JP2004343407A

JP2004343407A - Wireless lan system and its communication control method

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Publication number: JP2004343407A
Application number: JP2003137252A
Authority: JP
Inventors: Osamu Moriya; 修森谷; Kazuhiro Cho; 和弘長
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2004-12-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wireless LAN system for preventing the collision of transmitted packets, and provide a method of controlling the system and a terminal. <P>SOLUTION: A schedule packet SP for preserving transmission time of a data packet is sent from a wireless base station BS and the terminal T. The base station BS and the terminal T set, based on the preservation time, transmission preservation time when a new data packet to be sent by themselves does not crash with a data packet to be sent by another terminal, and send the data packet based on the set transmission preservation time, thereby preventing the collision of the data packets sent from the respective stations. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線ＬＡＮシステムおよびその通信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線ＬＡＮを利用したシステムの一つに、無線ＬＡＮの端末局にテレビカメラを接続し、このテレビカメラで撮影した映像情報をパケットにしてその端末局から無線ＬＡＮ無線基地局を介して監視装置等に接続したモニタ装置でその映像情報を監視するものがある。
【０００３】
この様な映像情報を伝送する無線ＬＡＮシステムは、映像信号伝送用の同軸ケーブル敷設が不要であるため、テレビカメラの設置場所が自由に設定でき、監視用のテレビカメラの設置が困難な、例えば、河川などの映像情報を伝送するのに便利である。
【０００４】
ところで、無線ＬＡＮシステムで採用されるＩＥＥＥ８０２．１１方式のＣＳＭＡ／ＣＡ（ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｃｅＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ／ＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄａｎｃｅ）と呼ばれるランダムアクセス方式は、端末局の数が増加しても通信制御上端末局の構成数に関わるデータの設定が容易にできる利点があるが、その一方、複数の端末局から無線基地局や他の端末局に送信したパケット信号が衝突する可能性がある。
【０００５】
そのため、無線基地局側（もしくはパケット信号を受信している端末局）では、正しく受信された無線パケット信号に対し受信応答を端末局に返送し、所定の時間内に受信応答を受け取れなかった端末局はパケット信号を再送する。
【０００６】
しかし、再送を行っても再送制御により受信したパケットの遅延時間が揺らぐために、動画伝送では遅延時間の揺らぎが発生すると画像が乱れて正常に画像の再生が行えない等の問題があった。
【０００７】
一方、無線ＬＡＮシステムでは、伝送帯域に制限が有り、伝送効率を確保するため、映像信号のようなストリーム信号やリアルタイム性が必要な信号の伝送には、同報通信に使われる再送を行わない伝送方式のＵＤＰ（ＵｓｅｒＤａｔａｇｒａｍＰｒｏｔｏｃｏｌ）を採用することが多い。
【０００８】
このＵＤＰでは、先に述べたように無線パケット信号の衝突が発生すると、そのパケットは廃棄されるため、その映像信号は雑音が発生するか、もしくは見にくくなることがある。したがって、映像信号のようなストリーム信号やリアルタイム性が必要な信号を伝送する場合、特に、複数の端末局が存在する場合には、それらの端末局からの送信パケットの衝突を防ぐための通信制御を行うことが重要となる。
【０００９】
無線通信では、パケット衝突の発生を防ぐために、ＴＤＭＡ（時分割多重）プリアサインなどの方法がとられる。例えば、無線基地局から各端末局との間の通信に、あらかじめ定められたタイムスロットを設けて、無線基地局から各端末局に空きのタイムスロットを指定する。そして、各端末局はこの指定されたタイムスロットに無線パケット信号を送信する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
しかし、無線ＬＡＮでは、このようなタイムスロットの設定タイミングを確実にするための共通クロックをケーブルや無線信号で別途供給することは、困難である。また、タイムスロットを予め設けた方式は、スロット監視が複雑になりアクセス量の変化に対する柔軟系に欠けるとともに、データ通信の場合にはパケット長の可変サイズに対応してスロット長を調整できないため効率が低下する問題があった。
【００１１】
無線通信によるランダムアクセス方式では、端末局にタイムスロット予約を行う、予約ＡＬＯＨＡ方式が知られている。しかし、この方式は、各端末局は、他局から受信したパケットに従属して同期を取り自局の送信タイミングを設定するため、無線ＬＡＮで高速のリアルタイムのデータを送信するには、同期確立等の処理時間がかかる、タイミングが不確定になる、全体動作が不安定になりやすい等の問題があった。
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−２０９９５６号公報（第６頁、第２図）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線ＬＡＮシステムでは、パケット衝突を防ぐためのＴＤＭＡ方式のような予約タイムスロットの設定タイミングを確実にする共通クロックを供給することは困難であり、また、ランダムアクセス方式のまま、端末局にタイムスロット予約を行う方式では処理時間を要するので、高速データの伝送には不向きである等の問題があった。
【００１４】
本発明は、この問題点を解決するもので、通信中の無線パケット信号の衝突発生を防ぎ、高速のリアルタイムデータ伝送が可能な無線ＬＡＮシステムおよびその通信制御方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、無線ＬＡＮシステムは、無線基地局と複数の端末局とを有し、前記端末局と前記無線基地局との間、または、前記端末局の間で無線通信する無線ＬＡＮシステムにおいて、前記端末局は、自局以外の他の端末局、または前記無線基地局が無線送信中でないことを確認した時、自局から送信しようとするデータパケットの第１の送信時刻情報を含んだ第１のスケジュールパケットを生成して前記無線基地局、および前記他の端末局に送信する手段と、前記無線基地局、または前記他の端末局から前記第１のスケジュールパケットを受信した時、その第１のスケジュールパケットを内部メモリに記憶する手段と、前記第１のスケジュールパケットの前記送信時刻情報から、自局から送信しようとするデータパケットが前記無線基地局、または前記他の端末局から送信されようとするデータパケットと衝突しない第２の送信時刻情報を推算する手段と、前記第１のスケジュールパケットと前記第２の送信時刻情報を含んだ第２のスケジュールパケットを合成して前記無線基地局、および前記他の端末局に送信する手段とを具備することを特徴とする無線ＬＡＮシステム。
【００１６】
また、本発明の無線ＬＡＮシステムは、無線基地局と複数の端末局とを有し、前記端末局と前記無線基地局との間、または前記端末局の間で無線通信する無線ＬＡＮシステムにおいて、前記無線基地局は、前記端末局が無線送信中でないことを確認した時、自局から送信しようとするデータパケットの第１の送信時刻情報を含んだ第１のスケジュールパケットを生成して前記端末局に送信する手段と、前記端末局から前記第１のスケジュールパケットを受信した時、その第１のスケジュールパケットを内部メモリに記憶する手段と、前記第１のスケジュールパケットの前記送信時刻情報から、自局から送信しようとするデータパケットが前記端末局から送信されようとするデータパケットと衝突しない第２の送信時刻情報を推算する手段と、前記第１のスケジュールパケットと前記第２の送信時刻情報を含んだ第２のスケジュールパケットを合成して前記端末局に送信する手段とを具備することを特徴とする。
【００１７】
そして、また、本発明の無線ＬＡＮシステムの通信制御方法は、無線基地局と複数の端末局とを有し、前記端末局と前記無線基地局との間、または、前記端末局の間で無線通信する無線ＬＡＮシステムの通信制御方法であって、前記端末局は、自局以外の他の端末局、または前記無線基地局が無線送信中でないことを確認した時、自局から送信しようとするデータパケットの第１の送信時刻情報を含んだ第１のスケジュールパケットを生成して前記無線基地局、および前記他の端末局に送信し、前記無線基地局、または前記他の端末局から前記第１のスケジュールパケットを受信した時、その第１のスケジュールパケットを内部メモリに記憶し、前記第１のスケジュールパケットの前記送信時刻情報から、自局から送信しようとするデータパケットが前記無線基地局、または前記他の端末局から送信されようとするデータパケットと衝突しない第２の送信時刻情報を推算し、前記第１のスケジュールパケットと前記第２の送信時刻情報を含んだ第２のスケジュールパケットを合成して前記無線基地局、および前記他の端末局に送信することを特徴とする。
【００１８】
更にまた、本発明の無線ＬＡＮシステムの通信制御方法は、無線基地局と複数の端末局とを有し、前記端末局と前記無線基地局との間、または前記端末局の間で無線通信する無線ＬＡＮシステムの通信制御方法であって、前記無線基地局は、前記端末局が無線送信中でないことを確認した時、自局から送信しようとするデータパケットの第１の送信時刻情報を含んだ第１のスケジュールパケットを生成して前記端末局に送信し、前記端末局から前記第１のスケジュールパケットを受信した時、その第１のスケジュールパケットを内部メモリに記憶し、前記第１のスケジュールパケットの前記送信時刻情報から、自局から送信しようとするデータパケットが前記端末局から送信されようとするデータパケットと衝突しない第２の送信時刻情報を推算し、前記第１のスケジュールパケットと前記第２の送信時刻情報を含んだ第２のスケジュールパケットを合成して前記端末局に送信することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る無線ＬＡＮシステムの実施形態の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図１において、無線ＬＡＮシステムは、無線基地局ＢＳ、複数の端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）、無線基地局ＢＳとそのアンテナ２、および複数の端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）に接続される時計Ｈから構成される。無線基地局ＢＳは、ネットワークＮＴ（ＬＡＮ，バックボーン回線等）に接続されるとともに、アンテナ２によって端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）との間でパケット信号をランダムアクセス手順により送受信している。
【００２２】
端末局Ｔ（この例では、＃１および＃２）には、監視カメラＣ１、Ｃ２が接続されている。そして、無線基地局ＢＳが接続されるネットワークＮＴには、監視カメラＣ１の映像信号を受信しているテレビモニタＭ１と、監視カメラＣ２の映像信号を受信しているテレビモニタＭ２が設けられている。また、端末局Ｔ（この例では、＃ｎ）には、パーソナルコンピュータのような情報端末が接続され、無線基地局ＢＳを介して上位のネットワークや無線ＬＡＮに接続された情報端末との間で情報を送受信している。
【００２３】
端末局Ｔ（＃１、＃２）が、監視カメラＣ１、Ｃ２から得られた映像情報を搭載したデータパケット信号を無線基地局ＢＳへ送信する際、予め送信時刻を設定するパケット（以下、スケジュールパケットと総称する。）を端末局Ｔ（＃１、＃２）、および無線基地局ＢＳとの間で送受信して、その送信時刻情報が無線ＬＡＮ上の各端末局Ｔに通知されるように制御される。そして、その送信時刻情報を受信した各端末局Ｔは、時計Ｈの時刻を参照して、自装置から送信するメッセージやデータのパケット（以下、データパケットと呼ぶ。）信号の送信時刻をずらして送信することにより、無線ＬＡＮ上でデータパケット信号の衝突が発生しない無線ＬＡＮ通信を行うものである。
【００２４】
図２は、無線基地局ＢＳの機能構成を示すブロック図、図３は、端末局Ｔの機能構成を示すブロック図である。
【００２５】
図２において、無線基地局ＢＳは、キャリア検出部１、アンテナ２、ＲＦ処理部３、通信制御部４、ＭＡＣ処理部５、通信管理テーブル６、ネットワークインタフェース７および時計Ｈから構成される。
【００２６】
無線基地局ＢＳは、端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）との間で、アンテナ２を介して無線信号を送受信する。その無線信号は、ＲＦ処理部３によりベースバンド信号が所定の周波数と変調速度で変復調される。キャリア検出部１は、ＲＦ処理部３の受信信号を監視し、端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）のキャリア検出によって無線信号の送信中か否かを監視し、その状態を通信制御部４に出力する。
【００２７】
通信制御部４は、キャリア検出部１、ＲＦ処理部３、およびＭＡＣ処理部５からの信号を監視し、キャリア検出部１が端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）からのキャリヤを受信していないときにＲＦ処理部３からのパケット信号をアンテナ２を介して端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）へ送信するように制御する。
【００２８】
また、通信制御部４は、ＭＡＣ処理部５の動作を監視、制御することによって、ネットワークインタフェース７を介して上位のネットワークＮＴとの間でデータパケット信号を送受信する。
【００２９】
さらに、通信制御部４は、スケジュールパケットからＭＡＣ処理部５が抽出するデータフレーム信号を監視し、そこに設定されている端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）が送信した予約情報（送信予約時刻）を通信管理テーブル６に記憶する。そして、無線基地局ＢＳが端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）との間で通信を行う時には、端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）からのキャリアを受信していないことを確認し、時計Ｈを参照して通信管理テーブル６に記憶された端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）のパケット信号の送信タイミングと衝突しないタイミングで無線パケット信号を送信するよう制御する。
【００３０】
時計Ｈは、端末局Ｔ（＃１、＃２）との間で送受信するパケット信号が衝突をしないよう、送信タイミングを参照するための時刻を高精度で提供する。
【００３１】
この時計Ｈは、各端末局Ｔ（＃１、＃２）、および無線基地局ＢＳとの送信タイミング設定に必要な同期精度と分解能を有するものであれば、無線基地局ＢＳが内蔵するものであっても、外部から端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）の時計Ｈと共通した時刻信号が供給されるものであってもよい。
【００３２】
例えば、時計Ｈとして、端末局Ｔの時計Ｈと共通になるよう、ＧＰＳ衛星が送信する高精度の時刻情報を利用すれば、無線基地局ＢＳと各端末局Ｔの時刻については、共通の時刻情報で同期して動作するので一致精度１マイクロ秒が低コストで実現できる。以下の説明では、時計ＨはＧＰＳ受信器から時刻情報を抽出するＧＰＳ時計を用いるものとする。
【００３３】
図３において、端末局Ｔは、キャリア検出部１１、アンテナ１２、ＲＦ処理部１３、通信制御部１４、ＭＡＣ処理部１５、通信管理テーブル１６、端末インタフェース１７、および時計Ｈから構成される。この時計Ｈもまた、ＧＰＳ受信器から時刻情報を抽出するＧＰＳ時計であるので、無線基地局ＢＳの時計Ｈと同期して動作している。
【００３４】
端末局Ｔは、端末インタフェース１７を介して監視カメラＣ１、又はＣ２からの映像情報や、パーソナルコンピュータ等の情報端末からのデータをパケット信号に生成して、無線基地局ＢＳへ送信する。その無線パケット信号は、無線基地局ＢＳを介して他の端末局Ｔや、監視装置が接続される上位ネットワークＮＴへ送信される。端末局Ｔの各構成要素の動作は、送受信対象の装置が異なるが、基本的な動作は無線基地局ＢＳの対応するものと同じである。
【００３５】
以下に、端末局Ｔと無線基地局ＢＳとの間のパケット信号の送受信動作について説明をする。
【００３６】
本発明の無線ＬＡＮシステムは、ＩＥＥＥ８０２．１１方式のＣＳＭＡ／ＣＡ（ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｃｅＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ／ＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄａｎｃｅ）と呼ばれるランダムアクセス方式を使用する。
【００３７】
この方式は、端末局Ｔの数が増加しても、端末局Ｔの構成数に関わるデータの設定が容易にできる利点があるが、その一方、複数の端末局Ｔから無線基地局ＢＳや他の端末局Ｔに送信したデータパケット信号が衝突する可能性がある。
【００３８】
本発明は、ランダムアクセス制御において、各端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）が送信するスケジュールパケットから予約送信時刻を通信管理テーブル６、１６に予約設定し、その後、時計Ｈを参照してデータパケット信号を送信することによりデータパケット衝突を回避するものである。
【００３９】
ランダムアクセス制御では、端末局Ｔ（例えば、＃１とする。）は、自局のキャリア検出部１１が無線基地局ＢＳ、および他の端末局Ｔからのキャリアを検出していない時に、無線基地局ＢＳへデータパケット信号の送信を行う。
【００４０】
まず、映像情報を、一般のファイルデータと同様にデータパケット信号として送信する方法について説明し、続いて、その方法に追加する本発明の内容を説明する。
【００４１】
端末局Ｔ（＃１）の通信制御部１４は、ＭＡＣ処理部１５に内蔵されたバッファメモリ（図示せず）に監視カメラＣ１から端末インタフェース１７を介して受信した映像情報を格納し、この映像情報のデータパケット信号を生成する。そして、キャリアを受信していないタイミングにＭＡＣ処理部１５からＲＦ処理部１３へデータパケット信号を転送し、このＲＦ処理部１３、アンテナ１２を介して無線基地局ＢＳにデータパケット信号を無線送信する。
【００４２】
そして、通信制御部１４は、無線基地局ＢＳからデータパケット信号に対する応答信号を受信するまでの間、送信したデータパケット信号をＭＡＣ処理部１５のバッファメモリに保存する。無線基地局ＢＳから応答信号であるパケット信号を受信すると、ＭＡＣ処理部１５が、そのパケット信号のＭＡＣフレームから応答を示す「ＡＣＫ」記号を抽出する。その結果、通信制御部１４は、その「ＡＣＫ」を判読してデータパケット信号の送信が正常に行われたと判断する。もし、所定の時間内に「ＡＣＫ」応答を受信しないと再び、通信制御部１４は、上記バッファメモリに保存されていたデータパケットを無線基地局ＢＳに再送信する制御を行い、パケット衝突によるパケット脱落を防いでいる。
【００４３】
一方、無線基地局ＢＳの通信制御部４は、端末局Ｔ（＃１）からアンテナ２、ＲＦ処理部３を介して受信したパケット信号をＭＡＣ処理部５のバッファメモリに格納し、その応答信号として「ＡＣＫ」記号を示したパケット信号を生成して端末局Ｔ（＃１）に送信する。そして、通信制御部４は、格納した無線パケット信号から所定の構造のデータフレームのパケットを生成して、ネットワークインタフェース７、ネットワークＮＴを介してテレビモニタＭ１に出力する。
【００４４】
以上は、ランダムアクセス制御が行うＴＣＰ／ＩＰ手順の動作概要で、映像情報の様なストリームデータを無線ＬＡＮで伝送するときは、伝送効率を上げるために前述の応答信号の「ＡＣＫ」応答が省略されたＵＤＰ手順、が多く用いられる。
【００４５】
本発明は、予め衝突によるパケット脱落を防ぐための送信タイミングを制御するアクセス手順を以下のようにＵＤＰ手順に追加設定して、ランダムアクセス制御方式の欠点を改良したものである。
