JP2006005653A - Method and system for radio access control - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線アクセス制御方法およびシステムに係り、特に、無線基地局が無線端末との通信を集中管理する集中制御型の無線アクセス制御方法およびシステムに関する。 The present invention relates to a radio access control method and system, and more particularly to a centralized control type radio access control method and system in which a radio base station centrally manages communications with radio terminals.
IEEE802.11で標準化された無線LANは、アクセス制御方式としてCSMA(Carrier Sense Multiple Access :キャリア感知多重アクセス方式)を採用し、基本的には自律分散制御を行う。しかしながら、CSMA方式では偶発的にパケット同士が無線上で衝突してしまう可能性があるため、ポーリング機能に基づく集中制御によるアクセス制御として、PCF (Point Coordination Function )と呼ばれる集中制御型のMACがオプションで規定されている。 The wireless LAN standardized by IEEE802.11 adopts CSMA (Carrier Sense Multiple Access) as an access control method, and basically performs autonomous distributed control. However, since there is a possibility that packets may collide over the air in the CSMA method, a centralized control type MAC called PCF (Point Coordination Function) is an option for centralized control based on the polling function. It is stipulated in.
ポーリングとは、基地局がユーザ端末に送信の問い合わせを順次行い、応答のあった端末に送信権を与える集中制御方式であり、各ユーザ端末は、ポーリングで自局が指定されたときのみ送信の有(ACK)/無(NAK)を返答し、送信すべきデータが存在する場合のみ、データを付与したACKを返す。このようなポーリングを利用した無線中継アクセスシステムは特許文献1に開示されている。
PCFでは、無線基地局は各ユーザ端末が送信データを所有しているか否かにかかわらず、全てのユーザ端末にPollingを送信しなければならないので、無線リソースの利用効率が低くなるという技術課題があった。また、PCFではマルチホップ通信が不可能であったために、回線品質が良好なマルチホップの経路が確立可能であっても、この経路を使用して通信を行うことができなかった。 In PCF, a radio base station must transmit polling to all user terminals regardless of whether or not each user terminal owns transmission data. there were. In addition, since multi-hop communication was not possible with PCF, even if a multi-hop route with good line quality could be established, communication could not be performed using this route.
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、無線リソースの利用効率が可能であり、かつマルチホップ通信にも適用できる集中制御型の無線アクセス制御方法およびシステムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a centralized control type radio access control method and system that solves the above-described problems of the prior art, can use radio resources efficiently, and can be applied to multi-hop communication. .
上記した目的を達成するために、本発明は、無線基地局が複数の無線端末との通信を集中管理する集中制御型の無線アクセス制御方法において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the following measures are taken in a centralized control type radio access control method in which a radio base station centrally manages communications with a plurality of radio terminals. is there.
(1)無線基地局が、トラヒック量通知期間を各無線端末へ周期的に告知する第1手順と、送信データを有する無線端末が、前記告知されたトラヒック量通知期間内に当該送信データのトラヒック量を前記無線基地局へ通知する第2手順と、前記無線基地局が、各無線端末に割り当てる上り送信時間を、前記通知されたトラヒック量に基づいて決定する第3手順と、前記無線基地局が、前記決定結果を各無線端末へ通知する第4手順と、前記各無線端末が、自身に割り当てられた上り送信時間を利用して前記送信データを送信する第5手順とを含むことを特徴とする。 (1) A first procedure in which a radio base station periodically notifies each radio terminal of a traffic volume notification period, and a radio terminal having transmission data transmits the traffic of the transmission data within the notified traffic volume notification period. A second procedure for notifying the radio base station of the amount, a third procedure for determining an uplink transmission time allocated to each radio terminal by the radio base station based on the notified traffic volume, and the radio base station Includes a fourth procedure for notifying each wireless terminal of the determination result and a fifth procedure for transmitting the transmission data by each wireless terminal using an uplink transmission time assigned to the wireless terminal. And
(2)無線端末がデータ送信後のトラヒック残量を予め検知する手順をさらに含み、前記第5手順では、前記トラヒック残量が送信データと共に無線基地局へ送信され、前記トラヒック残量が解消されるまで上記した各手順を繰り返し、前記トラヒック残量を通知した無線端末は前記第2手順を実施せず、前記第3手順では、各無線端末から通知されるトラヒック量またはトラヒック残量に基づいて、各無線端末に割り当てる上り送信時間が決定されることを特徴とする。 (2) The wireless terminal further includes a procedure for detecting the remaining traffic amount after data transmission in advance. In the fifth procedure, the remaining traffic amount is transmitted to the wireless base station together with transmission data, and the remaining traffic amount is eliminated. Until the wireless terminal that has notified the remaining traffic amount does not execute the second procedure, and in the third procedure, based on the traffic amount or the remaining traffic amount notified from each wireless terminal. The uplink transmission time allocated to each wireless terminal is determined.
(3)前記第3手順の前に、送信データを有する無線端末と無線基地局との間に、他の無線端末を中継するマルチホップの経路を確立する手順と、前記経路上の各無線端末が、当該経路のツリー情報を無線基地局へ通知する手順と、前記無線基地局が、前記経路上の各無線端末から通知されたツリー情報に基づいて、当該経路のツリー構造を判別する手順とをさらに含み、前記第3手順では、前記経路上の全ての無線端末に、当該各無線端末のトラヒック量と前記ツリー構造とに基づいて、自端末のトラヒック量および中継する無線端末のトラヒック量に応じた上り送信時間が割り当てられ、前記第5手順では、前記経路を利用して送信データが送信されることを特徴とする。 (3) Before the third procedure, a procedure for establishing a multi-hop route for relaying another wireless terminal between a wireless terminal having transmission data and a wireless base station, and each wireless terminal on the route A procedure for notifying the radio base station of the tree information of the path, and a procedure for determining the tree structure of the path based on the tree information notified from each radio terminal on the path by the radio base station; In the third procedure, all the wireless terminals on the route have the traffic volume of their own terminal and the traffic volume of the relayed wireless terminal based on the traffic volume of each wireless terminal and the tree structure. In accordance with the fifth procedure, transmission data is transmitted using the route.
