JP2006013841A - Wireless communication system, wireless communication apparatus and wireless communication method, and computer program - Google Patents

Wireless communication system, wireless communication apparatus and wireless communication method, and computer program Download PDF

Info

Publication number
JP2006013841A
JP2006013841A JP2004187405A JP2004187405A JP2006013841A JP 2006013841 A JP2006013841 A JP 2006013841A JP 2004187405 A JP2004187405 A JP 2004187405A JP 2004187405 A JP2004187405 A JP 2004187405A JP 2006013841 A JP2006013841 A JP 2006013841A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
communication
station
upper limit
retransmissions
wireless communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004187405A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirosada Miyaoka
大定 宮岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2004187405A priority Critical patent/JP2006013841A/en
Publication of JP2006013841A publication Critical patent/JP2006013841A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wireless communication system, a wireless communication apparatus and a wireless communication method, and a computer program capable of efficiently transmitting data as the entire system by avoiding communication opportunities from being partial due to unreasonable extension of a re-transmission interval of a communication station with a weak reception power. <P>SOLUTION: Each communication station grasps a communication state of its own station on the basis of reception power from an access point and sets a transmission interval in response to the communication state under which its own station is set by increasing the upper limit of the number of retransmission times in response to the increased reception power and decreasing the upper limit of the number of retransmission times in response to the decreased reception power. As a result, when the communication state is not excellent, re-transmission interval is extended every time the number of retransmission times is increased due to collision and lost transmission opportunities can autonomously be avoided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、無線LAN(Local Area Network)のように複数の無線局間で相互に通信を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、各通信局が自律分散的な通信動作を行なうことにより無線ネットワークが運営される無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。   The present invention relates to a wireless communication system, a wireless communication apparatus, a wireless communication method, and a computer program for performing mutual communication between a plurality of wireless stations such as a wireless LAN (Local Area Network). The present invention relates to a wireless communication system, a wireless communication apparatus, a wireless communication method, and a computer program in which a wireless network is operated by performing autonomous distributed communication operations.

さらに詳しくは、本発明は、各通信局がCSMA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance:搬送波感知多重アクセス)通信手順に従い衝突を回避しながら自律分散的にアクセス制御を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、受信電力の弱い通信局の再送間隔が不当に長くなり通信機会が不公平になる事態を回避して、システム全体として効率的にデータ伝送を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。   More specifically, the present invention relates to a wireless communication system and a wireless communication apparatus in which each communication station performs autonomous and distributed access control while avoiding a collision in accordance with a CSMA (Carrier Sense Multiple Access Collision Avidance) communication procedure. In particular, the present invention relates to a wireless communication method and a computer program, and in particular, avoids a situation in which a retransmission interval of a communication station with low received power is unduly long and an unfair communication opportunity is avoided to efficiently transmit data as a whole system. The present invention relates to a wireless communication system, a wireless communication apparatus, a wireless communication method, and a computer program.

LANを始めとするコンピュータ・ネットワーキングにより、情報資源の共有や機器資源の共有を効率的に実現することができる。ここで、旧来の有線方式によるLAN配線からユーザを解放するシステムとして、無線LANが注目されている。無線LANによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ(PC)などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。   Information network sharing and device resource sharing can be efficiently realized by computer networking such as a LAN. Here, a wireless LAN is attracting attention as a system for releasing users from the conventional wired LAN connection. According to the wireless LAN, most of the wired cables can be omitted in a work space such as an office, so that a communication terminal such as a personal computer (PC) can be moved relatively easily.

近年では、無線LANシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク(PAN)の導入が検討されている。例えば、2.4GHz帯や、5GHz帯など、監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、異なった無線通信システム並びに無線通信システムが規定されている。   In recent years, the demand for wireless LAN systems has increased remarkably with the increase in speed and cost. In particular, the introduction of a personal area network (PAN) has been studied in order to construct a small-scale wireless network between a plurality of electronic devices existing around a person and perform information communication. For example, different radio communication systems and radio communication systems are defined using frequency bands that do not require a license from a supervisory agency, such as 2.4 GHz band and 5 GHz band.

無線ネットワークに関する標準的な規格の1つにIEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11(例えば、非特許文献1を参照のこと)や、HiperLAN/2(例えば、非特許文献2又は非特許文献3を参照のこと)、IEEE802.15.3、Bluetooth通信などを挙げることができる。IEEE802.11規格については、無線通信方式や使用する周波数帯域の違いなどにより、IEEE802.11a(例えば、非特許文献4を参照のこと),b,gといった拡張規格が存在する。   One standard for wireless networks is IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 (for example, see Non-Patent Document 1), HiperLAN / 2 (for example, Non-Patent Document 2 or Non-Patent Document 2 or Non-Patent Document 2). Patent Document 3), IEEE 802.15.3, Bluetooth communication, and the like. Regarding the IEEE802.11 standard, there are extended standards such as IEEE802.11a (see, for example, Non-Patent Document 4), b, and g, depending on the wireless communication method and the frequency band to be used.

一般的に、無線技術を用いてローカル・エリア・ネットワークを構成するために、「アクセス・ポイント」、「コーディネータ」、若しくは「ポイント・コーディネータ(PC)」と呼ばれる、エリア内を統括的に制御する通信装置を1台設け、この通信装置の統括的な制御下でネットワークを形成する方法が用いられている。ある通信局が情報伝送を行なう場合は、まずその情報伝送に必要な帯域をアクセス・ポイントに予約し、他の通信局における情報伝送と衝突が生じないように伝送路の利用を行なう。すなわち、アクセス・ポイントの介在により無線ネットワーク内の通信局同士が互いに同期をとるという同期的な無線通信を行なう。   Generally, in order to configure a local area network using wireless technology, it is called “access point”, “coordinator”, or “point coordinator (PC)”, which controls the whole area. A method is used in which one communication device is provided and a network is formed under the overall control of the communication device. When a certain communication station performs information transmission, first, a band necessary for the information transmission is reserved at an access point, and a transmission path is used so that a collision with information transmission at another communication station does not occur. That is, synchronous wireless communication is performed in which communication stations in the wireless network are synchronized with each other through the access point.

ここで、アクセス・ポイントが存在する無線通信システムで、送信側と受信側の通信装置間で非同期通信を行なう場合には、必ずアクセス・ポイントを介した無線通信が必要になるため、伝送路の利用効率が半減してしまうという問題がある。これに対し、無線ネットワークを構成する他の方法として、端末同士が直接非同期的に無線通信を行なう自律分散型の通信方式が考案されている。   Here, in a wireless communication system in which an access point exists, when performing asynchronous communication between a communication device on the transmission side and the reception side, wireless communication via the access point is always required. There is a problem that usage efficiency is halved. On the other hand, as another method of configuring a wireless network, an autonomous distributed communication method in which terminals perform wireless communication directly and asynchronously has been devised.

例えば、中央制御局が存在しないアドホック型無線通信システムでは、1台が故障又は電源オフになってもルーティングを自動的に変更するのでネットワークが破綻しにくい、移動局間でパケットを複数回ホップさせることにより高速データレートを保ったままで比較的遠くまでデータを伝送することができる、といった特徴がある。アドホック・システムにはいろいろな開発事例が知られている(例えば、非特許文献5を参照のこと)。   For example, in an ad hoc wireless communication system that does not have a central control station, the routing is automatically changed even if one unit fails or power is turned off, so that the network is unlikely to fail, and packets are hopped multiple times between mobile stations. As a result, data can be transmitted to a relatively long distance while maintaining a high data rate. Various development cases are known for ad hoc systems (for example, see Non-Patent Document 5).

