JP2005064795A - Communication system - Google Patents

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誠治 浅野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication system which doesn't bring about a transmission collision even in the case that respective terminals asynchronously start transmission by random access, and reduces an unnecessary non-transmission time resulting from a back-off time even in the case that the number of terminals where transmission requests have occurred is one. <P>SOLUTION: In the communication system, respective terminals detect the idleness of communication media and then asynchronously start transmission by random access after measuring a back-off times calculated on the basis of (back-off time)=(random()×N+M)×(slot time) wherein; the random () is a function generating random numbers of integral values generated from an uniform distribution in a range of [0, CW]; CW is an integral value within a prescribed range determining a range of the generation of random numbers; the slot time is a fixed unit time; N is the number of offsets used in all terminals in common; and M is an offset value individually used in each terminal. The number of offsets N and the offset value M are integral values satisfying relations 2≤N, 0≤M, and M<N. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、各々の端末において、送信がランダムアクセスで非同期に開始される通信システムにおけるアクセス制御方式に関するものである。   The present invention relates to an access control method in a communication system in which transmission is started asynchronously by random access in each terminal.

例えば、無線通信システムは、基地局(アクセスポイント)と、この基地局を経由して、無線通信メディア(無線通信チャネル)を介して相互に通信を行う複数の端末(ステーション)とによって構成される。   For example, a wireless communication system includes a base station (access point) and a plurality of terminals (stations) that communicate with each other via a wireless communication medium (wireless communication channel) via the base station. .

無線通信システムでは、通信プロトコルとして、例えばIEEE802.11で規定される無線LAN(ローカルエリアネットワーク)の規格が使用されている。この規格では、アクセス制御方式として、CSMA/CA(衝突回避機能付きキャリアセンス多重アクセス方式)が採用されており、各々の端末において、送信がランダムアクセスで非同期に開始される。すなわち、各々の端末において、メディアの空きが監視され、空いていれば、バックオフタイムを計測した後に非同期に送信が開始される。   In a wireless communication system, for example, a wireless LAN (local area network) standard defined by IEEE 802.11 is used as a communication protocol. In this standard, CSMA / CA (carrier sense multiple access method with collision avoidance function) is adopted as an access control method, and transmission is started asynchronously by random access in each terminal. That is, in each terminal, the availability of media is monitored, and if it is available, transmission is started asynchronously after measuring the backoff time.

バックオフタイムは、複数の端末から非同期に開始される送信が衝突する機会を分散するために設けられている。各々の端末から送信がランダムアクセスで非同期に開始される無線通信システムでは、同一値のバックオフタイムが発生される場合があり、2つ以上の端末から同時に送信が開始されると、メディア上で送信衝突が発生する。送信衝突の発生確率は、メディア数と通信トラフィック(通信情報量)の増加とともに大きくなり、送信衝突が発生すると、通信のスループット(転送能力)が低下するという問題がある。   The back-off time is provided in order to disperse the chance that transmissions started asynchronously from a plurality of terminals collide. In a wireless communication system in which transmission from each terminal is started asynchronously by random access, the same value of back-off time may be generated. When transmission is started from two or more terminals simultaneously, A transmission collision occurs. The probability of occurrence of transmission collision increases with an increase in the number of media and communication traffic (communication information amount). When a transmission collision occurs, there is a problem that communication throughput (transfer capability) decreases.

例えば、図3のタイミングチャートに示すように、端末Aが送信中に、端末Bで送信要求が発生し、続いて端末Cで送信要求が発生した場合について説明する。図4のフローチャートに示すように、端末B、Cでは、送信要求が発生する(S1)と、メディアの空きを監視(S2)し、メディアが空いていれば(S2でYes)送信が開始される(S8)が、この例のように、端末Aが送信中である場合(S2でNo)には、端末Aの送信が終了してメディアが空くまで待ち(S3)、その間にバックオフタイムの算出が行われる(S4)。   For example, as shown in the timing chart of FIG. 3, a case will be described in which a transmission request is generated in terminal B and a transmission request is subsequently generated in terminal C while terminal A is transmitting. As shown in the flowchart of FIG. 4, in the terminals B and C, when a transmission request is generated (S1), the availability of the media is monitored (S2), and if the media is available (Yes in S2), transmission is started. However, when the terminal A is transmitting (No in S2) as in this example, the terminal A waits until the transmission of the terminal A is completed and the medium becomes free (S3), during which the back-off time Is calculated (S4).

バックオフタイムは、IEEE802.11によって規定される無線LANの規格では、下記式に基づいて算出される。
バックオフタイム=ランダム()×スロットタイム
ここで、ランダム()は、[0、CW]の範囲の一様な分布から生成される整数値の乱数を発生する関数、CW(コンテンションウインドウ)は乱数を発生させる範囲を規定する所定範囲(0≦乱数<CW)内の整数値、スロットタイムは、システムで規定される一定の単位時間(固定値)である。
The back-off time is calculated based on the following formula in the wireless LAN standard defined by IEEE 802.11.
Backoff time = random () × slot time Here, random () is a function that generates integer random numbers generated from a uniform distribution in the range of [0, CW], and CW (contention window) is An integer value and a slot time within a predetermined range (0 ≦ random number <CW) that define a range for generating a random number are a fixed unit time (fixed value) defined by the system.