【００４６】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、各端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）からのデータパケット信号を送信するタイミング制御は、無線基地局ＢＳの制御によらず、各端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）が自律的に送信をする方式である。この方式は、アドホックモードと呼ばれる無線基地局を介さずに、直接端末局Ｔ（たとえば、＃１）と（たとえば、＃２）との間で通信する場合と同様であって、アドホックモードにも適用される。
【００４７】
したがって、この方式では、無線基地局ＢＳも端末局Ｔと同様なアクセスを行うので、以下の説明では無線基地局ＢＳが行う送信要求についての説明を省略する。
【００４８】
端末局Ｔ（例えば、＃１）は、他の端末局Ｔ（＃２〜＃ｎ）から発せられるデータパケットの送信予約時刻をデータフレームに設定した要求信号（以下、スケジュールパケットと称する。）を監視して、空き時間となるタイミングを見つけ出し、その空き時間に自身の送信予約時刻を設定し、その設定された送信予約時刻にデータパケット信号を送信する。
【００４９】
図４は、この第１の実施の形態における各端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）からのパケット信号の送信タイミングを説明する図である。ここでは、その原理の説明として、端末局Ｔが２局（＃１、＃２）の場合として説明を行う。
【００５０】
図４において、スケジュールパケットＳＰ（＃１）は、端末局Ｔ（＃１）から送信されたスケジュールパケットを示し、スケジュールパケットＳＰ（＃２）は、端末局Ｔ（＃２）から送信されたスケジュールパケットを示す。また、データパケットＤＰ（＃１）は、端末局Ｔ（＃１）から送信された映像情報のようにリアルタイム性が必要なストリーム信号のデータパケット信号を示し、データパケットＤＰ（＃２）は、端末局Ｔ（＃２）から送信された映像情報のようにリアルタイム性が必要なストリーム信号のデータパケット信号を示す。
【００５１】
端末局Ｔ（＃１）は一定の周期（もしくは、あらかじめ設定されている時刻）毎に、自身が送信するデータの有無を確認し、送信すべきデータがあれば、スケジュールパケットＳＰ（＃１）を同報送信（端末局Ｔが複数有る場合）により他の端末局Ｔ（＃２）に通知する。その後、設定した送信予約時刻になると、端末局Ｔ（＃１）はデータパケットＤＰ（＃１）を送信する。端末局Ｔ（＃２）も端末局Ｔ（＃１）と同様の動作を行う。
【００５２】
図５は、第１の実施の形態における、端末局Ｔ（＃２）の動作手順を説明するフローチャートである。
【００５３】
図６は、無線ＬＡＮの上でＴＣＰ／ＩＰの通信手順により伝送されるパケット信号のフレーム構造を示す図であって、本発明もこれと同様のフレーム構造を採用している。
【００５４】
パケット信号の衝突を回避する通信制御は、図６に示されるパケット信号のＰＬＣＰヘッダに記述された伝送速度、およびＭＡＣフレーム部に記述されたアドレス情報やパケット情報の種別を判読し、データフレームに予約時刻情報を書き込み、もしくは読み出して無線ＬＡＮの通信を行う。
【００５５】
図６に示されるフレーム構成において、ＰＬＣＰプリアンブルおよびＰＬＣＰヘッダは、無線ＬＡＮ通信の同期、伝送（変調）速度等、物理的な接続条件に関する制御情報を搭載するのに用いられる。また、ＦＣＳフレームは、無線伝送されたパケットの誤り制御に用いられる。
【００５６】
ＭＡＣフレームには、パケット信号の送信先および送信元（例えば、無線基地局ＢＳ、端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ））のＭＡＣアドレス情報、伝送中のパケットの制御情報（例えば、スケジュールパケットか、映像情報か、ファイルデータかの区別）を示すタイプ情報、および補助的に制御情報の伝送に用いるオプションデータ等が搭載される。
【００５７】
また、データフレームには、無線ＬＡＮで伝送される情報・データの本体部分が搭載される。この本体部分としては、例えば、メッセージ情報である映像情報、ファイルデータ、または、通信制御のための情報で有ればスケジュールパケットＳＰの各端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）の送信予約時刻がある。
【００５８】
図７は、端末局Ｔ（＃１）が送信したスケジュールパケットＳＰ（＃１）のデータフレームの構成を示し、送信端末局ＩＤ、送信予約時刻、送信パケット長、ＡＣＫ応答の各フィールドなどで構成されている。
【００５９】
また、図８は、端末局Ｔ（＃２）が送信した送信スケジュールパケットＳＰ（＃２）のデータフレームの構成を示し、スケジュールパケットＳＰ（＃１）のデータフレーム（左側の図）と自身から送信するデータフレーム（右側の図）によって構成されている。
【００６０】
以下、図４〜図８を参照し、端末局Ｔ（＃１、＃２）の動作を説明する。
【００６１】
端末局Ｔ（＃１）は、無線基地局ＢＳを介して監視カメラＣ１から得られる映像情報（ストリームデータ）をネットワークＮＴ上のテレビモニタＭ１に送信するよう動作する。端末局Ｔ（＃２）もまた、無線基地局ＢＳを介して監視カメラＣ２から得られる映像情報（ストリームデータ）をネットワークＮＴ上のテレビモニタＭ２に送信するよう動作する。
【００６２】
監視カメラＣ１から得られる映像情報の送信を開始するとき、端末局Ｔ（＃１）のキャリア検出部１１は、キャリア検出を行い、端末局Ｔ（＃２）がパケット信号を送信していない時刻ｔ１にスケジュールパケットＳＰ（＃１）をＵＤＰ手順で送信する。
【００６３】
この時、端末局Ｔ（＃２）は受信待機状態にあり、端末局Ｔ（＃１）から送信されるスケジュールパケットＳＰ（＃１）を無線基地局ＢＳ、アンテナ１２を介して受信すると（図５のステップｓ１がＹｅｓの場合）、端末局Ｔ（＃２）のＲＦ処理部１３でベースバンド信号に復調し、ＭＡＣ処理部１５がスケジュールパケットＳＰ（＃１）のデータフレームの内容を抽出する。
【００６４】
即ち、端末局Ｔ（＃１）から送信されるスケジュールパケットＳＰ（＃１）のデータフレームは、図７に示すように、送信端末局ＩＤフィールドに「＃１」が設定され、データパケットＤＰ（＃１）の送信予約時刻フィールドに「０１：００：０１：００００００」（時刻ｔ３の設定）のように、秒以下の単位が１マイクロ秒の単位で設定されている。
【００６５】
また、送信パケット長フィールドは、例えば、映像情報のストリームデータが１パケットあたり最大長１４００バイト単位で区切って送信されるとする。すると、そこには、「１４００」が設定され、ＡＣＫ応答フィールドは、ＡＣＫ応答が行われないので「Ｎｏ」が設定されている。
【００６６】
端末局Ｔ（＃２）の通信制御部１４は、スケジュールパケットＳＰ（＃１）のデータフレームによって得られたスケジュール情報を自身の通信管理テーブル１６に記憶して、端末局Ｔ（＃１）の送信タイミングを設定する（図５のステップｓ２）。
【００６７】
一方、端末局Ｔ（＃２）は、監視カメラＣ２から得られた映像情報の送信に際し、無線基地局ＢＳの通信制御部４から端末局Ｔ（＃２）へ定期的にデータパケットＤＰ（＃２）の送信要求が起動される（図５のステップｓ３がＹｅｓの場合）ことにより送信タイミングの設定動作を開始する。
【００６８】
上記送信要求を受信した端末局Ｔ（＃２）の通信制御部１４は、通信管理テーブル１６を参照することにより、端末局Ｔ（＃１）のスケジュールパケットＳＰ（＃１）から得たスケジュール情報を判読し、続いて、監視カメラＣ２から得られた映像情報のストリームデータであるデータパケットＤＰ（＃２）を頻度高く送信するための送信許可時刻を推定する。
【００６９】
即ち、端末局Ｔ（＃２）の通信制御部１４は、スケジュールパケットＳＰ（＃１）のＰＬＣＰヘッダに設定されていた端末局Ｔ（＃１）と無線基地局ＢＳとの間のデータパケット信号の伝送速度が１０Ｍｂｐｓであったとすれば、１バイト送信するのに１マイクロ秒かかると計算する。更に、通信制御部１４は、通信管理テーブル１６に記憶されている端末局Ｔ（＃１）が送信するパケット本体「１４００」バイトのデータ送信に１．４ミリ秒かかると推算する。
【００７０】
その結果、端末局Ｔ（＃２）の通信制御部１４は、自装置からデータパケットＤＰ（＃２）を送信する時刻として、端末局Ｔ（＃１）が占有する時刻１．４ミリ秒に、余裕時間を加えて設定すればよいことが分かる。余裕時間とは、データパケットの送信を制御する情報の送信にかかる時間（ここでは、１００マイクロ秒とする）である。
【００７１】
そして、この時の端末局Ｔ（＃２）の時計Ｈが「０１：００：００：９９９０００」であったとすると、通信管理テーブル１６に記憶された端末局Ｔ（＃１）の予約送信時刻「０１：００：０１：００００００」（図４の時刻ｔ３とする。）の前であると判断するが、自身のデータパケットの送信に１．５ミリ秒掛かることから、時刻ｔ３の後に送信しなければならないと判断する。
【００７２】
したがって、端末局Ｔ（＃２）の通信制御部１４は、データパケットＤＰ（＃２）を送信する時刻として、端末局Ｔ（＃１）のデータパケットＤＰ（＃１）の送信開始後、例えば、２ミリ秒経過した時刻ｔ４＝０１：００：０１：００２０００を送信予約時刻として設定する（図５のステップｓ４）。
【００７３】
そして、端末局Ｔ（＃２）のＭＡＣ処理部１５は、送信端末局ＩＤフィールドに「＃２」、送信予約時刻フィールドに「０１：００：０１：００２０００」、送信パケット長フィールドに「１４００」（バイト）、ＡＣＫ応答フィールドに「Ｎｏ」を設定したスケジュールパケットＳＰ（＃２）（図８の右側を参照）を作成する（図５のステップｓ５）。
【００７４】
そして、端末局Ｔ（＃２）は、キャリア検知部１１が端末局Ｔ（＃１）からのキャリアを受信していないことを確認して、時刻ｔ２に送信スケジュールパケットＳＰ（＃２）を無線基地局ＢＳへ送信する（図５のステップｓ６）。
【００７５】
この送信スケジュールパケットＳＰ（＃２）は、端末局Ｔ（＃１）が送信したスケジュールパケットＳＰ（＃１）にスケジュールパケットＳＰ（＃２）を続けた一連のフレーム構造（図８を参照）になっている。したがって、端末局Ｔ（＃２）からスケジュールパケットＳＰ（＃２）の送信に続いて送信要求を出す端末局Ｔ（例えば＃３）があれば、当該端末局Ｔ（＃３）は、端末局Ｔ（＃２）から送信された最新の受信したスケジュールパケットＳＰ（＃２）だけを判読して、自装置の送信予約時刻を自身の通信管理テーブル１６に記憶すればよい。
【００７６】
そして、端末局Ｔ（＃２）の通信制御部１４は時計Ｈを参照して、設定した送信予約時刻ｔ４（「０１：００：０１：００２０００」）になると（図５のステップｓ７がＹｅｓの場合）、データパケットＤＰ（＃２）を無線基地局ＢＳへ送信（図５のステップｓ８）して終了する。
【００７７】
以上の一連の動作を終了すると、端末局Ｔ（＃２）は、再び他端末局Ｔ（＃１）のスケジュールパケットＳＰ（＃１）を受信する待機状態に戻る。そして、端末局Ｔ（＃１、＃２）は、更に次の映像情報を送信するために、以上の手順を同様にくり返し、次のスケジュールパケットＳＰ（＃１）、（＃２）を図５の時刻ｔ５，ｔ６に送信する。
【００７８】
上記説明は、端末局Ｔから無線基地局ＢＳに送信する場合を説明したが、無線基地局ＢＳから端末局Ｔへ送信する場合も、端末局Ｔの送信制御と同様の動作によって送信される。
【００７９】
なお、映像情報（ストリームデータ）を送信する場合には、あらかじめ、データパケットＤＰを送信する一定周期の時刻を上記送信予約時刻に設定しても良い。そして、データパケットＤＰを毎回送信する毎にスケジュールパケットＳＰを送信して、送信予約時刻の設定を省略しても良く、もしくは、スケジュールパケットＳＰの送信回数を削減するようにしてもよい。
【００８０】
また、以上の説明では、送信されるデータパケットＤＰ（＃１、＃２）が２つとも映像情報であったが、例えば、端末局Ｔ（＃２）がパーソナルコンピュータからの１０Ｋバイトのファイルデータを送信するような場合も、同様に１０Ｋバイトのファイルがいくつかに分解されて送信される。
【００８１】
その場合、端末局Ｔ（＃２）では、最初の７回は、図５のステップｓ３がＹｅｓの場合に相当する手順がくり返され、毎回データパケットＤＰは、パケットあたりの最大伝送バイト数である１４００（１．４Ｋ）バイトで送信され、８回目になると残りの２００バイトが送信されてファイルデータの送信が終了する。そして、端末局Ｔ（＃２）は、パーソナルコンピュータから新たなデータの送信要求が有るまで、スケジュールパケットのモニタ処理、即ち、図５のステップｓ１、ｓ２の手順を繰り返している。
【００８２】
また、上記端末局Ｔ（＃１、＃２）と同様に、無線基地局ＢＳが端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）に対してデータパケットＤＰを送信する場合も、無線基地局ＢＳは、上記端末局Ｔ（＃１）、もしくは（＃２）と同様の手順を実施し、データパケットＤＰを送信すればよい。
【００８３】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、無線基地局ＢＳが各端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）の送信時間を集中制御する方式である。
【００８４】
図９は、第２の実施の形態における各端末局Ｔ（＃１）、（＃２）からのパケット信号の送信タイミングを説明する図である。
【００８５】
図９において、スケジュールパケット信号ＳＰ（＃１）、（＃２）およびデータパケットＤＰ（＃１）、（＃２）は、図４と同じである。マスタースケジュールパケットＭＰは、無線基地局ＢＳが各端末局Ｔ（＃１）、（＃２）へ送信する送信時刻を設定した同報信号である。
【００８６】
各端末局Ｔ（＃１）、（＃２）は、一定の周期毎に自身が送信するデータの有無を確認し、送信すべきデータがあれば、スケジュールパケットＳＰを無線基地局ＢＳに送信して送信時刻を予約する。無線基地局ＢＳは、端末局Ｔ（＃１）、（＃２）が送信したスケジュールパケットＳＰ（＃１）、（＃２）を監視し、空き時間を管理して端末局Ｔ（＃１）、（＃２）の送信時刻を設定する。そして無線基地局ＢＳは、マスタースケジュールパケットＭＰによる同報送信を端末局Ｔ（＃１）、（＃２）に行って、送信予約時間を通知する。端末局Ｔ（＃１）、（＃２）は、それぞれ時計Ｈを参照してそのマスタースケジュールパケットＭＰによって設定された送信予約時刻にそれぞれデータパケットＤＰ（＃１）、（＃２）を送信する。
【００８７】
図１０（ａ）（ｂ）は、端末局Ｔ（＃１）、（＃２）が無線基地局ＢＳに送信するスケジュールパケットＳＰ（＃１）、（＃２）のフレーム構成を示し、図１０（ｃ）は、無線基地局ＢＳから端末局Ｔ（＃１）、（＃２）に送信するマスタースケジュールパケットＭＰのフレーム構成を示す図である。
【００８８】
図１１は、第２の実施の形態における、無線基地局ＢＳの動作を説明するフローチャートである。
【００８９】
以下、図９〜図１１を参照し、第２の実施の形態における無線基地局ＢＳの動作を説明する。
【００９０】
端末局Ｔ（＃１）、（＃２）は、監視カメラＣ１、Ｃ２からの映像情報（ストリームデータ）のデータパケットＤＰ（＃１）、（＃２）をそれぞれ送信している。そして、端末局Ｔ（＃１）は、端末局Ｔ（＃２）および無線基地局ＢＳが送信中でない時にスケジュールパケットＳＰ（＃１）を送信する。
【００９１】
この時、無線基地局ＢＳは受信待機状態にあり、端末局Ｔ（＃１）から図１０（ａ）で示されるスケジュールパケットＳＰ（＃１）をアンテナ２を介して受信すると（図１１のステップｓ２１）、ＲＦ処理部３でベースバンド信号に復調する。
【００９２】
次に、無線基地局ＢＳのＭＡＣ処理部５が、そのベースバンド信号のデータフレームからスケジュールパケットＳＰ（＃１）のスケジュール情報を判読して、通信制御部４に通知する。通信制御部４は、そのスケジュール情報を通信管理テーブル６に記憶する（図５のステップｓ２２）。
【００９３】
そして、無線基地局ＢＳの通信制御部４は、引き続き次のスケジュールパケットＳＰ（＃２）の受信に入り、所定の時間までに端末局Ｔ（＃２）からのスケジュールパケットＳＰ（＃２）を受信すれば、端末局Ｔ（＃２）のスケジュール情報を通信管理テーブル６に記憶する。
【００９４】
そして、所定の時間内に他の端末局ＴからのスケジュールパケットＳＰを受信せず、受信待機時間が終了すると（図５のステップｓ２３がＹｅｓの場合）、通信制御部４は、通信管理テーブル６を参照し、送信予約情報の有無を確認する（図５のステップｓ２４）。
【００９５】
即ち、通信管理テーブル６には端末局Ｔ（＃１、＃２）からの送信予約時刻が記憶されているので（図５のステップｓ２４がＹｅｓ）、それぞれに対してのパケット送信予約時刻を調整する（図５のステップｓ２５）。
【００９６】
図１０（ａ）において、端末局Ｔ（＃１）のスケジュールパケットＳＰ（＃１）は、送信端末局ＩＤフィールドに「＃１」、送信予約時刻フィールドに「０１：００：０１：００００００」（時刻ｔ１３とする）が設定されている。また、送信パケット長フィールドに「１４００」（バイト）、ＡＣＫ応答フィールドに「Ｎｏ」が設定されている。
【００９７】
図１０（ｂ）において、端末局Ｔ（＃２）のスケジュールパケットＳＰ（＃２）は、送信端末局ＩＤフィールドに「＃２」、送信予約時刻フィールドに「０１：００：０１：００１０００」（時刻ｔ１４とする）が設定されている。また、送信パケット長フィールドに「１４００」（バイト）、ＡＣＫ応答フィールドに「Ｎｏ」が設定されている。
【００９８】
無線基地局ＢＳの通信制御部４は、端末局Ｔ（＃１）、（＃２）ともＡＣＫ応答フィールドに「Ｎｏ」が設定されているので、送信データが映像情報（ストリームデータ）である判断する。そして、映像情報は頻度を高くして受信したいことから、端末局Ｔ（＃２）からの映像情報が、端末局Ｔ（＃１）からの映像情報に続き、時間間隔短くして送信できるよう送信許可時刻を推定する。
【００９９】
ここで、無線基地局ＢＳの通信制御部４は、スケジュールパケットＳＰ（＃１）のＰＬＣＰヘッダに設定されていた端末局Ｔ（＃１）と無線基地局ＢＳとの間のデータパケット信号の伝送速度が１０Ｍｂｐｓであったとすれば、１バイト送信するのに１マイクロ秒かかると計算する。更に、通信制御部４は、通信管理テーブル６に記憶されている端末局Ｔ（＃１）が送信するパケット本体「１４００」バイトのデータ送信に１．４ミリ秒かかることを推算する。
【０１００】
したがって、無線基地局ＢＳの通信制御部４は、端末局Ｔ（＃１）のデータパケットの送信時間として上記１．４ミリ秒にデータパケット信号の送信を制御する情報の送信にかかる余裕時間（ここでは、１００マイクロ秒とする）を加えた時間を算出したうえで、端末局Ｔ（＃２）からの送信開始時刻を設定する。その結果、端末局Ｔ（＃１）がデータパケットＤＰ（＃１）の送信開始後、２ミリ秒経った時刻を端末局Ｔ（＃２）の送信予約時刻（「０１：００：０１：００２０００」）として決定する。
【０１０１】
ところが、端末局Ｔ（＃２）のスケジュールパケットＳＰ（＃２）の送信予約時刻フィールドには「０１：００：０１：００１０００」と設定されており、端末局Ｔ（＃２）が要求する送信予約時刻のままでは、端末局Ｔ（＃１）と（＃２）から送信されるデータパケットＤＰ（＃１）、（＃２）が衝突してしまう。
【０１０２】
そこで、無線基地局ＢＳの通信制御部４は、端末局Ｔ（＃２）のスケジュールパケットＳＰ（＃２）の送信予約時刻フィールドに上記時刻「０１：００：０１：００２０００」（時刻Ｔ１４とする）と設定して、送信予約時刻を変更する。スケジュールパケットＳＰ（＃２）の他のフィールドの内容は変更することなくスケジュール情報が設定される。
【０１０３】
図１０（ｃ）は、上記の変更を基に、無線基地局ＢＳが設定したマスタースケジュールパケットＭＰのデータフレームである。このマスタースケジュールパケットＭＰは、端末局Ｔ（＃１）が送信したスケジュールパケットＳＰ１（＃１）に端末局Ｔ２（＃２）の変更したスケジュール情報を続けた一連のフレーム構造に作成されたものである（図１１のステップｓ２６）。
【０１０４】
そして、無線基地局ＢＳは、キャリア検出部１が他の端末局Ｔ（例えば、＃３〜＃ｎ）からのキャリアを受信していないことを確認して、アンテナ２を介してマスタースケジュールパケットＭＰを端末局Ｔ（＃１）、（＃２）へ送信する（図１１のステップｓ２７）。
【０１０５】
そして、無線基地局ＢＳの通信制御部４は、スケジュール受信タイマを起動し（図１１のステップｓ２８）、端末局Ｔ（＃１）、（＃２）からのスケジュールパケットＳＰの受信待機状態に入る。
【０１０６】
以降、端末局Ｔ（＃１）、（＃２）は、同様にそれぞれ時計Ｈを参照して時刻ｔ１１−１、時刻ｔ１２−１でスケジュールパケットＳＰ（＃１−１）、（＃２−１）を無線基地局ＢＳへ送信し、また、データパケットＤＰ（＃１）、（＃２）の送信時刻を設定することをくり返す。そして無線基地局ＢＳも同様にマスタースケジュールパケットＭＰを送信する。
【０１０７】
したがって、端末局Ｔ（＃１）、（＃２）は、このマスタースケジュールパケットＭＰに従ってそれぞれデータパケットＤＰ（＃１）、（＃２）を送信することにより、データパケットＤＰ（＃１）、（＃２）が衝突することなしに無線ＬＡＮ送信を行うことができる。
【０１０８】
なお、映像情報を送信する場合には、あらかじめ、データパケットＤＰを送信する一定周期の時刻を上記マスタースケジュールパケットＭＰに送信予約時刻に設定するようにしても良い。そして、データパケットＤＰを毎回送信する毎にマスタースケジュールパケットＭＰを送信して送信予約時刻の設定を省略しても良く、もしくは、マスタースケジュールパケットＭＰの送信回数を削減するようにしてもよい。
【０１０９】
また、第１の実施の形態同様、送信時刻予約を行って送信するデータはファイルデータでもあってもよい。
【０１１０】
