら、キャリア検出を行うことなく独自に決定したタイミングで電波を放射する無線局が干渉源として存在する場合もある。その場合の動作について、図１１を参照しながら説明する。
図１１に示す時間ｔ１では、無線基地局１０及び各無線端末２０はキャリア検出を行っているので、干渉源３０から放射された干渉波が存在することを認識できる。従って、無線端末２０は電波を送信せずに待機し、干渉を回避する。
【００１０】
一方、図１１に示す時間ｔ２では、他局からの干渉波が検出されることなく所定時間Ｔｄ及び衝突回避期間Ｔｂが経過するので、無線端末２０（２）はデータＤ２を電波により送信する。しかし、干渉源３０はキャリアの検出を行わないので、無線端末２０（２）からのデータＤ２の送信が終了する前の時間ｔ３に干渉波の放射を開始する。これにより、干渉波とデータＤ２とが干渉し、その影響でパケットロスが発生する。
【００１１】
このような現象は、干渉波が放射される度に発生することが予想されるので、無線ＬＡＮ通信におけるスループットの低下が予想される。
キャリアを検出することなく独自のタイミングで電波を放射する干渉源としては、例えば電子レンジ，医用機器及びその他の産業機器として多数存在するのが実状である。このため、これらの干渉源と同じ周波数を使用して通信を行うＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の無線ＬＡＮシステムでは、上記の原因によるスループットの低下が大きな問題になっている。
【００１２】
本発明は、干渉波を原因として発生するパケットロスを抑制することが可能な干渉回避無線局を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、データの送信に先立ち、使用する無線チャネル上の電波の有無及び受信電波の電力の少なくとも一方を検知し、前記無線チャネル上での電波の有無あるいは受信した電波の電力により、他の無線局から放射された電波がないことを確認及び判断した後でデータ送信を行うキャリア検出手段を有し、前記キャリア検出手段により互いに自律的にデータ送信の可否を判断し、パケットの衝突を許容して無線パケット通信を行う干渉回避無線局において、前記キャリア検出手段を用いて無線チャネル上に自分以外の他の無線局からの電波が存在するビジー状態を検出し、かつ前記ビジー状態の継続時間が最大データフレーム送信時間よりも長い場合に、使用する無線チャネル上に干渉波が存在することを認識する干渉検知手段と、前記干渉検知手段が確認した干渉波の受信によるビジー状態が、干渉波の検知開始から所定回数連続的に発生する場合に、その干渉波発生に関する周期性の有無を識別し、周期性がある場合にはその周期を判別する干渉波周期性検知手段と、前記干渉検知手段が前記ビジー状態で干渉波を非検出の場合、又は前記ビジー状態で干渉波を検出したが、前記干渉波周期性検知手段が干渉波の周期性を非検出の場合には、前記キャリア検出手段の検出結果のみに従ってデータ送信の待機制御を行い、前記干渉検知手段が前記ビジー状態で干渉波を検出し、かつ前記干渉波周期性検知手段が前記干渉波の周期性を検出した場合には、前記キャリア検出手段の検出結果だけでなく、検出された前記干渉波の周期を反映して、データ送信の待機制御を行う干渉時待機制御手段とを設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項１においては、ビジー状態の継続時間が最大データフレーム送信時間よりも長い場合に干渉検知手段が干渉波の存在を認識する。また、干渉波の放射に周期性がある場合には、干渉波周期性検知手段が干渉波の発生周期を検出する。そして、干渉時待機制御手段は干渉波の放射周期に合わせてデータ送信の待機制御を行う。
【００１５】
すなわち、干渉波の発生に周期性がある場合には、干渉波の発生タイミングを予め予測することができる。干渉波が検出されない時（アイドル状態）であっても、干渉波が発生する可能性があるタイミングではデータ送信を待機することにより、独自のタイミングで干渉波を発生する干渉源との干渉を回避することができる。
【００１６】
請求項２は、請求項１の干渉回避無線局において、前記干渉検知手段は、無線チャネルがビジー状態であり、かつビジー状態の継続時間が最大データフレーム送信時間よりも短い場合には、単位時間Ｔｍａｘ毎のビジー状態検出回数Ｎをカウントし、前記ビジー状態を所定のデータの受信として認識できた場合には、単位時間Ｔｍａｘ毎のデータ受信回数Ｍをカウントし、単位時間Ｔｍａｘ毎のビジー状態検出回数Ｎに対するデータ受信回数Ｍの割合を計算し、前記割合が予め定めた閾値Ｐｘ以上であった場合には、無線チャネル上に干渉波が存在しないと判断し、前記割合が前記閾値Ｐｘ未満であった場合には、無線チャネル上に干渉波が存在すると判断することを特徴とする。
【００１７】
請求項２においては、ビジー状態を検出した回数とデータとして認識した回数との比を閾値と比較することにより、干渉波の存在の有無を識別することができる。
請求項３は、請求項１の干渉回避無線局において、前記干渉時待機制御手段に、干渉波周期性検出手段から取得した干渉波の周期に合わせて送信待機を行っている間にキャリア検出を行う待機中キャリア検出制御手段と、送信待機中に無線チャネルがアイドル状態であった場合には、送信待機制御を解除する待機解除制御手段とを設けたことを特徴とする。
【００１８】
請求項３においては、待機中キャリア検出制御手段は予め検出した干渉波の発生周期に基づいて予測される干渉波の発生予定タイミングにおいてもキャリアの検出を行う。これにより、発生予定タイミングで実際に干渉波が発生したか否かを識別できる。待機解除制御手段は、送信待機中に無線チャネルがアイドル状態であった場合には、送信待機制御を解除する。
【００１９】
すなわち、過去の干渉波の周期性から干渉波が発生すると予想されるタイミングであっても、実際には干渉波の発生が検出されなかった場合には、干渉波が発生する可能性のある期間が経過する前に待機動作を終了する。これにより、無駄な待機時間を短縮できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の干渉回避無線局の１つの実施の形態について、図１〜図５を参照して説明する。この形態は請求項１に対応する。
【００２１】
図１はこの形態の無線局の構成を示すブロック図である。図２はこの形態の無線局の動作を示すフローチャートである。図３はこの形態の干渉の検知例を示すタイムチャートである。図４はこの形態の干渉波の周期性の検出例を示すタイムチャートである。図５はこの形態の干渉時待機制御の例を示すタイムチャートである。
【００２２】
この形態では、請求項１のキャリア検出手段，干渉検知手段，干渉波周期性検知手段及び干渉時待機制御手段は、それぞれキャリア検出部１２１，干渉検知部１２２，干渉波周期性検知部１２３及び干渉時待機制御部１２４に対応する。
この形態では、既に説明したＣＳＭＡ／ＣＡをベースとして通信の制御を行う無線システムを想定しており、この無線システムを構成する無線基地局及び各無線端末がそれぞれ自律的に送信の可否を判断して送信を行う。本発明の干渉回避無線局は、無線基地局及び各無線端末のそれぞれに対応する。
【００２３】
この形態の無線局（無線基地局又は無線端末）１００は、図１に示すように無線送受信処理部１１０，アクセス制御部１２０，上位レイヤ送受信制御部１３０，アンテナ１４０及び受信処理部１５０を備えている。また、アクセス制御部１２０にはキャリア検出部１２１，干渉検知部１２２，干渉波周期性検知部１２３，干渉時待機制御部１２４及び送信バッファ１２５が備わっている。
【００２４】
なお、図１において実線の各矢印は受信信号及び送信信号の流れを表し、点線の矢印は制御信号の流れを表している。
すなわち、到来する電波は図１に示す無線局１００のアンテナ１４０で受信され、無線送受信処理部１１０でベースバンドの受信信号に変換され、受信処理部１５０及び上位レイヤ送受信制御部１３０で処理されて受信データとして所定のホストコンピュータに入力される。