例えば、IEEE802.11系の無線LANシステムでは、IEEE802.11におけるネットワーキングは、BSS(Basic Service Set)の概念に基づいている。BSSは、AP(Access Point:制御局)のようなマスタが存在する「インフラ・モード」で定義されるBSSと、複数の移動局(Mobile Terminal:移動局)のみにより構成される「アドホック・モード」で定義されるIBSS(Independent BSS)の2種類で構成される。   For example, in an IEEE802.11 wireless LAN system, networking in IEEE802.11 is based on the concept of BSS (Basic Service Set). The BSS is an “ad-hoc mode” composed of only a BSS defined by an “infrastructure mode” in which a master such as an AP (Access Point) exists and a plurality of mobile stations (Mobile Terminals). IBSS (Independent BSS) defined by

また、無線ネットワークにおけるデータ伝送・アクセス制御方式として、CSMA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance:搬送波感知多重アクセス)通信手順が知られている。CSMAとは、キャリア検出に基づいて多重アクセスを行なう接続方式のことである。無線通信では自ら情報送信した信号を受信することが困難であることから、CSMA/CA(Collision Avoidance)方式により、他の通信装置の情報送信がないことを確認してから、自らの情報送信を開始することによって、衝突を回避する。CSMA方式は、ファイル転送や電子メールなどの非同期データ通信に適しているアクセス方式である。例えば、IEEE 802.11では、基本的なデータ転送シーケンスとしてCSMA/MA方式を採用している。   As a data transmission / access control method in a wireless network, a CSMA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Aidance) communication procedure is known. CSMA is a connection method for performing multiple access based on carrier detection. Since it is difficult to receive a signal transmitted by wireless communication by itself, it is confirmed that there is no information transmitted by other communication devices by CSMA / CA (Collision Avoidance) method. Avoid collisions by starting. The CSMA method is an access method suitable for asynchronous data communication such as file transfer and e-mail. For example, IEEE 802.11 employs the CSMA / MA system as a basic data transfer sequence.

送信データを所有している通信局は、無線媒体上における信号の有無を監視し、所定のフレーム間隔だけ無線媒体が未使用であることを確認したら、さらにバックオフ分だけ待機し、このバックオフ期間においても信号が無線媒体中に現れなければ、自局が送信権を獲得したものとしてデータ送信を開始する。この送信データがただ1つの特定の通信局宛てである場合は、受信先はデータの受信後に送達確認信号ACK(Acknowledgement)を送信局に対して送信する。   The communication station that owns the transmission data monitors the presence / absence of signals on the wireless medium, and after confirming that the wireless medium is not used for a predetermined frame interval, waits for the back-off time. If the signal does not appear in the wireless medium even during the period, data transmission is started assuming that the own station has acquired the transmission right. When the transmission data is destined for only one specific communication station, the reception destination transmits an acknowledgment signal ACK (Acknowledgement) to the transmission station after receiving the data.

International Standard ISO/IEC 8802−11:1999(E) ANSI/IEEE Std 802.11, 1999 Edition, Part11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) SpecificationsInternational Standard ISO / IEC 8802-11: 1999 (E) ANSI / IEEE Std 802.11, 1999 Edition, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layers (PH) ETSI Standard ETSI TS 101 761−1 V1.3.1 Broadband Radio Access Networks(BRAN);HIPERLAN Type 2;Data Link Control(DLC) Layer;Part1:Basic Data Transport FunctionsETSI Standard ETSI TS 101 761-1 V1.3.1 Broadband Radio Access Networks (BRAN); HIPERLAN Type 2; Data Link Control (DLC) Layer; Part 1: Basic Control Data ETSI TS 101 761−2 V1.3.1 Broadband Radio Access Networks(BRAN);HIPERLAN Type 2; Data Link Control(DLC) Layer; Part2: Radio Link Control(RLC) sublayerETSI TS 101 761-2 V1.3.1 Broadband Radio Access Networks (BRAN); HIPERLAN Type 2; Data Link Control (DLC) Layer; Part2: Radio Link Control (LC) Supplement to IEEE Standard for Information technology−Telecommunications and information exchange between systems−Local and metropolitan area networks−Specific requirements−Part 11: Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) specifications: High−speed Physical Layer in the 5GHZ BandSupplement to IEEE Standard for Information technology-Telecommunications and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks-Specific requirements-Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: High-speed Physical Layer in the 5GHZ Band C.K.Tho著“Ad Hoc Mobile Wireless Network”(Prentice Hall PTR社刊)C. K. “Ad Hoc Mobile Wireless Network” written by Thor (Prentice Hall PTR)

上述したように、自律分散型の無線通信システムにおいては、CSMA手順に基づき、各通信局が衝突を回避しながらアクセス制御を行なうことが一般的である。すなわち、送信データのある通信局は、フレーム間隔だけ無線媒体上のみ使用を確認し、さらにバックオフ分だけ待機した後、送信権を獲得する。   As described above, in an autonomous distributed wireless communication system, it is common for each communication station to perform access control while avoiding a collision based on the CSMA procedure. That is, a communication station with transmission data confirms the use only on the wireless medium for the frame interval, and further waits for the back-off amount, and then acquires the transmission right.

このような無線通信システムでは、各通信局は衝突回避の手段としてバックオフの制御を行なう。すなわち、パケットを送信しようとする送信機は、規定のコンテンション・ウインドウの範囲内で乱数を発生させ、その乱数値を基にしたバックオフ時間を設定する。コンテンション・ウインドウは再送の度に2倍に増加していく。すなわち、再送の度に送信間隔は長くなっていく傾向になる。IEEE802.11においては、コンテンション・ウインドウの最小値が15スロットで、最大値が1023スロットとなっている。このような再送制御方式では、通信局は再送回数に上限を設定しない限り、パケットが衝突し再送が発生する毎にコンテンション・ウインドウは増加し続けることになる。   In such a wireless communication system, each communication station performs back-off control as means for avoiding collisions. That is, a transmitter that intends to transmit a packet generates a random number within a specified contention window, and sets a back-off time based on the random value. The contention window increases twice with each retransmission. In other words, the transmission interval tends to increase with each retransmission. In IEEE 802.11, the minimum value of the contention window is 15 slots and the maximum value is 1023 slots. In such a retransmission control system, unless the communication station sets an upper limit on the number of retransmissions, the contention window continues to increase every time a packet collides and retransmission occurs.

各通信局からアクセス・ポイントへ向けて送信したパケットが衝突したときは、基本的にはアクセス・ポイントでの受信電力が弱い通信局のパケットが破棄されてしまう。したがって、受信電力の弱い通信局と強い通信局が存在しそれぞれがアクセス・ポイントと通信をする場合、パケットが衝突すると、受信電力の弱い通信局のパケットが常に破棄されてしまう。言い換えれば、受信電力の弱い通信局の再送回数が一方的に増え、結果として送信間隔が長くなっていってしまう。よって、このような通信局はパケットが衝突して破棄されてしまう上に、データを送信する機会も減るため、ほとんど、通信が成り立たないような状況に陥ってしまう。このように公平であるべき送信アクセス権の調停がある端末に偏る現象は、キャプチャ効果と呼ばれ、従来からEthernet(登録商標)の問題点として挙げられている。   When a packet transmitted from each communication station to the access point collides, basically, the packet of the communication station with weak reception power at the access point is discarded. Therefore, when there are communication stations with weak reception power and communication stations with strong reception power and each communicates with an access point, when a packet collides, the packet of the communication station with low reception power is always discarded. In other words, the number of retransmissions of a communication station with weak reception power increases unilaterally, resulting in a longer transmission interval. Therefore, such a communication station is discarded due to collision of packets, and the opportunity to transmit data is reduced. Therefore, the communication station hardly falls into a situation. Such a phenomenon that is biased toward a terminal having arbitration of transmission access rights that should be fair is called a capture effect, and has been conventionally cited as a problem of Ethernet (registered trademark).