続いて、端末Bおよび端末Cでは、メディアの空きが再度検出される(S5)。メディアが空いていない場合(S5でNo)、メディアが空くまで繰り返し検出される。端末Aの送信が終了してメディアの空きが検出される(S5でYes)と、端末B、Cでは、一定の時間DIFS(分散制御用フレーム間隔)が経過した後、バックオフタイムが減算され(S6およびS7でNo)、その値が0になると送信が開始される(S8)。従って、端末B、Cのバックオフタイムの値が同じ、すなわち端末B、Cで同じ乱数が発生された場合には、端末B、Cの間で送信衝突が発生する。   Subsequently, in the terminal B and the terminal C, the empty media is detected again (S5). If the medium is not free (No in S5), the detection is repeated until the medium becomes free. When the transmission of the terminal A is completed and the available media is detected (Yes in S5), the terminals B and C subtract the back-off time after a certain time DIFS (distribution control frame interval) has elapsed. (No in S6 and S7) When the value becomes 0, transmission is started (S8). Therefore, when the back-off time values of the terminals B and C are the same, that is, when the same random number is generated in the terminals B and C, a transmission collision occurs between the terminals B and C.

なお、複数の端末で送信要求が発生した場合の動作は、特許文献1等にも記載されている。特許文献1は、送信要求が発生してから送信を開始するまでの待機時間を測定し、その待機時間が長くなるほど短いバックオフタイムを生成することによって、送信要求が発生した順番に送信権を付与するというものである。この特許文献1でも述べられているように、従来の無線通信システムでは、送信要求が発生した順番に関係なく、全端末で上記の同じバックオフタイムの算出式が用いられている。従って、ある端末が送信中に、N個の端末で送信要求が発生すると、下記式で示す確率Pで送信衝突が発生する。   The operation when a transmission request is generated at a plurality of terminals is also described in Patent Document 1 and the like. Patent Document 1 measures a waiting time from when a transmission request is generated until transmission is started, and generates a backoff time that is shorter as the waiting time becomes longer. It is to give. As described in Patent Document 1, in the conventional wireless communication system, the same calculation formula for the back-off time is used in all terminals regardless of the order in which transmission requests are generated. Accordingly, when a transmission request is generated at N terminals while a certain terminal is transmitting, a transmission collision occurs with a probability P expressed by the following equation.

Figure 2005064795
Figure 2005064795

送信衝突の発生確率は、全端末数、より正確にはある端末が送信中に、送信要求が発生する端末の数が増えるに従って上昇する。送信衝突の発生確率を減らすためには、コンテンションウインドウCWの値を大きくすればよいが、コンテンションウインドウCWの値を大きくするとバックオフタイムの平均値が大きくなるため、送信要求が発生した端末が1つの場合であってもバックオフタイムによる無駄な無送信時間が平均的に長くなり、通信のスループットが低下するという問題がある。   The probability of occurrence of a transmission collision increases as the number of all terminals, more precisely, the number of terminals for which transmission requests are generated while a certain terminal is transmitting. In order to reduce the probability of occurrence of a transmission collision, the value of the contention window CW may be increased. However, if the value of the contention window CW is increased, the average value of the backoff time increases, so that the terminal that has generated the transmission request Even if there is only one, there is a problem that the wasteful non-transmission time due to the back-off time becomes longer on average and the communication throughput decreases.

これに対し、特許文献2には、それぞれホストと接続された複数の端末装置から構成される無線通信システムにおいて、通信媒体上に他の端末装置から発したキャリアの有無を検出するキャリアセンス部による有りの検出中ホストからのデータ送出指令を受けてからキャリアセンス部の無しの検出までの待機時間、および複数の端末装置毎に設定された優先順位を基に、待機時間が長くなるほどかつ、優先順位が高いほど短くなるようにバックオフタイムを生成することが記載されている。   On the other hand, in Patent Document 2, in a wireless communication system composed of a plurality of terminal devices each connected to a host, a carrier sense unit that detects the presence or absence of carriers emitted from other terminal devices on a communication medium. Based on the waiting time from reception of a data transmission command from the host being detected to detection of the absence of the carrier sense unit, and the priority set for each of the plurality of terminal devices, the longer the waiting time becomes, the higher the priority. It is described that the back-off time is generated so as to be shorter as the rank is higher.