【００２５】
また、ホストコンピュータが出力する送信データは、上位レイヤ送受信制御部１３０で処理され、アクセス制御部１２０の送信バッファ１２５を経由して無線送受信処理部１１０に入力され、無線周波数の信号に変換されてアンテナ１４０から送信される。送信バッファ１２５を制御することにより、データ送信のタイミングを制御することができる。
【００２６】
アクセス制御部１２０のキャリア検出部１２１は、無線送受信処理部１１０で受信され受信処理部１５０に入力される信号に基づいて、搬送波（キャリア）の有無を検出する。すなわち、この無線局１００がデータ送信に使用する無線チャネル上に自局以外から放射された電波が現れているか否かを識別する。
干渉検知部１２２は、キャリア検出部１２１の検出結果及び受信処理部１５０に入力される信号に基づいて、干渉波の存在の有無を識別する。
【００２７】
干渉波周期性検知部１２３は、干渉検知部１２２の検知結果及び受信処理部１５０に入力される信号に基づいて、干渉波の周期性の有無及び干渉波の放射周期を検知する。
干渉時待機制御部１２４は、干渉検知部１２２及び干渉波周期性検知部１２３の出力する信号に基づいて、送信バッファ１２５を制御し、無線局１００からのデータ送信に関する待機制御を行う。
【００２８】
図１に示す無線局１００の動作について、図２を参照して説明する。
最初のステップＳ００１では、制御のために用いる内部のタイマＴの時刻を０にセットする。
ステップＳ００２では、送信待機タイミングが既知か否かを識別する。送信待機タイミングが既知でない場合（干渉時待機制御部１２４による送信待機制御がなされていない場合）には、ステップＳ００２からＳ００３に進み、キャリア検出部１２１を用いてキャリア検出を開始する。
【００２９】
また、次のステップＳ００４ではキャリア検出部１２１の出力を監視して送信に使用するチャネルがビジー（使用中）か否かを識別する。チャネルがビジーであった場合には、次のステップＳ００５でタイマＴが動作しているか否かを識別する。タイマＴが動作中なら直接ステップＳ００７に進み、タイマＴが動作していない場合にはステップＳ００６でタイマＴをスタートさせてからステップＳ００７に進む。
【００３０】
ステップＳ００７では、タイマＴの時間を予め定めた時間Ｔｄａｔａと比較する。この時間Ｔｄａｔａは、最大長のデータ信号を送信するのに要する時間に相当する。すなわち、ステップＳ００７では、チャネルがビジー状態であることを最初に検出してからの経過時間を時間Ｔｄａｔａと比較する。
（Ｔ≦Ｔｄａｔａ）の場合にはステップＳ００４に戻り、（Ｔ＞Ｔｄａｔａ）の場合には次のステップＳ００８に進み、使用する無線チャネル上に干渉波が存在することを干渉検知部１２２が確認する。
【００３１】
ステップＳ００９では、干渉波の受信レベルが時間の経過とともに変動しているか否かを識別する。変動している場合、すなわちビジー状態とアイドル状態とが現れる場合には、次のステップＳ０１０に進み、干渉波の発生に周期性があるい否かを識別する。
干渉波の発生に周期性がある場合には、次のステップＳ０１１に進み、干渉波周期性検知部１２３の制御により干渉波の周期を検出し、この周期に合わせて干渉時待機制御部１２４における送信待機開始時刻及び送信待機時間をセットする。すなわち、周期性から未来に発生することが予測される干渉波の発生予定期間を、送信待機のスケジュールに組み込む。
【００３２】
しかし、干渉波の発生が確認された場合であっても、ステップＳ００９で干渉波のレベル変化が検出されなかった場合や、ステップＳ０１０で干渉波の周期性が検出されなかった場合には、ステップＳ０１１は実行せずにステップＳ００１に戻る。
また、ステップＳ００４でチャネルがアイドル状態であった場合には、ステップＳ０１２でタイマＴに０をセットし、送信すべきデータフレームが送信バッファ１２５に存在する場合にはステップＳ０１３からＳ０１４に進み、そのデータフレームを送信する。
【００３３】
また、ステップＳ００４でチャネルがビジー状態であっても干渉波を確認していない場合には、ステップＳ００５で受信処理部１５０が所定の受信処理を行う。
一度ステップＳ０１１を実行すると送信待機タイミングが既知になるので、次にステップＳ００２を実行するときには、ステップＳ０１５に進む。
ステップＳ０１５では現在時刻が送信待機開始時刻か否かを識別する。送信待機開始時刻になると、ステップＳ０１５からＳ０１６に進み、データ送信を待機するように干渉時待機制御部１２４が送信バッファ１２５を制御する。この送信待機は、送信待機終了時刻になるまで継続される。現在時刻が送信待機終了時刻になると、ステップＳ０１７からステップＳ００３に進む。
【００３４】
送信待機開始時刻以前及び送信待機終了時刻以後は、待機をせずにステップＳ０１５からＳ００３に進む。そして、チャネルがビジーでなければステップＳ００４，Ｓ０１２，Ｓ０１３を通ってＳ０１４に進み、送信バッファ１２５からのデータ出力を許可し、データフレームを送信する。
この形態の干渉検知部１２２の動作について、図３を参照しながら説明する。図３においては、１つの通信システムに無線基地局１０，無線端末２０（１）及び２０（２）が含まれ、無線端末２０（２）が無線基地局１０に対してデータを送信する場合に、干渉源３０が存在する場合を想定している。干渉源３０は無線基地局１０及び各無線端末２０がデータとして認識できない無線信号を放射する。
【００３５】
図３の例では、最初に無線端末２０（２）が無線基地局１０に対してデータを送信し、そのデータの受信に対する肯定応答ＡＣＫを無線基地局１０が無線端末２０（２）に対して送信する。
この後で、干渉源３０が干渉波を放射する。このとき、無線基地局１０及び各無線端末２０は、干渉源３０からの無線信号をデータとして認識できない信号として受信する。すなわち、図３にＴｂｕｓｙとして示すビジー期間は、無線基地局１０及び各無線端末２０はデータとして認識できない信号を検出する。
【００３６】
ここで、干渉源３０の放射する干渉波の継続時間（Ｔｂｕｓｙ）が図２のステップＳ００７に示す時間Ｔｄａｔａ（最大長のデータフレーム送信時間）を超えた時点で、無線基地局１０及び各無線端末２０の干渉検知部１２２は干渉波が発生していることを認識する（Ｓ００８）。
次に、図１に示す干渉波周期性検知部１２３の動作について、図４を参照しながら説明する。
【００３７】
図４においても、１つの通信システムに無線基地局１０，無線端末２０（１）及び２０（２）が含まれ、無線端末２０（２）が無線基地局１０に対してデータを送信する場合に、干渉源３０が存在する場合を想定している。干渉源３０は無線基地局１０及び各無線端末２０がデータとして認識できない無線信号を放射する。
【００３８】
図４の例では、最初に無線端末２０（２）が無線基地局１０に対してデータを送信し、そのデータの受信に対する肯定応答ＡＣＫを無線基地局１０が無線端末２０（２）に対して送信する。
この後で、干渉源３０が干渉波を放射する。この干渉波の継続時間がＴｄａｔａよりも長い場合には、無線基地局１０及び各無線端末２０における干渉検知部１２２が受信した信号を干渉波として検知する。
【００３９】
一方、無線基地局１０及び各無線端末２０の干渉波周期性検知部１２３は、図４に示すように干渉波が断続的に現れる場合には、干渉波が継続的に現れている期間（ビジー状態の期間）Ｔａの長さと、干渉波が検出されない期間（アイドル状態の期間）Ｔｂの長さとをそれぞれ検出する。
更に、干渉波周期性検知部１２３は干渉波が一定の周期で繰り返し現れているかどうかを確認する。すなわち、（Ｔａ＋Ｔｂ）を一周期（Ｔｃ）とした場合に、連続するＫ周期（Ｋ＝１，２，３，・・・）の期間Ｔｋに渡ってＴａ，Ｔｂの長さが変化しないかどうかを確認する。Ｔａ，Ｔｂの長さが変化しないことを確認した場合には、干渉波に周期性があると認識する。
【００４０】
