JP2004260337A - パケット通信方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】ＨＣＦを用いた基地局集中制御を元に同一周波数隣接エリアのオーバーラップを有する無線ネットワークでＰｏｌｌフレームが衝突した場合の再送手順と衝突回避方法を提供し、データパケットの遅延時間とパケット破棄率を抑える。
【解決手段】無線基地局は無線端末宛のＰｏｌｌフレーム送信完了後、ＰＩＦＳ間後に無線端末からのデータフレームを正常に受信しない場合には乱数Ｎを生成し、無線端末からデータフレームを受信するまでＮ回Ｐｏｌｌフレームを繰り返し再送信を行い、ＳＩＦＳ間後に無線端末からのデータフレームを受信しない場合にはＰｏｌｌフレームの再送を停止し、無線端末はＤＩＦＳ間キャリアセンスを実施後キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施し、キャリアを検出しなかった時点で無線基地局宛のデータフレームを送信する。
【選択図】 図３
【解決手段】無線基地局は無線端末宛のＰｏｌｌフレーム送信完了後、ＰＩＦＳ間後に無線端末からのデータフレームを正常に受信しない場合には乱数Ｎを生成し、無線端末からデータフレームを受信するまでＮ回Ｐｏｌｌフレームを繰り返し再送信を行い、ＳＩＦＳ間後に無線端末からのデータフレームを受信しない場合にはＰｏｌｌフレームの再送を停止し、無線端末はＤＩＦＳ間キャリアセンスを実施後キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施し、キャリアを検出しなかった時点で無線基地局宛のデータフレームを送信する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線ＬＡＮに係り、無線通信を無線基地局が集中管理によって行うときにパケット衝突や、伝搬誤りが発生した際の再送制御の手順を示す無線パケット通信技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術としては、無線ＬＡＮの標準化作業を行っているＩＥＥＥ８０２．１１で標準化されたＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格があり、この無線伝送速度は最大５４Ｍｂｐｓを実現する。このような無線ＬＡＮの高速化に伴い、有線系と同等の音声や動画といったストリーム型のサービスが求められている。そこで現在ＩＥＥＥ８０２．１１ではＭＡＣレイヤを拡張し、ＱｏＳサポートを行うための標準化がＩＥＥＥ８０２．１１ＴＧｅとして進められている。これにより、アクセス制御の方法として、自律分散制御をベースとしたＥＤＣＦ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）と集中制御の機能をもつＨＣＦ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を提供する。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１ＴＧｅ規格を音声トラヒックで用いられるＶｏＩＰに適応した場合には、ＶｏＩＰは帯域保証、低遅延時間、低パケット破棄率を要求する。また、ＶｏＩＰの特徴として音声データ圧縮技術であるＣＯＤＥＣ（ＣＯｍｐｒｅｓｓｏｒ／ＤＥＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）によりＶｏＩＰパケットの送信周期は一定間隔となっている。
【０００４】
以上の条件を満たすために、帯域保証や送信周期のスケジューリングを容易に実現できる無線基地局による集中制御機能をもつＨＣＦは解決方法の一つとなる。
【０００５】
ＨＣＦにおけるパケット通信方法の手順を図１５および図１６を参照して説明する。図１５は無線端末（ＳＴＡ）から無線基地局（ＡＰ）に向かう上り方向のパケット通信方法を示す図であり、図１６は無線基地局（ＡＰ）から無線端末（ＳＴＡ）に向かう下り方向のパケット通信方法を示す図である。なお、以下の説明においても、無線端末（ＳＴＡ）から無線基地局（ＡＰ）に向かう方向を上り方向とし、無線基地局（ＡＰ）から無線端末（ＳＴＡ）に向かう方向を下り方向とする。
【０００６】
図１５に示すように、無線基地局（ＡＰ）［１１１］は自律分散制御（ＤＣＦ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）でデータフレーム送信前に用いられるＤＩＦＳ（ＤＣＦ ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）時間よりも短い時間ＰＩＦＳ（Ｐｏｌｌｉｎｇ ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）［１１３］アイドルであれば、Ｐｏｌｌフレーム［１１４］を無線端末（ＳＴＡ）［１１２］宛てに送信する。これによりＰｏｌｌフレームは他の自律分散制御によるフレームに対して優先して送信される。
【０００７】
Ｐｏｌｌフレーム［１１４］にはＰｏｌｌｉｎｇされた無線端末（ＳＴＡ）［１１２］のチャネル使用期間（ＴＸＯＰ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ）［１１９］情報が含まれており、ＴＸＯＰ［１１９］間通信を保証する。Ｐｏｌｌフレーム［１１４］宛先以外の無線端末（ＳＴＡ）［１２０］はＴＸＯＰ期間は送信待機（ＮＡＶ）［１２１］に設定される。
【０００８】
Ｐｏｌｌフレーム［１１４］を正常受信した無線端末（ＳＴＡ）［１１２］はＳＩＦＳ（Ｓｔａｔｉｏｎ ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）［１１５］間空けてデータフレーム［１１６］を無線基地局（ＡＰ）［１１１］宛に送信する。無線基地局（ＡＰ）［１１１］はＳＩＦＳ［１１７］空けて、確認応答パケット（ＡＣＫフレーム）［１１８］を無線端末（ＳＴＡ）［１１２］宛に返信することにより通信を完了する。
【０００９】
また、図１６に示すように、無線基地局（ＡＰ）［１１１］は自律分散制御（ＤＣＦ）でデータフレーム送信前に用いられるＤＩＦＳ時間よりも短い時間ＰＩＦＳ［１１３］アイドルであれば、Ｐｏｌｌフレーム［１１４］を無線端末（ＳＴＡ）［１１２］宛てに送信する。これによりＰｏｌｌフレームは他の自律分散制御によるフレームに対して優先して送信される。
【００１０】
Ｐｏｌｌフレーム［１１４］にはＰｏｌｌｉｎｇされた無線端末（ＳＴＡ）［１１２］のチャネル使用期間（ＴＸＯＰ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ）［１１９］情報が含まれており、ＴＸＯＰ［１１９］間通信を保証する。Ｐｏｌｌフレーム［１１４］宛先以外の無線端末（ＳＴＡ）［１２０］はＴＸＯＰ期間は送信待機（ＮＡＶ）［１２１］に設定される。
【００１１】
Ｐｏｌｌフレーム［１１４］を送信した無線基地局（ＡＰ）［１１１］はＳＩＦＳ［１１５］間空けてデータフレーム［１１６］を無線端末（ＳＴＡ）［１１２］宛に送信する。データフレーム［１１６］を正常受信した無線端末（ＳＴＡ）［１１２］はＳＩＦＳ［１１７］間空けて、確認応答パケット（ＡＣＫフレーム）［１１８］を無線基地局（ＡＰ）［１１１］宛に返信することにより通信を完了する。このようなＨＣＦの手順を用いることにより無線基地局ＡＰの集中管理によるスケジューリングと帯域保証が可能となる。
【００１２】
しかし、ＩＥＥＥ８０２．１１規格では周波数チャネルが４チャネル割当てられており、無線ＬＡＮの通信エリア数が増加した場合には隣接エリアでオーバーラップし、同一周波数をシェアして通信を行うこととなる。図１７は同一周波数隣接エリアの通信例を示す図である。図１７に示すように、無線基地局（ＡＰ１）［２１１］と無線端末（ＳＴＡ１）［２１３］はエリアＡ［２１５］内で通信を行い、無線基地局（ＡＰ２）［２１２］と無線端末（ＳＴＡ２）［２１４］はエリアＢ［２１６］内で通信を行っている。
【００１３】
エリアＡ［２１５］とエリアＢ［２１６］はエリアがオーバーラップしており、同一周波数であるため、全ての無線局は同一周波数をシェアして通信を行っている。このような環境でＨＣＦを用いて通信をエリアＡ［２１５］、エリアＢ［２１６］で行ったとき、Ｐｏｌｌフレームを同時送信した場合に、必ずフレームの衝突が発生する。もしくは、ＶｏＩＰのような送信間隔に周期性を持つトラヒックによる通信の場合は送信周期が同期したとき、連続で衝突が生じる。
【００１４】
図１８は同一周波数隣接エリアのＨＣＦ手順によるＰｏｌｌフレーム衝突の例を示す図である。図１８に示すように、無線基地局（ＡＰ１）［３１１］、（ＡＰ２）［３１２］から同時にＰＩＦＳ［３１５］、［３１６］間後にＰｏｌｌフレーム［３１９］、［３２０］を送信したとき、受信側の無線端末（ＳＴＡ１）［３１３］、（ＳＴＡ２）［３１４］では衝突によるＰｏｌｌフレーム受信誤り［３２３］が生じる。また、ＶｏＩＰの場合には、送信間隔が周期的であるため、送信周期が同期した場合には次周期送信Ｐｏｌｌフレーム［３２１］、［３２２］も連続して衝突が生じる。これによりＶｏＩＰパケットの遅延とパケット破棄率の増加となる。
【００１５】
その他の従来のＨＣＦを用いた再送方法には、例えば特許文献１に開示された方法がある。図１９はＰｏｌｌフレーム送信後予期されるデータフレーム受信無しの時のＰｏｌｌ再送方法を示す図である。図１９に示すように、無線基地局（ＡＰ）はＰｏｌｌフレーム［３１１４］送信完了し、ＳＩＦＳ［３４１４］間後にデータフレーム受信無し［３４１３］の場合に、ＰＩＦＳ［３４１５］間キャリアセンス実施後、回線が使用されていなければ、衝突回避期間であるランダム時間キャリアセンスを行うＢａｃｋｏｆｆ［３４１７］の間キャリアを検出しない場合には、無線基地局（ＡＰ）はＰｏｌｌフレーム［３４１２］の再送を行う。特許文献１のＰｏｌｌフレーム再送方法はＤＣＦを用いた方法である。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００２−３１９８９５号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の解決する課題は、従来技術では、同一周波数隣接エリアでＨＣＦを用いてＶｏＩＰによる通信を行うとき、ＰＩＦＳ時間後即座にＰｏｌｌフレームが送信されるため、２エリア以上オーバーラップした場合はＰｏｌｌフレーム同時送信による衝突が生じる。また、特許文献１による再送時にＤＣＦのみを用いたＰｏｌｌフレーム再送方法は自律分散のため、優先的に送信するＨＣＦに比べて送信待機期間による遅延時間の増加となる。さらに、ＶｏＩＰなどのトラヒックは送信間隔に周期性があり、連続して衝突が生じる可能性があるため、データパケットの遅延時間とパケット破棄率を増加してしまう問題がある。
【００１８】
本発明は、このような背景に行われたものであって、ＨＣＦを用いた基地局集中制御を元に同一周波数隣接エリアのオーバーラップを有する無線ネットワークでＰｏｌｌフレームが衝突した場合の再送手順と衝突回避方法を提供し、データパケットの遅延時間とパケット破棄率を抑えることができるパケット通信方法およびシステムを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の観点はパケット通信方法であって、上り方向へのデータ転送については、第一の無線局には第二の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は前記データパケットが到着する周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施してキャリアを検出しない場合は前記第二の無線局から前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信し、前記第一の無線局は前記通信権獲得フレームを受信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第二の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信するパケット通信方法である。
【００２０】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記第二の無線局は前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレーム送信完了後、前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信しない場合には乱数Ｎを生成し、前記第一の無線局からデータフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームを繰り返し再送信を行い、前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームを再送信後、前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームの再送を停止し、前記第一の無線局は、前記データパケットを生成し前記通信権獲得フレームが正常に受信されないときには、前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しなかった時点で前記第二の無線局宛の前記データフレームを送信するところにある。
【００２１】
また、下り方向のデータ転送については、本発明のパケット通信方法は、第二の無線局には第一の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は前記データパケットが生成される周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施してキャリアを検出しない場合は前記第二の無線局から前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信し、さらに、前記第二の無線局は前記通信権獲得フレームを送信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第一の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信するパケット通信方法である。
【００２２】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記第二の無線局は前記第一の無線局宛の前記データフレーム送信完了後、前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信した旨を示すＡＣＫフレームを受信しない場合には乱数Ｎを生成し、前記第一の無線局からＡＣＫフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを繰り返し再送信を行い、前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを再送信後、前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記ＡＣＫフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を停止し、前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しなかった時点で前記第一の無線局宛の前記データフレームを送信するところにある。