特許文献2の無線通信システムによれば、特定の端末装置のバックオフタイムを、待機時間が長くなるほどかつ、優先順位が高いほど短くなるように生成するため、すなわち同時に送信要求が発生した複数の端末については待機時間は等しくなるが、優先順位が異なるため、生成されるバックオフタイムが異なるので、複数の端末に同時に送信要求が発生した場合でも送信衝突が発生することなく、伝送効率を向上することができるという効果を有するとしている。   According to the wireless communication system of Patent Document 2, the back-off time of a specific terminal device is generated so as to become shorter as the standby time becomes longer and as the priority is higher, that is, a plurality of transmission requests that have occurred at the same time. Although the waiting time is the same for terminals, the priority is different, so the generated backoff time is different, so even if transmission requests occur simultaneously for multiple terminals, transmission efficiency is improved without causing transmission collisions It has the effect of being able to.

しかし、特許文献2では、ある端末が送信中に、複数の端末で同時に送信要求が発生した場合にはバックオフタイムが異なるので送信衝突は発生しないが、例えば優先順位の低い端末で送信要求が発生した後、優先順位の高い端末で送信要求が発生すると、バックオフタイムが同じになって送信衝突が発生する可能性があるという問題点がある。また、特許文献2では、送信要求が発生した端末が1つの場合であってもバックオフタイムによる無駄な無送信時間が長くなるという問題は解決されていない。   However, in Patent Document 2, when a transmission request is generated at a plurality of terminals at the same time while a certain terminal is transmitting, a transmission collision does not occur because the back-off time is different. When a transmission request is generated at a terminal having a higher priority after the occurrence, there is a problem that the back-off time becomes the same and a transmission collision may occur. Further, Patent Document 2 does not solve the problem that the useless non-transmission time due to the back-off time becomes long even when there is one terminal that has made a transmission request.

特開平9−46347号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-46347 特開平11−55266号公報JP-A-11-55266

本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、各々の端末から送信がランダムアクセスで非同期に開始される場合であっても送信衝突を起こさず、また、バックオフタイムによる無駄な無送信時間を低減することができる通信システムを提供することにある。   An object of the present invention is to solve the problems based on the above-described conventional technology, and even when transmission from each terminal is started asynchronously by random access, transmission collision does not occur, and wasted due to back-off time An object of the present invention is to provide a communication system that can reduce the non-transmission time.

上記目的を達成するために、本発明は、各々の端末において、通信メディアの空きを検出してから、下記式に基づいて算出されるバックオフタイムを計測した後に、送信がランダムアクセスで非同期に開始される通信システムであって、
前記バックオフタイム=(ランダム()×N+M)×スロットタイム
前記ランダム()は、[0、CW]の範囲の一様な分布から生成される整数値の乱数を発生する関数、前記CWは、前記乱数を発生させる範囲を規定する所定範囲内の整数値、前記スロットタイムは一定の単位時間、前記Nは、全ての前記端末で共通に使用されるオフセット数、前記Mは、各々の前記端末で個別に使用されるオフセット値であり、前記オフセット数Nおよび前記オフセット値Mは、2≦N、0≦M、M<Nの関係を満足する整数値であることを特徴とする通信システムを提供するものである。
To achieve the above object, according to the present invention, after each terminal detects a vacant communication medium and measures a backoff time calculated based on the following equation, transmission is performed asynchronously by random access. A communication system to be started,
The back-off time = (random () × N + M) × slot time The random () is a function that generates random numbers of integer values generated from a uniform distribution in the range [0, CW], and the CW is An integer value within a predetermined range that defines a range for generating the random number, the slot time is a fixed unit time, the N is the number of offsets commonly used by all the terminals, and the M is each of the terminals A communication system, wherein the offset number N and the offset value M are integer values satisfying the relationship of 2 ≦ N, 0 ≦ M, and M <N. It is to provide.

ここで、前記オフセット数Nは全ての前記端末の数以上の値であり、前記オフセット値Mは、各々の前記端末で異なる値であるのが好ましい。または、前記オフセット数Nは、ある端末が送信中に、送信要求が発生する端末の数以上の値であり、前記オフセット値Mは、少なくとも前記ある端末が送信中に、送信要求が発生する端末では異なる値であるのが好ましい。   Here, it is preferable that the offset number N is a value greater than or equal to the number of all the terminals, and the offset value M is a different value for each of the terminals. Alternatively, the offset number N is a value equal to or greater than the number of terminals for which transmission requests are generated during transmission of a certain terminal, and the offset value M is a terminal for which transmission requests are generated at least during transmission of the certain terminal. Then, it is preferable that the value is different.

また、当該通信システムは、基地局と、無線通信メディアを介して前記基地局経由で相互に通信を行う複数の端末とによって構成される無線通信システムであって、
前記オフセット数Nおよびオフセット値Mは、前記基地局から前記無線通信メディアを介して各々の前記端末に設定されるのが好ましい。
The communication system is a wireless communication system including a base station and a plurality of terminals that communicate with each other via the base station via wireless communication media,
The offset number N and the offset value M are preferably set for each of the terminals from the base station via the wireless communication medium.