干渉波の周期性を認識した場合には、干渉波周期性検知部１２３は期間Ｔａ，Ｔｂ及び実際に干渉波が発生したタイミングの情報を干渉時待機制御部１２４に渡す。干渉時待機制御部１２４は、これらの情報に基づいて送信待機制御を行う。
干渉時待機制御部１２４の具体的な動作について、図５を参照しながら説明する。図５の例では、干渉源３０が放射する干渉波に周期性がある場合を想定している。従って、この例では干渉検知部１２２が干渉波の存在を認識し、干渉波周期性検知部１２３は干渉波の発生周期及びタイミングを把握してそれらの情報を干渉時待機制御部１２４に与える。
【００４１】
この場合、無線基地局１０及び各無線端末２０においては、干渉時待機制御部１２４の制御により干渉波の発生と同時（ｔ１０）に送信待機タイマがスタートし、送信待機状態になる。
この送信待機状態が終了した後（ｔ１１）、所定時間Ｔｄ（ＤＩＦＳ）だけデータの送信待機を行い、それが終了した後（ｔ１２）で更に衝突回避期間Ｔｂだけ送信を控える。衝突回避期間Ｔｂについては、無線局毎に異なる時間が割り当てられる。
【００４２】
図５の例では、衝突回避期間Ｔｂが最も短い無線端末２０（２）においては、衝突回避期間Ｔｂが終了した時点（ｔ１３）では干渉波が検出されないが、干渉波の周期性から（ｔ１４）で干渉波が発生する予定であることを干渉時待機制御部１２４が認識している。
そして、送信予定の１データフレームの送信シーケンスが、送信タイマの開始時刻（ｔ１４）までに終了しないと判断し、（ｔ１３）のタイミングではデータの送信を控える。
【００４３】
この後、送信待機タイマのスタートに伴って、無線基地局１０及び各無線端末２０は送信待機状態になる。２回の送信待機の後、無線端末２０（２）は（ｔ１５）のタイミングで無線チャネルがアイドル状態であることを判別し、しかも次に干渉波が発生する予定開始時刻までに１データフレームの送信シーケンスを完了できることを認識し、データフレームＤ２を送信する。
【００４４】
（第２の実施の形態）
本発明の干渉回避無線局のもう１つの実施の形態について、図６，図７を参照して説明する。この形態は請求項２に対応する。
図６はこの形態の無線局の動作を示すフローチャートである。図７はこの形態の干渉の検知例を示すタイムチャートである。
【００４５】
この形態は第１の実施の形態の変形例である。この形態で用いる各無線局１００の構成は図１と同一である。但し、無線局１００の動作は図６に示すように部分的に変更されている。図６において、図２と対応するステップには同一の番号を付けて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。
【００４６】
この形態の無線局１００（無線基地局１０又は無線端末２０）の動作について、図２を参照して説明する。
最初のステップＳ１０６では、制御のために用いる内部のタイマＴの時刻を０にセットし、更にデータフレーム受信回数Ｍを０にセットし、ビジー状態検知回数Ｎを０にセットする。
【００４７】
干渉時待機制御部１２４による送信待機がなされていない場合には、ステップＳ００２からＳ００３に進んでキャリア検出を開始し、ステップＳ００４でチャネルがビジーか否かを識別する。
チャネルがビジーであった場合には、ステップＳ００５を通ってＳ１０７に進み、ビジー状態検知回数Ｎに１を加算する。更に、ステップＳ１０８で受信処理を開始し、受信処理の結果としてデータフレームを認識できたか否かを次のステップＳ１０９で識別する。
【００４８】
データフレームを受信できた場合には、ステップＳ１０９からＳ１１０に進み、データフレーム受信回数Ｍに１を加算してステップＳ１１１に進む。データフレームを受信できなかった場合には、ステップＳ１０９から直接Ｓ１１１に進む。
ステップＳ１１１においては、タイマＴの経過時間がタイムアウト時間であるＴｍａｘに達したか否かを識別する。タイムアウトしていない場合には、ステップＳ１１１からＳ００４に戻り、タイムアウトした場合には次のステップＳ１１２に進む。
【００４９】
ステップＳ１１２では、一定時間（Ｔｍａｘ）内におけるビジー状態検知回数Ｎとデータフレーム受信回数Ｍとの割合を計算してその結果を閾値Ｐｘ（％）と比較する。
【００５０】
すなわち、（Ｍ×１００／Ｎ）がＰｘ以上の場合にはビジー状態を干渉波として認識せず、ステップＳ１１２からＳ１１３に進み、タイマＴ，ビジー状態検知回数Ｎ，データフレーム受信回数Ｍにそれぞれ初期値の０をセットしてステップＳ００２に戻る。
また、（（Ｍ×１００／Ｎ）＜Ｐｘ）の条件を満たす場合には、ステップＳ１１２からＳ００８に進み、ビジー状態を干渉波として認識する。
【００５１】
上記以外の処理については、図２の内容と同一である。
図６に示す処理を実施する場合の干渉検知部１２２の動作について、図７を参照しながら説明する。
図７においては、図３の場合と同様に、１つの通信システムに無線基地局１０，無線端末２０（１）及び２０（２）が含まれ、無線端末２０（２）が無線基地局１０に対してデータを送信する場合に、干渉源３０が存在する場合を想定している。干渉源３０は無線基地局１０及び各無線端末２０がデータとして認識できない無線信号を放射する。
【００５２】
図７の例では、最初に無線端末２０（２）が無線基地局１０に対してデータを送信し、そのデータの受信に対する肯定応答ＡＣＫを無線基地局１０が無線端末２０（２）に対して送信する。
この後で、干渉源３０が干渉波を放射する。このとき、無線基地局１０及び各無線端末２０は、干渉源３０からの無線信号をデータとして認識できない信号として受信する。すなわち、図７にＴｂｕｓｙとして示すビジー期間は、無線基地局１０及び各無線端末２０はデータとして認識できない信号を検出する。
【００５３】
図７の例では、無線基地局１０及び各無線端末２０はデータとして認識できない信号を５回検出する。また、一定期間（Ｔｍａｘ）内でビジー状態として検出される受信信号をデータとして認識できた回数は１回である。従って、図７の例では（（Ｍ×１００／Ｎ）＜Ｐｘ）であり、Ｔｍａｘの期間を経過した時点で無線基地局１０及び各無線端末２０は干渉波が発生していると認識する。
【００５４】
（第３の実施の形態）
本発明の干渉回避無線局のもう１つの実施の形態について、図８，図９を参照して説明する。この形態は請求項３に対応する。
図８はこの形態の無線局の動作を示すフローチャートである。図９はこの形態の干渉の検知例を示すタイムチャートである。
【００５５】
この形態では、請求項３の待機中キャリア検出制御手段及び待機解除制御手段は、それぞれステップＳ２２１及びステップＳ２２２に対応する。
この形態は第２の実施の形態の変形例である。この形態で用いる各無線局１００の構成は図１とほぼ同一である。但し、この例では干渉時待機制御部１２４の入力にキャリア検出部１２１が出力する信号も印加される。また、無線局１００の動作は図８に示すように部分的に変更されている。
【００５６】
図８において、図６と対応するステップには同一の番号を付けて示してある。第２の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。
各無線局１００の干渉時待機制御部１２４は、第２の実施の形態と同様に干渉波周期性検知部１２３からの情報に従って送信待機制御を行うが、この形態では送信待機中であってもキャリア検出部１２１からキャリア検出結果の情報を取得し、チャネルがアイドル状態であった場合には送信待機制御を解除する。
【００５７】
この形態における各無線局１００の動作について、図８を参照して説明する。図８に示すように、この形態ではステップＳ２２１，Ｓ２２２の処理が追加されている。
すなわち、無線局１００が干渉波を検出し、かつ干渉波の放射周期を認識した場合には、干渉波の放射周期に合わせて送信待機するが、この送信待機中にキャリア検出部１２１の出力信号を監視してキャリア検出を行い、ステップＳ２２１でチャネルがビジーであるか否かを識別する。
【００５８】