【００２３】
すなわち、従来技術のＨＣＦは基地局による集中制御であり、同一周波数隣接エリアで２エリア以上オーバーラップした無線通信環境ではパケットが複数同時に発生した場合に、ＰＩＦＳ間後に即座にＰｏｌｌフレームを送信するためＰｏｌｌフレーム同士の衝突が発生する。また、特許文献１による方法では衝突発生後のＰｏｌｌフレーム再送にＤＣＦを用いており送信待機期間による遅延時間が延びる可能性がある。
【００２４】
これに対し、本発明のパケット通信方法はＰｏｌｌフレームが衝突した場合に、Ｎ（乱数）回連続通信が成功するまでＰｏｌｌフレームを再送信し、Ｎ回目に通信が成功しない場合は、自律分散制御（ＤＣＦ）であるランダムアクセスにより再送を行い、ＨＣＦによる連続再送はＤＣＦに対して優先的に送信するため、ランダムＢａｃｋｏｆｆなどの送信待機時間による遅延時間の影響はなく、また、乱数Ｎは同システムが複数エリアで適用されてもＮ値の小さい無線局はＮ値の大きい無線局に対して先にＨＣＦによる再送を停止し、Ｎ値の大きい無線局はＨＣＦによるＰｏｌｌフレームの再送が行える。
【００２５】
したがって、従来と比較すると、連続して衝突し続けることを防ぎ、いずれかの無線局はＨＣＦによる再送ができる再送手順を提供する点が異なる。これにより、ＨＣＦの連続再送において、遅延時間と、破棄率とを抑える効果がある。
【００２６】
また、上り方向のデータ転送については、前記第二の無線局はあらかじめ乱数Ｍを生成し、前記データパケットが到着する周期でＭ回周期連続して前記通信権獲得フレーム再送信を実施し、さらに、前記通信権獲得フレーム再送を実施するときには、前記通信権獲得フレームの送信スタート時間をランダム時間移動することが望ましい。
【００２７】
また、下り方向のデータ転送については、前記第二の無線局はあらかじめ乱数Ｍを生成し、前記データパケットが到着する周期でＭ回周期連続して前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施し、さらに、前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームとこれに続くデータフレームの送信スタート時間をランダム時間移動することが望ましい。
【００２８】
すなわち、従来技術では送信間隔が周期性を持つトラヒックは連続して毎周期衝突し続けるのに対し、本発明のパケット通信方法はＭ（乱数）回周期にわたって連続して衝突が発生した場合に、周期性を持つＰｏｌｌフレームの送信スタート時間をランダム時間移動することにより送信スタート時間が同期して他エリアのＰｏｌｌフレームと衝突することを防ぎ、また、乱数Ｍは同システムが複数エリアで適用されてもＭ値の小さい無線局はＭ値の大きい無線局に対して先にＰｏｌｌフレームのスタート時間を移動し、Ｍ値の大きい無線局はＰｏｌｌフレームのスタート時間を変更せず次周期の衝突を回避するため、同時にＰｏｌｌフレームをランダム時間移動し、さらにＰｏｌｌフレームのスタート時間を同じランダム時間に設定することにより再衝突する確率を低くすることができる。これにより、連続周期に衝突し続けることを防ぐ効果がある。
【００２９】
本発明の第二の観点は、第一の無線局と、第二の無線局とを備え、上り方向のデータ転送については、前記第一の無線局には、第二の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は、前記データパケットが到着する周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信する手段とを備え、前記第一の無線局は、前記通信権獲得フレームを受信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第二の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信する手段とを備えたパケット通信システムである。
【００３０】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記第二の無線局は、前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレーム送信完了後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信しない場合には乱数Ｎを生成する手段と、前記第一の無線局からデータフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームを繰り返し再送信を行う手段と、前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームを再送信後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームの再送を停止する手段とを備え、前記第一の無線局は、前記生成する手段が前記データパケットを生成し前記通信権獲得フレームが正常に受信されないときには、前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で前記第二の無線局宛の前記データフレームを送信する手段とを備えたところにある。
【００３１】
また、前記第二の無線局は、乱数Ｍを生成する手段と、前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記通信権獲得フレーム再送信を実施し、さらに、前記通信権獲得フレーム再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームの送信スタート時間をランダム時間移動する手段とを備えることが望ましい。
【００３２】
また、下り方向のデータ転送については、本発明のパケット通信システムは、第一の無線局と、第二の無線局とを備え、前記第二の無線局には、前記第一の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記データパケットが生成される周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は前記第二の無線局から前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信する手段と、前記通信権獲得フレームを送信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第一の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信する手段とを備えたパケット通信システムである。
【００３３】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記第二の無線局は、前記第一の無線局宛の前記データフレーム送信完了後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信した旨を示すＡＣＫフレームを受信しない場合には乱数Ｎを生成する手段と、前記第一の無線局から前記ＡＣＫフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを繰り返し再送信を行う手段と、前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを再送信後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記ＡＣＫフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送を停止する手段と、前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で前記第一の無線局宛の前記データフレームを送信する手段とを備えたところにある。
【００３４】
前記第二の無線局は、乱数Ｍを生成する手段と、前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施し、さらに前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームの送信スタート時間をランダム時間移動する手段とを備えることが望ましい。
【００３５】
本発明の第三の観点は無線局であって、第一の無線局と、第二の無線局とを備え、上り方向のデータ転送については、前記第一の無線局には、前記第二の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は、前記データパケットが生成される周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信する手段とを備え、前記第一の無線局は、前記通信権獲得フレームを受信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第二の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信する手段を備えたパケット通信システムに適用される前記第一の無線局に相当する無線局である。
【００３６】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で前記第二の無線局宛の前記データフレームを送信する手段とを備えたところにある。
【００３７】
あるいは、本発明の第三の観点は無線局であって、第一の無線局と、第二の無線局とを備え、上り方向のデータ転送については、前記第一の無線局には、前記第二の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は、前記データパケットが到着する周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は前記第二の無線局から前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信する手段とを備え、前記第一の無線局は、前記通信権獲得フレームを受信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第二の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信する手段を備えたパケット通信システムに適用される前記第二の無線局に相当する無線局である。
【００３８】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレーム送信完了後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信しない場合には乱数Ｎを生成する手段と、前記第一の無線局からデータフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームを繰り返し再送信を行う手段と、前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームを再送信後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームの再送を停止する手段とを備えたところにある。
【００３９】
また、乱数Ｍを生成する手段と、前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記通信権獲得フレーム再送信を実施し、さらに、前記通信権獲得フレーム再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームの送信スタート時間をランダム時間移動する手段とを備えることが望ましい。
【００４０】
また、下り方向のデータ転送については、本発明の無線局は、第一の無線局と、第二の無線局とを備え、前記第二の無線局には、前記第一の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記データパケットが生成される周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信する手段と、前記通信権獲得フレームを送信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第一の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信する手段とを備えたパケット通信システムに適用される前記第二の無線局に相当する無線局である。
【００４１】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記第一の無線局宛の前記データフレーム送信完了後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信した旨を示すＡＣＫフレームを受信しない場合には乱数Ｎを生成する手段と、前記第一の無線局から前記ＡＣＫフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを繰り返し再送信を行う手段と、前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを再送信後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記ＡＣＫフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送を停止する手段と、前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で前記第一の無線局宛の前記データフレームを送信する手段とを備えたところにある。
【００４２】
乱数Ｍを生成する手段と、前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施し、さらに、前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームの送信スタート時間をランダム時間移動する手段とを備えることが望ましい。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明実施例のパケット通信システムを図１ないし図１４を参照して説明する。図１は本実施例の無線基地局のブロック構成図である。図２は本実施例の無線端末のブロック構成図である。図３は本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信する上り方向のデータ転送についての通信手順を示す図である。図４は本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信後ＤＣＦにより再送信する上り方向のデータ転送についての通信手順を示す図である。図５は本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線基地局側の上り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャートである。図６は本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線端末側の上り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャートである。図７は本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の上り方向のデータ転送についての手順を示す図である。図８は本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の上り方向のデータ転送についての手順を示すフローチャートである。