ここで、通信局が再送回数に上限を設定するという解決方法も考えられる。ところが、逆に再送回数の上限値を極端に少ない回数で固定してしまうと、送信間隔が十分に長くならず、受信電力が強いときには自局が帯域を占有してしまうことになり、周囲局と帯域を公平に分け合うことができなくなってしまう。   Here, a solution in which the communication station sets an upper limit on the number of retransmissions is also conceivable. However, if the upper limit of the number of retransmissions is fixed to an extremely small number, the transmission interval will not be sufficiently long, and when the reception power is strong, the local station will occupy the band. It becomes impossible to share the bandwidth fairly.

このように通信局間における受信電力の大小により帯域の利用が不公平となる現象は、とりわけ隠れ端末状態などで、お互いが認識できない状態に顕著に現れる。   In this way, the phenomenon that the use of the band becomes unfair due to the magnitude of the received power between the communication stations appears remarkably in a state in which each other cannot be recognized, particularly in a hidden terminal state.

本発明は、上述したような技術的課題を鑑みたものであり、その主な目的は、各通信局がCSMA通信手順に従い衝突を回避しながら自律分散的にアクセス制御を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the technical problems as described above, and its main purpose is that each communication station can perform access control in an autonomous and distributed manner while avoiding a collision according to the CSMA communication procedure. Another object of the present invention is to provide a wireless communication system, a wireless communication apparatus, a wireless communication method, and a computer program.

本発明のさらなる目的は、受信電力の弱い通信局の再送間隔が不当に長くなり通信機会が不公平になる事態を回避して、システム全体として効率的にデータ伝送を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。   A further object of the present invention is to avoid the situation where the retransmission interval of a communication station with low received power is unduly long and the communication opportunity is unfair, and can perform data transmission efficiently as a whole system. A wireless communication system, a wireless communication apparatus, a wireless communication method, and a computer program are provided.

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第1の側面は、各通信局が衝突を回避しながら自律分散的にアクセス制御を行なう無線通信システムであって、
通信局は、自局の通信状態に応じて再送回数の上限値を設定し、衝突の検出に応じて、再送間隔を増加させながら前記再送回数の上限値に到達するまで再送を行なう、
を特徴とする無線通信システムである。
The present invention has been made in consideration of the above problems, and a first aspect thereof is a wireless communication system in which each communication station performs access control in an autonomous and distributed manner while avoiding a collision.
The communication station sets an upper limit value of the number of retransmissions according to the communication state of the local station, and performs retransmission until the upper limit value of the number of retransmissions is reached while increasing the retransmission interval according to the detection of the collision,
Is a wireless communication system.

但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置(又は特定の機能を実現する機能モジュール)が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。   However, “system” here refers to a logical collection of a plurality of devices (or functional modules that realize specific functions), and each device or functional module is in a single housing. It does not matter whether or not.

本発明は、各通信局がCSMA通信手順に従い衝突を回避しながら自律分散的にアクセス制御を行なう無線通信システムに関する。この種の無線通信システムでは、受信電力の弱い通信局の再送間隔が不当に長くなり通信機会が不公平になるという現象が発生することにより、システム全体の伝送効率が低下するという問題がある。   The present invention relates to a radio communication system in which each communication station performs access control in an autonomous and distributed manner while avoiding a collision according to a CSMA communication procedure. In this type of wireless communication system, there is a problem that the transmission efficiency of the entire system is lowered due to the phenomenon that the retransmission interval of a communication station with low received power becomes unduly long and the communication opportunity becomes unfair.

本発明では、各通信局は、自局が置かれている通信状態に基づいて再送回数の上限値を変更して、送信間隔を自局が置かれている通信状態若しくは通信環境に応じて設定するようになっている。具体的には、アクセス・ポイント(若しくは所定の周辺局)からの受信電力に基づいて自局の通信状態を把握し、アクセス・ポイント若しくは所定の周辺局からの受信電力が大きくなったことに応じて再送回数の上限値を増加し、該受信電力が小さくなったことに応じて再送回数の上限値を減少するようにする。この結果、通信状態が良好でない場合であっても、衝突により再送回数が重なる度に再送間隔を伸ばし、送信機会がなかなか得られなくなるという事態に陥るのを自律的に回避することができる。   In the present invention, each communication station changes the upper limit of the number of retransmissions based on the communication state in which the station is placed, and sets the transmission interval according to the communication state or communication environment in which the station is placed. It is supposed to be. Specifically, based on the received power from the access point (or a specified peripheral station), the communication status of the local station is ascertained, and the received power from the access point or the specified peripheral station increases. Thus, the upper limit value of the number of retransmissions is increased, and the upper limit value of the number of retransmissions is decreased in accordance with the decrease in the received power. As a result, even when the communication state is not good, it is possible to autonomously avoid a situation in which the retransmission interval is extended every time the number of retransmissions overlaps due to a collision, and a transmission opportunity is hardly obtained.

また、本発明の第2の側面は、無線ネットワーク上で通信局同士の衝突を回避しながら自律分散的にアクセス制御を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
前記無線ネットワーク上での通信局の通信状態を検出する通信状態検出ステップと、
前記無線ネットワーク上で他局の信号との衝突を回避しながらアクセス制御を行なうアクセス制御ステップと、
前記通信局の通信状態に応じて再送回数の上限値を設定し、衝突の検出に応じて、再送間隔を増加させながら前記再送回数の上限値に到達するまで再送を行なう再送制御ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
Further, the second aspect of the present invention is described in a computer-readable format so that processing for performing access control in an autonomous and distributed manner while avoiding collision between communication stations on a wireless network is executed on a computer system. Computer program,
A communication state detection step of detecting a communication state of a communication station on the wireless network;
An access control step for performing access control while avoiding a collision with a signal of another station on the wireless network;
A retransmission control step of setting an upper limit value of the number of retransmissions according to the communication state of the communication station, and performing retransmission until reaching the upper limit value of the number of retransmissions while increasing a retransmission interval according to the detection of a collision;
A computer program characterized by comprising:

本発明の第2の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第2の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによってコンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、通信装置として動作する。このような通信装置を複数起動して無線ネットワークを構築することによって、本発明の第1の側面に係る無線通信システムと同様の作用効果を得ることができる。   The computer program according to the second aspect of the present invention defines a computer program described in a computer-readable format so as to realize predetermined processing on a computer system. In other words, by installing the computer program according to the second aspect of the present invention in the computer system, a cooperative action is exhibited on the computer system, and it operates as a communication device. By activating a plurality of such communication devices to construct a wireless network, the same operational effects as the wireless communication system according to the first aspect of the present invention can be obtained.

本発明によれば、各通信局がCSMA通信手順に従い衝突を回避しながら自律分散的にアクセス制御を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。   According to the present invention, there is provided an excellent wireless communication system, wireless communication apparatus and wireless communication method, and computer program that each communication station can perform access control in an autonomous and distributed manner while avoiding a collision according to the CSMA communication procedure. Can be provided.

また、本発明によれば、受信電力の弱い通信局の再送間隔が不当に長くなり通信機会が不公平になる事態を回避して、システム全体として効率的にデータ伝送を行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。   Further, according to the present invention, it is possible to efficiently perform data transmission as a whole system by avoiding a situation in which a retransmission interval of a communication station with low received power is unduly long and a communication opportunity is unfair. A wireless communication system, a wireless communication device, a wireless communication method, and a computer program can be provided.

本発明に係る無線通信システムでは、各通信局は、自局の受信電力に基づいて再送回数の上限値を変更することにより、送信間隔を自局が置かれている通信状態若しくは通信環境に応じて設定することができる。この結果、通信状態が良好でない場合であっても、衝突により再送回数が重なる度に再送間隔を伸ばし、送信機会がなかなか得られなくなるという事態に陥るのを自律的に回避することができる。   In the wireless communication system according to the present invention, each communication station changes the upper limit of the number of retransmissions based on the received power of the own station, so that the transmission interval depends on the communication state or communication environment in which the own station is placed. Can be set. As a result, even when the communication state is not good, it is possible to autonomously avoid a situation in which the retransmission interval is extended every time the number of retransmissions overlaps due to a collision, and a transmission opportunity is hardly obtained.