(4)前記マルチホップ経路を確立する手順は、送信データを有する無線端末が無線基地局へ経路確立要求を送信する手順と、前記無線基地局が、前記経路確立要求に対して経路確立応答を返信する手順とを含み、前記無線端末は、前記送信データのトラヒック量を前記経路確立要求とともに送信することを特徴とする。 (4) The procedure for establishing the multi-hop route includes a procedure in which a wireless terminal having transmission data transmits a route establishment request to a wireless base station, and the wireless base station sends a route establishment response to the route establishment request. The wireless terminal transmits the traffic volume of the transmission data together with the route establishment request.
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)送信データを有する無線端末のみが無線基地局へデータ送信を要求し、無線基地局では、データ送信を要求している無線端末に対してのみ上り送信時間を割り当てるので、送信データを有していない無線端末への無線基地局からの問い合わせが不要となって無線リソースの有効利用が可能になる。
(2)無線端末は、データ送信後のトラヒック残量を予め検知し、これを送信データと共に無線基地局へ送信して通知するので、トラヒック残量を通知するためだけの無線基地局へのアクセスが不要となって無線リソースの更なる有効利用が可能になる。
(3)マルチホップ通信では、経路上の各無線端末に対して、経路のツリー構造、各無線端末自身の送信データのトラヒック量、および各無線端末が中継する経路上の他の無線端末のトラヒック量に基づいて上り送信時間が割り当てられるので、各無線端末に適正な上り送信時間を割り当てられる。
(4)マルチホップ通信では、経路を確立するために無線端末から無線基地局へ送信される経路確立要求メッセージに送信データのトラヒック量が登録されるので、トラヒック量を通知するためだけの無線基地局へのアクセスが不要となって無線リソースの更なる有効利用が可能になる。
According to the present invention, the following effects are achieved.
(1) Only a wireless terminal having transmission data requests data transmission to the wireless base station, and the wireless base station allocates uplink transmission time only to the wireless terminal requesting data transmission. An inquiry from a wireless base station to a wireless terminal that has not been made becomes unnecessary, and wireless resources can be used effectively.
(2) Since the wireless terminal detects in advance the remaining amount of traffic after data transmission, and transmits this to the wireless base station together with the transmission data, it notifies the wireless base station only for notifying the remaining amount of traffic. Becomes unnecessary, and more effective use of radio resources becomes possible.
(3) In multi-hop communication, for each wireless terminal on the route, the route tree structure, the traffic volume of each wireless terminal's own transmission data, and the traffic of other wireless terminals on the route relayed by each wireless terminal Since the uplink transmission time is assigned based on the amount, an appropriate uplink transmission time can be assigned to each wireless terminal.
(4) In multi-hop communication, since the traffic volume of transmission data is registered in the path establishment request message transmitted from the radio terminal to the radio base station in order to establish a path, the radio base only for notifying the traffic volume Access to the station is not required, and wireless resources can be used more effectively.
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明に係る無線アクセス制御システムの第1実施形態のブロック図であり、無線基地局(AP)1と、この無線基地局1の通信有効範囲4に位置する複数のユーザ端末(無線端末)2とを主要な構成とし、前記無線基地局1はインターネット等の広域ネットワーク3と接続されている。第1実施形態では、無線基地局1の通信有効範囲4に移動した各ユーザ端末2と無線基地局1とが、中継局を介さずにシングルホップで直接通信を行う。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a radio access control system according to the present invention. A radio base station (AP) 1 and a plurality of user terminals (in the communication
図3、4は、本実施形態の動作を示したフローチャートであり、図3はユーザ端末2のデータ送信動作を示し、図4は無線基地局1のデータ受信動作を示している。図5は、本実施形態の動作を示したシーケンスフローである。ここでは、図6に示したように、通信有効範囲4にユーザ端末2aが新規に移動してデータ通信を開始し、その後、さらに他のユーザ端末2bが移動してデータ通信を開始する場合を例にして説明する。
3 and 4 are flowcharts showing the operation of the present embodiment, FIG. 3 shows the data transmission operation of the
無線基地局1と各ユーザ端末2とは、無線基地局1により管理される通信フレームを利用してデータを周期的に送受信する。この通信フレームは、図2に一例を示したように、CP(Contention Period:衝突を前提としたアクセス制御期間)とCFP(Contention -Free Period:衝突を発生させないアクセス制御期間)とを含み、前記無線基地局1は、CPとCFPとの間でビーコンを送信する。
The
前記CPでは、各ユーザ端末2から無線基地局1へ、各ユーザ端末2(2a,2b…)が送信しようとするデータパケットのトラヒック量M(Ma,Mb…)が通知される。CFPでは、各ユーザ端末2が無線基地局1によって割り当てられた上り送信時間T(Ta,Tb…)を利用して無線基地局1へデータパケットを送信すると共に、同じく無線基地局1によって割り当てられた下り送信時間を利用して無線基地局1から各ユーザ端末2へデータパケットが送信される。前記ビーコンには、前記CPを特定する時刻情報や、各ユーザ端末2に割り当てる上り送信時間Tおよび下り送信時間を指定する時刻情報が、当該ビーコンの送信時刻を基準とした相対的な時刻として、あるいは絶対的な時刻として登録されている。
