JP2005051410A

JP2005051410A - 無線アクセスシステム

Info

Publication number: JP2005051410A
Application number: JP2003204720A
Authority: JP
Inventors: Takashi Arakawa; 崇荒川
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】データ伝送速度の高さを保証したサービスが可能な無線アクセスシステムを提供する。
【解決手段】アクセスポイント機器ＡＰと複数の子機Ａ，Ｂとの間の無線通信によりデータ伝送サービスを行い、受信信号レベルに応じてデータ伝送速度を切り替える無線アクセスシステムにおいて、特定のサービス中に、そのサービス対象の子機Ａよりデータ伝送速度の低い子機Ｂのアクセスを抑制する。子機Ａのアクセス機会が狭められない。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセスポイント機器と複数の子機との間の無線通信によりデータ伝送サービスを行う無線アクセスシステムに係り、特に、データ伝送速度の高さを保証したサービスが可能な無線アクセスシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信や無線ＬＡＮなどの無線アクセスシステムでは、基地局或いはノードに対し複数の移動局或いは端末が無線通信によりデータ伝送を行うことができる。基地局或いはノードは、移動局或いは端末と有線ネットワークとのデータ中継を行う中継装置（ブリッジ）として機能する。以下では、基地局或いはノードをアクセスポイント機器と呼び、移動局或いは端末を子機と呼ぶ。
【０００３】
無線通信ではアクセスポイント機器と子機との間の伝送距離が長くなると損失が大きくなるため双方の受信信号レベルが低下する。伝送距離によらずデータ伝送速度を一律にしておく場合、受信信号レベルが低くなるとＳ／Ｎ比の低下により信号の信頼性が低下する。そこで、受信信号レベルに応じてデータ伝送速度を切り替えることが従来より行われている。電波障害物を無視するならば、伝送距離と受信信号レベルとは対応関係にあるので、伝送距離に応じてデータ伝送速度を切り替えると言っても差し支えない。伝送距離とデータ伝送速度の対応の一例を図４に示す。この例では、伝送距離が約１００ｍ以内ではデータ伝送速度は約５５Ｍｂｐｓであるが、伝送距離が約１００ｍを超えるとデータ伝送速度が落ち始め、伝送距離が２００ｍから３００ｍ強ではデータ伝送速度は３０Ｍｂｐｓ強となる。伝送距離がさらに伸びるとデータ伝送速度は段階的に低くなる。
【０００４】
具体的には、図５に示したような受信レベル対無線リンク速度テーブルがアクセスポイント機器に用意されており、子機から送信されてきた信号の受信信号レベルにより、このテーブルを参照してデータ伝送速度を決定する。なお、ここで言うデータ伝送速度は、信号周波数に限らず符号方式も含んだものであり、具体的には６４ＱＡＭ，１６ＱＡＭ，ＱＰＳＫ，ＢＰＳＫなどの規格で規定されているものである。アクセスポイント機器は、受信信号レベルが変化するとサービス中であっても信号品質の悪化による通信断にならないようデータ伝送速度を切り替え接続を維持する。このようにデータ伝送速度を切り替えていく機能をフォールバック機能と呼ぶ。
【０００５】
以上により、伝送距離が近くＳ／Ｎ比が高いときには高速で大量のデータ伝送を行い、伝送距離が遠くＳ／Ｎ比が低いときには誤り検出・訂正能力に優れた低いデータ伝送速度にして信頼性を維持することができる。
【０００６】
説明を簡単にするため、子機からアクセスポイント機器へ通信するチャンネル（周波数）は１つしかないものとする。このチャンネルを用いて複数の子機がほぼ同時期にアクセスしようとしたとき、アクセスポイント機器は、ＩＥＥＥ８０２．１１（米国電気電子技術者協会による規格）に準拠したＣＳＭＡ／ＣＡ（ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｓｅＡｃｃｅｓｓｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄａｔｉｏｎ）方式によりアクセス制御を行う。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２５１３８２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