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。   Other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from more detailed description based on embodiments of the present invention described later and the accompanying drawings.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1には、無線通信システムの構成例を示している。図示のシステムは、複数台の端末局と1台のアクセス・ポイントにより構成され、CSMA通信手順に従い衝突を回避しながら自律分散的にアクセス制御を行なわれている。同図において、アクセス・ポイント10と、端末局11と端末局12は、互い通信可能な位置に配置される。   FIG. 1 shows a configuration example of a wireless communication system. The illustrated system includes a plurality of terminal stations and one access point, and performs access control in an autonomous and distributed manner while avoiding collision according to the CSMA communication procedure. In the figure, an access point 10, a terminal station 11, and a terminal station 12 are arranged at positions where they can communicate with each other.

また、図2には、無線通信システムの他の構成例を示している。図示のシステム構成では、いわゆる隠れ端末間状態が存在するという点で、図1に示したシステム構成とは相違する。すなわち、端末局21と端末局22は、いずれもアクセス・ポイントとは通信可能範囲にあるものの、端末間での障害物の影響やその他の原因によりお互いを認識できない状態にある。このような場合、キャリア・センスが正常に動作しないため、パケットを同時に送信してしまい、頻繁に衝突が発生する。このような場合、アクセス・ポイントにおいて、端末局21と端末局22からの送信パケットの衝突が生じると、受信電力が強い方が競合関係を制し、受信電力の弱いパケットは廃棄されてしまう。通常、送信パケットが破棄された(すなわちAckが戻ってこなかった)端末局は、再送間隔を大きくするというバックオフ制御を施し、再送を試行する。   FIG. 2 shows another configuration example of the wireless communication system. The system configuration shown is different from the system configuration shown in FIG. 1 in that a so-called hidden terminal state exists. That is, although both the terminal station 21 and the terminal station 22 are within the communication range with the access point, they cannot recognize each other due to the influence of obstacles between the terminals and other causes. In such a case, since carrier sense does not operate normally, packets are transmitted at the same time, resulting in frequent collisions. In such a case, when there is a collision between transmission packets from the terminal station 21 and the terminal station 22 at the access point, the stronger reception power controls the competition, and the packet with weak reception power is discarded. Normally, a terminal station whose transmission packet has been discarded (that is, Ack has not returned) performs back-off control to increase the retransmission interval, and tries retransmission.

図3には、バックオフとパケットの衝突の関係を示している。送信データのある端末局は、キャリア・センスを行ない、アイドル状態であれば、送信権を獲得する。   FIG. 3 shows the relationship between backoff and packet collision. The terminal station with the transmission data performs carrier sense and acquires the transmission right if it is in the idle state.

図3に示した例では、送信データを持つ3台の端末局1〜3がそれぞれバックオフ制御を行ない、このうち端末局1のバックオフ時間が最も短いので、データパケットをアクセス・ポイントに向けて送信する。   In the example shown in FIG. 3, the three terminal stations 1 to 3 having transmission data each perform back-off control, and since the back-off time of the terminal station 1 is the shortest, the data packet is directed to the access point. To send.

端末局1がアクセス・ポイントに向けてパケットを送信する間、他の端末局2と3は待機する。そして、端末局1がAckを受けて通信を完了した後に、端末局2と3は持ち越されたバックオフ時間を待ち、アクセス・ポイントに向けてデータ・パケットの送信を行なう。   While the terminal station 1 transmits a packet toward the access point, the other terminal stations 2 and 3 wait. After the terminal station 1 receives the Ack and completes communication, the terminal stations 2 and 3 wait for the carried back-off time and transmit data packets toward the access point.

図3に示した例では、このときの端末局2と3のバックオフ時間が同じであったために、衝突が発生する。次に、端末局2と3は再送を行なうため、再びコンテンション・ウインドウからバックオフ時間を算出する。ここでは、端末局2のバックオフ時間が短かったため、端末局2が先に再送を行なう。   In the example shown in FIG. 3, since the back-off times of the terminal stations 2 and 3 at this time are the same, a collision occurs. Next, since the terminal stations 2 and 3 perform retransmission, the back-off time is calculated again from the contention window. Here, since the back-off time of the terminal station 2 is short, the terminal station 2 performs retransmission first.

再送の度に、コンテンション・ウインドウは増加していく。図4には、IEEE802.11におけるコンテンション・ウインドウの増加の様子を示している。図示の例では、コンテンション・ウインドウの最小値が15スロットで、最大値が1023スロットで、コンテンション・ウインドウは再送毎に2倍に増えていく。通信局は、パケットの再送を行なうとき、コンテンション・ウインドウと乱数値により、バックオフ時間を算出する。   The contention window increases with each retransmission. FIG. 4 shows how the contention window increases in IEEE 802.11. In the example shown in the figure, the minimum value of the contention window is 15 slots and the maximum value is 1023 slots, and the contention window is doubled for each retransmission. When retransmitting a packet, the communication station calculates a back-off time from the contention window and a random value.

図5には、アクセス・ポイントにおいて、隠れ端末状態となる2台の端末からそれぞれ受信電力の異なるパケットを受信したときのパケット・シーケンス例を示している。   FIG. 5 shows an example of a packet sequence when an access point receives packets with different received power from two terminals that are in a hidden terminal state.

図示の例では、端末1及び端末2のそれぞれからの送信パケットにおいて競合している。アクセス・ポイントでのパケットの受信電力は、端末1の方が大きく、端末2は受信電力が小さい。したがって、両者のパケットが衝突した場合は、基本的に受信電力の小さい端末2のパケットが破棄される。   In the example shown in the figure, the transmission packets from the terminals 1 and 2 compete for each other. The reception power of the packet at the access point is higher for the terminal 1, and the reception power of the terminal 2 is lower. Therefore, when both packets collide, the packet of the terminal 2 having a low reception power is basically discarded.

図示の例では、端末2側では、再送回数を限定していない。このため、端末2は、受信電力が小さいことから、端末1とパケットが衝突する度に、自己の送信パケットが廃棄され、パケット再送を行なう。そして、送信間隔がさらに長くなり(図4を参照のこと)、送信機会が少なくなっていき、ほとんど通信ができない状態に陥ってしまう。すなわちキャプチャ効果が生じる。   In the illustrated example, the number of retransmissions is not limited on the terminal 2 side. For this reason, since the reception power is small, the terminal 2 discards its own transmission packet and performs packet retransmission every time the packet collides with the terminal 1. Then, the transmission interval is further increased (see FIG. 4), the transmission opportunities are reduced, and the communication is almost impossible. That is, a capture effect occurs.

また、図6には、アクセス・ポイントにおいて、隠れ端末状態となる2台の端末からそれぞれ受信電力の異なるパケットを受信したときのパケット・シーケンスの他の例を示している。   FIG. 6 shows another example of the packet sequence when the access point receives packets with different received power from the two terminals in the hidden terminal state.

上述と同様に、アクセス・ポイントでのパケットの受信電力は、端末1の方が大きく、端末2は受信電力が小さい。但し、図5の場合とは相違し、受信電力が小さい端末2は、自局の通信状態に応じて、再送回数の上限を設定している。   Similarly to the above, the reception power of the packet at the access point is larger in the terminal 1, and the reception power of the terminal 2 is smaller. However, unlike the case of FIG. 5, the terminal 2 with low reception power sets an upper limit of the number of retransmissions according to the communication state of the local station.

ここで言う通信状態とは、自局からの送信パケットがアクセス・ポイントにおいて受信されたときの電力強度に相当する。但し、アクセス・ポイントにおける受信電力を直接計測することはできないので、伝搬路特性がほぼ可逆であることから、アクセス・ポイント(若しくはその他の周辺局)からの送信パケットの自局における受信電力を基に再送回数の上限値を設定する。   The communication state mentioned here corresponds to the power intensity when a transmission packet from the local station is received at the access point. However, since the received power at the access point cannot be directly measured, the propagation path characteristics are almost reversible, so the transmission power from the access point (or other peripheral station) is based on the received power at the local station. Set the maximum number of retransmissions in.