また、無線基地局ＢＳが端末局Ｔ（＃１〜＃ｎ）に対してデータパケットを送信する場合も同様に、無線基地局ＢＳは、上記端末局Ｔ（＃１）、（＃２）の送信予約時刻に、自身の送信予約時刻を通信管理テーブル６に設定して、マスタースケジュールパケットＭＰを端末局Ｔ（＃１）、（＃２）に送信する、そして、無線基地局ＢＳは、自身の送信予約時刻にそのデータパケットＤＰを送信すればよい。
【０１１１】
更にまた、第１および第２の実施の形態において、スケジュールパケットＳＰにＡＣＫ応答を「Ｙｅｓ」と設定することにより、通常のＴＣＰ／ＩＰ手順で送受信するランダムアクセス方式でもデータパケットが送信できるように設定してもよい。
【０１１２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、無線基地局または端末局は、無線パケット信号の送信時刻を予約し、高精度な時計を参照してパケット信号を送信するので、無線基地局または端末局から送信されるパケット信号が衝突するのを防ぎ、映像情報のような高速リアルタイムデータを伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線ＬＡＮシステムの構成を示したブロック図。
【図２】本発明の無線基地局の構成要素を示すブロック図。
【図３】本発明の端末局の構成要素を示すブロック図。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるパケットの送信タイミング図。
【図５】本発明の第１の実施の形態の端末局における動作を示すフローチャート。
【図６】端末局が送信するパケット信号のフレーム構成を示す図。
【図７】本発明の第１の実施の形態における端末局が送信するスケジュールパケットのデータフレーム構成を示す図。
【図８】本発明の第１の実施の形態における端末局が送信するスケジュールパケットのデータフレーム構成を示す図。
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるパケットの送信タイミング図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における端末局が送信するスケジュールパケットのデータフレーム構成を示す図。
【図１１】本発明の無線基地局における動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１、１１キャリア検出部
２、１２アンテナ
３、１３ＲＦ処理部
４、１４通信制御部
５、１５ＭＡＣ処理部
６、１６通信管理テーブル
７ネットワークインタフェース
１７端末インタフェース
ＢＳ無線基地局
Ｔ端末局
Ｃ１、Ｃ２監視カメラ
Ｍ１、Ｍ２テレビモニタ
Ｈ時計
ＮＴネットワーク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless LAN system and a communication control method thereof.
[0002]
[Prior art]
In one of the systems using wireless LAN, a TV camera is connected to a terminal station of the wireless LAN, and video information captured by the TV camera is converted into a packet, and a monitoring device or the like is transmitted from the terminal station via a wireless LAN wireless base station. There is a monitor that monitors the video information with a monitor device connected to the device.
[0003]
Since the wireless LAN system for transmitting such video information does not require the coaxial cable laying for transmitting the video signal, the installation location of the TV camera can be freely set, and it is difficult to install the TV camera for monitoring. It is convenient for transmitting video information such as rivers.
[0004]
By the way, the random access method called CSMA / CA (Carrier Sentence Multiple Access / Collision Aidance) of the IEEE802.11 system adopted in the wireless LAN system is based on communication control even if the number of terminal stations increases. Although there is an advantage that the data related to the above can be easily set, on the other hand, there is a possibility that packet signals transmitted from a plurality of terminal stations to the radio base station and other terminal stations may collide.
[0005]
Therefore, the wireless base station (or the terminal station receiving the packet signal) returns a reception response to the correctly received wireless packet signal to the terminal station, and the terminal that has not received the reception response within a predetermined time. The station retransmits the packet signal.
[0006]
However, even when retransmission is performed, the delay time of the packet received by the retransmission control fluctuates, so that when the delay time fluctuates in moving image transmission, the image is disturbed and the image cannot be normally reproduced.
[0007]
On the other hand, in a wireless LAN system, a transmission band is limited, and in order to secure transmission efficiency, retransmission used for broadcast communication is not performed for transmission of a stream signal such as a video signal or a signal requiring real-time performance. In many cases, UDP (User Datagram Protocol) of a transmission method is adopted.
[0008]
In this UDP, when a collision of a wireless packet signal occurs as described above, the packet is discarded, so that the video signal may be noisy or difficult to see. Therefore, when transmitting a stream signal such as a video signal or a signal requiring real-time performance, particularly when there are a plurality of terminal stations, communication control for preventing collision of transmission packets from those terminal stations is required. It is important to do
[0009]
In wireless communication, a method such as TDMA (Time Division Multiplexing) pre-assignment is used to prevent occurrence of packet collision. For example, a predetermined time slot is provided for communication between the wireless base station and each terminal station, and an idle time slot is designated from the wireless base station to each terminal station. Then, there is a method in which each terminal station transmits a wireless packet signal in the designated time slot (for example, see Patent Document 1).
[0010]
However, in a wireless LAN, it is difficult to separately supply a common clock for ensuring such time slot setting timing by a cable or a wireless signal. In addition, the method with time slots provided in advance has complicated slot monitoring and lacks a flexible system for changes in the amount of access.In the case of data communication, the slot length cannot be adjusted according to the variable size of the packet length. There was a problem that it decreased.
[0011]
As a random access method by wireless communication, a reservation ALOHA method in which a time slot is reserved for a terminal station is known. However, in this method, each terminal station synchronizes in accordance with a packet received from another station and sets its own transmission timing. Therefore, in order to transmit high-speed real-time data over a wireless LAN, synchronization is not established. However, there are problems such as a long processing time, an uncertain timing, and an unstable operation.
[0012]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-20956 (page 6, FIG. 2)
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional wireless LAN system, it is difficult to supply a common clock that ensures the setting timing of a reserved time slot, such as the TDMA method for preventing packet collision, and it is also necessary to provide a terminal station with a random access method. The time slot reservation method requires processing time, and is not suitable for high-speed data transmission.
[0014]
An object of the present invention is to solve this problem and to provide a wireless LAN system capable of preventing occurrence of collision of wireless packet signals during communication and capable of high-speed real-time data transmission, and a communication control method therefor.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a wireless LAN system has a wireless base station and a plurality of terminal stations, and performs wireless communication between the terminal station and the wireless base station or between the terminal stations. In the LAN system, when the terminal station confirms that another terminal station other than the own station or the wireless base station is not performing wireless transmission, the first transmission time information of a data packet to be transmitted from the own station. Means for generating and transmitting a first schedule packet containing the first schedule packet to the wireless base station and the other terminal station; and receiving the first schedule packet from the wireless base station or the other terminal station. At this time, based on the means for storing the first schedule packet in the internal memory and the transmission time information of the first schedule packet, Means for estimating second transmission time information that does not collide with a data packet to be transmitted from the wireless base station or the other terminal station, including the first schedule packet and the second transmission time information Means for synthesizing the second schedule packet and transmitting the synthesized packet to the wireless base station and the other terminal station.
[0016]
Also, a wireless LAN system of the present invention includes a wireless base station and a plurality of terminal stations, and a wireless LAN system for performing wireless communication between the terminal station and the wireless base station or between the terminal stations. When the radio base station confirms that the terminal station is not performing radio transmission, the radio base station generates a first schedule packet including first transmission time information of a data packet to be transmitted from the terminal station, and Transmitting the first schedule packet from the terminal station, storing the first schedule packet in an internal memory; and transmitting the first schedule packet from the transmission time information of the first schedule packet. Means for estimating second transmission time information in which a data packet to be transmitted from the own station does not collide with a data packet to be transmitted from the terminal station; Serial wherein the first schedule packet including the second transmission time information by combining the second schedule packet, characterized by comprising means for transmitting to said terminal station.
[0017]