また、ステップＳ２２１でチャネルがアイドルであった場合には、ステップＳ２２２に進み送信待機制御を解除する。
この形態の各無線局１００（無線基地局１０及び各無線端末２０）の干渉回避動作について、図９を参照しながら説明する。
図９の例では、無線基地局１０及び各無線端末２０はそれぞれ干渉源３０からの干渉波の発生周期を認識しており、この発生周期に合わせて各無線局の干渉時待機制御部１２４が送信待機制御を行っている場合を想定している。
【００５９】
図９においては、無線基地局１０及び各無線端末２０は送信待機制御を行っている間にもキャリア検出部１２１の出力を監視している。そして、（ｔ３１）のタイミングで干渉源３０からの干渉波の送信が終了すると、干渉時待機制御部１２４は干渉波の発生予定時刻になっても干渉波が現れないことを認識し、送信待機制御を解除する。
【００６０】
従って、各無線局の干渉時待機制御部１２４は（ｔ３１）のタイミングで送信待機制御を解除した後、キャリア検出を行いながら所定時間（Ｔｄ）だけ通常の送信待機を行い、データ送信の準備を行う。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ビジー状態の継続時間を計測し、ビジー状態の時間が最大長のデータフレーム送信に要する時間より長いか短いかを判断することで、干渉波が存在するか否かを判断することができる。
【００６２】
また、無線局が通信に使用している無線チャネル上に他のシステムからの干渉波が存在する場合には、チャネルがアイドル状態であっても干渉波の発生周期に基づいて送信を待機することにより、データ送信中に放射される干渉波によってパケットロスが発生するのをを防ぐことができる。
【００６３】
また、一定時間毎にビジー状態を検出したが、受信信号をデータ信号として認識できなかったという現象が起こった回数を計算することにより、その受信信号が干渉波であるか否かを判断できる。
また、送信待機制御を行っている途中でキャリア検出を行うことで、干渉波の放射終了後の送信待機時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の無線局の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態の無線局の動作を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施の形態の干渉の検知例を示すタイムチャートである。
【図４】第１の実施の形態の干渉波の周期性の検出例を示すタイムチャートである。
【図５】第１の実施の形態の干渉時待機制御の例を示すタイムチャートである。
【図６】第２の実施の形態の無線局の動作を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態の干渉の検知例を示すタイムチャートである。
【図８】第３の実施の形態の無線局の動作を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施の形態の干渉回避動作の例を示すタイムチャートである。
【図１０】従来例の干渉回避例を示すタイムチャートである。
【図１１】従来例の干渉回避手順の問題点を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０　無線基地局
２０　無線端末
３０　干渉源
１００　無線局
１１０　無線送受信処理部
１２０　アクセス制御部
１２１　キャリア検出部
１２２　干渉検知部
１２３　干渉波周期性検知部
１２４　干渉時待機制御部
１２５　送信バッファ
１３０　上位レイヤ送受信制御部
１４０　アンテナ
１５０　受信処理部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an interference avoidance radio station that performs carrier detection prior to data transmission, autonomously determines whether transmission is possible, and permits radio packet communication by allowing packet collision.
[0002]
[Prior art]
A typical wireless packet communication system to which the interference avoidance wireless station according to the present invention is applied is a wireless LAN system defined by IEEE 802.11b. This specification is described in “Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: Higher-Speed Physical Layer Layers, First-Ed. I have. In the following description, this specification will be referred to as the IEEE 802.11b standard.
[0003]
Conventional interference avoidance control in a communication system that performs wireless access control according to the IEEE 802.11b standard will be described with reference to FIG. In the IEEE 802.11b standard, CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access With Collision Aidance) is specified as an access control method. That is, each wireless terminal transmits data while detecting a carrier so that packet collision does not occur between a plurality of wireless terminals.
[0004]
In the example illustrated in FIG. 10, it is assumed that an interference source 30 exists when data is transmitted and received between the wireless base station 10 and the plurality of wireless terminals 20 (1) and 20 (2).
In the example of FIG. 10, first, the wireless terminal 20 (2) transmits data D1 to the wireless base station 10. The radio base station 10 transmits an acknowledgment (ACK) frame for the received data D1. This acknowledgment frame is received by the wireless terminal 20 (2).
[0005]
Thereafter, the wireless base station 10 and each wireless terminal 20 wait until a predetermined time Td (DIFS) has elapsed.