【００４４】
図９は本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信する下り方向のデータ転送についての通信手順を示す図である。図１０は本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信後ＤＣＦにより再送信する下り方向のデータ転送についての通信手順を示す図である。図１１は本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線基地局側の下り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャートである。図１２は本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線端末側の下り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャートである。図１３は本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の下り方向のデータ転送についての手順を示す図である。図１４は本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の下り方向のデータ転送についての手順を示すフローチャートである。なお、パケット通信システムの全体構成は図１７を用い、無線端末（ＳＴＡ）［２１３］および無線基地局（ＡＰ１）［２１１］に着目して説明を行う。
【００４５】
本実施例は、図１７に示すように、無線端末（ＳＴＡ１）［２１３］と、無線基地局（ＡＰ１）［２１１］とを備え、上り方向のデータ転送については、無線端末２１３は、図２に示すように、無線基地局［２１１］宛に送信するデータパケットが周期的に到着するデータパケット蓄積部６を備え、無線基地局［２１１］は、図１に示すように、前記データパケットが到着する周期毎に第一の一定期間であるＰＩＦＳ間キャリアセンスを実施するキャリアセンス実施部１と、このキャリアセンスによりキャリアを検出しない場合は無線端末［２１３］宛てに通信権獲得フレームとしてのＰｏｌｌフレームを送信するポーリング送信部２とを備え、無線端末［２１３］は、ポーリング受信部７により前記Ｐｏｌｌフレームを受信完了後ＰＩＦＳよりも短い第二の一定期間であるＳＩＦＳ間空けて無線基地局［２１１］宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信するデータパケット送受信部８を備えたパケット通信システムである。
【００４６】
ここで、本実施例の特徴とするところは、無線基地局［２１１］は、無線端末［２１３］宛の前記Ｐｏｌｌフレーム送信完了後ＳＩＦＳ間後に無線端末［２１３］からの前記データフレームをデータパケット送受信部３により正常に受信しない場合には乱数Ｎを生成する乱数Ｎ生成部４を備え、ポーリング送信部２は、無線端末［２１３］からデータフレームを受信するまで前記Ｎ回前記Ｐｏｌｌフレームを繰り返し再送信を行い、前記Ｎ回無線端末［２１３］宛の前記Ｐｏｌｌフレームを再送信後ＳＩＦＳ間後に無線端末［２１３］からの前記データフレームを受信しない場合には前記Ｐｏｌｌフレームの再送を停止し、無線端末［２１３］は、ＰＩＦＳよりも長い第三の一定期間であるＤＩＦＳ間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施するキャリアセンス実施部９を備え、データパケット送受信部８は、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で無線基地局［２１１］宛の前記データフレームを送信するところにある。
【００４７】
さらに、無線基地局［２１１］は、乱数Ｍを生成する乱数Ｍ生成部５を備え、ポーリング送信部２は、前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記Ｐｏｌｌフレーム再送信を実施し、さらに、前記Ｐｏｌｌフレーム再送信を実施するときには、前記Ｐｏｌｌフレームの送信スタート時間をランダム時間移動する。
【００４８】
本実施例は、図１７に示すように、無線端末（ＳＴＡ１）［２１３］と、無線基地局（ＡＰ１）［２１１］とを備え、下り方向のデータ転送については、図１に示すように、無線基地局［２１１］は、無線端末［２１３］宛に送信するデータパケットが周期的に到着するデータパケット蓄積部１０と、前記データパケットが到着する周期毎にＰＩＦＳ間キャリアセンスを実施するキャリアセンス実施部１と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は無線基地局［２１１］から無線端末［２１３］宛てにＰｏｌｌフレームを送信するポーリング送信部２と、前記Ｐｏｌｌフレームを送信完了後、ＳＩＦＳ間空けて無線端末［２１３］宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信するデータパケット送受信部３とを備えたパケット通信システムである。
【００４９】
ここで、本実施例の特徴とするところは、無線基地局［２１１］は、無線端末［２１３］宛の前記データフレーム送信完了後ＳＩＦＳ間後に無線端末［２１３］からの前記データフレームを正常に受信した旨を示すＡＣＫフレームを受信しない場合には乱数Ｎを生成する乱数Ｎ生成部４を備え、ポーリング送信部２およびデータパケット送受信部３は、無線端末［２１３］から前記ＡＣＫフレームを受信するまで前記Ｎ回前記Ｐｏｌｌフレームおよび前記データフレームを繰り返し再送信を行い、前記Ｎ回無線端末［２１３］宛の前記Ｐｏｌｌフレームおよび前記データフレームを再送信後ＳＩＦＳ間後に無線端末［２１３］からの前記ＡＣＫフレームを受信しない場合には前記Ｐｏｌｌフレームおよび前記データフレームの再送を停止し、キャリアセンス実施部１は、ＤＩＦＳ間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施し、ポーリング送信部２およびデータパケット送受信部３は、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で無線端末［２１３］局宛の前記データフレームを送信するところにある。
【００５０】
また、無線基地局［２１１］は、図１に示すように、乱数Ｍを生成する乱数Ｍ生成部５を備え、ポーリング送信部２およびデータパケット送受信部３は、前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記Ｐｏｌｌフレームおよび前記データフレームの再送信を実施し、さらに前記Ｐｏｌｌフレームおよび前記データフレームの再送信を実施するときには、前記Ｐｏｌｌフレームの送信スタート時間をランダム時間移動する。
【００５１】
以下では、図面を用いて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００５２】
（第一実施例）
第一実施例のパケット通信システムを図３ないし図５を参照して説明する。図３に示すように、まず、ＶｏＩＰなど送信間隔に周期性のあるトラヒックは通信を始める際に、無線端末（ＳＴＡ）［４１２］と無線基地局（ＡＰ）［４１１］との間で送信間隔、無線端末［４１２］のチャネル使用期間（ＴＸＯＰ）などの情報をマネージメントフレームのやりとりにより取り決める。これらの情報を元にパケットの発生周期をＰｏｌｌｉｎｇの契機とする。
【００５３】
図３ではＰｏｌｌフレーム送信前に、無線基地局［４１１］ではＰＩＦＳ［４１８］間キャリアセンスを実施する。キャリアセンスにより、回線が使用されていないことを認識すると、Ｐｏｌｌフレームを送信する。無線端末［４１２］では例えば同一周波数隣接エリアのＰｏｌｌフレームとの衝突によりＰｏｌｌフレーム受信誤り［４１７］の場合に、無線端末［４１２］はデータフレームを送信することなく、無線基地局［４１１］は連続して、ＰＩＦＳ間キャリアセンス後Ｐｏｌｌフレームを再送する。Ｎ（乱数）回再送を行うまでにＰｏｌｌフレーム［４１４］が正常受信された場合は無線端末［４１２］はＳＩＦＳ間後にデータフレーム［４１５］を送信し、データフレームを受信完了した無線基地局４１１はＳＩＦＳ間後にＡＣＫフレーム［４１６］を無線端末［４１２］宛に送信し、通信を完了する。
【００５４】
図４では、図３同様にＰｏｌｌフレーム［５１３］が衝突し、Ｎ（乱数）回まで連続して衝突が生じてしまった場合に、無線端末［５１２］は自律分散制御（ＤＣＦ［５２２］）を行う。無線端末［５１２］はＤＩＦＳ［５１７］間（ＳＩＦＳ＜ＰＩＦＳ＜ＤＩＦＳ）キャリアセンス実施後、回線が使用されていなければ、衝突回避期間であるランダム時間キャリアセンスを行うＢａｃｋｏｆｆ［５１８］処理を行う。Ｂａｃｋｏｆｆ［５１８］の間キャリアを検出しない場合には、無線端末［５１２］は無線基地局［５１１］宛にデータパケット［５１９］を送信する。以上によって、ＨＣＦを用いたときの再送方法を提供する。
【００５５】
図５のフローチャートは無線基地局側の制御であり、Ｐｏｌｌフレーム発生後、乱数を生成してカウンタＮ値を設定する。タイマをスタートさせ、ＰＩＦＳ時間Ｉｄｌｅであれば、Ｐｏｌｌフレームを送信する。ＳＩＦＳ間後データフレームが受信されなければカウンタＮ値を１ずつ減らしていく。Ｎ＝０になったときはこのフローチャートを終了する。
【００５６】
図６のフローチャートは無線端末側の制御であり、まず、タイマをスタートさせＤＩＦＳ間Ｉｄｌｅであれば、ランダムＢａｃｋｏｆｆ時間を設定し、かつ、Ｂａｃｋｏｆｆタイマをスタートさせる。ランダムＢａｃｋｏｆｆ時間ＩｄｌｅであればＳＩＦＳ間後にデータを送信する。ＤＩＦＳ間もしくはランダムＢａｃｋｏｆｆ時間Ｉｄｌｅとならなければ、それぞれのタイマをリセットし、Ｐｏｌｌフレームを受信したか否かの判定をする。Ｐｏｌｌフレームを受信した場合は、ＳＩＦＳ間後にデータフレームを送信する。Ｐｏｌｌフレームを受信しない場合はスタートへ戻る。
【００５７】
（第二実施例）
第二実施例のパケット通信システムを図７および図８を参照して説明する。図７に示すように、まず、第一実施例と同様にＶｏＩＰなど送信間隔に周期性のあるトラヒックは通信を始める際に、無線端末（ＳＴＡ）、無線基地局（ＡＰ）間で送信間隔、無線端末（ＳＴＡ）の使用期間（ＴＸＯＰ）などの情報をマネージメントフレームのやりとりにより取り決める。これらの情報を元にパケットの発生周期をＰｏｌｌｉｎｇの契機とする。
【００５８】
図７ではＰｏｌｌフレーム送信前に、無線基地局（ＡＰ）ではＰＩＦＳ間キャリアセンスを実施する。キャリアセンスにより、回線が使用されていないことを認識すると、Ｐｏｌｌフレームを送信する。無線端末（ＳＴＡ）ではＰｏｌｌフレームの衝突により、Ｐｏｌｌフレーム受信誤りとなる。無線端末（ＳＴＡ）はデータフレームを送信することなく、無線基地局（ＡＰ）は連続して、ＰＩＦＳ間キャリアセンス後ＰｏｌｌフレームをＮ（乱数）回まで再送を行い、Ｎ回後には自律分散制御（ＤＣＦ）を行う。
【００５９】
ここで、ＶｏＩＰのようにパケット送信に周期性をもつトラヒックは他の同一周波数隣接エリアで通信を行っているＶｏＩＰのトラヒックと毎周期に連続してＰｏｌｌフレーム同士の衝突が生じる可能性がある。連続Ｍ（乱数）回周期にわたってＰｏｌｌフレームの再送が生じた場合には、Ｍ＋１回目には周期毎のＰｏｌｌフレーム送信スタート時間をランダム時間移動して送信するように設定する。無線基地局（ＡＰ）は以後、前記時間移動した時間からＰｏｌｌフレームを送信する。以上によって、送信間隔に周期性をもつトラヒックが同期することによって衝突することを回避する。
【００６０】
図８のフローチャートはまず乱数値を生成してカウンタＭ値を設定する。Ｐｏｌｌフレーム発生後、第一実施例の図５と同様に乱数を生成してカウンタＮ値を設定する。再送フラグはＯＦＦとする。再送フラグはＰｏｌｌフレームが連続周期再送されたかどうかを判断するために用いる。タイマをスタートし、ＰＩＦＳ間ＩｄｌｅであればＰｏｌｌフレームを送信するＳＩＦＳ間後にデータフレームを受信しない場合は再送フラグをＯＮとし、Ｎのカウンタを減らす。
【００６１】
その後、再度上記の動作を行いＰｏｌｌフレームの再送を行う。ＳＩＦＳ間後データフレームを受信し、再送フラグがＯＮであれば、Ｍのカウンタ値を減らす。Ｍのカウンタ値が０となったとき、次送信Ｐｏｌｌフレームのスタート時間をランダム時間移動に設定する。再送フラグがＯＦＦであれば、Ｐｏｌｌフレームの再送を行わなかったと判断し、カウンタＭ値をクリアする。
【００６２】
以上、第一および第二実施例は、上り方向のデータ転送についての実施例である。以下の実施例では、下り方向のデータ転送について説明する。
【００６３】
（第三実施例）
第三実施例のパケット通信システムを図９ないし図１２を参照して説明する。図９に示すように、まず、ＶｏＩＰなど送信間隔に周期性のあるトラヒックは通信を始める際に、無線端末（ＳＴＡ）［４１２］と無線基地局（ＡＰ）［４１１］との間で送信間隔、無線端末［４１２］のチャネル使用期間（ＴＸＯＰ）などの情報をマネージメントフレームのやりとりにより取り決める。これらの情報を元にパケットの発生周期をＰｏｌｌｉｎｇの契機とする。
【００６４】
図９ではＰｏｌｌフレーム送信前に、無線基地局［４１１］ではＰＩＦＳ［４１８］間キャリアセンスを実施する。キャリアセンスにより、回線が使用されていないことを認識すると、Ｐｏｌｌフレームを送信し、続いて、無線端末［４１２］宛に送信すべきデータが到着している場合には、ＳＩＦＳ間後にデータフレーム［４１６］を送信する。無線端末［４１２］では例えば同一周波数隣接エリアのＰｏｌｌフレームとの衝突によりＰｏｌｌフレーム受信誤り［４１７］の場合に、無線端末［４１２］は、無線基地局［４１１］からのデータフレームを受信できず、ＡＣＫフレームを送信しないので、無線基地局［４１１］は連続して、ＰＩＦＳ間キャリアセンス後Ｐｏｌｌフレームおよびデータフレームを再送信する。Ｎ（乱数）回再送信を行うまでに、無線端末［４１２］によりＰｏｌｌフレーム［４１４］およびデータフレーム［４１６］が正常受信された場合は無線端末［４１２］はＳＩＦＳ間後にＡＣＫフレーム［４１５］を送信し、ＡＣＫフレームを受信完了した無線基地局［４１１］はＳＩＦＳ間後に通信を完了する。
【００６５】
図１０では、図９同様にＰｏｌｌフレーム［５１３］が衝突し、Ｎ（乱数）回まで連続して衝突が生じてしまった場合に、無線基地局［５１１］は自律分散制御（ＤＣＦ［５２２］）を行う。無線基地局［５１１］はＤＩＦＳ［５１７］間（ＳＩＦＳ＜ＰＩＦＳ＜ＤＩＦＳ）キャリアセンス実施後、回線が使用されていなければ、衝突回避期間であるランダム時間キャリアセンスを行うＢａｃｋｏｆｆ［５１８］処理を行う。Ｂａｃｋｏｆｆ［５１８］の間キャリアを検出しない場合には、無線基地局［５１１］は無線端末［５１２］宛にデータフレーム［５１９］を送信する。以上によって、ＨＣＦを用いたときの再送方法を提供する。
【００６６】
図１１のフローチャートは無線基地局側の制御であり、Ｐｏｌｌフレーム発生後、乱数を生成してカウンタＮ値を設定する。タイマをスタートさせ、ＰＩＦＳ時間Ｉｄｌｅであれば、Ｐｏｌｌフレームを送信する。ＳＩＦＳ間後ＡＣＫフレームが受信されなければカウンタＮ値を１ずつ減らしていく。Ｎ＝０になったときはこのフローチャートを終了する。
【００６７】