Also, a communication control method for a wireless LAN system according to the present invention includes a wireless base station and a plurality of terminal stations, and wirelessly communicates between the terminal station and the wireless base station or between the terminal stations. A communication control method for a wireless LAN system for performing communication, wherein the terminal station attempts to transmit from its own station when it is confirmed that another terminal station other than the own station or the wireless base station is not performing wireless transmission. A first schedule packet including first transmission time information of a data packet is generated and transmitted to the radio base station and the other terminal station, and the first schedule packet is transmitted from the radio base station or the other terminal station to the second schedule packet. When the first schedule packet is received, the first schedule packet is stored in the internal memory, and the data packet to be transmitted from the own station is determined based on the transmission time information of the first schedule packet. The second transmission time information is calculated so that the packet does not collide with the data packet to be transmitted from the wireless base station or the other terminal station, and the first schedule packet and the second transmission time information are calculated. The second schedule packet including the second schedule packet is synthesized and transmitted to the radio base station and the other terminal station.
[0018]
Furthermore, a communication control method for a wireless LAN system according to the present invention includes a wireless base station and a plurality of terminal stations, and performs wireless communication between the terminal station and the wireless base station or between the terminal stations. A communication control method for a wireless LAN system, wherein the wireless base station, when confirming that the terminal station is not performing wireless transmission, includes first transmission time information of a data packet to be transmitted from itself. Generating and transmitting a first schedule packet to the terminal station; when receiving the first schedule packet from the terminal station, storing the first schedule packet in an internal memory; From the transmission time information, the second transmission time information that does not cause a data packet to be transmitted from the own station to collide with a data packet to be transmitted from the terminal station. Calculated, and is characterized in that by combining the second schedule packet including the first schedule packet and the second transmission time information transmitted to the terminal station.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a wireless LAN system according to the present invention.
[0021]
In FIG. 1, the wireless LAN system includes a wireless base station BS, a plurality of terminal stations T (# 1 to #n), a wireless base station BS and its antenna 2, and a plurality of terminal stations T (# 1 to #n). It is composed of a connected clock H. The radio base station BS is connected to a network NT (LAN, backbone line, etc.), and transmits and receives packet signals to and from terminal stations T (# 1 to #n) by an antenna 2 according to a random access procedure.
[0022]
Surveillance cameras C1 and C2 are connected to the terminal station T (# 1 and # 2 in this example). The network NT to which the wireless base station BS is connected is provided with a television monitor M1 receiving the video signal of the monitoring camera C1 and a television monitor M2 receiving the video signal of the monitoring camera C2. . An information terminal such as a personal computer is connected to the terminal station T (#n in this example) and communicates with an information terminal connected to a higher-level network or a wireless LAN via the wireless base station BS. Sending and receiving information.
[0023]
When the terminal station T (# 1, # 2) transmits a data packet signal carrying video information obtained from the monitoring cameras C1, C2 to the radio base station BS, a packet for setting a transmission time in advance (hereinafter referred to as a schedule). A packet is collectively transmitted and received between the terminal stations T (# 1, # 2) and the radio base station BS so that the transmission time information is notified to each terminal station T on the wireless LAN. Controlled. Each terminal station T that has received the transmission time information refers to the time of the clock H and shifts the transmission time of a message or data packet (hereinafter, referred to as a data packet) signal transmitted from itself. By performing transmission, wireless LAN communication that does not cause collision of data packet signals on the wireless LAN is performed.
[0024]
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the radio base station BS, and FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the terminal station T.
[0025]
2, the radio base station BS includes a carrier detection unit 1, an antenna 2, an RF processing unit 3, a communication control unit 4, a MAC processing unit 5, a communication management table 6, a network interface 7, and a clock H.
[0026]
The radio base station BS transmits and receives radio signals to and from the terminal stations T (# 1 to #n) via the antenna 2. The baseband signal of the radio signal is modulated and demodulated by the RF processing unit 3 at a predetermined frequency and modulation rate. The carrier detection unit 1 monitors the reception signal of the RF processing unit 3 and monitors whether or not a radio signal is being transmitted by detecting the carrier of the terminal station T (# 1 to #n). Output to
[0027]
The communication control unit 4 monitors signals from the carrier detection unit 1, the RF processing unit 3, and the MAC processing unit 5, and the carrier detection unit 1 receives carriers from the terminal stations T (# 1 to #n). When there is no packet, control is performed so that the packet signal from the RF processing unit 3 is transmitted to the terminal stations T (# 1 to #n) via the antenna 2.
[0028]
Further, the communication control unit 4 monitors and controls the operation of the MAC processing unit 5 to transmit and receive data packet signals to and from the higher-level network NT via the network interface 7.
[0029]
Further, the communication control unit 4 monitors the data frame signal extracted by the MAC processing unit 5 from the schedule packet, and sets the reservation information (transmission reservation time) transmitted by the terminal stations T (# 1 to #n) set therein. ) Is stored in the communication management table 6. When the radio base station BS communicates with the terminal stations T (# 1 to #n), it confirms that no carrier has been received from the terminal stations T (# 1 to #n), and With reference to H, control is performed such that the wireless packet signal is transmitted at a timing that does not collide with the transmission timing of the packet signal of the terminal station T (# 1 to #n) stored in the communication management table 6.
[0030]
The clock H provides the time for referring to the transmission timing with high accuracy so that the packet signals transmitted and received between the terminal stations T (# 1 and # 2) do not collide.
[0031]
The clock H is built in the radio base station BS as long as it has the synchronization accuracy and resolution necessary for setting the transmission timing with each terminal station T (# 1, # 2) and the radio base station BS. Alternatively, a time signal common to the clock H of the terminal stations T (# 1 to #n) may be supplied from the outside.
[0032]
For example, if high-precision time information transmitted by a GPS satellite is used so that the clock H is common to the clock H of the terminal station T, the time of the radio base station BS and each terminal station T can be set to a common time. Since the operation is performed in synchronization with the information, the matching accuracy of 1 microsecond can be realized at low cost. In the following description, it is assumed that the clock H uses a GPS clock that extracts time information from a GPS receiver.
[0033]
3, the terminal station T includes a carrier detection unit 11, an antenna 12, an RF processing unit 13, a communication control unit 14, a MAC processing unit 15, a communication management table 16, a terminal interface 17, and a clock H. Since this clock H is also a GPS clock for extracting time information from the GPS receiver, it operates in synchronization with the clock H of the radio base station BS.
[0034]
The terminal station T generates video information from the surveillance camera C1 or C2 or data from an information terminal such as a personal computer into a packet signal via the terminal interface 17, and transmits the packet signal to the radio base station BS. The wireless packet signal is transmitted to another terminal station T or an upper network NT to which a monitoring device is connected via the wireless base station BS. The operation of each component of the terminal station T is different for the device to be transmitted and received, but the basic operation is the same as that of the corresponding one of the radio base station BS.
[0035]
Hereinafter, an operation of transmitting and receiving a packet signal between the terminal station T and the radio base station BS will be described.
[0036]
The wireless LAN system of the present invention uses a random access method called CSMA / CA (Carrier Sence Multiple Access / Collision Aidance) of the IEEE 802.11 method.
[0037]
This method has an advantage that data related to the number of terminal stations T can be easily set even if the number of terminal stations T is increased. There is a possibility that the data packet signal transmitted to the terminal station T will collide.
[0038]
According to the present invention, in random access control, a reservation transmission time is set in the communication management tables 6 and 16 from a schedule packet transmitted by each terminal station T (# 1 to #n). By transmitting a packet signal, data packet collision is avoided.
[0039]