In the CP, the amount of traffic M (Ma, Mb...) Of a data packet to be transmitted by each user terminal 2 (2a, 2b...) Is notified from each
無線基地局1の通信有効範囲4に移動したユーザ端末2aは、図3のステップS1で前記ビーコンを受信すると、ステップS2では、送信データのトラヒック量Mを無線基地局1へ通知済みであるか否かが判定される。最初は通知済みではないと判定されるのでステップS3へ進み、前記ビーコンに登録されている時刻情報に基づいて前記CPのタイミングが検知される。ステップS4では、送信データの有無が判別され、送信データが生じるまではステップS1へ戻って上記した各処理が繰り返される。
When the
その後、送信データが生じ、これがステップS4で検知されるとステップS5へ進み、当該送信データのトラヒック量M(Ma)が求められる。ステップS6では、前記CPに入ったか否かが判定される。CPに入るとステップS7へ進み、RTS(Request To Send)信号の所定フィールドに前記トラヒック量Maを登録されたRTS_M信号が無線基地局1へ送信される。
Thereafter, transmission data is generated, and when this is detected in step S4, the process proceeds to step S5, and the traffic amount M (Ma) of the transmission data is obtained. In step S6, it is determined whether or not the CP has been entered. When entering CP, the process proceeds to step S7, and the RTS_M signal in which the traffic amount Ma is registered in a predetermined field of an RTS (Request To Send) signal is transmitted to the
図4へ進み、無線基地局1は、ステップS41で前記ビーコンを送信すると、ステップS42では、各ユーザ端末2がCFPの各上り送信時間Tを利用して送信するデータの受信に備える。最初は通信有効範囲4にユーザ端末2が存在せず、データパケットが受信されないのでステップS46へ進み、CFPの終了を待ってステップS47へ進む。
Proceeding to FIG. 4, when the
無線基地局1は、ステップS47において、前記ユーザ端末2aから送信されたRTS_M信号を受信すると、ステップS48では、このRTS_M信号の所定フィールドに登録されているトラヒック量Maが検知される。ステップS49では、受信したRTS_M信号に応答してCTS(Confirmation To Send)_M信号が返信される。ステップS50では、前記ユーザ端末2aから通知されたトラヒック量Maに基づいて、前記CFP内でユーザ端末2aに割り当てる上り送信時間T(Ta)が決定される。本実施形態では、トラヒック量Mの多いユーザ端末に対して、より長い上り送信時間Tが割り当てられる。
When the
ステップS51では、今回のCPが終了したか否かが判定され、CP中は、各ユーザ端末2から送信される全てのRTS_M信号に対して上記した各処理が繰り返される。前記CPが終了するとステップS41へ戻り、前記上り送信時間の割当結果が前記ビーコンの所定フィールドに登録されて送信される。
In step S51, it is determined whether or not the current CP has been completed. During the CP, each process described above is repeated for all the RTS_M signals transmitted from each
図3へ戻り、ユーザ端末2aは、図3のステップS1で次のビーコンを受信すると、ステップS2では、送信データのトラヒック量Mを無線基地局1へ通知済みであるか否かが判定される。前記ステップS7で送信したRTS_M信号に応答して無線基地局1からCTS_M信号が返信されていれば、トラヒック量Mを無線基地局1へ通知済みと判定されてステップS8へ進む。ステップS8では、未送信データの有無が判別され、ここでは未だデータパケットが送信されていないので、未送信データがあると判定されてステップS9へ進む。ステップS9では、前記ビーコンに登録されている自端末の上り送信時間Taに関する割当結果が抽出される。ステップS10では、この上り送信時間Taを利用してデータを送信した後のトラヒック残量maが予め検知される。ステップS11において、前記自端末に割り当てられた上り送信時間Taを迎えると、ステップS12ではデータパケットが無線基地局1へ送信される。このデータパケットには、前記トラヒック残量maに関する情報も登録されている。
Returning to FIG. 3, when the
図4へ戻り、無線基地局1は、ステップS41においてビーコンを送信した後、ステップS42において、ユーザ端末2aが上り送信時間Taを利用して送信したデータを受信すると、ステップS43では、受信データに所定の受信処理が実行される。ステップS44では、当該データにトラヒック残量mが登録されているか否かが判定され、登録されていればステップS45へ進み、当該トラヒック残量mが検知される。ステップS46では、今回のCFPが終了したか否かが判定され、CFPが終了するまで、各上り送信時間で送信されるデータが受信される。
Returning to FIG. 4, after transmitting the beacon in step S41, the
ステップS46において、今回のCFPが終了したと判定されるとステップS47へ進み、RTS_M信号の受信の有無が判定される。ここではRTS_M信号が受信されないのでステップS50へ進み、前記ユーザ端末2aから通知されたトラヒック残量maに基づいて次の上り送信時間Taが決定される。ステップS51において、今回のCPが終了したと判定されるとステップS41へ戻り、前記上り送信時間の割当結果がビーコンの所定フィールドに登録されて送信される。
If it is determined in step S46 that the current CFP has been completed, the process proceeds to step S47, and it is determined whether or not the RTS_M signal has been received. Here, since the RTS_M signal is not received, the process proceeds to step S50, and the next uplink transmission time Ta is determined based on the remaining traffic ma notified from the
ユーザ端末2aは、ステップS1で次のビーコンを受信すると、ステップS2を経由してステップS3へ進み、前記と同様に未送信データの有無を判別する。前回のステップS12において全てのデータを送信済みであれば、未送信データが存在しないのでステップS3へ戻り、新たに送信データが生じるまでステップS1〜S4の各処理が繰り返される。
When receiving the next beacon in step S1, the
これに対して、前回のステップS12において全てのデータを送信し終えていなければ、未送信データが存在するのでステップS9へ進み、今回のビーコンで指定された上り送信時間Taを利用して残りのデータを送信する。このデータにも、直前のステップS10で検知されたトラヒック残量maが登録される。 On the other hand, if all the data has not been transmitted in the previous step S12, since there is untransmitted data, the process proceeds to step S9, and the remaining transmission is performed using the uplink transmission time Ta specified by the current beacon. Send data. Also in this data, the remaining traffic ma detected in the immediately preceding step S10 is registered.