In the example of FIG. 10, since the interference wave is radiated from the interference source 30 before the predetermined time Td elapses, the wireless base station 10 and each wireless terminal 20 operate until the emission of the interference wave from the interference source 30 ends. stand by.
[0006]
After the emission of the interference wave from the interference source 30, the wireless base station 10 and each wireless terminal 20 wait again until a predetermined time Td has elapsed. After the predetermined time Td elapses, it waits until a collision avoidance period (Content Window: Tb), which is a random time given to each terminal, elapses.
In the example of FIG. 10, before the collision avoidance period has elapsed in the wireless base station 10 and each wireless terminal 20, an interference wave is radiated again from the interference source 30, so that the wireless base station 10 and each wireless terminal 20 Wait until the emission of the interference wave ends.
[0007]
After the emission of the interference wave ends, the wireless base station 10 and each wireless terminal 20 wait again until the predetermined time Td has elapsed. Then, after a lapse of the predetermined time Td, the wireless terminal 20 (2) which has finished the collision avoidance period Tb earliest transmits the data D2.
As described above, in the conventional communication system, each wireless terminal performs carrier detection before transmitting data, and transmits data after confirming that radio waves are not transmitted from a system other than its own station. Therefore, even when an interference source exists, collision of data frames can be avoided by carrier detection.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional general communication system, interference from other systems is avoided by the above method. That is, if the interference source 30 itself shown in FIG. 10 also belongs to another communication system, and all the radio stations using the same frequency transmit signals when performing carrier detection to avoid interference with other stations, Before transmitting, it confirms that no radio wave is transmitted from another station and then radiates the radio wave, so that it is possible to avoid interference with each other.
[0009]
However, there is a case where a radio station that emits a radio wave at a timing determined independently without performing carrier detection exists as an interference source. The operation in that case will be described with reference to FIG.
At time t1 shown in FIG. 11, the radio base station 10 and each radio terminal 20 perform carrier detection, so that it is possible to recognize that an interference wave radiated from the interference source 30 exists. Therefore, the wireless terminal 20 waits without transmitting a radio wave to avoid interference.
[0010]
On the other hand, at time t2 shown in FIG. 11, since the predetermined time Td and the collision avoidance period Tb elapse without detecting an interference wave from another station, the wireless terminal 20 (2) transmits the data D2 by radio waves. However, since the interference source 30 does not detect the carrier, the emission of the interference wave is started at time t3 before the transmission of the data D2 from the wireless terminal 20 (2) ends. As a result, the interference wave interferes with the data D2, and a packet loss occurs due to the interference.
[0011]
Since such a phenomenon is expected to occur each time an interference wave is radiated, a decrease in throughput in wireless LAN communication is expected.
As an interference source that emits a radio wave at a unique timing without detecting a carrier, there are many actual sources such as a microwave oven, medical equipment, and other industrial equipment. For this reason, in the wireless LAN system of the IEEE802.11b standard that performs communication using the same frequency as these interference sources, a decrease in throughput due to the above-mentioned causes is a serious problem.
[0012]
An object of the present invention is to provide an interference avoidance radio station capable of suppressing a packet loss generated due to an interference wave.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
Claim 1 detects at least one of the presence or absence of a radio wave on a wireless channel to be used and the power of a received radio wave before transmitting data, and determines whether or not there is a radio wave on the wireless channel or the power of the received radio wave. Having carrier detection means for performing data transmission after confirming and judging that there is no radio wave radiated from the wireless station, automatically judging whether or not data transmission is possible by the carrier detection means, and detecting packet collision. In the interference avoidance radio station which performs radio packet communication while permitting, detects a busy state in which radio waves from other radio stations other than its own exist on the radio channel using the carrier detection means, and continues the busy state. When the time is longer than the maximum data frame transmission time, interference detection means for recognizing that an interference wave is present on the radio channel to be used; and If the busy state due to the reception of the interference wave confirmed by the interference detection means occurs continuously for a predetermined number of times from the start of the detection of the interference wave, the presence or absence of periodicity related to the generation of the interference wave is identified. The interference wave periodicity detecting means for determining the period, and when the interference detecting means does not detect an interference wave in the busy state, or has detected an interference wave in the busy state, the interference wave periodicity detecting means Does not detect the periodicity of the interference wave, performs standby control of data transmission according to only the detection result of the carrier detection means, the interference detection means detects the interference wave in the busy state, and the interference wave When the periodicity detection unit detects the periodicity of the interference wave, the interference detection unit performs standby control of data transmission by reflecting not only the detection result of the carrier detection unit but also the period of the detected interference wave. Characterized by providing a standby control unit.
[0014]
According to the first aspect, when the duration of the busy state is longer than the maximum data frame transmission time, the interference detecting means recognizes the presence of the interference wave. If the emission of the interference wave has periodicity, the interference wave periodicity detecting means detects the generation period of the interference wave. The interference standby controller performs standby control of data transmission in accordance with the emission cycle of the interference wave.
[0015]
That is, when the generation of the interference wave has periodicity, the generation timing of the interference wave can be predicted in advance. Even when no interfering wave is detected (idle state), it waits for data transmission at a timing when an interfering wave may occur, thereby avoiding interference with an interference source that generates an interfering wave at its own timing can do.
[0016]
A second aspect of the present invention is the interference avoidance radio station according to the first aspect, wherein the interference detecting means is configured to perform a unit time when the radio channel is busy and the duration of the busy state is shorter than the maximum data frame transmission time. The busy state detection count N for each Tmax is counted, and when the busy state is recognized as the reception of predetermined data, the data reception count M for each unit time Tmax is counted, and the busy state detection for each unit time Tmax is detected. The ratio of the number of data receptions M to the number of times N is calculated, and if the ratio is equal to or greater than a predetermined threshold value Px, it is determined that no interference wave exists on the radio channel. If there is, it is determined that an interference wave exists on the wireless channel.
[0017]
According to the second aspect, the presence or absence of the interference wave can be identified by comparing the ratio of the number of times the busy state is detected and the number of times the busy state is recognized as the data with a threshold.
A third aspect of the present invention provides the interference avoidance radio station according to the first aspect, wherein the interference standby control unit performs carrier detection while performing transmission standby in accordance with the period of the interference wave acquired from the interference wave periodicity detection unit. The present invention is characterized in that there is provided a standby carrier detection control means for performing, and a standby release control means for releasing the transmission standby control when the wireless channel is idle during transmission standby.
[0018]
In the third aspect, the waiting carrier detection control means also detects the carrier at the expected occurrence timing of the interference wave predicted based on the detection period of the interference wave detected in advance. This makes it possible to identify whether or not an interference wave has actually occurred at the scheduled occurrence timing. The standby release control means releases the transmission standby control when the wireless channel is idle during the transmission standby.
[0019]
That is, even if it is predicted that an interference wave will occur due to the periodicity of the past interference wave, if the occurrence of the interference wave is not actually detected, a period during which the interference wave may occur The standby operation ends before elapses. Thereby, useless waiting time can be reduced.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First Embodiment)
One embodiment of an interference avoidance radio station according to the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment corresponds to claim 1.