図１２のフローチャートは、図１１のフローチャートの手順に続いて行われる無線基地局側の制御であり、まず、タイマをスタートさせＤＩＦＳ間Ｉｄｌｅであれば、ランダムＢａｃｋｏｆｆ時間を設定し、かつ、Ｂａｃｋｏｆｆタイマをスタートさせる。ランダムＢａｃｋｏｆｆ時間ＩｄｌｅであればＳＩＦＳ間後にデータフレームを送信する。ＤＩＦＳ間もしくはランダムＢａｃｋｏｆｆ時間Ｉｄｌｅとならなければ、それぞれのタイマをリセットし、ＡＣＫフレームを受信したか否かの判定をする。ＡＣＫフレームを受信した場合は通信を終了する。ＡＣＫフレームを受信しない場合はスタートへ戻る。
【００６８】
（第四実施例）
第四実施例のパケット通信システムを図１３および図１４を参照して説明する。まず、第三実施例と同様にＶｏＩＰなど送信間隔に周期性のあるトラヒックは通信を始める際に、無線端末（ＳＴＡ）、無線基地局（ＡＰ）間で送信間隔、ＳＴＡの使用期間（ＴＸＯＰ）などの情報をマネージメントフレームのやりとりにより取り決める。これらの情報を元にパケットの発生周期をＰｏｌｌｉｎｇの契機とする。
【００６９】
図１３ではＰｏｌｌフレーム送信前に、無線基地局（ＡＰ）ではＰＩＦＳ時間キャリアセンスを実施する。キャリアセンスにより、回線が使用されていないことを認識すると、Ｐｏｌｌフレームとこれに続くデータフレームを送信する。無線端末（ＳＴＡ）ではＰｏｌｌフレームおよびデータフレームの衝突により、Ｐｏｌｌフレームおよびデータフレーム受信誤りとなる。したがって、無線端末（ＳＴＡ）はＡＣＫフレームを送信することなく、無線基地局（ＡＰ）は連続して、ＰＩＦＳ間キャリアセンス後ＰｏｌｌフレームおよびデータフレームをＮ（乱数）回まで再送を行い、Ｎ回後には自律分散制御（ＤＣＦ）を行う。
【００７０】
ここで、ＶｏＩＰのようにパケット送信に周期性をもつトラヒックは他の同一周波数隣接エリアで通信を行っているＶｏＩＰのトラヒックと毎周期に連続してＰｏｌｌフレームおよびデータフレーム同士の衝突が生じる可能性がある。連続Ｍ（乱数）回周期にわたってＰｏｌｌフレームおよびデータフレームの再送が生じた場合には、Ｍ＋１回目には周期毎のＰｏｌｌフレーム送信スタート時間をランダム時間移動して送信するように設定する。無線基地局（ＡＰ）は以後、前記時間移動した時間からＰｏｌｌフレームとこれに続くデータフレームを送信する。以上によって、送信間隔に周期性をもつトラヒックが同期することによって衝突することを回避する。
【００７１】
図１４のフローチャートはまず乱数値を生成してカウンタＭ値を設定する。Ｐｏｌｌフレーム発生後、第三実施例の図１１と同様に乱数を生成してカウンタＮ値を設定する。再送フラグはＯＦＦとする。再送フラグはＰｏｌｌフレームが連続周期再送されたかどうかを判断するために用いる。タイマをスタートし、ＰＩＦＳ間ＩｄｌｅであればＰｏｌｌフレームおよびデータフレームを送信する。ＳＩＦＳ間後にＡＣＫフレームを受信しない場合は再送フラグをＯＮとし、Ｎのカウンタを減らす。
【００７２】
その後、再度上記の動作を行いＰｏｌｌフレームおよびデータフレームの再送を行う。ＳＩＦＳ間後ＡＣＫフレームを受信し、再送フラグがＯＮであれば、Ｍのカウンタ値を減らす。Ｍのカウンタ値が０となったとき、次送信Ｐｏｌｌフレームとこれに続くデータフレームのスタート時間をランダム時間移動に設定する。再送フラグがＯＦＦであれば、Ｐｏｌｌフレームおよびデータフレームの再送を行わなかったと判断し、カウンタＭ値をクリアする。
【００７３】
（実施例まとめ）
本実施例では、説明をわかりやすくするために、実施例を分けて説明したが、実際には、第一または第二実施例と、第三または第四実施例とは組み合わせて用いる。例えば、第一または第三実施例で説明した手順を実行し、それでも通信が成功しない場合には、第二または第四実施例で説明した手順を実行することにしてもよいし、あるいは、第一または第三実施例で説明した手順を実行した場合と第二または第四実施例で説明した手順を実行した場合とでそれぞれの通信成功率を集計する手段を設けておき、その時々の状況に応じて通信成功率の高い方の手順を選択するようにしてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＨＣＦを用いた基地局集中制御を元に同一周波数隣接エリアのオーバーラップを有する無線ネットワークでＰｏｌｌフレームが衝突した場合の再送手順と衝突回避方法を提供し、データパケットの遅延時間とパケット破棄率を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の無線基地局のブロック構成図。
【図２】本実施例の無線端末のブロック構成図。
【図３】本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信する上り方向のデータ転送についての通信手順を示す図。
【図４】本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信後ＤＣＦにより再送信する上り方向のデータ転送についての通信手順を示す図。
【図５】本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線基地局側の上り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャート。
【図６】本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線端末側の上り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャート。
【図７】本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の上り方向のデータ転送についての手順を示す図。
【図８】本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の上り方向のデータ転送についての手順を示すフローチャート。
【図９】本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信する下り方向のデータ転送についての通信手順を示す図。
【図１０】本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信後ＤＣＦにより再送信する下り方向のデータ転送についての通信手順を示す図。
【図１１】本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線基地局側の下り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャート。
【図１２】本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線端末側の下り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャート。
【図１３】本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の下り方向のデータ転送についての手順を示す図。
【図１４】本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の下り方向のデータ転送についての手順を示すフローチャート。
【図１５】ＨＣＦにおけるパケット通信方法の上り方向のデータ転送についての手順を示す図。
【図１６】ＨＣＦにおけるパケット通信方法の下り方向のデータ転送についての手順を示す図。
【図１７】同一周波数隣接エリアを説明するための図。
【図１８】同一周波数隣接エリアのＨＣＦ手順によるＰｏｌｌフレーム衝突の例を示す図。
【図１９】Ｐｏｌｌフレーム送信後予期されるデータフレーム受信無しの時のＰｏｌｌ再送方法を示す図。
【符号の説明】
１、９ キャリアセンス実施部
２ ポーリング送信部
３ データパケット送受信部
４ 乱数Ｎ生成部
５ 乱数Ｍ生成部
６、１０ データパケット蓄積部
７ ポーリング受信部
８ データパケット送受信部
２１１、２１２、４１１、５１１ 無線基地局（ＡＰ）
２１３、２１４、４１２、５１２ 無線端末（ＳＡＴ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ）
２１５ エリアＡ
２１６ エリアＢ
３１９、３２０、４１３、４１４、５１３、５１４、３４１１、３４１２ Ｐｏｌｌフレーム
３２１、３２２ 次周期送信Ｐｏｌｌフレーム
３２３、３２４ 衝突によるＰｏｌｌフレーム受信誤り
３４１３ データフレーム無し
３４１４ ＳＩＦＳ
３４１６ ＴＸＯＰ
４１５、５１６ ＡＣＫフレーム
４１６、５１９ データフレーム
４１７ Ｐｏｌｌフレーム受信誤り
３１５〜３１８、４１８、５２０、３４１５ ＰＩＦＳ
５１７ ＤＩＦＳ
５１８、３４１７ ランダムＢａｃｋｏｆｆ
５２１ Ｐｏｌｌフレーム受信誤り
５２２ ＤＣＦ
【発明の属する技術分野】
本発明は無線ＬＡＮに係り、無線通信を無線基地局が集中管理によって行うときにパケット衝突や、伝搬誤りが発生した際の再送制御の手順を示す無線パケット通信技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術としては、無線ＬＡＮの標準化作業を行っているＩＥＥＥ８０２．１１で標準化されたＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格があり、この無線伝送速度は最大５４Ｍｂｐｓを実現する。このような無線ＬＡＮの高速化に伴い、有線系と同等の音声や動画といったストリーム型のサービスが求められている。そこで現在ＩＥＥＥ８０２．１１ではＭＡＣレイヤを拡張し、ＱｏＳサポートを行うための標準化がＩＥＥＥ８０２．１１ＴＧｅとして進められている。これにより、アクセス制御の方法として、自律分散制御をベースとしたＥＤＣＦ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）と集中制御の機能をもつＨＣＦ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を提供する。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１ＴＧｅ規格を音声トラヒックで用いられるＶｏＩＰに適応した場合には、ＶｏＩＰは帯域保証、低遅延時間、低パケット破棄率を要求する。また、ＶｏＩＰの特徴として音声データ圧縮技術であるＣＯＤＥＣ（ＣＯｍｐｒｅｓｓｏｒ／ＤＥＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）によりＶｏＩＰパケットの送信周期は一定間隔となっている。
【０００４】
以上の条件を満たすために、帯域保証や送信周期のスケジューリングを容易に実現できる無線基地局による集中制御機能をもつＨＣＦは解決方法の一つとなる。
【０００５】
ＨＣＦにおけるパケット通信方法の手順を図１５および図１６を参照して説明する。図１５は無線端末（ＳＴＡ）から無線基地局（ＡＰ）に向かう上り方向のパケット通信方法を示す図であり、図１６は無線基地局（ＡＰ）から無線端末（ＳＴＡ）に向かう下り方向のパケット通信方法を示す図である。なお、以下の説明においても、無線端末（ＳＴＡ）から無線基地局（ＡＰ）に向かう方向を上り方向とし、無線基地局（ＡＰ）から無線端末（ＳＴＡ）に向かう方向を下り方向とする。
【０００６】
図１５に示すように、無線基地局（ＡＰ）［１１１］は自律分散制御（ＤＣＦ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）でデータフレーム送信前に用いられるＤＩＦＳ（ＤＣＦ ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）時間よりも短い時間ＰＩＦＳ（Ｐｏｌｌｉｎｇ ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）［１１３］アイドルであれば、Ｐｏｌｌフレーム［１１４］を無線端末（ＳＴＡ）［１１２］宛てに送信する。これによりＰｏｌｌフレームは他の自律分散制御によるフレームに対して優先して送信される。
【０００７】
Ｐｏｌｌフレーム［１１４］にはＰｏｌｌｉｎｇされた無線端末（ＳＴＡ）［１１２］のチャネル使用期間（ＴＸＯＰ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ）［１１９］情報が含まれており、ＴＸＯＰ［１１９］間通信を保証する。Ｐｏｌｌフレーム［１１４］宛先以外の無線端末（ＳＴＡ）［１２０］はＴＸＯＰ期間は送信待機（ＮＡＶ）［１２１］に設定される。
【０００８】
Ｐｏｌｌフレーム［１１４］を正常受信した無線端末（ＳＴＡ）［１１２］はＳＩＦＳ（Ｓｔａｔｉｏｎ ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）［１１５］間空けてデータフレーム［１１６］を無線基地局（ＡＰ）［１１１］宛に送信する。無線基地局（ＡＰ）［１１１］はＳＩＦＳ［１１７］空けて、確認応答パケット（ＡＣＫフレーム）［１１８］を無線端末（ＳＴＡ）［１１２］宛に返信することにより通信を完了する。
【０００９】
また、図１６に示すように、無線基地局（ＡＰ）［１１１］は自律分散制御（ＤＣＦ）でデータフレーム送信前に用いられるＤＩＦＳ時間よりも短い時間ＰＩＦＳ［１１３］アイドルであれば、Ｐｏｌｌフレーム［１１４］を無線端末（ＳＴＡ）［１１２］宛てに送信する。これによりＰｏｌｌフレームは他の自律分散制御によるフレームに対して優先して送信される。
【００１０】
Ｐｏｌｌフレーム［１１４］にはＰｏｌｌｉｎｇされた無線端末（ＳＴＡ）［１１２］のチャネル使用期間（ＴＸＯＰ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ）［１１９］情報が含まれており、ＴＸＯＰ［１１９］間通信を保証する。Ｐｏｌｌフレーム［１１４］宛先以外の無線端末（ＳＴＡ）［１２０］はＴＸＯＰ期間は送信待機（ＮＡＶ）［１２１］に設定される。
【００１１】
Ｐｏｌｌフレーム［１１４］を送信した無線基地局（ＡＰ）［１１１］はＳＩＦＳ［１１５］間空けてデータフレーム［１１６］を無線端末（ＳＴＡ）［１１２］宛に送信する。データフレーム［１１６］を正常受信した無線端末（ＳＴＡ）［１１２］はＳＩＦＳ［１１７］間空けて、確認応答パケット（ＡＣＫフレーム）［１１８］を無線基地局（ＡＰ）［１１１］宛に返信することにより通信を完了する。このようなＨＣＦの手順を用いることにより無線基地局ＡＰの集中管理によるスケジューリングと帯域保証が可能となる。
【００１２】
しかし、ＩＥＥＥ８０２．１１規格では周波数チャネルが４チャネル割当てられており、無線ＬＡＮの通信エリア数が増加した場合には隣接エリアでオーバーラップし、同一周波数をシェアして通信を行うこととなる。図１７は同一周波数隣接エリアの通信例を示す図である。図１７に示すように、無線基地局（ＡＰ１）［２１１］と無線端末（ＳＴＡ１）［２１３］はエリアＡ［２１５］内で通信を行い、無線基地局（ＡＰ２）［２１２］と無線端末（ＳＴＡ２）［２１４］はエリアＢ［２１６］内で通信を行っている。
【００１３】
エリアＡ［２１５］とエリアＢ［２１６］はエリアがオーバーラップしており、同一周波数であるため、全ての無線局は同一周波数をシェアして通信を行っている。このような環境でＨＣＦを用いて通信をエリアＡ［２１５］、エリアＢ［２１６］で行ったとき、Ｐｏｌｌフレームを同時送信した場合に、必ずフレームの衝突が発生する。もしくは、ＶｏＩＰのような送信間隔に周期性を持つトラヒックによる通信の場合は送信周期が同期したとき、連続で衝突が生じる。