今、図６に示されるように、子機Ｓ１はアクセスポイント機器ＡＰからの距離が近く、それに比べて子機Ｓ２はアクセスポイント機器ＡＰからの距離が遠いとする。アクセスポイント機器ＡＰは子機Ｓ１に対しては高いデータ伝送速度を適用し、子機Ｓ２に対しては低いデータ伝送速度を適用することになる。仮に、子機Ｓ１対子機Ｓ２のデータ伝送速度の比を５：１としておく。
【０００９】
子機Ｓ１及び子機Ｓ２が互いに全く異なる時期（衝突なし）にアクセスポイント機器ＡＰにアクセスしたとすると、両者のデータ伝送速度の比は５：１となる。同じデータ量を伝送する時間に換算すると、子機Ｓ１対子機Ｓ２のデータ伝送所要時間は１：５である。つまり、チャンネルを占有している時間は子機Ｓ１対子機Ｓ２で１：５となる。
【００１０】
子機Ｓ１及び子機Ｓ２がほぼ同時期にアクセスしようとした場合、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によりアクセス制御が行われる。すると、子機Ｓ２のデータ伝送所要時間が子機Ｓ１のデータ伝送所要時間よりも長いということのために、チャンネルを占有している時間の割合が多くなり、子機Ｓ１がキャリア検出或いはＡＣＫ（確認応答）非受信によりアクセス試行待ちとなる機会が子機Ｓ２よりも多くなる。その結果、当該チャンネルにおけるデータ伝送速度は子機Ｓ２のデータ伝送速度が支配的になり、子機Ｓ１の実質的なデータ伝送速度は子機Ｓ１が単独でサービスを受けている場合に比べて極端に遅くなる。
【００１１】
例えば、図７に示されるように、子機Ｓ１及び子機Ｓ２がほぼ同時期に同じデータ量のファイルを複数の同じデータ量のフレームに分割してアクセスポイント機器ＡＰに送信しようとしている場合、子機Ｓ１のフレームと子機Ｓ２のフレームが交互に伝送される（確率的にそうなりやすい）。チャンネルを占有している時間は子機Ｓ２のフレームのほうが長いがデータ伝送速度が異なるので、データ量は両フレームともに同じである。即ち、子機Ｓ１及び子機Ｓ２の実質的なデータ伝送速度はほぼ同じになっている。子機Ｓ１は、アクセスポイント機器ＡＰに近いにもかかわらず、アクセス機会が狭められ、遠くにある子機Ｓ２と同程度のデータ伝送速度のサービスしか受けられないことになる。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、データ伝送速度の高さを保証したサービスが可能な無線アクセスシステムを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、アクセスポイント機器と複数の子機との間の無線通信によりデータ伝送サービスを行い、受信信号レベルに応じてデータ伝送速度を切り替える無線アクセスシステムにおいて、特定のサービス中に、そのサービス対象の子機よりデータ伝送速度の低い子機のアクセスを抑制するものである。
【００１４】
前記特定のサービスは、特定のデータを伝送するサービスであってもよい。
【００１５】
前記特定のサービスは、特定の子機に対するサービスであってもよい。
【００１６】
前記アクセスの抑制は、アクセスの禁止であってもよい。
【００１７】
前記アクセスの抑制は、所定のデータ伝送速度以下への切り替えの禁止であってもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１９】
まず、ハードウェア構成を説明する。図１に示されるように、本発明に係る無線アクセスシステムを実現するアクセスポイント機器ＡＰは、アンテナ１と、このアンテナ１を介して複数の図示しない子機との間で無線通信を行う無線回路部２と、図示しないケーブル又は光ファイバを介して他の通信機器との間で有線通信を行うＬＡＮ回路部３と、プログラム及び設定データを記憶する記憶装置４と、プログラムを実行して各部２，３，４を制御するＣＰＵ５とを備える。無線回路部２では、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠してアクセス制御を行う。ＬＡＮ回路部３では、ＩＥＥＥ８０２．３に準拠してアクセス制御を行う。従って、アクセスポイント機器ＡＰは、無線ＬＡＮ上の端末（子機）と有線ＬＡＮ上の端末とのデータ中継を行う中継装置として機能する。
【００２０】
記憶装置４には、図５に示した受信レベル対無線リンク速度テーブルが含まれているほか、アクセス抑制の対象を切り分けするデータ伝送速度や特定のサービスの対象となる特定の子機のデータなど、後述する動作に必要な設定データが記憶されている。