その後、他のユーザ端末2bが通信有効範囲4に移動し、当該ユーザ端末2bから送信されたトラヒック量Mbが、図4のステップS48で無線基地局1により検知されると、ステップS50では、前記ステップS45で検知されたユーザ端末2aのトラヒック残量maと、前記ステップS48で新たに検知されたユーザ端末2bのトラヒック量Mbとに基づいて、各ユーザ端末2a,2bに割り当てる上り送信時間Ta,Tbが決定される。
Thereafter, when the
図7は、上記した本発明の第1実施形態におけるユーザ端末2の機能ブロック図であり、無線信号を送受信する無線通信部10と、各ユーザ端末の種別に応じた固有の機能として、例えば携帯電話機能やPDA機能を発揮する無線端末機能部11と、送信データのトラヒック量Mを検知するトラヒック量検知部12と、未送信データのトラヒック残量mを検知するトラヒック残量検知部13と、無線基地局1から送信されるビーコンに基づいて前記CP(Contention Period)を検知するCP検知部14と、無線基地局1によって自端末に割り当てられた上り送信時間Tを識別する上り送信時間識別部15とを含む。
FIG. 7 is a functional block diagram of the
図8は、上記した本発明の第1実施形態における無線基地局1の機能ブロック図であり、無線信号を送受信する無線通信部30と、ビーコンを周期的に送信するビーコン送信部31と、各ユーザ端末2から通知されるトラヒック量Mあるいはトラヒック残量mに基づいて、各ユーザ端末に上り送信時間Tを割り当てる上り送信時間割当部32と、前記割当結果を各ユーザ端末2へ通知する割当結果通知部33とを含む。
FIG. 8 is a functional block diagram of the
本実施形態によれば、送信データを有するユーザ端末2のみが無線基地局2へデータ送信を要求し、無線基地局1では、データ送信を要求しているユーザ端末2に対してのみ上り送信時間Tを割り当てるので、送信データを有していないユーザ端末2への無線基地局1からの無駄な問い合わせ(ポーリング)が不要となって無線リソースの有効利用が可能になる。
According to the present embodiment, only the
また、本実施形態ではユーザ端末2が、データ送信後のトラヒック残量mを予め検知し、これを送信データと共に無線基地局1へ送信して通知するので、トラヒック残量mを通知するためだけの無線基地局1へのアクセスが不要となって無線リソースの更なる有効利用が可能になる。
Further, in the present embodiment, the
図9は、本発明に係る無線アクセス制御システムの第2実施形態のブロック図であり、無線基地局1と、当該無線基地局1の通信有効範囲内に位置する複数のユーザ端末(無線端末)2とを主要な構成とし、前記無線基地局1はインターネット等の広域ネットワーク3と接続されている。本実施形態では、無線基地局1の通信有効範囲4に位置している各ユーザ端末2と無線基地局1とが他のユーザ端末2を介してマルチホップで間接的に通信を行うことが可能である。
FIG. 9 is a block diagram of a second embodiment of the radio access control system according to the present invention, and the
図10,11,12,13は、本発明の第2実施形態の動作を示したフローチャートであり、図10,11はユーザ端末2の動作を示し、図12は中継局として機能する他のユーザ端末の動作を示し、図13は無線基地局1の動作を示している。いずれにおいても、前記と同じ番号を付したステップでは同一または同等の処理が実行される。図14は、本実施形態の動作を示したシーケンスフローである。
10, 11, 12, and 13 are flowcharts showing the operation of the second embodiment of the present invention. FIGS. 10 and 11 show the operation of the
ユーザ端末2aでは、図10のステップS1においてビーコンを受信すると、ステップS2では、送信データのトラヒック量Mを無線基地局1へ通知済みであるか否かが判定される。最初は通知済みではないと判定されるのでステップS3へ進み、ビーコンに登録されている時刻情報に基づいて前記CPが検出される。ステップS4では、送信データの有無が判別され、送信データが生じるまではステップS1へ戻って上記した各処理が繰り返される。
When the
その後、送信データが生じ、これがステップS4で検知されるとステップS5へ進み、当該送信データのトラヒック量Maが検知される。ステップS6において、前記CPに入ったかことが検知されるとステップS13へ進み、宛先(無線基地局1)までの経路情報がルーティングテーブルに既登録であるか否かが判定される。経路情報が既登録であればステップS7へ進み、前記第1実施形態と同様にトラヒック量Maが無線基地局1へ通知される。経路情報が未登録であればステップS14へ進み、「経路確立処理」が実行される。
Thereafter, transmission data is generated, and when this is detected in step S4, the process proceeds to step S5, and the traffic amount Ma of the transmission data is detected. If it is detected in step S6 that the CP has been entered, the process proceeds to step S13, where it is determined whether or not the route information to the destination (wireless base station 1) is already registered in the routing table. If the route information is already registered, the process proceeds to step S7, and the traffic amount Ma is notified to the
図11は、前記「経路確立処理」の手順を示したフローチャートであり、ステップS131では、RTS(Request To Send)信号の所定フィールドに、前記トラヒック量Ma、リンク品質メトリックQ、および経路確立要求(RREQ)の登録されたRTS_RREQ信号が無線基地局1へ送信される。前記リンク品質メトリックQは、当該RTS_RREQ信号が経由するリンクの品質を代表する情報であり、送信元のユーザ端末2aから送信されるRTS_RREQ信号では、初期値「0」が登録されている。ステップS132では、前記RTS_RREQ信号への応答であるCTS_RREP信号の受信に備える。
FIG. 11 is a flowchart showing the procedure of the “route establishment process”. In step S131, the traffic amount Ma, the link quality metric Q, and the route establishment request (in the predetermined fields of the RTS (Request To Send) signal) RREQ) registered RTS_RREQ signal is transmitted to the
図12は、中継局として機能する他のユーザ端末の中継処理の手順を示したフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart showing a procedure of relay processing of another user terminal functioning as a relay station.