【００１４】
図１８は同一周波数隣接エリアのＨＣＦ手順によるＰｏｌｌフレーム衝突の例を示す図である。図１８に示すように、無線基地局（ＡＰ１）［３１１］、（ＡＰ２）［３１２］から同時にＰＩＦＳ［３１５］、［３１６］間後にＰｏｌｌフレーム［３１９］、［３２０］を送信したとき、受信側の無線端末（ＳＴＡ１）［３１３］、（ＳＴＡ２）［３１４］では衝突によるＰｏｌｌフレーム受信誤り［３２３］が生じる。また、ＶｏＩＰの場合には、送信間隔が周期的であるため、送信周期が同期した場合には次周期送信Ｐｏｌｌフレーム［３２１］、［３２２］も連続して衝突が生じる。これによりＶｏＩＰパケットの遅延とパケット破棄率の増加となる。
【００１５】
その他の従来のＨＣＦを用いた再送方法には、例えば特許文献１に開示された方法がある。図１９はＰｏｌｌフレーム送信後予期されるデータフレーム受信無しの時のＰｏｌｌ再送方法を示す図である。図１９に示すように、無線基地局（ＡＰ）はＰｏｌｌフレーム［３１１４］送信完了し、ＳＩＦＳ［３４１４］間後にデータフレーム受信無し［３４１３］の場合に、ＰＩＦＳ［３４１５］間キャリアセンス実施後、回線が使用されていなければ、衝突回避期間であるランダム時間キャリアセンスを行うＢａｃｋｏｆｆ［３４１７］の間キャリアを検出しない場合には、無線基地局（ＡＰ）はＰｏｌｌフレーム［３４１２］の再送を行う。特許文献１のＰｏｌｌフレーム再送方法はＤＣＦを用いた方法である。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００２−３１９８９５号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の解決する課題は、従来技術では、同一周波数隣接エリアでＨＣＦを用いてＶｏＩＰによる通信を行うとき、ＰＩＦＳ時間後即座にＰｏｌｌフレームが送信されるため、２エリア以上オーバーラップした場合はＰｏｌｌフレーム同時送信による衝突が生じる。また、特許文献１による再送時にＤＣＦのみを用いたＰｏｌｌフレーム再送方法は自律分散のため、優先的に送信するＨＣＦに比べて送信待機期間による遅延時間の増加となる。さらに、ＶｏＩＰなどのトラヒックは送信間隔に周期性があり、連続して衝突が生じる可能性があるため、データパケットの遅延時間とパケット破棄率を増加してしまう問題がある。
【００１８】
本発明は、このような背景に行われたものであって、ＨＣＦを用いた基地局集中制御を元に同一周波数隣接エリアのオーバーラップを有する無線ネットワークでＰｏｌｌフレームが衝突した場合の再送手順と衝突回避方法を提供し、データパケットの遅延時間とパケット破棄率を抑えることができるパケット通信方法およびシステムを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の観点はパケット通信方法であって、上り方向へのデータ転送については、第一の無線局には第二の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は前記データパケットが到着する周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施してキャリアを検出しない場合は前記第二の無線局から前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信し、前記第一の無線局は前記通信権獲得フレームを受信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第二の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信するパケット通信方法である。
【００２０】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記第二の無線局は前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレーム送信完了後、前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信しない場合には乱数Ｎを生成し、前記第一の無線局からデータフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームを繰り返し再送信を行い、前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームを再送信後、前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームの再送を停止し、前記第一の無線局は、前記データパケットを生成し前記通信権獲得フレームが正常に受信されないときには、前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しなかった時点で前記第二の無線局宛の前記データフレームを送信するところにある。
【００２１】
また、下り方向のデータ転送については、本発明のパケット通信方法は、第二の無線局には第一の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は前記データパケットが生成される周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施してキャリアを検出しない場合は前記第二の無線局から前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信し、さらに、前記第二の無線局は前記通信権獲得フレームを送信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第一の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信するパケット通信方法である。
【００２２】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記第二の無線局は前記第一の無線局宛の前記データフレーム送信完了後、前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信した旨を示すＡＣＫフレームを受信しない場合には乱数Ｎを生成し、前記第一の無線局からＡＣＫフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを繰り返し再送信を行い、前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを再送信後、前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記ＡＣＫフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を停止し、前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しなかった時点で前記第一の無線局宛の前記データフレームを送信するところにある。
【００２３】
すなわち、従来技術のＨＣＦは基地局による集中制御であり、同一周波数隣接エリアで２エリア以上オーバーラップした無線通信環境ではパケットが複数同時に発生した場合に、ＰＩＦＳ間後に即座にＰｏｌｌフレームを送信するためＰｏｌｌフレーム同士の衝突が発生する。また、特許文献１による方法では衝突発生後のＰｏｌｌフレーム再送にＤＣＦを用いており送信待機期間による遅延時間が延びる可能性がある。
【００２４】
これに対し、本発明のパケット通信方法はＰｏｌｌフレームが衝突した場合に、Ｎ（乱数）回連続通信が成功するまでＰｏｌｌフレームを再送信し、Ｎ回目に通信が成功しない場合は、自律分散制御（ＤＣＦ）であるランダムアクセスにより再送を行い、ＨＣＦによる連続再送はＤＣＦに対して優先的に送信するため、ランダムＢａｃｋｏｆｆなどの送信待機時間による遅延時間の影響はなく、また、乱数Ｎは同システムが複数エリアで適用されてもＮ値の小さい無線局はＮ値の大きい無線局に対して先にＨＣＦによる再送を停止し、Ｎ値の大きい無線局はＨＣＦによるＰｏｌｌフレームの再送が行える。
【００２５】
したがって、従来と比較すると、連続して衝突し続けることを防ぎ、いずれかの無線局はＨＣＦによる再送ができる再送手順を提供する点が異なる。これにより、ＨＣＦの連続再送において、遅延時間と、破棄率とを抑える効果がある。
【００２６】
また、上り方向のデータ転送については、前記第二の無線局はあらかじめ乱数Ｍを生成し、前記データパケットが到着する周期でＭ回周期連続して前記通信権獲得フレーム再送信を実施し、さらに、前記通信権獲得フレーム再送を実施するときには、前記通信権獲得フレームの送信スタート時間をランダム時間移動することが望ましい。
【００２７】
また、下り方向のデータ転送については、前記第二の無線局はあらかじめ乱数Ｍを生成し、前記データパケットが到着する周期でＭ回周期連続して前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施し、さらに、前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームとこれに続くデータフレームの送信スタート時間をランダム時間移動することが望ましい。
【００２８】
すなわち、従来技術では送信間隔が周期性を持つトラヒックは連続して毎周期衝突し続けるのに対し、本発明のパケット通信方法はＭ（乱数）回周期にわたって連続して衝突が発生した場合に、周期性を持つＰｏｌｌフレームの送信スタート時間をランダム時間移動することにより送信スタート時間が同期して他エリアのＰｏｌｌフレームと衝突することを防ぎ、また、乱数Ｍは同システムが複数エリアで適用されてもＭ値の小さい無線局はＭ値の大きい無線局に対して先にＰｏｌｌフレームのスタート時間を移動し、Ｍ値の大きい無線局はＰｏｌｌフレームのスタート時間を変更せず次周期の衝突を回避するため、同時にＰｏｌｌフレームをランダム時間移動し、さらにＰｏｌｌフレームのスタート時間を同じランダム時間に設定することにより再衝突する確率を低くすることができる。これにより、連続周期に衝突し続けることを防ぐ効果がある。
【００２９】
本発明の第二の観点は、第一の無線局と、第二の無線局とを備え、上り方向のデータ転送については、前記第一の無線局には、第二の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は、前記データパケットが到着する周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信する手段とを備え、前記第一の無線局は、前記通信権獲得フレームを受信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第二の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信する手段とを備えたパケット通信システムである。
【００３０】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記第二の無線局は、前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレーム送信完了後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信しない場合には乱数Ｎを生成する手段と、前記第一の無線局からデータフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームを繰り返し再送信を行う手段と、前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームを再送信後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームの再送を停止する手段とを備え、前記第一の無線局は、前記生成する手段が前記データパケットを生成し前記通信権獲得フレームが正常に受信されないときには、前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で前記第二の無線局宛の前記データフレームを送信する手段とを備えたところにある。
【００３１】
また、前記第二の無線局は、乱数Ｍを生成する手段と、前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記通信権獲得フレーム再送信を実施し、さらに、前記通信権獲得フレーム再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームの送信スタート時間をランダム時間移動する手段とを備えることが望ましい。
【００３２】
また、下り方向のデータ転送については、本発明のパケット通信システムは、第一の無線局と、第二の無線局とを備え、前記第二の無線局には、前記第一の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記データパケットが生成される周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は前記第二の無線局から前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信する手段と、前記通信権獲得フレームを送信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第一の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信する手段とを備えたパケット通信システムである。
【００３３】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記第二の無線局は、前記第一の無線局宛の前記データフレーム送信完了後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信した旨を示すＡＣＫフレームを受信しない場合には乱数Ｎを生成する手段と、前記第一の無線局から前記ＡＣＫフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを繰り返し再送信を行う手段と、前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを再送信後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記ＡＣＫフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送を停止する手段と、前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で前記第一の無線局宛の前記データフレームを送信する手段とを備えたところにある。
【００３４】
前記第二の無線局は、乱数Ｍを生成する手段と、前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施し、さらに前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームの送信スタート時間をランダム時間移動する手段とを備えることが望ましい。
【００３５】