[0021]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the radio station of this embodiment. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the wireless station of this embodiment. FIG. 3 is a time chart showing an example of detecting interference of this embodiment. FIG. 4 is a time chart showing an example of detecting the periodicity of the interference wave of this embodiment. FIG. 5 is a time chart showing an example of the interference standby control of this embodiment.
[0022]
In this embodiment, the carrier detecting unit, the interference detecting unit, the interference wave periodicity detecting unit, and the interference standby control unit of the first aspect are respectively composed of a carrier detecting unit 121, an interference detecting unit 122, an interference wave periodicity detecting unit 123, and an interference wave. Corresponds to the time standby control unit 124.
In this embodiment, a wireless system that controls communication based on the CSMA / CA described above is assumed, and a wireless base station and each wireless terminal constituting the wireless system autonomously determine whether transmission is possible. To send. The interference avoidance radio station according to the present invention corresponds to each of the radio base station and each radio terminal.
[0023]
The radio station (radio base station or radio terminal) 100 of this embodiment includes a radio transmission / reception processing unit 110, an access control unit 120, an upper layer transmission / reception control unit 130, an antenna 140, and a reception processing unit 150 as shown in FIG. I have. The access control unit 120 includes a carrier detection unit 121, an interference detection unit 122, an interference wave periodicity detection unit 123, an interference standby control unit 124, and a transmission buffer 125.
[0024]
In FIG. 1, each solid arrow indicates a flow of a reception signal and a transmission signal, and a dotted arrow indicates a flow of a control signal.
That is, the incoming radio wave is received by the antenna 140 of the radio station 100 shown in FIG. 1, converted into a baseband reception signal by the radio transmission / reception processing unit 110, and processed by the reception processing unit 150 and the upper layer transmission / reception control unit 130. The data is input to a predetermined host computer as received data.
[0025]
The transmission data output from the host computer is processed by the upper layer transmission / reception control unit 130, input to the wireless transmission / reception processing unit 110 via the transmission buffer 125 of the access control unit 120, and converted into a radio frequency signal. Transmitted from antenna 140. By controlling the transmission buffer 125, the timing of data transmission can be controlled.
[0026]
The carrier detection unit 121 of the access control unit 120 detects the presence or absence of a carrier (carrier) based on the signal received by the wireless transmission / reception processing unit 110 and input to the reception processing unit 150. That is, the radio station 100 determines whether or not radio waves radiated from other than its own station appear on the radio channel used for data transmission.
The interference detection unit 122 identifies the presence or absence of an interference wave based on the detection result of the carrier detection unit 121 and a signal input to the reception processing unit 150.
[0027]
The interference wave periodicity detection unit 123 detects the presence or absence of the periodicity of the interference wave and the radiation cycle of the interference wave based on the detection result of the interference detection unit 122 and the signal input to the reception processing unit 150.
The interference standby controller 124 controls the transmission buffer 125 based on signals output from the interference detector 122 and the interference wave periodicity detector 123, and performs standby control on data transmission from the wireless station 100.
[0028]
The operation of the wireless station 100 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
In the first step S001, the time of an internal timer T used for control is set to zero.
In step S002, it is determined whether the transmission standby timing is known. If the transmission standby timing is not known (the transmission standby control by the interference standby control unit 124 is not performed), the process proceeds from step S002 to S003, and carrier detection is started using the carrier detection unit 121.
[0029]
In the next step S004, the output of the carrier detector 121 is monitored to determine whether the channel used for transmission is busy (in use). If the channel is busy, the next step S005 identifies whether the timer T is running. If the timer T is operating, the process directly proceeds to step S007. If the timer T is not operating, the timer T is started in step S006, and then the process proceeds to step S007.
[0030]
In step S007, the time of the timer T is compared with a predetermined time Tdata. This time Tdata corresponds to the time required to transmit the maximum length data signal. That is, in step S007, the elapsed time since the first detection that the channel is busy is compared with the time Tdata.
If (T ≦ Tdata), the process returns to step S004. If (T> Tdata), the process proceeds to the next step S008, where the interference detection unit 122 confirms that an interference wave exists on the wireless channel to be used. .
[0031]
In step S009, it is determined whether or not the reception level of the interference wave has changed over time. If it fluctuates, that is, if the busy state and the idle state appear, the process proceeds to the next step S010, and it is determined whether or not the generation of the interference wave has periodicity.
If there is periodicity in the generation of the interference wave, the process proceeds to the next step S011, where the period of the interference wave is detected by the control of the interference wave periodicity detection unit 123, and the interference standby control unit 124 The transmission standby start time and the transmission standby time are set. That is, the scheduled period of occurrence of the interference wave predicted to occur in the future due to the periodicity is incorporated into the transmission standby schedule.
[0032]
However, even if the generation of the interference wave is confirmed, if the level change of the interference wave is not detected in step S009 or if the periodicity of the interference wave is not detected in step S010, the step The process returns to step S001 without executing S011.
If the channel is in the idle state in step S004, the timer T is set to 0 in step S012. If a data frame to be transmitted exists in the transmission buffer 125, the process proceeds from step S013 to S014. Send a data frame.
[0033]
Also, in step S004, when the interference wave is not confirmed even when the channel is busy, the reception processing unit 150 performs a predetermined reception process in step S005.
Once step S011 is executed, the transmission standby timing becomes known, so that the next time step S002 is executed, the process proceeds to step S015.
In step S015, it is determined whether or not the current time is the transmission standby start time. When the transmission standby start time comes, the process proceeds from step S015 to S016, and the interference standby controller 124 controls the transmission buffer 125 so as to wait for data transmission. This transmission standby is continued until the transmission standby end time is reached. When the current time reaches the transmission standby end time, the process proceeds from step S017 to step S003.
[0034]
Before the transmission standby start time and after the transmission standby end time, the process proceeds from step S015 to S003 without waiting. Then, if the channel is not busy, the process proceeds to step S014 through steps S004, S012, and S013, permits data output from the transmission buffer 125, and transmits a data frame.
The operation of the interference detection unit 122 of this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 3, one communication system includes the radio base station 10 and the radio terminals 20 (1) and 20 (2), and the radio terminal 20 (2) transmits data to the radio base station 10. , An interference source 30 exists. The interference source 30 radiates a radio signal that the radio base station 10 and each radio terminal 20 cannot recognize as data.
[0035]
In the example of FIG. 3, first, the radio terminal 20 (2) transmits data to the radio base station 10, and the radio base station 10 transmits an acknowledgment ACK to the reception of the data to the radio terminal 20 (2). Send.
Thereafter, the interference source 30 emits an interference wave. At this time, the wireless base station 10 and each wireless terminal 20 receive a wireless signal from the interference source 30 as a signal that cannot be recognized as data. That is, during the busy period shown as Tbusy in FIG. 3, the wireless base station 10 and each wireless terminal 20 detect a signal that cannot be recognized as data.
[0036]
Here, when the duration (Tbusy) of the interference wave radiated by the interference source 30 exceeds the time Tdata (transmission time of the maximum length data frame) shown in step S007 in FIG. 2, the wireless base station 10 and each wireless terminal The 20th interference detection unit 122 recognizes that an interference wave is generated (S008).