In the random access control, the terminal station T (for example, # 1) transmits a signal to the radio base station when the carrier detection unit 11 of the terminal station does not detect a carrier from the radio base station BS and another terminal station T. A data packet signal is transmitted to the station BS.
[0040]
First, a method of transmitting video information as a data packet signal in the same manner as general file data will be described, and then the contents of the present invention added to the method will be described.
[0041]
The communication control unit 14 of the terminal station T (# 1) stores the video information received from the surveillance camera C1 via the terminal interface 17 in a buffer memory (not shown) built in the MAC processing unit 15, Generate a data packet signal of information. Then, the data packet signal is transferred from the MAC processing unit 15 to the RF processing unit 13 at a timing when no carrier is received, and the data packet signal is wirelessly transmitted to the wireless base station BS via the RF processing unit 13 and the antenna 12. .
[0042]
Then, the communication control unit 14 stores the transmitted data packet signal in the buffer memory of the MAC processing unit 15 until a response signal to the data packet signal is received from the wireless base station BS. Upon receiving a packet signal as a response signal from the radio base station BS, the MAC processing unit 15 extracts an “ACK” symbol indicating a response from the MAC frame of the packet signal. As a result, the communication control unit 14 reads the “ACK” and determines that the data packet signal has been transmitted normally. If an “ACK” response is not received within a predetermined time, the communication control unit 14 again controls to retransmit the data packet stored in the buffer memory to the radio base station BS, Prevents shedding.
[0043]
On the other hand, the communication control unit 4 of the radio base station BS stores the packet signal received from the terminal station T (# 1) via the antenna 2 and the RF processing unit 3 in the buffer memory of the MAC processing unit 5, and the response signal Is generated and transmitted to the terminal station T (# 1). Then, the communication control unit 4 generates a data frame packet having a predetermined structure from the stored wireless packet signal and outputs the packet to the television monitor M1 via the network interface 7 and the network NT.
[0044]
The above is the outline of the operation of the TCP / IP procedure performed by the random access control. When transmitting stream data such as video information over a wireless LAN, the above-mentioned “ACK” response of the response signal is omitted in order to increase the transmission efficiency. UDP procedure is often used.
[0045]
The present invention improves the disadvantages of the random access control system by additionally setting an access procedure for controlling transmission timing for preventing packet loss due to collision in advance to the UDP procedure as follows.
[0046]
(First Embodiment)
In the first embodiment, the timing control for transmitting the data packet signal from each terminal station T (# 1 to #n) is performed independently of the control of the radio base station BS. n) is a method of autonomously transmitting. This method is similar to the case where communication is directly performed between the terminal stations T (for example, # 1) and (for example, # 2) without going through a wireless base station called an ad hoc mode. Applied.
[0047]
Therefore, in this system, the wireless base station BS performs the same access as the terminal station T, so that the description of the transmission request made by the wireless base station BS will be omitted in the following description.
[0048]
The terminal station T (for example, # 1) transmits a request signal (hereinafter, referred to as a schedule packet) in which a transmission reservation time of a data packet issued from another terminal station T (# 2 to #n) is set in a data frame. It monitors and finds the timing of the free time, sets its own transmission reservation time to the free time, and transmits the data packet signal at the set transmission reservation time.
[0049]
FIG. 4 is a diagram illustrating the transmission timing of a packet signal from each terminal station T (# 1 to #n) according to the first embodiment. Here, as an explanation of the principle, the case where the terminal station T is two stations (# 1, # 2) will be described.
[0050]
In FIG. 4, a schedule packet SP (# 1) indicates a schedule packet transmitted from the terminal station T (# 1), and a schedule packet SP (# 2) indicates a schedule packet transmitted from the terminal station T (# 2). Indicates a packet. Further, the data packet DP (# 1) indicates a data packet signal of a stream signal requiring real-time property such as video information transmitted from the terminal station T (# 1), and the data packet DP (# 2) It shows a data packet signal of a stream signal requiring real-time characteristics, such as video information transmitted from the terminal station T (# 2).
[0051]
The terminal station T (# 1) checks at regular intervals (or a preset time) whether or not there is data to transmit, and if there is data to be transmitted, the schedule packet SP (# 1) To another terminal station T (# 2) by broadcast transmission (when there are a plurality of terminal stations T). Thereafter, at the set transmission reservation time, the terminal station T (# 1) transmits the data packet DP (# 1). The terminal station T (# 2) performs the same operation as the terminal station T (# 1).
[0052]
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation procedure of the terminal station T (# 2) according to the first embodiment.
[0053]
FIG. 6 is a diagram showing a frame structure of a packet signal transmitted by a TCP / IP communication procedure over a wireless LAN, and the present invention employs a similar frame structure.
[0054]
The communication control for avoiding the collision of the packet signal is performed by reading the transmission speed described in the PLCP header of the packet signal shown in FIG. 6 and the type of address information and packet information described in the MAC frame part, and The wireless LAN communication is performed by writing or reading the reserved time information.
[0055]
In the frame configuration shown in FIG. 6, the PLCP preamble and PLCP header are used to carry control information relating to physical connection conditions such as synchronization and transmission (modulation) speed of wireless LAN communication. The FCS frame is used for error control of a wirelessly transmitted packet.
[0056]
The MAC frame includes the MAC address information of the transmission destination and the transmission source of the packet signal (for example, the radio base station BS and the terminal stations T (# 1 to #n)), the control information of the packet being transmitted (for example, the schedule packet , Type information indicating whether the information is video information or file data, and optional data used for transmission of control information.
[0057]
The data frame carries a main body of information and data transmitted by the wireless LAN. As the main part, for example, if the message information is video information, file data, or information for communication control, the transmission reservation time of each terminal station T (# 1 to #n) of the schedule packet SP is is there.
[0058]
FIG. 7 shows the structure of a data frame of the schedule packet SP (# 1) transmitted by the terminal station T (# 1), which is composed of fields such as a transmitting terminal station ID, a transmission reservation time, a transmission packet length, and an ACK response field. Have been.
[0059]
FIG. 8 shows the configuration of the data frame of the transmission schedule packet SP (# 2) transmitted by the terminal station T (# 2). It consists of a data frame to be transmitted (the right figure).
[0060]
Hereinafter, the operation of the terminal station T (# 1, # 2) will be described with reference to FIGS.
[0061]
The terminal station T (# 1) operates to transmit video information (stream data) obtained from the monitoring camera C1 via the wireless base station BS to the television monitor M1 on the network NT. The terminal station T (# 2) also operates to transmit video information (stream data) obtained from the monitoring camera C2 via the wireless base station BS to the television monitor M2 on the network NT.
[0062]
When transmission of the video information obtained from the monitoring camera C1 is started, the carrier detection unit 11 of the terminal station T (# 1) performs carrier detection, and the time when the terminal station T (# 2) is not transmitting a packet signal. At t1, the schedule packet SP (# 1) is transmitted by the UDP procedure.
[0063]
At this time, the terminal station T (# 2) is in a reception standby state, and receives the schedule packet SP (# 1) transmitted from the terminal station T (# 1) via the radio base station BS and the antenna 12 (FIG. 5, when step s1 is Yes), the RF processing unit 13 of the terminal station T (# 2) demodulates the signal into a baseband signal, and the MAC processing unit 15 extracts the contents of the data frame of the schedule packet SP (# 1). .
[0064]
That is, as shown in FIG. 7, in the data frame of the schedule packet SP (# 1) transmitted from the terminal station T (# 1), "# 1" is set in the transmission terminal station ID field, and the data packet DP ( In the transmission reservation time field of # 1), a unit of seconds or less is set in units of 1 microsecond, such as “01: 00: 01: 000000” (setting of time t3).
[0065]