本発明の第三の観点は無線局であって、第一の無線局と、第二の無線局とを備え、上り方向のデータ転送については、前記第一の無線局には、前記第二の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は、前記データパケットが生成される周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信する手段とを備え、前記第一の無線局は、前記通信権獲得フレームを受信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第二の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信する手段を備えたパケット通信システムに適用される前記第一の無線局に相当する無線局である。
【００３６】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で前記第二の無線局宛の前記データフレームを送信する手段とを備えたところにある。
【００３７】
あるいは、本発明の第三の観点は無線局であって、第一の無線局と、第二の無線局とを備え、上り方向のデータ転送については、前記第一の無線局には、前記第二の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は、前記データパケットが到着する周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は前記第二の無線局から前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信する手段とを備え、前記第一の無線局は、前記通信権獲得フレームを受信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第二の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信する手段を備えたパケット通信システムに適用される前記第二の無線局に相当する無線局である。
【００３８】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレーム送信完了後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信しない場合には乱数Ｎを生成する手段と、前記第一の無線局からデータフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームを繰り返し再送信を行う手段と、前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームを再送信後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームの再送を停止する手段とを備えたところにある。
【００３９】
また、乱数Ｍを生成する手段と、前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記通信権獲得フレーム再送信を実施し、さらに、前記通信権獲得フレーム再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームの送信スタート時間をランダム時間移動する手段とを備えることが望ましい。
【００４０】
また、下り方向のデータ転送については、本発明の無線局は、第一の無線局と、第二の無線局とを備え、前記第二の無線局には、前記第一の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記データパケットが生成される周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信する手段と、前記通信権獲得フレームを送信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第一の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信する手段とを備えたパケット通信システムに適用される前記第二の無線局に相当する無線局である。
【００４１】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記第一の無線局宛の前記データフレーム送信完了後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信した旨を示すＡＣＫフレームを受信しない場合には乱数Ｎを生成する手段と、前記第一の無線局から前記ＡＣＫフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを繰り返し再送信を行う手段と、前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを再送信後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記ＡＣＫフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送を停止する手段と、前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で前記第一の無線局宛の前記データフレームを送信する手段とを備えたところにある。
【００４２】
乱数Ｍを生成する手段と、前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施し、さらに、前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームの送信スタート時間をランダム時間移動する手段とを備えることが望ましい。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明実施例のパケット通信システムを図１ないし図１４を参照して説明する。図１は本実施例の無線基地局のブロック構成図である。図２は本実施例の無線端末のブロック構成図である。図３は本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信する上り方向のデータ転送についての通信手順を示す図である。図４は本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信後ＤＣＦにより再送信する上り方向のデータ転送についての通信手順を示す図である。図５は本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線基地局側の上り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャートである。図６は本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線端末側の上り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャートである。図７は本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の上り方向のデータ転送についての手順を示す図である。図８は本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の上り方向のデータ転送についての手順を示すフローチャートである。
【００４４】
図９は本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信する下り方向のデータ転送についての通信手順を示す図である。図１０は本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信後ＤＣＦにより再送信する下り方向のデータ転送についての通信手順を示す図である。図１１は本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線基地局側の下り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャートである。図１２は本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線端末側の下り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャートである。図１３は本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の下り方向のデータ転送についての手順を示す図である。図１４は本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の下り方向のデータ転送についての手順を示すフローチャートである。なお、パケット通信システムの全体構成は図１７を用い、無線端末（ＳＴＡ）［２１３］および無線基地局（ＡＰ１）［２１１］に着目して説明を行う。
【００４５】
本実施例は、図１７に示すように、無線端末（ＳＴＡ１）［２１３］と、無線基地局（ＡＰ１）［２１１］とを備え、上り方向のデータ転送については、無線端末２１３は、図２に示すように、無線基地局［２１１］宛に送信するデータパケットが周期的に到着するデータパケット蓄積部６を備え、無線基地局［２１１］は、図１に示すように、前記データパケットが到着する周期毎に第一の一定期間であるＰＩＦＳ間キャリアセンスを実施するキャリアセンス実施部１と、このキャリアセンスによりキャリアを検出しない場合は無線端末［２１３］宛てに通信権獲得フレームとしてのＰｏｌｌフレームを送信するポーリング送信部２とを備え、無線端末［２１３］は、ポーリング受信部７により前記Ｐｏｌｌフレームを受信完了後ＰＩＦＳよりも短い第二の一定期間であるＳＩＦＳ間空けて無線基地局［２１１］宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信するデータパケット送受信部８を備えたパケット通信システムである。
【００４６】
ここで、本実施例の特徴とするところは、無線基地局［２１１］は、無線端末［２１３］宛の前記Ｐｏｌｌフレーム送信完了後ＳＩＦＳ間後に無線端末［２１３］からの前記データフレームをデータパケット送受信部３により正常に受信しない場合には乱数Ｎを生成する乱数Ｎ生成部４を備え、ポーリング送信部２は、無線端末［２１３］からデータフレームを受信するまで前記Ｎ回前記Ｐｏｌｌフレームを繰り返し再送信を行い、前記Ｎ回無線端末［２１３］宛の前記Ｐｏｌｌフレームを再送信後ＳＩＦＳ間後に無線端末［２１３］からの前記データフレームを受信しない場合には前記Ｐｏｌｌフレームの再送を停止し、無線端末［２１３］は、ＰＩＦＳよりも長い第三の一定期間であるＤＩＦＳ間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施するキャリアセンス実施部９を備え、データパケット送受信部８は、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で無線基地局［２１１］宛の前記データフレームを送信するところにある。
【００４７】
さらに、無線基地局［２１１］は、乱数Ｍを生成する乱数Ｍ生成部５を備え、ポーリング送信部２は、前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記Ｐｏｌｌフレーム再送信を実施し、さらに、前記Ｐｏｌｌフレーム再送信を実施するときには、前記Ｐｏｌｌフレームの送信スタート時間をランダム時間移動する。
【００４８】
本実施例は、図１７に示すように、無線端末（ＳＴＡ１）［２１３］と、無線基地局（ＡＰ１）［２１１］とを備え、下り方向のデータ転送については、図１に示すように、無線基地局［２１１］は、無線端末［２１３］宛に送信するデータパケットが周期的に到着するデータパケット蓄積部１０と、前記データパケットが到着する周期毎にＰＩＦＳ間キャリアセンスを実施するキャリアセンス実施部１と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は無線基地局［２１１］から無線端末［２１３］宛てにＰｏｌｌフレームを送信するポーリング送信部２と、前記Ｐｏｌｌフレームを送信完了後、ＳＩＦＳ間空けて無線端末［２１３］宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信するデータパケット送受信部３とを備えたパケット通信システムである。
【００４９】
ここで、本実施例の特徴とするところは、無線基地局［２１１］は、無線端末［２１３］宛の前記データフレーム送信完了後ＳＩＦＳ間後に無線端末［２１３］からの前記データフレームを正常に受信した旨を示すＡＣＫフレームを受信しない場合には乱数Ｎを生成する乱数Ｎ生成部４を備え、ポーリング送信部２およびデータパケット送受信部３は、無線端末［２１３］から前記ＡＣＫフレームを受信するまで前記Ｎ回前記Ｐｏｌｌフレームおよび前記データフレームを繰り返し再送信を行い、前記Ｎ回無線端末［２１３］宛の前記Ｐｏｌｌフレームおよび前記データフレームを再送信後ＳＩＦＳ間後に無線端末［２１３］からの前記ＡＣＫフレームを受信しない場合には前記Ｐｏｌｌフレームおよび前記データフレームの再送を停止し、キャリアセンス実施部１は、ＤＩＦＳ間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施し、ポーリング送信部２およびデータパケット送受信部３は、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で無線端末［２１３］局宛の前記データフレームを送信するところにある。
【００５０】
また、無線基地局［２１１］は、図１に示すように、乱数Ｍを生成する乱数Ｍ生成部５を備え、ポーリング送信部２およびデータパケット送受信部３は、前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記Ｐｏｌｌフレームおよび前記データフレームの再送信を実施し、さらに前記Ｐｏｌｌフレームおよび前記データフレームの再送信を実施するときには、前記Ｐｏｌｌフレームの送信スタート時間をランダム時間移動する。
【００５１】
以下では、図面を用いて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００５２】
（第一実施例）
第一実施例のパケット通信システムを図３ないし図５を参照して説明する。図３に示すように、まず、ＶｏＩＰなど送信間隔に周期性のあるトラヒックは通信を始める際に、無線端末（ＳＴＡ）［４１２］と無線基地局（ＡＰ）［４１１］との間で送信間隔、無線端末［４１２］のチャネル使用期間（ＴＸＯＰ）などの情報をマネージメントフレームのやりとりにより取り決める。これらの情報を元にパケットの発生周期をＰｏｌｌｉｎｇの契機とする。
【００５３】
図３ではＰｏｌｌフレーム送信前に、無線基地局［４１１］ではＰＩＦＳ［４１８］間キャリアセンスを実施する。キャリアセンスにより、回線が使用されていないことを認識すると、Ｐｏｌｌフレームを送信する。無線端末［４１２］では例えば同一周波数隣接エリアのＰｏｌｌフレームとの衝突によりＰｏｌｌフレーム受信誤り［４１７］の場合に、無線端末［４１２］はデータフレームを送信することなく、無線基地局［４１１］は連続して、ＰＩＦＳ間キャリアセンス後Ｐｏｌｌフレームを再送する。Ｎ（乱数）回再送を行うまでにＰｏｌｌフレーム［４１４］が正常受信された場合は無線端末［４１２］はＳＩＦＳ間後にデータフレーム［４１５］を送信し、データフレームを受信完了した無線基地局４１１はＳＩＦＳ間後にＡＣＫフレーム［４１６］を無線端末［４１２］宛に送信し、通信を完了する。