ステップS21において前記RTS_RREQ信号を隣接端末から受信すると、ステップS22では、前記RTS_RREQ信号の受信強度に基づいて隣接端末と自端末との間のリンク品質メトリックQxが求められる。ステップS23では、前記RTS_RREQ信号に登録されている、送信元のユーザ端末2aから前記隣接端末までのリンク品質メトリックQに、前記隣接端末と自端末との間のリンク品質メトリックQxを加算することにより、送信元のユーザ端末から自端末までのリンク品質メトリックQが算出される。なお、上記したリンク品質メトリックQの求め方は、本出願人による特許出願(特願2003−196727号)で詳細に説明されている。
When the RTS_RREQ signal is received from the adjacent terminal in step S21, a link quality metric Qx between the adjacent terminal and the own terminal is obtained based on the reception strength of the RTS_RREQ signal in step S22. In step S23, by adding the link quality metric Qx between the adjacent terminal and the own terminal to the link quality metric Q from the
ステップS24では、前記RTS_RREQ信号に登録されている送信元ユーザ端末のMACアドレスと隣接端末のMACアドレスとの組み合わせが、経路情報としてルーティングテーブルに登録される。従来技術のように、経路確立をネットワーク層(一般には、IP層)で実現しようとすれば、送信元アドレスや宛先アドレスとしてIPアドレスを用いることになるために「MAC層でのアドレス」および「IP層でのアドレス」といった二種類のアドレスが必要となるが、本実施形態では、経路確立をリンク層(MAC層)で実現するので、従来のようにIP層で確立する場合に較べて、無線リソースの有効利用が可能になる。 In step S24, the combination of the MAC address of the transmission source user terminal and the MAC address of the adjacent terminal registered in the RTS_RREQ signal is registered in the routing table as route information. If the route establishment is to be realized in the network layer (generally, the IP layer) as in the prior art, the IP address is used as the source address and the destination address. Two types of addresses such as “address at IP layer” are required, but in this embodiment, since path establishment is realized at the link layer (MAC layer), compared to the case of establishing at the IP layer as in the past, Wireless resources can be used effectively.
ステップS25では、前記算出したリンク品質メトリックQが前記RTS_RREQ信号に更新登録され、ブロードキャストで送信される。上記した中継処理は、前記RTS_RREQ信号を受信した全てのユーザ端末において実行される。 In step S25, the calculated link quality metric Q is updated and registered in the RTS_RREQ signal and transmitted by broadcast. The relay process described above is executed in all user terminals that have received the RTS_RREQ signal.
図13へ進み、無線基地局1は、ステップS41において前記ビーコンを送信し、その後、ステップS61において前記RTS_RREQ信号を受信すると、ステップS62では、エンド端末が同一のRTS_RREQ信号を別経路で受信済みであるか否かが判定される。本実施形態では、全てのユーザ端末2が通信有効範囲4に位置しているので、無線基地局1は前記ユーザ端末2aから送信されたRTS_RREQ信号を、当該ユーザ端末2aから直接受信すると共に、他のユーザ端末からも間接的に受信する。
Proceeding to FIG. 13, the
ステップS62において、今回の受信が最初であると判定されればステップS63へ進み、当該RTS_RREQ信号の所定領域に登録されている前記トラヒック量Mおよびリンク品質メトリックQが検出される。ステップS64では、前記RTS_RREQ信号に基づいて経路情報が作成され、前記検出されたトラヒック量Mおよびリンク品質メトリックQと共にルーティングテーブルに登録される。ステップS65では、前記RTS_RREQ信号に対してCTS_RREP信号がユニキャストで返信される。ステップS66では、後述するツリー情報の受信に備えて待機する。 If it is determined in step S62 that the current reception is the first, the process proceeds to step S63, and the traffic amount M and link quality metric Q registered in a predetermined area of the RTS_RREQ signal are detected. In step S64, route information is created based on the RTS_RREQ signal, and is registered in the routing table together with the detected traffic amount M and link quality metric Q. In step S65, the CTS_RREP signal is returned in unicast to the RTS_RREQ signal. In step S66, the system waits for reception of tree information described later.
一方、前記ステップS62において、エンド端末が同一のRTS_RREQ信号を別経路で受信済みと判定されればステップS70へ進み、ルーティングテーブルに登録されているリンク品質メトリックQ(1)と今回受信されたRTS_RREQ信号に登録されているリンク品質メトリックQ(2)とが比較される。ここで、Q(2)>Q(1)であれば、これまでで最もリンク品質が優れていた経路よりも今回の経路のリンク品質の方が優れていることになるのでステップS71へ進む。ステップS71では、ルーティングテーブルに既登録の経路情報が今回受信されたRTS_RREQ信号に基づいて更新される。ステップS72では、今回のRTS_RREQ信号に対して、シーケンス番号の更新されたCTS_RREP信号がユニキャストで再び返信される。 On the other hand, if it is determined in step S62 that the end terminal has received the same RTS_RREQ signal through another route, the process proceeds to step S70, where the link quality metric Q (1) registered in the routing table and the RTS_RREQ received this time are received. The link quality metric Q (2) registered in the signal is compared. Here, if Q (2)> Q (1), the link quality of the current route is superior to the route having the best link quality so far, and the process proceeds to step S71. In step S71, the route information already registered in the routing table is updated based on the RTS_RREQ signal received this time. In step S72, the CTS_RREP signal with the updated sequence number is returned again by unicast to the current RTS_RREQ signal.