また、前記基地局は、全ての前記端末の数、または前記ある端末が送信中に、送信要求が発生する端末の数を監視し、これら全ての前記端末の数、または前記ある端末が送信中に、送信要求が発生する端末の数に応じて、各々の前記端末で使用される前記オフセット数Nおよびオフセット値Mをダイナミックに変更するのが好ましい。   Further, the base station monitors the number of all the terminals or the number of terminals for which a transmission request is generated while the certain terminal is transmitting, and the number of all the terminals or the certain terminal is transmitting. In addition, it is preferable to dynamically change the number of offsets N and the offset value M used in each of the terminals according to the number of terminals for which transmission requests are generated.

本発明の通信システムによれば、オフセット数Nが全端末数よりも少ない場合であっても、オフセット値Mが異なる端末同士では送信衝突が発生するのを防止することができる。また、オフセット数Nを全端末数以上とし、オフセット値Mを各々の端末で異なる値とするか、オフセット数Nを、ある端末が送信中に、送信要求が発生する端末数以上とし、オフセット値Mを、ある端末が送信中に、送信要求が発生する端末同士で異なる値とすることにより、送信要求の発生タイミングに関わらず、送信衝突が発生するのを完全に防止することができる。   According to the communication system of the present invention, it is possible to prevent a transmission collision from occurring between terminals having different offset values M even when the offset number N is smaller than the total number of terminals. Further, the offset number N is set to be equal to or greater than the total number of terminals, and the offset value M is set to a different value for each terminal, or the offset number N is set to be equal to or greater than the number of terminals for which a transmission request is generated during transmission of a certain terminal. By setting M to a different value between terminals that generate a transmission request while a certain terminal is transmitting, it is possible to completely prevent a transmission collision from occurring regardless of the generation timing of the transmission request.

また、本発明を適用する無線通信システムでは、基地局から、各々の端末でバックオフタイムを算出する際に使用されるオフセット数Nおよびオフセット値Mを、全端末数、またはある端末が送信中に、送信要求が発生する端末数に応じてダイナミックに設定変更することにより、全端末数、またはある端末が送信中に、送信要求が発生する端末数に応じて、バックオフタイムの平均値を小さくすることができるため、バックオフタイムによる無駄な無送信時間が発生するのを防止することができる。   Further, in the radio communication system to which the present invention is applied, the number of offsets N and the offset value M used when calculating the back-off time at each terminal are transmitted from the base station to all terminals or a certain terminal. In addition, by dynamically changing the setting according to the number of terminals for which transmission requests are generated, the average value of the back-off time is set according to the total number of terminals or the number of terminals for which transmission requests are generated while a certain terminal is transmitting. Since it can be made smaller, it is possible to prevent useless no transmission time due to the back-off time.

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の通信システムを詳細に説明する。   Hereinafter, a communication system according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

本発明は、各々の端末において、通信メディア(通信チャネル)の空きを検出してから、所定のバックオフタイムを計測した後に、送信がランダムアクセスで非同期に開始される通信システムに適用可能なものである。以下、従来技術との対比が容易となるように、本発明を無線通信システムに適用した場合を例に挙げて説明する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to a communication system in which transmission is started asynchronously by random access after measuring a predetermined back-off time after detecting a vacant communication medium (communication channel) in each terminal. It is. Hereinafter, the case where the present invention is applied to a wireless communication system will be described as an example so that the comparison with the prior art becomes easy.

本発明を適用する無線通信システムでは、各々の端末において、送信要求が発生すると、メディアの空きが監視され、空いていれば、下記式に基づいて算出されるバックオフタイムを計測した後に送信が非同期に開始される。   In a wireless communication system to which the present invention is applied, when a transmission request occurs in each terminal, the availability of media is monitored, and if it is available, transmission is performed after measuring the back-off time calculated based on the following formula. Asynchronously started.

バックオフタイム=(ランダム()×N+M)×スロットタイム
ここで、ランダム()は、[0、CW]の範囲の一様な分布から生成される整数値の乱数を発生する関数、CW(コンテンションウインドウ)は乱数を発生させる範囲を規定する所定範囲(0≦乱数<CW)内の整数値、スロットタイムは、システムで規定される一定の単位時間(固定値)である。また、Nは、全端末で共通に使用されるオフセット数、Mは、各端末で個別に使用されるオフセット値であり、これらのオフセット数Nおよびオフセット値Mは、2≦N、0≦M、M<Nの関係を満足する整数値である。
Back-off time = (Random () × N + M) × Slot time Here, random () is a function that generates a random number of integer values generated from a uniform distribution in the range of [0, CW], CW (con (Tension window) is an integer value within a predetermined range (0 ≦ random number <CW) that defines a range in which random numbers are generated, and slot time is a fixed unit time (fixed value) defined by the system. N is the number of offsets commonly used in all terminals, M is an offset value used individually in each terminal, and these offset numbers N and offset values M are 2 ≦ N and 0 ≦ M. , M <N satisfying the relationship of integer.