端末2は、アクセス・ポイントからの受信電力が大きくなったことに応じて再送回数の上限値を増加する一方、受信電力が小さくなったことに応じて再送回数の上限値を減少するようにする。この結果、通信状態が良好でない場合であっても、衝突により再送回数が重なる度に再送間隔を伸ばし、送信機会がなかなか得られなくなるという事態に陥ることを自律的に回避することができる。   The terminal 2 increases the upper limit value of the number of retransmissions according to the increase in the reception power from the access point, while decreasing the upper limit value of the number of retransmissions according to the decrease in the reception power. . As a result, even when the communication state is not good, it is possible to autonomously avoid a situation in which the retransmission interval is extended every time the number of retransmissions overlaps due to a collision, and a transmission opportunity is hardly obtained.

図6に示すパケットのシーケンス例では、端末2は再送回数の上限値を1回に設定している。端末2は、再送の度にコンテンション・ウインドウを増加していくが(図4を参照のこと)、再送回数の上限を設けることにより、送信間隔が短くなる。この結果、受信電力の弱い端末2側での送信機会が増え、図示のように、端末1の送信間隔に間にパケットが入り込み通信が可能となる。   In the packet sequence example shown in FIG. 6, the terminal 2 sets the upper limit of the number of retransmissions to one. The terminal 2 increases the contention window at each retransmission (see FIG. 4), but the transmission interval is shortened by providing an upper limit on the number of retransmissions. As a result, the transmission opportunity on the terminal 2 side with low reception power increases, and as shown in the figure, a packet enters the transmission interval of the terminal 1 to enable communication.

図7には、アクセス・ポイントにおいて、隠れ端末状態となる2台の端末からそれぞれ受信電力の異なるパケットを受信したときのパケット・シーケンスのさらに他の例を示している。但し、図示の例では、端末1及び端末2の受信電力がお互いに大きいが、端末1のみが再送回数の上限値を1回にし、端末2では再送回数の上限値を設けていない。   FIG. 7 shows still another example of the packet sequence when the access point receives packets with different received power from two terminals in the hidden terminal state. However, in the illustrated example, the received powers of the terminal 1 and the terminal 2 are large, but only the terminal 1 sets the upper limit of the number of retransmissions to one, and the terminal 2 does not provide the upper limit of the number of retransmissions.

両者のパケットが衝突した際には、受信電力に差がないため、両者のパケットとも破棄されてしまう。このとき、端末1側では再送回数の上限値が1回なので、送信間隔が長くなることはない。端末2側では、再送回数に上限値を設けていないため、再送する度にコンテンション・ウインドウを増加していくことになり(図4を参照のこと)、送信間隔が長くなってしまう。   When both packets collide, there is no difference in received power, so both packets are discarded. At this time, since the upper limit of the number of retransmissions is 1 on the terminal 1 side, the transmission interval does not become long. On the terminal 2 side, since there is no upper limit on the number of retransmissions, the contention window increases with each retransmission (see FIG. 4), and the transmission interval becomes longer.

このように端末毎に異なる再送回数の制御を行なう結果として、端末1が帯域を占有してしまうことになる。言い換えれば、端末2は送信機会が少なくなっていき、図5に示した場合と同様に、ほとんど通信ができない状態に陥ってしまう。   As a result of controlling the number of retransmissions different for each terminal as described above, the terminal 1 occupies the band. In other words, the terminal 2 has fewer transmission opportunities and falls into a state in which almost no communication is possible as in the case shown in FIG.

図8には、アクセス・ポイントにおいて、隠れ端末状態となる2台の端末からそれぞれ受信電力の異なるパケットを受信したときのパケット・シーケンスのさらに他の例を示している。但し、図示の例では、端末1及び端末2の受信電力がお互いに大きいが、端末1側では、自局の受信電力が大きいことに応じて再送回数を増やしている。   FIG. 8 shows still another example of the packet sequence when the access point receives packets with different received power from two terminals in the hidden terminal state. However, in the illustrated example, the received power of the terminal 1 and the terminal 2 is large with each other, but on the terminal 1 side, the number of retransmissions is increased in accordance with the large received power of the own station.

両者のパケットが衝突した際には、受信電力に差がないため、両者のパケットとも破棄されてしまう。このとき、端末1及び端末2はともに、再送する度にコンテンション・ウインドウを増加していくことになり(図4を参照のこと)、送信間隔が長くなることから、両端末は帯域を公平にシェアすることが可能となる。   When both packets collide, there is no difference in received power, so both packets are discarded. At this time, both the terminal 1 and the terminal 2 increase the contention window every time they are retransmitted (see FIG. 4), and the transmission interval becomes longer. Can be shared.

勿論、端末1が自局の受信電力が大きいことに応じて再送回数を増やすのではなく、端末2が自局の送信機会が不当に少ないことに応じて再送回数の上限を設定することによっても、同様に、端末間で帯域を公平にシェアするという効果を得ることが可能である。   Of course, the terminal 1 does not increase the number of retransmissions according to the reception power of the own station being large, but the terminal 2 also sets the upper limit of the number of retransmissions according to the fact that the transmission opportunity of the own station is unreasonably small. Similarly, it is possible to obtain the effect of sharing the bandwidth fairly between terminals.

図9には、本発明に係る無線通信システムにおいて端末局として動作する無線通信装置の構成を模式的に示している。この無線通信装置は、CSMA通信手順に従い衝突を回避しながら自律分散的にアクセス制御を行なうことができる。また、この無線通信装置は、自局の通信状態に応じて適当な再送回数を設定することにより、キャプチャ効果により送信機会がなかなか得られなくなる、という事態に陥ることを自律的に回避することができる。   FIG. 9 schematically shows a configuration of a wireless communication apparatus that operates as a terminal station in the wireless communication system according to the present invention. This wireless communication apparatus can perform access control in an autonomous and distributed manner while avoiding collision according to the CSMA communication procedure. In addition, this wireless communication device can autonomously avoid falling into a situation where a transmission opportunity is hardly obtained due to the capture effect by setting an appropriate number of retransmissions according to the communication state of the local station. it can.

無線通信装置100は、無線信号の送受信を行なうためのアンテナ101と、高周波信号の処理を行なうRF部102と、デジタル信号の処理を行なうとともに、高周波信号へのアップコンバート並びに中間周波数信号へのダウンコンバートを行なうベースバンド部103で構成される。   The wireless communication apparatus 100 includes an antenna 101 for transmitting / receiving a radio signal, an RF unit 102 for processing a high-frequency signal, a digital signal processing, up-conversion to a high-frequency signal, and down to an intermediate frequency signal. A baseband unit 103 that performs conversion is configured.

ベースバンド部103は、OFDM変調などのデジタル変復調を行なう変調部131及び復調部132と、無線信号におけるMAC(Media Access Control)フレームの処理を行なうMAC処理部133と、MAC処理部を制御するCPU134と、CPU134における処理動作を記述したプログラムを格納するROM(Read Only Memory)135と、ROM135に格納されたプログラムのロードや作業データの一時記憶などのデータ展開などに使用するためのRAM(Random Access memory)136で構成される。   The baseband unit 103 includes a modulation unit 131 and a demodulation unit 132 that perform digital modulation / demodulation such as OFDM modulation, a MAC processing unit 133 that performs processing of a MAC (Media Access Control) frame in a radio signal, and a CPU 134 that controls the MAC processing unit. A ROM (Read Only Memory) 135 for storing a program describing processing operations in the CPU 134, and a RAM (Random Access) for use in data expansion such as loading of the program stored in the ROM 135 and temporary storage of work data. memory) 136.