図12へ戻り、中継局として機能するユーザ端末は、ステップS26において前記CTS_RREP信号を受信すると、ステップS27では、その宛先アドレスと隣接端末のアドレスとのペアが経路情報としてルーティングテーブルに登録される。この際、同一経路に関する経路情報が既登録であれば、受信したCTS_RREP信号に登録されているシーケンス番号と既登録情報のシーケンス番号とに基づいて両者の鮮度が比較され、鮮度の新しい経路情報が優先される。ステップS28では、前記CTS_RREP信号がユニキャストで宛先のユーザ端末2へ中継される。ステップS29では、更新された経路情報に基づいて、当該経路上での隣接端末に関する情報がツリー情報として無線基地局1へユニキャストで送信される。
Returning to FIG. 12, when the user terminal functioning as a relay station receives the CTS_RREP signal in step S26, in step S27, the pair of the destination address and the address of the adjacent terminal is registered as routing information in the routing table. At this time, if the route information related to the same route is already registered, the freshness of both is compared based on the sequence number registered in the received CTS_RREP signal and the sequence number of the registered information, and new route information of freshness is obtained. have priority. In step S28, the CTS_RREP signal is relayed to the
図11へ戻り、ユーザ端末2はステップS132において、前記無線基地局1から直接あるいは中継端末を経由して間接的に返信されたCTS_RREP信号を受信するとステップS133へ進み、経路情報をルーティングテーブルへ登録する。この際、同一経路に関する経路情報が既登録であれば、受信したCTS_RREP信号に登録されているシーケンス番号と既登録情報のシーケンス番号とに基づいて両者の鮮度を比較し、鮮度の新しい経路情報を優先する。ステップS134では、CTS_RREP信号の受信期間がタイムアウトしたか否かが判定される。タイムアウトするまではステップS132へ戻り、シーケンス番号の新しいCTS_RREP信号が受信されるごとに経路情報が更新される。
Returning to FIG. 11, when the
図13へ戻り、前記無線基地局1は、前記中継端末から返信された前記ツリー情報をステップS66で受信すると、ステップS67へ進んで当該ツリー情報を登録する。ステップS68では、経路上の全ての中継端末からツリー情報が返信されたか否かが判定される。全てのツリー情報が揃うとステップS69へ進み、経路のツリー構造が識別される。ステップS70では、経路上の各ユーザ端末から通知されたトラヒック量M(または、トラヒック残量)とツリー構造の識別結果とに基づいて、経路上の各ユーザ端末に上り送信時間が割り当てられる。
Returning to FIG. 13, when the
図15は、本実施形態における上り送信時間Tの割当方法を模式的に表現した図であり、ここでは図9に示したように、送信元のユーザ端末2aから他の2つのユーザ端末2b,2cを経由して無線基地局1へ至る第1経路と、他の送信元であるユーザ端末2dと無線基地局1とを直接結ぶ第2経路とが確立されている場合を例にして説明する。
FIG. 15 is a diagram schematically illustrating an uplink transmission time T allocation method according to the present embodiment. Here, as illustrated in FIG. 9, as shown in FIG. 9, the transmission
無線基地局1は、前記ツリー構造に基づいて経路上での各ユーザ端末の配列を認識する。そして、送信データを中継しないユーザ端末2a,2dには、それぞれのトラヒック量Ma,Mdに応じた上り送信時間Ta,Tdが割り当てられる。ユーザ端末2aの送信データを中継するユーザ端末2bには、当該ユーザ端末2bのトラヒック量Mbと、当該ユーザ端末2bが中継するユーザ端末2aのトラヒック量Maとの加算値に応じた上り送信時間Tbが割り当てられ。同様に、2つのユーザ端末2a,2bの送信データを中継するユーザ端末2cには、当該ユーザ端末2cのトラヒック量Mcと、当該ユーザ端末2cが中継する2つのユーザ端末2a,2bのトラヒック量Ma,Mbとの加算値に応じた上り送信時間Tcが割り当てられる。無線基地局1は、第1経路上の各ユーザ端末2a,2b,2cから送信されたデータを、上り送信時間Tcで一括して受信する。
The
ステップS51では、今回のCPが終了したか否かが判定され、CP中は、各ユーザ端末2から送信される全てのRTS_RREQ信号に対して上記した各処理が繰り返される。前記CPが終了するとステップS41へ戻り、前記上り送信時間の割当結果が前記ビーコンの所定フィールドに登録されて送信される。
In step S51, it is determined whether or not the current CP has been completed. During the CP, the above-described processes are repeated for all RTS_RREQ signals transmitted from each
図16は、上記した本発明の第2実施形態におけるユーザ端末2の機能ブロック図であり、図7と同一の符号は同一または同等部分を表している。
FIG. 16 is a functional block diagram of the
本実施形態では第1実施形態の構成に加えて更に、経路確立要求の送信および経路確立応答の受信に基づいて無線基地局1との間にマルチホップ経路を確立する経路確立部16と、経路のリンク品質を監視するリンク品質監視部17と、中継した経路確立要求および経路確立応答に基づいて経路情報を生成し、これをルーティングテーブル19に登録すると共に、この経路情報に基づいてルーティングを行うルーティング部18と、前記経路確立応答を中継した際に、無線基地局1へ前記ツリー情報を返信するツリー情報返信部20とを含む。
In the present embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, a
図17は、上記した本発明の第2実施形態におけるユーザ端末2の機能ブロック図であり、図8と同一の符号は同一または同等部分を表している。
FIG. 17 is a functional block diagram of the
本実施形態では第1実施形態の構成に加えて更に、経路確立要求の受信および経路確立応答の送信に基づいてユーザ端末2との間にマルチホップ経路を確立する経路確立部34と、受信した経路確立要求に基づいて経路情報を生成し、これをルーティングテーブル36に登録すると共に、この経路情報に基づいてルーティングを行うルーティング部35と、前記ツリー情報を受信して経路のツリー構造を判別するツリー構造判別部37とを含み、上り送信時間割当部32は、各ユーザ端末2から送信されたトラヒック量および経路のツリー構造に基づいて、各ユーザ端末に上り送信時間を適正に割り当てる。
In the present embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, a
本実施形態によれば、マルチホップ通信において、経路上の各ユーザ端末に対して、経路のツリー構造、各ユーz端末自身の送信データのトラヒック量、および各ユーザ端末が中継する経路上の他のユーザ端末のトラヒック量に基づいて上り送信時間が割り当てられるので、各ユーザ端末に適正な上り送信時間を割り当てられる。 According to the present embodiment, in multi-hop communication, for each user terminal on the route, the tree structure of the route, the amount of traffic of the transmission data of each user terminal itself, and other on the route relayed by each user terminal Since the uplink transmission time is assigned based on the traffic volume of the user terminal, an appropriate uplink transmission time can be assigned to each user terminal.