ランダム()、コンテンションウインドウCWおよびスロットタイムは従来の無線通信システムの場合と同じである。   Random (), contention window CW and slot time are the same as in the conventional wireless communication system.

オフセット数Nおよびオフセット値Mは、基地局から無線通信メディアを介して各々の端末に設定される。例えば、オフセット数Nは、基地局から各々の端末に定期的に送信されるビーコンフレーム(共通報知情報)の中に、また、オフセット値Mは、基地局から各々の端末に送信されるマネージメントフレームの中に含めて送信される。各々の端末では、基地局から送信され、設定されたオフセット数Nおよびオフセット値Mを使用して、上記算出式に基づいてバックオフタイムが算出される。   The offset number N and the offset value M are set for each terminal from the base station via the wireless communication medium. For example, the offset number N is a beacon frame (common broadcast information) periodically transmitted from the base station to each terminal, and the offset value M is a management frame transmitted from the base station to each terminal. To be sent. In each terminal, the back-off time is calculated based on the above calculation formula using the set offset number N and offset value M, which are transmitted from the base station.

例えば、オフセット数Nを全端末数以上の値とし、オフセット値Mを各々の端末で異なる値に設定することによって、各々の端末で発生されるバックオフタイムは必ず異なるものとなる。この場合、送信要求の発生タイミングに関わらず、送信衝突は発生しない。   For example, when the offset number N is set to a value equal to or greater than the total number of terminals and the offset value M is set to a different value in each terminal, the back-off time generated in each terminal is always different. In this case, transmission collision does not occur regardless of the generation timing of the transmission request.

これに対し、オフセット数Nを全端末数よりも少ない値とした場合、オフセット値Mが異なる複数の端末と、オフセット値Mが同じ複数の端末が存在することになる。オフセット値Mが異なる端末同士では送信衝突は発生しないが、オフセット値Mが同じ端末同士では、バックオフタイムが同じ値となる場合に送信衝突が発生する可能性がある。しかし、オフセット値Mが同じ端末同士であっても、ある端末が送信中に、これら複数の端末で送信要求が発生しない限り、送信衝突は発生しない。   On the other hand, when the offset number N is set to a value smaller than the total number of terminals, there are a plurality of terminals having different offset values M and a plurality of terminals having the same offset value M. Transmission collisions do not occur between terminals having different offset values M, but transmission collisions may occur when terminals having the same offset value M have the same backoff time. However, even if terminals having the same offset value M are transmitted, a transmission collision does not occur unless a transmission request is generated at these terminals while a certain terminal is transmitting.

従って、オフセット数Nを全端末数よりも少ない値とする場合、オフセット数Nを、ある端末が送信中に、送信要求が発生する端末数以上の値とし、オフセット値Mを、ある端末が送信中に、送信要求が発生する端末で異なる値とするのが好ましい。また、オフセット数Nを全端末数よりも少ない値とした場合であっても、オフセット値Mが異なる端末も複数存在し、これらの端末では、発生されるバックオフタイムが異なるため、従来の無線通信システムよりも送信衝突の確率を低減することができる。   Accordingly, when the offset number N is set to a value smaller than the total number of terminals, the offset number N is set to a value greater than or equal to the number of terminals for which a transmission request is generated while a certain terminal is transmitting, and the offset value M is transmitted from a certain terminal. Among these, it is preferable to set a different value at a terminal where a transmission request occurs. Even when the offset number N is set to a value smaller than the total number of terminals, there are a plurality of terminals having different offset values M, and these terminals generate different backoff times. The probability of transmission collision can be reduced as compared with the communication system.

無線通信システムでは、全端末数、およびある端末が送信中に、送信要求が発生する端末の数はダイナミックに変化する。本発明を適用する無線通信システムでは、基地局が、全端末数、またはある端末が送信中に、送信要求が発生する端末の数を監視し、これに応じて、各々の端末で使用されるオフセット数Nおよびオフセット値Mの値をダイナミックに変更する。これにより、全端末数、またはある端末が送信中に、送信要求が発生する端末の数に応じて、バックオフタイムの平均値を小さくすることができ、バックオフタイムによる無駄な無送信時間が発生するのを防止することができる。   In a wireless communication system, the total number of terminals and the number of terminals for which transmission requests are generated while a certain terminal is transmitting dynamically change. In a wireless communication system to which the present invention is applied, the base station monitors the total number of terminals or the number of terminals for which a transmission request is generated while a certain terminal is transmitting, and is used by each terminal accordingly. The offset number N and the offset value M are dynamically changed. As a result, the average backoff time can be reduced according to the total number of terminals or the number of terminals for which a transmission request is generated while a certain terminal is transmitting, and the wasted no transmission time due to the backoff time. It can be prevented from occurring.