MAC処理部133では、主として、無線伝送路におけるアクセス制御を行なう。本実施形態では、CSMA通信手順に従い衝突を回避しながら自律分散的にアクセス制御を行なうとともに、パケット衝突時における再送制御を行なう。アクセス制御並びに再送制御は、CPU134がROM135内の制御プログラムをRAM136に展開して実行するという形態で実現される。   The MAC processing unit 133 mainly performs access control in the wireless transmission path. In the present embodiment, access control is performed in an autonomous and distributed manner while avoiding collision according to the CSMA communication procedure, and retransmission control at the time of packet collision is performed. Access control and retransmission control are realized in such a manner that the CPU 134 develops and executes the control program in the ROM 135 in the RAM 136.

各通信局は衝突回避の手段として、一般にはバックオフの制御を行なう。すなわち、パケットを送信しようとするとき、規定のコンテンション・ウインドウの範囲内で乱数を発生させ、その乱数値を基にしたバックオフ時間を設定する。このような再送制御方式では、通信局は再送回数に上限を設定しない限り、パケットが衝突し再送が発生する毎にコンテンション・ウインドウは増加し続け、送信機会が得られなくなるというキャプチャ効果が生じる可能性がある。   Each communication station generally performs back-off control as means for avoiding collisions. That is, when a packet is to be transmitted, a random number is generated within a specified contention window, and a back-off time based on the random value is set. In such a retransmission control method, unless the communication station sets an upper limit on the number of retransmissions, the contention window continues to increase every time a packet collides and a retransmission occurs, and a capture effect that a transmission opportunity cannot be obtained occurs. there is a possibility.

そこで、本実施形態では、自局の通信状態に応じて適当な再送回数を設定することにより、キャプチャ効果により送信機会がなかなか得られなくなる、という事態に陥るのを自律的に回避するようになっている。再送回数の上限を設けることにより、送信間隔が短くなることから、通信局は適度に送信機会を獲得することができるようになる。   Therefore, in this embodiment, by setting an appropriate number of retransmissions according to the communication state of the own station, it is autonomously avoided that a transmission opportunity is hardly obtained due to the capture effect. ing. Setting the upper limit of the number of retransmissions shortens the transmission interval, so that the communication station can appropriately acquire a transmission opportunity.

ここで言う通信状態は、自局からの送信パケットがアクセス・ポイントにおいて受信されたときの電力強度に相当する。但し、アクセス・ポイントにおける受信電力を直接計測することはできないので、伝搬路特性がほぼ可逆であることから、アクセス・ポイント(若しくはその他の周辺局)からの送信パケットの自局における受信電力を用いる。   The communication state mentioned here corresponds to the power intensity when a transmission packet from the local station is received at the access point. However, since the reception power at the access point cannot be directly measured, the propagation path characteristics are almost reversible, so the reception power at the local station of the transmission packet from the access point (or other peripheral station) is used. .

CPU134は、受信電力の算出には、RF部112において得られるRSSI(Received Signal Strength Indicator:受信信号強度表示信号)を用いてもよいし、それ以外の装置を有してもよい。そして、算出された受信電力の値を基に、CPU134で再送回数の上限値を変更する。   The CPU 134 may use the RSSI (Received Signal Strength Indicator) obtained in the RF unit 112 for calculating the received power, or may have a device other than the RSSI (Received Signal Strength Indicator). Based on the calculated received power value, the CPU 134 changes the upper limit value of the number of retransmissions.

図10には、無線通信装置において、受信電力強度に応じて自局の再送回数の上限値を設定するための動作手順をフローチャートの形式で示している。   FIG. 10 shows, in the form of a flowchart, an operation procedure for setting the upper limit value of the number of retransmissions of the own station in accordance with the received power intensity in the wireless communication apparatus.

無線通信局は、アクセス・ポイント(若しくはその他の周辺局)からデータを受信した際(ステップS1)、その受信電力の値を算出する(ステップS2)。そして、その値が閾値を越えるかどうかを判別する(ステップS3)。   When the wireless communication station receives data from the access point (or other peripheral station) (step S1), the wireless communication station calculates the value of the received power (step S2). And it is discriminate | determined whether the value exceeds a threshold value (step S3).

ここで、算出された受信電力が閾値以下であれば、送信回数の上限値を減らす(ステップS4)。また、算出された受信電力が閾値以上であれば送信回数の上限値を増やす(ステップS5)。   Here, if the calculated received power is equal to or less than the threshold, the upper limit value of the number of transmissions is reduced (step S4). If the calculated received power is equal to or greater than the threshold, the upper limit value of the number of transmissions is increased (step S5).

このように、無線通信システム内で動作する各通信局が、受信電力に応じて送信回数の上限値をそれぞれ自律的に設定することにより、均等に送信機会が得られることができるようになるので、同じ帯域を公平にシェアすることができるようになる。なお、閾値を複数設定し、送信回数の上限値を複数設定できるようにしてもよい。   As described above, each communication station operating in the wireless communication system autonomously sets the upper limit value of the number of transmissions according to the received power, so that transmission opportunities can be evenly obtained. , You will be able to share the same bandwidth fairly. Note that a plurality of threshold values may be set so that a plurality of upper limit values of the number of transmissions can be set.

また、上記の実施形態においては、受信電力が大きいときには、帯域を公平に分け合うため、再送回数の上限値を増やす場合について説明しているが、受信電力が大きいときに、敢えて帯域を占有するため、再送回数を減らすといった手法も考えられる。このように、本発明の要旨は、受信電力から再送回数の上限値を設定するという再送制御方法をすべて含むものであることを十分に理解されたい。   In the above embodiment, when the received power is large, the bandwidth is shared fairly. Therefore, the upper limit of the number of retransmissions is increased. However, when the received power is large, the bandwidth is intentionally occupied. A method of reducing the number of retransmissions is also conceivable. Thus, it should be fully understood that the gist of the present invention includes all retransmission control methods for setting the upper limit value of the number of retransmissions from the received power.

また、図11には、無線通信装置が、受信電力に基づいて自ら設定した再送回数の上限値を用いて再送制御するための動作手順をフローチャートの形式で示している。   Further, FIG. 11 shows, in the form of a flowchart, an operation procedure for the wireless communication apparatus to perform retransmission control using the upper limit value of the number of retransmissions set by itself based on the received power.

無線通信装置は、パケットを送信した後(ステップS11)、送信先からAck若しくはこれに相当する受信確認応答信号を受信すると(ステップS12)、次のパケットを送信する(若しくは、送信データがなくなったときには、送信動作自体を終了する)(ステップS13)   After transmitting the packet (step S11), the wireless communication apparatus receives the Ack or the corresponding reception confirmation response signal from the transmission destination (step S12), and transmits the next packet (or the transmission data is lost). (Sometimes, the transmission operation is terminated) (step S13)

一方、送信先からAckを得られなかった場合には、他の通信局からの送信パケットと衝突した(若しくはその他の原因により送信先においてパケット受信処理に失敗した)ことを認識する。   On the other hand, when Ack cannot be obtained from the transmission destination, it is recognized that the packet has collided with a transmission packet from another communication station (or the packet reception processing has failed at the transmission destination due to other reasons).

この場合、現在の再送回数が、受信電力に基づいて設定されている再送回数の上限値に到達したかどうかを判別する(ステップS14)。   In this case, it is determined whether or not the current number of retransmissions has reached the upper limit value of the number of retransmissions set based on the received power (step S14).

ここで、現在の再送回数がその上限値にまだ到達していない場合には、通常の再送動作と同様に、バックオフ時間を算出し(ステップS15)、これにより得られるパケット再送タイミングによりデータ再送を試みる(ステップS16)。   Here, if the current number of retransmissions has not yet reached the upper limit, the back-off time is calculated in the same manner as in the normal retransmission operation (step S15), and data retransmission is performed based on the packet retransmission timing obtained thereby. Is attempted (step S16).