Next, the operation of the interference wave periodicity detector 123 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
[0037]
Also in FIG. 4, when one communication system includes the wireless base station 10 and the wireless terminals 20 (1) and 20 (2), and the wireless terminal 20 (2) transmits data to the wireless base station 10, , An interference source 30 exists. The interference source 30 radiates a radio signal that the radio base station 10 and each radio terminal 20 cannot recognize as data.
[0038]
In the example of FIG. 4, first, the radio terminal 20 (2) transmits data to the radio base station 10, and the radio base station 10 transmits an acknowledgment ACK to the reception of the data to the radio terminal 20 (2). Send.
Thereafter, the interference source 30 emits an interference wave. When the duration of the interference wave is longer than Tdata, the signals received by the interference detection units 122 in the wireless base station 10 and each wireless terminal 20 are detected as interference waves.
[0039]
On the other hand, when the interference wave appears intermittently as shown in FIG. 4, the interference wave periodicity detection unit 123 of the wireless base station 10 and each wireless terminal 20 determines a period during which the interference wave appears continuously (busy). The length of a period (state period) Ta and the length of a period during which no interference wave is detected (idle state period) Tb are detected.
Further, the interference wave periodicity detection unit 123 checks whether or not the interference wave repeatedly appears at a constant cycle. That is, if (Ta + Tb) is one cycle (Tc), whether the lengths of Ta and Tb do not change over a period Tk of continuous K cycles (K = 1, 2, 3,...) Check. When it is confirmed that the lengths of Ta and Tb do not change, it is recognized that the interference wave has periodicity.
[0040]
When recognizing the periodicity of the interference wave, the interference wave periodicity detection unit 123 passes information on the periods Ta and Tb and the timing at which the interference wave actually occurs to the interference standby control unit 124. The interference standby controller 124 performs transmission standby control based on these pieces of information.
The specific operation of the interference standby controller 124 will be described with reference to FIG. In the example of FIG. 5, it is assumed that the interference wave emitted by the interference source 30 has periodicity. Therefore, in this example, the interference detection unit 122 recognizes the presence of the interference wave, and the interference wave periodicity detection unit 123 grasps the generation cycle and timing of the interference wave and provides the information to the interference standby control unit 124.
[0041]
In this case, the radio base station 10 and each radio terminal 20 start the transmission standby timer at the same time as the generation of the interference wave (t10) under the control of the interference standby controller 124, and enter the transmission standby state.
After the transmission standby state ends (t11), data transmission standby is performed for a predetermined time Td (DIFS). After the transmission standby state ends (t12), transmission is further refrained for the collision avoidance period Tb. For the collision avoidance period Tb, a different time is assigned to each wireless station.
[0042]
In the example of FIG. 5, in the wireless terminal 20 (2) having the shortest collision avoidance period Tb, no interference wave is detected at the time (t13) at which the collision avoidance period Tb ends, but from the periodicity of the interference wave (t14) The interference standby controller 124 recognizes that an interference wave is scheduled to be generated at the time.
Then, it is determined that the transmission sequence of one data frame to be transmitted does not end by the start time (t14) of the transmission timer, and data transmission is refrained at the timing of (t13).
[0043]
Thereafter, with the start of the transmission standby timer, the wireless base station 10 and each wireless terminal 20 enter a transmission standby state. After the two transmission waits, the wireless terminal 20 (2) determines that the wireless channel is in an idle state at the timing (t15), and furthermore, by one data frame before the scheduled start time at which the next interference wave occurs. Recognizing that the transmission sequence can be completed, the data frame D2 is transmitted.
[0044]
(Second embodiment)
Another embodiment of the interference avoidance radio station according to the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment corresponds to claim 2.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the radio station of this embodiment. FIG. 7 is a time chart showing an example of detecting interference of this embodiment.
[0045]
This embodiment is a modification of the first embodiment. The configuration of each wireless station 100 used in this embodiment is the same as that in FIG. However, the operation of the wireless station 100 has been partially changed as shown in FIG. In FIG. 6, steps corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. For the same parts as those in the first embodiment, the following description is omitted.
[0046]
The operation of the wireless station 100 (the wireless base station 10 or the wireless terminal 20) of this embodiment will be described with reference to FIG.
In the first step S106, the time of the internal timer T used for control is set to 0, the number M of data frame receptions is set to 0, and the number N of busy state detections is set to 0.
[0047]
When the transmission standby by the interference standby controller 124 is not performed, the process proceeds from step S002 to S003 to start carrier detection, and in step S004, it is determined whether the channel is busy.
If the channel is busy, the process proceeds to step S107 via step S005, and 1 is added to the busy state detection count N. Further, the receiving process is started in step S108, and whether or not the data frame has been recognized as a result of the receiving process is identified in the next step S109.
[0048]
If the data frame has been successfully received, the process proceeds from step S109 to S110, where 1 is added to the number M of data frame receptions, and the process proceeds to step S111. If the data frame has not been received, the process proceeds directly from step S109 to S111.
In step S111, it is determined whether or not the elapsed time of the timer T has reached the timeout time Tmax. If the timeout has not occurred, the process returns from step S111 to S004. If the timeout has occurred, the process proceeds to the next step S112.
[0049]
In step S112, the ratio between the number N of busy state detections and the number M of data frame receptions within a certain time (Tmax) is calculated, and the result is compared with a threshold value Px (%).
[0050]
That is, when (M × 100 / N) is equal to or greater than Px, the busy state is not recognized as an interference wave, and the process proceeds from step S112 to S113, where the timer T, the busy state detection number N, and the data frame reception number M are respectively initialized. The value 0 is set, and the process returns to step S002.
If the condition of ((M × 100 / N) <Px) is satisfied, the process proceeds from step S112 to S008, and the busy state is recognized as an interference wave.
[0051]
The other processes are the same as those in FIG.
The operation of the interference detection unit 122 when performing the processing shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG.
In FIG. 7, as in the case of FIG. 3, one communication system includes the radio base station 10 and the radio terminals 20 (1) and 20 (2), and the radio terminal 20 (2) is connected to the radio base station 10. It is assumed that an interference source 30 is present when transmitting data to the host. The interference source 30 radiates a radio signal that the radio base station 10 and each radio terminal 20 cannot recognize as data.
[0052]
In the example of FIG. 7, first, the radio terminal 20 (2) transmits data to the radio base station 10, and the radio base station 10 transmits an acknowledgment ACK to the reception of the data to the radio terminal 20 (2). Send.
Thereafter, the interference source 30 emits an interference wave. At this time, the wireless base station 10 and each wireless terminal 20 receive a wireless signal from the interference source 30 as a signal that cannot be recognized as data. That is, during the busy period shown as Tbusy in FIG. 7, the wireless base station 10 and each wireless terminal 20 detect a signal that cannot be recognized as data.