続いて、図1のタイミングチャートを参照しながら、全端末数が端末A、B、Cの3台である場合に、オフセット数Nを3、端末A、B、Cのオフセット値Mをそれぞれ0、1、2に設定した場合を例に挙げて説明する。なお、端末B、Cにおける動作は、図4のフローチャートを参照して説明する。   Subsequently, referring to the timing chart of FIG. 1, when the total number of terminals is three terminals A, B, and C, the offset number N is 3, and the offset values M of the terminals A, B, and C are each 0. , 1 and 2 will be described as an example. Note that the operation of the terminals B and C will be described with reference to the flowchart of FIG.

従来の通信システムとの対比が容易となるように、端末Aが送信中に、端末Bで送信要求が発生し、続いて端末Cで送信要求が発生した場合について説明する。図4のフローチャートに示すように、端末B、Cでは、送信要求が発生する(S1)と、メディアの空きを監視し(S2)、メディアが空いていれば(S2でYes)送信が開始される(S8)が、この例のように、端末Aが送信中である場合には、端末Aの送信が終了してメディアが空くまで待ち(S3)、その間にバックオフタイムが算出される(S4)。   In order to facilitate comparison with the conventional communication system, a case will be described in which a transmission request is generated at terminal B and a transmission request is subsequently generated at terminal C while terminal A is transmitting. As shown in the flowchart of FIG. 4, when a transmission request occurs (S1), the terminals B and C monitor the availability of media (S2). If the media is available (Yes in S2), transmission is started. However, when the terminal A is transmitting as in this example, the terminal A waits until the transmission of the terminal A is completed and the medium becomes free (S3), and the back-off time is calculated during that time (S3) (S8). S4).

ここで、端末Bでは、(ランダム()×3+1)×スロットタイムによって算出されるバックオフタイムが発生され、端末Cでは、(ランダム()×3+2)×スロットタイムによって発生されるバックオフタイムが発生される。図1のタイミングチャートには、ランダム()によって発生される乱数が端末B、C共に同じ値であった場合が示されている。すなわち、この例の場合、端末Bよりも端末Cの方が1スロットタイムだけ長いバックオフタイムが発生される。   Here, terminal B generates a backoff time calculated by (random () × 3 + 1) × slot time, and terminal C has a backoff time generated by (random () × 3 + 2) × slot time. Generated. The timing chart of FIG. 1 shows a case where the random numbers generated by random () are the same value for both terminals B and C. That is, in this example, the terminal C generates a back-off time longer than the terminal B by one slot time.

続いて、端末B、Cでは、メディアの空きが再度検出される(S5)。メディアが空いていない場合(S5でNo)、メディアが空くまで繰り返し検出される。端末Aの送信が終了してメディアの空きが検出される(S5でYes)と、端末B、Cでは、一定の時間DIFSが経過した後、バックオフタイムが減算され(S6およびS7でNo)、その値が0になると(S7でYes)送信が開始される(S8)。この例の場合、上記の通り、端末Bのバックオフタイムの方が端末Cのバックオフタイムよりも短いため、端末Bのバックオフタイムが先に0となって送信が開始される。   Subsequently, in the terminals B and C, the empty media is detected again (S5). If the medium is not free (No in S5), the detection is repeated until the medium becomes free. When the transmission of the terminal A is completed and the vacant media is detected (Yes in S5), the terminals B and C subtract the back-off time after a certain time DIFS has passed (No in S6 and S7). When the value becomes 0 (Yes in S7), transmission is started (S8). In this example, as described above, since the back-off time of terminal B is shorter than the back-off time of terminal C, the back-off time of terminal B is first 0 and transmission is started.

端末Bからの送信が開始されると、端末Cでは、バックオフタイムの減算が一時停止され、再度メディアの空きが検出される(S5)。メディアが空いていない場合(S5でNo)、メディアが空くまで繰り返し検出される。端末Bの送信が完了してメディアの空きが検出される(S5でYes)と、端末Cでは、一定の時間DIFSが経過した後、バックオフタイムの減算が再開され(S6およびS7でNo)、その値が0になる(S7でYes)と送信が開始される(S8)。以上のように、本発明を適用する無線通信システムでは、ある端末が送信中に、複数の端末で送信要求が発生した場合であっても、送信要求の発生タイミングに関わらず、送信衝突は発生しない。   When the transmission from the terminal B is started, the subtraction of the back-off time is temporarily stopped in the terminal C, and the vacant media is detected again (S5). If the medium is not free (No in S5), the detection is repeated until the medium becomes free. When the transmission of the terminal B is completed and the available media is detected (Yes in S5), the terminal C resumes the subtraction of the back-off time after a certain time DIFS has elapsed (No in S6 and S7). When the value becomes 0 (Yes in S7), transmission is started (S8). As described above, in a wireless communication system to which the present invention is applied, even when a transmission request is generated at a plurality of terminals while a certain terminal is transmitting, a transmission collision occurs regardless of the generation timing of the transmission request. do not do.