一方、現在の再送回数がその上限値に到達した場合には、当該パケットの再送を諦め、次のパケットの送信を行なう(ステップS13)。   On the other hand, when the current number of retransmissions reaches the upper limit, the packet is retransmitted and the next packet is transmitted (step S13).

このように再送回数を上限値までに制限することにより、再送する度にコンテンション・ウインドウを増加し)、送信間隔が長くなっていくという事態を回避している。この結果、無線通信装置は、受信電力が小さい場合であっても、適当な送信間隔で送信機械を得ることができるようになり、他の通信局との間で帯域を公平にシェアすることが可能となる。   By limiting the number of retransmissions to the upper limit value in this way, the contention window is increased every time retransmission is performed, and the situation where the transmission interval becomes longer is avoided. As a result, the wireless communication apparatus can obtain a transmission machine at an appropriate transmission interval even when the received power is small, and can share the band fairly with other communication stations. It becomes possible.

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。   The present invention has been described in detail above with reference to specific embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can make modifications and substitutions of the embodiment without departing from the gist of the present invention.

本明細書では、自律分散型の無線ネットワークにおいて本発明を適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。例えば、自律分散以外の無線ネットワーク、あるいは有線ネットワークであっても、衝突検出若しくは衝突回避によりアクセス制御を行なうとともに衝突の発生に応じて再送制御を行なう通信システムに対し、本発明を同様に適用可能であることは言うまでもない。   In the present specification, the embodiment in which the present invention is applied to an autonomous distributed wireless network has been mainly described. However, the gist of the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be similarly applied to a communication system that performs access control by collision detection or collision avoidance and performs retransmission control according to the occurrence of a collision even in a wireless network other than autonomous distribution or a wired network. Needless to say.

要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。   In short, the present invention has been disclosed in the form of exemplification, and the description of the present specification should not be interpreted in a limited manner. In order to determine the gist of the present invention, the claims section described at the beginning should be considered.

図1は、無線通信システムの構成例を示した図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system. 図2は、無線通信システムの他の構成例を示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating another configuration example of the wireless communication system. 図3は、バックオフとパケットの衝突の関係を示した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between backoff and packet collision. 図4は、IEEE802.11におけるコンテンション・ウインドウの増加の様子を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing an increase in contention windows in IEEE 802.11. 図5は、アクセス・ポイントにおいて、隠れ端末状態となる2台の端末からそれぞれ受信電力の異なるパケットを受信したときのパケット・シーケンス例を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a packet sequence when an access point receives packets with different received power from two terminals in a hidden terminal state. 図6は、アクセス・ポイントにおいて、隠れ端末状態となる2台の端末からそれぞれ受信電力の異なるパケットを受信したときのパケット・シーケンスの他の例を示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating another example of a packet sequence when a packet with different reception power is received from two terminals in the hidden terminal state at the access point. 図7は、アクセス・ポイントにおいて、隠れ端末状態となる2台の端末からそれぞれ受信電力の異なるパケットを受信したときのパケット・シーケンスのさらに他の例を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing still another example of a packet sequence when a packet with different reception power is received from two terminals in the hidden terminal state at the access point. 図8は、アクセス・ポイントにおいて、隠れ端末状態となる2台の端末からそれぞれ受信電力の異なるパケットを受信したときのパケット・シーケンスのさらに他の例を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing still another example of a packet sequence when a packet with different reception power is received from two terminals that are in a hidden terminal state at the access point. 図9は、本発明に係る無線通信システムにおいて端末局として動作する無線通信装置の構成を模式的に示した図である。FIG. 9 is a diagram schematically showing a configuration of a wireless communication apparatus operating as a terminal station in the wireless communication system according to the present invention. 図10は、無線通信装置において、自局の再送回数の上限値を設定するための動作手順を示したフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing an operation procedure for setting an upper limit value of the number of retransmissions of the own station in the wireless communication apparatus. 図11は、無線通信装置が、自ら設定した再送回数の上限値を用いて再送制御するための動作手順を示したフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing an operation procedure for the wireless communication apparatus to perform retransmission control using the upper limit value of the number of retransmissions set by itself.

符号の説明Explanation of symbols

10,20…アクセス・ポイント
11,21,12,22…端末
100…無線通信装置
101…アンテナ
102…RF部
103…ベースバンド部
131…変調部
132…復調部
133…MAC処理部
134…CPU
135…ROM
136…RAM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,20 ... Access point 11, 21, 12, 22 ... Terminal 100 ... Wireless communication apparatus 101 ... Antenna 102 ... RF unit 103 ... Baseband unit 131 ... Modulation unit 132 ... Demodulation unit 133 ... MAC processing unit 134 ... CPU
135 ... ROM
136 ... RAM

Claims (10)