In the transmission packet length field, for example, it is assumed that stream data of video information is transmitted in units of a maximum length of 1400 bytes per packet. Then, “1400” is set therein, and “No” is set in the ACK response field since no ACK response is made.
[0066]
The communication control unit 14 of the terminal station T (# 2) stores the schedule information obtained by the data frame of the schedule packet SP (# 1) in its own communication management table 16, and stores the schedule information of the terminal station T (# 1). The transmission timing is set (step s2 in FIG. 5).
[0067]
On the other hand, the terminal station T (# 2) periodically transmits the data packet DP (# 2) from the communication control unit 4 of the radio base station BS to the terminal station T (# 2) when transmitting the video information obtained from the monitoring camera C2. The transmission request setting operation is started when the transmission request of 2) is activated (Step s3 of FIG. 5 is Yes).
[0068]
The communication control unit 14 of the terminal station T (# 2) that has received the transmission request refers to the communication management table 16 to obtain the schedule information obtained from the schedule packet SP (# 1) of the terminal station T (# 1). Then, the transmission permission time for frequently transmitting the data packet DP (# 2) which is the stream data of the video information obtained from the monitoring camera C2 is estimated.
[0069]
That is, the communication control unit 14 of the terminal station T (# 2) transmits the data packet signal between the terminal station T (# 1) and the radio base station BS set in the PLCP header of the schedule packet SP (# 1). If the transmission speed is 10 Mbps, it takes 1 microsecond to transmit one byte. Further, the communication control unit 14 estimates that it takes 1.4 milliseconds to transmit the data of “1400” bytes of the packet body transmitted by the terminal station T (# 1) stored in the communication management table 16.
[0070]
As a result, the communication control unit 14 of the terminal station T (# 2) sets the time at which the terminal station T (# 1) occupies 1.4 milliseconds as the time at which the own apparatus transmits the data packet DP (# 2). It can be seen that the time should be set by adding a margin time. The margin time is a time required for transmitting information for controlling transmission of a data packet (here, 100 microseconds).
[0071]
Then, assuming that the clock H of the terminal station T (# 2) at this time is "01: 00: 00: 999000", the reservation transmission time of the terminal station T (# 1) stored in the communication management table 16 is " 01: 00: 01: 000000 "(time t3 in FIG. 4), but it takes 1.5 milliseconds to transmit its own data packet, so it must be transmitted after time t3. Judge that you must.
[0072]
Therefore, the communication control unit 14 of the terminal station T (# 2) sets the time at which the data packet DP (# 2) is transmitted after the start of transmission of the data packet DP (# 1) of the terminal station T (# 1), for example. A time t4 = 01: 00: 01: 002000 at which 2 milliseconds have elapsed is set as a transmission reservation time (step s4 in FIG. 5).
[0073]
Then, the MAC processing unit 15 of the terminal station T (# 2) transmits “# 2” in the transmitting terminal station ID field, “01: 00: 01: 002000” in the transmission reservation time field, and “1400” in the transmission packet length field. (Byte), and creates a schedule packet SP (# 2) (see the right side in FIG. 8) in which “No” is set in the ACK response field (step s5 in FIG. 5).
[0074]
Then, the terminal station T (# 2) confirms that the carrier detecting unit 11 has not received a carrier from the terminal station T (# 1), and transmits the transmission schedule packet SP (# 2) at time t2. The data is transmitted to the base station BS (step s6 in FIG. 5).
[0075]
The transmission schedule packet SP (# 2) has a series of frame structures (see FIG. 8) in which the schedule packet SP (# 1) transmitted by the terminal station T (# 1) is followed by the schedule packet SP (# 2). Has become. Therefore, if there is a terminal station T (for example, # 3) that issues a transmission request following transmission of the schedule packet SP (# 2) from the terminal station T (# 2), the terminal station T (# 3) is Only the latest received schedule packet SP (# 2) transmitted from T (# 2) is read, and the transmission reservation time of the own device may be stored in its own communication management table 16.
[0076]
Then, the communication control unit 14 of the terminal station T (# 2) refers to the clock H, and when the set transmission reservation time t4 (“01: 00: 01: 002000”) is reached (Step s7 in FIG. 5 is Yes). In this case, the data packet DP (# 2) is transmitted to the radio base station BS (step s8 in FIG. 5), and the process ends.
[0077]
When the above series of operations is completed, the terminal station T (# 2) returns to the standby state for receiving the schedule packet SP (# 1) of the other terminal station T (# 1) again. Then, the terminal station T (# 1, # 2) repeats the above procedure similarly to transmit the next video information, and transmits the next schedule packets SP (# 1) and (# 2) in FIG. At time t5 and t6.
[0078]
In the above description, the case where the transmission is performed from the terminal station T to the radio base station BS is described. However, the case where the transmission is performed from the radio base station BS to the terminal station T is performed by the same operation as the transmission control of the terminal station T.
[0079]
When transmitting the video information (stream data), a fixed period of time at which the data packet DP is transmitted may be set in advance as the transmission reservation time. Then, the schedule packet SP may be transmitted every time the data packet DP is transmitted, and the setting of the transmission reservation time may be omitted, or the number of transmissions of the schedule packet SP may be reduced.
[0080]
In the above description, the two data packets DP (# 1, # 2) to be transmitted are video information. However, for example, the terminal station T (# 2) transmits 10 Kbytes of file data from a personal computer. Is transmitted, similarly, a 10-Kbyte file is decomposed into several files and transmitted.
[0081]
In that case, in the terminal station T (# 2), the first seven times repeat the procedure corresponding to the case where step s3 in FIG. 5 is Yes, and each time the data packet DP is the maximum number of transmission bytes per packet. It is transmitted at a certain 1400 (1.4K) bytes, and at the eighth time, the remaining 200 bytes are transmitted, and the transmission of the file data ends. Then, the terminal station T (# 2) repeats the schedule packet monitoring process, that is, the procedure of steps s1 and s2 in FIG. 5, until there is a request for transmission of new data from the personal computer.
[0082]
Further, similarly to the terminal station T (# 1, # 2), when the wireless base station BS transmits the data packet DP to the terminal station T (# 1 to #n), the wireless base station BS The same procedure as in the terminal station T (# 1) or (# 2) may be performed to transmit the data packet DP.
[0083]
(Second embodiment)
In the second embodiment, the wireless base station BS centrally controls the transmission time of each terminal station T (# 1 to #n).
[0084]
FIG. 9 is a diagram illustrating the transmission timing of the packet signal from each of the terminal stations T (# 1) and (# 2) according to the second embodiment.
[0085]
In FIG. 9, schedule packet signals SP (# 1) and (# 2) and data packets DP (# 1) and (# 2) are the same as those in FIG. The master schedule packet MP is a broadcast signal in which a transmission time at which the radio base station BS transmits to each of the terminal stations T (# 1) and (# 2) is set.
[0086]
Each of the terminal stations T (# 1) and (# 2) checks the presence or absence of data to be transmitted at regular intervals, and if there is data to be transmitted, transmits a schedule packet SP to the radio base station BS. To reserve the transmission time. The radio base station BS monitors the schedule packets SP (# 1) and (# 2) transmitted by the terminal stations T (# 1) and (# 2), manages the idle time, and manages the idle time. , (# 2). Then, the radio base station BS performs broadcast transmission using the master schedule packet MP to the terminal stations T (# 1) and (# 2) to notify the transmission reservation time. The terminal stations T (# 1) and (# 2) respectively refer to the clock H and transmit the data packets DP (# 1) and (# 2) at the transmission reservation time set by the master schedule packet MP, respectively. .
[0087]
FIGS. 10A and 10B show the frame structures of the schedule packets SP (# 1) and (# 2) transmitted from the terminal stations T (# 1) and (# 2) to the radio base station BS. (C) is a diagram showing a frame configuration of a master schedule packet MP transmitted from the radio base station BS to the terminal stations T (# 1) and (# 2).
[0088]
FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation of the radio base station BS according to the second embodiment.
[0089]
Hereinafter, an operation of the radio base station BS according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
[0090]
The terminal stations T (# 1) and (# 2) transmit data packets DP (# 1) and (# 2) of video information (stream data) from the monitoring cameras C1 and C2, respectively. Then, the terminal station T (# 1) transmits the schedule packet SP (# 1) when the terminal station T (# 2) and the radio base station BS are not transmitting.