続いて、図2に示す概念図を参照しながら、基地局から各々の端末に設定されるオフセット数Nおよびオフセット値Mの値を変更する場合の動作を説明する。ここで、図2(a)は、オフセット数Nを増やす場合の動作、図2(b)は、オフセット数Nを減らす場合の動作を表す。   Next, the operation when the offset number N and the offset value M set for each terminal from the base station are changed will be described with reference to the conceptual diagram shown in FIG. Here, FIG. 2A shows an operation when the offset number N is increased, and FIG. 2B shows an operation when the offset number N is decreased.

オフセット数Nを増やす場合、図2(a)に示すように、全端末A、B、Cのオフセット数Nが先に変更され、その後、各々の端末A、B、Cのオフセット値Mが順次変更される。   When increasing the number N of offsets, as shown in FIG. 2A, the number N of offsets of all terminals A, B, and C is changed first, and then the offset value M of each terminal A, B, C is sequentially changed. Be changed.

すなわち、まず、基地局から全ての端末A、B、Cに対してビーコンフレームが送信され、このビーコンフレームに含まれるオフセット数Nが全ての端末A、B、Cに共通に設定される。なお、ビーコンフレームは常に周期的に送信されており、オフセット数Nはいつもビーコンフレームに含まれている。また、全端末A、B、Cは、オフセット数Nが変更されている/変更されていないに関わらず、毎回ビーコンフレームを観測している。   That is, first, a beacon frame is transmitted from the base station to all terminals A, B, and C, and the offset number N included in this beacon frame is set in common to all terminals A, B, and C. The beacon frame is always transmitted periodically, and the offset number N is always included in the beacon frame. All terminals A, B, and C observe the beacon frame every time regardless of whether the offset number N is changed or not.

続いて、基地局から端末Aに対して、オフセット値Mの変更を要求するマネージメントフレームが送信され、このマネージメントフレームに含まれるオフセット値Mが端末Aに設定される。これに対し、端末Aから基地局に対してオフセット値Mの変更を確認するための応答メッセージが返信される。この応答メッセージにより、各々の端末A、B、Cにおけるオフセット値Mの設定変更の完全性が確認される。また、端末B、端末Cについても同様にしてオフセット値Mが変更される。   Subsequently, a management frame requesting to change the offset value M is transmitted from the base station to the terminal A, and the offset value M included in the management frame is set in the terminal A. In response to this, a response message for confirming the change of the offset value M is returned from the terminal A to the base station. This response message confirms the completeness of the setting change of the offset value M in each of the terminals A, B, and C. Similarly, the offset value M is changed for the terminals B and C.

一方、オフセット数Nを減らす場合、図2(b)に示すように、先に各々の端末A、B、Cのオフセット値Mが順次変更され、その後、全端末A、B、Cのオフセット数Nが変更される。   On the other hand, when the number of offsets N is reduced, as shown in FIG. 2B, the offset values M of the terminals A, B, and C are sequentially changed first, and then the numbers of offsets of all the terminals A, B, and C are then changed. N is changed.

すなわち、まず、基地局から端末Aに対して、オフセット値Mの変更を要求するマネージメントフレームが送信され、このマネージメントフレームに含まれるオフセット値Mが端末Aに設定される。これに対し、端末Aから基地局に対してオフセット値Mの変更を確認するための応答メッセージが返信される。また、端末B、端末Cについても同様にしてオフセット値Mが変更される。   That is, first, a management frame requesting to change the offset value M is transmitted from the base station to the terminal A, and the offset value M included in the management frame is set in the terminal A. In response to this, a response message for confirming the change of the offset value M is returned from the terminal A to the base station. Similarly, the offset value M is changed for the terminals B and C.

その後、基地局から全ての端末A、B、Cに対してビーコンフレームが送信され、このビーコンフレームに含まれるオフセット数Nが全ての端末A、B、Cに共通に設定される。同様に、ビーコンフレームは常に周期的に送信されており、オフセット数Nはいつもビーコンフレームに含まれている。また、全端末A、B、Cは、オフセット数Nが変更されている/変更されていないに関わらず、毎回ビーコンフレームを観測している。   Thereafter, a beacon frame is transmitted from the base station to all terminals A, B, and C, and the offset number N included in this beacon frame is set in common to all terminals A, B, and C. Similarly, the beacon frame is always transmitted periodically, and the offset number N is always included in the beacon frame. All terminals A, B, and C observe the beacon frame every time regardless of whether the offset number N is changed or not.

以上により、オフセット数N>オフセット値Mの関係を満足しつつ、オフセット数Nおよびオフセット値Mの設定を変更することができる。   As described above, the setting of the offset number N and the offset value M can be changed while satisfying the relationship of the offset number N> the offset value M.