【００２１】
記憶装置４に記憶されＣＰＵ５が実行するプログラムのうち本発明に特に関連したプログラムは、受信信号レベルに応じてデータ伝送速度を切り替えるフォールバックプログラム、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠してアクセス制御を行うＣＳＭＡ／ＣＡプログラム、特定のサービス中にそのサービス対象の子機よりデータ伝送速度の低い子機のアクセスを抑制するアクセス抑制プログラムである。フォールバックプログラム及びＣＳＭＡ／ＣＡプログラムは公知であるので、以下では、アクセス抑制プログラムによる動作を中心に説明する。アクセス抑制プログラムには、特定のデータを伝送するサービスに適用される態様と、特定の子機に対するサービスに適用される態様がある。また、アクセス抑制の方法として、抑制対象の子機へのアクセスを禁止する方法、抑制対象の子機への所定のデータ伝送速度以下への切り替えを禁止する方法などがある。さらに詳しいプログラムの内容は、以下の動作説明で明らかにする。
【００２２】
次に、本発明に係る無線アクセスシステムのアクセス抑制動作を図２の処理手順を参照しつつ説明する。なお、この実施形態では図３に示した子機Ａが特定の子機であるとする。アクセスポイント機器ＡＰは、複数の子機Ａ，Ｂ（図示しないＡ，Ｂ以外の子機も含める）の中で子機Ａのみが優先度の高い通信ができるように設定されている。
【００２３】
図２に示されるように、ステップ１０１において、アクセスポイント機器ＡＰは、子機Ａとの間でデータ伝送をしているか（サービス中か）をチェックする。データ伝送中でなければ、スタートにもどる。この間、アクセス抑制に関して何の処理も行われないので、後述する各種の状態に変化は与えられない。
【００２４】
ステップ１０１でデータ伝送中であれば、ステップ１０２において、子機Ａの現在のリンク速度（データ伝送速度）を検知する。現在のリンク速度はフォールバックプログラムが管理しているので、その管理データを取り込めばよい。
【００２５】
ステップ１０３において、アクセスポイント機器ＡＰは、子機Ａの現在のリンク速度が予め設定したしきい値より大かどうかチェックする。しきい値より大でなければ、スタートにもどる。この間、アクセス抑制に関して何の処理も行われないので、後述する各種の状態に変化は与えられない。
【００２６】
ステップ１０３で子機Ａの現在のリンク速度がしきい値より大であれば、ステップ１０４において、他の全ての子機Ｂに対しフォールバックを制限する。即ち、他の子機Ｂとのリンク速度がしきい値より小になることを禁止する。従って、フォールバックプログラムが他の子機Ｂに対してしきい値より小のリンク速度を設定しようとしても、そのフォールバックは実行されない。
【００２７】
次いで、ステップ１０５において、アクセスポイント機器ＡＰは、子機Ａとの間でデータ伝送をしているか（サービス中か）を再びチェックする。データ伝送中でなければ、ステップ１０６において、フォールバックの制限を解除し、スタートにもどる。この場合、他の子機Ｂへのフォールバックの制限が解除された状態でスタートにもどることになる。
【００２８】
ステップ１０５でデータ伝送中であれば、スタートにもどる。この場合、他の子機Ｂへのフォールバックが制限された状態でスタートにもどることになる。
【００２９】
上記処理手順によりフォールバックが制限された状態が続いているときに、他の子機Ｂからの受信信号レベルがしきい値より小のリンク速度に対応している受信信号レベルになったとしても、アクセスポイント機器ＡＰは、リンク速度をしきい値より小にはしないので、やがて子機Ｂはデータ伝送が正常に行えなくなり、リンクが消失する。他の子機Ｂからの受信信号レベルがしきい値以上のリンク速度に対応している受信信号レベルの範囲内であれば、アクセスポイント機器ＡＰは、リンク速度を受信信号レベルに応じてフォールバックを行うことができる。
【００３０】
また、子機Ａにおいてしきい値より小のリンク速度が使用されている場合、言い換えるとアクセスポイント機器ＡＰから子機Ａまでの距離が遠く、子機Ａがもともとデータ伝送速度の高いサービスを受けられない状態のときは、他の子機Ｂに対するフォールバックの制限はなされないので、無用に他の子機Ｂが制約を受けることはない。
【００３１】