また、本実施形態では、経路を確立するために無線端末から無線基地局へ送信される経路確立要求メッセージに送信データのトラヒック量が登録されるので、トラヒック量を通知するためだけの無線基地局へのアクセスが不要となって無線リソースの更なる有効利用が可能になる。 In this embodiment, since the traffic amount of the transmission data is registered in the route establishment request message transmitted from the wireless terminal to the wireless base station in order to establish the route, the wireless base station only for notifying the traffic amount Access to the wireless network becomes unnecessary, and the wireless resource can be used more effectively.
1…無線基地局,2…ユーザ端末,3…広域ネットワーク,4…通信有効範囲
DESCRIPTION OF
Claims (11)
無線基地局が、トラヒック量通知期間を各無線端末へ周期的に告知する第1手順と、
送信データを有する無線端末が、前記告知されたトラヒック量通知期間内に当該送信データのトラヒック量を前記無線基地局へ通知する第2手順と、
前記無線基地局が、各無線端末に割り当てる上り送信時間を、前記通知されたトラヒック量に基づいて決定する第3手順と、
前記無線基地局が、前記上り送信時間に関する決定結果を各無線端末へ通知する第4手順と、
前記各無線端末が、自身に割り当てられた上り送信時間を利用して前記送信データを送信する第5手順とを含むことを特徴とする集中制御型の無線アクセス制御方法。 In a centralized control type radio access control method in which a radio base station centrally manages communication with a plurality of radio terminals,
A first procedure in which a radio base station periodically notifies each radio terminal of a traffic volume notification period;
A second procedure in which a wireless terminal having transmission data notifies the wireless base station of the traffic amount of the transmission data within the notified traffic amount notification period;
A third procedure in which the radio base station determines an uplink transmission time allocated to each radio terminal based on the notified traffic volume;
A fourth procedure in which the radio base station notifies each radio terminal of a determination result related to the uplink transmission time;
A centralized control type radio access control method, comprising: a fifth procedure in which each of the radio terminals transmits the transmission data by using an uplink transmission time allocated to the radio terminal.
前記第5手順では、前記トラヒック残量が送信データと共に無線基地局へ送信され、
前記トラヒック残量が解消されるまで上記した各手順を繰り返し、
前記トラヒック残量を通知した無線端末は前記第2手順を実施せず、
前記第3手順では、各無線端末から通知されるトラヒック量またはトラヒック残量に基づいて、各無線端末に割り当てる上り送信時間が決定されることを特徴とする請求項1に記載の集中制御型の無線アクセス制御方法。 The wireless terminal further includes a procedure of detecting in advance the remaining traffic after data transmission,
In the fifth procedure, the remaining traffic is transmitted to the radio base station together with transmission data,
Repeat the above steps until the remaining traffic is resolved,
The wireless terminal that has notified the traffic remaining amount does not perform the second procedure,
2. The centralized control type according to claim 1, wherein in the third procedure, an uplink transmission time to be assigned to each wireless terminal is determined based on a traffic amount or a remaining traffic amount notified from each wireless terminal. Wireless access control method.
送信データを有する無線端末と無線基地局との間に、他の無線端末を中継するマルチホップの経路を確立する手順と、
前記経路上の各無線端末が、当該経路のツリー情報を無線基地局へ通知する手順と、
前記無線基地局が、前記経路上の各無線端末から通知されたツリー情報に基づいて、当該経路のツリー構造を判別する手順とをさらに含み、
前記第3手順では、前記経路上の全ての無線端末に、当該各無線端末のトラヒック量と前記ツリー構造とに基づいて、自端末のトラヒック量および中継する無線端末のトラヒック量に応じた上り送信時間が割り当てられ、
前記第5手順では、前記経路を利用して送信データが送信されることを特徴とする請求項1に記載の集中制御型の無線アクセス制御方法。 Before the third step,
A procedure for establishing a multi-hop route for relaying other wireless terminals between a wireless terminal having transmission data and a wireless base station;
A procedure in which each wireless terminal on the route notifies the wireless base station of tree information of the route;
The wireless base station further includes a procedure for determining a tree structure of the route based on tree information notified from each wireless terminal on the route,
In the third procedure, uplink transmission according to the traffic volume of the local terminal and the traffic volume of the relayed wireless terminal is transmitted to all the wireless terminals on the route based on the traffic volume of the wireless terminal and the tree structure. Time is allocated,
The centralized wireless access control method according to claim 1, wherein in the fifth procedure, transmission data is transmitted using the route.