なお、本発明は、無線通信システムに限定されるわけではなく、有線通信システム、無線通信システムと有線通信システムが混在する通信システムを問わず、各々の端末において、送信がランダムアクセスで非同期に開始される通信システムに適用可能である。   The present invention is not limited to a wireless communication system, and transmission is started asynchronously with random access in each terminal regardless of a wired communication system or a communication system in which a wireless communication system and a wired communication system are mixed. It can be applied to a communication system.

本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明の通信システムについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
The present invention is basically as described above.
Although the communication system of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. .

本発明の通信システムにおいて、端末の動作を表す一実施形態のタイミングチャートである。5 is a timing chart of an embodiment showing the operation of a terminal in the communication system of the present invention. (a)および(b)は、本発明の通信システムにおいて、基地局から各々の端末に設定されるオフセット数およびオフセット値を変更する場合の動作を表す一実施形態の概念図である。(A) And (b) is the conceptual diagram of one Embodiment showing operation | movement in the case of changing the number of offsets and offset value which are set to each terminal from a base station in the communication system of this invention. 従来の無線通信システムにおいて、端末の動作を表す一例のタイミングチャートである。6 is a timing chart illustrating an example of operation of a terminal in a conventional wireless communication system. 従来の無線通信システムにおいて、端末の動作を表す一例のフローチャートである。It is an example flowchart showing operation | movement of a terminal in the conventional radio | wireless communications system.

Claims (5)

各々の端末において、通信メディアの空きを検出してから、下記式に基づいて算出されるバックオフタイムを計測した後に、送信がランダムアクセスで非同期に開始される通信システムであって、
前記バックオフタイム=(ランダム()×N+M)×スロットタイム
前記ランダム()は、[0、CW]の範囲の一様な分布から生成される整数値の乱数を発生する関数、前記CWは、前記乱数を発生させる範囲を規定する所定範囲内の整数値、前記スロットタイムは一定の単位時間、前記Nは、全ての前記端末で共通に使用されるオフセット数、前記Mは、各々の前記端末で個別に使用されるオフセット値であり、前記オフセット数Nおよび前記オフセット値Mは、2≦N、0≦M、M<Nの関係を満足する整数値であることを特徴とする通信システム。
Each terminal is a communication system in which transmission is started asynchronously with random access after measuring the back-off time calculated based on the following formula after detecting the availability of communication media,
The back-off time = (random () × N + M) × slot time The random () is a function that generates random numbers of integer values generated from a uniform distribution in the range [0, CW], and the CW is An integer value within a predetermined range that defines a range for generating the random number, the slot time is a fixed unit time, the N is the number of offsets commonly used by all the terminals, and the M is each of the terminals In the communication system, the offset number N and the offset value M are integer values satisfying the relationship of 2 ≦ N, 0 ≦ M, and M <N.
前記オフセット数Nは全ての前記端末の数以上の値であり、前記オフセット値Mは、各々の前記端末で異なる値である請求項1に記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein the offset number N is a value that is equal to or greater than the number of all the terminals, and the offset value M is a value that is different for each of the terminals. 前記オフセット数Nは、ある端末が送信中に、送信要求が発生する端末の数以上の値であり、前記オフセット値Mは、少なくとも前記ある端末が送信中に、送信要求が発生する端末では異なる値である請求項1に記載の通信システム。   The offset number N is a value equal to or greater than the number of terminals for which a transmission request is generated during transmission of a certain terminal, and the offset value M is different at least for a terminal for which a transmission request is generated during transmission of the certain terminal. The communication system according to claim 1, wherein the communication system is a value. 当該通信システムは、基地局と、無線通信メディアを介して前記基地局経由で相互に通信を行う複数の端末とによって構成される無線通信システムであって、
前記オフセット数Nおよびオフセット値Mは、前記基地局から前記無線通信メディアを介して各々の前記端末に設定される請求項1〜3のいずれかに記載の通信システム。
The communication system is a wireless communication system including a base station and a plurality of terminals that communicate with each other via the base station via wireless communication media,
The communication system according to any one of claims 1 to 3, wherein the offset number N and the offset value M are set to each of the terminals from the base station via the wireless communication medium.
前記基地局は、全ての前記端末の数、または前記ある端末が送信中に、送信要求が発生する端末の数を監視し、これら全ての前記端末の数、または前記ある端末が送信中に、送信要求が発生する端末の数に応じて、各々の前記端末で使用される前記オフセット数Nおよびオフセット値Mをダイナミックに変更する請求項4に記載の通信システム。   The base station monitors the number of all the terminals, or the number of terminals for which a transmission request is generated while the certain terminal is transmitting, and the number of all the terminals or the certain terminal is transmitting. The communication system according to claim 4, wherein the number of offsets N and the offset value M used in each of the terminals are dynamically changed according to the number of terminals for which a transmission request is generated.
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