【００５４】
図４では、図３同様にＰｏｌｌフレーム［５１３］が衝突し、Ｎ（乱数）回まで連続して衝突が生じてしまった場合に、無線端末［５１２］は自律分散制御（ＤＣＦ［５２２］）を行う。無線端末［５１２］はＤＩＦＳ［５１７］間（ＳＩＦＳ＜ＰＩＦＳ＜ＤＩＦＳ）キャリアセンス実施後、回線が使用されていなければ、衝突回避期間であるランダム時間キャリアセンスを行うＢａｃｋｏｆｆ［５１８］処理を行う。Ｂａｃｋｏｆｆ［５１８］の間キャリアを検出しない場合には、無線端末［５１２］は無線基地局［５１１］宛にデータパケット［５１９］を送信する。以上によって、ＨＣＦを用いたときの再送方法を提供する。
【００５５】
図５のフローチャートは無線基地局側の制御であり、Ｐｏｌｌフレーム発生後、乱数を生成してカウンタＮ値を設定する。タイマをスタートさせ、ＰＩＦＳ時間Ｉｄｌｅであれば、Ｐｏｌｌフレームを送信する。ＳＩＦＳ間後データフレームが受信されなければカウンタＮ値を１ずつ減らしていく。Ｎ＝０になったときはこのフローチャートを終了する。
【００５６】
図６のフローチャートは無線端末側の制御であり、まず、タイマをスタートさせＤＩＦＳ間Ｉｄｌｅであれば、ランダムＢａｃｋｏｆｆ時間を設定し、かつ、Ｂａｃｋｏｆｆタイマをスタートさせる。ランダムＢａｃｋｏｆｆ時間ＩｄｌｅであればＳＩＦＳ間後にデータを送信する。ＤＩＦＳ間もしくはランダムＢａｃｋｏｆｆ時間Ｉｄｌｅとならなければ、それぞれのタイマをリセットし、Ｐｏｌｌフレームを受信したか否かの判定をする。Ｐｏｌｌフレームを受信した場合は、ＳＩＦＳ間後にデータフレームを送信する。Ｐｏｌｌフレームを受信しない場合はスタートへ戻る。
【００５７】
（第二実施例）
第二実施例のパケット通信システムを図７および図８を参照して説明する。図７に示すように、まず、第一実施例と同様にＶｏＩＰなど送信間隔に周期性のあるトラヒックは通信を始める際に、無線端末（ＳＴＡ）、無線基地局（ＡＰ）間で送信間隔、無線端末（ＳＴＡ）の使用期間（ＴＸＯＰ）などの情報をマネージメントフレームのやりとりにより取り決める。これらの情報を元にパケットの発生周期をＰｏｌｌｉｎｇの契機とする。
【００５８】
図７ではＰｏｌｌフレーム送信前に、無線基地局（ＡＰ）ではＰＩＦＳ間キャリアセンスを実施する。キャリアセンスにより、回線が使用されていないことを認識すると、Ｐｏｌｌフレームを送信する。無線端末（ＳＴＡ）ではＰｏｌｌフレームの衝突により、Ｐｏｌｌフレーム受信誤りとなる。無線端末（ＳＴＡ）はデータフレームを送信することなく、無線基地局（ＡＰ）は連続して、ＰＩＦＳ間キャリアセンス後ＰｏｌｌフレームをＮ（乱数）回まで再送を行い、Ｎ回後には自律分散制御（ＤＣＦ）を行う。
【００５９】
ここで、ＶｏＩＰのようにパケット送信に周期性をもつトラヒックは他の同一周波数隣接エリアで通信を行っているＶｏＩＰのトラヒックと毎周期に連続してＰｏｌｌフレーム同士の衝突が生じる可能性がある。連続Ｍ（乱数）回周期にわたってＰｏｌｌフレームの再送が生じた場合には、Ｍ＋１回目には周期毎のＰｏｌｌフレーム送信スタート時間をランダム時間移動して送信するように設定する。無線基地局（ＡＰ）は以後、前記時間移動した時間からＰｏｌｌフレームを送信する。以上によって、送信間隔に周期性をもつトラヒックが同期することによって衝突することを回避する。
【００６０】
図８のフローチャートはまず乱数値を生成してカウンタＭ値を設定する。Ｐｏｌｌフレーム発生後、第一実施例の図５と同様に乱数を生成してカウンタＮ値を設定する。再送フラグはＯＦＦとする。再送フラグはＰｏｌｌフレームが連続周期再送されたかどうかを判断するために用いる。タイマをスタートし、ＰＩＦＳ間ＩｄｌｅであればＰｏｌｌフレームを送信するＳＩＦＳ間後にデータフレームを受信しない場合は再送フラグをＯＮとし、Ｎのカウンタを減らす。
【００６１】
その後、再度上記の動作を行いＰｏｌｌフレームの再送を行う。ＳＩＦＳ間後データフレームを受信し、再送フラグがＯＮであれば、Ｍのカウンタ値を減らす。Ｍのカウンタ値が０となったとき、次送信Ｐｏｌｌフレームのスタート時間をランダム時間移動に設定する。再送フラグがＯＦＦであれば、Ｐｏｌｌフレームの再送を行わなかったと判断し、カウンタＭ値をクリアする。
【００６２】
以上、第一および第二実施例は、上り方向のデータ転送についての実施例である。以下の実施例では、下り方向のデータ転送について説明する。
【００６３】
（第三実施例）
第三実施例のパケット通信システムを図９ないし図１２を参照して説明する。図９に示すように、まず、ＶｏＩＰなど送信間隔に周期性のあるトラヒックは通信を始める際に、無線端末（ＳＴＡ）［４１２］と無線基地局（ＡＰ）［４１１］との間で送信間隔、無線端末［４１２］のチャネル使用期間（ＴＸＯＰ）などの情報をマネージメントフレームのやりとりにより取り決める。これらの情報を元にパケットの発生周期をＰｏｌｌｉｎｇの契機とする。
【００６４】
図９ではＰｏｌｌフレーム送信前に、無線基地局［４１１］ではＰＩＦＳ［４１８］間キャリアセンスを実施する。キャリアセンスにより、回線が使用されていないことを認識すると、Ｐｏｌｌフレームを送信し、続いて、無線端末［４１２］宛に送信すべきデータが到着している場合には、ＳＩＦＳ間後にデータフレーム［４１６］を送信する。無線端末［４１２］では例えば同一周波数隣接エリアのＰｏｌｌフレームとの衝突によりＰｏｌｌフレーム受信誤り［４１７］の場合に、無線端末［４１２］は、無線基地局［４１１］からのデータフレームを受信できず、ＡＣＫフレームを送信しないので、無線基地局［４１１］は連続して、ＰＩＦＳ間キャリアセンス後Ｐｏｌｌフレームおよびデータフレームを再送信する。Ｎ（乱数）回再送信を行うまでに、無線端末［４１２］によりＰｏｌｌフレーム［４１４］およびデータフレーム［４１６］が正常受信された場合は無線端末［４１２］はＳＩＦＳ間後にＡＣＫフレーム［４１５］を送信し、ＡＣＫフレームを受信完了した無線基地局［４１１］はＳＩＦＳ間後に通信を完了する。
【００６５】
図１０では、図９同様にＰｏｌｌフレーム［５１３］が衝突し、Ｎ（乱数）回まで連続して衝突が生じてしまった場合に、無線基地局［５１１］は自律分散制御（ＤＣＦ［５２２］）を行う。無線基地局［５１１］はＤＩＦＳ［５１７］間（ＳＩＦＳ＜ＰＩＦＳ＜ＤＩＦＳ）キャリアセンス実施後、回線が使用されていなければ、衝突回避期間であるランダム時間キャリアセンスを行うＢａｃｋｏｆｆ［５１８］処理を行う。Ｂａｃｋｏｆｆ［５１８］の間キャリアを検出しない場合には、無線基地局［５１１］は無線端末［５１２］宛にデータフレーム［５１９］を送信する。以上によって、ＨＣＦを用いたときの再送方法を提供する。
【００６６】
図１１のフローチャートは無線基地局側の制御であり、Ｐｏｌｌフレーム発生後、乱数を生成してカウンタＮ値を設定する。タイマをスタートさせ、ＰＩＦＳ時間Ｉｄｌｅであれば、Ｐｏｌｌフレームを送信する。ＳＩＦＳ間後ＡＣＫフレームが受信されなければカウンタＮ値を１ずつ減らしていく。Ｎ＝０になったときはこのフローチャートを終了する。
【００６７】
図１２のフローチャートは、図１１のフローチャートの手順に続いて行われる無線基地局側の制御であり、まず、タイマをスタートさせＤＩＦＳ間Ｉｄｌｅであれば、ランダムＢａｃｋｏｆｆ時間を設定し、かつ、Ｂａｃｋｏｆｆタイマをスタートさせる。ランダムＢａｃｋｏｆｆ時間ＩｄｌｅであればＳＩＦＳ間後にデータフレームを送信する。ＤＩＦＳ間もしくはランダムＢａｃｋｏｆｆ時間Ｉｄｌｅとならなければ、それぞれのタイマをリセットし、ＡＣＫフレームを受信したか否かの判定をする。ＡＣＫフレームを受信した場合は通信を終了する。ＡＣＫフレームを受信しない場合はスタートへ戻る。
【００６８】
（第四実施例）
第四実施例のパケット通信システムを図１３および図１４を参照して説明する。まず、第三実施例と同様にＶｏＩＰなど送信間隔に周期性のあるトラヒックは通信を始める際に、無線端末（ＳＴＡ）、無線基地局（ＡＰ）間で送信間隔、ＳＴＡの使用期間（ＴＸＯＰ）などの情報をマネージメントフレームのやりとりにより取り決める。これらの情報を元にパケットの発生周期をＰｏｌｌｉｎｇの契機とする。
【００６９】
図１３ではＰｏｌｌフレーム送信前に、無線基地局（ＡＰ）ではＰＩＦＳ時間キャリアセンスを実施する。キャリアセンスにより、回線が使用されていないことを認識すると、Ｐｏｌｌフレームとこれに続くデータフレームを送信する。無線端末（ＳＴＡ）ではＰｏｌｌフレームおよびデータフレームの衝突により、Ｐｏｌｌフレームおよびデータフレーム受信誤りとなる。したがって、無線端末（ＳＴＡ）はＡＣＫフレームを送信することなく、無線基地局（ＡＰ）は連続して、ＰＩＦＳ間キャリアセンス後ＰｏｌｌフレームおよびデータフレームをＮ（乱数）回まで再送を行い、Ｎ回後には自律分散制御（ＤＣＦ）を行う。
【００７０】
ここで、ＶｏＩＰのようにパケット送信に周期性をもつトラヒックは他の同一周波数隣接エリアで通信を行っているＶｏＩＰのトラヒックと毎周期に連続してＰｏｌｌフレームおよびデータフレーム同士の衝突が生じる可能性がある。連続Ｍ（乱数）回周期にわたってＰｏｌｌフレームおよびデータフレームの再送が生じた場合には、Ｍ＋１回目には周期毎のＰｏｌｌフレーム送信スタート時間をランダム時間移動して送信するように設定する。無線基地局（ＡＰ）は以後、前記時間移動した時間からＰｏｌｌフレームとこれに続くデータフレームを送信する。以上によって、送信間隔に周期性をもつトラヒックが同期することによって衝突することを回避する。
【００７１】
図１４のフローチャートはまず乱数値を生成してカウンタＭ値を設定する。Ｐｏｌｌフレーム発生後、第三実施例の図１１と同様に乱数を生成してカウンタＮ値を設定する。再送フラグはＯＦＦとする。再送フラグはＰｏｌｌフレームが連続周期再送されたかどうかを判断するために用いる。タイマをスタートし、ＰＩＦＳ間ＩｄｌｅであればＰｏｌｌフレームおよびデータフレームを送信する。ＳＩＦＳ間後にＡＣＫフレームを受信しない場合は再送フラグをＯＮとし、Ｎのカウンタを減らす。
【００７２】
その後、再度上記の動作を行いＰｏｌｌフレームおよびデータフレームの再送を行う。ＳＩＦＳ間後ＡＣＫフレームを受信し、再送フラグがＯＮであれば、Ｍのカウンタ値を減らす。Ｍのカウンタ値が０となったとき、次送信Ｐｏｌｌフレームとこれに続くデータフレームのスタート時間をランダム時間移動に設定する。再送フラグがＯＦＦであれば、Ｐｏｌｌフレームおよびデータフレームの再送を行わなかったと判断し、カウンタＭ値をクリアする。
【００７３】
（実施例まとめ）
本実施例では、説明をわかりやすくするために、実施例を分けて説明したが、実際には、第一または第二実施例と、第三または第四実施例とは組み合わせて用いる。例えば、第一または第三実施例で説明した手順を実行し、それでも通信が成功しない場合には、第二または第四実施例で説明した手順を実行することにしてもよいし、あるいは、第一または第三実施例で説明した手順を実行した場合と第二または第四実施例で説明した手順を実行した場合とでそれぞれの通信成功率を集計する手段を設けておき、その時々の状況に応じて通信成功率の高い方の手順を選択するようにしてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＨＣＦを用いた基地局集中制御を元に同一周波数隣接エリアのオーバーラップを有する無線ネットワークでＰｏｌｌフレームが衝突した場合の再送手順と衝突回避方法を提供し、データパケットの遅延時間とパケット破棄率を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の無線基地局のブロック構成図。
【図２】本実施例の無線端末のブロック構成図。
【図３】本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信する上り方向のデータ転送についての通信手順を示す図。
【図４】本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信後ＤＣＦにより再送信する上り方向のデータ転送についての通信手順を示す図。
【図５】本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線基地局側の上り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャート。
【図６】本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線端末側の上り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャート。
【図７】本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の上り方向のデータ転送についての手順を示す図。
【図８】本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の上り方向のデータ転送についての手順を示すフローチャート。
【図９】本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信する下り方向のデータ転送についての通信手順を示す図。
【図１０】本実施例のＨＣＦを用いたＰｏｌｌをＮ回再送信後ＤＣＦにより再送信する下り方向のデータ転送についての通信手順を示す図。
【図１１】本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線基地局側の下り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャート。
【図１２】本実施例のＨＣＦおよびＤＣＦを用いた無線端末側の下り方向のデータ転送についての制御手順を示すフローチャート。
【図１３】本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の下り方向のデータ転送についての手順を示す図。
【図１４】本実施例の連続してＭ周期衝突が発生したときのＰｏｌｌフレーム送信時間移動の下り方向のデータ転送についての手順を示すフローチャート。
【図１５】ＨＣＦにおけるパケット通信方法の上り方向のデータ転送についての手順を示す図。
【図１６】ＨＣＦにおけるパケット通信方法の下り方向のデータ転送についての手順を示す図。
【図１７】同一周波数隣接エリアを説明するための図。
【図１８】同一周波数隣接エリアのＨＣＦ手順によるＰｏｌｌフレーム衝突の例を示す図。
【図１９】Ｐｏｌｌフレーム送信後予期されるデータフレーム受信無しの時のＰｏｌｌ再送方法を示す図。
【符号の説明】
１、９ キャリアセンス実施部
２ ポーリング送信部
３ データパケット送受信部
４ 乱数Ｎ生成部
５ 乱数Ｍ生成部
６、１０ データパケット蓄積部
７ ポーリング受信部
８ データパケット送受信部
２１１、２１２、４１１、５１１ 無線基地局（ＡＰ）
２１３、２１４、４１２、５１２ 無線端末（ＳＡＴ１，ＳＴＡ２，ＳＴＡ）
２１５ エリアＡ
２１６ エリアＢ
３１９、３２０、４１３、４１４、５１３、５１４、３４１１、３４１２ Ｐｏｌｌフレーム
３２１、３２２ 次周期送信Ｐｏｌｌフレーム
３２３、３２４ 衝突によるＰｏｌｌフレーム受信誤り
３４１３ データフレーム無し
３４１４ ＳＩＦＳ
３４１６ ＴＸＯＰ
４１５、５１６ ＡＣＫフレーム
４１６、５１９ データフレーム
４１７ Ｐｏｌｌフレーム受信誤り
３１５〜３１８、４１８、５２０、３４１５ ＰＩＦＳ