各通信局が衝突を回避しながら自律分散的にアクセス制御を行なう無線通信システムであって、
通信局は、自局の通信状態に応じて再送回数の上限値を設定し、衝突の検出に応じて、再送間隔を増加させながら前記再送回数の上限値に到達するまで再送を行なう、
を特徴とする無線通信システム。
A wireless communication system in which each communication station performs autonomous and distributed access control while avoiding collisions,
The communication station sets an upper limit value of the number of retransmissions according to the communication state of the local station, and performs retransmission until reaching the upper limit value of the number of retransmissions while increasing the retransmission interval according to the detection of the collision,
A wireless communication system.
前記通信局は、アクセス・ポイント若しくは所定の周辺局からの受信電力に基づいて自局の通信状態を把握する、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
The communication station grasps its own communication state based on the received power from an access point or a predetermined peripheral station,
The wireless communication system according to claim 1.
前記通信局は、アクセス・ポイント若しくは所定の周辺局からの受信電力が大きくなったことに応じて再送回数の上限値を増加し、該受信電力が小さくなったことに応じて再送回数の上限値を減少する、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
The communication station increases the upper limit of the number of retransmissions according to the increase in received power from the access point or a predetermined peripheral station, and the upper limit of the number of retransmissions according to the decrease in the received power. Decrease,
The wireless communication system according to claim 1.
無線ネットワーク上で通信局同士の衝突を回避しながら自律分散的にアクセス制御を行なう無線通信装置であって、
前記無線ネットワーク上で無線信号の送受信を行なう通信手段と、
前記無線ネットワーク上での自局の通信状態を検出する通信状態検出手段と、
前記無線ネットワーク上で他局の信号との衝突を回避しながらアクセス制御を行なうアクセス制御手段と、
自局の通信状態に応じて再送回数の上限値を設定し、衝突の検出に応じて、再送間隔を増加させながら前記再送回数の上限値に到達するまで再送を行なう再送制御手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
A wireless communication device that performs access control in an autonomous and distributed manner while avoiding collision between communication stations on a wireless network,
Communication means for transmitting and receiving wireless signals on the wireless network;
Communication state detecting means for detecting the communication state of the own station on the wireless network;
Access control means for performing access control while avoiding a collision with a signal of another station on the wireless network;
A retransmission control means for setting an upper limit value of the number of retransmissions according to the communication state of the local station, and performing retransmission until the upper limit value of the number of retransmissions is reached while increasing the retransmission interval according to the detection of a collision;
A wireless communication apparatus comprising:
前記通信状態検出手段は、アクセス・ポイント若しくは所定の周辺局からの受信電力に基づいて自局の通信状態を検出する、
ことを特徴とする請求項4に記載の無線通信装置。
The communication state detection means detects the communication state of the own station based on the received power from the access point or a predetermined peripheral station,
The wireless communication apparatus according to claim 4.
前記再送制御手段は、アクセス・ポイント若しくは所定の周辺局からの受信電力が大きくなったことに応じて再送回数の上限値を増加し、該受信電力が小さくなったことに応じて再送回数の上限値を減少する、
ことを特徴とする請求項5に記載の無線通信装置。
The retransmission control means increases an upper limit value of the number of retransmissions according to an increase in received power from an access point or a predetermined peripheral station, and an upper limit value of the number of retransmissions according to a decrease in the received power. Decrease the value,
The wireless communication apparatus according to claim 5.
無線ネットワーク上で通信局同士の衝突を回避しながら自律分散的にアクセス制御を行なうための無線通信方法であって、
前記無線ネットワーク上での通信局の通信状態を検出する通信状態検出ステップと、
前記無線ネットワーク上で他局の信号との衝突を回避しながらアクセス制御を行なうアクセス制御ステップと、
前記通信局の通信状態に応じて再送回数の上限値を設定し、衝突の検出に応じて、再送間隔を増加させながら前記再送回数の上限値に到達するまで再送を行なう再送制御ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication method for performing access control in an autonomous and distributed manner while avoiding collision between communication stations on a wireless network,
A communication state detection step of detecting a communication state of a communication station on the wireless network;
An access control step for performing access control while avoiding a collision with a signal of another station on the wireless network;
A retransmission control step of setting an upper limit value of the number of retransmissions according to the communication state of the communication station, and performing retransmission until reaching the upper limit value of the number of retransmissions while increasing a retransmission interval according to the detection of a collision;
A wireless communication method comprising:
前記通信状態検出ステップでは、アクセス・ポイント若しくは所定の周辺局からの受信電力に基づいて前記通信局の通信状態を検出する、
ことを特徴とする請求項7に記載の無線通信方法。
In the communication state detection step, the communication state of the communication station is detected based on received power from an access point or a predetermined peripheral station.
The wireless communication method according to claim 7.
前記再送制御ステップでは、アクセス・ポイント若しくは所定の周辺局からの受信電力が大きくなったことに応じて再送回数の上限値を増加し、該受信電力が小さくなったことに応じて再送回数の上限値を減少する、
ことを特徴とする請求項8に記載の無線通信方法。
In the retransmission control step, the upper limit of the number of retransmissions is increased in accordance with an increase in received power from an access point or a predetermined peripheral station, and an upper limit of the number of retransmissions in accordance with the decrease in the received power. Decrease the value,
The wireless communication method according to claim 8.
無線ネットワーク上で通信局同士の衝突を回避しながら自律分散的にアクセス制御を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
前記無線ネットワーク上での通信局の通信状態を検出する通信状態検出ステップと、
前記無線ネットワーク上で他局の信号との衝突を回避しながらアクセス制御を行なうアクセス制御ステップと、
前記通信局の通信状態に応じて再送回数の上限値を設定し、衝突の検出に応じて、再送間隔を増加させながら前記再送回数の上限値に到達するまで再送を行なう再送制御ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
A computer program written in a computer-readable format so as to execute processing for autonomously distributed access control on a computer system while avoiding collision between communication stations on a wireless network,
A communication state detection step of detecting a communication state of a communication station on the wireless network;
An access control step for performing access control while avoiding a collision with a signal of another station on the wireless network;
A retransmission control step of setting an upper limit value of the number of retransmissions according to the communication state of the communication station, and performing retransmission until reaching the upper limit value of the number of retransmissions while increasing a retransmission interval according to the detection of a collision;
A computer program comprising:
JP2004187405A 2004-06-25 2004-06-25 Wireless communication system, wireless communication apparatus and wireless communication method, and computer program Pending JP2006013841A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004187405A JP2006013841A (en) 2004-06-25 2004-06-25 Wireless communication system, wireless communication apparatus and wireless communication method, and computer program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004187405A JP2006013841A (en) 2004-06-25 2004-06-25 Wireless communication system, wireless communication apparatus and wireless communication method, and computer program

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006013841A true JP2006013841A (en) 2006-01-12

Family

ID=35780552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004187405A Pending JP2006013841A (en) 2004-06-25 2004-06-25 Wireless communication system, wireless communication apparatus and wireless communication method, and computer program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006013841A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009531879A (en) * 2006-03-30 2009-09-03 アリババ グループ ホールディング リミテッド Method and system for message retransmission and method and system for intersystem message delivery
JP2010288302A (en) * 2010-07-26 2010-12-24 Mitsubishi Electric Corp Wireless communication method, wireless communication system, base station and mobile unit
JP2013207620A (en) * 2012-03-29 2013-10-07 Mitsubishi Electric Corp Plant communication control device
US8891374B2 (en) 2011-03-18 2014-11-18 Fujitsu Limited Wireless communication device and wireless communication device control method
JP2015012312A (en) * 2013-06-26 2015-01-19 三菱電機株式会社 Radio communication device, data distribution method, and radio communication system
JP2016072917A (en) * 2014-10-01 2016-05-09 サイレックス・テクノロジー株式会社 Radio access point and program
US9668283B2 (en) 2010-05-05 2017-05-30 Qualcomm Incorporated Collision detection and backoff window adaptation for multiuser MIMO transmission
WO2018105631A1 (en) * 2016-12-08 2018-06-14 シャープ株式会社 Base station device, terminal device, and communication method

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009531879A (en) * 2006-03-30 2009-09-03 アリババ グループ ホールディング リミテッド Method and system for message retransmission and method and system for intersystem message delivery
US8412997B2 (en) 2006-03-30 2013-04-02 Alibaba Group Holding Limited Method and system for message retransmission and intersystem message delivery
US9668283B2 (en) 2010-05-05 2017-05-30 Qualcomm Incorporated Collision detection and backoff window adaptation for multiuser MIMO transmission
JP2010288302A (en) * 2010-07-26 2010-12-24 Mitsubishi Electric Corp Wireless communication method, wireless communication system, base station and mobile unit
US8891374B2 (en) 2011-03-18 2014-11-18 Fujitsu Limited Wireless communication device and wireless communication device control method
JP2013207620A (en) * 2012-03-29 2013-10-07 Mitsubishi Electric Corp Plant communication control device
JP2015012312A (en) * 2013-06-26 2015-01-19 三菱電機株式会社 Radio communication device, data distribution method, and radio communication system
JP2016072917A (en) * 2014-10-01 2016-05-09 サイレックス・テクノロジー株式会社 Radio access point and program
WO2018105631A1 (en) * 2016-12-08 2018-06-14 シャープ株式会社 Base station device, terminal device, and communication method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7502365B2 (en) Wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer-readable storage medium
EP2632209A2 (en) Method, apparatus, and computer program product for coexistence-aware communication mechanism for multi-radios
US9693369B2 (en) Radio communication in unlicensed band
JP5136590B2 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program
US8228884B2 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program
JP4622503B2 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program
US20130223419A1 (en) Method, apparatus, and computer program product for power saving enhancements in wireless communication
US20120320856A1 (en) Channel access method and apparatus in wireless local area network system
CN107079470B (en) Media access control for licensed assisted access
US10128988B2 (en) Method and apparatus for reporting information about transmission failure frame
JP2011525773A (en) Method and apparatus for multicast transmission
JP4582098B2 (en) Wireless communication system, communication apparatus, communication method, and program
WO2016072908A1 (en) Dynamic listen before talk in license-assisted access
US11464054B2 (en) RTA contention collision avoidance
WO2011099791A2 (en) Channel access method and apparatus in wireless local area network system
TW201820831A (en) Reliable Wi-Fi packet delivery using delayed/scheduled block acknowledgment mechanism
JP2007053524A (en) Wireless lan apparatus
AU2021323746A1 (en) Channel contention method and related apparatus
WO2021131947A1 (en) Communication device, communication method, and program
JP2006013841A (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus and wireless communication method, and computer program
CN107251617B (en) Terminal device, base station device, communication method, and communication system
US9860921B2 (en) Method and apparatus for transmitting and receiving data based on aggressive spatial reuse
JP4470628B2 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program
Van den Heuvel-Romaszko et al. A survey of MAC protocols for ad hoc networks and IEEE 802.11
CN114630351B (en) Trigger frame sending method and device