送信データを有する無線端末が無線基地局へ経路確立要求を送信する手順と、
前記無線基地局が、前記経路確立要求に対して経路確立応答を返信する手順とを含み、
前記無線端末は、前記送信データのトラヒック量を前記経路確立要求とともに送信することを特徴とする請求項4に記載の集中制御型の無線アクセス制御方法。 The procedure for establishing the multi-hop route is as follows:
A procedure in which a wireless terminal having transmission data transmits a route establishment request to a wireless base station;
The wireless base station returns a route establishment response to the route establishment request, and
5. The centralized control type wireless access control method according to claim 4, wherein the wireless terminal transmits the traffic amount of the transmission data together with the route establishment request.
前記無線基地局が、前記下り送信時間に関する決定結果を各無線端末へ通知する手順と、
前記各無線端末が、自身に割り当てられた下り送信時間を利用して前記無線基地局からデータを受信する手順とをさらに含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の集中制御型の無線アクセス制御方法。 The wireless base station determines a downlink transmission time allocated to each wireless terminal,
A procedure in which the radio base station notifies each radio terminal of a determination result related to the downlink transmission time;
5. The centralized control according to claim 1, further comprising a procedure for each of the wireless terminals to receive data from the wireless base station using a downlink transmission time assigned to the wireless terminal. Type wireless access control method.
前記無線端末が、
送信データのトラヒック量を検知する手段と、
無線基地局から送信されるビーコンに基づいてトラヒック量通知期間を認識する手段と、
前記トラヒック量通知期間内に、前記送信データのトラヒック量を無線基地局へ通知する手段と、
前記無線基地局により自端末に割り当てられた上り送信時間を認識する手段と、
前記上り送信時間を利用して前記送信データを送信する手段とを含み、
前記無線基地局が、
前記ビーコンを周期的に送信する手段と、
前記各無線端末から送信されたトラヒック量に基づいて、各無線端末に上り送信時間を割り当てる手段と、
前記上り送信時間の割当結果を各無線端末へ通知する手段とを含むことを特徴とする無線アクセス制御システム。 In a centralized control type wireless access control system in which a wireless base station centrally manages single-hop communication with a plurality of wireless terminals located within its effective communication range,
The wireless terminal is
Means for detecting the traffic volume of the transmitted data;
Means for recognizing a traffic amount notification period based on a beacon transmitted from a radio base station;
Means for notifying the radio base station of the traffic volume of the transmission data within the traffic volume notification period;
Means for recognizing the uplink transmission time assigned to the terminal by the radio base station;
Means for transmitting the transmission data using the uplink transmission time,
The radio base station is
Means for periodically transmitting the beacons;
Means for allocating an uplink transmission time to each wireless terminal based on the amount of traffic transmitted from each wireless terminal;
Means for notifying each wireless terminal of the uplink transmission time allocation result.
トラヒック残量を検知する手段と、
前記トラヒック残量を無線基地局へ通知する手段とを更に含み、
前記無線基地局では、前記各無線端末から送信されたトラヒック量およびトラヒック残量に基づいて、各無線端末に上り送信時間が割り当てられることを特徴とする請求項6に記載の無線アクセス制御システム。 The wireless terminal is
Means for detecting the remaining traffic,
Means for notifying the wireless base station of the remaining traffic amount,
The radio access control system according to claim 6, wherein the radio base station assigns an uplink transmission time to each radio terminal based on a traffic amount and a traffic remaining amount transmitted from each radio terminal.
経路確立要求の送信および経路確立応答の受信に基づいて無線基地局との間にマルチホップの経路を確立する手段と、
中継した経路確立要求および経路確立応答に基づいて経路情報を登録する手段と、
前記経路確立応答を中継した際に、無線基地局へ経路のツリー情報を返信する手段とを含み、
前記無線基地局がさらに、
前記経路確立要求の受信および経路確立応答の返信に基づいて無線端末との間にマルチホップの経路を確立する手段と、
前記経路上の各無線端末から返信されるツリー情報に基づいて当該経路のツリー構造を判別する手段とを含み、
前記上り送信時間を割り当てる手段は、前記経路上の全ての無線端末に、当該各無線端末のトラヒック量と前記ツリー構造とに基づいて、自端末のトラヒック量および中継する無線端末のトラヒック量に応じた上り送信時間が割り当てることを特徴とする請求項6に記載の無線アクセス制御システム。 The wireless terminal further includes:
Means for establishing a multi-hop route with a radio base station based on sending a route establishment request and receiving a route establishment response;
Means for registering route information based on the relayed route establishment request and route establishment response;
Means for returning tree information of a route to a radio base station when relaying the route establishment response,
The radio base station further comprises:
Means for establishing a multi-hop route with a wireless terminal based on reception of the route establishment request and return of a route establishment response;
Means for determining a tree structure of the route based on tree information returned from each wireless terminal on the route,
The means for allocating the uplink transmission time depends on the traffic volume of each wireless terminal and the traffic volume of the relayed wireless terminal based on the traffic volume of each wireless terminal and the tree structure to all the wireless terminals on the route. 7. The radio access control system according to claim 6, wherein an uplink transmission time is allocated.
前記各無線端末に下り送信時間を割り当てる手段と、
前記下り送信時間の割当結果を各無線端末へ通知する手段とを含むことを特徴とする請求項6ないし10のいずれかに記載の無線アクセス制御システム。 The radio base station further comprises:
Means for assigning a downlink transmission time to each wireless terminal;
11. The radio access control system according to claim 6, further comprising means for notifying each radio terminal of the downlink transmission time allocation result.
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