この実施形態によれば、図５の無線アクセスシステムにおいて、子機Ａのように優先度が高く設定された特定の子機は、当該特定の子機Ａよりデータ伝送速度の低い他の子機Ｂのアクセスが抑制されることにより、従来技術で説明した実質的なデータ伝送速度の低下を被ることから免れる。ここで、特定の子機Ａとは、例えば、データ伝送サービス提供者との契約により、他の一般の子機Ｂより質の高いサービスを受けられるようにしたものである。或いは、ネットワークの管理端末のように他の端末に比べて重要な働きをしている端末を特定の子機Ａにしてもよい。
【００３２】
上記実施形態では、特定のサービスとして特定の子機Ａに対するサービスに限定したが、特定のサービスは特定のデータを伝送するサービスであってもよい。例えば、動画像、音声、密度の高い静止画像など短時間で大量となる種類のデータを伝送している場合などに適用するとよい。この場合、どの子機であっても、これらの特定のデータを伝送するサービスを受けているときは、子機Ａに対する図２の処理手順において、子機Ａに限らず全ての子機についてステップ１０３のチェックを行い、当該子機Ｓ１（図６参照）の現在のリンク速度がしきい値より大であれば、ステップ１０４において、当該子機Ｓ１以外の全ての子機Ｓ２に対ししきい値以上にフォールバックを制限する。これにより、リンク速度がしきい値より大のデータ伝送が行われているときには、リンク速度がしきい値より小のデータ伝送を試みる子機Ｓ２はアクセスが抑制される。ステップ１０３のチェックの代わりに、データリンク層の高いプロトコルにおいて伝送データの種類（コンテンツ）を判別し、前述した動画像などの特定のデータの伝送中のみアクセス抑制を適用してもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、アクセスの抑制として所定のデータ伝送速度以下への切り替えの禁止に限定したが、アクセスの抑制はアクセスの禁止であってもよい。この場合、図２の処理手順中、フォールバックの制限をするステップ１０４において、他の全ての子機Ｂ（或いはＳ２）のアクセスを禁止する。例えば、アクセスポイント機器ＡＰからアクセス禁止対象の子機に対してアクセス禁止を通知する。これにより、特定の子機Ａ或いは特定のデータを伝送している子機Ｓ１のみが優先される。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００３５】
（１）データ伝送速度の高さを保証したサービスが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すアクセスポイント機器のハードウェア構成図である。
【図２】図１のアクセスポイント機器におけるアクセス抑制動作の処理手順図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す無線アクセスシステムの概念図である。
【図４】伝送距離とデータ伝送速度の対応関係を示す特性図である。
【図５】受信レベル対無線リンク速度テーブルの構成図である。
【図６】無線アクセスシステムの概念図である。
【図７】図５の無線アクセスシステムにおけるチャンネルの時間的占有状況を示す特性図である。
【符号の説明】
１アンテナ
２無線回路部
３ＬＡＮ回路部
４記憶装置
５ＣＰＵ
Ａ子機（特定の子機）
Ｂ子機（特定の子機でない子機）
ＡＰアクセスポイント機器
Ｓ１子機（データ伝送速度の高い子機）
Ｓ２子機（データ伝送速度の低い子機）

Claims

アクセスポイント機器と複数の子機との間の無線通信によりデータ伝送サービスを行い、受信信号レベルに応じてデータ伝送速度を切り替える無線アクセスシステムにおいて、特定のサービス中に、そのサービス対象の子機よりデータ伝送速度の低い子機のアクセスを抑制することを特徴とする無線アクセスシステム。
前記特定のサービスは、特定のデータを伝送するサービスであることを特徴とする請求項１記載の無線アクセスシステム。
前記特定のサービスは、特定の子機に対するサービスであることを特徴とする請求項１記載の無線アクセスシステム。
前記アクセスの抑制は、アクセスの禁止であることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の無線アクセスシステム。
前記アクセスの抑制は、所定のデータ伝送速度以下への切り替えの禁止であることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の無線アクセスシステム。