５１７ ＤＩＦＳ
５１８、３４１７ ランダムＢａｃｋｏｆｆ
５２１ Ｐｏｌｌフレーム受信誤り
５２２ ＤＣＦ
Claims (13)
- 第一の無線局には第二の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は前記データパケットが到着する周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施してキャリアを検出しない場合は前記第二の無線局から前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信し、前記第一の無線局は前記通信権獲得フレームを受信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第二の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信するパケット通信方法において、
前記第二の無線局は前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレーム送信完了後、前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信しない場合には乱数Ｎを生成し、前記第一の無線局から前記データフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームを繰り返し再送信を行い、
前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームを再送信後、前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームの再送信を停止し、
前記第一の無線局は、前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しなかった時点で前記第二の無線局宛の前記データフレームを送信する
ことを特徴とするパケット通信方法。 - 前記第二の無線局はあらかじめ乱数Ｍを生成し、前記データパケットが到着する周期でＭ回周期連続して前記通信権獲得フレーム再送信を実施し、さらに、前記通信権獲得フレーム再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームの送信スタート時間をランダム時間移動する
請求項１記載のパケット通信方法。 - 第二の無線局には第一の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は前記データパケットが到着する周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施してキャリアを検出しない場合は前記第二の無線局から前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信し、さらに、前記第二の無線局は前記通信権獲得フレームを送信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第一の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信するパケット通信方法において、
前記第二の無線局は前記第一の無線局宛の前記データフレーム送信完了後、前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信した旨を示すＡＣＫフレームを受信しない場合には乱数Ｎを生成し、前記第一の無線局からＡＣＫフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを繰り返し再送信を行い、
前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを再送信後、前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記ＡＣＫフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を停止し、
前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しなかった時点で前記第一の無線局宛の前記データフレームを送信する
ことを特徴とするパケット通信方法。 - 前記第二の無線局はあらかじめ乱数Ｍを生成し、前記データパケットが到着する周期でＭ回周期連続して前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施し、さらに、前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームとこれに続くデータフレームの送信スタート時間をランダム時間移動する
請求項３記載のパケット通信方法。 - 第一の無線局と、第二の無線局とを備え、前記第一の無線局には、第二の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は、前記データパケットが到着する周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信する手段とを備え、前記第一の無線局は、前記通信権獲得フレームを受信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第二の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信する手段とを備えたパケット通信システムにおいて、
前記第二の無線局は、
前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレーム送信完了後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信しない場合には乱数Ｎを生成する手段と、
前記第一の無線局から前記データフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームを繰り返し再送信を行う手段と、
前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームを再送信後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームの再送を停止する手段と
を備え、
前記第一の無線局は、
前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施する手段と、
このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で前記第二の無線局宛の前記データフレームを送信する手段と
を備えたことを特徴とするパケット通信システム。 - 前記第二の無線局は、
乱数Ｍを生成する手段と、
前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記通信権獲得フレーム再送信を実施し、さらに前記通信権獲得フレームの再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームの送信スタート時間をランダム時間移動する手段と
を備えた請求項５記載のパケット通信システム。 - 第一の無線局と、第二の無線局とを備え、前記第二の無線局には、前記第一の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記データパケットが到着する周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信する手段と、前記通信権獲得フレームを送信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第一の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信する手段とを備えたパケット通信システムにおいて、
前記第二の無線局は、
前記第一の無線局宛の前記データフレーム送信完了後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信した旨を示すＡＣＫフレームを受信しない場合には乱数Ｎを生成する手段と、
前記第一の無線局から前記ＡＣＫフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを繰り返し再送信を行う手段と、
前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを再送信後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記ＡＣＫフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送を停止する手段と、
前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施する手段と、
このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で前記第一の無線局宛の前記データフレームを送信する手段と
を備えたことを特徴とするパケット通信システム。 - 前記第二の無線局は、
乱数Ｍを生成する手段と、
前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施し、さらに前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームとこれに続きデータフレームの送信スタート時間をランダム時間移動する手段と
を備えた請求項７記載のパケット通信システム。 - 第一の無線局と、第二の無線局とを備え、前記第一の無線局には、前記第二の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は、前記データパケットが到着する周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信する手段とを備え、前記第一の無線局は、前記通信権獲得フレームを受信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第二の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信する手段とを備えたパケット通信システムに適用される前記第一の無線局に相当する無線局において、
前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施する手段と、
このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で前記第二の無線局宛の前記データフレームを送信する手段と
を備えたことを特徴とする無線局。 - 第一の無線局と、第二の無線局とを備え、前記第一の無線局には、前記第二の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は、前記データパケットが到着する周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信する手段とを備え、前記第一の無線局は、前記通信権獲得フレームを受信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第二の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信する手段を備えたパケット通信システムに適用される前記第二の無線局に相当する無線局において、
前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレーム送信完了後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信しない場合には乱数Ｎを生成する手段と、
前記第一の無線局から前記データフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームを繰り返し再送信を行う手段と、
前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームを再送信後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームの再送信を停止する手段と
を備えたことを特徴とする無線局。 - 乱数Ｍを生成する手段と、
前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記通信権獲得フレーム再送信を実施し、さらに、前記通信権獲得フレームの再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームの送信スタート時間をランダム時間移動する手段と
を備えた請求項１０記載の無線局。 - 第一の無線局と、第二の無線局とを備え、前記第二の無線局には、前記第一の無線局宛に送信するデータパケットが周期的に到着し、前記第二の無線局は、前記データパケットが到着する周期毎に第一の一定期間キャリアセンスを実施する手段と、このキャリアセンスの結果キャリアを検出しない場合は前記第一の無線局宛てに通信権獲得フレームを送信する手段と、前記通信権獲得フレームを送信完了後、前記第一の一定期間よりも短い第二の一定期間空けて前記第一の無線局宛てに前記データパケットを乗せたデータフレームを送信する手段とを備えたパケット通信システムに適用される前記第二の無線局に相当する無線局において、
前記第一の無線局宛の前記データフレーム送信完了後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記データフレームを正常に受信した旨を示すＡＣＫフレームを受信しない場合には乱数Ｎを生成する手段と、
前記第一の無線局から前記ＡＣＫフレームを受信するまで前記Ｎ回前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを繰り返し再送信を行う手段と、
前記Ｎ回前記第一の無線局宛の前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームを再送信後前記第二の一定期間後に前記第一の無線局からの前記ＡＣＫフレームを受信しない場合には前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送を停止する手段と、
前記第一の一定期間よりも長い第三の一定期間キャリアセンスを実施し、その結果キャリアを検出しないときには、さらにランダムな時間キャリアセンスを実施する手段と、
このキャリアセンスの結果キャリアを検出しなかった時点で前記第一の無線局宛の前記データフレームを送信する手段と
を備えたことを特徴とする無線局。 - 乱数Ｍを生成する手段と、
前記データパケットが到着する周期で前記Ｍ回周期連続して前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施し、さらに、前記通信権獲得フレームおよび前記データフレームの再送信を実施するときには、前記通信権獲得フレームとこれに続く前記データフレームの送信スタート時間をランダム時間移動する手段と
を備えた請求項１２記載の無線局。
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