[0053]
In the example of FIG. 7, the wireless base station 10 and each wireless terminal 20 detect a signal that cannot be recognized as data five times. Also, the number of times that a received signal detected as busy in a certain period (Tmax) can be recognized as data is one. Therefore, in the example of FIG. 7, ((M × 100 / N) <Px), and the radio base station 10 and each radio terminal 20 recognize that an interference wave has occurred at the time when the period of Tmax has elapsed.
[0054]
(Third embodiment)
Another embodiment of the interference avoidance radio station according to the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment corresponds to claim 3.
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the radio station of this embodiment. FIG. 9 is a time chart showing an example of detecting interference in this mode.
[0055]
In this embodiment, the standby carrier detection control unit and the standby release control unit in claim 3 correspond to step S221 and step S222, respectively.
This embodiment is a modification of the second embodiment. The configuration of each wireless station 100 used in this embodiment is almost the same as that in FIG. However, in this example, the signal output by the carrier detection unit 121 is also applied to the input of the interference standby control unit 124. The operation of the wireless station 100 is partially changed as shown in FIG.
[0056]
In FIG. 8, steps corresponding to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. The description of the same parts as those in the second embodiment will be omitted.
The interference standby controller 124 of each wireless station 100 performs transmission standby control according to the information from the interference wave periodicity detector 123 as in the second embodiment. The information of the carrier detection result is obtained from the carrier detection unit 121, and when the channel is in the idle state, the transmission standby control is released.
[0057]
The operation of each wireless station 100 in this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, in this embodiment, the processing of steps S221 and S222 is added.
That is, when the wireless station 100 detects the interference wave and recognizes the emission cycle of the interference wave, the wireless station 100 waits for transmission in accordance with the emission cycle of the interference wave. Is monitored to perform carrier detection, and in step S221, it is determined whether the channel is busy.
[0058]
If the channel is idle in step S221, the flow advances to step S222 to cancel the transmission standby control.
The interference avoidance operation of each wireless station 100 (the wireless base station 10 and each wireless terminal 20) of this embodiment will be described with reference to FIG.
In the example of FIG. 9, the wireless base station 10 and each wireless terminal 20 each recognize the generation cycle of the interference wave from the interference source 30, and the interference standby control unit 124 of each wireless station adjusts to this generation cycle. It is assumed that transmission standby control is performed.
[0059]
In FIG. 9, the radio base station 10 and each radio terminal 20 monitor the output of the carrier detection unit 121 even while performing the transmission standby control. Then, when the transmission of the interference wave from the interference source 30 ends at the timing (t31), the interference standby controller 124 recognizes that the interference wave does not appear even at the scheduled time of occurrence of the interference wave, and waits for transmission. Release control.
[0060]
Therefore, the interference standby controller 124 of each wireless station cancels the transmission standby control at the timing (t31), then performs normal transmission standby for a predetermined time (Td) while performing carrier detection, and prepares for data transmission. Do.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the duration of the busy state is measured, and it is determined whether the time of the busy state is longer or shorter than the time required for transmitting the maximum-length data frame. It can be determined whether or not to do.
[0062]
Also, if there is an interference wave from another system on the wireless channel used by the wireless station for communication, even if the channel is in an idle state, it must wait for transmission based on the generation cycle of the interference wave. Thus, it is possible to prevent packet loss from occurring due to interference waves radiated during data transmission.
[0063]
In addition, the busy state is detected at regular intervals, but by calculating the number of times that the phenomenon that the received signal cannot be recognized as a data signal occurs, it is possible to determine whether or not the received signal is an interference wave.
In addition, by performing carrier detection during transmission standby control, transmission standby time after the end of interference wave emission can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless station according to a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of the wireless station according to the first embodiment.
FIG. 3 is a time chart illustrating an example of detection of interference according to the first embodiment;
FIG. 4 is a time chart illustrating an example of detecting the periodicity of an interference wave according to the first embodiment.
FIG. 5 is a time chart illustrating an example of standby control at the time of interference according to the first embodiment;
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of the wireless station according to the second embodiment.
FIG. 7 is a time chart illustrating an example of detecting interference according to the second embodiment.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of the wireless station according to the third embodiment.
FIG. 9 is a time chart illustrating an example of an interference avoidance operation according to the third embodiment.
FIG. 10 is a time chart showing a conventional example of avoiding interference.
FIG. 11 is a time chart showing a problem of a conventional interference avoidance procedure.
[Explanation of symbols]
10 wireless base stations
20 wireless terminals
30 interference sources
100 radio stations
110 wireless transmission / reception processing unit
120 Access control unit
121 Carrier detector
122 interference detector
123 Interference wave periodicity detector
124 Interference standby control unit
125 transmission buffer
130 Upper layer transmission / reception controller
140 antenna
150 Reception processing unit

Claims

Prior to data transmission, at least one of the presence / absence of a radio wave on the wireless channel to be used and the power of the received radio wave is detected, and the presence / absence of a radio wave on the wireless channel or the power of the received radio wave radiates from another radio station. A carrier detecting means for performing data transmission after confirming and judging that there is no transmitted radio wave, automatically judging whether or not data transmission is possible by the carrier detecting means, permitting packet collision, and In an interference avoidance radio station that performs communication,
Use the carrier detection means to detect a busy state where radio waves from other wireless stations other than the wireless station exist on the wireless channel, and to use when the duration of the busy state is longer than the maximum data frame transmission time. Interference detection means for recognizing the presence of an interference wave on the wireless channel
When the busy state due to the reception of the interference wave confirmed by the interference detection means is continuously generated for a predetermined number of times from the start of the detection of the interference wave, the presence or absence of the periodicity related to the generation of the interference wave is identified, and the periodicity is determined. Has an interference wave periodicity detecting means for determining its cycle,
When the interference detection means does not detect an interference wave in the busy state, or detects an interference wave in the busy state, but the interference wave periodicity detection means does not detect the periodicity of the interference wave, The standby control of data transmission is performed according to only the detection result of the carrier detection unit, the interference detection unit detects the interference wave in the busy state, and the interference wave periodicity detection unit detects the periodicity of the interference wave. In the case, interference interference standby control means for performing standby control of data transmission by reflecting not only the detection result of the carrier detection means but also the cycle of the detected interference wave is provided. Avoid radio stations.

2. The interference avoidance radio station according to claim 1, wherein the interference detection unit is configured to perform a busy state for each unit time Tmax when the wireless channel is busy and a duration of the busy state is shorter than a maximum data frame transmission time. Count the number of detections N,
If the busy state can be recognized as reception of predetermined data, the number of data receptions M per unit time Tmax is counted,
The ratio of the number of data receptions M to the number of busy state detections N per unit time Tmax is calculated, and if the ratio is equal to or greater than a predetermined threshold Px, it is determined that there is no interference wave on the radio channel, When the ratio is less than the threshold value Px, it is determined that an interference wave exists on a wireless channel.

The interference avoidance radio station according to claim 1, wherein the interference standby control means includes:
Standby carrier detection control means for performing carrier detection while performing transmission standby in accordance with the cycle of the interference wave obtained from the interference wave periodicity detection means,
An interference avoidance radio station comprising: a standby release control unit that releases transmission standby control when a wireless channel is idle during transmission standby.