[0091]
At this time, the radio base station BS is in a reception standby state, and receives the schedule packet SP (# 1) shown in FIG. 10A from the terminal station T (# 1) via the antenna 2 (step in FIG. 11). s21) The RF processing unit 3 demodulates the signal into a baseband signal.
[0092]
Next, the MAC processing unit 5 of the radio base station BS reads the schedule information of the schedule packet SP (# 1) from the data frame of the baseband signal, and notifies the communication control unit 4 of it. The communication control unit 4 stores the schedule information in the communication management table 6 (Step s22 in FIG. 5).
[0093]
Then, the communication control unit 4 of the radio base station BS continues to receive the next schedule packet SP (# 2), and transmits the schedule packet SP (# 2) from the terminal station T (# 2) by a predetermined time. If received, the schedule information of the terminal station T (# 2) is stored in the communication management table 6.
[0094]
When the reception standby time ends without receiving the schedule packet SP from another terminal station T within the predetermined time (when step s23 in FIG. 5 is Yes), the communication control unit 4 sets the communication management table 6 , The presence or absence of transmission reservation information is confirmed (step s24 in FIG. 5).
[0095]
That is, since the transmission management time from the terminal station T (# 1, # 2) is stored in the communication management table 6 (step s24 in FIG. 5 is Yes), the packet transmission reservation time is adjusted for each. (Step s25 in FIG. 5).
[0096]
In FIG. 10A, the schedule packet SP (# 1) of the terminal station T (# 1) has "# 1" in the transmitting terminal station ID field and "01: 00: 01: 000000" in the transmission reservation time field ( At time t13). “1400” (byte) is set in the transmission packet length field, and “No” is set in the ACK response field.
[0097]
In FIG. 10B, the schedule packet SP (# 2) of the terminal station T (# 2) has "# 2" in the transmitting terminal station ID field and "01: 00: 01: 001000" in the transmission reservation time field. (Time t14). “1400” (byte) is set in the transmission packet length field, and “No” is set in the ACK response field.
[0098]
The communication control unit 4 of the radio base station BS determines that the transmission data is video information (stream data) since “No” is set in the ACK response field for both the terminal stations T (# 1) and (# 2). I do. Since the user wants to receive the video information at a high frequency, the video information from the terminal station T (# 2) can be transmitted at a shorter time interval following the video information from the terminal station T (# 1). Estimate the transmission permission time.
[0099]
Here, the communication control unit 4 of the radio base station BS transmits the data packet signal between the terminal station T (# 1) and the radio base station BS set in the PLCP header of the schedule packet SP (# 1). If the speed is 10 Mbps, it takes 1 microsecond to transmit one byte. Furthermore, the communication control unit 4 estimates that it takes 1.4 milliseconds to transmit the data of “1400” bytes of the packet body transmitted by the terminal station T (# 1) stored in the communication management table 6.
[0100]
Therefore, the communication control unit 4 of the radio base station BS sets the time to transmit the information for controlling the transmission of the data packet signal within 1.4 ms as the transmission time of the data packet of the terminal station T (# 1) ( Here, the transmission start time from the terminal station T (# 2) is set after calculating the time obtained by adding 100 microseconds). As a result, the time two milliseconds after the start of transmission of the data packet DP (# 1) by the terminal station T (# 1) is set to the transmission reservation time of the terminal station T (# 2) (“01: 00: 01: 002000”). ").
[0101]
However, “01: 00: 01: 001000” is set in the transmission reservation time field of the schedule packet SP (# 2) of the terminal station T (# 2), and the transmission requested by the terminal station T (# 2). If the reservation time remains, the data packets DP (# 1) and (# 2) transmitted from the terminal stations T (# 1) and (# 2) will collide.
[0102]
Then, the communication control unit 4 of the radio base station BS sets the time “01: 00: 01: 002000” (time T14) in the transmission reservation time field of the schedule packet SP (# 2) of the terminal station T (# 2). ) To change the transmission reservation time. The schedule information is set without changing the contents of the other fields of the schedule packet SP (# 2).
[0103]
FIG. 10C shows a data frame of the master schedule packet MP set by the radio base station BS based on the above change. The master schedule packet MP is created in a series of frame structures in which the schedule packet SP1 (# 1) transmitted by the terminal station T (# 1) is followed by the changed schedule information of the terminal station T2 (# 2). There is (step s26 in FIG. 11).
[0104]
Then, the radio base station BS confirms that the carrier detection unit 1 has not received a carrier from another terminal station T (for example, # 3 to #n), and transmits the master schedule packet MP Is transmitted to the terminal stations T (# 1) and (# 2) (step s27 in FIG. 11).
[0105]
Then, the communication control unit 4 of the radio base station BS starts a schedule reception timer (step s28 in FIG. 11) and enters a state of waiting for reception of the schedule packet SP from the terminal stations T (# 1) and (# 2). .
[0106]
Thereafter, the terminal stations T (# 1) and (# 2) similarly refer to the clock H, respectively, to schedule packets SP (# 1-1) and (# 2-1) at time t11-1 and time t12-1. ) To the radio base station BS, and sets the transmission time of the data packets DP (# 1) and (# 2) repeatedly. Then, the radio base station BS similarly transmits the master schedule packet MP.
[0107]
Accordingly, the terminal stations T (# 1) and (# 2) transmit the data packets DP (# 1) and (# 2) in accordance with the master schedule packet MP, respectively, so that the data packets DP (# 1) and (# 2) The wireless LAN transmission can be performed without the collision of # 2).
[0108]
When transmitting the video information, a fixed period of time at which the data packet DP is transmitted may be set in advance in the master schedule packet MP as the transmission reservation time. Then, the master schedule packet MP may be transmitted every time the data packet DP is transmitted, and the setting of the transmission reservation time may be omitted, or the number of transmissions of the master schedule packet MP may be reduced.
[0109]
Further, similarly to the first embodiment, the data to be transmitted by performing the transmission time reservation may be file data.
[0110]
Similarly, when the radio base station BS transmits a data packet to the terminal stations T (# 1 to #n), the radio base station BS transmits the data packets to the terminal stations T (# 1) and (# 2). At the transmission reservation time, its own transmission reservation time is set in the communication management table 6, and the master schedule packet MP is transmitted to the terminal stations T (# 1) and (# 2). The data packet DP may be transmitted at the reserved transmission time.
[0111]
Furthermore, in the first and second embodiments, by setting the ACK response to “Yes” in the schedule packet SP, the data packet can be transmitted even in the random access method of transmitting and receiving in a normal TCP / IP procedure. May be set.
[0112]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the radio base station or the terminal station reserves the transmission time of the radio packet signal and transmits the packet signal with reference to the high-precision clock, so that the radio base station or the terminal It is possible to prevent packet signals transmitted from the station from colliding and transmit high-speed real-time data such as video information.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless LAN system according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing components of a wireless base station according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing components of a terminal station according to the present invention.
FIG. 4 is a transmission timing chart of a packet according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing an operation in the terminal station according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a frame configuration of a packet signal transmitted by a terminal station.
FIG. 7 is a diagram showing a data frame configuration of a schedule packet transmitted by the terminal station according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a data frame configuration of a schedule packet transmitted by the terminal station according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a packet transmission timing chart according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a data frame configuration of a schedule packet transmitted by a terminal station according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart showing an operation in the radio base station of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 11 Carrier detector
2,12 antenna
3, 13 RF processing unit
4, 14 Communication control unit
5, 15 MAC processing unit
6, 16 Communication management table
7 Network interface
17 Terminal interface
BS radio base station
T terminal station
C1, C2 surveillance camera
M1, M2 TV monitor
H clock
NT Network

Claims

In a wireless LAN system having a wireless base station and a plurality of terminal stations and performing wireless communication between the terminal station and the wireless base station, or between the terminal stations, the terminal station includes:
When it is confirmed that another terminal station other than the own station or the wireless base station is not performing wireless transmission, a first schedule packet including first transmission time information of a data packet to be transmitted from the own station is transmitted. Means for generating and transmitting to the wireless base station and the other terminal station;
Means for, when receiving the first schedule packet from the radio base station or the other terminal station, storing the first schedule packet in an internal memory;
From the transmission time information of the first schedule packet, a second transmission time at which a data packet to be transmitted from the own station does not collide with a data packet to be transmitted from the radio base station or the other terminal station Means for estimating information;
Means for synthesizing the first schedule packet and a second schedule packet including the second transmission time information and transmitting the combined packet to the radio base station and the other terminal station. Wireless LAN system.

In a wireless LAN system having a wireless base station and a plurality of terminal stations and performing wireless communication between the terminal station and the wireless base station or between the terminal stations, the wireless base station includes:
Means for generating a first schedule packet including first transmission time information of a data packet to be transmitted from the terminal station when the terminal station confirms that the terminal station is not performing radio transmission, and transmitting the first schedule packet to the terminal station; ,
Means for, when receiving the first schedule packet from the terminal station, storing the first schedule packet in an internal memory;
Means for estimating, from the transmission time information of the first schedule packet, second transmission time information in which a data packet to be transmitted from the own station does not collide with a data packet to be transmitted from the terminal station;
Means for combining the first schedule packet and the second schedule packet including the second transmission time information and transmitting the combined packet to the terminal station.

3. The station according to claim 1, wherein each of the stations has a clock unit, and the clock unit transmits the data packet when the time indicated by the first or second transmission time information is reached. 2. The wireless LAN system according to 1.

The clock means,
The wireless LAN system according to claim 3, wherein the clock device operates in synchronization with the same time information transmitted to the wireless base station and the terminal station by wireless communication means.

The estimating means includes a first data transmission calculated from a transmission rate and a data amount of the data packet to be wirelessly transmitted from the another terminal station or the wireless base station based on the first transmission time information. The wireless LAN system according to claim 1, wherein the second transmission time information is estimated based on time.

In a wireless LAN system including a wireless base station and at least two terminal stations wirelessly communicating with the wireless base station,
Means for generating a first schedule packet including first transmission time information of a first data packet to be transmitted from the first terminal station, and transmitting the first schedule packet to the radio base station;
Means for generating a second schedule packet including second transmission time information of a second data packet to be transmitted from the second terminal station, and transmitting the second schedule packet to the radio base station;
The wireless base station,
Means for storing the first and second schedule packets from the first and second terminal stations in an internal memory;
From the first transmission time information of the first schedule packet and the second transmission time information of the second schedule packet, the third data packet in which the first data packet and the second data packet do not collide is determined. Means for estimating the transmission time information of
Means for synthesizing the first schedule packet and a second schedule packet containing the third transmission time information and transmitting the synthesized packet to the first and second terminal stations. system.

The estimating means calculates, based on the first and second transmission time information, a first data packet determined from a transmission rate and a data amount of the first data packet to be wirelessly transmitted from the first terminal station. The third transmission time information is estimated based on a data transmission time and a second data transmission time obtained from a transmission rate and a data amount of the second data packet to be transmitted wirelessly from the second terminal station. The wireless LAN system according to claim 6, wherein

A communication control method for a wireless LAN system having a wireless base station and a plurality of terminal stations, and performing wireless communication between the terminal station and the wireless base station or between the terminal stations,
The terminal station,
When it is confirmed that another terminal station other than the own station or the wireless base station is not performing wireless transmission, a first schedule packet including first transmission time information of a data packet to be transmitted from the own station is transmitted. Generate and transmit to the wireless base station, and the other terminal station,
Upon receiving the first schedule packet from the radio base station or the other terminal station, storing the first schedule packet in an internal memory;
From the transmission time information of the first schedule packet, a second transmission time at which a data packet to be transmitted from the own station does not collide with a data packet to be transmitted from the radio base station or the other terminal station Estimate information,
Communication of a wireless LAN system, wherein the first schedule packet and a second schedule packet including the second transmission time information are combined and transmitted to the wireless base station and the other terminal station. Control method.

A communication control method for a wireless LAN system having a wireless base station and a plurality of terminal stations, and performing wireless communication between the terminal station and the wireless base station or between the terminal stations,
The wireless base station,
When the terminal station confirms that it is not performing wireless transmission, generates a first schedule packet including first transmission time information of a data packet to be transmitted from the terminal station, and transmits the first schedule packet to the terminal station;
Upon receiving the first schedule packet from the terminal station, storing the first schedule packet in an internal memory;
Estimating, from the transmission time information of the first schedule packet, second transmission time information in which a data packet to be transmitted from the own station does not collide with a data packet to be transmitted from the terminal station;
A communication control method for a wireless LAN system, comprising: synthesizing the first schedule packet and a second schedule packet including the second transmission time information and transmitting the synthesized packet to the terminal station.

The wireless base station and each terminal station have clock means,
10. The wireless LAN system according to claim 8, wherein the data packet is transmitted at a time indicated by the first or second transmission time information with reference to the clock means. Communication control method.

The second transmission time information is obtained from the transmission rate and the data amount of the data packet to be wirelessly transmitted from the another terminal station or the radio base station based on the first transmission time information. The data transmission time is estimated based on a first data transmission time and a second data transmission time obtained from a transmission speed and a data amount of the data packet to be wirelessly transmitted from the own station, or A communication control method for a wireless LAN system according to claim 9.

In a wireless LAN system including a wireless base station and at least two terminal stations wirelessly communicating with the wireless base station,
The first terminal station generates a first schedule packet including first transmission time information of a first data packet to be transmitted from the first terminal station, and transmits the first schedule packet to the radio base station;
The second terminal station generates a second schedule packet including second transmission time information of a second data packet to be transmitted from the own terminal station, and transmits the second schedule packet to the radio base station;
The wireless base station,
Storing the first and second schedule packets from the first and second terminal stations in an internal memory;
From the first transmission time information of the first schedule packet and the second transmission time information of the second schedule packet, the third data packet in which the first data packet and the second data packet do not collide is determined. Estimate the transmission time information of
A communication control method for a wireless LAN system, comprising: combining the first schedule packet and a second schedule packet including the third transmission time information and transmitting the synthesized packet to the first and second terminal stations. .

The third transmission time information is based on the first and second transmission time information based on a transmission rate and a data amount of the first data packet to be wirelessly transmitted from the first terminal station. A first data transmission time obtained from the first data transmission time, a second data transmission time obtained from the transmission speed and the data amount of the second data packet to be wirelessly transmitted from the second terminal station, and The communication control method for a wireless LAN system according to claim 12, wherein the estimation is performed based on: